2.4.4. Синтез и анализ схем управления стрелочными

приводами постоянного тока

Принципиально схему управления стрелочным приводом можно синтезировать, используя в качестве пусковых и контрольных приборов только нейтральные, только комбинированные или сочетание нейтральных и комбинированных реле. Основными критериями ее эксплуатационной пригодности будут выполнение мероприятий по конструированию составляющих ее цепей и минимум затрат по кабелю и аппаратуре.

Для приводов постоянного тока в случае использования только нейтральных реле получается девятипроводная схема (см.рис.2.14,а, 2.15,а и 2.17,б). Основным ее недостатком является многопроводность, поэтому в свое время она применялась в релейных централизациях малых станций с источниками питания и аппаратурой, расположенными в горловинах. Поскольку девятипроводная схема содержит минимум аппаратурных средств, она обладает сравнительно высоким быстродействием, что имеет существенное значение в горочных системах. Этим объясняется широкое распространение, которое она получила в настоящее время в горочных централизациях. В отличие от схемы, представленной на рис.2.17,б, в ней контрольная цепь запитывается переменным током и коммутируется бесконтактным автопереключателем, а реле ПК, МК включаются через выпрямительные мосты.

Переход на комбинированные реле в пусковой и контрольных цепях не дает каких-либо существенных эксплуатационных преимуществ. Получается семипроводная схема, имеющая хотя и меньшее количество линейных проводов, но требующая дополнительного расхода приборов на контроль действительного переброса поляризованного якоря реле К (см.рис.2.14,б, 2.15,б и 2.17,в). С целью получения в этом варианте более эффективной схемы П.Н. Жильцовым было предложено пусковое реле СУП расположить в релейном шкафу выходных сигналов, а рабочую и контрольную цепи запитать от местной батареи (рис.2.19).

Рис.2.19. Четырехпроводная схема управления

стрелочным приводом

Таким образом, при сохранении центрального управления приводом между постом ЭЦ и релейным шкафом требовалось четыре линейных провода, а между релейным шкафом и приводом  семь. Увеличение их в последнем случае до восьми объясняется необходимостью выключения контрольных реле с момента возбуждения управляющего реле СУП. С целью защиты электродвигателя от перегрева при длительной работе привода на фрикцию в схеме предусмотрено принудительное выключение рабочей цепи контактами реле СЗ по истечении 7-9 с после нажатия стрелочной кнопки. Выдержка времени достигается с помощью комплекта, состоящего из вспомогательного реле СВ, фрикционного СФ и конденсаторов С1, С2. Четырехпроводная схема нашла широкое применение в релейных централизациях малых станций с центральными замыканиями и местным питанием.

В настоящее время наиболее эффективной по кабельным и аппаратурным затратам считается двухпроводная схема управления приводом постоянного тока, предложенная В.А. Шариковым. Она получена путем объединения в одном канале двухпроводной рабочей (см.рис.2.15,в) и двухпроводной контрольной (см.рис.2.18,г) цепей. Схема имеет два конструктивных исполнения: на штепсельных реле типа СКПШ, КШ, НШ со стативным монтажом (рис.2.20) и на малогабаритных штепсельных реле, объединенных в блок ПС-220. В качестве реверсирующего в обоих случаях применяется реле типа ППРЗ-5000. Резистор Rд = 12 кОм, включенный последовательно с реле Р, устраняет его перегрузку при пуске стрелки, расположенной недалеко от поста ЭЦ. Резистор Rо = 1 кОм предотвращает пробой выпрямителя VD и короткое замыкание рабочей батареи в начальный период включения привода до момента возбуждения реверсирующего реле.

Рис.2.20. Двухпроводная схема управления стрелочным приводом

с центральным питанием

Двухпроводная схема пока занимает доминирующее положение в релейных централизациях средних и крупных станций. Однако она имеет некоторые эксплуатационные недостатки. Так, при случайном перекрещивании линейных проводов вначале наблюдается рассогласование положений поляризованных якорей реле К и ПС, фиксируемое схемой защиты и ведущее к обесточиванию реле ПК, МК. Однако при повороте стрелочной рукоятки согласование восстанавливается и создает ложный контроль при отсутствии реакции со стороны рабочей цепи из-за двойной смены полярности на пути к обмотке реверсирующего реле (первый раз  контактами реле ПС, второй  перекрещиванием линейных проводов). В практике наблюдались также случаи ложного срабатывания реле К от токов переходных процессов, возникающих в контрольной цепи в результате неплотного прилегания контактов автопереключателя, щеток электродвигателя к коллектору, ослабления клемм и т.д. при фактическом нахождении стрелки в промежуточном положении. Исследования показали, что в таких случаях в образовавшемся зазоре при определенных условиях могут возникнуть искровые пробои, чередующиеся с дугой, что порождает выпрямительный эффект. Для его исключения значение сопротивления защитного резистора Rз (см. п. 2.4.3) выбирается таким, чтобы ограничить ток переходных процессов до значения ниже критического. Эту же цель преследует специально разработанный блок БКСМШ, содержащий защитные резисторы R₁, R₂ и R₃. Балластный резистор R₄ уменьшает ток в цепи реле ПК, МК до рабочих значений, соответствующих типу НМШ1-700.

При определении кабельных затрат существенное значение имеет удаленность стрелок от поста ЭЦ. Максимально допустимая длина кабеля при заданном числе жил в прямом и обратном проводах питания электродвигателя определяется по формуле:

, (2.7)

где Uк  допустимое падение напряжения в кабеле, В;

r  сопротивление 1 м жилы кабеля, Ом;

Ip  расчетный ток, потребляемый приводом, А;

n_п , n_о  число жил соответственно в прямом и обратном проводах.

Для двухпроводной схемы управления обычными стрелками (Р50, Р65, 1/9, 1/11) при значениях Uк = 60 В, r = 0,0235 Ом/м, Iр = 1,5-1,7 А, n_п = n_о = = 1 максимально допустимая длина кабеля составляет 680-800 м. Превышение ее требует дублирования жил в линейных проводах, общее число которых достигает 7-8 для расстояний около 3 км. Кроме того, в этом случае сказывается емкостное влияние кабельной линии на контрольную цепь схемы управления. Поэтому для стрелок, удаленных от поста ЭЦ более чем на 3 км или же требующих значительного дублирования жил, применяют двухпроводную схему управления с магистральным питанием электродвигателей (рис.2.21).

Она содержит типовой блок ПС-220, в линейные провода которого включены реверсирующее реле Р типа СКПРЗ-2800 и общее контрольное ОК типа КМ-3000. При срабатывании пусковых реле НПС и ППС реверсирующее реле получает кратковременный импульс, так как реле НПС не может заблокироваться по токовой обмотке и, выдержав замедление, опускает свой якорь. Своими контактами реле Р подключает электродвигатель привода к магистрали РП-РМ и низкоомной обмоткой контролирует фактическое замыкание рабочей цепи. Сечение жил магистрали рассчитывается исходя из поочередного использования ее в избранной группе и условий перевода наиболее удаленной в ней стрелки.

Рис.2.21. Двухпроводная схема управления стрелочным

приводом с магистральным питанием

В случае маршрутного управления стрелками, при котором активное состояние принимают одновременно несколько управляющих реле, применяется схема последовательного их воздействия на пусковые цепи, составляемая из блоков типа НПС.