Исследование станционных рельсовых цепей

1.1 Основные сведения

На станциях, оборудованных устройствами электрической централизации стрелок и сигналов, для контроля путевых участков и выполнения основных взаимозависимостей применяются рельсовые цепи. Главными факторами, которые определяют вид рельсовой цепи, являются несущая частота сигнального тока, частота модуляции, способ разделения отдельных участков пути, тип путевого приемника, способ защиты от взаимных влияний.

Наиболее широкое распространение на участках железнодорожных дорог с автономной и электрической тягой постоянного тока получили рельсовые цепи переменного тока промышленной частоты 50 Гц с непрерывным питанием и фазочувствительным реле ДСШ-32 из-за экономичности схемы и надежности фазового контроля короткого замыкания изолирующих стыков. В связи с развитием на сети железных дорог электрической тяги переменного тока частотой 50 Гц применение рельсовых цепе промышленной частоты стало невозможным. Поэтому были разработаны, широко внедрены рельсовые цепи с частотой сигнального тока 25 Гц фазочувствительным реле ДСШ-13. В дальнейшем при автономной и электрической тяге постоянного тока стали применять рельсовые цепи частотой 25 Гц с реле ДСШ-13А. Эти рельсовые цепи потребляют меньшую мощность, имеют более надежную работоспособность при пониженном сопротивлении балласта, надежную защиту от влияния блуждающих тяговых токов.

В последнее время такие факторы, как разработка систем; автоматического регулирования движения поездов на скоростных участках железных дорог, применение подвижного состава с асинхронными тяговым двигателями, значительные снижения сопротивления балласта рельсовых цепей привели к разработке и внедрению тональных рельсовых цепей. Данные рельсовые цепи могут работать с изолирующими стыками и без них. На станциях в основном применяются рельсовые цепи с изолирующим" стыками.

В горловинах станций, в зоне стрелочных переводов применяются разветвленные рельсовые цепи. Они, кроме изолирующих стыков по границам рельсовой цепи, имеют дополнительные изолирующие стыки на рамных рельсах, исключающие замыкание рельсовых нитей крестовиного стрелочного перевода. Кроме этого, для образования электрической цепи на ответвлениях устанавливаются стрелочные рельсовые соединители. Основной задачей разветвленных рельсовых цепей является обеспечения контроля над наличием подвижных единиц на ответвленных рельсовых нитях.

1.2 Неразветвленные рельсовые цепи на участках с электрической тягой постоянного тока

Неразветвленные рельсовые цепи применяются на приемооправочных путях и бесстрелочных участках в горловинах станций. На рис. 1.1 показана схема станционной рельсовой цепи с частотой 25 с двусторонним кодированием. Подобные схемы рельсовых цепей применяются на главных и боковых путях, предназначенных для сквозного пропуска поездов. При использовании частоты сигнального тока 25 Гц на участках с электрической тягой постоянного тока рельсовые цепи кодируются на частоте 50 Гц. На питающем конце рельсовой цепи имеется блок питания и кодирования БПК, а на релейном конце — релейно-кодирующий блок БРК. Параллельный контур LI С1 используют как фильтр-пробку для исключения шунтирования тока частотой 25 Гц цепью кодирующего трансформатора Т1, а последовательный контур L2 С2, настроенный на частоту 25 Гц, ограничивает ток утечки частотой 50 Гц в цепи питающего трансформатора ПТ и обеспечивают необходимые фазовые соотношения.

Рисунок 1.1 – Схема рельсовой цепи 25 Гц при электротяге постоянного тока

В блоке БРК трансформатором Т2 регулируют кодовый ток в рельсовой линии. Последовательный контур L3 СЗ настроен на частоту 50 Гц и имеет на этой частоте низкое сопротивление. Этот контур обеспечивает пропуск тока кодирования частотой 50 Гц в обход обмотки путевого реле. Дроссель L4 обеспечивает последовательное подключение источник кодирования и путевого приемника, а параллельный контур LI С1 устраняет колебания напряжения на путевом элементе реле типа ДСШ при кодовой работе Т1. На обоих концах рельсовой цепи устанавливают дроссель - трансформаторы типа ДТ-06, которые обеспечивают подключение аппаратуры питающего и релейного конца к рельсовой линии, согласование низкоомного сопротивления рельсовой цепи с высокоомным сопротивлением аппаратуры, пропуск тягового тока в обход изолирующих стыков.

Помимо рассмотренных неразветвленных схем рельсовых цепей частотой 25 Гц используют двухниточные рельсовые цепи с одним дроссель - трансформатором и однониточные рельсовые цепи.

1.3 Тональные рельсовые цепи

Для работы тональных рельсовых цепей (ТРЦ) на стана; используются амплитудно-модулированные сигналы с несущими частота 420, 480, 580, 720, 780 Гц и частотами модуляции 8 и 12 Гц. В ТРЦ приемоотправочных и подъездных путей станции, как правило, используются несущие частоты -420, 480 Гц и с частотами модуляции f_н-Sили 12 Гц. ТРЦ входных участков станции и в разветвленных рельсовых цепях основном используются частоты f_н -580, 720, 780 Гц с f_м -8 или 12 Гц.

Съезды главных путей станции на двухпутных линиях должны оборудоваться схемой контроля схода (короткого замыкания) изолируют стыков — режим КСС. Схема КСС исключает возможность восприятия «чужого» кода АЛС при параллельном движении поездов в случае схода, изолирующих стыков на съезде.

Неразветвленные ТРЦ станционных приемо-отправочных путей могут применяться различной длины в зависимости от количества приемных концов: с одним путевым приемником - 25+800 м, с двумя - 100+1500 м.

Разветвленные ТРЦ стрелочных участков имеют два или три путевых приемника, в зависимости от количества ответвлений.

На рис. 1.2 приведена схема неразветвленной тональной рельсовой цепи на участке с электротягой постоянного тока. Основное оборудован ТРЦ располагается на посту ЭЦ. С рельсовой линией аппаратура согласуется с помощью дроссель-трансформаторов (ДТ-0,2). Основная аппаратура ТРЦ ГП - путевой генератор - обеспечивает формирование амплитуд модулированных сигналов;

ФП - путевой фильтр - защищает выходные цепи генератора влияния токов АЛС;

ПП - путевой приемник - принимает сигнал при свободной исправной рельсовой цепи и возбуждает путовое реле (П); Срц - согласующий конденсатор передающих устройств

Рисунок 1.2 – Схема тональной рельсовой цепи на участке ч электротягой постоянного тока

1.4 Разветвленные рельсовые цепи

В соответствии с правилами проектирования устройств СЦБ в одну разветвленную рельсовую цепь не должно входить более трех одиночных или двух перекрестных стрелок. Однако есть ряд ограничений по количеству стрелок в рельсовой цепи. Так стрелки, примыкающие к приемо-отправочным путям, относящиеся к стрелочной улице и ведущие в улавливающий или предохранительный тупик, выделяются в отдельные рельсовые цепи.

Разветвленные рельсовые цепи выполняются с параллельным (рис. 1.3) или последовательным способом изоляции (рис. 1.4). При параллельном способе изоляции контрольный ток протекает только по рельсовым нитям од­ного пути, а рельсовые нити другого пути находятся под напряжением. Параллельный способ изоляции прост и экономичен, так как требует меньшего числа изолирующих стыков и соединителей. Однако параллельный способ изоляции имеет значительный недостаток: при нахождении на ответвлении стрелочной секции подвижной единицы и в случае излома между подвижным составом и стрелкой путевое реле не обесточится и не даст контроля занятости секции, что является опасным отказом. При последовательном способе изоляции контролируются почти г рельсовые нити и соединители за счет обтекания их контрольным током, го требуется большее количество стыков и соединителей. Поэтому последовательный способ изоляции находит применение только на малых станциях, где нет постоянного контроля со стороны эксплуатационного штата за состоянием верхнего строения пути.

Рисунок 1.3 - Разветвленная рельсовая цепь с параллельным способом изоляции

Рисунок 1.4 - Разветвленная рельсовая цепь с последовательным способом изоляции

Рисунок 1.5 - Разветвленная рельсовая цепь с последовательным способом изоляции двух стрелок.

Рисунок 1.5 - Разветвленная рельсовая цепь с включением путевого реле.

Схема последовательной изоляции двух стрелок показана на рис. 1.5. Сигнальный ток в этой схеме проходит последовательно через все соединители и рельсовые нити. Неконтролируемыми остаются только стрелочные соединители на стрелке 1и небольшой участок пути, помеченный штриховой линией. Как видно из схемы, для повышения надежности контроля участка, в котором рельсовые нити не обтекаются током, на стрелке У необходимо установит двойной стрелочный соединитель.

Однако последовательный способ изоляции является сложным, требует большого числа изолирующих стыков и междупутных соединителей, что приводит к значительному снижению надежности работы рельсовой цепи. Применение подобных рельсовых цепей ограничено. В последнее время широкое распространение получили рельсовые цепи с включением в каждое ответвление путевых реле (рис. 1.6).

На спаренных стрелках допускается включение ответвлений по парал­лельному способу изоляции, но с обязательным дублированием неконтроли­руемых стрелочных и стыковых соединителей.

При разделении горловин станции на изолированные участки следует стремиться к обеспечению максимального количества одновременных парал­лельных передвижений по невраждебным маршрутам и к быстрейшей щелке освободившихся секций для использования их в новых маршрутах.

2 Исследование разветвленной рельсовой цепи

2.1. Описание макета

Вся аппаратура макета рельсовых цепей расположена на релейном стативе. На нижней лицевой панели стати ва представлена мнемосхема разветвленной рельсовой цепи 50 Гц для двух стрелок с использованием в качестве путевых реле ДСШ-12. С помощью установки соответствующих перемычек собирается любая схема из представленных на верхней лицевой панели лабораторного макета.

Питание установки включается тумблером «Сеть», расположенном на панели управления, и плавно регулируется трансформатором «ЛАТР».

Вольтметр на лицевой панели служит для измерения напряжения в раз­личных точках схемы. Кнопкой «кн.В» переключаются пределы измерений вольтметра: ЗВ и ЗОВ.

Возбужденное состояние путевых реле контролируется на панели управления включением соответствующей лампочки: Л. СП1, Л. СП2 и СИЗ.

Ход работы

При подключении схемы №1, происходит имитация заезда поезда на рельсовую цепь. Путевое реле обесточилось, тем самым показывая на пульте ДСП, что путь занят. В случае обрыва стыка, у ДСП будет показываться ложная занятость.

При подключении схемы №2, также имитируем заезд поезда замыканием цепи. Путевое реле также обесточено. Но при обрыве стыка или другом повреждении путевое реле будет под током, тем самым показывая ложную свободность. Поэтому в схеме №2 мы используем двойную изоляцию (чтобы обеспечить надежность при неисправности).