Buletinul AGIR nr. 1-2/2009 aprilie-septembrie 152

INFLUENA REZISTENEI DE IZOLAIE A BALASTULUI ASUPRA FUNCIONRII

CIRCUITULUI DE CALE

Drd. ing. Alexandru TRISTARU Universitatea Politehnica din Timioara

Absolvent al specializrii IT, promoia 2005, Facultatea de Mecanic a Universitii

Politehnica din Timioara. Inginer la Regionala C.F. Timioara.

Drd. Ing. Ramon-Mihai BALOGH Universitatea Politehnica din Timioara Absolvent al specializrii IT i student la specializarea VTF anul IV, Facultatea de Mecanic a Universitii Politehnica din Timioara

Asist.dr.ing Luisa-Izabel DUNGAN Universitatea Politehnica din Timioara

Absolvent a specializrilor MF i MRCF, Facultatea de Mecanic a Universitii Politehnica din

Timioara. Este doctor inginer n tiine tehnice din anul 2008.

REZUMAT. n lucrare se prezint modul n care rezistena de izolare a balastului influeneaz funcionarea circuitelor de cale. Au fost prezentate rezultatele msurtorilor efectuate pe dou sectiuni de cale de construcie diferit.

Cuvinte cheie: rezisten de ballast, stare de liber, circuit de cale, puncte de izolaie. ABSTRACT. In this work are presented the isolation resistance influence mod above the work of way circuit. Here was presented measurements result that was done on two section of railway with different composition.

Keywords: ballast resistance, state of free, rail circuit, isolation points.

1. GENERALITI

Desfurarea activitii de transport pe calea ferat implic foarte muli factori, att de natur orga-nizatoric, ct i din punct de vedere al controlului circulaiei pe calea ferat. Din acest ultim punct de vedere, un rol foarte important l joac necesitatea de a avea ntotdeauna un control ct mai exact aspra pre-zenei materialului rulant pe calea ferat, att din punct de vedere al timpului ct i al spaiului. Astfel, un rol deosebit de important l au instalaiile de control a strii de liber sau ocupat al liniilor i macazurilor. Aceste instalaii presupun utilizarea n cadrul circu-tului de cale, indiferent de varianta utilizat,a unor poriuni de cale ferat drept conductoare de curent electric.

Funcionarea acestora se bazeaz pe proprietatea osiei materialului rulant de a permite sau nu transferul de ener-gie electric de la captul de alimentare la captul de releu, n cazul prezenei sau nu a respectivei osii pe poriunea respectiv de cale ferat. Acest lucru este evideniat foarte bine n figurile 1,a. i 1,b, unde prezena osiei pe linie d starea de liber sau ocupat a circuitului de cale. Rezistena electric de izolaie dintre cele dou ine, denumit uzual rezisten de balast este de valoare redus i variabil n limite largi. De aceea, o parte a curentului emis se nchide prin traverse i balast, fr a mai ajunge la captul de recepie (fig. 2). Starea timpului influeneaz ntr-o msur apreciabil valoarea pierderilor de curent, care sunt maxi-me pe timp ploios, ntruct balastul prezint o rezisten electric sczut cnd este ud i minime cnd timpul este uscat sau iarna pe timp de nghe.

INFLUENA REZISTENEI DE IZOLAIE A BALASTULUI ASUPRA FUNCIONRII CIRCUITULUI DE CALE

Buletinul AGIR nr. 2-3/2009 aprilie-septembrie 153

2. MSURAREA REZISTENEI DE BALAST

Avnd n vedere rolul important al rezistenei de izo-laie a balastului i influena acestuia asupra funcionrii c.d.c., determinarea calitii balastului i a rezistenei electrice prevzut de traverse trebuie efectuat periodic i trebuie luate msuri pentru eliminarea punctelor cu izolaie slbit, nainte de scoaterea din funcie a c.d.c..

Fig. 1. Schema electric a circuitului de cale cu curent de repaus: a linia liber; b linia ocupat.

Fig. 2. Pierderile de curent n circuitul de cale.

Primele msuri asupra rezistenei de balast s-au efectuat cu aproximaie, n curent continuu, cu scoaterea din funcie a c.d.c. pe perioada efecturii msurtorilor.

Plecndu-se de la schema cuadripolului echivalent a c.d.c. (v. fig. 2), n care se elimin efectul inductanei i capacitii i cunoscndu-se valoarea rezistenei longitudinale a inei, prin msurri de tensiune i de curent se poate determina, prin calcul, valoarea echi-valent a rezistenei de balast, pentru c.d.c. .

Fig. 2. Cuadripolul echivalent al circuitului de cale.

Procedeul cunoscut sub denumirea de metoda 0,42l are la baz alimentarea c.d.c. de la un transformator, prin in-termediul unui ampermetru de curent alternativ (v. fig. 3).

Captul de recepie fiind lsat gol (curentul absorbit se stabilete ntre cele dou ine numai prin intermediul rezistenei de balast), cu un voltmetru se va msura ten-siunea dintre cele dou ine la distana de 0,42l, distan msurat de la joanta captului de alimentare (l este lungimea c.d.c.). Rezistena de izolaie a balastului se va determina cu relaia Rb = =Ux/Ig, rezultat prin apro-ximarea comportrii liniei lungi cu o poriune de circuit cu elemente concentrate, conform legii lui Ohm.

Fig. 3. Msurarea rezistenei balastului cu metoda 0,42l.

Metoda respectiv presupune scoaterea din funcie a instalaiilor pe timpul efecturii msurtorilor, iar msu-rarea necesit un aparataj de msur relativ complicat i greoi, iar prin obinerea unei valori medii, pe toat lun-gimea c.d.c., nu este permis determinarea punctului cu izolaie slbit. Datorit acestui fapt, specialitii de la Insti-tutul de Cercetri i Proiectri Tehnologice n Transporturi au elaborat aparate specializate pentru aceste msurtori cum ar fi: rb-metrele (riz-metrele) i izotravotestele. Cu ele se determin rezistena de izolaie dintre ine pe o anumit lungime, acestea lucrnd cu semnale electrice cu frecven ridicat i la care efectul inductanei proprii a liniilor este important, msurtorile neinfluennd n nici o msur funcionarea instalaiilor.

Riz- metrul este un aparat portabil, alimentata de la dou baterii de 4,5V nseriate (v. fig. 4) i este com-pus dintr-un oscilator Osc ce produce frecvena de 5 kHz, urmat de un amplificator de putere AP, ambele realizate din tranzistoare.

Fig. 4. Schema de principiu a riz-metrului.

Pentru determinarea valorii rezistenei de balast, aparatul se calibreaz i se efectueaz msurri din 100

MANAGEMENT CALITATE-MEDIU

Buletinul AGIR nr. 2-3/2009 aprilie-septembrie 154

n 100 de metri, utiliznd pentru reperare bornele hecto-metrice amplasate n lungul liniei de cale ferat Msurtorile de nceput i de sfrit se efectueaz la o distan de cel puin 100 m de capetele c.d.c. i astfel nu se influeneaz valoarea rezistenei msurate de pro-priile rezistene ale echipamentului din pichei.

n figura 5 sunt trasate dou curbe obinute n urma efecturii msurrilor pentru dou c.d.c.,din care unul este cu traverse de lemn i beton armat, iar cellalt are numai cu traverse din beton armat. La cel din urm se poate observa c n dreptul bonei hectometrice 41+200, valoarea rezistenei de balast este sub limitele admise i deci n aceast zon (cca 200 m )trebuie efectuate lucrri de ridicare deranjamentul de izolaie.

Fig. 5. Valorile rezistenei de balast n diferite circuite de cale.

Pentru a efectua o msurtoare ct mai exact din punct de vedere al delimitrii ct mai precise a zonei cu izolaie sczute s-a conceput izotravotestul.

Acesta are n principiu, aceeai schem bloc ca i riz-metrul, ns are frecvenele de lucru mult mai mari dect riz-metrul,( n jur de 100 kHz) i astfel efectul inductanei (Z = L) este de aproximativ 20 de ori mai mare,fapt ce face ca zona de aciune s fie de 20 de ori mai mic.

Fig. 6. Amplasarea izotravotestului pe linie.

Izotravotestul (v. fig. 6) se conecteaz direct pe ine, prin intermediul unor palpatori, ataai printr-un urub

aparatului propriu-zis, eliminndu-se astfel efectul negativ al conductoarelor de conexiune la linie. Cu acest aparat, dup calibrare, se efectueaz msurtori, din 10 n 10 m, n urma crora rezult curba de izolaie, reprezentat n figur.

Fig. 7. Localizarea traverselor cu izolaie sczut (defecte), cu ajutorul izotravotestului.

Din grafic se observ, precizia mult mai mare a

zonei defecte, n zona kilometrului 41 (aceeai din fig. 7), traversele cu pierderi fiind ntre kilometrii 41,150 i 41,170.

Printr-o dimensionare corespunztoare, aparatele de msurat pot msura cu precizie valori ale rezistenei de izolaie a balastului cu valori cuprinse ntre 0 i 10 km.

3. CONCLUZII I PROPUNERI

Avnd n vedere c rezistena de izolaie a balastului este unul din cei mai importani factori de influen asupra bunei funcionri a c.d.c., trebuie avut n vedere efectuarea de msurtori a rezistenei de izolaie a balastului la termenele prevzute de normele n vigoare i de asemenea efectuarea de lucrri specifice, att pentru nlturarea defectelor, ct i pentru prevenirea acestora.

n acelai timp trebuie inut cont i de faptul c datorit rezistenei de izolaie a balastului cu o valoare sczut, c.d.c. va funciona cu un consum sporit de energie, iar valorile mrimilor caracteristice vor fi mai mari, ceeace va duce la scurtarea duratei de funcionare a aparatajului folosit.

BIBLIOGRAFIE

[1] A.I. Stan, S. David, Centralizri electrodinamice i bloc de linie automat, Editura didactic i pedagogic , vol. 1, 1983.

[2] M.C. Alexandrescu, A. Chi, S. David, A.I. Stan, Bazele funcionrii echipamentelor electrice i electronice pentru ci ferate, Editura Didactic i Pedagogic, vol. 1,1978.