Патент на изобретение №2236973
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАЧАЛЬНОЙ ФАЗЫ НАПРЯЖЕНИЯ НА ПРИЕМНОМ КОНЦЕ РЕЛЬСОВОЙ ЛИНИИ
(57) Реферат:
Изобретение относится к области железнодорожной автоматики и предназначено для использования при осуществлении контроля состояния рельсовых линий, входящих в состав рельсовых цепей синусоидального тока. На питающем и приемном концах рельсовой линии имеются действующие значения напряжений и токов U1, U2, I1, I2, сдвиг по фазе между напряжением U2 и током I2 составляет Изобретение относится к области железнодорожной автоматики и может быть использовано для контроля состояния рельсовых линий, входящих в состав рельсовых цепей синусоидального тока. Известны способы определения фазового сдвига между двумя синусоидальными напряжениями, т.е. способы определения начальной фазы второго напряжения относительно начальной фазы первого, соответствующей моменту перехода напряжения через нуль от отрицательных значений к положительным, на основе непосредственного измерения их действующих значений [1, стр.230] и формирования ширины импульсов одинаковой амплитуды и среднего их значения, прямо пропорционального фазовому сдвигу [1, стр.231]. Эти способы не могут быть использованы для определения начальной фазы напряжения на приемном конце рельсовой линии, отсчитываемой от начальной фазы напряжения на ее питающем конце, так как в рельсовых цепях на перегонах эти напряжения удалены друг от друга на большие расстояния. Известен способ определения фазового сдвига (между двумя синусоидальными напряжениями на основе преобразования фазового сдвига во временной интервал Данный способ можно использовать для определения начальной фазы напряжения U2 на выходе рельсовой линии относительно начальной фазы напряжения U1, на ее входе при их большом удалении друг от друга, если имеется третье напряжение – напряжение синхронизации, начальные фазы которого на питающем (с территориальной точки зрения) и приемном концах рельсовой линии либо равны либо стабильно сдвинуты на определенный угол. В качестве напряжения синхронизации на перегонах можно использовать пониженное напряжение линии автоблокировки при условии стабильности фаз на приемном и питающем концах. Данный способ выбран авторами в качестве прототипа. Целью изобретения является способ определения начальной фазы напряжения на приемном конце рельсовой линии, входящей в состав рельсовой цепи синусоидального тока при отсутствии напряжения синхронизации. Указанная цель достигается тем, что в рельсовой линии, входящей в состав рельсовой цепи синусоидального тока и нагруженной на номинальное сопротивление ZH, равное номинальному волновому сопротивлению ZBH рельсовой линии, соответствующему номинальным значениям комплексного сопротивления Z0H Ом/км рельсовой нити и комплексной проводимости Y0H Ом/км изоляции, в нормальном режиме измеряются действующие значения напряжений и токов (U1, U2, I1, I2) на ее питающем и приемном концах, сдвиг по фазе Справедливость соотношений для определения Сопротивление рельсовой нити длиной 1 км равно Z0=0.8 Z0max=0.3381+(0.3381 Проводимость балласта Y0 изменяется в процессе эксплуатации от Y0min=G0min+jQ0min до Y0max=G0max+jQ0max При этом за номинальную проводимость Y0H принимаем значение Номинальный коэффициент распространения волны Номинальная нагрузка ZH=ZBH=0.8952 Если Z0=Z0H=R0H+jX0H, Y0=Y0H=G0H+jQ0H имеют вид [3] Из(2) Так как Из первого уравнения системы (4) Из (5) следует Принимая Из 2-го уравнения системы (7) После подстановки (8) в первое уравнение (7) где КH=U1H/U2H. При этом КH не зависит от величины U1H, т.е. от величины напряжения питания рельсовой линии в нормальном режиме. При работе рельсовой цепи в номинальном, т.е. согласованном режиме, входное сопротивление нагруженной рельсовой линии будет равно сопротивлению ее номинальной нагрузки и, следовательно Если разделить первое уравнение (4) на второе, то с учетом (10) получим, что При “нарушении” номинального согласованного режима работы рельсовой цепи, вызванного изменением вещественной части проводимости изоляции, будет изменяться значение коэффициента К (оно не будет равно I) Будет изменяться также и фаза напряжения U2. При этом ее текущее значение будет очень близко к величине где В таблице 1 представлены действительные значения начальной фазы а также значения Из таблицы (1) видно, что С практической точки зрения за номинальные значения параметров рельсовых линий при работе их на частоте 50 Гц можно принять: Z0Н=0.8 Номинальные параметры эксплуатируемой на частоте 50 Гц рельсовой линии, нагруженной на приведенное к ее выходу сопротивление ZH, выбирается так. Известное сопротивление нагрузки ZH принимается равным номинальному волновому сопротивлению ZBH рельсовой линии при номинальном сопротивлении рельсовой нити Z0H=0.8 Номинальная проводимость при этом вычисляется по известному соотношению Y0H=Z0H/Z2BH. Сравнительный анализ с прототипом показывает, что предлагаемый способ отличается тем, что предварительно по известным длине l км рельсовой линии, номинальному сопротивлению Z0H, рельсовой нити, номинальной проводимости Y0H, изоляции рассчитывается номинальное волновое сопротивления ZBH, номинальный коэффициент распространения волны Предлагаемый способ соответствует критериям изобретения “новизна”, “существенные отличия”, “изобретательский уровень”. Использование данного способа обеспечивает возможность определения начальной фазы напряжения U2 на выходе рельсовой линии и, тем самым, контроля состояния сопротивлений рельсовой нити и балласта по способу [4] при отсутствии напряжения синхронизации с целью повышения безопасности движения поездов. ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ 1. Кушнир Ф.В. и др. Измерения в технике и связи. Учебник для вузов. Изд. 2-е, доп. и перераб. М.: Связь, 1976, – 432с. 2. Дмитренко И.Е., Сапожников В.В., Дьяков Д.В. Измерения и диагностирование в системах железнодорожной автоматики, телемеханики и связи. Учебник для вузов ж.-д. Трансп./Под ред. И.Е.Дмитренко. М.: Транспорт, 1994, – 263с. 3. Нейман Л.Р., Демирчян К.С. Теоретические основы электротехники. Том первый. Л.: Энергоиздат, 1981, – 495с. Формула изобретения
Способ определения начальной фазы напряжения на приемном конце рельсовой линии, входящей в состав рельсовой цепи синусоидального тока и нагруженной на номинальное сопротивление ZH, равное номинальному волновому сопротивлению ZBH рельсовой линии, соответствующему номинальным значениям комплексного сопротивления ZOH Ом/км рельсовой нити и комплексной проводимости YOH См/км изоляции, согласно которому в нормальном режиме измеряют действующие значения напряжений и токов U1, U2, I1, I2 на ее питающем и приемном концах, сдвиг по фазе MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 05.02.2005
Извещение опубликовано: 10.12.2006 БИ: 34/2006
|
||||||||||||||||||||||||||