1.2.Устройство и принцип действия рельсовых цепей
1.2.1.Назначение рельсовых цепей и их классификация
Рельсовой цепью называется путевой датчик состояния железнодорожного пути, воспринимающим элементом которого является рельсовая линия (РЛ).
Основным назначением РЦ является автоматическая, непрерывная выдача информации о состоянии РЛ в пределах контролируемого участка пути: свободность РЛ участка пути и исправность рельсов; занятость РЛ участка пути подвижным составом (поездом) или нарушение ее электрической целостности. Эта информация, поступающая от ряда РЦ, позволяет проконтролировать местонахождение поездов при их движении и оценить расстояние между поездом и препятствием [1].
Рельсовая цепь (рис. 1.1) состоит из питающего конца, на котором подключена аппаратура, предназначенная для питания РЦ сигнальным током, самой рельсовой линии, используемой для передачи электрического тока от источника питания к приемнику, и приемного конца, где подключена аппаратура, необходимая для работы приемника (путевого реле).
– передающий (питающий), 
– приемный (релейный) концы РЦ
СЭпт и СЭпп – согласующие элементы передающего и приемного концов РЦ
Рисунок 1.1 – Рельсовая цепь
Рельсовая линия включает в себя рельсовые нити пути, составленные из рельсовых звеньев. Рельсовые звенья могут быть сварены на стыках в плети, а при отсутствии сварки – соединены стыковыми соединителями. Рельсовые линии смежных РЦ изолируют друг от друга изолирующими стыками (ИС). В случае использования бесстыкового пути линии смежных РЦ не изолируют.
В качестве приемников могут использоваться путевые электромагнитные реле или бесконтактные устройства, а передатчиков – путевые генераторы или трансформаторы.
Различают три режима работы РЦ: нормальный, шунтовой и контрольный.
В нормальном режиме, когда путь в пределах РЦ не занят подвижным составом, а элементы РЦ исправны, электрический ток от передатчика ПТ через ограничитель Rо и согласующий элемент СЭпт передающего конца РЦ поступает в рельсовую линию. Проходя через РЛ и контролируя ее целостность, этот ток попадает на приемный конец РЦ и далее, через согласующий элемент СЭпп поступает на путевой приемник (электромагнитное реле). Ток, передаваемый в рельсовую линию для контроля ее состояния, называется сигнальным током РЦ. При прохождении сигнального тока по обмотке путевого реле его якорь притягивается к сердечнику электромагнита, при этом замыкаются фронтовые (Ф) контакты реле, по состоянию которых осуществляется контроль свободности путевого участка, т.е. приемник реализует выходную логическую функцию fп = 1 («Свободно»), что также означает и исправность всех составляющих элементов РЦ, включая и рельсовые нити.
В шунтовом режиме, когда на путь в пределах РЦ вступает подвижной состав, образуется дополнительная электрическая цепь, в которой сигнальный ток от передатчика ПТ протекает через колесные пары поезда, при этом РЦ шунтируется, поскольку параллельно путевому приемнику подключается шунт – колесные пары поезда с очень малым электрическим сопротивлением (0,06 Ом).
Основная часть сигнального тока протекает через колесные пары, поэтому ток в путевом реле резко падает, что вызывает размыкание фронтовых (Ф) контактов путевого реле, т.е. приемник реализует выходную логическую функцию fп = 0 («Занято»).
Снижение напряжения (тока) в обмотке путевого реле под действием колесных пар называется шунтовым эффектом, а колесные пары – поездным шунтом.
Путевое реле также отпускает свой якорь (размыкает фронтовые контакты) не только при занятии (шунтировании) РЦ, но и в случае повреждения рельсовых нитей, когда нарушается электрическая целостность цепи питания путевого реле.
Свойство РЦ контролировать исправность рельсовых нитей называется чувствительностью к излому (повреждению) или изъятию рельса.
РЦ проектируют и обслуживают таким образом, чтобы при разрыве рельсовой нити и образовавшихся в этом случае обходных путях сигнального тока через балласт, уровень тока в путевом приемнике снижался до такого значения, при котором фиксируется занятость РЦ (fп = 0). Такой режим работы РЦ называется контрольным.
В РЦ должно контролироваться возникновение электрического замыкания в изолирующих стыках («сход стыков»): при появлении такого замыкания путевой приемник должен давать информацию эквивалентную занятости РЦ (fп = 0). Если РЦ выполняют также функции телемеханических каналов связи, то искажения электрических сигналов, несущих информацию, не должны быть выше установленных норм.
Таким образом, РЦ представляет собой датчик, обеспечивающий получение информации о трех состояниях участка пути: участок пути свободен, рельсы исправны (fп = 1); участок пути занят подвижной единицей (fп = 0); рельсовая нить участка пути оборвана (fп = 0).
Стремление надежно обеспечить безопасность движения поездов в конкретных условиях эксплуатации при наиболее простых технических решениях привело к созданию многообразия видов рельсовых цепей, классифицируемых по следующим основным признакам.
По роду сигнального тока, формируемого передатчиком, РЦ бывают постоянного и переменного тока. Как правило, РЦ постоянного тока применяют на неэлектрифицированных участках, где отсутствует попадание в рельсы тока помех от посторонних источников. На участках с электрической тягой по рельсовым нитям протекает обратный тяговый ток, способный влиять на работы путевых приемников. На этих участках применяют РЦ переменного тока.
По принципу действия РЦ бывают нормально замкнутыми, т.е. при свободности рельсовой линии путевое реле постоянно обтекается сигнальным током, и нормально разомкнутыми. Примером нормально разомкнутых являются горочные РЦ.
По способу изоляции смежных РЦ различают РЦ, ограниченные изолирующими стыками, и бесстыковые рельсовые цепи (БРЦ).
По способу пропуска обратного тягового тока РЦ разделяются на однониточные и двухниточные. В однониточных РЦ тяговый ток пропускается по одной рельсовой нити, так называемой, тяговой нити. Второй рельс пути называется сигнальной нитью. Однониточные РЦ обеспечивают контроль целостности только сигнальной нити и не контролируют целостность тяговой, поскольку тяговые нити соседних путей соединены междупутной перемычкой. В двухниточных РЦ тяговый ток пропускается по обеим рельсовым нитям. При ограничении такой РЦ изолирующими стыками для пропуска тягового тока в обход ИС используются путевые дроссель-трансформаторы.
По месту размещения аппаратуры рельсовые цепи различаются на РЦ с централизованным размещением аппаратуры в релейных помещениях станций и РЦ с размещением аппаратуры на перегоне (в тоннеле) в релейных шкафах (децентрализованный вариант размещения).
По характеру подачи сигнального тока РЦ выполняют с непрерывным и импульсным питанием как постоянного, так и переменного тока.
По способу контроля замыкания ИС различают РЦ с нейтральными, поляризованными, фазочувствительными и частотными приемниками, а также с отключением приемных устройств во время передачи тока в соседнюю РЦ.
К особым видам рельсовых цепей следует отнести разветвленные РЦ на станциях, горочные РЦ, РЦ контроля свободности перегона и участков приближения к переездам и станциям.
Источник
Глава 1. Общие сведения о рельсовых цепях 7
1.1. История развития рельсовых цепей 7
1.2. Устройство и принцип действия рельсовых цепей 10
1.2.1. Назначение рельсовых цепей и их классификация 10
1.2.2. Электрические параметры рельсовых цепей 14
1.2.3. Параметры путевых приемников 18
1.2.4. Основные режимы работы рельсовых цепей 20
1.3. Основы расчета и анализа рельсовых цепей 23
1.3.1. Задачи, решаемые при расчете и анализе 23
1.3.2. Способы получения исходных данных для анализа и расчета 24
1.3.2.1. Параметры генераторов 24
1.3.2.2. Параметры приемников 25
1.3.2.3. Параметры проходных четырехполюсников аппаратуры 26
1.3.2.4. Параметры рельсовой линии 29
1.3.2.5. Параметры кабельной линии 32
1.3.3. Расчет рельсовых цепей с использованием четырехполюсной модели 36
1.3.3.1. Расчет нормального режима 36
1.3.3.2. Расчет шунтового режима 38
1.3.3.3. Расчет контрольного режима 40
1.3.3.4. Расчет режимов АЛС и короткого замыкания 41
1.3.3.5. Особенности расчета бесстыковых РЦ 43
1.3.4. Расчет рельсовых цепей с использованием многополюсной модели 44
1.3.4.1. Принципы составления многополюсных схем замещения 45
1.3.4.2. Основные расчетные соотношения для многополюсной модели 47
1.4. Защита устройств рельсовых цепей и АЛС от помех 52
Глава 2. Тональные рельсовые цепи 57
2.1. Принципы построения и особенности тональных рельсовых цепей 57
2.2. Структура, особенности и схема включения аппаратуры тональных рельсовых цепей первого и второго типов 64
2.3. Контроль исправности кабельных цепей 76
2.4. Аппаратура первого и второго поколений устройств системы ЦАБ 79
2.4.1. Устройства системы ЦАБ 79
2.4.2. Состав аппаратуры ТРЦ1, ТРЦ2 и АЛС 81
2.5. Эксплуатационная надежность аппаратуры ЦАБ первого и второго поколений 85
2.5.1. Статистические данные по отказам аппаратуры ЦАБ 85
2.5.2. Недостатки аппаратуры ЦАБ 87
2.5.3. Пути повышения эксплуатационной надежности аппаратуры ЦАБ 90
2.5.4. Рекомендации по замене аппаратуры ЦАБ 93
2.5.5. Рекомендации по проверке и регулировке аппаратуры ЦАБ первого и второго поколений в РТУ дистанции сигнализации и связи 94
2.6. Рекомендации по регулировке и техническому обслуживанию ТРЦ1 и ТРЦ2 94
2.6.1. Особенности расчета и регулировки рельсовых цепей тональной частоты 94
2.6.2. Методика регулировки ТРЦ1 и ТРЦ2 101
2.6.3. Рекомендации по поиску и устранению неисправностей в ТРЦ1 и ТРЦ2 107
2.6.4. Техническое обслуживание ТРЦ1 и ТРЦ2 111
2.7. Структура, особенности и схема включения аппаратуры тональных рельсовых цепей третьего типа 116
2.8.1. Перечень аппаратуры, применяемой в ТРЦ3 138
2.8.2. Данные по включению аппаратуры ТРЦ3 139
2.9. Техническое обслуживание ТРЦ3 141
2.10. Тональные рельсовые цепи четвертого типа 147
2.10.1. Структура, особенности и схема включения аппаратуры тональных рельсовых цепей четвертого типа 147
2.10.3. Регулировка и техническое обслуживание ТРЦ4 158
2.11. Основные технические данные и характеристики новых измерительных приборов и оборудования, рекомендуемых для контроля параметров ТРЦ, путевых устройств АЛС и их аппаратуры 160
Источник