Классификация рельсовых цепей

 

При разработке рельсовых цепей должны быть обеспечены:

- надежное и в полном объеме выполнение рельсовой цепью функций, требуемых в данной системе;

- максимально возможная предельная длина РЦ;

- устойчивая работа РЦ при заданных значениях внешних воздействий;

- защита от мешающего и опасного воздействия помех, влияния смежных РЦ и рельсовых цепей параллельных путей;

- надежный пропуск обратного тягового тока;

- отсутствие опасных состояний при пробое изолирующих стыков;

- оптимальные соотношения стоимости и надежности РЦ.

Стремление использовать в каждом случае наиболее простые и надежные РЦ с учетом требований конкретных условий применения привело к большому разнообразию типов РЦ. При этом РЦ могут выполнять все четыре указанные функции (см. п. 2.1) или только часть из них. Многообразие типов РЦ вызвано также непрерывным развитием науки и техники, что приводит к разработке и внедрению новых, более совершенных типов РЦ. В настоящее время на железных дорогах России применяется более 30 типов и 800 разновидностей РЦ, которые различаются по ряду признаков. В данной работе выделено 9 признаков классификации РЦ.

1. По области применения:

1.1. Перегонные. К перегонным рельсовым цепям предъявляются требования большой длины; выполнения, по возможности, всех четырех функций; обеспечения надежного пропуска обратного тягового тока.

1.2. Станционные. Для станционных рельсовых цепей допускается меньшая предельная длина, требуется выполнение только двух первых функций. Поэтому они могут быть проще и, следовательно, надежнее.

1.3. Прочие. Эти рельсовые цепи применяются на сортировочных горках, в устройствах обнаружения перегретых букс и в ряде других устройств. В частности они могут выполнять роль точечных датчиков, точечных каналов передачи информации на локомотив, осуществлять контроль состояния перегона в полуавтоматической блокировке. К таким РЦ исходя из их назначения могут предъявляться особые требования по выполняемым функциям, быстродействию, достоверности работы, чувствительности и надежности или, наоборот, более простые требования.

2. По роду сигнального тока:

2.1. РЦ постоянного тока. Достоинства – наличие автономного резервного источника питания в виде аккумуляторной батареи, малая потребляемая мощность. Недостаток – низкая помехозащищенность, сложность обслуживания аккумуляторных батарей. Поэтому РЦ постоянного тока широко применялись при ненадежном электроснабжении на участках с автономной тягой поездов; в новом строительстве не применяются.

2.2. РЦ переменного тока. Обладают более высокой помехозащищенностью за счет применения частоты сигнального тока, отличной от частоты помех (в основном помех тягового тока и его гармонических составляющих). Кроме того, переменный сигнальный ток позволяет использовать его не только для контроля состояния участка пути, но и для передачи информации на локомотив. В настоящее время наибольшее распространение получили частоты 50 и 25 Гц. На перегонах при автономной тяге – 50 или 25 Гц в зависимости от перспектив внедрения электрической тяги, при тяге постоянного тока – 50 Гц, при тяге переменного тока – 25 Гц. На станциях в новом строительстве используют РЦ с частотой сигнального тока 25 Гц, как работающие более устойчиво. В перспективных тональных рельсовых цепях применяют частоты тонального диапазона (см. п. 2.4).

3. По режиму питания:

3.1. С непрерывном питанием. Такие РЦ являются простыми и надежными за счет отсутствия элементов, работающих в динамическом режиме.

3.2. С импульсным питанием. Применение импульсного питания позволило увеличить предельную длину РЦ до 2600 м по сравнению с 1500 м при непрерывном питании и повысить помехозащищенность.

3.3. С кодовым питанием. РЦ числового кода обладают достоинствами импульсных РЦ и, кроме того, способны передавать информацию.

4. По типу путевого приемника:

4.1. РЦ с электромагнитными реле в качестве путевых приемников. В настоящее время применяются одноэлементные реле (нейтральные или поляризованные) и двухэлементные (фазочувствительные реле типа ДСШ).

4.2. РЦ с бесконтактными приемниками. Использование микроэлектронных элементов и микропроцессорной техники позволяет существенно улучшить характеристики путевых приемников (надежность, чувствительность, долговечность), увеличить коэффициент возврата приемника, расширить функциональные возможности (например, создать адаптивный приемник).

В любом случае путевой приемник должен обладать пороговыми свойствами для различения состояния рельсовой цепи по уровню сигнала.

5. По конфигурации рельсовых путей:

5.1. Неразветвленные. К таким рельсовым цепям относятся рельсовые цепи с рассмотренной выше структурой.

5.2. Разветвленные. Разветвленные рельсовые цепи характеризуются наличием ответвлений рельсовой линии и применяются на участках пути, содержащих стрелочные переводы. В таких РЦ необходимо обеспечить контроль ответвлений, пропуск сигнального тока по этим ответвлениям, исключить шунтирующее действие металлических соединений между рельсовыми нитями (крестовина переводной кривой, сквозные полосы, соединительные тяги электропривода).

6. По способу разделения смежных РЦ:

6.1. С изолирующими стыками. Наличие ИС позволяет просто решить проблему исключения взаимного влияния смежных РЦ, обеспечивает четкую фиксацию границ рельсовых цепей. Однако изолирующие стыки являются самым ненадежным элементом систем железнодорожной автоматики. На их долю приходится 27% всех отказов. Это приводит к необходимости защиты путевого приемника от выхода из строя при действии тока смежной РЦ, а также защиты от опасных отказов в случае пробоя ИС.

6.2. С электрическими стыками. Электрические стыки представляют собой параллельные резонансные контуры, которые включают на концах рельсовых линий (РЛ). Емкость каждого контура образована конденсатором, индуктивность – отрезком рельсовой нити и шлейфом, уложенным в колее специальным образом. Резонансные контуры оказывают большое сопротивление проникновению сигнального тока одной РЦ в смежную.

6.3. Неограниченные РЦ. Эти рельсовые цепи не имеют специальных схемных или конструктивных решений для ограничения распространения сигнального тока по рельсовым линиям. Поэтому должны быть предусмотрены меры для исключения взаимного влияния неограниченных РЦ. К таким рельсовым цепям относятся тональные РЦ, достоинства и недостатки которых подробно описаны в п. 2.4. Неограниченные РЦ в настоящее время часто называют бесстыковыми или рельсовыми цепями без изолирующих стыков.

7. По способу связи приемной аппаратуры с рельсовой линией в бесстыковых РЦ:

7.1. С кондуктивной (гальванической) связью. Приемная аппаратура подключается к рельсам непосредственно или через согласующий трансформатор.

7.2. С индуктивной связью. Аппаратура принимает сигнал из РЛ в виде ЭДС, наводимой в индуктивности (приемных катушках), расположенной в непосредственной близости от рельсов. Индуктивную связь целесообразно использовать в рельсовых цепях наложения, что позволяет увеличить ее предельную длину. Приемной катушкой при этом является проволочный шлейф длиной 30-45 м, укладываемый внутри колеи вдоль рельсов. Практического применения такие РЦ не получили.

8. По виду тяги поездов. Тяга поездов бывает автономная, электрическая постоянного тока и электрическая переменного тока. Наличие электрической тяги приводит к необходимости решения вопросов пропуска обратного тягового тока в обход изолирующих стыков и защиты аппаратуры РЦ от тягового тока и его гармонических составляющих.

9. По способу пропуска обратного тягового тока различают однониточные и двухниточные РЦ. В однониточных РЦ (рис. 2.2) тяговый ток I_т протекает по одной рельсовой нити и передается в смежную РЦ по тяговым соединителям (медный трос).

 

Рис. 2.2. Однониточная рельсовая цепь

 

Достоинство однониточных РЦ – простая и дешевая конструкция. Недостатки – малая предельная длина; мешающее влияние тягового тока (ответвление тягового тока I_то через аппаратуру РЦ показано на рис. 2.2 пунктирной линией); ненадежный путь для тягового тока, протекающего по одной рельсовой нити; невозможность использования автоматической локомотивной сигнализации. Поэтому однониточные РЦ применяют в основном на боковых некодируемых станционных путях.

В двухниточных РЦ с каждой стороны изолирующих стыков устанавливают дроссель-трансформаторы ДТ, средние точки основных обмоток которых соединены перемычкой (рис. 2.3). Эти дроссель-трансформаторы используются и для подключения аппаратуры РЦ к рельсовой линии.

 

 

Рис. 2.3. Двухниточная рельсовая цепь

 

Тяговый ток I_т (на рис. 2.3 показан стрелками) протекает по обеим рельсовым нитям, разделяясь в идеальном случае на равные части. В обход изолирующих стыков эти токи пропускаются следующим образом – по полуобмоткам основной обмотки ДТ одной РЦ, по перемычке и полуобмоткам ДТ смежной РЦ. При этом магнитные потоки в сердечнике ДТ от тягового тока каждой полуобмотки взаимно уничтожаются, что исключает мешающее влияние на аппаратуру РЦ. Сигнальный ток I_с протекает по полуобмоткам дроссель-трансформаторов в одном направлении и наводит в дополнительной обмотке соответствующую ЭДС.

В реальных условиях деление тягового тока на две равные части не происходит из-за неравенства сопротивлений рельсовых нитей. Кроме того, асимметрия тягового тока возникает при разных условиях утечки тягового тока на землю из-за заземления различных напольных конструкций на одну рельсовую нить. Поэтому в дополнительной обмотке ДТ наводится ЭДС помехи от разностного тягового тока. Защита путевого реле от мешающего влияния помехи осуществляется фильтром Ф.

Вторым негативным проявлением асимметрии тягового тока является подмагничивание сердечника ДТ, что приводит к уменьшению сопротивления основной обмотки сигнальному току и нарушению нормальной работы РЦ. Для исключения подмагничивания при электрической тяге постоянного тока применяются ДТ с воздушным зазором сердечника. При тяге переменного тока вредные последствия насыщения сердечника устраняются выбором параметров элементов схемы.

 

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: