Разветвленные рельсовые цепи

На станциях, оборудованных устройствами релейной централизации, приемо-отправочные пути, участки путей перед светофорами, ограждающими въезд в централизованную зону с подъездных путей, депо, а также все централизуемые стрелки оборудуют электрическими, рельсовыми цепями.

В пределах стрелочной горловины станции устраивают разветвленные рельсовые цепи, при этом разбивку стрелочной горловины на изолированные участки выполняют так, чтобы в один изолированный участок входили не более трех одиночных или двух перекрестных стрелочных переводов, при объединении стрелок не исключалась возможность параллельных передвижений.

Изолирующие стыки (рис. 2.41, а) установлены по границам разветвленной рельсовой цепи, а также в самом стрелочном переводе. Наружные рельсовые нити разветвляющихся путей в стрелочном переводе соединены стрелочным соединителем, через который образуется цепь тока по прямому пути и по отклонению. При установке путевого реле по прямому пути рельсовые нити по отклонению током не обтекаются, что показано штриховыми линиями. В таких рельсовых цепях в случае обрыва соединителя и нахождения подвижной единицы на ответвление путевое реле не шунтируется и появляется ложная свободность стрелочного участка.

Для исключения этой опасности на всех необтекаемых током участках устанавливают двойные стрелочные соединители – основной и дублирующий. Стрелочные соединители при автономной тяге применяют стальные, при электротяге – медные (рис. 2.41, б).

Для лучшей контроля обтекания током параллельных ответвлений рельсовой цепи по каждому ответвлению включают стрелочные путевые реле 1-3А, 1-ЗБ, 1-ЗВ (рис. 2.41, в).

Рис. 2.41. Схемы разветвленных рельсовых цепей

Число путевых реле в разветвленной рельсовой цепи не должно превышать трех. На ответвлениях длиной не более 60 м от центра перевода стрелки до изолирующего стыка путевые реле не включают. На всех параллельных ответвлениях независимо от длины ответвлений, примыкающих к приемо-отравочным путям, по которым возможны поездные маршруты, обязательно включают дополнительные путевые реле. На станциях, где производится кодирование разветвленных рельсовых цепей, изолирующие стыки в стрелочном переводе устанавливают на ответвлении от кодируемого направления. Если кодирование производится по главному пути и по отклонению, то на участках с автономной тягой (рис. 2.41, г) или при электротяге (рис. 2.41, д) применяют специальное расположение стрелочных соединителей. Такое соединение обеспечивает непрерывное кодирование при проходе локомотива над изолирующими стыками стрелочного перевода. Двойные соединители при электротяге показывают штриховыми линиями между нитями пути. Включение кодирования обозначают буквой К.

На рис. 2.41, е показан вариант разделения рельсовых цепей стрелок 1 и 7 для обеспечения параллельных передвижений по ним. Такое разделение возможно при условии, что расстояние между предельными столбиками этих стрелок не менее 7 м. Если это расстояние менее 7 м (рис. 2.41, ж), то изолирующие стыки являются негабаритными (показаны в кружках) и безопасность параллельных передвижений по стрелкам 1 и 7 нарушается. В этом случае стрелочный участок стрелки 1 является негабаритным по отношению к стрелке 7 и наоборот.

Движение по съезду 5/7 возможно при условии свободности негабаритного участка 1-ЗСП, а движение по участку 1-ЗСП - при свободности участка 7СП (см. рис. 2.41, е).

В разветвленной рельсовой цепи участка 1-ЗСП путевое реле включено по наиболее длинному, обтекаемому током ответвлению и контролирует целость рельсовых нитей и стрелочных соединителей. Необходимость включения путевого реле на втором ответвлении отпадает.

В случае наличия между стрелками путевого межстрелочного участка (рис. 2.41, з) его обозначают в виде дроби, состоящей из номеров стрелок, между которыми он расположен (1/ЗП).

Разветвленная рельсовая цепь с двумя стрелками 1 и 3 и включением путевых реле по всем ответвлениям (рис. 2.41, и) по главному пути кодируется в обоих направлениях с переключением кодирования в зависимости от направления установленного маршрута.

На рис. 2.41, к показана схема рельсовых цепей на некодируемых перекрестных съездах; на рис. 2.41, л — на кодируемых перекрестных съездах. Оба случая относятся к укладке перекрестных съездов при ширине междупутья 5,3 м. Контроль ответвлений осуществляют дополнительные путевые реле 3-5БСП и 1-7БСП. Рельсовые цепи 1-7СП и 3-5СП имеют общую плюсовую нить. В двухниточных рельсовых цепях, когда кодируются два электрифицированных пути, контроль ответвления осуществляет дополнительное реле 1-7БСП (рис. 2.41, м). Основные путевые реле и трансформаторы включены по кодируемым направлениям. В однониточных рельсовых цепях на перекрестном съезде, когда кодирование электрифицированных путей осуществлено не по рельсовым цепям, а по специальным шлейфам, уложенным вдоль рельсов, кодирование осуществляется от кодирующих трансформаторов К, включенных в шлейфы (рис. 2.41, н). Переходы с двухниточных смежных рельсовых цепей на однониточные выполнены через средние выводы дроссель-трансформаторов смежных рельсовых цепей. Контроль ответвления с однониточной рельсовой цепи 3-5СП осуществляет дополнительное путевое реле 3-5БСП.

Кодирование по шлейфу требует увеличения кодируемого тока до 10 А вместо 2 А по рельсовой цепи, что является недостатком такого способа кодирования.

В устройствах релейной централизации применяют типовые электрические рельсовые цепи переменного тока частотой 50 (25) Гц на участках с автономной или электрической тягой на постоянном токе; 25 Гц с электрической тягой на переменном токе. Тип аппаратуры рельсовой цепи выбирают в зависимости от рода тяги и предельной длины по нормалям рельсовых цепей, разработанным ГТСС.

2.2.3.5. Расчет рельсовой цепи

Расчет рельсовой цепи заключается в определении напряжения источника питания (для рельсовой цепи переменного тока) или величины сопротивления ограничителя тока (для рельсовой цепи постоянного тока), а так же критериев шунтового (коэффициент шунтовой чувствительности) и контрольного режимов (коэффициент чувствительности к поврежденному рельсу). Расчет упомянутых параметров является достаточно трудоемким. Ниже приводится методика расчета нормального и шунтового режимов рельсовой цепи с сосредоточенными параметрами.

На рис. 2.41 и 2.43 представлены схемы замещения рельсовой цепи с сосредоточенными параметрами для нормального и шунтового режимах соответственно. В качестве путевого реле взято реле типа АНШ2-2.

Для расчета рельсовой цепи задаются исходные данные:

- длина рельсовых линий l;

- удельное сопротивление изоляции r_и;

- удельное сопротивление рельс r;

- сопротивление соединительных проводов R_сп;

- сопротивление реле R_р;

- ток надежного срабатывания I_нср=I_ср·К_зср, где I_ср—ток срабатывания, К_зср — коэффициент запаса по срабатыванию;

- ток надежного отпадания I_нот=I_от·К_зот А, где I_от—ток отпадания, К_зот коэффициент запаса по отпаданию;

- минимальное напряжение источника питания U_min;

- максимальное напряжение источника питания U_max.

Удельное сопротивление рельс r принимается от 0,1 до 0,2 Ом/км;

- минимальное удельное сопротивление изоляции от 0,5 до 1,5 Ом·км;

- сопротивление соединительных проводов – R_сп=0,15 Ом;

- сопротивление обмоток реле — R_р=2 Ом;

- ток надежного срабатывания I_нср=I_ср·К_зср=0,135 А, где I_ср—ток срабатывания I_ср=0,135 А, К_зср — коэффициент запаса по срабатыванию К_зср=1 (только в РЦ с путевым реле первого класса);

- ток надежного отпадания I_нот= I_от·К_зот = 0,033 А, где I_от—ток отпадания I_от=0,055.А, коэффициент запаса по отпаданию К_зот= 0,6;

- минимальное напряжение источника питания (кислотный аккумулятор АБН-80) U_min =1,9 В;

- максимальное напряжение источника питания U_max =2,4 В.

В нормальном режиме рассчитывается величина сопротивления ограничителя R_о, а в шунтовом режиме определяются коэффициенты шунтовой чувствительности на релейном К_шр и питающем К_шп концах. Коэффициент шунтовой чувствительности К_ш — отношение допустимого напряжения источника питания, при котором обеспечивается шунтовой режим к максимально возможному напряжению источника питания.

Расчет нормального режима (рис. 2.42) начинается с определения эквивалентных значений параметров рельсовой линии R и R_и, где R=r·l/4 – эквивалентное сопротивление четверти рельсовой петли, R_и=r_и/l –эквивалентное сопротивление изоляции.

Затем определяют ток надежного срабатывания I_нср, и рассчитывают напряжение на резисторе R_и. Далее определяют величину тока в общей цепи и значение напряжения U_о. Разница между значением напряжения источника питания и напряжением U_о – падение напряжения на резисторе R_о. По условиям нормального режима напряжение источника питания берется минимальным. Зная падение напряжения на резисторе R_о и ток, через резистор определяют величину сопротивления R_о= U_о/ I_н, где ток начала I_н=I_и+I_к, I_и – ток по резистору R_и, I_к – ток конца (реле).

Расчет шунтового режимавыполняется по схемам замещения, приведенной на рис. 2.43. Вначале определяется допустимое напряжение источника питания в условиях шунтового режима при наложении шунта на релейном конце (рис. 2.43, а), при котором якорь путевого реле надежно отпадает. Затем определяется то же напряжение при наложении шунта на питающем конце (рис. 2.43, б).

Порядок расчета следующий. Задают допустимый ток приемника (ток надежного отпадания) и определяют допустимое напряжение источника питания (порядок расчета такой же, как и при нормальном режиме). Это напряжение называется допустимым потому, что при его значении создается допустимый, по условиям шунтового режима, ток приемника (I_нот). Отношение допустимого напряжения к максимально возможному напряжению источника питания – коэффициент шунтовой чувствительности К_ш, который должен быть не менее единицы, если шунтовой режим выполняется. В результате расчета определяют К_шр и К_шп и делают заключение о возможности контроля наличия нормативного шунта (R_шн=0,06.Ом).

С устройствами, описанными в разделе 2.2, можно ознакомиться по [1,.2, 5], а также по списку, приведенном в приложении 7.

Контрольные вопросы и задание по разделу 2.2

Контрольные вопросы

1. Какова конструкция светофоров?

2. Назовите места установки светофоров.

3. Назовите номенклатурный код светофора.

4. Из чего состоит линзовый комплект светофора?

5. Объясните расстановку светофоров по кривой скорости.

6. Объясните расстановку светофоров на станции.

7. Сигнальные показания станционных светофоров.

8. Какова конструкция стрелочного привода?

9. Объясните назначение рельсовых цепей.

10. Объясните принцип работы простейшей рельсовой цепи.

11. Объясните принцип работы структурной схемы рельсовой цепи как путевого датчика.

12. Режимы работы рельсовых цепей.

13. Основные требования к рельсовым цепям

14. Изобразите схемы рельсовых цепей постоянного тока.

15. Изобразите схемы рельсовых цепей переменного тока.

16. Разветвленные рельсовые цепи.

17. Объясните методику расчета рельсовой цепи с сосредоточенными параметрами в нормальном режиме.

18. Объясните методику расчета рельсовой цепи с сосредоточенными параметрами в шунтовом режиме.

Задание

1. Расставить светофоры по кривой скорости по условиям, приведенным в приложении 2.

2. Расставить светофоры на станции по условиям, приведенным в приложении 3.

3. Запустить программу 3 (см. приложение 7) и ознакомиться с расстановкой сигналов на станции.

4. Составить схему разветвленной рельсовой цепи по условиям, приведенным в приложении 4.

5. Запустить программу 3 (см. приложение 7) и ознакомиться со схемой разветвленной рельсовой цепи.

6. Рассчитать рельсовую цепь с сосредоточенными параметрами в нормальном и шунтовом режимах по условиям, приведенным в приложении 5.

7. Запустить программу 5 (см. приложение 7) и ознакомиться с работой рельсовой цепи.

Кабельные сети