История внедрения и создания единой комплексной системы безопасности (ЕКС).

 

Одной из важнейших вех во внедрении передовых микропроцессорных технологий в аппаратуре бортовой железнодорожной автоматики явилась разработка с конца 80-х и массовое внедрение на сети железных дорог России с 90-х годов комплексных локомотивных устройств безопасности КЛУБ различных модификаций, ныне широко эксплуатирующихся на локомотивах, мотор-вагонном и самоходном подвижном составе.

К середине 80-х годов прошлого века сложилась непростая ситуация с бортовыми приборами безопасности. Она характеризовалась большой номенклатурой различных приборов, созданных на устаревшей элементной базе, плохо стыкующихся между собой и зачастую дублирующих функции друг друга, что вызывало дополнительные трудности для машинистов.

До 1993г. обеспечение безопасности движения поездов бази­­ро­ва­лось на совместном использовании систем автоблоки­ров­ки и автоматической локомотивной сигнализации непрерыв­ного типа (АЛCH). Однако низкая информативность системы АЛCH (возможность передачи на локомотив только 3-4 команд) и ограниченность функциональных возможностей локомотивного дешифратора команд АЛСН привели к необходи­мости использования на борту локомотива, кроме дешифратора команд АЛСН, дополнительных устройств обеспе­че­ния безопас­ности, таких как устройство дополни­тельного контроля бдительности машиниста (регистратор 3СЛ2М, устройст­во контроля торможения «Дозор» (Л132), устройство контроля бдительности машиниста УКБМ (Л77, Л159, Л116) и др.

В 1994г. для замены локомотивного дешифратора команд АЛСН и перечисленных выше дополнительных устройств обеспечения безопасности во ВНИИАС МПС России было создано комплексное локомотивное устройство безопасности (КЛУБ). В 1999г. было завершено создание и проведены приемоч­ные испытания унифицированного комплексного локо­мо­тивного устройства безопасности (КЛУБ-У), которое является усовершенствованным вариантом КЛУБ по числу и качеству выполняемых функций.

Основным бортовым прибором безопасности была аппаратура автоматической локомотивной сигнализации АЛСН, выполненная на релейной элементной базе. В дополнение к ней применялись приборы УКБМ (устройство контроля бдительности машиниста), различные варианты устройств против самопроизвольного ухода поезда, прибор «Дозор» для контроля движения к светофору с запрещающим сигналом.

Ситуация усугублялась ещё и тем, что нарастающие центробежные тенденции на территории Советского Союза привели к сокращению поставок в Россию аппаратуры АЛСН, т.к. производство было сосредоточено на Украине.

К тому же, в связи с необходимостью развития высокоскоростного движения стало ясно, что возможности канала АЛСН и соответствующих бортовых устройств не позволяют решить данную задачу.

Все эти факторы и привели к тому, что в КБ ЦШ МПС, предтече нынешнего ВНИИАС, под руководством Е.Н. Розенберга и В.И. Зорина в 1988 году началась разработка устройства нового поколения на современной микропроцессорной элементной базе, призванного объединить в себе функции основного и ряда дополнительных приборов безопасности, а также расширить функциональные возможности.

Важным функциональным новшеством новой системы стала возможность обработки данных из непрерывного рельсового канала связи, использующего фазоразностную модуляцию АЛСЕН, позволяющим существенно расширить информационные возможности бортового оборудования АЛС. Применение канала АЛСЕН обеспечило возможность уже в относительно недавнее время организовывать высокоскоростное движение на трассе Санкт-Петербург - Москва с соблюдением всех требований безопасности.

Задача осложнялась серьезными трудностями, связанными с применением современной элементной базы, использовавшейся преимущественно в оборонной промышленности страны. Кроме того, на тот момент отсутствовала отраслевая нормативная документация по применению микропроцессорных систем безопасности.

Тем не менее, с самого начала разработчиками была поставлена перед собой задача по созданию системы, отвечающей всем самым передовым мировым достижениям, как с точки зрения элементной базы, так и сточки зрения соблюдения стандартов по безопасности.

Надо отметить ту большую и во многом решающую роль, особенно в непростые годы перехода к рыночной экономике, которую сыграл при разработке и продвижении системы, получившей название КЛУБ, Департамент локомотивного хозяйства МПС СССР, а затем России. Нельзя не упомянуть тогдашнего руководителя технического отдела ЦТ Г.В. Севанькаева, много сделавшего для того, чтобы система состоялась. Серьезным подспорьем оказались начавшиеся в рамках перехода к рыночной экономике процессы конверсии оборонной промышленности, позволившие с одной стороны привлечь квалифицированных специалистов, а с другой заключить стратегические отношения с Ижевским радиозаводом, начиная с 1993 года выпускающим аппаратуру КЛУБ и другие устройства железнодорожной автоматики с неизменно высоким качеством, на уровне мировых стандартов.

И все же главную роль в создании и запуске в серийное производство системы КЛУБ сыграли специалисты КБ ЦШ, а впоследствии отделения А и АЛС ВНИИАС – Е.Н.Розенберг, В.И.Зорин, С.В. Маршов, И.М. Кравец, Е.Е.Шухина, Г.К. Кисельгоф, К.Э.Блачев, В.П. Батраев и многие другие.

Начиная с 1994 года, аппаратура КЛУБ серийно выпускается Ижевским радиозаводом и эксплуатируется на сети железных дорог России от Владивостока до Калининграда.

Система КЛУБ стала первым шагом к созданию универсальной бортовой системы безопасности. В то же время эксплуатация КЛУБ совместно с другими бортовыми устройствами, такими как САУТ, ТСКБМ, КПД, выявила необходимость дальнейшей интеграции технических решений по объединению функций различных бортовых устройств железнодорожной автоматики. В 1997 году началась разработка системы КЛУБ-У, которая стала гигантским шагом вперед в указанном направлении.

Важнейшей отличительной особенностью КЛУБ-У стало применение спутниковой навигации для позиционирования локомотива по железнодорожной координате. В отличие от методов, применявшихся ранее, местоположение определяется ежесекундно, что исключает накопление какой-либо погрешности. Наличие в памяти устройства электронной карты с заложенными в нее координатами светофоров и других мест ограничения скорости позволяет осуществлять прицельное торможение с заданной точностью.

В КЛУБ-У была реализована функция регистрации параметров движения на съемный электронный носитель с последующей автоматизированной расшифровкой результатов поездки. Это позволило отказаться от отдельного регистратора параметров движения, тем самым экономя финансовые ресурсы и место в кабине, а также устранить многие недоразумения, которые возникали ранее при регистрации параметров, влияющих на безопасность движения, автономным устройством.

Ещё одним принципиальным новшеством, реализованном в КЛУБ-У, стала функция приема и передачи данных по радиоканалу, что отвечает требованиям времени и является стратегически наиболее перспективным с точки зрения развития и совершенствования систем интервального регулирования. Применение радиоканала в перспективе позволит в ряде случаев отказаться от дорогостоящих систем автоблокировки, а в других случаях реализовать дублирующие функции по безопасности, исключая, вчастности, несанкционированный дежурным по станции проезд запрещающего сигнала светофора независимо от действий машиниста.

Применение новейших технических решений при организации обмена данными между модулями КЛУБ-У, а также при взаимодействии с другими бортовыми системами позволяет гибко осуществлять реконфигурацию системы и существенно упрощает интеграцию отдельных систем в единый комплекс. Локомотивный индикатор КЛУБ-У отображает не только собственную информацию, но и данные системы САУТ-ЦМ, позволяет осуществить ввод оперативных параметров для работы САУТ-ЦМ. В рамках создания единой комплексной системы ЕКС успешно осуществляется интеллектуальное взаимодействие с САУТ-ЦМ, а также с системой автоведения УСАВПЭ и системой контроля уровня бодрствования машиниста ТСКБМ.

Разработка и внедрение системы КЛУБ-У на сети железных дорог России ведется под руководством заведующего отделением А и АЛС В.И. Зорина в отделе локомотивных устройств и систем интервального регулирования возглавляемом Е.Е. Шухиной. Большой вклад в создание системы внесли специалисты отделения: С.Г.Константинов, А.Ю.Елагин, И.М.Кравец, С.В.Маршов, А.В.Сапонов, Г.К.Кисельгоф, Т.В.Абрамова, С.В.Киселева, И.И.Алабушев, И.П.Батраева, К.Э.Блачев, В.П.Батраев, В.Н.Филатова, А.Б.Патрин, И.Н.Гринфельд, В.Е.Чертков, А.А.Пронин, С.В.Чернов, Д.В.Талалаев и другие.

Распространение системы КЛУБ-У не замыкается в границах Российской Федерации. В настоящее время локомотивы, оборудованные КЛУБ-У, эксплуатируются на железных дорогах Белоруссии, Казахстана, Узбекистана. На подходе начало эксплуатации КЛУБ-У в странах Прибалтики. Готовится к реализации широкомасштабный проект в Иране, где КЛУБ-У является важнейшим элементом создаваемой системы интервального регулирования.

На базе локомотивных систем КЛУБ и КЛУБ-У разработаны их модификации КЛУБ-П и КЛУБ-УП, которыми в кратчайшие сроки в 1999-2001 годах оснащен практически весь парк самоходного подвижного состава железных дорог России.

Ведутся активные работы по применению КЛУБ-У при организации высокоскоростного движения в России и по международным транспортным коридорам, в частности на участке Санкт-Петербург - Хельсинки.

На сегодняшний день аппаратурой КЛУБ оборудовано около 1500 локомотивов и МВПС, аппаратурой КЛУБ-У – около 3000 локомотивов и МВПС, аппаратурой КЛУБ-П около 5000 единиц ССПС и аппаратурой КЛУБ-УП более 3000 единиц ССПС.

При создании систем КЛУБ удалось не только не растерять накопленный потенциал в области создания систем железнодорожной безопасности, но и преумножить его, несмотря на трудные времена, создав бортовые системы безопасности ни в чем не уступающие лучшим мировым образцам, а по ряду позиций задающие тон в научно-техническом прогрессе как в России, так и на международном уровне.

КЛУБ-У с 2002 г. используется как основное бортовое устройство обеспечения безопасности движения поездов на сети Российских железных дорог (РЖД). Оно входит также в единую комплексную систему (ЕКС) управления и обеспечения безопас­ности движения поездов. Аппаратурой этой системы в настоящее время начинает оснащаться локомотивный парк РЖД. В состав ЕКС, кроме КЛУБ-У, входит также унифицированная система автоведения поездов (УСАВП), система автоматического управ­ле­ния торможением (САУТ-ЦМ/485) и телемеханическая система контроля бодрствования машиниста (ТСКБМ).

УСАВП осуществляет энергооптимальное управление движе­нием поезда в соответствии с заданным графиком или расписанием. САУТ-ЦМ/485 обеспечивает прицельное служеб­ное торможение поездов (с учетом эффективности их тормозных средств) у светофоров с запрещающим показа­нием. ТСКБМ производит непрерывный контроль уровня бодрствования маши­ниста по электрическому сопротивлению кожи. Сигналы от дат­чи­ков, размещаемых в браслете, который одевается на запястье руки машиниста, поступают с помощью микропередатчика в блок обработки и индикации.

 

Отличительными особенностями КЛУБ-У являются: модуль­ная архитектура, реализованная в виде открытой локальной сети, позволяющей бесконфликтно производить реконфигурацию устройства (увеличивать или уменьшать количество модулей и соответственно выполняемых функций); использование дополни­тельного канала цифровой радиосвязи для обмена информацией со стационарными устройствами управления и интервального регулирования; применение аппаратуры спутниковой навига­ционной системы (СНС) в качестве дополнительного средства для определения точного астрономического времени и коорди­наты поезда; использование регистратора с кассетой регистрации (КР) для непрерывной записи параметров локомотивного обору­дования и аппаратуры КЛУБ-У во время движения поезда по заданному маршруту. Локальная сеть КЛУБ-У позволяет также обеспечить взаимодействие КЛУБ-У с УСАВП, САУТ-ЦМ/485, ТСКБМ и другими внешними устройствами. Аппаратура КЛУБ-У соответствует требованиям функциональной безопасности и сертифицирована в России.

Для оперативной расшифровки и анализа регистрируемой КЛУБ-У на КР информации применяется стационарное устройст­во дешифрации (СУД), а для обеспечения надежности функцио­ни­рования КЛУБ-У используется комплекс средств его предрей­со­вого контроля.

СУД предназначено для автоматизированного выявления нарушений в выполнении режимов движения локомотивов (подвижных единиц), а также предаварийных и аварийных ситуаций во время поездки и их причин, создания отчетных документов и архивов о поездках составов (подвижных единиц) по заданным маршрутам.

КЛУБ-У позволяет устранить основные причины столкно­ве­ний подвижного состава за счет выполнения заданных функций по обеспечению безопасности движения поездов. При исполь­зо­ва­нии КЛУБ-У существенно снижается уровень риска от при­чи­нения ущерба пассажирам, обслуживающему персоналу, пере­во­зимым грузам и подвижному составу вследствие значитель­ного уменьшения числа случаев превышения скорости, само­произ­вольного ухода поездов и потери бдительности маши­нистов.

Применение КЛУБ-У позволяет:

Повысить уровень эффективности эксплуатационной работы на участках железных дорог за счет:

− повышения участковой скорости и снижения потерь поездо­часов;

получения дополнительной информации о местоположении поездов и их скорости;

формирования дополнительной информации, передаваемой машинисту (о числе свободных блок-участков на впереди лежащем пути и др.);

оперативной передачи информации об ограничениях скоростей движения;

Повысить безопасность движения поездов.

Обеспечить регистрацию информации о режимах движения поезда, действиях машиниста и исправности локомотивных технических средств.

Экономия эксплуатационных расходов при использовании КЛУБ-У обеспечивается за счет:

− повышения эффективности эксплуатационной работы на участ­ках железных дорог путем снижения интенсивности отказов бортовой аппаратуры, повышения участковых скоростей и снижения потерь поездочасов, сокращения эксплуатационных расходов на содержание и обслуживание технических средств КЛУБ-У;

− сокращения убытков железных дорог вследствие повышения уровня безопасности движения поездов.

 

Рельсовые цепи.

 

В основу построения почти всех систем железнодорожной автоматики и телемеханики (СЖАТ) положены рельсовые цепи (РЦ). РЦ называется устройство, использующее рельсовые нити как проводники электрического тока. Электрический ток, протекающий по рельсовым нитям, обозначают «сигнальным» током (Ic).

В СЖАТ рельсовые цепи:

- контролируют состояние (свободность, занятость) участков пути;

- определяют целостность рельсов;

- служат в качестве канала для передачи сигналов.

В СЖАТ используют большое число различных видов РЦ.

РЦ классифицируются в зависимости от:

- области применения:
станционные, перегонные, горочные и т.д.:

- рода сигнального тока:
постоянного тока, переменного тока низких частот (25, 50, 75, 100 Гц);
переменного тока тональных частот (100 … 5,5 КГц);

- способа канализации тягового тока:
однониточные, двухниточные с дроссель – трансформаторами;

- типу приемников:
одноэлементные, двухэлементные;

- конструкции:
разветвленные или неразветвленные,
бесстыковые или с изолирующими стыками,
нормально – замкнутые или нормально – разомкнутые.

 

Наибольшее распространение в системах ЖАТ получили двухниточные нормально – замкнутые РЦ.

РЦ включает в себя три функциональных узла:

- рельсовую линию (две рельсовых нити);

-
питающий конец;

- приемный (релейный) конец.

 

Рассмотрим далее назначение и роль отдельных приборов и элементов основных функциональных узлов РЦ.

 

Изолирующие стыки (ИС).

 

Изолирующие стыки устанавливают на границах отдельных участков пути для разделения сигнальных токов в смежных РЦ.

ИС работают в трудных условиях, под воздействием больших динамических нагрузок от поездов на рельсы. На них также воздействуют климатические факторы: влага и колебания температуры. Изменение длины рельсовых звеньев под влиянием температуры ведет к механическому разрушению стыков. Все это означает, что изолирующий материал такого стыка должен иметь большую механическую прочность.

 

-

-

Применение получили два типа ИС:
- разборный ИС с фибровой изоляцией (поставляется комплект деталей, в том числе торцевые прокладки, прокладки под накладки, а также изолирующие втулки, одеваемые на болты); (Рис1)

- неразборный клееболтовой ИС. (Рис2)

 

рис.1 рис.2

Наиболее частый отказ ИС – пробой изоляции прокладок и болтов, а также сгон стыков (когда торцевая изолирующая прокладка выдавливается при расширении рельсовых звеньев или плетей, образование наклепов в торцах рельсоНорма на сопротивление ИС – 50 ОМ. Исследованиями установлено, что реально сопротивление ИС может находиться в пределах 100…2000 ОМ, а иногда и выше.

Порядок расстановки ИС в РЦ регламентируется методическими указаниями института «Гипротранссигналсвязь».

Стыковые соединители (СС) устанавливают для стабилизации и уменьшения сопротивления рельсовой линии.

СС в зависимости от способа крепления к рельсу, подразделяют на штепсельные и приварные, а от материала для их изготовления – на стальные и медные. Область применения СС:
Тепловозная тяга: стальной штепсельный (2 провода диаметром 5 мм);
стальной приварной (трос диаметром 7 мм).

 

Как известно, СС является одним из ненадежных элементов РЦ, т.к. часто наблюдается обрыв СС.

Как можно повысить надежность этого элемента?

Из практики известны следующие способы:

1. Дублирование СС.

2. Совершенствование конструкции СС (например, фартучный соединитель).

3. Применение бесстыкового пути.

4. Совершенствование конструкции рельсового стыка (например, графитовая смазка и тарельчатые пружины).

При дублировании применяют также медный штепсельный соединитель. Крепление приварных СС (основных) производится к головке рельсов.

По условиям обеспечения целостности рельса (безопасности движения поездов) и технологии сверления отверстия, допускается крепление штепсельного СС только к шейке рельса.

Разделка соединительного кабеля, связывающего аппаратуру РЦ (поста ЭЦ или релейного шкафа) и рельсовую линию, производится в кабельных стойках (КС), путевых ящиках (ПЯ) или дроссель – трансформаторах (ДТ) в зависимости от вида тяги и области применения (перегоны, станция), размещаемых непосредственно у рельсовой линии. На структурной схеме РЦ указанные устройства обозначены как «устройства согласования».

 

 

 

 

Непосредственное подключение сигнального тока к рельсам осуществляют тросовые или дроссельные соединители (перемычки).

 

подключение ПЯ

подключение КС

 

габарит

На участках с тепловозной тягой применяют стальные тросовые перемычки (от КС и ПЯ).

Все виды перемычек крепятся к рельсам болтовым штепсельным соединением от ДТ и штепсельным соединением от КС и ПЯ.

Аппаратура питающего и релейного концов РЦ располагается в релейных шкафах (РШ) или на постах ЭЦ.

Из релейных шкафов и постов ЭЦ соединительный кабель обеспечивает связь с напольными устройствами РЦ.

 

Режимы работы РЦ

Рц имеет следующие режимы работы:

 

- нормальный режим: рельсовая линия исправна и свободна от подвижного состава;

- шунтовой режим: рельсовая линия исправна и занята подвижным составом;

- контрольный режим: рельсовая линия имеет излом рельса (или обрыв стыковых или стрелочных соединителей);

- режим короткого замыкания: шунтирование питающего конца РЦ для проверки работоспособности источника питания по допустимой мощности;

- режим работы АЛС: РЦ занята подвижным составом, приборы АЛС воспринимают импульсы сигнального тока определенного уровня.

 

Реакция РЦ на указанные режимы работы проявляется в изменении уровня и фазы сигнального тока, поступающего в П (фазочувствительный приемник/реле) вследствие чего он может находиться или во включенном или в выключенном состоянии. В нормальном режиме П выдает дискретную информацию «свободно» (фронтовой контакт реле П замкнут), а в шунтовом и контрольном режимах – «занято» (фронтовой контакт реле П разомкнут).

 

Первичные параметры РЦ:

Условия передачи сигнального тока по рельсовой линии – как всякой электрической цепи с распределенными параметрами – зависят от первичных параметров РЦ:

- удельного сопротивления рельсов Z Ом/км;

- удельного сопротивления изоляции (балласта) Rб Ом*км.

 

РЦ должна надежно функционировать во всех режимах непрерывно и круглогодично при самых неблагоприятных условиях, т.е при:

- изменении в широком диапазоне сопротивления балласта под влиянием климатических условий (дождь, сухо, мороз) или его загрязненностью солями, металлической пылью;

- изменении сопротивления рельсовой линии из-за плохого состояния стыковых соединителей;

- колебание напряжения ИП, которое в соответствии с ГОСТ составляет от +5% до –10 номинального и т.д.

 

При техническом обслуживании станционных рельсовых цепей производится проверка их работы в нормальном и шунтовом режимах, а также в режимах АЛС, а выполнение контрольного режима и режима короткого замыкания проверяется расчетным и опытным путем при разработке РЦ. На перегонах в шунтовом режиме РЦ не проверяются.

Нормальный режим

Нормальным режимом называется такое состояние исправной и свободной от подвижного состава РЦ, при котором путевое реле включено (или работает в импульсном режиме).

В нормальном режиме путевое реле должно надежно работать при самых неблагоприятных условиях.

При этом уровень (величина) сигнала на входе приемника (реле) соответствует его минимальным рабочим значениям.

 

Чем меньше напряжение источника питания, тем меньшее напряжение подается на реле. Высокое сопротивление рельсовой линии приводит к большому падению напряжения на ней. Значительные токи утечки из-за маленького удельного сопротивления балласта еще более ухудшают условия режима.
Для успешной (безотказной и безопасной) эксплуатации РЦ знания неблагоприятных условий РЦ недостаточно. Необходимо иметь ввиду также то, как (в каких пределах) изменяются рассмотренные параметры. Может случится, что при наилучших условиях уровень (величина) фактического сигнала на входе приемника (реле) будет превышать предельно допустимые значения.

Необходимо, чтобы Кпер = Uдоп/Uфак > или = 1, где

 

К пер – коэффициент перегрузки,

Uдоп – допустимое напряжение на входе приемника,

Uфак – фактическое напряжение на входе приемника.

 

В технических условиях на РЦ указаны предельные значения первичных параметров РЦ:

- минимальное удельное сопротивление балласта – 1,0 Ом*км.

- максимальное удельное сопротивление балласта – 50 Ом*км.

 

Удельное сопротивление рельсовой линии изменяется незначительно:

- для постоянного тока в пределах 0,1 … 0,2 Ом/км;

- для переменного тока принимается постоянным и составляет для сигнальных частот:

 

	25 Гц
Модуль, Ом/км	0,5	0,8	1,07	1,53	3,74	4,88	5,68
Аргумент, град.

 

Следовательно, для одной из сигнальных частот основным изменяемым параметром является сопротивление балласта (напомним, что колебание напряжения источника питания также невелико: +5%, -10%).

Зависимость напряжения (тока) на путевом приемнике от изменения сопротивления балласта в нормальном режиме называют регулировочной характеристикой.

В нормалях РЦ и справочниках эта зависимость дана в виде регулировочных таблиц. В последних приводятся значения напряжения на путевом реле при минимальном (мокром балласте) и максимальном (промерзшем балласте) удельных значениях сопротивления балласта для разных длин РЦ, т.е указан диапазон возможных значений напряжения на путевом реле.

При снижении напряжения на путевом реле ниже рабочих значений оно выключается (или прекращает импульсную работу). Имеет место ложная занятость РЦ.

При увеличении напряжения на путевом реле выше рабочих значений, может быть не обеспечен шунтовой режим, т.е. путевое реле может быть включено (работать в импульсном режиме). Имеет место опасная ситуация – ложная свободность РЦ.

Если напряжение на П в нормальном режиме понизилось и стало существенно меньше допустимого по регулировочным таблицам при полностью исправных ИП и П необходимо, в первую очередь, проверить состояние тех элементов РЦ, электрическая проводимость которых может оказаться нестабильной (ввиду повреждений), и если это не дает желаемого результата, то надлежит выполнить подрезку балласта, т.е улучшить состояние жд. пути.

Шунтовой режим

Шунтовым режимом называется такое состояние исправной РЦ, при котором наложение поездного шунта в любом месте участка пути вызывает выключение путевого реле.

В шунтовом режиме путевое реле должно быть надежно выключено при самых неблагоприятных условиях его работы, т.е. через него может проходить сигнальный ток, но он должен быть меньше тока выключения реле. Протекание сигнального тока через приемник (реле) вызывается неполным шунтированием сигнального тока Iс поездным шунтом.

Способность РЦ зафиксировать наличие на ней подвижного состава (выполнить шунтовой режим) составляет основу обеспечения безопасности движения поездов в системах жд. автоматики. Состояние РЦ «ложная свободность» должно быть исключено.

Для выполнения шунтового режима требуется, чтобы при неблагоприятных условиях фактический уровень сигнала на входе приемника (реле) должен быть менее величины надежного выключения приемника (реле).

При этом коэффициент шунтовой чувствительности

 

Кш = Up.но/Up.фак > или = 1,

 

где Up.но – напряжение надежного отпадания

Up.фак – фактическое напряжение в шунтовом режиме

Величина сопротивления поездного шунта определяет уровень сигнального тока в путевом реле и зависит от многих факторов, в частности от веса подвижного состава, количества осей, загрязненности рельсов и др. Для оценки работы РЦ в шунтовом режиме принята величина нормативного шунта, равная 0,06 Ом. Проверка шунтовой чувствительности РЦ осуществляется путем наложения на рельсы испытательного шунта (специальной конструкции) с сопротивлением указанной величины.

Чем меньше сопротивление поездного шунта, тем меньше падение напряжения на рельсах в месте наложения шунта, и, следовательно на П.

Шунтовая чувствительность РЦ зависит от места наложения поездного шунта. Для РЦ переменного тока низких частот (25,50,75 Гц) и РЦ постоянного тока наихудшие условия для шунтового режима создаются при наложении шунта на концах рельсовой линии.

При максимальном сопротивлении рельсовой линии, минимальном сопротивлении балласта (например, влажный балласт) и минимальном напряжении ИП создаются наиболее благоприятные условия, т.к. через П будет протекать наименьший остаточный ток.

В шунтовом режиме РЦ путевой приемник П должен быть надежно выключен, в том числе при самых неблагоприятных условиях.

К важнейшим параметрам путевого реле П относится коэффициент возврата Кв, равный отношению тока (напряжения) «отпускания» якоря реле к току (напряжению) «полного подъема» при котором создается, заданное для данного типа реле, контактное давление.

Кв называют «коэффициентом безопасности» потому, что от величины Кв зависит реакция на шунт РЦ подвижным составом, т.е. шунтовая чувствительность РЦ.

Контрольный режим

 

Контрольным режимом называется такое состояние свободной от подвижного состава РЦ, при котором полный излом (изъятие рельса) вызывает выключение путевого реле.

В контрольном режиме, как и в шунтовом, путевое реле должно быть надежно выключено при самых неблагоприятных условиях его работы.

 

При рассмотрении контрольного режима возникает вопрос: почему при обрыве рельсовой нити (полный излом или изъятие рельса) сигнальный ток все же протекает по обмоткам путевого реле, хотя его величина существенно меньше номинального?

Рассмотрим этот вопрос. Рельсовая линия, как электрическая цепь с распределенными параметрами имеет ряд особенностей. Главная из них – низкое сопротивление изоляции рельсовых нитей относительно земли. При обрыве рельсовой нити сигнальный ток «обходит» это место через землю.

Рассмотрим это подробнее. Например, примем длину РЦ равной 1 км и удельное сопротивление балласта 1 Ом*км (рис 1). Следовательно, сопротивление балласта, т.е. сопротивление изоляции между рельсовыми нитями такой РЦ равно 1 Ом. Но это то же самое, что каждая рельсовая нить имеет сопротивление относительно земли 0,5 Ом (рис 2).

Представим, что сопротивление одной из рельсовых нитей относительно земли замещено теперь в виде двух сосредоточенных сопротивлений, каждое по 1 Ом (два параллельных сопротивления каждое по 1 Ом в сумме дают сопротивление 0,5 Ом), подключенных в начале и в конце (рис 3).

 

 

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: