АТМ на ж.д.транспорте

Задача №1 «Измерение параметров рельсовых цепей постоянного тока»
Задание:
1) Пользуясь измеренными значениями токов и напряжений, а также зная длину рельсовой цепи, необходимо вычислить её первичные и вторичные параметры.
2) Привести схему реализации метода измерений.

Исходные данные:
вариант №91: «Метод двух коротких замыканий»

Вариант (предпоследняя цифра/последняя цифра) Длина рельсовой цепи l, км Расстояние l_1 Расстояние l_2=2∙l_1
Напряжение U_(〖кз〗_l1 ),B
Сила тока I_(〖кз〗_l1 ),A
Напряжение U_(〖кз〗_l2 ),B
Сила тока I_(〖кз〗_l2 ),A

91 2,1 0,19 0,95 0,33 0,9

Классификация параметров рельсовых цепей
Бесперебойное и безопасное движение поездов на железных дорогах определяются надежной и безотказной работой устройств автоматики и телемеханики. На железнодорожном транспорте используется сложная аппаратура автоматики и телемеханики, которая работает в сложных климатических и эксплуатационных условиях.
Нормальное функционирование аппаратуры устройств автоматики и телемеханики можно обеспечить периодическими измерениями её параметров, своевременной регулировкой и настройкой, а в необходимых случаях и заменой неисправных приборов.
Рельсовая цепь, как и проводная линия связи, характеризуется первичными и вторичными параметрами.
К первичным параметрам относятся:
1) активное сопротивление двухпроводной цепи;
2) индуктивность двухпроводной цепи;
3) емкость изоляции между проводниками тока (рельсами);
4) проводимость изоляции между проводниками (иногда используют обратную величину – сопротивление изоляции); иногда:
5) (для рельсовых цепей постоянного тока) оценивают электрохимическую активность балласта.
6) оценивают взаимную индуктивность между контактным проводом и рельсом.
Наиболее важными первичными параметрами являются сопротивление рельсов и сопротивление балласта. На практике, как правило, ограничиваются определением только их.
Ко вторичным параметрам относят:
1) волновое сопротивление Z_В - которое характеризуется сопротивлением рельсовой линии бегущей волны:
Z ̇=√(Z∙r_б∙e^(jφ⁄2) )
где Z – удельное электрическое сопротивление рельсов (модуль сопротивления), Ом/км;
r_б – удельное электрическое сопротивление балласта, Ом*км (считают, что сопротивление только активное, поскольку емкостная составляющая мала);
 – аргумент сопротивления рельсов, град.
2) коэффициент распространения волны  является комплексной величиной
γ=α+j∙β=|γ|∙cos⁡〖φ/2〗+j∙sin⁡〖φ/2〗
Действительная часть α характеризует затухание волны, а мнимая β - фазовый коэффициент, характеризует степень запаздывания волны по фазе при её распространении на единицу длины.
Вторичные параметры определяются первичными.
Под удельным сопротивлением рельсов понимают сопротивление обеих нитей со стыковыми соединителями и накладками, отнесенное к 1 км рельсовой нити.
Под удельным сопротивлением балласта (сопротивлением изоляции) понимают сопротивление шпал, сопротивление между рельсами, отнесенные к 1 км рельсовой цепи.
Рельсовая цепь, у которой собственное сопротивление рельсов каждой нити и их сопротивление по отношению к земле будут одинаковыми, называется симметричной.
Параметры рельсовых цепей зависят от множества факторов, и могут определяться в первую очередь измерениями в реальных условиях.
Первичные параметры рельсовой цепи определяют на основании измерений ее входного сопротивления, а также оценки известных зависимостей между напряжениями и токами в начале и конце рельсовой цепи.
Последовательность определения параметров рельсовых цепей:
1) измерение входного сопротивления (как правило, при двух известных нагрузках);