Електричні рейкові кола

Сучасні системи автоматики і телемеханіки базуються на первинній дискретній інформації про стан ділянок колії. Таку інформацію збирають і формують колійні датчики.

За принципом пристрою і дії колійні датчики можуть бути точковими и безперервними.

Найбільшого поширення набули датчики безперервного типу, які володіють великими функціональними можливостями і можуть застосовуватися в різних експлуатаційних умовах, – на перегонах, станціях, сортувальних гірках та інших.

Як колійний датчик безперервного типу на залізницях всього світу використовуються рейкові кола.

Електричним рейковим колом, або скорочено рейковим колом (РК), називається електричне коло особливого вигляду, провідниками якого служать рейки. Завдяки рейковим колам встановлюється безперервний зв'язок між рухливим складом і пристроями, який регулює рух поїздів і забезпечує його безпеку.

У загальному випадку рейкові кола виконують три функції:

– датчика стану ділянки дороги (наявність або відсутність рухливого складу, цілісність рейкової лінії);

– телемеханічного каналу зв'язку між прохідними світлофорами в безпровідних системах автоблокування;

– колійних пристроїв в системах автоматичної локомотивної сигналізації безперервної дії.

Будь-який електричний коло повинне включати наступні елементи: джерело електроживлення; сполучні дроти і приймач. На рис. 16.4.1 наведена найпростіше рейкове коло постійного струму з безперервним живленням, до складу РК входять: колійна батарея ПБ, рейкова лінія і приймач – колійне реле П.

Колійна батарея разом з опором Rо і сполучними дротами утворюють передавальний (що живить) кінець (ПК) рейкового кола. Опір Rо оберігає джерело живлення від руйнування в разі його короткого замикання, що має місце при тривалому знаходженні поїзда на живлячому кінці рейкового кола.

Другий елемент рейкового кола – рейкова лінія складається з рейок різної довжини, стикових з'єднувачів С і ізолюючих стиків ІС. Стикові з'єднувачі зменшують і стабілізують опір рейкових ниток. Ізолюючі стики електрично розділяючі суміжні рейкові кола.

Колійний приймач разом із сполучними дротами і колійним реле П утворюють приймальний (релейний) кінець (РК) рейкового кола .

Струм I_с, посиланий в рейкову лінію для контролю її стану, називається сигнальним струмом.

I_с С Рейкова лінія С

ІС Рейкові нити ІС

I_с

Rо

ПБ

+ - П

ПередавальнийкінецьРелейний кінець

Рис. 16.4.1. Найпростіше рейкове коло

При проходженні сигнального струму від +ПБ к –ПБ (показано стрілками) спрацьовує колійне реле (замикаються його фронтові контакти), що свідчить про відсутність рухливого складу на рейковій лінії і справності всіх елементів коло.

При занятті рейкової лінії рухливою одиницею або пошкодженні будь-якого елементу РК колійне реле знеструмлюється. В результаті розмикаються його фронтові контакти і замикаються тилові, що свідчить про зайнятість контрольованої ділянки дороги або несправності рейкового коло.

Будь-який рейковий коло повинне задовольняти наступним основним вимогам:

– за відсутності рухливого складу на рейковій лінії путнім приймачем повинна подаватися інформація про вільний стан контрольованої ділянки колії;

– за наявності на рейковій лінії хоч би однієї колісної пари рухливого складу, або при пошкодженні рейкової нитки, повинна подаватися інформація про зайнятість контрольованої ділянки дороги;

– при пошкодженні (сході) ізолюючих стиків, з метою виключення впливу джерела живлення одного рейкового коло на шляховий приймач суміжного рейкового коло, обидва колійні приймачі повинні фіксувати помилкову зайнятість обох ділянок колії.

Виходячи з вказаних вимог розрізняють три основних режими роботи рейкових кіл: нормальний, шунтовий і контрольний.

Нормальний режим характеризується вільним від рухливого складу станом рейкового кола. При цьому якір колійного реле має бути притягнутий і надійно утримується за найсприятливіших умов для даного режиму: мінімальній напрузі джерела живлення, максимальному значенні опору рейок і максимального витоку сигнального струму через баласт.

Причиною виникнення струму витоку є неідеальна ізоляція рейкових ниток, внаслідок чого не весь сигнальний струм доходить до реле. Частина струму протікає через баласт, що знижує напругу на колійніомуреле. Величина струму витоку залежить від опору баласту, який змінюється в широких межах залежно від типу баласту, вигляду шпал, а головне – від погодніх умов. Розрізняють чотири стани баласту: мокрий, сирий, сухий і такий, що промерз.

У сиру погоду опір ізоляції рейкової лінії знижується, витік струму збільшується, робочий струм в колійному приймачі зменшується і реле може відпустити свій якір і перемкнути світлофор на червоний вогонь при вільному стані рейкового коло (помилкова зайнятість контрольованої ділянки).

У суху погоду витік струму зменшується, робочий струм в колійгому реле збільшується і реле працює з перевантаженням, що може створити небезпеку збереження вирішуючого вогню на світлофорі при вступі скатів поїзда на рейкове коло (помилкова вільність).