Рельсовые цепи переменного тока промышленной частоты и бесстыковые рельсовые цепи

По способу изоляции смежных рельсовых цепей различают рельсовые цепи с изолирующими стыками (рис.13) и бесстыковые (тональные) рельсовые цепи (рис.19).
    В рельсовых цепях с изолирующими стыками:
    - изолирующие стыки устанавливаются на границах со всеми смежными рельсовыми цепями;
    - точно фиксируется граница между смежными рельсовыми цепями;
    - смежные рельсовые цепи питаются сигнальным током одинаковой частоты, на метрополитене - 50 Гц.
    Бесстыковые рельсовые цепи (БРЦ) характеризуются отсутствием изолирующих стыков на границах смежных рельсовых цепей. В этом случае смежные рельсовые цепи должны питаться сигнальными токами разных частот.
    В качестве сигнальных токов в бесстыковых рельсовых цепях применяют амплитудно-модулированные токи тональных частот в диапазоне 425 – 775 Гц. На основании этого бесстыковые рельсовые цепи называют также тональными рельсовыми цепями (ТРЦ). На метрополитене в настоящее время в ТРЦ используют частоты 475 Гц, 725 Гц и 775 Гц.

Рис.19. Бесстыковые рельсовые цепи
Г₁, Г₂ – путевые генераторы; ПП₃ ÷ ПП₉ – путевые приемники;
475/8, 725/12 – частоты модулированного сигнального тока; I ₁, I ₂ – сигнальные токи.

Как правило, две смежные рельсовые цепи имеют общий питающий конец, то есть один комплект аппаратуры питает две рельсовые цепи. На релейном конце устанавливают два последовательно соединенных путевых приемника, настроенных на разные частоты.
    Особенность работы БРЦ по сравнению с рельсовыми цепями промышленной частоты с изолирующими стыками состоит в том, что их занятие и освобождение поездом фиксируется не в момент вступления и проследования точки подключения аппаратуры, а на некотором расстоянии от нее, что определяет на границе рельсовых цепей наличие зоны дополнительного шунтирования по приближению и удалению поезда.
    Фактическая длина бесстыковой рельсовой цепи всегда будет больше ее физической длины, определяемой точками подключения аппаратуры, на длину зоны дополнительного шунтирования, которая может быть 12 – 25 метров.
    Зона дополнительного шунтирования – это участок пути от точки подключения аппаратуры рельсовых цепей до местонахождения колесной пары подвижного состава, когда наступает (или сохраняется) шунтирование рельсовой цепи. Наличие зоны дополнительного шунтирования не влияет ни на безопасность движения поездов, ни на пропускную способность линии.
    Там, где необходимо точно зафиксировать границу между смежными рельсовыми цепями, устанавливают изолирующие стыки; изолирующие стыки могут устанавливаться только на одном конце рельсовой цепи. Аппаратура бесстыковых рельсовых цепей одинаково устойчиво работает как при отсутствии, так и при наличии изолирующих стыков.

Режимы работы рельсовых цепей

Рельсовые цепи имеют 5 режимов работы:
    - нормальный – рельсовая цепь свободна от подвижного состава;
    - шунтовой – рельсовая цепь занята подвижным составом;
    - контрольный – осуществляет контроль лопнувшего рельса;
    - режим АЛС – обеспечивает надежный прием кодовых сигналов поездными устройствами АЛС-АРС;
    - режим короткого замыкания – обеспечивает работоспособное состояние аппаратуры рельсовой цепи при длительном нахождении подвижного состава на питающем конце рельсовой цепи.

Нормальный режим

    Это такой режим работы рельсовой цепи, когда рельсовая цепь свободна от подвижного состава, все ее элементы исправны, обтекаются сигнальным током, путевое реле находится в возбужденном состоянии, замыкает свои фронтовые контакты и выдает информацию о свободности рельсовой цепи. На основе этой информации обеспечивается управление сигнальными показаниями светофоров, проверка требований безопасности движения поездов, а также индикация о свободности рельсовой цепи на пульте-табло.
    Невыполнением (нарушением) нормального режима является ложная занятость рельсовой цепи. Ложная занятость рельсовой цепи - это такое ее состояние, когда при фактической свободности рельсовой цепи от подвижного состава путевое реле находится без тока и через свои тыловые контакты выдает информацию об ее занятости. Это отказ в работе рельсовой цепи. Причинами ложной занятости могут быть:
    - неисправность рельсовой линии (неисправность температурных, изолирующих стыков, изоляции стрелочной гарнитуры);
    - неисправности аппаратуры и других элементов рельсовой цепи;
    - неправильная регулировка параметров рельсовой цепи(не хватает напряжения(напряжение задано не верно));
    - механическая неисправность путевого реле.
 
Действия ДСЦП при ложной занятости рельсовой цепи:
        - доложить ДЦХ;
        - отменить авторежимы по маршрутам, в которые входит неисправная рельсовая цепь;
    - движение поездов производить по пригласительному сигналу или согласно ПТЭ после проверки свободности рельсовой цепи, имеющей ложную занятость;
    - при ложной занятости стрелочной секции перевод стрелки производить под кнопку «ВКС» после натурной проверки свободности стрелочных остряков;
    - сообщить ШН и сделать запись в Журнале осмотра.

Шунтовой режим

    Шунтовой режим – это режим работы рельсовой цепи, занятой подвижным составом. Название происходит от слова «шунт».
    Шунт (англ. ответвление) – проводящая часть, подключаемая параллельно приемнику тока электрической цепи, что приводит к снижению тока в приемнике электрической цепи.
    В устройствах АТДП различают поездной и нормативный шунты.
    Поездной шунт – колесная пара подвижного состава, проводящая электрический ток.
    Нормативный шунт – контрольное устройство, накладываемое на рельсовые нити с целью их шунтирования, имеющее нормированное электрическое сопротивление, равное максимально допустимому сопротивлению поездного шунта (0,06 Ом).
    При вступлении поезда на рельсовую цепь колесная пара, имеющая низкое сопротивление, практически накоротко соединяет обе рельсовые нити, т.е. шунтирует рельсовую цепь. В рельсовой цепи для сигнального тока создается путь с низким сопротивлением, параллельный путевому приемнику (путевому реле). Сигнальный ток до путевого приемника не доходит (или доходит очень маленький) и путевой приемник обесточивается. Происходит шунтирование рельсовой цепи, и она имеет контроль занятости.
    Шунтовая чувствительность рельсовой цепи – способность рельсовой цепи надежно воспринимать воздействие поездного или нормативного шунта и переходить в состояние «занято».
    Возможны случаи, когда при занятой рельсовой цепи путевое реле остается под током, и рельсовая цепь имеет контроль свободности. Такое состояние рельсовой цепи называют ложной свободностью ее.  
    Ложная свободность рельсовой цепи возможна в следующих случаях:
    - плохой поездной шунт, что наблюдается у легких подвижных единиц (хозяйственные поезда, рельсовозные тележки);
    - наличие на поверхности катания головок рельсов ржавчины, масляной пленки, когда возрастает переходное сопротивление «рельс – колесная пара»;
    - неисправность изолирующих стыков и контроля за их исправностью;
    - неправильная регулировка (завышение) напряжения на путевом реле;
    - механическая неисправность реле.
Как правило, ложная свободность наблюдается при одновременном наличии нескольких факторов.
    Ложная свободность это опасный отказ в работе рельсовой цепи, при котором устройства СЦБ не обеспечивают безопасность движения поездов.
    Действия ДСЦП при ложной свободности рельсовой цепи:
    - доложить ДЦХ;
    - отменить авторежимы по маршрутам, в которые входит неисправная рельсовая цепь;
    - перед каждым заданием маршрута и переводом стрелки проверять фактическое состояние рельсовой цепи;
    - сообщить ШН и сделать запись в Журнале осмотра.

Контрольный режим

    Рельсовая цепь контролирует целость рельсовой линии – выявляет излом (изъятие) рельсов такой режим работы называют контрольным.
    В случае излома (изъятия) рельсов по всему профилю путевое реле фиксирует повреждение, приводящее к разрыву электрической цепи и рельсовая цепь переходит в состояние занятости.
    Действия ДСЦП в этом случае аналогичны, как и при ложной занятости рельсовой цепи.
  Другие режимы работы рельсовой цепи подробно не рассматриваются.

Путевая автоматическая блокировка (Автоблокировка – АБ)