Что такое однониточная рельсовая цепь

Что такое однониточная рельсовая цепь

4. Однониточные рельсовые цепи

Однониточные рельсовые цепи (рис. 44, а) имеют ограниченную длину из-за влияния тягового тока на трансформаторы; в этом случае имеется обычное параллельное соединение двух ветвей с разными сопротивлениями (рис. 44, б), в результате которого тяговый ток I в точке А будет ветвиться и часть его i_n будет проходить через всю аппаратуру, вызывая подмагничивание стали трансформаторов.

Рис. 44

Такое подмагничивание влечет за собой для трансформатора увеличение питающего тока, величина которого зависит от силы тягового тока в рельсе, длины рельсовой цепи и сопротивления рельсов r_т и r_с.

Уменьшить подмагничивающий ток можно уменьшением тягового тока в рельсовых нитях за счет их параллельного соединения друг с другом; сокращением длин рельсовых цепей (уменьшением значения r_т); введением специальных ограничивающих сопротивлений R₀ в цепь питающего и релейного трансформаторов.

Для того чтобы при случайном увеличении сопротивления тяговой нити возросший подмагничивающий ток не мог сжечь трансформаторы, в цепи включают плавкие предохранители.

Сопротивления и предохранители включают в цепи питающего и релейного трансформаторов, так как при щунтировании рельсовой цепи часть сопротивления сигнального рельса выключается и подмагничивающий ток достигает максимальной силы.

В связи с тем, что постоянный тяговый ток содержит гармоники переменного тока, которые при неудовлетворительном состоянии фильтров на тяговых подстанциях через релейный трансформатор могут воздействовать на путевое реле, для защиты последнего в первичную цепь релейного трансформатора включают специальный защитный фильтр.

Существенным недостатком однониточных цепей является наличие контроля только одного сигнального рельса. Тяговые нити, соединенные между собой через специальные тросы, всегда позволяют сигнальному току проходить по нескольким путям. В результате излом тягового рельса не вызывает отпадания якоря путевого реле. Это обстоятельство в условиях станций имеет меньшее значение, нежели на перегонах, так как станционные пути, и в особенности стрелки, находятся под лучшим наблюдением, но все же к выбору однониточных рельсовых цепей нужно относиться осторожно и при отсутствии достаточных экономических выгод от их применения следует отказываться.

Тяговый ток вызывает повышенные помехи в работе импульсных путевых реле, поэтому однониточные рельсовые цепи с импульсным питанием не применяются.

При проектировании однониточных рельсовых цепей надо стремиться к тому, чтобы тяговый ток проходил по нитям, расположенным рядом с контактными опорами.

В настоящее время установка изолирующих стыков в однониточных цепях производится так, как показано на рис. 44, а, а тяговые нити соединяются друг с другом при помощи медного троса. Такая установка изолирующих стыков устраняет возможность получения питания путевым реле от трансформатора соседней цепи, в случае пробоя изолирующего стыка, и короткое замыкание любого изолирующего стыка вызывает шунтирование тросом путевого или релейного трансформатора.

Источник

Однониточные рельсовые цепи с путевыми реле ДСШ-12

Общие сведения. Однониточные РЦ переменного тока 50 Гц с реле ДСШ-12 и релейным трансформатором РТЭ-1 применяют на некоди-руемых путях и в горловинах станций железнодорожных линий, оборудованных электротягой постоянного тока. РЦ станции питаются от одной фазы трехфазного переменного тока частотой 50 Гц.

Короткое замыкание изолирующих стыков контролируется чередованием мгновенных полярностей напряжений на стыках смежных РЦ путем соответствующего включения вторичных обмоток путевых трансформаторов. Первичные обмотки путевых трансформаторов и местных элементов путевых реле всех РЦ станции должны быть подключены к одной фазе.

Схемы РЦ. Максимальная длина однопточных неразветвленных РЦ (рис. 6.33, а) при нормативном сопротивлении изоляции 1 Ом-км равна 1100 м.

В этих целях общее сопротивление путевого резистора Я_п и соединительных проводов на питающем конце должно быть равно 1 Ом, общее сопротивление защитного резистора Д и соединительных проводов на релейном конце должно быть не менее 0,5 Ом, а сопротивление кабеля между изолирующим трансформатором и путевым реле не должно превышать 100 Ом.

Предельная длина сіп пальною кабеля между путевым реле и изолирующим трансформатором, при которой не требуется дублирование жил, равна 2 км. При большем удалении путевого реле от релейного конца дублирование жил производится из расчета сопротивления кабеля не более 100 Ом.

Рис. 6.33. Однониточная неразве пшенная РЦ 50 Гп с реле ДСШ-12 (а) и разветвленная РЦ с двумя реле

Жильность кабеля между рельсами и изолирующим трансформатором РЦ длиной до 1100 м определяется исходя из расчетного сопротивления кабеля 0,5 Ом.

Жильность кабеля между рельсами и путевым трансформатором всех РЦ, а также между рельсами и изо шрующим трансформатором РЦ при пониженном сопротивлении изоляции длиной до 500 м и разветвленных РЦ определяется исходя из расчетного сопротивления кабеля 1 Ом.

Жильность кабеля между путевым трансформатором и постом ЭЦ определяется по допустимой потере напряжения в кабеле Д?/_к = 20

В и расчетному току в первичной обмотке путевого трансформатора. Напряжение на первичных обмотках путевых трансформаторов и местных элементах путевых реле должно быть не менее 200 В.

Наименования и типы приборов, применяемых в РЦ, показанных па рис. 6.33, а и б\

Источник

Рельсовая цепь: определение, виды и основные параметры

Опубликовано 21.06.2021 · Обновлено 06.11.2021

Железнодорожный путь является сложным инженерным сооружением, и не так 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.

Эта статья предназначена для студентов железнодорожных ВУЗов или профессиональных железнодорожников, а также для технически-продвинутых романтиков. Для обывателей, желающих понять, что же такое рельсовая цепь и для чего она нужна, есть материал здесь.

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.

​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:

Выше представлена инфографика, с классификацией рельсовых цепей. Далее разберем подробно, что представляет из себя каждая из них.

Для разделения различных рельсовых цепей применяется так называемый изолирующий стык, или изостык, в котором по-сути установлена диэлектрическую прокладку между двумя рельсами.

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:

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.

Неблагоприятными условиями являются: максимальное напряжение источника, минимальное сопротивление рельсов, критическое сопротивление изоляции.​

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:​

​Неблагоприятные условия совпадают с ​нормальным режимом работы.​

Нормально-разомкнутая рельсовая цепь

В таких цепях при отсутствии колесной пары на контролируемом участке, путевое реле обесточено. Источник питания и реле находятся рядом друг с другом на одном конце цепи, при этом к одному полюсу питания подключается одна рельсовая плеть, а противоположная подключается к катушке реле, второй вывод которой подключается к другому полюсу питания.

В момент наезда на контрольный участок колесная пара замыкает электрическую цепь, и в катушке реле появляется ток. Есть данные о том, что 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.

Параметры рельсовых цепей

Рельсовые цепи работают на различных схемах питания, с разным характером подачи сигнального тока, от чего зависят их параметры. В качестве сигнального применяется как постоянный, так и переменный ток. В случае с переменным током его частота варьируется от 25, 50 Гц, либо частоты от 420 — 780 Гц и 4,5 — 5,5 кГц, в тональном режиме работы.

При передаче сигнального тока от источника к потребителю на преодоление электрического сопротивления среды приходится тратить часть энергии, помимо сопротивления рельсовых нитей имеют место токи утечки, возникающие через низкое сопротивление изоляции. Рельсовая цепь хоть и изолирована от земли, все же конкретное сопротивление этой изоляции зависит от балласта, на котором лежит путь, от материала шпал, загрязнения пути, температуры и влажности среды (наличия осадков), зазора между балластом и подошвой рельса. Железобетонные шпалы обладают меньшим сопротивлением изоляции и уступают шпалам из дерева, по этому применяются дополнительные резиновые прокладки между рельсом и шпалой. Минимальное сопротивление изоляции в норме должно быть не менее 1 Ом*км, зимой 100 Ом*км. Удельное сопротивление зависит от частоты тока и тем выше, чем выше частота.

Также источник питания может работать в нескольких режимах: непрерывном, импульсном и кодовом. Последний применяется для передачи сигналов автоматической локомотивной сигнализации. Действующие показания светофора кодируются специальным устройством, и передаются по рельсам на приемные катушками, установленные на любом локомотиве или самоходном подвижном составе.

Обратный тяговый ток

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.

» data-medium-file=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2021/06/dvizhenie24_ru_downloads_2395-300×188.jpg» data-large-file=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2021/06/dvizhenie24_ru_downloads_2395-1000×625.jpg» width=»1000″ height=»625″ gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP///yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7″ data-src=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2021/06/dvizhenie24_ru_downloads_2395-1000×625.jpg» alt=»Дроссель-трансформатор обратного тягового тока рельсовой цепи | Дроссель-трансформатор обратного тягового тока рельсовой цепи | Движение24″class=»wp-image-46797″ data-srcset=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2021/06/dvizhenie24_ru_downloads_2395-300×188.jpg 300w, https://cdn.dvizhenie24.ru/2021/06/dvizhenie24_ru_downloads_2395-1000×625.jpg 1000w, https://cdn.dvizhenie24.ru/2021/06/dvizhenie24_ru_downloads_2395-768×480.jpg 768w, https://cdn.dvizhenie24.ru/2021/06/dvizhenie24_ru_downloads_2395-1536×960.jpg 1536w, https://cdn.dvizhenie24.ru/2021/06/dvizhenie24_ru_downloads_2395-2048×1280.jpg 2048w, https://cdn.dvizhenie24.ru/2021/06/dvizhenie24_ru_downloads_2395-520×325.jpg 520w, https://cdn.dvizhenie24.ru/2021/06/dvizhenie24_ru_downloads_2395-720×450.jpg 720w, https://cdn.dvizhenie24.ru/2021/06/dvizhenie24_ru_downloads_2395-320×200.jpg 320w» data-sizes=»(max-width: 1000px) 100vw, 1000px» /title=»Дроссель-трансформатор обратного тягового тока рельсовой цепи | Движение24″ /> Дроссель-трансформатор

» data-medium-file=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2021/06/dvizhenie24_ru_downloads_2398-300×188.jpg» data-large-file=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2021/06/dvizhenie24_ru_downloads_2398-1000×625.jpg» width=»1000″ height=»625″ gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP///yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7″ data-src=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2021/06/dvizhenie24_ru_downloads_2398-1000×625.jpg» alt=»Дроссель-трансформатор внутри, что внутри коробок вдоль железнодорожных путей | Дроссель-трансформатор внутри, что внутри коробок вдоль железнодорожных путей | Движение24″class=»wp-image-46800″ data-srcset=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2021/06/dvizhenie24_ru_downloads_2398-300×188.jpg 300w, https://cdn.dvizhenie24.ru/2021/06/dvizhenie24_ru_downloads_2398-1000×625.jpg 1000w, https://cdn.dvizhenie24.ru/2021/06/dvizhenie24_ru_downloads_2398-768×480.jpg 768w, https://cdn.dvizhenie24.ru/2021/06/dvizhenie24_ru_downloads_2398-1536×960.jpg 1536w, https://cdn.dvizhenie24.ru/2021/06/dvizhenie24_ru_downloads_2398-2048×1280.jpg 2048w, https://cdn.dvizhenie24.ru/2021/06/dvizhenie24_ru_downloads_2398-520×325.jpg 520w, https://cdn.dvizhenie24.ru/2021/06/dvizhenie24_ru_downloads_2398-720×450.jpg 720w, https://cdn.dvizhenie24.ru/2021/06/dvizhenie24_ru_downloads_2398-320×200.jpg 320w» data-sizes=»(max-width: 1000px) 100vw, 1000px» /title=»Дроссель-трансформатор внутри, что внутри коробок вдоль железнодорожных путей | Движение24″ /> Дроссель-трансформатор с открытой крышкой

Параметры дроссель-трансформаторов

Первые цифры в названии определяют полное сопротивление переменному сигнальному току частотой 50 Гц (0,2 и 0,6), вторые цифры определяют номинальный тягового тока, на который рассчитана основная обмотка (500 и 1000 А на каждый рельс).​

Основная обмотка дроссель-трансформатора выполнена из медной шины большого сечения и имеет малое сопротивление постоянному тяговому току (от 0,0008 до 0,0024 Ом).​

У дроссель-трансформатора ДТ-0,2 дополнительная обмотка имеет несколько выводов, что позволяет устанавливать различные коэффициенты трансформации (7, 10, 13, 17, 23, 30, 33, 40). Основная обмотка содержит 14 витков из медной шины сечением 100 мм2 для ДТ-0,2-500 и 221 мм2 для ДТ-0,2-1000. Поскольку в рельсовых цепях практически применяют дроссель-трансформаторы ДТ-0,2 с коэффициентом трансформации 17 или 40, с 1985 г. завод выпускает ДТ-0,2, имеющие только один коэффициент трансформации (17 или 40). Дроссель-трансформаторы с коэффициентом 40 имеют на крышке маркировку n=40, а с коэффициентом 17— не имеют маркировки.​

У дроссель-трансформатора ДТ-0,6 дополнительная обмотка имеет только два вывода, коэффициент трансформации равен 15. Основная обмотка содержит 16 витков медной шины сечением 100 и 243 мм2 для ДТ-0,6-500 и ДТ-0,6-1000 соответственно.​

Основные элементы рельсовой цепи

Рельсовые соединители

Стальной штепсельный рельсовый стыковой соединитель состоит из двух стальных проволок диаметром 5 мм, заварен­ных по концам в штепселя конической формы. Длина соедини­теля в развернутом виде 1276 мм. ​

Стальной приварной рельсовый соединитель состоит из куска стального троса диаметром 6 мм, заваренного по концам в стальные наконечники (манжеты). Длина соединителя в выпрямленном состоянии 200 мм, масса 36 г. Стальные приварные соединители устанавливают на участках без электротяги.​

На электрифицированных участках применяют приварные медные рельсовые соединители Такие соединители предназначены для уменьшения сопротивления не только сигнальному, но и тяговому току. Соединитель представляет собой гибкий медный трос длиной 200 мм, заваренный по концам в стальные наконечники (манжеты).

Изолирующие стыки

» data-medium-file=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2021/06/dvizhenie24_ru_downloads_2391-1-300×188.jpg» data-large-file=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2021/06/dvizhenie24_ru_downloads_2391-1-1000×625.jpg» width=»1000″ height=»625″ gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP///yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7″ data-src=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2021/06/dvizhenie24_ru_downloads_2391-1-1000×625.jpg» alt=»изолирующий стык рельсовой цепи, изостык, стык покрашенный краской | изолирующий стык рельсовой цепи, изостык, стык покрашенный краской | Движение24″class=»wp-image-46793″ data-srcset=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2021/06/dvizhenie24_ru_downloads_2391-1-300×188.jpg 300w, https://cdn.dvizhenie24.ru/2021/06/dvizhenie24_ru_downloads_2391-1-1000×625.jpg 1000w, https://cdn.dvizhenie24.ru/2021/06/dvizhenie24_ru_downloads_2391-1-768×480.jpg 768w, https://cdn.dvizhenie24.ru/2021/06/dvizhenie24_ru_downloads_2391-1-1536×960.jpg 1536w, https://cdn.dvizhenie24.ru/2021/06/dvizhenie24_ru_downloads_2391-1-2048×1280.jpg 2048w, https://cdn.dvizhenie24.ru/2021/06/dvizhenie24_ru_downloads_2391-1-520×325.jpg 520w, https://cdn.dvizhenie24.ru/2021/06/dvizhenie24_ru_downloads_2391-1-720×450.jpg 720w, https://cdn.dvizhenie24.ru/2021/06/dvizhenie24_ru_downloads_2391-1-320×200.jpg 320w» data-sizes=»(max-width: 1000px) 100vw, 1000px» /title=»изолирующий стык рельсовой цепи, изостык, стык покрашенный краской | Движение24″ />

Изолирующие стыки устанавливают для электрического разделения смежных рельсовых цепей. Изолирующий стык состоит из двух металлических накладок фасонной формы, стянутых болтами. Болты изолированы от рельса изолирующими втулками. Между накладками и рельсами установлены изолирующие прокладки, а между торцами смежных рельсов — стыковая изолирующая прокладка. Изолирующий стык крепят навесу без сдвоенных шпал.​

На участках бесстыкового пути устраивают высокопрочный стык с пазухами между накладками и рельсом, заполненными изолирующей композицией. При помощи болтов обеспечивается необходимое сжатие склеиваемых поверхностей на период отвердения клеевого шва.

Схемы рельсовых цепей

Рельсовая цепь постоянного тока с импульсным питанием

В импульсных рельсовых цепях постоянного тока путевое реле всегда размещают на выходном конце блок-участка — импульсы для питания реле посылаются по ходу поезда.

Кодовые рельсовые цепи переменного тока 50 Гц без дроссель-трансформаторов

Применяют на перегонах участков без электротяги с учетом последующей электрификации или там, где не предусмотрен переход на электротягу, но имеется надежный источник электроснабжения переменного тока 50 Гц от основной и резервной линий.

Рельсовая цепь постоянного тока с непрерывным питанием

Для контроля замыкания изолирующих стыков предусматривают чередование полярности тока в смежных рельсовых цепях.​

Рельсовые цепи постоянного тока с непрерывным питанием используются только на станциях участков, не подверженных влиянию блуждающих токов. ​

Рельсовые цепи переменного тока

Двухниточная рельсовая цепь с дроссель-трансформаторами и фазочувствительным путевым реле ДСШ-12 или ДСР-12

Двухниточная рельсовая цепь с дроссель-трансформаторами и фазочувствительным путевым реле ДСШ-12 или ДСР-12​

Однониточные рельсовые цепи переменного тока 50 Гц​

Разветвленные рельсовые цепи​

В случае кодирования бокового пути размещение стрелочных соединителей по типовой схеме изоляции не обеспечивает нормальной работы устройств АЛС в маршрутах приема поездов на боковой путь и отправления с бокового пути. ​

Используемая литература

Автор:
Иван Беляев, ЖД-эксперт

Источник

Классификация рельсовых цепей

При разработке рельсовых цепей должны быть обеспечены:

— надежное и в полном объеме выполнение рельсовой цепью функций, требуемых в данной системе;

— максимально возможная предельная длина РЦ;

— устойчивая работа РЦ при заданных значениях внешних воздействий;

— защита от мешающего и опасного воздействия помех, влияния смежных РЦ и рельсовых цепей параллельных путей;

— надежный пропуск обратного тягового тока;

— отсутствие опасных состояний при пробое изолирующих стыков;

— оптимальные соотношения стоимости и надежности РЦ.

Стремление использовать в каждом случае наиболее простые и надежные РЦ с учетом требований конкретных условий применения привело к большому разнообразию типов РЦ. При этом РЦ могут выполнять все четыре указанные функции (см. п. 2.1) или только часть из них. Многообразие типов РЦ вызвано также непрерывным развитием науки и техники, что приводит к разработке и внедрению новых, более совершенных типов РЦ. В настоящее время на железных дорогах России применяется более 30 типов и 800 разновидностей РЦ, которые различаются по ряду признаков. В данной работе выделено 9 признаков классификации РЦ.

1. По области применения:

1.1. Перегонные. К перегонным рельсовым цепям предъявляются требования большой длины; выполнения, по возможности, всех четырех функций; обеспечения надежного пропуска обратного тягового тока.

1.2. Станционные. Для станционных рельсовых цепей допускается меньшая предельная длина, требуется выполнение только двух первых функций. Поэтому они могут быть проще и, следовательно, надежнее.

1.3. Прочие. Эти рельсовые цепи применяются на сортировочных горках, в устройствах обнаружения перегретых букс и в ряде других устройств. В частности они могут выполнять роль точечных датчиков, точечных каналов передачи информации на локомотив, осуществлять контроль состояния перегона в полуавтоматической блокировке. К таким РЦ исходя из их назначения могут предъявляться особые требования по выполняемым функциям, быстродействию, достоверности работы, чувствительности и надежности или, наоборот, более простые требования.

2. По роду сигнального тока:

2.1. РЦ постоянного тока. Достоинства – наличие автономного резервного источника питания в виде аккумуляторной батареи, малая потребляемая мощность. Недостаток – низкая помехозащищенность, сложность обслуживания аккумуляторных батарей. Поэтому РЦ постоянного тока широко применялись при ненадежном электроснабжении на участках с автономной тягой поездов; в новом строительстве не применяются.

2.2. РЦ переменного тока. Обладают более высокой помехозащищенностью за счет применения частоты сигнального тока, отличной от частоты помех (в основном помех тягового тока и его гармонических составляющих). Кроме того, переменный сигнальный ток позволяет использовать его не только для контроля состояния участка пути, но и для передачи информации на локомотив. В настоящее время наибольшее распространение получили частоты 50 и 25 Гц. На перегонах при автономной тяге – 50 или 25 Гц в зависимости от перспектив внедрения электрической тяги, при тяге постоянного тока – 50 Гц, при тяге переменного тока – 25 Гц. На станциях в новом строительстве используют РЦ с частотой сигнального тока 25 Гц, как работающие более устойчиво. В перспективных тональных рельсовых цепях применяют частоты тонального диапазона (см. п. 2.4).

3. По режиму питания:

3.1. С непрерывном питанием. Такие РЦ являются простыми и надежными за счет отсутствия элементов, работающих в динамическом режиме.

3.2. С импульсным питанием. Применение импульсного питания позволило увеличить предельную длину РЦ до 2600 м по сравнению с 1500 м при непрерывном питании и повысить помехозащищенность.

3.3. С кодовым питанием. РЦ числового кода обладают достоинствами импульсных РЦ и, кроме того, способны передавать информацию.

4. По типу путевого приемника:

4.1. РЦ с электромагнитными реле в качестве путевых приемников. В настоящее время применяются одноэлементные реле (нейтральные или поляризованные) и двухэлементные (фазочувствительные реле типа ДСШ).

4.2. РЦ с бесконтактными приемниками. Использование микроэлектронных элементов и микропроцессорной техники позволяет существенно улучшить характеристики путевых приемников (надежность, чувствительность, долговечность), увеличить коэффициент возврата приемника, расширить функциональные возможности (например, создать адаптивный приемник).

В любом случае путевой приемник должен обладать пороговыми свойствами для различения состояния рельсовой цепи по уровню сигнала.

5. По конфигурации рельсовых путей:

5.1. Неразветвленные. К таким рельсовым цепям относятся рельсовые цепи с рассмотренной выше структурой.

5.2. Разветвленные. Разветвленные рельсовые цепи характеризуются наличием ответвлений рельсовой линии и применяются на участках пути, содержащих стрелочные переводы. В таких РЦ необходимо обеспечить контроль ответвлений, пропуск сигнального тока по этим ответвлениям, исключить шунтирующее действие металлических соединений между рельсовыми нитями (крестовина переводной кривой, сквозные полосы, соединительные тяги электропривода).

6. По способу разделения смежных РЦ:

6.1. С изолирующими стыками. Наличие ИС позволяет просто решить проблему исключения взаимного влияния смежных РЦ, обеспечивает четкую фиксацию границ рельсовых цепей. Однако изолирующие стыки являются самым ненадежным элементом систем железнодорожной автоматики. На их долю приходится 27% всех отказов. Это приводит к необходимости защиты путевого приемника от выхода из строя при действии тока смежной РЦ, а также защиты от опасных отказов в случае пробоя ИС.

6.2. С электрическими стыками. Электрические стыки представляют собой параллельные резонансные контуры, которые включают на концах рельсовых линий (РЛ). Емкость каждого контура образована конденсатором, индуктивность – отрезком рельсовой нити и шлейфом, уложенным в колее специальным образом. Резонансные контуры оказывают большое сопротивление проникновению сигнального тока одной РЦ в смежную.

6.3. Неограниченные РЦ. Эти рельсовые цепи не имеют специальных схемных или конструктивных решений для ограничения распространения сигнального тока по рельсовым линиям. Поэтому должны быть предусмотрены меры для исключения взаимного влияния неограниченных РЦ. К таким рельсовым цепям относятся тональные РЦ, достоинства и недостатки которых подробно описаны в п. 2.4. Неограниченные РЦ в настоящее время часто называют бесстыковыми или рельсовыми цепями без изолирующих стыков.

7. По способу связи приемной аппаратуры с рельсовой линией в бесстыковых РЦ:

7.1. С кондуктивной (гальванической) связью. Приемная аппаратура подключается к рельсам непосредственно или через согласующий трансформатор.

7.2. С индуктивной связью. Аппаратура принимает сигнал из РЛ в виде ЭДС, наводимой в индуктивности (приемных катушках), расположенной в непосредственной близости от рельсов. Индуктивную связь целесообразно использовать в рельсовых цепях наложения, что позволяет увеличить ее предельную длину. Приемной катушкой при этом является проволочный шлейф длиной 30-45 м, укладываемый внутри колеи вдоль рельсов. Практического применения такие РЦ не получили.

8. По виду тяги поездов. Тяга поездов бывает автономная, электрическая постоянного тока и электрическая переменного тока. Наличие электрической тяги приводит к необходимости решения вопросов пропуска обратного тягового тока в обход изолирующих стыков и защиты аппаратуры РЦ от тягового тока и его гармонических составляющих.

9. По способу пропуска обратного тягового тока различают однониточные и двухниточные РЦ. В однониточных РЦ (рис. 2.2) тяговый ток I_т протекает по одной рельсовой нити и передается в смежную РЦ по тяговым соединителям (медный трос).

Рис. 2.2. Однониточная рельсовая цепь

Достоинство однониточных РЦ – простая и дешевая конструкция. Недостатки – малая предельная длина; мешающее влияние тягового тока (ответвление тягового тока I_то через аппаратуру РЦ показано на рис. 2.2 пунктирной линией); ненадежный путь для тягового тока, протекающего по одной рельсовой нити; невозможность использования автоматической локомотивной сигнализации. Поэтому однониточные РЦ применяют в основном на боковых некодируемых станционных путях.

В двухниточных РЦ с каждой стороны изолирующих стыков устанавливают дроссель-трансформаторы ДТ, средние точки основных обмоток которых соединены перемычкой (рис. 2.3). Эти дроссель-трансформаторы используются и для подключения аппаратуры РЦ к рельсовой линии.

Рис. 2.3. Двухниточная рельсовая цепь

Тяговый ток I_т (на рис. 2.3 показан стрелками) протекает по обеим рельсовым нитям, разделяясь в идеальном случае на равные части. В обход изолирующих стыков эти токи пропускаются следующим образом – по полуобмоткам основной обмотки ДТ одной РЦ, по перемычке и полуобмоткам ДТ смежной РЦ. При этом магнитные потоки в сердечнике ДТ от тягового тока каждой полуобмотки взаимно уничтожаются, что исключает мешающее влияние на аппаратуру РЦ. Сигнальный ток I_с протекает по полуобмоткам дроссель-трансформаторов в одном направлении и наводит в дополнительной обмотке соответствующую ЭДС.

В реальных условиях деление тягового тока на две равные части не происходит из-за неравенства сопротивлений рельсовых нитей. Кроме того, асимметрия тягового тока возникает при разных условиях утечки тягового тока на землю из-за заземления различных напольных конструкций на одну рельсовую нить. Поэтому в дополнительной обмотке ДТ наводится ЭДС помехи от разностного тягового тока. Защита путевого реле от мешающего влияния помехи осуществляется фильтром Ф.

Вторым негативным проявлением асимметрии тягового тока является подмагничивание сердечника ДТ, что приводит к уменьшению сопротивления основной обмотки сигнальному току и нарушению нормальной работы РЦ. Для исключения подмагничивания при электрической тяге постоянного тока применяются ДТ с воздушным зазором сердечника. При тяге переменного тока вредные последствия насыщения сердечника устраняются выбором параметров элементов схемы.

Источник