Автоматика и телемеханика

61. Рельсовые цепи – назначение, классификация, основные элементы

Рельсовой цепью называется электрическая цепь, проводниками которой служат рельсовые нити пути. Рельсовые цепи являются основным элементом всех устройств железнодорожной автоматики и телемеханики: автоблокировки, автоматической локомотивной сигнализации, электрической централизации стрелок и сигналов, диспетчерского контроля движения поездов, автоматической переезд­ной сигнализации и ряда других систем.

В этих системах рельсовые цепи выполняют разнообразные и ответственные функции. Они автоматически непрерывно контроли­руют состояние путевых участков на перегонах и станциях и це­лостность рельсовых нитей, исключая возможность приема поезда на занятый путь, не позволяют перевести стрелку под составом, а также обеспечивают индикацию контроля свободности или занятос­ти путей и стрелок на аппарате управления; с их помощью пере­даются кодовые сигналы на локомотив для действия устройств автоматической локомотивной сигнализации, обеспечивается увязка между показаниями светофоров в кодовой автоблокировке; в систе­мах переездной сигнализации они обеспечивают автоматический контроль приближения поездов к переездам и последующий контроль их проследования.

Вместе с тем рельсовые цепи имеют ряд недостатков, снижаю­щих их эксплуатационно-техническую эффективность: зависимость их работы от состояния верхнего строения пути (балласта, шпал, рельсов, соединителей и других элементов), климатических условий (наиболее неблагоприятны районы с суровым климатом, а также районы, в которых наблюдаются значительные колебания темпера­туры и влажности); ухудшение шунтового эффекта при загрязненно­сти поверхности рельсов и колесных пар; значительные затраты труда и средств на техническое обслуживание и ряд других недостатков.

В состав рельсовой цепи входят:

-стыковые соединители;

- изолирующие стыки для электрического разделения смежных рельсовых цепей;

- аккумулятор и выпрямитель;

- путевое реле, установленное в релейном шкафу, и регулируемый резистор;

- кабельные стойки, через которые путевое реле и источники питания подключаются к рельсовым нитям.

Смежные рельсовые цепи разделяются одна от другой изолирую­щими стыками.

При вступлении на рельсовую цепь подвижного состава увели­чивается ток источника питания за счет замыкания его через колесные пары, имеющие низкое электрическое сопротивление. Возрастание тока вызывает увеличение падения напряжения на ограничителе; резко уменьшается падение напряжения на обмотке путевого реле, оно отпускает якорь, замыкаются тыловые контакты реле, контролиру­ется занятость рельсовой цепи.

Классификация рельсовых цепей

На участках с автономной тягой поездов применяют рельсовые цепи постоянного тока. По способу питания их различают с непрерывным питанием, когда ток через рельсовую цепь и путевое реле протекает непрерывно, и импульсным, когда ток через путевое реле протекает в виде повторяющихся импульсов тока.

На участках с электрической тягой устраивают рельсовые цепи переменного тока. По способу питания их различают с непрерывным или кодовым питанием; по способу наложения тягового тока – двухниточные (дроссельные), когда тяговый ток накладывается на обе рельсовые нити каждого пути, и однониточные, когда тяговый ток накладывается только на одну нить каждого пути.

Рельсовые нити также подразделяются на неразветвленные, которые устраивают на прямых участках пути, и разветвленные – на разветвленных (стрелочных) участках пути.

По принципу действия рельсовые цепи подразделяются на нор­мально замкнутые и нормально разомкнутые. Нормальным принято считать состояние, когда рельсовая цепь свободна от подвижного состава. В нормально замкнутой рельсовой цепи при свободном ее состоянии путевое реле находится под током, контро­лируя свободность и исправность всех ее элементов, а с занятием рельсовой цепи подвижным составом путевое реле отпускает якорь, фиксируя ее занятость При всех неисправнос­тях в такой цепи (обрыв цепи, короткое замыкание, выключение источника питания) повреждение приводит к отпусканию 'якоря путевого реле, и не возникает положений, опасных для движения поездов.

В нормально разомкнутой рельсовой цепи источник питания и путевое реле размещают на одном конце. Путевое реле при свободности рельсовой цепи не возбуждено и не контролирует исправность ее элементов, поэтому рельсовые цепи применяют лишь на путях сортировочных горок, где движе­ние осуществляется с низкими скорос­тями, пути находятся под постоянным наблюдением работников горки, а по условиям работы горок требуется быст­рая фиксация занятости рельсовой це­пи, так как время срабатывания путевого реле значительно меньше.'

По типу путевого приемника различают рельсовые цепи с одно­элементными и двухэлементными путевыми приемниками. Приемни­ки обоих типов должны иметь непрерывный вход и дискретный выход. Сигнал на входе может изменяться непрерывно (по ампли­туде, фазе и частоте) вследствие изменения изоляции рельсовой цепи под воздействием колесных пар или при повреждении рельса. На выходе путевой приемник должен выдавать двоичную дискретную информацию: рельсовая цепь свободна и исправна (1), рельсовая цепь занята подвижным составом или повреждена (0).

Одноэлементные путевые приемники имеют только один вход, на который поступает сигнал из рельсовой цепи.

Двухэлементные путевые приемники имеют два входа. На один из них поступает сигнал из рельсовой цепи (путевой элемент), на другой — от местного источника (местный элемент).

По способу пропускания обратного тягового тока рельсовые цепи подразделяются на однониточные и двухниточные. В однониточных рельсовых цепях тяговый ток пропускается по одной рельсовой нити. В двухниточных рельсовых - по обеим рельсовым нитям.

Рельсовая цепь состоит из рельсовой линии и подключаемой к ней аппаратуры передающего (питающего) и приемного (релейного) концов.

Рельсовая линия является основной частью всякой рельсовой цепи, по которой передаются сигналы от передатчика (источника питания) к приемнику (путевое реле).