Исследование методики поиска отказов станционных рельсовых цепей

Краткие теоретические сведения.В реально существующих условиях эксплуатации рельсовые цепи постоянно испытывают на себе динамические нагрузки от проходящих поездов, колебания температуры и влажности. Анализ статистической информации показывает, что на отказы рельсовой линии приходится 20 -25% общего числа отказов устройств сигнализации, централизации и блокировки (СЦБ) по вине работников хозяйства СЦБ. Рельсовая цепь представляет собой электрическую цепь без специальной внешней изоляции, проложенную в общедоступных местах.

Применяемые в рельсовой цепи соединительные и изоляционные элементы имеют недостаточный запас механической прочности. Профилактическое обслуживание рельсовых цепей и оперативное восстановление после отказа выполняют работники нескольких служб (СЦБ, пути, электрификации), причем работники СЦБ, проводящие профилактические измерения и определяющие место отказа, не имеют возможности самостоятельно устранить отказ или выполнить работы по его предотвращению, а работники службы пути, выполняющие работы подобно типа, не имеют возможности выявить место отказа или определить необходимость профилактики.

Наиболее ненадежными элементами рельсовой цепи являются изолирующие стыки, элементы изоляции стрелок и стыковые соединители. Интенсивность отказов этих элементов значительно выше, чем всех остальных элементов, применяемых в устройствах СЦБ. Так, интенсивность отказов стыкового соединителя равна 0,08х10-3 /год, изолирующего стыка 11х10-3 /год, изоляции на стрелке – 26х10-3 /год (Табл.1).

Подавляющее большинство отказов в рельсовых цепях повышенного затухания в рельсовой цепи, которое может быть вызвано обрывом или повышением сопротивления в цепи (стыковые соединители, джемпера, перемычки) или же из-за уменьшения сопротивления изоляции до короткого замыкания (изоляция на стрелке, изолирующие стыки, балласт, посторонние предметы).

Наиболее характерными отказами рельсовых цепей являются: обрыв соединителя; обрыв перемычек и джемперов, неисправность изоляции изолирующего стыка; повреждение изоляции стрелочной гарнитуры; стяжной полосы; сережки; распорки крестовины; понижение сопротивления балласта; замыкание накоротко различными элементами (проволока, инструмент и др.); влияние посторонних источников питания; грозы; некачественная регулировка режима работы обслуживающим персоналом; излом рельса и др.

Кроме того, РЦ и изолирующие стыки могут быть закорочены посторонними предметами (проволока, инструмент) во время проведения ремонтных работ на соседних путях, могут испытывать влияние посторонних источников питания (путейские электроагрегаты с неисправной изоляцией).

На новой бетонной рельсошпальной решетке намагниченная металлическая стружка, возникающая после шлифовки рельсов и при боковом износе пути, перемыкает изоляцию между скрепляющими болтами шпал и рельсов, при приближении локомотива возникает сильная асимметрия тягового тока в рельсовых нитях.

Таблица 1

Коэффициенты отказа рельсовых цепей

Основными причинами отказов рельсовых цепей из-за неисправности соединителей являются: коррозия, некачественная приварка, повреждения при путевых работах и др. Отказы стыковых соединителей приварного типа происходят в основном из-за обрыва соединителя в месте его приварки к рельсу вследствие недостатков технологии приварки и ненадежного контакта между тросом и наконечником. Основным недостатком штепсельных соединителей является нестабильное сопротивление в контактной паре штепсель-рельс. Это сопротивление зависит от состояния контактирующих поверхностей штепселя и отверстия в рельсе, а так же от плотности контакта.

Основное число отказов рельсовых цепей приходится на изолирующие стыки и изоляцию стрелок. Отказ изолирующих стыков возникает, как правило, при повреждении деталей изоляции с сохранением целости накладок. Срок службы и периодичность ремонта изолирующих стыков определяют боковые изолирующие прокладки, так как они подвержены наиболее сильному воздействию динамических нагрузок от подвижного состава. Факторами, способствующими нарушению изоляции изолирующих стыков, являются: угон рельсов, некачественная подбивка шпал, замыкание стыка металлической стружкой и др.

Сопротивление изоляции рельсовой цепи нестабильно и зависит от вида и состояния балласта, типа и качества шпал, способа и технологии пропитки деревянных шпал, климатических факторов, перевозимых на участке грузов, интенсивности поездов на участке.

Все металлические детали скреплений и рельсы имеют электронную проводимость, а шпалы и балласт, где присутствует влага, можно рассматривать как своеобразные электролиты, обладающие проводимостью.

С ростом температуры и влажности интенсивность электрохимических процессов возрастает, что приводит к снижению сопротивления изоляции. На значения токов утечки в рельсовой цепи решающее влияние оказывают тип и материал шпал, а так же конструкция скреплений.

Для повышения надежности электрического сопротивления шпалы необходимо обеспечить отвод влаги от шпальной решетки. От свойств балласта существенно зависит интенсивность электрического старения шпал, изоляционных материалов и в целом сопротивление изоляции рельсовой линии. Положительные качества балласта для рельсовых цепей определяются в основном его способностью пропускать влагу и не содержать примесей солей и щелочных элементов.