Практическая работа № 4
Цель работы: уметь в зависимости от положения приборов в схеме неразветвленной рельсовой цепи определять ее состояние и анализировать работу схемы.
Задание:
В соответствии с заданием преподавателя ознакомиться с конструкцией и принципом работы рельсовой цепи, вычертить ее схему.
Краткие теоретические сведения:
1. Рельсовая цепь постоянного тока с импульсным питанием
РЦ с импульсным питанием является основным типом РЦ, применяемым а перегонах с автономной тягой. Импульсные РЦ просты по устройству, потребляют малую мощность и обеспечивают возможность их резервирования от аккумуляторов, что особенно важно для участков с ненадежным электроснабжением. РЦ постоянного тока с импульсным питанием (рис. 1) применяется на перегонах, оборудованных автоблокировкой. Такая РЦ на питающем конце имеет аккумулятор, выпрямитель ВАК, маятниковый трансмиттер типа МТ-1 и ограничивающий резистор R0, а на релейном конце — импульсное путевое реле И типа ИМШ1-0,3. Питание РЦ осуществляется постоянным током. Периодическое замыкание и размыкание цепи питания производится контактом маятникового трансмиттера МТ-1, который непрерывно работает в импульсном режиме. На релейном конце импульсы, поступившие в рельсовую линию, принимает импульсное путевое реле И. Контакты импульсного реле И из-за их работы в импульсном режиме не могут быть использованы в цепях контроля свободности блок-участков и включения ламп светофоров. Поэтому на релейном конце через контакт импульсного реле И и дешифратор Д дополнительно включается путевое реле П первого класса надежности, которое удерживает свой якорь непрерывно притянутым при импульсной работе контакта реле И.
Рисунок 1 – Схема РЦ постоянного тока с импульсным питанием
При вступлении на РЦ поезда или появлении какой-либо неисправности в рельсовой линии прекращается импульсная работа реле И и на выходе дешифратора Д обесточивается реле П, которое, замыкая тыловые контакты, фиксирует занятость РЦ.
2. РЦ с непрерывным питанием переменным током частоты 50 или 25 Гц
Использование переменного тока для питания РЦ на станциях при автономной тяге позволяет экономить кабель по сравнению с применением РЦ постоянного тока. Основным видом таких РЦ является фазочувствительная РЦ переменного тока с путевым реле типа ДСШ, которая наиболее надежна в эксплуатации (рис. 2). Питание РЦ осуществляется от трансформатора ПТ, который трансформирует переменный ток 220 В в меньший по величине сигнальный переменный ток, который через резистор R0 поступает в рельсы. На релейном конце такой РЦ устанавливают релейный трансформатор РТ и путевое реле П типа ДСШ. С помощью релейного трансформатора РТ напряжение из рельсовой линии повышается до напряжения срабатывания реле П. С помощью конденсатора Ср достигается сдвиг фазы напряжения на путевой обмотке по отношению к напряжению местной обмотки на угол примерно 90 °, необходимый для нормальной работы реле ДСШ. Если РЦ свободна и исправна, то путевое реле П непрерывно удерживает свой сектор в поднятом положении. При вступлении поезда на рельсовую цепь путевое реле П шунтируется малым сопротивлением скатов поезда и напряжение на обмотке путевого реле П снижается настолько, что сектор опускается вниз, чем и фиксируется занятость РЦ подвижным составом. Предельная длина РЦ переменного тока частотой 50 Гц, при которой обеспечивается надежная ее работа, составляет 1500 м.
Рисунок 2 – Схема РЦ переменного тока частотой 50 Гц
3. Кодовая РЦ с питанием переменным током частотой 50 Гц
На перегонах при электротяге на постоянном токе устраивается кодовая РЦ переменного тока частотой 50 Гц (см. рис. 3), которая служит для контроля состояния блок-участков, обеспечивая беспроводную связь между показаниями попутных проходных светофоров и передачи на локомотив кодов АЛС. Основными элементамитакой РЦ являются: путевой трансформатор ПТ типа ПОБС—3А; ограничитель Z0 типа РОБС; дроссель-трансформаторы типов ДТ-0,6 (на питающем конце) и ДТ-0,2 (на релейном конце); трансмиттерное реле Т, трансмиттер КПТ (на рисунке не показан); конденсаторы С, которые служат для компенсации реактивной составляющей тока и уменьшения потребляемой мощности от путевого трансформатора; фильтр типа ЗБФ-1, служащий для защиты путевого реле И от гармоник тягового тока и ограничения на нем напряжения при коротком замыкании изолирующих стыков; импульсное путевое реле И типа ИМВШ-110 или ИВГ, которое принимает кодовые сигналы из рельсовой линии.
Рисунок 3 - Схема кодовой рельсовой цепи 50 Гц
Питание РЦ переменным током 50 Гц осуществляется от путевого трансформатора ПТ. Со вторичной обмотки ПТ сигнальный ток через контакт трансмиттерного реле Т, который работает в режиме кода КЖ, Ж или З, подается через дроссель-трансформатор ДТ-0,6 в рельсовую линию. На релейном конце кодовые сигналы из рельсовой линии через дроссель-трансформатор ДТ-0,2 и фильтр ЗБФ-1, который пропускает сигнальный ток частотой 50 Гц, а гармоники тягового тока задерживает, воспринимаются импульсным путевым реле И, которое при свободном состоянии РЦ работает в кодовом режиме в такт принимаемым из рельсовой линии кодовым импульсам. При вступлении поезда на РЦ происходит шунтирование обмотки путевого реле И малым сопротивлением скатов поезда, напряжение на обмотке реле снижается до напряжения непритяжения якоря реле, и оно прекращает импульсную работу, чем и фиксируется занятое состояние РЦ.
4. Кодовая РЦ с питанием переменным током частотой 25 Гц
Кодовая РЦ переменного тока 25 Гц (рис. 4) применяется на перегонах при электротяге на переменном токе 50 Гц. Питание РЦ переменным током 25 Гц осуществляется от статического преобразователя частоты ПЧ—50/25 мощностью 100 Вт. С выхода преобразователя сигнальный ток частотой 25 Гц через контакт трансмиттерного реле Т, работающего в кодовом режиме, ограничитель R0, путевой трансформатор ПТ типа ПРТ-А и дроссель-трансформа- тор ДТ1-150 поступает в рельсовую линию. На релейном конце кодовые импульсы через дроссель-трансформатор ДТ1-150 и фильтр ФП-25, который пропускает сигнальный ток частотой 25 Гц, а гармоники переменного тока задерживает, воспринимаются импульсным путевым реле И, которое при свободном состоянии блок-участка работает в импульсном режиме.
Рисунок 5 – Схема кодовой рельсовой цепи 25 Гц
5. Фазочувствительная двухниточная РЦ переменного тока 25 Гц
На питающем (рис. 5) и релейном концах такой РЦ установлены дроссель-трансформаторы ДТ и согласующие трансформаторы ПТ и ИТ. Питание путевой и местной обмоток путевого реле ДСШ разделено и осуществляется от отдельных преобразователей с помощью фазирующего устройства. На релейном конце параллельно путевому элементу реле П включен защитный фильтр ЗБ для защиты реле от воздействия тягового тока 50 Гц. При наличии помехи возможна вибрация сектора реле ДСШ, что ухудшает условия работы реле. Поэтому и установлен фильтр ЗБ, настроенный на частоту тягового тока 50 Гц, через который этот ток замыкается, чем исключается попадание его в обмотку реле. При электротяге постоянного тока фильтр не устанавливается. Схема фазочувствительной РЦ переменного тока частотой 25 Гц допускает наложение кодирования с питающего и релейного концов.
Рисунок 5 – Схема фазочувствительной рельсовой цепи 25 Гц
6. Тональные рельсовые цепи.
Надежность работы существующих РЦ в большой степени зависит от состояния изолирующих стыков и балласта. Из-за нарушения нормальной работы изолирующих стыков происходит большое количество отказов работы РЦ. Кроме этого, из-за снижения сопротивления балласта на некоторых участках железных дорог до величины 0,2...0,3 Ом⋅км (при норме минимального сопротивления балласта 1 Ом⋅км) нарушается нормальная работа рассмотренных выше типов РЦ.
В настоящее время разработаны и внедряются тональные РЦ. Такие РЦ работают в случае низкого сопротивления балласта без изолирующих стыков при любом виде тяги поездов. Аппаратура тональных рельсовых цепей (ТРЦ) обеспечивает формирование и прием амплитудно-модулированных сигналов с частотами манипуляции (модуляции) 8 и 12 Гц и несущими частотами в диапазоне 420...780 Гц.
Особенностью устройства ТРЦ является то, что в такой РЦ устанавливается один источник питания на две РЦ, а передающая и приемная аппаратура располагается на станциях, примыкаемых к перегону.
Рассмотрим схемы смежных РЦ с несущими и модулированными частотами 480/8 и 580/12 (каждая из которых с двумя приемниками), расположенные на одном пути перегона при электротяге постоянного тока (рис. 6). Схема каждой РЦ имеет передающую и приемную аппаратуру, а также согласующие элементы передающих устройств АЛС. Передающая аппаратура ТРЦ состоит из генератора ГП и путевого фильтра ФПМ. Генератор обеспечивает формирование амплитудно-модулированных сигналов тональной частоты требуемого уровня. Путевой фильтр обеспечивает защиту выходных цепей генератора от влияния токов АЛС, тягового тока и атмосферных перенапряжений и формирует требуемое по условиям работы РЦ обратное входное сопротивление питающего конца, а также служит для гальванического разделения выходной цепи генератора от кабеля и получения на нем требуемых напряжений. Последовательно с выходом путевого фильтра включен конденсатор Срц, который является согласующим элементом передающих устройств АЛС. Амплитудномодулированный сигнал от генератора поступает в кабельную линию, а затем на первичную обмотку путевого трансформатора ПТ. Со вторичной обмотки ПТ он поступает в рельсовую линию 9П и 8П, а затем на ПТ релейного конца 9П. Далее сигнал поступает в кабельную линию, а пройдя ее, на путевой приемник ПП 9/8, который принимает амплитудно-модулированный сигнал и возбуждает путевое реле 9П при свободном состоянии РЦ. Аналогично происходит работа тональной РЦ 10П.
Рисунок 6 – Схема тональных рельсовых цепей
Контрольные вопросы:
1. Поясните назначение стыкового соединителя.
2. Охарактеризуйте нормальный режим работы рельсовой цепи.
3. Дайте пояснение шунтового эффекта рельсовой цепи.
4. Перечислите основные повреждения рельсовой цепи.
Содержание отчета:
1. Титульный лист в соответствии с СТП1.2 – 2005.
2. Номер, название и цель практической работы.
3. Задание.
4. Выполненная практическая работа в соответствии с заданием.
5. Ответы на контрольные вопросы.
6. Выводы по выполненной работе.