Особенности тональных рельсовых цепей

 

Рельсовыми цепями тональной частоты, или тональными рельсовыми цепями (ТРЦ) называют рельсовые цепи, частота сигнального тока которых находится в диапазоне тональных частот.

 

Особенностями ТРЦ являются:

· применение бесконтактной аппаратуры;

· возможность удаления аппаратуры РЦ на значительные расстояния от РЛ;

· возможность работы без изолирующих стыков;

· питание двух смежных РЦ от одного генератора, подключение путевых приемников смежных РЦ к общей точке РЛ по одной паре жил кабеля.

 

На рис. 2.7 показана структура, поясняющая принцип построения ТРЦ.

Сигнальный ток частотой F1 или F2 от генераторов Г подается в рельсовую линию, по которой распространяется в обе стороны от точки подключения. От генератора Г1 питается рельсовая цепь 1, от генератора Г 2/3 – рельсовые цепи 2 и 3 и т. д.

Путевые приемники ПП1 и ПП2, ПП3 и ПП4 подключаются к общим точкам релейных концов смежных РЦ. Приемники обладают свойствами частотной селекции и пороговыми свойствами, т. е. реагируют на сигнал определенной частоты и амплитуды. Путевые реле ПР на выходах приемников нормально возбуждены. При нахождении подвижной единицы (или изломе рельса), например, на 4П путевое реле ПР4 обесточивается. Возбуждение этого реле от сигнального тока рельсовой цепи 3П исключено из-за большого затухания частоты F2 в приемнике ПП4(F1).

 

Рис. 2.7. Принцип построения тональных рельсовых цепей

 

Исключается и возможность возбуждения этого реле сигнальным током частоты F1 от генератора Г1 рельсовой цепи 1П из-за естественного затухания в рельсовой линии на протяжении трех РЦ (1П, 2П и 3П). Расчеты показывают, что уровень помехи от этого сигнала будет примерно в 100 раз ниже уровня полезного сигнала, поступающего от генератора собственной РЦ.

В отдельных случаях (при малой длине РЦ 2П и 3П и высоком уровне сигнала в 1П) предусматривается применение и чередование трех частот.

Рассмотренная аппаратура размещается в станционном помещении или в релейных шкафах АБ и соединяется с рельсовой линией при помощи сигнального кабеля. На поле (непосредственно у пути) размещаются устройства согласования и защиты УСЗ.

Диапазон несущих частот сигнального тока (400…800 Гц) принят исходя из условия обеспечения оптимальных эксплуатационных характеристик ТРЦ. Конкретные частоты в этом диапазоне были выбраны в промежутках между гармониками тягового тока и тока промышленной частоты. Гармонические составляющие постоянного тягового тока имеют частоты 300, 600, 900, … Гц, переменного тягового тока – 50, 150, 250, ... Гц. При некоторых режимах работы тяговых двигателей возможно появление частоты 100 Гц. Причем, чем выше частота, тем ниже уровень гармоники. Поэтому в тональных рельсовых цепях 3-го типа (ТРЦ3) были приняты несущие частоты 420, 480, 580, 720 и 780 Гц, что позволяет использовать эти ТРЦ при любом виде тяги.

В связи с отсутствием изолирующих стыков, шунтовой режим ТРЦ наступает не только при нахождении подвижной единицы на участке пути между генератором и приемником, но и при нахождении в некоторой зоне за пределами подключения этих приборов. Эту зону называют зоной дополнительного шунтирования. Так, например, при приближении подвижной единицы на расстояние L_ш от точки подключения генератора Г4/5 (см. рис. 2.7) путевое реле ПР5 обесточивается. Величина L_ш зависит от несущей частоты и удельного сопротивления балласта и в предельном случае составляет 10‑ 15% от длины рельсовой цепи. Это приводит к тому, что ТРЦ не позволяют достоверно фиксировать границы блок-участков.

Поэтому для системы АБТ (автоблокировка с тональными рельсовыми цепями) были разработаны тональные рельсовые цепи 4-го типа (ТРЦ4) с частотами несущего сигнала в диапазоне 5 кГц. Зона дополнительного шунтирования ТРЦ4 не превышает 12 м.

Максимальная длина рассмотренных ТРЦ L_max=1000 м (для ТРЦ4 – 300 м). Выполнение всех режимов работы ТРЦ обеспечивается при r_иmin=0, 7 Ом× км. ТРЦ может использоваться и с изолирующими стыками. При этом ее предельная длина увеличивается до 1300 м.

К тональным рельсовым цепям относятся также рельсовые цепи, используемые в микроэлектронной системе АБ-УЕ (диапазон частот 1900 - 2800 Гц). Отличие этих ТРЦ от рассмотренных заключается в том, что они являются кодовыми. Для передачи информации между светофорами и на локомотив используется двоичный помехозащищенный код с применением двукратной фазоразностной манипуляции.

Рассмотрим положительные качества ТРЦ, вытекающие из указанных выше особенностей.

В выбранном диапазоне несущих частот уровень гармонических составляющих тягового тока меньше, чем при более низких частотах. Это позволило повысить помехозащищенность РЦ и чувствительность приемников и, как следствие, снизить мощность, потребляемую ТРЦ.

Кроме того, применение более высоких частот позволяет легче реализовать добротные фильтры меньших габаритов и улучшить защищенность приемников от влияния соседних частот.

Отсутствие контактных реле, работающих в импульсном режиме, улучшает показатели надежности и долговечности аппаратуры, снижает расходы на обслуживание. Известно, что среди приборов СЦБ наибольшее число отказов приходится на дешифраторы кодовой автоблокировки, трансмиттерные реле и импульсные путевые реле.

Возможность удаления аппаратуры от рельсовых линий на достаточно большие расстояния обеспечивает экономическую целесообразность применения ТРЦ в следующих случаях:

1. В системах АБ с централизованным размещением аппаратуры.

2. Для контроля свободности перегона и исправности рельсов в системе ПАБ, что повышает безопасность движения и дает возможность внедрения систем диспетчерской централизации.

3. Для организации защитных участков необходимой длины в кодовой и импульсно-проводной АБ. При этом установка дополнительных релейных шкафов и линейных высоковольтных трансформаторов в пределах блок-участка не требуется.

4. В качестве РЦ наложения для получения требуемой длины участков приближения к переезду. Это позволяет сократить до минимума преждевременность закрытия переезда.

5. На участках с пониженным сопротивлением балласта.

Возможность работы ТРЦ без изолирующих стыков дает следующие преимущества:

1. Исключается самый ненадежный элемент СЖАТ – изолирующие стыки.

2. Отпадает необходимость установки дорогостоящих дроссель-трансформаторов для пропуска тягового тока в обход изолирующих стыков. При этом уменьшается число отказов по причине обрыва и хищений перемычек и снижаются затраты на обслуживание.

3. Улучшаются условия протекания обратного тягового тока по рельсовым нитям.

4. Сохраняется прочность пути с длинномерными рельсовыми плетями.

Защита от взаимного влияния ТРЦ осуществляется чередованием частот генераторов и применением в путевых приемниках безопасных фильтров для разделения этих частот. Для повышения защищенности от гармоник тягового тока и для защиты от влияния РЦ параллельного пути применяется амплитудная модуляция сигнального тока частотой 8 или 12 Гц.

Питание двух смежных РЦ от одного общего источника сигнального тока (генератора) и подключение путевых приемников к общей точке РЛ сокращает число аппаратуры и расход кабеля для соединения аппаратуры с рельсовой линией, уменьшает количество используемых частот сигнального тока и позволяет просто реализовать рельсовые цепи без изолирующих стыков.

Недостатками ТРЦ являются малая предельная длина и наличие зоны дополнительного шунтирования.

 

В настоящее время тональные рельсовые цепи благодаря эксплуатационным, техническим и экономическим преимуществам находят все более широкое применение на железных дорогах и линиях метрополитенов страны.

 

В новом строительстве применяют системы АБ и электрической централизации только с тональными рельсовыми цепями.

 

Контрольные вопросы и задания

 

1. Для чего в рельсовых цепях предназначены изолирующие стыки?

2. Прочитайте требования к рельсовым цепям и выясните, чем вызвано каждое из них.

3. Чем вызвано большое разнообразие типов РЦ, эксплуатируемых на сети железных дорог?

4. Разберите достоинства и недостатки кодовой РЦ по пунктам классификации. Проведите аналогичный анализ для тональной РЦ.

5. С какой целью в кодовой рельсовой цепи применяется два искрогасящих конденсатора?

6. Как в кодовой РЦ обеспечивается защита от опасного отказа при пробое изолирующих стыков? А в фазочувствительной РЦ?

7. Почему в кодовых РЦ для защиты от пробоя изолирующих стыков не применяют чередование мгновенных полярностей напряжения питания?

8. Вспомните основные особенности тональных РЦ.

9. Перечислите достоинства тональных РЦ. Чем вызвано каждое из них?

10. Почему тональные РЦ имеют меньшую предельную длину, чем, например, кодовые?

 

⇐ Предыдущая234567891011Следующая ⇒

Поделиться: