Рельсовые цепи без изолирующих стыков системы ЦАБ

Надежность функционирования рельсовых цепей в большой сте­пени зависит от исправного состояния изолирующих стыков. На осно­вании исследований в эксплуатационных условиях установлено, что из общего числа отказов в работе рельсовых цепей повреждения изолирующих стыков составляют примерно 50%. На отечествен­ных и некоторых зарубежных железных дорогах разрабатываются или уже находятся на стадии испытаний новые типы изолирую­щих стыков.

Перспективными с точки зрения качественного улучшения эксплу­атационно-технических показателей являются рельсовые цепи без изолирующих стыков, особенно в связи с широким внедрением цель­носварных рельсовых плетей большой длины (бесстыковой путь), где установка изолирующих стыков становится затруднительной.

В структурной схеме рельсовых цепей автоблокировки с централи­зованным размещением аппаратуры (ЦАБ) (рис. 13.1), разработанной ВНИИЖТ совместно с КБ ЦШ МПС, отсутствуют путевые светофоры. Движение поездов предусматривается регулировать по сигналам АЛС. Всю аппаратуру размещают на центральных постах (постах ЭЦ) станций, ограничивающих перегон протяженностью до 20 км. Для питания рельсовых цепей без изолирующих стыков используют генераторы Г1 и Г2 с сигнальными частотами f1 (425 Гц) и f2 (475 Гц). С целью повышения защищенности сигналов от влияния помех тягового тока, в том числе при импульсном тиристорном регу­лировании управления тяговыми электродвигателями, от токов цент­рального электроснабжения вагонов пассажирских поездов и от других источников несущие частоты 425 и 475 Гц модулированы низ­кими частотами — соответственно 8 и 12 Гц. Для возбуждения путе­вого реле необходимо получить сигнал несущей частоты определенно­го уровня, содержащий заданную частоту модуляции (8 или 12 Гц).

Рис. 13.1. Структурная схема рельсовой цепи автоблокировки с центральным размещением аппаратуры

Каждый генератор питает две смежные цепи длиной 1000 м, рас­положенные по обе стороны от точки его подключения к рельсовой ли­нии. Генераторы Г1 и Г2 чередуются в пределах всего перегона. В се­редине расстояния между генераторами включают два селективных приемника П1 и П2, один из которых воспринимает сигналы с часто­той f1, в другой — f2. Всю аппаратуру, за исключением путевых транс­форматоров ПТ (на линиях с электротягой — дроссель-трансформа­торов), размещают на прилегающих к перегонам станциях и соединя­ют с путевыми трансформаторами посредством кабельных линий.

Исключение изолирующих стыков позволяет реализовать систему ЦАБ с минимальным числом жил кабеля. Так как две смежные цепи получают питание по одной паре сигнального кабеля и для подклю­чения двух приемников смежных цепей используют также одну па­ру, то число пар сигнального кабеля определяют числом цепей для половины перегона; бесстыковые рельсовые цепи другой половины перегона подключают по кабелю, связанному с другой станцией. При средней длине перегона 10 км число рельсовых цепей составит 8; от каждой станции в сторону перегона потребуются 5 пар сигнального кабеля. По этим же парам в рельсы передают кодовые сигналы АЛС, при этом по мере приближения к середине перегона число жил кабеля уменьшается. Поэтому жильность кабеля для подключения бесстыко­вых рельсовых цепей перегона длиной 10 км составит 5 сигнальных пар.

Одна пара (две жилы) требуется для контроля состояния перего­на и смены направления движения. Таким образом, общий расход сигнального кабеля при длине перегона до 10 км составляет 6 сиг­нальных пар.

В рельсовых цепях без изолирующих стыков требуется исключить влияние источников питания не только смежных цепей, но и от более удаленных источников. Например, приемник 5П1 (см. рис. 13.1) при свободном перегоне будет получать питание от источников питания всех остальных цепей перегона, расположенных как справа, так и сле­ва от точки подключения приемника.

На основании расчетов и исследований бесстыковых рельсовых цепей установлено, что необходимо исключать влияние от трех бли­жайших рельсовых цепей, расположенных слева и справа от точки подключения приемника. В данном случае влияние на путевой прием­ник 5П1 с сигнальной частотой f1 исключается тем, что рельсовые цепи участков 4 и 3 питаются сигнальным током другой частоты f2, а в рельсовой цепи участка 2 источник питания удален на расстоя­ние ее длины. Таким образом, приемник 5П1 отделен тремя рельсовы­ми цепями от генератора с той же частотой. Аналогично приемник 5П1 защищен и от смежных рельсовых цепей участков 6, 7 и 8, распо­ложенных справа от точки его подключения.

При питании двух смежных рельсовых цепей от одного генератора (с середины) достигается защита приемников бесстыковых рельсовых цепей от смежных при использовании только двух несущих частот. Для исключения ложного срабатывания путевого приемника от рель­совой цепи соседнего пути при объединении рельсовых нитей двухпут­ного участка для другого пути применяют те же несущие сигнальные частоты 425 и 475 Гц, но с другими частотами модуляции. Несущая частота 425 Гц модулируется частотой 12, а несущая 475 Гц — часто­той 8 Гц.

Для питания двух смежных рельсовых цепей применительно к участку с автономной тягой 1П и 2П установлен комплект пере­дающих устройств (рис. 13.2). Генерирование амплитудно-модулированных колебаний осуществляется генератором ПГ с несущей часто­той 425 Гц и частотой модуляции 8 Гц. Путевой усилитель ПУ усили­вает сигналы, поступающие с выхода генератора ПГ, до уровня, необ­ходимого для нормальной работы рельсовой цепи. С выходного транс­форматора ВТ сигнал через фильтр по кабельной линии длиной до 10 км поступает на первичную обмотку путевого трансформатора с коэффициентом трансформации 40. Этим достигается согласование входного сопротивления кабеля с низким сопротивлением рельсовой линии. В качестве путевого фильтра включен резонансный контур из индуктивности катушки Zo и емкости конденсатора Со. Элементы фильтра размещены в кожухе реле НШ.

Рис. 13.2. Схема бесстыковых рельсовых цепей

Кодовые сигналы числовой системы АЛС передаются контактом трансмиттерного реле 1/2Т от кодового трансформатора 1/2КТ. Резис­тор Rи и конденсатор Си установлены для искрогашения на контакте трансмиттерного реле. Этот контур представляет собой низкое сопро­тивление для сигналов частотой 425 Гц и поэтому не оказывает влия­ния на ее работу.

Кодовые сигналы АЛС выбираются контактами путевых реле впе­реди лежащих рельсовых цепей в зависимости от установленного на­правления движения. Кодирование осуществляется с питающего и релейного концов. При смене направления движения переключаются только цепи кодирования (трансмиттерных реле).

Путевые приемники подключают к рельсовой цепи также посред­ством кабеля через путевые трансформаторы ПТ. Входы приемников смежных рельсовых цепей (2ПП и 3ПП) включают последовательно. Для выравнивания входных сопротивлений по концам рельсовой цепи и напряжений на входе приемников при различных длинах кабеля (от 0 до 10 км) на входах приемников вклю­чают регулируемые резисторы Rд, сопротивления которых устанавливают в зависимости от длины кабеля. При дли­не кабеля 10 км Rд=0, при длине кабе­ля lк сопротивление Rд=400—40 lк. Предельная длина рельсовой цепи 1000 м. Одной из основных особенностей рельсовых цепей без изолирующих стыков является то, что ее шунтирование и смена кодового сигнала АЛС наступает не с момента вступления на нее поезда, а при приближении его к рельсовой цепи на некоторое рас­стояние lш (см. рис. 13.2). В этой точке кодовый сигнал АЛС, передаваемый с релейного конца рельсовой цепи 1П меняется на запрещающий, поэтому здесь необходимо обеспечить прием сигнала уже от впереди стоя­щей точки, т. е. с питающего конца рельсовой цепи 1П; кодовый сигнал АЛС с приемного конца рельсовой цепи 1П должен выклю­чаться. Таким образом кодовые сигналы АЛС должны восприни­маться на расстоянии:

Lалс = l + lш,

где l — длина рельсовой цепи.

Освобождение рельсовой цепи также будет фиксироваться не в момент освобождения последними скатами поезда точки подключе­ния питающего трансформатора, а после удаления его на некоторое расстояние lш. Приближающиеся и удаляющиеся шунты (поезд) снижают напряжение на путевом приемнике. Для обеспечения нор­мальной работы рельсовой цепи в этом случае требуется увеличить напряжение на питающем конце, т. е. давать перегрузку путевому приемнику на значение коэффициента перегрузки:

,

где — напряжение в начале рельсовой цепи для обеспечения нормаль­ной работы при нахождении поезда на расстоянии lш от данной рельсовой цепи;

Uн — напряжение в начале рельсовой цепи без учета нахождения шунта на расстоянии lш.

Чем больше коэффициент перегрузки К_П, тем меньше зона допол­нительного шунтирования lш (рис. 13.3). При двойной перегрузке до­полнительная зона шунтирования равна 50 м. Если же перегрузку не давать, то зона шунтирования будет примерно 250 м. Это означает, что при сигнальных частотах 425 и 475 Гц наличие поезда на расстоянии 250 м и более не влияет на условия работы рельсовой цепи. Практи­чески Kп выбирают в пределах 1,1—1,2, а зона дополнительного шун­тирования lш составляет при этом 120—150 м.

Рис. 13.3. График зависимости зоны шунтирования от перегрузки на питающем конце

Рельсовые цепи без изолирующих стыков допускают наложение кодирования не только числовой, но и частотной системы АЛС для па­раллельной работы обеих систем, что необходимо при организации движения поездов по сигналам АЛС (без путевых светофоров).

Вопросы для самоконтроля по пункту: