Фазочувствительные рельсовые цепи переменного тока

На станциях участков с электротягой переменного тока проек­тируют и строят непрерывные рельсовые цепи переменного тока 25 Гц с фазочувствительными путевыми реле ДСШ-13.

В схеме питания станционных рельсовых цепей (рис. 11.6) предусмотрены раздельные преобразователи П1 и П2 мощностью 150 или 300 В·А для питания соответственно путевых трансфор­маторов и местных элементов путевых реле.

Рис. 11.6. Схема питания станционных рельсовых цепей переменного тока 25 Гц с фазочувствительными реле

При питании путевых трансформаторов и местных элементов реле от одного преобразователя не исключается возможность сра­батывания реле от тягового тока и его гармоник. Помехи тягово­го тока могут поступать в путевую обмотку, соединенную с рель­сами, и одновременно путем обратной трансформации из рельсов через путевой трансформатор и общий выход преобразователя в цепь местного элемента, создавая вращающий момент сектора. Такие обходные цепи исключаются разделением источников пита­ния рельсовой цепи и местных элементов, при этом напряжения источников питания для обеспечения нормальной работы рельсо­вой цепи должны иметь фазовый сдвиг на угол 90°. Это достига­ется с помощью двух вспомогательных контрольных реле 1ПК и 1МК типа ДСШ-13, местные обмотки которых включают противофазно к выходу преобразователя П2, а путевые — в фазе к выходу преобразователя П1. При одновременном включении преобразова­теля в произвольный момент времени колебания частотой 25 Гц на их выходах могут отличаться на угол 90 или 270° (+90°), так как оба преобразователя питаются от одной и той же сети пере­менного тока 50 Гц и питающие напряжения сдвинуты на угол 180°.

Если при одновременном включении преобразователей напряже­ния окажутся согласованными по фазе (т. е. напряжение питания путевых элементов отстает по фазе от напряжения питания мест­ных элементов на угол 90°), то возбудится контрольное реле 1ПК, через фронтовые контакты которого напряжение от преобразо­вателя П1 будет подаваться к путевым трансформаторам. Если же после включения преобразователей их напряжения на выходе окажутся не согласованными, то возбудится контрольное реле 1МК, контактами которого изменяется на 180° фаза напряжения, пода­ваемого для питания путевых трансформаторов, и между напря­жениями преобразователей принудительно устанавливаются те же фазовые соотношения. Этим достигается сдвиг между напряже­ниями питания путевых трансформаторов и местных элементов.

Схема некодируемой двухниточной рельсовой цепи с двумя дроссель-трансформаторами (рис. 11.7) является основной схе­мой станционных рельсовых цепей. На питающем и релейном кон­цах установлены дроссель-трансформаторы ДТ-1-150 и трансформа­торы ПРТ-А, согласующие высокое сопротивление аппаратуры с относительно низким входным сопротивлением рельсовой линии. На питающем конце трансформатор используют в качестве питаю­щего, а на релейном — в качестве изолирующего. Ограничивающий резистор Ro обеспечивает необходимую шунтовую чувствитель­ность. Общее сопротивление резистора Ro и соединительных про­водов между путевым трансформатором и дроссель-трансформато­ром должно быть примерно 1 Ом. Автоматические выключатели АВМ на 10 А, установленные на питающем и релейном концах, предназначены для отключения аппаратуры при превышении тока асимметрии расчетного значения. АВМ фактически срабатывает при токе асимметрии, большем 40 А.

Рис. 11.7. Схема некодируемой двухниточной рельсовой цепи переменного тока 25 Гц

Предельная длина рельсовой цепи, при которой обеспечива­ются все режимы, равна 1200 м; мощность, потребляемая рельсо­вой цепью предельной длины, в нормальном режиме —8, в режиме короткого замыкания—15,5 В·А. Рельсовую цепь регулируют из­менением напряжения на вторичной обмотке путевого трансформа­тора от 0,5 до 12 В ступенями через 0,5 В так, чтобы напряжение на рельсах релейного конца было не менее 0,33 В (для реле ДСШ-13) при минимальном сопротивлении изоляции рельсовой линии. Напря­жение на путевой обмотке реле ДСШ-13 должно быть при этом не менее 15 В.

Ложное срабатывание путевого реле от источника тока смеж­ной цепи при замыкании изолирующих стыков исключается чере­дованием мгновенных полярностей напряжения в смежных рельсо­вых цепях. Питание перегонной кодовой рельсовой цепи, гранича­щей со станционной, должно обеспечиваться от станционного пре­образователя с соблюдением чередования мгновенных полярностей напряжения у изолирующих стыков. При длине кодовой рельсовой цепи участка приближения до 1000 м допускается ее питание от собственного преобразователя частоты. Путевое реле рельсовой цепи входного участка в этом случае необходимо устанавливать со стороны станции.

Наличие напряжения помехи частотой 50 Гц на путевой об­мотке реле ДСШ-13 от тока асимметрии хотя и не вызывает лож­ного срабатывания путевого реле, но оказывает мешающее дейст­вие на его работу. При наличии помехи наблюдаются колебания и вибрации сектора путевого реле, ухудшающие условия его работы, поэтому для защиты реле от воздействия тягового тока парал­лельно путевой обмотке включают защитный блок ЗБ типа ЗБ-ДСШ (рис. 11.8). Он состоит из индуктивности катушки L (0,845 Гн) и емкости конденсаторов C1, C2 и СЗ (12 мкФ). Для подстройки можно подключать конденсатор С4 емкостью 1 мкФ. Дроссель имеет три обмотки: основную / и подстроечные // и ///. Детали блока размещены в корпусе реле НШ, установленном на штепсельной ро­зетке. Масса блока —2,83 кг.

Рис. 11.8. Схема защитного фильтра ЗБ-ДСШ

Индуктивность катушки и конденсатор образуют последова­тельный контур, настроенный в резонанс на частоту тока 50 Гц. На этой частоте индуктивное сопротивление контура (280 Ом) компенсируется емкостным сопротивлением конденсаторов, поэто­му полное сопротивление контура минимально и имеет активный характер. Малое сопротивление контура, пересчитанное к основной обмотке дроссель-трансформатора, значительно снижает сопротив­ление релейного конца тяговому току, поэтому напряжение помехи на обмотке путевого реле резко снижается. Добротность контура — не менее 10, а полное сопротивление переменному току частотой 50 Гц — не более 28 Ом. Для сигнального тока частотой 25 Гц сопро­тивление контура составляет примерно 400 Ом (рис. 11.9) и имеет емкостный характер (X_C>X_L), поэтому контур одновременно компен­сирует реактивную (индуктивную) составляющую тока путевой обмотки реле ДСШ и тем самым повышает сопротивление релей­ного конца для сигнального тока частотой 25 Гц.

Рис. 11.9. График зависимости сопротивления фильтра ЗБ-ДСШ от частоты

Схема допускает наложение кодирования с питающего и ре­лейного конца (рис. 11.10). Кодирование с питающего конца осу­ществляется от путевого трансформатора контактом трансмиттерного реле Т. Кодирование включается с момента вступления поезда на рельсовую цепь, когда размыкается тыловой контакт собственного путевого реле.

Рис. 11.10. Схема кодируемой фазочувствительной рельсовой цепи переменного тока

Чтобы кодирование включалось только при движении поездов в установленных маршрутах, контакт трансмиттерного реле шунти­руют тыловым контактом кодововключающего реле КВ. Для исклю­чения искрообразования на контакте реле Т параллельно первич­ной обмотке путевого трансформатора включают искрогасящий кон­тур, состоящий из резистора Rи=40 Ом и конденсатора Си =4 мкФ. При кодировании с релейного конца дополнительно устанавливают кодовый трансформатор КТ типа ПТ-25А и ограничивающий резис­тор сопротивлением 200 ОМ.

В кодированных рельсовых цепях при шунтировании поездом входного конца ток АЛС в рельсах должен быть не менее 1,4 А при минимальном сопротивлении изоляции рельсовой линии.

На боковых станционных путях применяютдвухниточную одно­дроссельную рельсовую цепь с установкой дроссель-трансформато­ра на питающем конце (рис. 11.11). Питающий конец однодроссель­ной рельсовой цепи такой же, как и в схеме рельсовой цепи с двумя дроссель-трансформаторами. Для обеспечения согласования аппаратуры с низким входным сопротивлением рельсовой линии коэффициент трансформации изолирующего трансформатора повы­шен с 18 до 40, так как на релейном конце дроссель-трансфор­матор отсутствует. Мешающее влияние тягового тока проявляет­ся в основном при замыкании изолирующих стыков на релейном конце.

Рис. 11.11. Схема двухниточной однодроссельной рельсовой цепи переменного тока 25 Гц

Для защиты путевого реле от воздействия тягового тока при­меняют электрический фильтр ЗБ-ДСШ и автоматический выклю­чатель многократного действия АВМ на 5 А. Предельная длина однодроссельной рельсовой цепи равна 1200 м.

Для исключения ложного срабатывания путевого реле от тока смежной рельсовой цепи у изолирующих стыков необходимо обес­печить чередование мгновенных полярностей напряжения.

На некодируемых участках пути и стрелочных участках длиной до 500 мприменяют однониточную рельсовую цепь 25 Гц (рис. 11.12). Рельсовая цепь получает питание от путевого трансформатора ПТ типа ПРТ-А, ограничителем является резистор Rо=2,2 Ом. На релейном конце для согласования высокого сопротивления путевого реле (примерно 400 Ом) с низким входным сопротивлением рельсо­вой линии (примерно 0,5 Ом при частоте сигнального тока 25 Гц) устанавливают изолирующий трансформатор РТ типа ПРТ-А. Для защиты от воздействия тягового тока применен защитный блок типа ЗБ-ДСШ и автоматический выключатель АВМ.

Рис. 11.12. Схема однониточной рельсовой цепи переменного тока 25 Гц

Для исключения срабатывания реле занятой цепи от источни­ка смежной рельсовой цепи при повреждении изолирующих стыков предусматривают чередование мгновенных полярностей напряжения в смежных цепях. В однониточных рельсовых цепях исправность изолирующих стыков дополнительно контролируют с помощью тяго­вой перемычки, соединяющей тяговые нити смежных цепей. При замыкании изолирующих стыков шунтируется данная или смежная с ней рельсовая цепь, сектор путевого реле опускается, фиксируя неисправность цепи.

На станциях участков с электрической тягой переменного тока ранее проектировались и находятся в эксплуатацииимпульсные рельсовые цепи переменного тока 75 и 25 Гц.

С целью исключения ложного возбуждения повторителя путе­вого реле, когда импульсное реле начинает работать от тока смеж­ной рельсовой цепи при замыкании изолирующих стыков в смеж­ные рельсовые цепи посылают импульсы разной последователь­ности и применяют схемную защиту. Для защиты от тягового тока применяют электрические фильтры ФП-25 или ФП-75 используемые в перегонных кодовых рельсовых цепях.

Импульсным цепям присущ ряд недостатков, снижающих их эксплуатационно-технические характеристики. Основными из них являются большое число реле, работающих в импульсном режиме (это приводит к быстрому износу аппаратуры, снижению надежности действия и необходимости частого ее осмотра и ремонта, снижающих производительность труда); сложность схемной защиты от ложного возбуждения повторителя путевого реле при коротком замыкании изолирующих стыков.

При новом проектировании и строительстве устройств СЦБ, а также при их модернизации на станциях применяют рассмотренные вышенепрерывные рельсовые цепи переменного тока 25 Гц с фазочувствительными путевыми реле, обладающие более высо­кой надежностью действий и защитой от воздействия помех тяго­вого тока.

Вопросы для самоконтроля по пункту: