 |
Рельсовые цепи постоянного тока
|
|
|
|
Глава 9
РЕЛЬСОВЫЕ ЦЕПИ ПРИ АВТОНОМНОЙ ТЯГЕ
Рельсовые цепи постоянного тока
На неэлектрифицированных линиях по рельсовым цепям протекает лишь сигнальный ток: мешающее действие тягового тока здесь отсутствует. Ввиду этого на таких линиях могут быть применены рельсовые цепи любого типа: постоянного или переменного тока, с непрерывным или импульсным питанием. Практически на линиях с автономной тягой (тепловозная, паровая) широко применяют рельсовые цепи постоянного тока, которые наиболее просты по устройству и потребляют малую мощность.
К достоинствам рельсовых цепей постоянного тока следует отнести возможность их резервного электропитания от аккумуляторов, что особенно важно для участков с ненадежным электроснабжением. Аппаратуру располагают в релейных шкафах, а источники питания (выпрямители и аккумуляторы) — в батарейных, устанавливаемых рядом с релейными.
В рельсовой цепи с непрерывным питанием (см. рис. 8.1) используют нейтральное путевое реле АНШ2-2 с сопротивлением обмоток 2 Ом. Ток срабатывания реле АНШ2-2 равен 135 мА, ток отпускания —55 мА, коэффициент возврата —0,407, мощность срабатывания —36,5 мВт. Рельсовая цепь получает питание от выпрямителя ВАК-14. Для резервного питания предусмотрен аккумулятор АБН-72, работающий в режиме среднего тока.
В качестве ограничителя применен регулируемый резистор 6 Ом. Для действия устройств автоматической локомотивной сигнализации схема допускает возможность ее кодирования с питающего или релейного конца (на рис. 8.1 включение устройств АЛС не показано).
Для контроля замыкания изолирующих стыков предусматривают чередование полярности тока в смежных рельсовых цепях. В случае замыкания изолирующих стыков токи смежных цепей компенсируются и путевые реле обеих свободных рельсовых цепей отпускают свои якоря, чем контролируется исправность изолирующих стыков. Для лучшей компенсации сигнальных токов в смежных цепях по обе стороны изолирующих стыков размещают питающие или релейные концы.
|
|
|
Если изолирующие стыки замыкаются при занятой рельсовой цепи, то создается возможность подпитки путевого реле от источника смежной рельсовой цепи, в то время как свой источник питания зашунтирован. Таким образом, контроль замыкания изолирующих стыков отсутствует как раз в тот момент, когда он более всего необходим. К недостаткам рельсовых цепей постоянного тока с непрерывным питанием следует отнести также малую предельную длину (до 1500 м), отсутствие защиты от блуждающих токов, в том числе от обратных токов вагонного освещения и отопления при центральном источнике электроснабжения пассажирских поездов.
Рельсовые цепи постоянного тока с непрерывным питанием используются только на станциях участков, не подверженных влиянию блуждающих токов. На перегонах при автоблокировке применяют импульсные рельсовые цепи (рис. 9.1). Периодическое замыкание (импульс) и размыкание (интервал) цепи питания производятся контактом непрерывно работающего маятникового трансмиттера. В качестве путевого реле И служит импульсное поляризованное реле ИР1-0,3 или ИМШ-0,3. Ток срабатывания реле равен 280 мА, отпускания—135 мА; мощность срабатывания 24,4 мВт. Контакты импульсного реле вследствие их непрерывного переключения не могут быть использованы в цепях контроля свободности блок-участков и включения ламп светофоров, поэтому на релейном конце дополнительно устанавливают его повторитель — реле П, работающее от конденсаторного дешифратора и удерживающее якорь непрерывно притянутым при импульсной работе реле И.
|
|
|
Рис. 9.1. Схема импульсной рельсовой цепи постоянного тока
В интервале, когда замкнут тыловой контакт реле И, заряжается конденсатор С1 через резистор R и диод VD1 одновременно ток протекает через дроссель L, в котором запасается энергия магнитного поля. Во время импульса, когда замыкается фронтовой контакт реле И, конденсатор С1 разряжается на обмотку реле П и конденсатор С2 через резистор R и дроссель L; одновременно на этих элементах выделяется энергия, накопленная в дросселе. Реле П возбуждается, и конденсатор С2 заряжается.
В следующем интервале заряжается конденсатор С1, а реле П в течение интервала получает питание от конденсатора С2. В импульсе ток от конденсатора С1 и дросселя протекает через обмотку реле П и конденсатор С2. Таким образом, при импульсной работе реле И непрерывно переключает свой контакт в цепи конденсаторного дешифратора. Реле П, получая питание в каждом импульсе от конденсатора С1 и дросселя, а в каждом интервале — от конденсатора С2, непрерывно удерживает якорь притянутым.
При вступлении на рельсовую цепь поезда или нарушении целостности рельсовой нити прекращается импульсная работа реле И, тыловой контакт его будет непрерывно замкнут, и конденсатор С1 не сможет разрядиться на обмотку реле П и конденсатор С2. После разряда конденсатора С2 (примерно 1 с) реле П отпускает якорь, фиксируя занятость рельсовой цепи.
Схема дешифратора обеспечивает защиту от токов помех переменного кодового тока АЛС, а также исключает возможность срабатывания путевого реле П при занятой рельсовой цепи в случае повреждения отдельных элементов схемы. Если через обмотку импульсного реле протекают непрерывные блуждающие токи или произошло механическое заедание якоря (импульсное реле не относится к реле I класса надежности), его импульсная работа прекращается, и после разряда конденсаторов С1 и С2 на обмотку реле П последнее отпустит якорь.
При замыкании изолирующих стыков и занятой рельсовой цепи в обмотку импульсного реле может попадать переменный кодовый ток АЛС 50 Гц (на схеме не показано). Якорь реле И начинает вибрировать с частотой 50 Гц, так как это реле является быстродействующим. При этом возможно замыкание его фронтового контакта. Для исключения срабатывания путевого реле П в цепь разряда конденсатора С1 включен ограничивающий дроссель L с большим индуктивным сопротивлением (первичная обмотка трансформатора типа СТ-3). Индуктивное сопротивление дросселя L препятствует нарастанию напряжения на обмотке реле П и конденсаторе С2 до напряжения срабатывания. Исправность дросселя контролируется при нормальной работе дешифратора: в случае замыкания дросселя напряжение на реле П становится недостаточным для его срабатывания.
|
|
|
Схема дешифратора исключает возможность ложного возбуждения путевого реле и при других неисправностях схемы: обрыве или пробое конденсаторов С1 и С2, обрыве или пробое диодов VD1 и VD2, а также при сочетании ряда повреждений; случайном замыкании (сваривании) всех трех контактов импульсного реле (реле П и конденсатор С2 будут зашунтированы диодом VD1). Диод VD1 разделяет цепи заряда и разряда конденсатора С1. Диод VD2 защищает контакт реле И от искрообразования. Обрыв диода VD2 не контролируется, однако это повреждение не может привести к ложному возбуждению путевого реле, а вызывает на контакте реле И сильное искрение, что приведет лишь к преждевременному износу контакта.
При новом проектировании и строительстве автоблокировки используют схему релейного дешифратора (рис. 9.2). В нем используют дополнительные реле: повторитель импульсного реле И1 типа ИМШ1-1700, медленнодействующий повторитель ПИ типа АНШМ2-760 и его повторитель ПИ1 типа АНШ2-700 и основное реле П типа АНШ2-700. Кремневые диоды VD2, VD3 и VD4 обеспечивают замедление реле на отпускание, а диод VD1 исключает попадание циркулирующих через диод VD2 и обмотку реле ПИ токов в другие цепи.
Рис. 9.2. Схема релейного дешифратора
Схема релейного дешифратора сложна, но она обеспечивает более высокую устойчивость работы за счет исключения электролитических конденсаторов, параметры которых могут изменяться от продолжительности их работы и температуры окружающей среды. В этой схеме достигается более стабильное время отпускания якоря путевого реле (в пределах 0,9—1 с), благодаря чему обеспечивается удовлетворительный режим подачи кодовых сигналов АЛС при вступлении на рельсовую цепь поезда.
|
|
|
Схема релейного дешифратора отвечает всем требованиям безопасности, которые были рассмотрены выше применительно к конденсаторному дешифратору, в том числе при обрывах и замыканиях диодов и обмоток реле, а также при замыкании (сваривании) всех трех контактов импульсного реле.
Импульсная рельсовая цепь по сравнению с рельсовой цепью непрерывного питания имеет более высокую чувствительность к шунту и излому рельса, так как отпускание якоря реле П будет обеспечено, если ток в обмотке реле И снизится до тока непритяжения якоря. Отпускание якоря реле И гарантируется в интервале между импульсами, поэтому предельная длина импульсной цепи равна 2600 м.
В импульсных рельсовых цепях постоянного тока путевое реле всегда размещают на выходном конце блок-участка, т. е. импульсы для питания реле посылаются по ходу поезда. Это позволяет использовать контакты путевого реле для включения кодов АЛС при вступлении поезда, предварительного зажигания светофоров и подачи извещений на станцию и переезд о приближении поезда. Кроме того, такое размещение приборов исключает мешающее действие импульсов постоянного тока на локомотивные приемные устройства АЛС.
Ложная работа импульсного реле от тока смежной цепи при замыкании изолирующих стыков исключается чередованием полярностей тока в смежных рельсовых цепях. Импульсное путевое реле ИР 1-0,3 или ИМШ-0,3 срабатывает только от импульсов тока собственной цепи. При попадании тока другой полярности в его обмотку от источника смежной цепи под действием тока обратной полярности усилие на якорь будет направлено в сторону замыкания тылового контакта.
Достоинствами рельсовых цепей постоянного тока являются их простота, надежное резервирование питания от аккумуляторных батарей и малое потребление электроэнергии. Мощность, потребляемая рельсовой цепью, составляет примерно 19 В×А с учетом потерь в выпрямителе.
Однако эти рельсовые цепи имеют ряд недостатков. Хотя импульсная рельсовая цепь исключает возможность ложного срабатывания от блуждающих токов, но наличие этих токов приводит к отпусканию якоря путевого реле П. На путевом светофоре появляется красный огонь вместо разрешающего при свободном блок-участке, что может привести к задержкам в движении. Блуждающие токи могут иметь и импульсный характер. В этом случае не исключается возможность ложного возбуждения путевого реле. Поэтому при систематическом влиянии блуждающих токов, например от электрического транспорта, применять импульсные рельсовые цепи постоянного тока не представляется возможным; в этом случае необходимо использовать рельсовые цепи переменного тока. Другим недостатком импульсных рельсовых цепей постоянного тока является влияние так называемых токов аккумуляторного эффекта, особенно на участках с железобетонными шпалами. Эти токи являются следствием действия электрохимических процессов, протекающих в верхнем строении пути. Рельсовая линия как бы запасает энергию, накопленную в течение импульса. В интервале, когда импульсное реле должно отпускать якорь за счет тока аккумуляторного эффекта, оно удерживает его притянутым, и нормальное действие автоблокировки при этом нарушается. Для защиты реле от мешающего действия токов аккумуляторного эффекта применяют специальные схемы защиты. Например, питание осуществляется импульсами чередующейся полярности, когда вместо интервала посылают ток обратной полярности, компенсирующий ток аккумуляторного эффекта. Это усложняет схему.
|
|
|
Применяемые для резервного питания аккумуляторы критичны к изменению температуры окружающей среды. Для их размещения необходимы специальные батарейные шкафы, требующие тщательного ухода и частого осмотра. Емкость аккумуляторов не обеспечивает возможности действия АЛС при резервном питании, что снижает эффективность применения АЛС на линиях с автономной тягой. Аппаратуру рельсовых цепей постоянного тока необходимо размещать непосредственно у пути, допустимая длина соединительного кабеля составляет несколько десятков метров.
Указанные недостатки ухудшают эксплуатационно-технические показатели системы автоблокировки постоянного тока с импульсными рельсовыми цепями. На участках с автономной тягой при новом проектировании и строительстве, как правило, применяют рельсовые цепи переменного тока.
На линиях, подлежащих электрификации, применяют рельсовые цепи переменного тока, аналогичные рельсовым цепям для участков с электротягой, но без дроссель-трансформаторов. На средних и крупных станциях, как правило, применяют рельсовые цепи переменного тока.
Вопросы для самоконтроля по пункту:
|
|
|
