2.5 Путевой фильтр
Фильтр путевой (ФПМ) предназначен для обеспечения требуемого обратного входного сопротивления питающего конца рельсовой цепи; защиты выходных цепей генератора от влияния токов локомотивной сигнализации, тягового тока и атмосферных перенапряжений, поступающих с рельсовой линии. Важнейшей функцией фильтра является также обеспечение требуемого по условиям работы рельсовых цепей в шунтовом и контрольном режимах обратного входного сопротивления питающего конца рельсовой цепи. Кроме этого он служит для гальванического разделения выходной цепи генератора от кабеля и получения на нем требуемых напряжений при относительно низких выходных напряжениях генератора. Путевые фильтры выпускаются двух типов – ФПМ-8, 9, 11 (настраиваемый на частоты 420, 480, 580 Гц) и ФПМ-11, 14, 15 (настраиваемый на частоты 580, 720, 780 Гц).Фильтр ФПМ (рис. 2.2) содержит трансформатор TV в качестве индуктивности и конденсаторы С1–С8. Входной сигнал от генератора ГПЗ подается на входные выводы фильтра 11 и 71. Фильтр представляет собой последовательный контур и настраивается на требуемую частоту (в резонанс напряжений) установкой внешних перемычек между выводами трансформатора TV (41, 42, 43) и выводами конденсаторов (23, 22, 21, 83, 82, 81, 73, 72).
Рисунок 2.2. Принципиальная схема фильтра ФПМ
Одновременное изменение индуктивности и емкости при настройке фильтра позволяет иметь примерно одинаковые входные сопротивления на различных частотах. Это положительно сказывается на режиме работы генератора.В фильтре ФПМ-8, 9, 11 на частоте 420 Гц используется вся индуктивность трансформатора (вывод 43 блока). На частотах 480 и 580 Гц она уменьшается примерно пропорционально частоте (выводы 42 и 41 соответственно). В фильтрах типа ФПМ-11,14,15 выводы 43, 42 и 41 используются соответственно для настройки на частоты 580, 720 и 780 Гц.
В табл. 2.2 представлены ориентировочные (полученные расчетным путем) перемычки для настройки фильтров в зависимости от значений несущих частот.
Для учета фактических значений емкости конденсаторов, индуктивности трансформатора, а также влияния емкости кабеля, подключаемого к выходу фильтра, он окончательно настраивается при регулировке рельсовой цепи. Регулировка фильтра осуществляется путем изменения емкости конденсатора при одновременном контроле равенства напряжений на индуктивности (выводы 23 и 11) и конденсаторе (выводы 23 и 71). Для этой цели отдельные перемычки, идущие от конденсаторов С1–С8, добавляют или снимают. При этом вывод 23 всегда соединен с одним из выводов (41, 42, 43) трансформатора TV. Например, при напряжении на входе фильтра от трех до четырех вольт и настройке его на резонансную частоту напряжение на индуктивности или емкости фильтра ФПМ-8,9,11 должно быть не менее 35 В.
Целью настройки является получение максимума напряжения на выходе блока, что соответствует равенству напряжений на индуктивности (выводы 23 и 11) и емкости (выводы 23 и 71).
Фильтры имеют три выхода, отличающиеся различным выходным сопротивлением (выводы 61 и 12, 62 и 12, 63 и 12).
Эти выходы используют в зависимости от условий применения рельсовых цепей.
Таблица 2.2 Настроечные перемычки путевого фильтра
Тип фильтра |
Частота, Гц |
Величина емкости, мкF |
Перемычки |
ФПМ 8, 9, 11 |
420 480 580 |
4.85 4.38 4.07 |
43-23-22-21-83 42-23-22-21 41-23-22-73-81 |
ФПМ 11, 14, 15 |
580 720 780 |
4.07 3.68 3.57 |
43-23-22-73-81 42-23-82-21-83 41-23-81-21-83 |
На участках с низким сопротивлением балласта при относительно коротких длинах рельсовых цепей используют выход I (выводы 63 и 12) при электротяге и выход II (выводы 62 и 12) при автономной тяге. Выход III (выводы 61 и 12) применяют при централизованном расположении аппаратуры (на прилегающих к перегону станциях).
Выходное сопротивление блока на выходе I (выводы 63 и 12) составляет примерно 140 Ом. На участках с электротягой при наличии в схеме рельсовых цепей защитного резистора такое выходное сопротивление обеспечивает оптимальное сопротивление питающего конца (0,4 Ом) по условиям работы при низком сопротивлении балласта.
На участках с автономной тягой при отсутствии в схеме рельсовой цепи защитного резистора сопротивление 0,4 Ом обеспечивается использованием выхода II ФПМ (выводы 62 и 12) с выходным сопротивлением примерно 400 Ом. При этом мощность сигнала с выхода генератора уменьшается более чем в 2 раза (по сравнению с выходом I ФПМ, на выводах 63 и 12), что упрощает технические решения по использованию на участках с автономной тягой в качестве резервного источника питания аккумуляторных батарей.
Выход
III (выводы 61 и 12) имеет выходное сопротивление
800 Ом. Он является наиболее энергетически
выгодным и может использоваться в
рельсовых цепях на участках с нормальным
сопротивлением балласта (rи 
1
Ом . км).
Например,
в системе ЦАБ-АЛСО при длине ТРЦЗ без
изолирующих стыков 1000 м, ее работа
обеспечивается при 
=
0,7 Ом. км.
При выводах 63–12 работа ТРЦЗ возможна при = 0,55 Ом. км.
Входное сопротивление ненагруженного фильтра составляет 5,5…6,5 Ом.