Способ снижения магнитного влияния контактной сети железной дороги на линейные цепи автоблокировки
Владельцы патента RU 2742153:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный университет путей сообщения" (ОмГУПС (ОмИИТ)) (RU)
Изобретение относится к электрифицированным железным дорогам. Способ снижения магнитного влияния контактной сети железной дороги на линейные цепи автоблокировки заключается в том, что уменьшают взаимную индуктивность линейной цепи с контактным проводом за счет того, что параллельно каждой жиле кабеля линейной цепи автоблокировки подключаются дополнительные жилы. Технический результат изобретения заключается в снижении уровня наведенного напряжения в линейных цепях и, как следствие, обеспечении надежной и бесперебойной работы устройств железнодорожной автоматики и телемеханики в зоне электромагнитного влияния тяговой сети. 1 ил.
Изобретение относится к электрифицированным железным дорогам переменного тока и обеспечивает уменьшение магнитного влияния контактной сети на линейные цепи постоянного тока.
Контактная сеть представляет собой однопроводную линию с возвратом тока через землю (рельс), создающую интенсивное электромагнитное поле, которое влияет на пространство, окружающее железную дорогу. В зоне этого электромагнитного влияния находятся линейные цепи.
Известен способ снижения индуктивного влияния электротяговых сетей переменного тока на проводные коммуникации связи (патент РФ №2298487, 2005 г.), при котором используется дополнительный регулируемый источник компенсирующего напряжения и дополнительный провод, заземленный с одной стороны. К дополнительному проводу подключают дополнительный регулируемый источник компенсирующего напряжения, находящегося в противофазе к питающему напряжению тяговой сети, при отсутствии тяговой нагрузки на фидерной зоне, и отключают при появлении таковой. Таким образом, в результате сложения электрических полей питающего напряжения тяговой сети и источника компенсирующего напряжения, в режиме отсутствия нагрузки на фидерной зоне, снижается практически до нуля влияние тяговой сети на смежные проводные линии связи.
Недостатком рассматриваемого способа является то, что его принцип действия основан не на уменьшении влияния тяговой сети, а на компенсации такого влияния.
Известен способ защиты аппаратуры автоблокировки от воздействия тягового тока на железнодорожном транспорте (патент РФ №2585701, 2015 г.), при котором осуществляется заземление брони и металлической оболочки магистрального кабеля на контур заземления каждого пункта системы автоблокировки, а в середине магистрального кабеля устанавливают изолирующую муфту, разъединяющую его металлическую оболочку и броню кабеля, что приводит к снижению тока, протекающего по металлической оболочке и броне кабеля и, как следствие, уменьшению наведенного напряжения в линейных цепях.
Недостатком рассматриваемого способа является то, что он обеспечивает снижение влияния наведенных напряжений в цепях СЦБ и токов, протекающих по броне и оболочкам кабеля, но не снижает напряжения, наведенного в линейных цепях, а так же не применим при использовании кабеля без брони и токопроводящей оболочки.
Задачей, на решение которой направлено изобретение, является снижение уровня наведенного напряжения в линейных цепях и, как следствие, обеспечение надежной и бесперебойной работы устройств железнодорожной автоматики и телемеханики в зоне электромагнитного влияния тяговой сети.
Решение этой задачи достигается снижением взаимной индуктивности линейной цепи с контактным проводом, за счет того, что параллельно каждой жиле кабеля линейной цепи автоблокировки подключаются дополнительные жилы, снижается индуктивность защищаемой линии, как следствие, снижается магнитное влияние контактной сети.
Предлагаемый способ является новым, так как в современной технике не известны случаи подключения дополнительных жил с целью уменьшения магнитного влияния.
Предложенный способ является промышленно применимым, так как при его использовании достигается получение технического результата в виде уменьшения коэффициента взаимной индукции между контактной проводом и проводами линейной цепи и, как следствие, уменьшение величины ЭДС, наведенной в проводе линейной цепи, повышение надежности работы устройств железнодорожной автоматики и телемеханики. Предложенный способ может применяться не только на железнодорожном транспорте, но и в других отраслях народного хозяйства, в которых имеет место мешающее или опасное магнитное влияние.
Полученные новые свойства (снижение магнитного влияния контактной сети, увеличение надежности работы автоблокировки) дают основания для того, чтобы сделать заключение о соответствии предлагаемого технического решения требованиям к изобретению.
Сущность предлагаемого способа поясняется расчетом.
При включении параллельно двух проводов общая индуктивность снижается в соответствии с формулой:
где L1, L2 - индуктивность 1 и 2 проводов соответственно.
В случае если длина и сечение проводов одинаковая, принимают L1 = L2 = Lk, тогда:
где k - количество параллельно включенных проводов.
Уменьшение индуктивности линейной цепи приводит к уменьшению коэффициента взаимной индукции:
где Lл - индуктивность линейной цепи;
Lк/c - индуктивность контактной сети.
Вследствие чего происходит уменьшение величины ЭДС, наведенной в проводе линейной цепи:
где 
- циклическая частота влияющего тока;
М - коэффициент взаимной индуктивности между контактной сетью и проводом линейной цепи;
- ток, протекающий в контактной сети;
- длина провода линейной цепи.
Подключаются дополнительных жил также выполняет функцию резервирования: обрыв одной (или нескольких) из жил кабеля линейной цепи не нарушает нормальную работу линейной цепи.
Преимуществом рассматриваемого способа является то, что он обеспечивает снижение магнитного влияния контактной сети, а не компенсацию такого влияния. Также следует отметить, что предлагаемый способ позволяет уменьшить величину наведенной вследствие магнитного влияния ЭДС вне зависимости от источника такого влияния.
Пример применения предлагаемого способа показан на фиг. 1. В зоне магнитного влияния контактной сети 1 находятся прямой 2 и обратный 3 провода линейной цепи. Параллельно с проводом линейной цепи 2 дополнительно включается провод 4, параллельно с проводом линейной цепи 3 - провод 5, что приводит к уменьшению индуктивности линейной цепи, уменьшению коэффициента взаимной индукции и, как следствие, уменьшению наведенной ЭДС.
Таким образом, задача снижения наведенного напряжения в линейной цепи автоблокировки вследствие магнитного влияния контактной сети решается путем параллельного подключения дополнительных жил линейной цепи: это позволяет уменьшить индуктивность линейной цепи и, как следствие, снизить магнитное влияние контактной сети.
Способ снижения магнитного влияния контактной сети железной дороги на линейные цепи автоблокировки, заключающийся в уменьшении взаимной индуктивности линейной цепи с контактным проводом за счет того, что параллельно каждой жиле кабеля линейной цепи автоблокировки подключаются дополнительные жилы.
