Автоматика и телемеханика на перегонах

 

Кш=Zпош/Zпо max *К/вн>=1;

 

где К/вн  – приведенный коэффициент надежного возврата приемника;

- минимальное сопротивление  передачи основной схемы замещения  в шунтовом режиме (при наложении  нормативного шунта в наихудшей  точке);

 - сопротивление передачи основной схемы замещения в нормальном режиме.

 

- на основании сравнения  напряжений источника питания Umin, обеспечивающего надежную работу  путевого приемника в нормальном  режиме при наихудших условиях, с напряжением Uш, гарантирующего  при наложении нормативного шунта  ток в путевом приемнике, равный  току надежного выключения

 

Кш=Uш/Umin>=1.

 

Коэффициент шунтовой чувствительности оценивает уменьшение уровня сигнала в путевом приемнике от сигнала перегрузки в нормальном режиме до сигнала надежного выключения, который происходит за счет приращения сопротивления передачи при наложении шунта. Для расчета Кш любым методом требуется определить сопротивление передачи основной схемы замещения в шунтовом режиме – Zпош.

 

Схема замещения: В шунтовом режиме при наихудших условиях и наложении шунта  основная схема замещения меняется. При этом поездной шунт располагается в произвольной точке цепи x:

 

Рис. 5 – схема замещения шунтового режима

 

Формулы: Исходя из схемы замещения, можно принять:

 

.

 

Используя метод холостого хода и короткого замыкания, получим выражения для коэффициентов рельсового четырехполюсника Аш, Вш, Сш и Дш:

 

;

 

;

 

;

 

.

 

x - расстояние от конца рельсовой линии до точки наложения шунта;

 - длина РЦ.

 

Решив полученную систему уравнений, найдем значения коэффициентов рельсового четырехполюсника:

,      ,

 

,                  .

 

Подставим значения коэффициентов в выражения для Zпош, получим:

 

 

При наложении шунта на релейном конце (Х=0) и на питающем конце (Х=L) коэффициенты рельсового четырехполюсника несколько упрощается:

 

, , , ,

, , и .

 

Наиболее удобно произвести измерение коэффициента шунтовой чувствительности на основе критерия

 

,

 

так как в этом случае напряжение Uмин для общей схемы замещения равно:

 

,        где  .

 

Дя РЦ с фазочувствительными приемниками следует учитывать уменьшение величины Кш при изменении угла расстройки с наложением шунта

 

,

 

где φ – аргумент напряжения Uмин; φш – аргумент напряжения Uш; φид – идеальный угол.

 

 

• Контрольный режим

Цель расчета: Определение чувствительности к обрыву рельсовой нити – Кк при наихудших условиях (Zмин R и кр.) при обрыве в любой точке.

 

Реакция РЦ на повреждение рельса также как и в шунтовом режиме выражается в увеличении сопротивления передачи. При этом ток в путевом приемнике снижается до значений тока, меньших тока надежного выключения Iот. Коэффициент Кк может быть получен прямым методом непосредственно из критерия , а также косвенными методами:

 

- сравнением сопротивлений  передачи в нормальном и контрольном  режимах

;

сравнением напряжения Uмин источника питания РЦ в нормальном режиме с напряжением Uк, которое потребуется иметь в контрольном режиме, чтобы обеспечить в приемнике ток надежного выключения .

 

Для расчета Кк любым методом требуется найти сопротивление передачи основной схемы замещения Zпок.

- ток в путевом приемнике  при обрыве рельсовой нити  при наихудших условиях 

 

 Схема замещения:

Рис. 6 – схема замещения контрольного режима

 

g1 и g2  – удельная проводимость между рельсами и землей;

g12  – удельная проводимость верхнего слоя балласта и шпал без влияния земли;

Z1 и Z2   - удельное сопротивление одиночных рельсов;

Zвх  – сопротивление смежной РЦ.

 

Формулы:

Сопротивление передачи основной схемы передачи определяется из выражения:

 

.

Далее находят напряжение в начале РЦ и, пользуясь одним из условий, находят критерий выполнения режима.

 

 

• Режим АЛС

Цель расчета: определение условий работы локомотивного приемника, которые характеризуются уровнем тока в рельсах IЛФ и оцениваются коэффициентом КЛ при наихудших условиях (U мин.,  Zмакс.,  RИ мин.). Кроме того следует учитывать удаленность локомотивного приемника от генератора, т.е. минимальное значение КЛ будет при шунтировании поездом входного конца рельсовой линии. Значение критерия Kл определяется из соотношения: .

 

    КЛ - коэффициент при наихудших условиях нормального режима;

    - фактический ток  в рельсах под приемными катушками локомотива;

    -нормативное значение тока  в зависимости от частоты сигнального тока.

 

Схема замещения:

Рис. 7 – схема замещения режима АЛС

 

Формулы:

Сопротивление передачи Zпол находится из выражения для сопротивления передачи в нормальном режиме при замене Zвх.к  на RШ:

 

.

 

Далее получают сопротивление передачи общей схемы замещения:

 

 

и минимальный ток в рельсах Iлф под приемными катушками локомотива:

.

 

 

• Режим короткого замыкания

 

Цель расчета: определение максимальных значений параметров источника питания (Iкз Sкз) при наихудших условиях работы (Uмакс Rш =0). Критерии выполнения режима КЗ: Iкз≤Iном; Sкз≤Sном.

 и  - номинальные значения тока и мощности источника питания по паспортным данным.

 

Схема замещения:

Рис. 8 – схема замещения режима короткого замыкания

 

Формулы:

Величина тока Iнкз определяется из выражения:

 

, а тока КЗ в источнике питания 

 

Так как , , и , то ток Iкз  можно найти из ранее полученных значений коэффициентов четырехполюсника Н:

 

.

 

Мощность короткого замыкания .

 

 

 

 

 

 

 

Вопросы технического обслуживания РЦ

 

Техническое обслуживание (ТО) рельсовых цепей осуществляется работниками дистанции сигнализации и связи (ШЧ). Основным руководящим документом, определяющим порядок ТО, является инструкция по техническому обслуживанию устройств сигнализации, централизации и блокировки (СЦБ) ЦШ/4616. ТО рельсовых цепей производится на основе графика, устанавливающего перечень и периодичность работ.

 

 Основные виды работ:

 

- проверка состояния РЦ на станциях;

- проверка шунтовой чувствительности РЦ на станциях;

- измерение напряжения на путевых реле и питающих концах;

- контроль состояния кабельных стоек, путевых ящиков и дроссель - трансформаторов;

проверка правильности чередования полярности питания в смежных РЦ;

• измерение сопротивления изоляции балласта и шпал;

 

Указанные виды работ проводят электромонтер (ШЦМ), электромеханик (ШН) и старший электромеханик (ШНС). Технология проверки параметров приборов и устройств РЦ, технические нормы и методы приведены в Инструкции по техническому обслуживанию устройств сигнализации, централизации и блокировки.  Организация работ по ТО и ремонту устройств СЦБ, производится в соответствии с инструкцией по обеспечению безопасности движения поездов при производстве работ по техническому обслуживанию и ремонту устройств СЦБ ЦШ-530 и инструкцией по технической эксплуатации устройств и систем СЦБ ЦШ-720.

 

 

Наиболее общее и характерное свойство большинства видов рельсовых цепей – значительная зависимость величины тока (напряжения) в путевом приемнике от изменения сопротивления изоляции, вследствие чего ток в реле в длинных рельсовых цепях может изменяться в 3 – 4 раза. Несмотря на это, каждая рельсовая цепь должна быть отрегулирована так, чтобы, при изменении сопротивления балласта от до , путевое реле надежно притягивало свой якорь при свободном и надежно отпускало его при шунтированном состояниях цепи или при повреждении рельсов.

В настоящее время рельсовые цепи содержатся на режиме постоянной регулировки, когда отрегулированная при включении в действие цепь не должна требовать сезонной регулировки (изменением сопротивления ограничителя в цепях постоянного тока или напряжения источника питания в цепях переменного тока) при любом колебании сопротивления изоляции, вызванном сменой времени года или изменением погоды.

Для содержания рельсовых цепей в режиме постоянной регулировки необходимо иметь специальные регулировочные характеристики и , составленные для каждого вида цепей и представляющие собой зависимости напряжения или тока в реле от удельного сопротивления изоляции и длины рельсовой цепи.

Для составления регулировочных характеристик рельсовых цепей постоянного тока используется уравнение , а для рельсовых цепей переменного тока - .

Правильная регулировка должна производиться с учетом особенностей каждой цепи, определяемых главным образом схемой и принципом ее действия, а также параметрами всех ее элементов, в том числе и рельсовой линии.

Если сопротивление изоляции в процессе эксплуатации будет изменяться от минимального значения до максимального, то ток в путевом приемнике будет изменяться от тока надежного срабатывания до тока перегрузки и рельсовая цепь надежно выдаст информацию о свободном ее состоянии.

Для рельсовых цепей с сопротивлением изоляции, отличающимся от нормативного значения, должны строится особые регулировочные характеристики.  

На практике обычно пользуются не регулировочными характеристиками, а регулировочными таблицами, составленными на базе регулировочных характеристик.

 Для примера в табл. 1.  Приведены электрические параметры для регулировки кодовой рельсовой цепи 25 Гц с двумя ДТ-0,6 и одним ДТ-02.

 

Регулировочная таблица кодовых РЦ

Lрц, м	U2пт, В	Uр.рк, В	U1-2збф, В	Uр, В
До 1000	44	0,5	6,1	4,6
1000-1500	67	0,5	7,0	5,2
1500-2000	101	0,6	8,5	5,9
2000-2250	124	0,6	9,4	6,4
2250-2500	152	0,7	10,5	6,7

 

Мокрому состоянию балласта и минимально допустимому напряжению питающей сети должно соответствовать минимальное предельное значение напряжения на путевом реле и на входе защитного фильтра, а промерзшему балласту и максимально допустимому напряжению питающей сети – максимальное предельное значение напряжения на путевом реле и на входе защитного фильтра.

Измерение и регулировка напряжения на путевых реле осуществляются:

• на станциях один раз в четыре недели или сроки, установленные начальником службы сигнализации, централизации и блокировки;
• один раз в квартал или сроки, установленные начальником службы сигнализации, централизации и блокировки.

Основные регламентирующие материалы по устройству, текущему содержанию, регулировке изложены в сборниках схем и регулировочных таблиц (нормалях). Для каждого типа рельсовых цепей издаются свои отдельные сборники (нормали).

 

 

 

 

 

Предложения по повышению надёжности и эффективности работы РЦ

 

Одним из важнейших направлений модернизации хозяйства СЦБ на железных дорогах Российской Федерации, является переход от обслуживания «по плану», к обслуживанию «по состоянию». Данная курсовая работа была посвящена анализу работы рельсовых цепей, и основным принципом обслуживания этих РЦ являлась, и является, на сегодняшний день, плановая проверка различных параметров рельсовой цепи, что наглядно было показано в пункте 8, с помощью технологических карт.

 

Данный способ обслуживания РЦ обладает рядом недостатков, таких как негарантированное обнаружение отказа, при его появлении, лишняя затрата рабочей силы при плановом осмотре устройств РЦ. Необходимым становится переход на обслуживание «по состоянию», которое позволит избежать внезапных отказов, и также сократить штат сотрудников, занятых на обслуживании 1 км железнодорожных путей, оборудованных устройствами СЦБ.

 

Для этого необходимо разрабатывать новые системы перегонной и станционной автоматики с учётом обслуживания «по состоянию», и внедрять их на как можно большем количестве объектов. Уже внедрённые системы необходимо переводить на данный вид обслуживания посредством установки датчиков, модулей, и вероятно комплексов контроля различных параметров систем СЦБ. Соответственно, разработка типовых решений для каждой из систем, скажем перегонной автоматики, сократит время установки, повысит надёжность и интеграцию оборудования в систему, и со временем, оправдает вложения в них, и таким образом начнёт окупать себя.