1.2.4. Путевые участки и способы их контроля
К путевым участкам относятся приемоотправочные, погрузочновыгрузочные, сортировочные и иного назначения пути, а также бесстрелочные и стрелочные участки в горловинах станции. Путевые участки являются объектами контроля. Соответствующая контрольная аппаратура не должна позволять открыть сигнал для движения в случае их занятости подвижным составом. Путевые участки можно контролировать с помощью точечных датчиков или рельсовых цепей.
Точечный датчик представляет собой прибор, установленный в избранной точке путевого участка (начале или конце) и реагирующий тем или иным образом на прохождение колесной пары. По принципу действия датчики могут быть механические, магнитные, электромагнитные, оптические, акустические и др. Как правило, они несложны по своему устройству и просты в эксплуатации.
Наиболее просто с помощью точечного датчика решается задача перекрытия светофора при занятии путевого участка подвижным составом (рис.1.8,а).
Рис.1.8. Структурная схема управления светофором с помощью
точечных датчиков: а на перекрытие; б на открытие
Точечный датчик (ТДн), установленный в начале пути, воспринимая проход первой колесной пары, воздействует на преобразовательный элемент (ПЭ), с выхода которого в удобной форме снимается сигнал управления. Если также решить задачу открытия светофора с помощью точечного датчика (ТДк), установленного в конце пути, то нет никакой гарантии, что при этом с путевого участка уйдут все колесные пары. Отсюда появляется потребность в счете и запоминании числа вступивших и покинувших путь колесных пар, а сигнал на открытие светофора снимать с элемента сравнения (СЭ) при нулевом результате операции (рис.1.8,б).
Один и тот же датчик может по-разному реагировать на различные скорости движения состава, его длину, вес. Поэтому точечные датчики нашли свое применение как вспомогательные элементы контроля (например, на сортировочных горках). Основным же средством контроля свободности путевых участков в настоящее время являются рельсовые цепи.
б нормально разомкнутой
Рельсовая цепь это изолированная от других электрическая цепь, проводами которой являются рельсовые нити с подключенными к ним источником питания и приемником в виде обмотки путевого реле. Наиболее простая рельсовая цепь представлена на рис.1.9,а. Здесь по концам контролируемого участка устанавливаются изолирующие стыки (ИС), источник питания в виде аккумулятора с напряжением U и приемник П. Нормально все элементы рельсовой цепи обтекаются сигнальным током, и путевое реле П возбуждено, поэтому такая рельсовая цепь получила название нормально замкнутой. При вступлении колесной пары на участок наблюдается шунтовой эффект, в результате которого напряжение на обмотке реле П снижается до пределов отпадания якоря. Эти два дискретных состояния реле П используются для выработки сигналов управления светофором. К преимуществам нормально замкнутой рельсовой цепи относится возможность обнаружения лопнувшего или изъятого рельса, что играет важную роль в обеспечении безопасности движения поездов наряду с контролем занятости путевого участка. Нормально замкнутая рельсовая цепь является доминирующей на всех видах станций магистральных железных дорог.
На сортировочных горках, где главным качеством считается быстродействие, применяется нормально разомкнутая рельсовая цепь (рис.1.9,б). В ней питающий трансформатор (ПТ) и обмотка путевого реле включаются с одной стороны рельсовой цепи. Нормально вторичная обмотка трансформатора разомкнута, по первичной обмотке протекает ток холостого хода, недостаточный для возбуждения путевого реле. При вступлении отцепа на путевой участок трансформатор вводится в режим короткого замыкания, и падение напряжения на резисторе R становится достаточным для срабатывания реле П.
В настоящее время насчитывается множество разновидностей станционных рельсовых цепей, вызванное их предназначением и условиями применения. Рельсовые цепи различаются по частоте сигнального тока (25, 50, 75 Гц), характеру питания (непрерывные, импульсные, кодовые), способу пропуска обратного тягового тока на электрифицированных участках (двух- и однониточные). Соответственно этому они дополняются различного рода аппаратурой (трансформаторами, преобразователями частоты, генераторами, дросселями, фильтрами, элементами кодирования, приборами защиты от перенапряжений и токов короткого замыкания и т.п.).
При организации рельсовых цепей на стрелках они получаются разветвленными. В одну рельсовую цепь разрешается включать не более трех одиночных или двух стрелок перекрестных съездов. В качестве дополнительных элементов такая цепь содержит изолирующие стыки, исключающие шунтирование путевого реле через остряки и крестовину стрелки (рис.1.10). Дополнительные изостыки устанавливаются по прямому (а) или боковому (б) пути. При этом одна часть рельсовой цепи обтекается сигнальным током, а другая находится под напряжением, оставаясь подключенной через перекидной соединитель параллельно основному тракту передачи электроэнергии. Путевое реле включается таким образом, чтобы перекидной соединитель обтекался сигнальным током. В противном случае его обрыв создает опасный отказ при нахождении колесной пары на ответвлении (см. рис.1.10,б), поэтому необтекаемые перекидные соединители устанавливаются двойными. Шунт с ответвления на основной тракт не передается также, если ответвление имеет лопнувший рельс или оборванный стыковой соединитель. Для исключения опасного отказа в таких случаях ответвления стрелочных рельсовых цепей, входящих в маршруты приема и отправления, а также длиной более 60 м, предусматриваются обтекаемыми сигнальным током. С этой целью на ответвлениях устанавливаются дополнительные путевые реле числом не более трех в одной рельсовой цепи.
Опасный отказ влечет за собой пробой изолирующих стыков на границах рельсовых цепей. Путевое реле, оказавшееся подключенным к двум источникам питания (своему и соседней рельсовой цепи), может не среагировать на поездной шунт. В связи с этим в обязательном порядке применяются технические решения, приводящие в этом случае к принудительному обесточиванию путевого реле. В станционных системах автоматики и телемеханики к ним относятся чередование мгновенных полярностей питания в соседних рельсовых цепях и применение фазочувствительных путевых реле.
Разбивка станции на изолированные участки с целью организации рельсовых цепей приводится на ее двухниточном плане. Там же в условных изображениях показываются места установки и вид напольного оборудования рельсовых цепей, чередование полярностей питания и канализация обратного тягового тока.
а дополнительные изостыки по прямому пути;
б дополнительные изостыки по боковому пути