Рельсовые цепи, классификация, техническая эксплуатация. Рельсовая цепь:
определение, виды и основные параметры
Железнодорожный путь является
сложным инженерным сооружением, и очевидно, что он еще используется в системах
централизации и блокировки, а также, на электрифицированных участках, рельсовые
плети являются «второй контактной сетью», доводя низший потенциал для пропуска
обратного тягового тока. Рельсы — это токопроводящие элементы электрической
цепи, причем, как правило, одновременно нескольких. О том, что же такое
рельсовые цепи, как они работают, какие существуют виды и их основные параметры
— расскажем в данном материале.
Что такое Рельсовая цепь?
Рельсовой цепью называется электрическая
цепь, включающая источник питания и потребителей (в числе которых может быть
путевое реле), в качестве токопроводящих элементов которой выступают рельсовые
нити пути.
В системах автоматики и
телемеханики рельсовые цепи выполняют роль устройства контроля состояния
путевого участка. На базе рельсовых цепей строятся
многие системы железнодорожной автоматики и телемеханики: автоблокировка, АЛСН
(автоматическая локомотивная сигнализация непрерывного действия), централизация
стрелочных переводов и сигналов светофоров, системы диспетчерского контроля,
переездная сигнализация и другие.
Таким образом можно выделить
основное предназначение рельсовых цепей:
§
Контроль
занятости участка пути;
§
Контроль
целостности рельсовой линии;
§
Обеспечение
передачи сигналов по рельсовым цепям на локомотив для работы АЛСН. Рельсовые цепи по принципу
действия
Базово рельсовые цепи делятся на
две категории: нормально замкнутые (1) и нормально
разомкнутые (2). Как известно любая электрическая цепь должна включать
источник электродвижущей силы и потребителей электрической энергии. В любых
рельсовых цепях всегда присутствует источник питания и приемник, однако в
зависимости от принципа действия рельсовой цепи их взаиморасположение может
быть различным. В нормально-разомкнутых цепях источник питания и приемник
расположены на одном ее конце, в то время как в нормально-замкнутых источник и
приемник находятся на противоположных концах цепи.
Нормально-замкнутая рельсовая
цепь
В нормально-замкнутых РЦ в тот
момент, когда ни одна колесная пара подвижного состава не находится на
контролируемом участке, катушка путевого реле находится под током и
сигнализирует свободность участка и целостность цепи.
Такие цепи могут работать в
четырех режимах:
§
Нормальный
режим работы,
когда состав отсутствует на участке:
Катушка реле, расположенная на
противоположном конце цепи от источника питания, оказывается под напряжением,
таким образом сердечник катушки втягивается, замыкая контакты реле и сигнализируя
свободное состояние контролируемого участка. Путевое реле должно надежно
удерживать якорь в притянутом состоянии (при непрерывном питании) или
надежно срабатывать от каждого импульса (при импульсном питании).
Неблагоприятными
условиями в данном режиме работы являются: минимальное напряжение источника,
минимальное сопротивление изоляции и максимальное сопротивление рельсов.
В данном режиме одна колесная
пара замыкает рельсовую цепь шунтируя ее за счет низкого сопротивления колесной
пары. Весь ток начинает протекать через колесную пару, создавая своего рода
короткое замыкание, а для исключения высоких токов которого используется
дополнительное сопротивление (на схеме R0). Соответственно электрический ток в
катушке сигнального реле прекращается, и реле переходит в состояние «Занятость
участка».
Неблагоприятными условиями
являются: максимальное напряжение источника, минимальное сопротивление рельсов,
максимальное сопротивление изоляции.
Шунтовая чувствительность
рельсовой цепи должна быть не менее 0,06 Ом.
§
В
третьем, контрольном режиме работы, нарушается целостность
рельсовой цепи, соответственно реле размыкается, при отсутствии падения
напряжения на R0.
Неблагоприятными условиями
являются: максимальное напряжение источника, минимальное сопротивление рельсов,
критическое сопротивление изоляции.
§
Четвертый режим
работы АЛС
Данный режим соответствует наезду
колесной пары поезда на входной конец рельсовой цепи.
Ток в рельсах под приемными
катушками локомотива должен быть не менее расчетного, необходимого для
надежной работы устройств АЛС на локомотиве.
Минимальный расчетный
ток д.б. не менее:
1.
1,2
А при автономной тяге;
2.
2
А при электротяге постоянного тока (частота сигн.тока=50 Гц);
3.
1,4
А при электротяге переменного тока (частота сигн.тока=25 Гц).
Неблагоприятные
условия совпадают с нормальным режимом работы
Нормально-разомкнутая
рельсовая цепь
В таких цепях источник питания и
реле находятся рядом друг с другом на одном конце цепи, при этом к одному выводу
вторичной обмотки трансформатора ПТ подключается
одна рельсовая плеть, а противоположная подключается ко второму выводу. При
отсутствии колесной пары на контролируемом участке цепь вторичной обмотки
трансформатора ПТ разомкнута и трансформатор находится в режиме холостого хода.
Ток в первичной обмотке минимальный и падения напряжения на сопротивлении Ro не достаточно для срабатывания
реле П.
В момент наезда на контрольный
участок колесная пара замыкает электрическую цепь вторичной обмотки трансформатора
ПТ, возрастает ток и в первичной обмотке. Увеличенный ток начинает протекать
через сопротивление R,
создавая падение напряжения достаточное для срабатывания реле П. Реле П
притягивает свой якорь. Такие цепи обладают большим быстродействием при определении
занятости участка. Это происходит из-за того, что якорь реле быстрее
притягивается к катушке, нежели под действием пружины, возвращается в исходное
состояние. Но однозначным преимуществом нормально-разомкнутой рельсовой цепи
является экономия кабелей, так как в качестве проводов используются
непосредственно рельсы. Одновременно с этим такая цепь лишена важного качества
— возможности контролировать свою целостность и исправность элементов, и это
ограничивает ее использование только сортировочными горками.
Обратный тяговый ток.
На
электрифицированных линиях любая
рельсовая нить для электродвижущего подвижного состава выполняет роль низшего
потенциала по отношении к контактной сети. Токи, протекающие от локомотива к
тяговой подстанции, достигают огромных значений, и безусловно могут повлиять на
работу рельсовых цепей. Обратный тяговый пропускается по одной нити цепи в
случае с однониточными цепями, или по двум нитям, в
двухниточных рельсовых цепях. Основной проблемой является разделение разных
рельсовых цепей, соединенных для прохождения тягового тока. И если в
однониточных цепях тяговый ток попеременно может передаваться по одной из
нитей, то в двухниточных цепях приходится устанавливать разделяющие
дроссель-трансформаторы. Стоит отметить, что в однониточных цепях невозможна
передача сигналов АЛСН, а значит их применение сильно ограничено.
|