Реле переменного тока
В устройствах железнодорожной автоматики и телемеханики применяют двухэлементные секторные реле переменного тока ДСШ.
Эти реле используются в качестве путевых в рельсовых цепях переменного тока частотой 25 и 50 Гц. По принципу действия двухэлементные секторные реле относятся к индукционным. Магнитная система реле выполняется на сердечниках из листовой стали для уменьшения потерь на гистерезис. Эти реле относятся к реле I класса надежности, а по времени срабатывания - к нормальнодействующим.
Реле ДСШ (двухэлементное секторное) относится к реле третьего поколения и используется в рельсовых цепях переменного тока частотой 50 и 25 Гц. Реле ДСШ-12 применяется в рельсовых цепях 50 Гц, ДСШ-1 ЗА — в рельсовых цепях 25 Гц. Конструкция всех реле типа ДСШ одинакова. По принципу действия реле ДСШ являются индукционными.
К основным элементам реле типа ДСШ (рис. 1.31) относятся: / — ручка; 2 — колпак; 3 — сектор; 4 — станина; 5 — основание; 6 — путевой элемент; 7 — местный элемент; 8, 9, 10 — контакты.
Сердечники местного и путевого элементов относительно друг друга расположены симметрично. Оба элемента закреплены на станине таким образом, что между полюсами образуется воздушный зазор, в котором перемещается алюминиевый сектор. Поворот сектора вверх и вниз ограничивается роликами. Ось сектора кривошипами связана с контактными тягами. Тяги связаны с подвижными контактами.
Принцип действия реле основан на взаимодействии переменного магнитного потока одного элемента с током, индуцированном в секторе переменным магнитным потоком другого элемента. В соответствии с законом электромагнитной индукции на проводник с током (сектор), помещенный в магнитное поле, действует сила, приводящая его в движение. Сила, приводящая в движение сектор, будет пропорциональна произведению токов местного и путевого элементов и зависит от угла сдвига фазы между ними.
На принципиальной схеме (рис. 1.32, а) указано направление магнитных потоков путевого 4 и местного 2 элементов, проходящих по сердечникам путевого и местного элементов и пересекающих сектор 5. Сдвиг фазы между током местного и путевого элементов достигается в рельсовых цепях 50 Гц включением фазосдвигающего конденсатора в рельсовую цепь питающего или релейного конца; в рельсовых цепях 25 Гц путем включения местной и путевой обмоток к соответствующим преобразователям ПЧМ и ПЧП, установленным для питания местных и путевых элементов.
Рис. 1.31. Конструкция реле ДСШ
Рис. 1.32. Магнитная система реле ДСШ
Токи, проходящие по местной и путевой обмоткам, образуют в магнитопроводах магнитные потоки Фм и Фп, пересекающие сектор и создающие в нем индуцированные токи /м и /п (рис. 1.32, б). Магнитные потоки Фм и Фп и индуцированные токи /м и /п пропорциональны токам местного и путевого элементов, поэтому формулу вращающего момента можно представить как
где ф — угол сдвига фазы.
Суммарный вращающий момент будет положительным при угле сдвига фазы между токами местного и путевого элементов, равном 90°. Отмечено, что угол между током и напряжением местной обмотки составляет 72°, а не 90° — из-за не идентичности катушек, а угол между током и напряжением путевой обмотки составляет 65°, угол между током путевой и напряжением местной обмотки — 162°. Указанные углы называются идеальными. Векторная диаграмма идеальных углов реле ДСШ показана на рис. 1.33.
На практике удобнее оперировать напряжениями, чем токами, поэтому максимальный вращающий момент в реальных ДСШ задается сдвигом фазы между напряжениями. И он несколько больше 90° из-за неидеальности катушек и составляет 97°. В условиях эксплуатации из-за изменения параметров рельсовой линии появляется угол расстройки идеальных углов. Величина угла расстройки не должна превышать 20—30°. Доказано, что при таком угле расстройки вращающий момент изменяется незначительно, но требуется увеличить напряжение на путевой обмотке до 14 В. При большем увеличении угла расстройки реле работает неустойчиво.
Рис. 1.33. Векторная диаграмма реле ДСШ
При использовании рельсовых цепей с фазочувствительными реле предъявляют жесткие требования к источникам питания и выполнению чередования фаз в смежных рельсовых цепях, эти требования предъявляют и к резервному питанию.
Для нормальной работы реле ДСШ необходимо соблюдать следующие условия:
- — сдвиг фазы между токами местного и путевого элементов должен составлять 90°;
- — питание местной и путевой обмоток должно осуществляться от одной фазы одного источника питания;
- — невозможность срабатывания реле от другой фазы;
- — сдвиг фазы между напряжениями местной и путевой обмоток должен составлять 97°;
- — напряжение на путевой обмотке должно быть 14 В;
- — значения напряжения и тока отпускания сектора у всех типов реле ДСШ должно быть не менее 50 % фактически измеренного напряжения подъема сектора, т.е. Къ > 0,5.
Достоинства реле ДСШ. Основным достоинством реле является надежная фазовая избирательность (селективность), поэтому эти реле называют фазочувствительными. Это свойство надежно исключает срабатывание реле от чужой фазы при коротком замыкании изолирующих стыков, т.е. обеспечивает защиту от опасного отказа — появления ложной свободности изолированного участка. При коротком замыкании стыков сектор будет стремиться повернуться вниз. Также к достоинствам реле относится надежная защита от влияния помех тягового тока, отличающихся от частоты сигнального тока. К недостатку реле можно отнести громоздкость.
Механические характеристики реле типа ДСШ приведены в табл. 1.21.
Таблица 1.21
|
№
п/п
|
Механические характеристики реле типа ДСШ |
Предельное
значение
|
| 1 |
Физический зазор между полюсами сердечников, мм, не менее |
2 |
| 2 |
Зазор между поверхностью сектора и полюсами сердечников при любом положении сектора, мм, не менее |
0,35 |
| 3 |
Люфт оси сектора, мм продольный поперечный |
0,15-0,25
0,02-0,06
|
| 4 |
Расстояние между любыми частями буферных обжимок сектора и сердечника магнитной цепи, мм, не менее:
при нахождении сектора в нижнем положении
при нахождении сектора в верхнем положении и касании обжимки сектора и ролика
|
1,5
3,0
|
| 5 |
Расстояние от фронтовых и тыловых контактов до контактов подвижных при крайних положениях сектора (при касании обжимками сектора роликов), мм, не менее |
1,5 |
| 6 |
Зазор между подвижным и фронтовым (тыловым) контактами в момент отрыва подвижного контакта от тылового (фронтового), мм, не менее |
0,8 |
| 7 |
Неодновременность замыкания и размыкания контактов, мм, не более |
0,4 |
| 8 |
Скольжение контактов, не менее, мм |
0,25 |
| 9 |
Контактное нажатие, Н (гс), не менее: на
каждый фронтовой контакт ДСШ-2
на каждый фронтовой контакт ДСШ-12, ДСШ-13
на каждый тыловой контакт
|
0,25 (25)
0,2 (20)
0,2 (20)
|
| 10 |
Контактное нажатие штепсельных пружин на ножи розетки, Н (гс), не менее |
1(100) |
Обслуживание реле проводят в соответствии с технологической картой 1 раз в 6 лет.
Контрольные вопросы
- Каков принцип действия реле ДСШ?
- Сколько магнитных потоков действуют в реле ДСШ и как они взаимодействуют?
- Каким образом создается вращающий момент для работы сектора реле ДСШ?
- Какими должны быть идеальные углы сдвига фаз у реле ДСШ?
- Каковы причины появления угла расстройки идеальных углов реле ДСШ?
- Каковы требования предъявляются к источникам питания реле ДСШ?
- Какие условия обеспечивают правильную работу реле ДСШ?
- Какими достоинствами обладает реле ДСШ?
- Какие механические характеристики реле ДСШ требуют периодической проверки?
|
