Назначение и устройство кодовых и фазочувствительных рельсовых цепей, их отличия. Требования ПТЭ к ЭЦ

 Содержание 

Задание                                                        Стр.

 

1. Назначение и устройство кодовых и фазочувствительных

 рельсовых цепей, их отличия. Требования ПТЭ к ЭЦ.                   4

2. Технология обслуживания кодовых и фазочувствительных

  рельсовых цепей, на перегонах  и станциях.                             11

3. Порядок оформления записей в    журналах формы ШУ-2, ДУ-46,

  ШУ-62, ШУ-64, техпаспорт САУТ, таблица  по форме Приложения 9 к 

  ЦШ-720 при производстве работ по  рельсовым цепям и САУТ.          14  

4. Проверка правильности чередования полярности напряжений

 , фаз напряжений в   смежных двухниточных рельсовых

 цепях и  двухниточной рельсовой цепи  с однониточной, а 

  также однониточной с однониточной.                                   15

5. Характерные отказы, возникающие в схемах кодовых и

 фазочувствительных (25Гц) рельсовых цепей, их поиск и

  устранение.                                                              20

6. Техника безопасности  при  производстве работ на рельсовых

  цепях при    электротяге    переменного тока и перед

 началом работ.                                                          23

7. Обеспечение безопасности движения поездов   при производстве

  работ на рельсовых цепях при замене и ремонте питающего

 кабеля фазочувствительной разветвлённой рельсовой цепи в

 путевых трансформаторных  ящиках. Действия ШН при появлении 

  ложной свободности станционной рельсовой цепи.                      25

   8. Список используемой литературы                                   30

   1. Назначение и устройство кодовых и фазочувствительных рельсовых цепей, их отличия. Требования ПТЭ к ЭЦ.

 

     Рельсовой цепью называют совокупность рельсовой линии и аппаратуры, подключаемой к ней вначале и конце. Они являются основным элементом многих устройств железнодорожной автоматики и телемеханики. С помощью рельсовых цепей определяется свободность блок-участков на перегонах и станционных участков; контролируется целостность рельсовых нитей; передается информация о показаниях путевых светофоров на локомотив для работы автоматической локомотивной сигнализации; обеспечивается увязка между светофорами в кодовых системах автоблокировки; исключается перевод стрелок в устройствах электрической централизации при движении по ним подвижных единиц; осуществляется сигнализация о приближении поездов к переездам и управление автошлагбаумами; контролируется на диспетчерском посту и на посту дежурного по станции состояние блок-участков на перегонах и приемо-отправочных путях и т. д.

     Рельсовая цепь состоит из рельсовой линии, которая имеет рельсовые нити и стыковые соединители, изолирующих стыков, обеспечивающих электрическое разделение смежных рельсовых цепей; аппаратуры питающего конца, состоящей из регулируемого резистора, находящегося в релейном шкафу; устройств питания аккумулятора и выпрямителя, размещенных в батарейном шкафу; аппаратуры релейного конца, содержащей приемник путевое реле, расположенное в релейном шкафу. Аппаратура питающего и релейного концов в релейных шкафах соединяется с кабельными стойками, жилами кабеля, и далее стальными тросами, с рельсовыми нитями.

    При свободном состоянии рельсовой цепи а ток аккумуляторной батареи протекает по рельсовой линии и замыкается через обмотку путевого реле П.               Реле возбуждено и его общие и фронтовые контакты замкнуты, что говорит о свободности и исправности участка рельсовой цепи, ограниченного изолирующими стыками. Когда подвижной состав вступает на рельсовую цепь, рельсовые нити закорачиваются через малое сопротивление скатов подвижного состава, что снижает ток в обмотках путевого реле до значения, последнее отпускает якорь и замыкаются его общий и тыловой контакты.

    Нарушение целостности рельсовой линии снижает ток в путевом реле до конечного значения, а не до нуля. Это объясняется тем, что рельсовая нить до и после места обрыва имеет конечное сопротивление по отношению к земле сопротивления и которые создают цепь для протекания тока в обход места повреждении.

  

   Кодовая рельсовая цепь

 

Рельсовые цепи питаются от преобразователя частоты ПЧ-50/25 мощностью 100 или 150 В, вторичная обмотка которых секционирована, что позволяет регулировать напряжение частотой 25 Гц в пределах от 0 до 175 В, с градацией через 5 В на выводах ²н² и ²к². В качестве датчиков кода используются кодовые путевые трансмиттеры штепсельных типов КПТШ-515, КПТШ-715, или бесконтактные – БКПТ-5, БКПТ-7, которые чередуются в рельсовых цепях смежных блок-участков для осуществления схемного контроля короткого замыкания изолирующих стыков. Непосредственно в рельсовую цепь коды посылаются контактами трансмиттерного реле Т (трансмиттерной ячейки ТШ-65В). В последнее время в качестве датчиков кода применяются  бесконтактные  путевые трансмиттеры БКПТ-5 и БКПТ-7, а вместо контакта реле Т – бесконтактные коммутаторы  тока  БКТ,  или  ячейка ТШ-65К, содержащая бесконтактный коммутатор тока и реле Т для управления им.

Приборы питания размещаются на выходном конце рельсовой цепи по ходу движения поезда, чтобы коды посылались ему  навстречу и могли восприниматься приемными локомотивными катушками системы АЛСН. Для нормальной работы локомотивных устройств АЛСН необходимо, чтобы при шунтировании входного (релейного) конца рельсовой цепи и минимальном сопротивлении изоляции кодовый ток в рельсах под приемными катушками локомотива был не менее 1,4 А.

В качестве путевого приемника используется импульсное путевое реле ИМВШ-110 или ИВГ-М. Реле ИМВШ-110 имеет недостаточный коммутационный ресурс вследствие подгорания контактов, излома контактных пластин, что требует ежегодной его проверки в РТУ. Поэтому в настоящее время вместо ИМВШ-110 в кодовых рельсовых цепях устанавливают импульсные герконовые реле типа ИВГ-М, в которых в качестве коммутирующего элемента применен жидкометаллический (ртутный) магнитоуправляемый геркон, что позволяет увеличить срок службы путевых реле до 10 лет.

   Геркон состоит из стеклянной оболочки 5, в торцы которой впаяны подвижный 1 и неподвижные 4, 3 плоские контакты из магнитомягкого материала. Под воздействием внешнего магнитного поля подвижный контакт 1 перемещается, размыкая тыловой и замыкая фронтовой контакты.

Для обеспечения стабильности переходного  сопротивления и износостойкости контактов в зону контактирования 2 по капиллярам подвижного контакта поступает ртуть из резервуара. При температуре окружающей среды ниже -38С происходит замерзание ртути, поэтому в корпусе реле устанавливается для обогрева резистор.

Электрические параметры реле ИВГ-М соответствуют  следующим параметрам реле ИМВШ-110:

U_НС = 4,16 В, напряжение надежного срабатывания реле;

U_НО = 2,29 В, напряжение надежного отпускания якоря реле;

= 0,55 коэффициент надежного возврата  путевого реле

В целях  повышения надежности работы реле ИВГ-М  на выходе фильтра ФП-25 включаются два встречно соединенных стабилитрона Д1 и Д2 типа Д815Б, с порогом срабатывания 6,1…7,5 В.

Защита  импульсного реле от мешающего влияния  тягового тока асимметрии и его гармонических составляющих  осуществляется  фильтром  типа ФП-25. Для пропуска тягового тока в обход изолирующих стыков устанавливаются дроссель-транформаторы типа ДТ-1-150 – без воздушного зазора, с низким коэффициентом трансформации (n = 3). Для согласования высокого сопротивления аппаратуры питающего и релейного концов рельсовой цепи с низким сопротивлением рельсовой линии применяются изолирующие (согласующие) трансформаторы типа ПРТ-А, с коэффициентом трансформации 9,15. Совместно с автоматическими выключателями типа АВМ-2 (5 А) они защищают аппаратуру и обслуживающий персонал от перенапряжений, которые возникают при большой асимметрии тягового тока. Например, при обрыве одной из дроссельных перемычек, соединяющей основную обмотку ДТ с рельсом, или при нарушении целости рельсовой нити, на дополнительной обмотке ДТ появляется повышенное напряжение вследствие нескомпенсированных тяговых полутоков в основных полуобмотках. При этом происходит насыщение магнитопровода изолирующего трансформатора ПРТ-А, вследствие чего сопротивление его вторичной обмотки резко уменьшается, а ток в цепи контура, состоящего из дополнительной обмотки ДТ и вторичной обмотки изолирующего трансформатора, резко возрастает. Срабатывают автоматические выключатели АВМ и отключают аппаратуру РЦ от дроссель-трансформаторов, защищая ее от повреждения.

Аппаратура  РЦ имеет также защиту от кратковременных  импульсных перенапряжений, возникающих в рельсовой линии от ударов молнии, разрывов в цепи контактного провода и токоприемника или при коротком замыкании в контактной сети, получаемую посредством разрядников типа РВНШ-250 или тиристорных защитных устройств типа УЗТ-1 и УЗТ-2.

В качестве ограничителя тока источника питания, в режиме короткого замыкания рельсовой линии, последовательно с преобразователем частоты устанавливается сопротивление R₀, равное 200 Ом. Это сопротивление также стабилизирует работу преобразователя частоты ПЧ, придавая активный характер нагрузке. При его отсутствии может происходить срыв генерации в контуре преобразователя на частоте 25 Гц за счет подключения к обмотке контура ПЧ дополнительной индуктивности нагрузки (входного сопротивления рельсовой цепи, имеющего индуктивную составляющую).

    Фазочувствительная рельсовая цепь

 

Для контроля состояния станционных  приемоотправочных и стрелочных участков пути при всех видах тяги широкое распространение получили фазочувствительные рельсовые цепи, обладающие повышенной помехозащищенностью. На участках с электротягой переменного тока применяются двухниточные РЦ с двумя дроссель-трансформаторами и фазочувствительным путевым реле типа ДСШ-16 (ДСШ-13)

Фазочувствительные  РЦ переменного тока 25 Гц применяют  с дроссель-трансформаторами  типа  ДТ-1-150,  ДТ-1-250, ДТ-1-300 (одиночные) или 2ДТ-1-150, 2ДТ-1-250, 2ДТ-1-300 (сдвоенные – совмещенные в одном корпусе) и путевыми реле типа ДСШ-13 или ДСШ16. Первая цифра за буквами в обозначении ДТ соответствует сопротивлению основной обмотки току, частотой 50 Гц, а вторая – характеризует номинальную величину тока, протекающего по каждой полуобмотке. Недостатки этих дроссель-трансформаторов проявляются в необходимости заполнять их корпус трансформаторным маслом в целях обеспечения отвода тепла от обмоток при прохождении по ним тягового тока. В настоящее время выпускаются следующие модернизированные сухие дроссель-трансформаторы: ДТ-1М-150, ДТ-1М-300, 2ДТ-1М-150, 2ДТ-1М-300.

Рельсовые цепи могут  дополняться аппаратурой для  кодирования ее как с питающего, так и с релейного конца. Рельсовая цепь получает питание от двух преобразователей частоты: ПП и ПМ типа ПЧ-50/25.

На  питающем и релейном концах устанавливаются  дроссель-трансформаторы с коэффициентом  трансформации n = 3, обеспечивающие пропуск тягового тока в обход изолирующих стыков, а сигнального – в пределах контролируемого участка пути.

На  релейном конце РЦ устанавливается  изолирующий трансформатор ИТ типа ПРТ-АУЗ, с коэффициентом трансформации n = 18,3. Коэффициентами трансформации дроссель-трансформаторов, изолирующего и питающего трансформатора, осуществляется согласование большого входного сопротивления аппаратуры питающего и релейного концов с низким входным сопротивлением рельсовой линии.

Защита  РЦ от перегрузок и токов короткого замыкания осуществляется автоматическими выключателями многократного действия типа АВМ-2 на номинальный ток 5 А, устанавливаемыми в путевых ящиках ПЯ. При асимметрии тяговых токов  в рельсовых нитях ниже нормативных значений (4 %) в дополнительные обмотки ДТ индуктируются токи меньше значений порога срабатывания АВМ. Они замыкаются на питающем конце через внутреннее сопротивление источника питания, а на релейном конце – через защитный блок ЗБ-ДСШ, не нарушая нормальную работу рельсовой цепи. Если асимметрия  тягового  тока  превышает  нормативные значения  (15 А – для ДТ-1-150), то АВМ-2 отключает аппаратуру питающего и релейного конца от рельсовой линии.

Защитный  блок ЗБ-ДСШ представляет собой последовательный колебательный контур, настроенный в резонанс напряжений на частоту тягового тока 50 Гц и имеет  минимальное сопротивление 24 Ом для тока этой частоты. Путевой элемент реле ДСШ на частоте 50 Гц оказывается зашунтированным низким сопротивлением фильтра.

Практически реле типа ДСШ не реагируют на токи асимметрии, если частота их отличается хотя бы на 5 Гц от частоты тока  в местном элементе. Защитный блок-фильтр ЗБ-ДСШ устанавливается только для того чтобы устранить дребезг сектора реле.

Регулируется  РЦ изменением напряжения на вторичной  обмотке путевого трансформатора ПТ (ПРТА-АУЗ) выводами ²н² и ²к², с использованием регулировочных таблиц. Контроль короткого замыкания изолирующих стыков обеспечивается чередованием мгновенных полярностей напряжения питания смежных РЦ путем переключения вторичных обмоток путевых трансформаторов ПТ на 180^о.

Резисторы R_п1, R_п2, совместно с соединительными проводами r_сп, выполняют функцию ограничителя тока при нахождении подвижной единицы на питающем конце РЦ.Их суммарное сопротивление должно быть равным 2,2 Ом, чем обеспечивается шунтовая чувствительность рельсовой цепи. На релейном конце сопротивление R_п1, совместно с соединительными проводами r_ср, должны в сумме составлять 0,5 Ом для обеспечения шунтовой чувствительности рельсовой цепи.

Защита  аппаратуры питающего и релейного концов РЦ от кратковременных импульсных помех осуществляется приборами УЗТ-1 и УЗТ-2

Важную роль в работе рельсовой цепи играет путевой приемник – реле типа ДСШ. Рассмотрим электромагнитную систему реле ДСШ (рис.4, а), которая состоит из двух электромагнитных элементов: местного и путевого, а также подвижного алюминиевого сектора, расположенного в зазоре между двумя элементами и связанного с контактной системой

   Местный элемент состоит из сердечника 1 и катушки 2. На сердечнике путевого элемента 3 помещена катушка 4.  Оба элемента закреплены на металлической станине таким образом, что между их полюсами образуется воздушный зазор, в котором перемещается в вертикальной плоскости легкий алюминиевый сектор 5 (рис.4, а). Поворот сектора ограничивается сверху и снизу роликами 6, которые для смягчения ударов могут перемещаться в направлении их держателя. Ось сектора 7 кривошипом 8 связана с контактной тягой 9, которая, в свою очередь, шарнирно связана с подвижными контактами О (рис.4, б).