Принципы контроля участков пути рельсовыми цепями тональной частоты

Надежность функционирования РЦ в бóльшей степени зависит от исправ-ного состояния изолирующих стыков. Многочисленными исследованиями ус-тановлено, что из общего числа отказов в работе РЦ повреждения изоли-рующих стыков составляют около 30 %. В связи с применением электровозов с тиристорным регулированием мощности тяговых двигателей значительно увеличиваются помехи на частотах 50 и 25 Гц. В настоящее время все более широкое распространение на отечественных и зарубежных железных доро-гах находят бесстыковые РЦ тональной частоты (ТРЦ). Они обладают рядом существенных эксплуатационных, технических и экономических преиму-ществ, в том числе могут работать без изолирующих стыков. Потребляемая мощность ТРЦ снижается в 5…10 раз по сравнению с традиционно приме-няемыми РЦ.

Рассмотрим схему включения РЦ тональной частоты, поясняющую прин-цип контроля блок-участков (12БУ, 10БУ, 8БУ) без разделения их изолирую-щими стыками (рис. 2.7).

Рис. 2.7. Схема включения аппаратуры рельсовых цепей тональной частоты

На каждые две смежные рельсовые цепи, контролирующие участки пути (4П и 6П, 8П и 10П, 12П и 14П), устанавливается один из генераторов Г1, Г2, Г3, вырабатывающий свою несущую частоту, модулированную низкочастот-ными сигналами (на рис. 2.7 эти частоты показаны, соответственно, в числи-теле и знаменателе). Рельсовые цепи тональной частоты называют также

бесстыковыми (БРЦ),или электронными,подчеркивая тем самым их новыефункциональные возможности и тип применяемой элементной базы.

Рассмотрим структуру модулированного сигнала, формируемого генера-торами Г1, Г2, Г3 РЦ тональной частоты (рис. 2. 8).

Рис. 2. 8. Структура модулированного сигнала ТРЦ

Состояния участков пути контролируются электронными путевыми прием-никами П. Первая цифра в условном наименовании приемника обозначает номер бесстыковой РЦ, а вторая – номер генератора, питающего эту цепь. Каждый приемник представляет собой усилитель, настроенный на прием сигналов следующих частот: 780/12, 480/8 и 580/12 Гц. Для контроля одного участка пути (блок-участка) может использоваться одна, две и более рельсо-вых цепи, в зависимости от его длины и состояния балласта (сопротивление изоляции).

Как видно из рис. 2.7, в рельсовых нитях отсутствуют изолирующие стыки, в том числе и на границах блок-участков. Влияние генератора Г1, питающего рельсовые цепи 4П и 6П, на приемники 8П2, 10П2, 12П3 рельсовых цепей 8П, 10П, 12П исключается применением различных несущих и модулирующих час-тот для контроля этих участков. Аналогично исключается влияние генераторов Г2 и Г3 на приемник 6П1, настроенный на частоту генератора Г1.

Специалистами научно- исследовательского института железнодорожной автоматики (НИИЖА) было произведено сравнение ТРЦ с фазочувствитель-ными РЦ частотой 25 Гц по 17 показателям, таким, как запас по шунтовой чувствительности, защита от взаимных влияний, потребляемой энергии, за-висимость от колебания питающего напряжения, влияние параметров ДТ и асимметрии тягового тока, обеспечение выполнения контрольного режима при соблюдении требований канализации тягового тока и др. Сравнение по-казало, что ТРЦ практически по всем показателям имеют явное преимуще-ство. Использование таких РЦ является одним из основных направлений разработки новых и совершенствования эксплуатируемых устройств желез-нодорожной автоматики. Для работы рельсовых цепей тональной частоты используются несущие частоты тонального диапазона: 420, 480, 580, 720 и 780 Гц и модулирующие частоты 12 и 8 Гц.

Отличительной особенностью РЦ без изолирующих стыков является на-личие зон дополнительного шунтирования. Эти цепи могут быть зашунтиро-ваны подвижным составом, находящимся на смежной РЦ на некотором рас-стоянии L_ш от места подключения путевого приемника (генератора ). При сопротивлении изоляции (балласта) от 0,7 до 1 Ом⋅км максимальная длина РЦ составляет 1000 м, а зона дополнительного шунтирования может дости-гать 40…120 м и зависит от многих факторов. При повышении частоты сиг-нального тока, напряжения на входе приемника, сопротивления балласта и рельсов длина зоны дополнительного шунтирования уменьшается. При по-нижении указанных параметров ее значение возрастает.

За минимальное расчетное удельное сопротивление изоляции рельсовой линии в ТРЦ принято: для неразветвленных – 0,10…0,8 Ом⋅км (в зависимости от типа и длины ТРЦ); для разветвленных и однониточных – 0,5 Ом⋅км. Макси-мальная длина ТРЦ при сопротивлении балласта 0,1 Ом·км составляет 200 м.

Выбор значений частоты модуляции должен осуществляться, исходя из того, что каждому значению несущей частоты на соседних путях перегона присваиваются отличные друг от друга значения модулирующих частот. Так, например, это условие выполняется, если на одном из путей применены час-

тоты: 580/8; 480/12; 780/8; 420/12; 720/8 Гц, а на другом пути – 580/12; 480/8; 780/12; 420/8; 720/12 Гц. В настоящее время заводами выпускается аппара-тура ТРЦ третьего и четвертого поколения и модернизация их продолжается.

Нормами технического проектирования НТП установлено при новом строительстве в системах автоблокировки (ЦАБ АЛСО, АБТЦ и др.) и элек-трической централизации применять рельсовых цепи третьего – ТРЦ3 и чет-вертого – ТРЦ4 поколений.

Третье поколение ТРЦ3 с рабочими частотами 420, 480, 580, 720, 780 Гц предназначено для работы при изменении температуры окружающей среды от – 45 до + 65 °С. В состав аппаратуры третьего поколения входят: прием-ники ПП и ПП1; генератор ГП31 (ГП3), совмещенный с усилителем; фильтр ФПМ; уравнивающий трансформатор УТЗ.