Структурная схема рельсовой цепи. Основные элементы рельсовых линий

Основным типом РЦ, применяемой на перегонах с автономной тягой, является РЦ постоянного тока с импульсным питанием. Импульсные РЦ просты по устройству, потребляют малую мощность и обеспечивают возможность их резервирования от аккумуляторов, что особенно важно для участков с ненадежным электроснабжением.

РЦ постоянного тока с импульсным питанием (рис. 1.22) применяется на перегонах, оборудованных автоблокировкой. Такая РЦ на питающем конце имеет аккумулятор, выпрямитель ВАК, маятниковый трансмиттер типа МТ-1 и ограничивающий резистор R0, а на релейном конце — импульсное путевое реле И типа ИМШ1-0,3. Питание РЦ осуществляется постоянным током. Периодическое замыкание и размыкание цепи питания производится контактом маятникового трансмиттера МТ-1, который непрерывно работает в

импульсном режиме. На релейном конце импульсы, поступившие в рельсовую линию, принимает импульсное путевое реле И. Контакты импульсного реле И из-за их работы в импульсном режиме не могут быть использованы в цепях контроля свободности блок-участков и включения ламп светофоров. Поэтому на релейном конце через контакт импульсного реле И и дешифратор Д дополнительно включается путевое реле П первого класса надежности, которое удерживает свой якорь непрерывно притянутым при импульсной

работе контакта реле И. При вступлении на РЦ поезда или появлении какой-либо неисправности в рельсовой линии прекращается импульсная работа реле И и на выходе дешифратора Д обесточивается реле П, которое, замыкая тыловые контакты, фиксирует занятость РЦ.

Рельсовая цепь постоянного тока с импульсным питанием обладает высокой шунтовой чувствительностью и ее надежная работа обеспечивается при длине до 2600 м при сопротивлении балласта не ниже 1 Ом по сравнению с непрерывным питанием.

Кроме этого, импульсное питание повышает чувствительность путевого реле И к излому рельса. Рельсовые цепи с импульсным питанием имеют более надежную защиту путевого реле И от ложного срабатывания при замыкании изолирующих стыков смежных РЦ, так как импульсное реле имеет регулировку якоря с преобладанием влево или вправо и работает от импульсов, поступающих только из собственной РЦ.

На станциях при автономной тяге применяются РЦ с непрерывным питанием переменным током частоты 50 или 25 Гц. Использование переменного тока для питания РЦ на станциях позволяет экономить кабель по сравнению с применением РЦ постоянного тока.

Основным видом таких РЦ является фазочувствительная РЦ переменного тока с путевым реле типа ДСШ, которая наиболее надежна в эксплуатации (рис. 1.23). Питание РЦ осуществляется от трансформатора ПТ, который трансформирует переменный ток 220 В в

меньший по величине сигнальный переменный ток, который через резистор R0 поступает в рельсы. На релейном конце такой РЦ устанавливают релейный трансформатор РТ и путевое реле П типа ДСШ. С помощью релейного трансформатора РТ напряжение из рельсовой линии повышается до напряжения срабатывания реле П. С помощью конденсатора Ср достигается сдвиг фазы напряжения на путевой обмотке по отношению к напряжению местной обмотки на угол примерно 90 °, необходимый для нормальной работы реле ДСШ. Если РЦ свободна и исправна, то путевое реле П непрерывно удерживает свой сектор в поднятом положении. При вступлении поезда на рельсовую цепь путевое реле П шунтируется малым сопротивлением скатов поезда и напряжение на обмотке путевого реле П снижается настолько, что сектор опускается вниз, чем и фиксируется занятость РЦ подвижным составом. Предельная длина РЦ переменного тока частотой 50 Гц,

при которой обеспечивается надежная ее работа, составляет 1500 м.

Рис. 1.23 Схема рельсовой цепи переменного

тока частотой 50 Гц

Неразветвленные РЦ на участках с электрической тягой. На участках с электрической тягой рельсовые нити железнодорожного пути являются обратным проводом для пропускания тягового тока на подстанцию, поэтому в РЦ таких участков следует обеспечить непрерывное прохождение тягового тока, несмотря на то, что рельсы разделены изолирующими стыками для обеспечения работы РЦ. Для этой цели применяют двухниточные и однониточные РЦ. Двухниточные РЦ получили наибольшее распространение и используются на перегонах и станциях. В таких рельсовых цепях тяговый ток непрерывно пропускается по обеим рельсовым нитям пути с помощью дроссель- трансформаторов, которые устанавливаются по обе стороны изолирующего стыка.

Для обеспечения нормальной и надежной работы РЦ на участках с электротягой род и частота сигнального тока должны отличаться от рода и частоты тягового тока. Поэтому на участках с электротягой на постоянном токе РЦ питают переменным током

промышленной частоты 50 Гц, а на участках с электротягой на переменном токе 50 Гц — переменным током частотой 25 Гц. Тяговые токи 1/0.5 I т (рис. 1.24) протекают по обеим полуобмоткам ДТ во встречных направлениях, чем исключается влияние тягового тока

на работу РЦ. В практических условиях тяговые токи в обеих рельсовых нитях не равны друг другу, так как сопротивление рельсовых нитей неодинаковое. Поэтому сердечник дроссель-трансфортатора подвергается подмагничиванию, а аппаратура РЦ — влиянию гармоник тягового тока. Для исключения влияний гармоник тягового тока РЦ с путевым реле типа

ИМВШ или ИВГ на электрифицированных участках делают с кодовым питанием, а для защиты от этого влияния самого реле устанавливаются фильтры, настроенные только на частоту сигнального тока и задерживающие гармоники тягового тока.

На перегонах при электротяге на постоянном токе устраивается кодовая РЦ переменного тока частотой 50 Гц (см. рис. 1.24), которая служит для контроля состояния блок-участков, обеспечивая беспроводную связь между показаниями попутных проходных светофоров и передачи на локомотив кодов АЛС. Основными элементами такой РЦ являются: путевой трансформатор ПТ типа ПОБС—3А; ограничитель Z 0 типа РОБС; дроссель-трансформаторы типов ДТ-0,6 (на питающем конце) и ДТ-0,2 (на релейном конце); трансмиттерное реле Т, трансмиттер КПТ (на рисунке не показан); конденсаторы С, которые служат для компенсации реактивной составляющей тока и уменьшения потребляемой мощности от путевого трансформатора; фильтр типа ЗБФ-1, служащий для защиты путевого реле И от гармоник тягового тока и ограничения на нем напряжения при коротком замыкании изолирующих стыков; импульсное путевое реле И типа ИМВШ-110 или ИВГ, которое принимает кодовые сигналы из рельсовой линии. Питание РЦ переменным током 50 Гц осуществляется от путевого трансформатора ПТ. Со вторичной обмотки ПТ сигнальный

ток через контакт трансмиттерного реле Т, который работает в режиме кода КЖ, Ж или З, подается через дроссель-трансформатор ДТ-0,6 в рельсовую линию. На релейном конце кодовые сигналы из рельсовой линии через дроссель-трансформатор ДТ-0,2 и фильтр ЗБФ-1, который пропускает сигнальный ток частотой 50 Гц, а гармоники тягового тока задерживает, воспринимаются импульсным путевым реле И, которое при свободном состоянии РЦ работает в кодовом режиме в такт принимаемым из рельсовой линии кодовым импульсам. При вступлении поезда на РЦ происходит шунтирование обмотки путевого реле И малым сопротивлением скатов поезда, напряжение на обмотке реле снижается до напряжения непритяжения якоря реле, и оно прекращает импульсную работу, чем и фиксируется занятое состояние РЦ. Надежная работа кодовой РЦ 50 Гц обеспечивается при длине до 2600 м и при сопротивлении балласта не ниже 1 Ом*км.

Кодовая РЦ переменного тока 25 Гц (рис. 1.25) применяется на

перегонах при электротяге на переменном токе 50 Гц. Питание РЦ переменным током 25 Гц

осуществляется от статического преобразователя частоты ПЧ—50/25 мощностью 100 Вт.

С выхода преобразователя сигнальный ток частотой 25 Гц через контакт трансмиттерного реле Т, работающего в кодовом режиме, ограничитель R0, путевой трансформатор ПТ типа ПРТ-А и дроссель-трансформа-тор ДТ1-150 поступает в рельсовую линию. На релейном конце кодовые импульсы через дроссель-трансформатор ДТ1-150 и фильтр ФП-25, который пропускает сигнальный ток частотой 25 Гц, а гармоники переменного тока задерживает, воспринимаются импульсным путевым реле И, которое при свободном состоянии блок-участка работает в импульсном режиме. Кодовая РЦ 25 Гц имеет предельную длину 2500 м.

На станциях при электротяге применяют РЦ переменного тока 50 и 25 Гц с непрерывным питанием и реле типа ДСШ. Двухэлементные секторные реле ДСШ при электротяге постоянного тока не требуют дополнительных мер защиты от влияния тягового тока, так как попадание в путевую обмотку этого реле постоянного тока приводит к его отпусканию. Основным типом РЦ на таких станциях является фазочувствительные двухниточные РЦ переменного тока частотой 50 и 25 Гц с реле ДСШ.

Фазочувствительная двухниточная РЦ переменного тока 25 Гц с реле ДСШ (рис. 1.26) является основным видом РЦ. На питающем и релейном концах такой РЦ установлены дроссель-трансформаторы ДТ и согласующие трансформаторы ПТ и ИТ. Питание путевой и местной обмоток путевого реле ДСШ разделено и осуществляется от отдельных преобразователей с помощью фазирующего устройства. На релейном конце параллельно путевому элементу реле П включен защитный фильтр ЗБ для защиты реле от воздействия тягового тока 50 Гц. При наличии помехи возможна вибрация сектора реле ДСШ, что ухудшает условия работы реле. Поэтому и установлен фильтр ЗБ, настроенный на частоту тягового тока 50 Гц, через который этот ток замыкается, чем исключается попадание

его в обмотку реле. При электротяге постоянного тока фильтр не устанавливается.

Схема фазочувствительной РЦ переменного тока частотой 25 Гц допускает наложение кодирования с питающего и релейного концов. Предельная длина такой РЦ, при которой обеспечивается надежная ее работа, составляет 1200 м. На станциях при электротяге могут применяться и однониточные РЦ переменного тока частотой 50 и 25 Гц, в которых для

пропускания обратного тягового тока выделяется одна рельсовая нить. В смежную РЦ тяговый ток пропускается по рельсовому соединителю, который соединяет тяговые рельсовые нити смежных РЦ (см. рис. 1.17). Аппаратура такой РЦ аналогична

предыдущей, но без установки дроссель-трансформаторов. Надежность работы таких рельсовых цепей из-за сильного влияния тягового тока невысокая, поэтому длина их не превышает 500 м и они находят применение на неответственных путях и стрелочных участках средних и крупных станций.

Тональные рельсовые цепи. Надежность работы существующих РЦ в большой степени зависит от состояния изолирующих стыков и балласта. Из-за нарушения нормальной работы изолирующих стыков происходит большое количество отказов работы РЦ. Кроме этого, из-за снижения сопротивления балласта на некоторых участках железных дорог до величины 0,2...0,3 Ом*км (при норме минимального сопротивления балласта 1 Ом*км) нарушается нормальная работа рассмотренных выше типов РЦ. В настоящее время разработаны и внедряются тональные РЦ. Такие РЦ работают в случае низкого сопротивления балласта без изолирующих стыков при любом виде тяги поездов. Аппаратура тональных рельсовых цепей (ТРЦ) обеспечивает формирование и прием амплитудно-модулированных сигналов с частотами манипуляции (модуляции) 8 и 12 Гц и несущими частотами в диапазоне 420...780 Гц. Особенностью устройства ТРЦ является то, что в такой РЦ устанавливается один источник питания на две РЦ, а передающая и приемная аппаратура располагается на станциях, примыкаемых к перегону. Рассмотрим схемы смежных РЦ с несущими и модулированными частотами 480/8 и 580/12 (каждая из которых с двумя приемниками),

расположенные на одном пути перегона при электротяге постоянного тока (рис. 1.27). Схема каждой РЦ имеет передающую и приемную аппаратуру, а также согласующие элементы передающих устройств АЛС. Передающая аппаратура ТРЦ состоит из генератора ГП и путевого фильтра ФПМ. Генератор обеспечивает формирование амплитудно-модулированных сигналов тональной частоты требуемого уровня. уровня. Путевой фильтр обеспечивает защиту выходных цепей генератора от влияния токов АЛС, тягового тока и атмосферных перенапряжений и формирует требуемое по условиям работы РЦ обратное входное сопротивление питающего конца, а также служит для гальванического разделения выходной цепи генератора от кабеля и получения на нем требуемых напряжений. Последовательно с выходом путевого фильтра включен конденсатор Срц, который является

согласующим элементом передающих устройств АЛС. Амплитудно-модулированный сигнал от генератора поступает в кабельную линию, а затем на первичную обмотку путевого трансформатора ПТ. Со вторичной обмотки ПТ он поступает в рельсовую линию 9П и 8П, а затем на ПТ релейного конца 9П. Далее сигнал поступает в кабельную линию, а пройдя ее, на путевой приемник ПП 9/8, который принимает амплитудно-модулированный сигнал и возбуждает путевое реле 9П при свободном состоянии РЦ. Аналогично происходит работа тональной РЦ 10П.

Разветвленные рельсовые цепи. На станциях в зоне стрелочных переводов устраиваются разветвленные РЦ. Они кроме изолирующих стыков по границам рельсовой цепи имеют дополнительные изолирующие стыки 4 (рис. 1.28, а) на рамных рельсах, исключающие замыкание рельсовых нитей крестовиной стрелочного перевода. Для образования электрической цепи устанавливаются стрелочные рельсовые соединители: 3 — между рамными рельсами и остряками и переводными кривыми, 5 — между крайними рельсовыми нитями, 6 — на крестовине стрелочного перевода. Основной задачей изоляции разветвленных рельсовых цепей является обеспечение контроля наличия подвижных единиц на ответвленных рельсовых нитях. Для осуществления такого контроля наиболее распространен параллельный способ изоляции (см. рис. 1.28, а и б), при котором сигнальный ток протекает только по рельсовым нитям одного пути А, где включено путевое реле СП, а рельсовые нити ответвления Б находятся лишь под напряжением.

При свободной РЦ сигнальный ток протекает по цепи (см. 1.28, а) плюс батареи ПБ, рельсовые нити 1, 9, обмотка реле СП, рельсовая нить 10, рельсовый соединитель 5, рельсовая нить 2 и минус бата- реи ПБ. Реле СП, находясь в возбужденном состоянии, контролирует свободность стрелочного участка и исправность стрелочного соединителя. В случае обрыва рельсового соединителя реле СП отпускает якорь и дает контроль неисправности рельсовой цепи. Если дополнительные изолирующие стыки установлены по боковому ответвлению (см. 1.28, б), то рельсовый соединитель становится неконтролируемым и для надежности дублируется. При занятии рельсовой цепи поездом происходит шунтирование рельсовых нитей 1 — 2, или 7 — 8, или 9 — 10 малым сопротивлением скатов поезда. Реле СП, лишаясь питания, отпускает якорь и контролирует занятость стрелочного участка.

Рис. 1.28 Устройство разветвленной рельсовой цепи

В разветвленной РЦ в случае обрыва рельсовой нити бокового пути Б и нахождении подвижной единицы на ответвлении путевое реле СП остается возбужденным и дает ложный контроль свободного стрелочного участка, что отрицательно влияет на безопасность движения поездов. Для повышения надежности действия таких РЦ на всех неконтролируемых ответвлениях устанавливаются дополнительные реле (БСП на рис. 1.28, в). Используются разветвленные РЦ с непрерывным питанием переменным током частотой 50 Гц с реле типа АНВШ (при автономной тяге), частотой 25 Гц с реле типа ДСШ (при электротяге) или тональной частоты при любом виде тяги. Примерная схема разветвленной РЦ при электротяге показана на рис. 1.29. Свободность и исправность стрелочного участка определяются возбуждением реле АСП и БСП. Общее путевое реле СП возбуждается через последовательно включенные фронтовые контакты путевых реле АСП и БСП, включенных по концам ответвлений. Пропадание тока в любом из путевых реле расценивается как занятость изолированного участка.