Задача № 4

Определить допустимую длину первой от питающей подстанции волноводной секции системы симплексной поездной радиосвязи ПРС-С, организованной на электрифицированном участке железной дороги, при одностороннем питании контактной сети переменного тока, тип подвески контактной сети ПБСМ-95+МФ100, заземленный трос отсутствует.

Таблица 7 – Исходные данные

Параметры	Последняя цифра шифра
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Участок железной дороги: – однопутный – двухпутный	х	х	х	х	х	х	х	х	х	х
Количество поездов на участке железной дороги m	6	14	10	18	12	15	13	20	14	16
Проводимость земли σ· 10-3, 1/Ом·м	1	20	4	6	35	25	8	16	2	3,5
Длина плеча питания тяговой сети при вынужденном режиме работы lтс , км	Первая цифра шифра
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
	50	40	35	60	45	50	40	35	60	45
Активное удельное сопротивление тяговой сети Rтс, Ом/км	Предпоследняя цифра шифра
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
	0,101	0,130	0,127	0,095	0,125	0,104	0,215	0,111	0,150	0,105
Реактивное удельное сопротивление тяговой сети Xтс, Ом/км	0,269	0,350	0,304	0,218	0,300	0,273	0,400	0,310	0,380	0,281

Методические указания к решению задачи № 4

Определим результирующий ток I_рез, равный суммарному току электровозов на расчетном плече питания

, (4)

где m – количество поездов с электрической тягой, одновременно находящихся в пределах плеча в часы интенсивного движения в межподстанционной зоне, определяется по утвержденному графику движения поездов (в нашем случае – по таблице 7);

U_{тс max} – максимальная потеря напряжения в тяговой сети на длине l_тс , при l_тс более 30 км – U_{тс max} = 8500 В;

R _тс и X _тс – соответственно, активное и реактивное удельные сопротивления тяговой сети, Ом/км (см. таблицу 7);

cos φ – коэффициент мощности электровозов (cos φ = 0,8).

Результирующее напряжение U_p на концах секции волноводного провода

U_p= U_м + U_э , В, (5)

где U_м – напряжение, обусловленное магнитным влиянием тяговых токов, В;

U_э – напряжение, обусловленное электрическим влиянием проводов системы концентрации энергии электромагнитного поля радиоканала вдоль железнодорожного полотна на электрифицированных участках «два провода – рельс» (ДПР) и контактной сети, В.

Величина напряжения U_м зависит от расположения волновой секции по отношению к питающей тяговой подстанции.

При вынужденном режиме работы контактной сети

U_м = 0,6·X_м·S_р·S_т·I_экв·l_с , В, (6)

где X_м – удельное сопротивление взаимной индуктивности между волноводным проводом и контактной сетью на частоте 50 Гц, Ом/км;

S_р – коэффициент экранирующего действия (КЭД) рельсов;

S_т – КЭД заземленных тросов[33,34];

I_экв – эквивалентный влияющий ток в контактной сети при вынужденном режиме ее работы, А;

l_с – длина волноводной секции, км.

Величина напряжения U_э не зависит от места расположения волноводной секции. Ее вычисляют по формуле

U_э = I_с· R ·l_с , В, (7)

где I_с – величина емкостного тока, А/км, протекающего через высокочастотный заградитель при заземлении волноводной секции длиной 1км (Величину тока I_с , с достаточной точностью, следует принять равной 0,024 А/км);

R – сопротивление индивидуального заземлителя для тока частотой 50 Гц, Ом (R = 60 Ом).

При вынужденном режиме работы контактной сети величина U_p не должна превышать значений U_{p max} = 250 В.

Длину волноводной секции, ближайшей к питающей тяговой подстанции, определяем, ориентировочно, принимая I_экв = I_рез и U_p= U_{p max}.

, км (8)

Значение произведения удельного сопротивления взаимной индуктивности между волноводным проводом и контактной сетью на частоте 50 Гц – Х_м, Ом/км и коэффициента экранирующего действия рельсов – S_р определяем из таблицы 8, в соответствие с заданной величиной проводимости земли σ.

Таблица 8 – Значения произведения Х_м· S_р

Удельная проводимость земли σ, 1/Ом·м	1·10-3÷10·10-3	10·10-3÷100·10-3
Значение Хм· Sр, Ом/км для участка: – однопутного – двухпутного	0,130÷0,114 0,104÷0,102	0,114÷0,095 0,102÷0,090

В среднем волноводные секции имеют длину 1,5 – 3,0 км. Место заземления секции на практике уточняется по имеющемуся плану ЭЦ станции или плану автоблокировки перегона[23,58].