Выбор типа рельсовой цепи
Основными руководящими документами для проектирования, строительства и эксплуатации РЦ являются нормали, разработанные институтом «Гипротранссигналсвязь».
Выбор вида РЦ зависит от рода тяги поездов, применяемого на участке. Для нового проектирования рекомендуются РЦ переменного тока частотой 25 или 50 ГЦ, а также РЦ тональной частоты. Указанные РЦ имеют следующие достоинства: меньшая потребляемая мощность, работоспособность при пониженном сопротивлении изоляции, надёжная защита от влияния токов промышленной частоты, стабилизация питающего напряжения, отсутствие элементов для фазовой регулировки станционных РЦ.
На перегонах при тепловозной тяге по согласованию с заказчиком применяют кодовые РЦ 25 или 50 Гц, при электротяге постоянного тока – 50 Гц, а при электротяге переменного тока – 25 Гц. В последние годы в системах автоблокировки применяют тональные рельсовые цепи с несущей частотой 420, 480, 580, 720 и 780 Гц и частотами модуляции 8 и 12 Гц, а также РЦ с сигнальным током диапазонов 4500, 5000 или 5500 Гц модулированные частотами 8 и 12 Гц.
На станциях при любых видах тяги следует применять РЦ частотой 25 Гц непрерывного питания с фазочувствительными реле типа ДСШ. При этом кодируемые пути станций на участках с электротягой постоянного тока и тепловозной тягой (при условиях применения на перегонах РЦ 50 Гц) оборудуются фазочувствительными РЦ 25 Гц с реле ДСШ-13А и наложением кодовых сигналов АЛС на частоте 25Гц. Вышеуказанные тональные РЦ также применяются и на станциях.
Перегонная кодовая рельсовая цепь переменного тока частотой 50 Гц
На участках с электрической тягой сигнальный ток питания РЦ должен качественно отличаться от тягового тока и его гармонических составляющих. Постоянный тяговый ток получается выпрямлением переменного тока 50 Гц с помощью мощных выпрямителей, имеющих шестифазную схему включения. Выпрямленное напряжение, кроме постоянной составляющей, содержит также гармоники переменного тока, т.е. составляющие с частотами, кратными частоте 300 Гц (300, 600, 900, 1200 и более высокие). Эти гармоники оказывают мешающее действие на устройства автоматики: на РЦ и линии связи.
Мешающее действие проявляется в том, что при свободности участка нарушается нормальная работа путевого реле, вследствие чего фиксируется ложная занятость участка; на светофоре может появиться красный огонь при свободном блок-участке, что приводит к неоправданным задержкам поездов [3].
На перегонах с электротягой постоянного тока, как правило, применяются РЦ переменного тока 50 Гц (рис. 4).
На питающем и релейных концах рельсовой цепи устанавливают дроссель-трансформаторы типов ДТ-0,6 и ДТ-0,2, обеспечивающие пропуск обратного тягового тока. Аппаратуру питающего и релейного концов подключают к дополнительным обмоткам дроссель-трансформаторов. Для защиты обслуживающего персонала и аппаратуры от перенапряжений к дополнительным обмоткам дроссель-трансформаторов подключают защитные элементы ЭЗ (разрядники, выравниватели). Рельсовая цепь получает питание от путевого трансформатора ПТр типа ПОБС-3А, напряжение на вторичной обмотке которого выставляют в зависимости от длины рельсовой цепи. Конденсаторы С1, С2 и С3, включенные на питающем конце, суммарной ёмкостью до 24 мкФ обеспечивают резонанс токов, необходимый для снижения мощности, потребляемой РЦ. Одновременно конденсаторы уменьшают искрообразование на контактах трансмиттерного реле Т. Реактор Z0 типа РОБС-3А ограничивает ток в цепи дополнительной обмотки дроссель-трансформатора при нахождении поезда на питающем конце и обеспечивает необходимую шунтовую чувствительность. В зависимости от показания путевого светофора 1 в рельсовую цепь навстречу поезду контактом трансмиттерного реле Т, обмотка которого включена в цепь контактов путевого трансмиттера, посылаются кодовые сигналы КЖ, Ж и З. При свободности и исправности РЦ на релейном конце коды воспринимает импульсное путевое реле И, подключенное к дополнительной обмотке дроссель-трансформатора через защитный блок-фильтр ЗБФ. Реле И, переключая контакт на входе дешифраторной ячейки ДШ, в зависимости от принимаемого кода возбуждает сигнальные реле Ж или З, которые управляют огнями путевого светофора 3 и используются в других цепях контроля и управления.
Кодовая рельсовая цепь защищена от опасного и мешающего действий гармоник тягового тока. Гармоники, кратные 300 Гц, устраняются последовательным контуром LфCф защитного блок-фильтра, который представляет собой полосовой фильтр, настроенный на сигнальную частоту 50 Гц. При этом этот контур, включенный последовательно с реле И, на повышенных частотах имеет высокое сопротивление. Так, если на частоте 50 Гц его сопротивление равно 60 Ом, то на частоте 300 Гц – около 5000 Ом. Опасное воздействие, которое может иметь место при повреждении устройств выпрямления и появления в тяговом токе значительного
Рис. 3. Схема разветвлённой рельсовой цепи частотой 50 Гц
Рис. 4. Схема кодовой рельсовой цепи частотой 50 Гц
уровня частотой 50 Гц, исключается за счёт прекращения импульсной работы реле И, притягивающего якорь. Затем обесточиваются
сигнальные реле Ж и З и на светофоре загорается красный огонь. Гармоники тягового тока могут оказывать влияние на работу реле И только в случае асимметрии (неравенства) тяговых токов в рельсовых нитях. При равенстве этих токов гармоники, протекая через полуобмотки дроссель-трансформаторов, создают встречные потоки, которые взаимно компенсируются.
В защитном блок-фильтре находится дроссель Др3, защищающий реле И от перенапряжений при замыкании изолирующих стыков, когда обмотка реле И получает питание от источника питания смежной РЦ, в результате чего возможно повреждение выпрямителя реле И. Этот дроссель обладает нелинейной характеристикой и при нормальном уровне напряжения на нём (ДО 5 В) сопротивление дросселя велико (около 5000 Ом), поэтому он не оказывает влияния на работу РЦ. С повышением напряжения до 12 В резко падает его сопротивление (до 20 Ом), обмотка реле И шунтируется и избыточное напряжение распределяется между защитным резистором Rз и обмоткой реле И. При замыкании изолирующих стыков реле И срабатывает от источника смежной РЦ. Для исключения ложного срабатывания сигнальных реле Ж и З в этом случае применена схемно-временная защита, основанная на использовании в смежных РЦ путевых трансмиттеров КПТ с разным циклом кодирования 1,6 и 1,9 с.