Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Устройство и анализ работы рельсовых цепей. Учебно-методическое пособие.pdf
При шунтировании оно не должно притягивать якорь, т. е. ток в реле
должен быть меньше тока срабатывания. А так как величина тока отпадания всегда больше тока непритяжения, на который рассчитываются рельсовые цепи с непрерывным питанием, то чувствительность к шунту и излому рельса рельсовой цепи с импульсным питанием выше. Это дает возможность увеличить длину рельсовой цепи до 2600 м.
Так как данная рельсовая цепь применяется на перегонах, то на нее
накладывается кодирование с релейного конца (на схеме не показано).
Рельсовая цепь питается от выпрямителя типа ВАК-14М и работающего с
ним в буферном режиме аккумулятора АБН-72.
При выключении переменного тока рельсовая цепь питается от одного аккумулятора АБН-72 емкостью 72 А·ч. Для аккумулятора АБН-72 номинальным считается 24-часовой режим разряда. В длинных рельсовых
цепях при пониженном сопротивлении изоляции допускается установка
двух последовательно включенных аккумуляторов АБН-72. Напряжение
питания данной рельсовой цепи не регулируется и определяется напряжением аккумулятора АБН-72. Поэтому регулировка рельсовой цепи осу-
ществляется с помощью реостата
. Максимальное сопротивление рео-
стата 6 Ом и ток 3,3 А. Реостат служит для ограничения тока короткого замыкания, когда подвижной состав шунтирует питающий конец, и получе-
ния требуемой шунтовой чувствительности. Номинальная величина
вместе с сопротивлением кабеля и соединительных проводов должна быть
не менее 2,2 Ом.
Импульсное питание достигается за счет включения в цепь питания
фронтового контакта маятникового трансмиттера типа МТ-1. При напряжении питания 12 В он замыкает свои контакты 95–115 раз в минуту, по-
сылая в линию равномерные импульсы, длительностью 0,24–0,3 с.
В качестве путевого реле используется поляризованное реле типа
ИМШ-0,3 сопротивлением 0,3 Ом. Реле имеет один тройниковый контакт
и регулируется с преобладанием, поэтому подключать реле в рельсовую
цепь необходимо в соответствии с указанной на его обмотке полярностью
и напряжением в рельсах. Чередование полярности питания в соседних
рельсовых цепях позволяет сделать простую и надежную защиту от корот-
51
кого замыкания изолирующих стыков. При сходе стыков путевое реле от
импульсов обратной полярности соседней рельсовой цепи работать не будет.
Ток полного подъема реле – 280 мА, ток отпадания якоря реле – не
менее 135 мА. Ток непритяжения якоря реле – не менее 224 мА и ток перегрузки – не более 840 мА.
Аппаратура рельсовой цепи располагается в релейном шкафу вблизи
от релейного и питающего концов. Аккумуляторы и выпрямители размещаются в батарейном шкафу, устанавливаемом рядом с релейным.
Рельсовая цепь обеспечивает выполнение всех основных режимов.
Параметры аппаратуры рельсовой цепи выбраны исходя из следующих со-
ображений. Величина сопротивления
выбрана по условию гашения из-
бытка напряжения в коротких рельсовых цепях. Минимальное значение
сопротивления ограничено током короткого замыкания и условиями обеспечения шунтового режима.
Сопротивление путевого реле выбирается по минимуму потребляемой рельсовой цепью мощности.
Оптимальное значение сопротивления реле в длинных рельсовых
цепях получается равным 0,7 Ом. Однако контрольный режим обеспечивается лишь при сопротивлении реле 0,3 Ом. В этом случае обеспечивается и
шунтовой режим рельсовой цепи, а увеличение потребляемой мощности
незначительно.
Сопротивление балласта
, при котором ток в реле при изломе
рельса будет наибольшим, можно вычислить по формуле
где
=
(
+ 0,375
)(
2
+ 0,375
– минимальное сопротивление рельсовой петли, Ом.
=
= 0,2 2,5 = 0,5.
52
)
,
В
I II
Тр
~
6.3. Аппаратура рельсовых цепей постоянного тока
Электрическая схема выпрямителя ВАК-14М приведена на рис. 6.3.
Рис. 6.3. Выпрямитель ВАК
Трансформатор выпрямителя () служит для снижения подводимо-
го напряжения до требуемого уровня и плавной регулировки напряжения
на выходе в зависимости от тока нагрузки. Плавная регулировка напряжения осуществляется с помощью магнитного шунта (на рис. 6.3. заштрихован). При смещении шунта в левое положение часть магнитного потока,
создаваемого первичной обмоткой I, замыкается помимо вторичной обмотки II. Недостатком такого способа регулировки является зависимость
напряжения на выходе от тока нагрузки, поэтому напряжение на выходе
следует регулировать только при номинальной нагрузке. В качестве выпрямительных используются купроксные вентили, которые обладают высокой стабильностью характеристик и выдерживают значительные кратковременные перегрузки.
Маятниковый трансмиттер типа МТ является датчиком равномерных
импульсов тока и используется для импульсного питания рельсовых цепей
постоянного тока, а также для осуществления мигающего режима горения
светофорных ламп. Устройство МТ приведено на рис. 6.4.
53
УК
Кл
31
32
41
42
6
5
7
4
2
1
К
1
К
2
М
1
М
2
α
3
а
б
МТ
МТ
Рис. 6.4. Маятниковый трансмиттер: а – кинематическая схема;
б – условное обозначение
тушками К
Основными частями трансмиттера являются магнитопровод 1 с ка-
, К2 и насаженные жестко на ось 2 якорь 3, маятник 4, гетинак-
1
совые шайбы 5, 6, 7. При выключенном приборе маятник 4 занимает нижнее положение и устанавливает якорь 3 по оси O
тельно магнитной оси М
шайба 5 замыкает управляющий контакт УК, два других контакта (31-32 и
– М2 на угол α. В этом положении кулачковая
1
– O2, смещенной относи-
1
41-42) разомкнуты.
При замыкании ключом Кл цепи питания МТ по обмоткам К
и К2
1
протекает электрический ток, сердечники намагничиваются и возникает
магнитная сила, под действием которой якорь 3 стремится повернуться так,
чтобы его продольная ось совпала с осью М
54
– М2. Вместе с якорем повора-
1
C
3
R
3
42
41
C
2
R
2
32 31
4
3
C
1
R
1
1
2
УК
+
-
чиваются маятник и кулачковые шайбы. Вследствие поворота шайбы 5 размыкается контакт УК и выключает ток в обмотках. Магнитная сила, удерживающая якорь по оси М
– М2, исчезает, и последний под действием силы
1
тяжести маятника возвращается в исходное состояние, увлекая за собой ось
и жестко связанные с ней шайбы 5, 6, 7. Шайба 5 при этом замыкает контакт
УК и восстанавливает цепь тока в обмотках. При дальнейшей работе маятник раскачивается до определенной амплитуды, получая в каждом периоде
качания толчок за счет энергии магнитного поля катушек трансмиттера, а
контакты МТ замыкаются и размыкаются. Контакт УК коммутирует собственную цепь питания МТ, а контакты 31-32, 41-42 могут использоваться в
рельсовой цепи или цепи управления светофорных ламп для создания импульсного режима их работы. Для защиты контактов УК, 31-32, 41-42 от
подгорания при коммутации электрических цепей и увеличения срока их
работы используются искрогасящие цепочки RC (рис. 6.5).
Рис. 6.5. Схема защиты контактов МТ от подгорания:
, C2, C3 = 1мкФ; R1 = 30 Ом; R2, R3 = 10 Ом
C
1
Предложенная защита должна допускать один год непрерывной работы при активной нагрузке на каждую пару рабочих контактов 0,25 А постоянного тока при напряжении 12 В и температуре 20 ± 5 °С без подрегулировки и зачистки. Переходное сопротивление контактов должно быть не
более 0,05 Ом.
Маятниковые трансмиттеры выпускаются двух типов: МТ-1 и МТ-2.
Электрические и временные характеристики приборов приведены в табл. 6.1.
55
Напряжение питания постоянным током
при параллельном включении катушек, В
Сопротивление
Ом
Напряжение питания постоянным током
при последовательном включении катушек, В
Сопротивление катушек, включенных последов
тельно, Ом
Продолжительность замыкания
Продолжительность размыкания контактов 41
Продолжительность замыкания контактов 31
Продолжительность размыкания контактов 31
Число колебаний маятника в минуту при напряжении
12 ± 2В или 24 ± 4В
Таблица 6.1
Характеристики маятниковых трансмиттеров
Характеристика МТ-1 МТ-2
катушек, включенных параллельно,
а-
контактов 41–42, с
–42, с
–32, с
12 ± 2 12 ± 2
150 ± 10% 150 ± 10%
24 ± 4 24 ± 4
600 ± 10% 600 ± 10%
0,27 ± 0,03 1 ± 0,05
Не нормируется 0,5 ± 0,1
0,27 ± 0,03 0,75 ± 0,1
–32, с
Не нормируется 0,75 ± 0,1
105 ± 10 40 ± 2
Контрольные вопросы и задания
1. Перечислите аппаратуру рельсовых цепей постоянного тока.
2. За счет чего увеличивается длина рельсовой цепи постоянного то-
ка с импульсным питанием?
3. Почему рельсовая цепь постоянного тока с непрерывным питанием
обеспечивает выполнение контрольного режима только по излому рельса?
4. Для чего используется и как работает выпрямитель ВАК?
5. Для чего используется и как работает маятниковый трансмиттер?
56
Т
C
и
C
п1
C
п2
ТИ
FV
R
и
Z
о
ПТ
ПХ ОХ~220В
РШ
ДТ-0,6
-500
(n = 15)
ДТ-0,2-500
(n = 23)
FV
ДПТ
ДПТ
C
к
ДТ
ДТИ
R
и
Z
к
КТ
ПХОХ~220
В
РШ
C
ид
1
3
6 2
ЗБФ-1
И
l ≤ 2600м
w
0
w
0
w
0
ИВГ-М
7. РЕЛЬСОВЫЕ ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
7.1. Кодовая рельсовая цепь переменного тока частотой 50 Гц
Кодовые рельсовые цепи частотой 50 Гц применяют на перегонах,
оборудованных электротягой постоянного тока. Эти рельсовые цепи служат не только для контроля свободности данного блок-участка, но и для
передачи информации о состоянии двух последующих блок-участков.
Питаются рельсовые цепи переменным током частотой 50 Гц от высоковольтной линии автоблокировки или от линии продольного электроснабжения (резерв).
Принципиальная схема рельсовой цепи приведена на рис. 7.1.
Рис. 7.1. Принципиальная схема кодовой рельсовой цепи переменного тока
Кодовый режим работы для данных рельсовых цепей является нормальным. Источником кодов является кодовый путевой трансмиттер
(КПТ) типа КПТШ-515 или КПТШ-715 или бесконтактный кодовый
частотой 50 Гц
трансмиттер БКТ.
57
Кодовый путевой трансмиттер с трансмиттерным реле Т типа ТШ65В, либо бесконтактный кодовый трансмиттер БКТ устанавливают на питающем конце рельсовой цепи, а импульсное путевое реле на релейном
конце (куда вступает поезд при правильном направлении движения).
Для пропуска обратного тягового тока на стыках смежных рельсовых
цепей устанавливают дроссель-трансформаторы (ДТ). На двухпутных
участках на питающем конце устанавливают ДТ-0,6-500, а на релейном
ДТ-0,2-500. На однопутных участках (двусторонняя автоблокировка) на
обоих концах рельсовой цепи устанавливают дроссель-трансформаторы
типа ДТ-0,6-500.
Тяговый ток протекает по обоим рельсам в одном направлении, а по
основным полуобмоткам ДТ
′
и
′′
– всегда встречно, поэтому гармони-
ки тягового тока не наводят напряжения в дополнительной обмотке
. ДТ
выполнен на Ш-образном железном сердечнике большого сечения с целью
повышения сопротивления основной обмотки сигнальному току. В магнитной системе ДТ имеется воздушный зазор, который уменьшает влияние
подмагничивания тяговым током на сопротивление основной обмотки. Величина зазора составляет 1,5–2,0 мм и регулируется на заводе при изготовлении ДТ. Изменять его в процессе эксплуатации нельзя.
На питающем конце рельсовой цепи для компенсации реактивной
составляющей сопротивления ДТ устанавливаются конденсаторы
. Для уменьшения тока короткого замыкания и получения требуемой
п
п
и
шунтовой чувствительности последовательно с путевым трансформатором
включается ограничивающее сопротивление
. С целью уменьшения ак-
о
тивной мощности, потребляемой рельсовой цепью, в качестве ограничителя используется реактор типа РОБС (реактор однофазный броневой сухой).
На релейном конце рельсовой цепи кроме ДТ устанавливаются защитный блок-фильтр (ЗБФ) и путевое реле.
В качестве путевого используется поляризованное импульсное реле
типа ИМВШ-110 или герконовое реле ИВГ. Внутри реле установлен выпрямительный мостик. Реле имеет следующие характеристики, указанные
в табл. 7.1.
58
Допустимая
6,0
1,0
2,3
На постоянном токе
12,0
2,0
3,2
На переменном токе
0,2
1,5
|Z
вх.о
|, Ом
2,0 2,5 3,0
l, км
1,0
Таблица 7.1
Характеристики реле ИВГ
Сопротивление
перегрузка
постоянному току
не более, В
110±10%, Ом
Отпадание
не менее, В
Притяжение
Примечание
не более, В
Защита смежных рельсовых цепей от взаимного влияния при сходе
изолирующих стыков обеспечивается чередованием КПТ разного типа
(КПТШ-515 и КПТШ-715 в смежных цепях).
Рассмотрим выбор параметров аппаратуры кодовой рельсовой цепи
частотой 50 Гц. Наибольшая шунтовая чувствительность может быть получена при равных входных сопротивлениях на питающем и релейном
концах рельсовой цепи, причем с точки зрения шунтового режима это со-
противление должно быть возможно выше, а с точки зрения контрольного
возможно ниже. Задаваясь нормативным значением сопротивления шунта
0,06 Ом, можно построить график зависимости минимального значения
входного сопротивления, при котором обеспечивается выполнение шунтового режима, от длины рельсовой цепи (рис. 7.2). При значениях входного
сопротивления по концам рельсовой цепи
, лежащих под кривой, не
вх.о
обеспечивается выполнение шунтового режима.
Рис. 7.2. Зависимость минимального значения входного сопротивления
по концам рельсовой цепи от ее длины по условиям выполнения
шунтового режима
59
Z
о
U
т
∙
Z
дп
İт
Z
об
İн
Z
вх.о
Z
вх
U
н
∙
Исходя из этого графика для рельсовых цепей различной длины выбраны значения входных сопротивлений по концам – 0,2 Ом. При этом
значении также обеспечивается выполнение контрольного режима.
Выбор аппаратуры питающего конца производится из условий минимального расхода мощности. Питающий конец можно представить в ви-
де следующей эквивалентной схемы (рис. 7.3). Здесь
ограничителя,
дроссель-трансформатора питающего конца;
– сопротивление холостого хода основной обмотки
дп
– входное сопротивление
вх
– сопротивление
о
рельсовой линии.
Рис. 7.3. Схема замещения питающего конца кодовой рельсовой цепи
Мощность, потребляемая рельсовой цепью, равна
=
н
н
=
т
т
н
н
+
то
=
1 +
н
1
;
о
об
1
об
=
1
+
дп
;
1
вх
=
н
1 +
+
1
дп
1
вх
1
о
вх.о
+
1
дп
.
Принимая сопротивление путевого трансформатора равным нулю,
можно записать
вх.о
=
о+
60
одп
.
дп