Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Устройство и анализ работы рельсовых цепей. Учебно-методическое пособие.pdf
RU
ПТ
~220В
ДТ-0,2-500
(n = 40)
ДТ-0,2-500
(n = 40)
l ≤ 1500м
R
о
C
о
R
и
C
и
Т
П
ПХ
~220В
П
КТ
Т1
П1
ОХ
~220В
RU
R
к
C
к
R
д
C
р1
C
р2
ОХ
ПХ
ПХ
ОХ
Пост ЭЦ
ДСШ-12
выми системами АБ и АЛСН. Эти рельсовые цепи могут кодироваться как
с питающего, так и с релейного конца. Схема рельсовой цепи приведена на
рис. 7.10.
Рис. 7.10. Принципиальная схема двухдроссельной рельсовой цепи часто-
той 50 Гц с реле ДСШ-12
Кодовые сигналы АЛСН накладываются как с питающего, так и с
релейного конца с момента занятия РЦ. При наложении АЛСН с питающего конца РЦ применяют предварительное включение трансмиттерных реле,
при этом кодирующий фронтовой контакт в цепи питающего конца РЦ
должен быть зашунтирован фронтовым контактом основного путевого реле. Если кодовые сигналы АЛСН накладывают с обоих концов РЦ приемоотправочных путей, то на релейном и питающих концах используют
трансмиттеры различных типов (КПТШ-515 и КПТШ-715). Минимальный
ток АЛСН на входном конце РЦ должен быть 2 А.
Минимальный ток АЛСН 2 А на входном конце РЦ при кодировании
ее с питающего конца обеспечивается установкой необходимого напряже-
71
ния на вторичной обмотке ПТ. При кодировании РЦ с релейного конца ток
АЛСН регулируют изменением напряжения на вторичной обмотке КТ. Для
того чтобы путевое реле не сработало от своего КТ, последний должен
быть включен через тыловой контакт повторителя путевого реле.
Особенностью рельсовых цепей данного типа является использование фазочувствительного реле, тяговое усилие которого зависит не только
от амплитуды, но и от фазы сигнала на его входе. Реле имеет две обмотки:
местную и путевую. Токи, протекающие по этим обмоткам, создают пото-
ки соответственно
сектор реле, наводя в нем вихревые токи
потоком
и с потоком
и
, которые пересекают подвижной алюминиевый
и . Взаимодействие токов
создает вращающий момент сектора М
с
=
sin ,
где
– ток местного элемента;
– ток путевого элемента;
– коэффициент пропорциональности;
– угол между токами местного и путевого элемента.
При = 90
°
вращающий момент будет наибольшим. Если обозна-
чить через угол расстройки, т. е. угол, дополняющий фактический до
идеального
= 90
°
,
тогда = + 90
°
и
°
)
=
sin(+ 90
=
cos .
Для компенсации угла расстройки необходимо увеличивать ток пу-
тевого элемента в 1/cos раз.
У реле ДСШ-12 угол между напряжением и током путевого элемента
= 65
°
, а между током и напряжением местного элемента
= 72°. Иде-
альные фазовые соотношения между напряжением и токами для реле
72
U
п
I
м
U
м
I
п
αп = 97°
αм =
72°
αп = 65°
αп = 83°
αп = -18°
ПХ
φ
ОХ
ДСШ-12 показаны на рис. 7.11. Обычно угол измеряют не между токами, а
между током путевой и напряжением местной обмотки или током местной
и напряжением путевой обмотки, если используются приборы электродинамической системы, или между напряжениями путевой и местной обмоток при использовании электронных фазометров. При использовании электронного фазометра, если принять за опорное напряжение на местной обмотке, идеальные соотношения наблюдаются, когда напряжение на путе-
°
вом элементе опережает местное на 83
токами равен 90
°
, а реле работает с отрицательным фазовым сдвигом).
(так как в этом случае угол между
Рис. 7.11. Векторная диаграмма токов и напряжений для реле ДСШ-12
Требуемый угол между напряжениями создается за счет рельсовой
линии и приборов, включенных между питающими и релейными концами,
так как напряжение на местную обмотку подается непосредственно от линии. Таким образом, рельсовая цепь представляет собой фазовращательную схему (рис. 7.12).
Рис. 7.12. Подключение реле ДСШ к рельсовой цепи
73
Достоинством рельсовой цепи подобного типа является надежная
защита от короткого замыкания изолирующих стыков. В соседнюю рельсовую цепь питание подается в противофазе, поэтому при коротком замыкании стыков, когда путевое реле будет получать ток обратной полярности, вращающий момент сектора реле меняет знак и сектор опускается.
В рельсовой цепи использованы следующие приборы: ПТ – путевой
трансформатор типа ПОБС-3А,
27 Ом;
– конденсаторный блок КБ4 × 4; ДТ-0,2 – дроссель-
– ограничивающие сопротивления 4 ×
трансформатор; КТ – кодирующий трансформатор релейного конца ПОБС-
3А;
денсаторный блок КБ4 × 4;
– ограничивающие кодовый ток сопротивления 2 × 27 Ом;
– дополнительное сопротивление 47 Ом;
,
– конденсаторные блоки КБ4 × 1, П – путевое реле ДСШ-12.
– кон-
Трансформатор ПОБС-3А служит для подачи на вход рельсовой цепи определенного напряжения, зависящего в первую очередь от длины
рельсовой цепи. Мощность трансформатора – 300 В·А. Его вторичная обмотка секционирована, что позволяет получить от него напряжение от 5,5
до 250 В.
Особенностью рельсовых цепей с реле ДСШ является применение
емкостного ограничителя, использование которого позволяет: во-первых,
получить на релейном конце требуемые фазовые соотношения, во-вторых,
уменьшить мощность, потребляемую рельсовой цепью в режиме короткого
замыкания. Величина емкости
чения требуемых фазовых соотношений, a
току короткого замыкания при пробое конденсатора
определяется расчетом по условию полу-
выбирается по допустимому
.
В качестве дроссель-трансформатора при электротяге постоянного
тока используется дроссель-трансформатор ДТ-0,2. Секционирование вторичной обмотки позволяет устанавливать коэффициент трансформации от
7 до 40. В данной рельсовой цепи коэффициент трансформации устанавливается равным 40, так как это позволяет уменьшить емкость конденсатора
и потери в соединительных проводах.
На релейном конце сопротивление
служит для ограничения тяго-
вого тока, ответвляющегося в аппаратуру рельсовой цепи.
74
В качестве кодирующего используется трансформатор ПОБС-3А.
Мощность трансформатора – 300 В·А.
Емкость и сопротивление
выполняют роль ограничителя кодо-
вого тока при кодировании с релейного конца.
,
Конденсаторы
в рельсовых цепях с наложением режима АЛС
служат для получения на релейном конце требуемого тока АЛС. Их суммарная емкость выбирается такой, чтобы они настраивали релейный конец
в режим, близкий к резонансу токов. При этом входное сопротивление ре-
ле с подключенным конденсатором повышается до 1330
Ом, а напря-
жение на релейном конце такое, что обеспечивается требуемый ток АЛС.
В рельсовой цепи без наложения режима АЛС конденсаторы
,
слу-
жат для получения требуемых фазовых соотношений на реле.
Защита аппаратуры двухниточных РЦ с ДТ от коммутационных перенапряжений, возникающих при коротких замыканиях в контактной сети
или при ударе молнии в контактную сеть, осуществляется оксидноцинковыми выравнивателями RU типа ВОЦ-220 или ВОЦШ-220.
Рельсовая цепь с фазочувствительным приемником в нормальном
режиме регулируется так, чтобы при минимальном сопротивлении изоляции угол расстройки был минимальным и не более 25
°
. При увеличении
сопротивления изоляции угол расстройки увеличивается, но одновременное увеличение тока путевого элемента не вызывает уменьшения вращающего момента.
В шунтовом и контрольном режимах изменяется не только ток, про-
ходящий через путевую обмотку, но и фазовые соотношения на реле, поэтому коэффициенты шунтового и контрольного режимов определяются
по формулам
=
os(
;
)
=
cos(
;
)
75
З 0,35 0,12 0,22 0,12 0,22
0,57
t
Ж 0,38 0,12 0,38 0,72
t
КЖ 0,23
t
0,57 0,23 0,57
1,6 с
0,8 с 0,8 с
где
= 6,3 );
– напряжение надежного отпадания реле (для реле ДСШ-12
,
– фактическое напряжение на реле в шунтовом или кон-
трольном режимах;
,
– аргумент сопротивления передачи в шунтовом или кон-
трольном режимах;
= 18
°
– идеальный угол.
7.4. Аппаратура рельсовых цепей переменного тока
Кодовые путевые трансмиттеры типа КПТ (КПТШ) генерируют ком-
бинации импульсов и интервалов, различающихся числом импульсов в
кодовом цикле (длительность одной комбинации). Эти комбинации называются числовым кодом и используются для передачи информации о свободности участков пути на сигнальные точки и на локомотив движущегося
поезда. Информация передается по рельсовым цепям.
Путевые трансмиттеры КПТ и КПТШ вырабатывают три кодовых
комбинации числового кода (рис. 7.13 и 7.14). Продолжительность импульсов и коротких интервалов может отклоняться от указанных номинальных значений на ± 0,01 секунды, а длинного интервала – на ± 0,02 секунды. Кодовый путевой трансмиттер КПТ отличается от КПТШ только
тем, что последний имеет штепсельный разъем для включения его в схему.
Рис. 7.13. Кодовые комбинации числового кода КПТШ-515
76
З 0,35
0,12
0,24 0,12 0,24 0,79
t
Ж 0,35 0,12 0,60 0,79
КЖ 0,3 0,63
1,86 с
0,93
с 0,93 с
t
t
0,3 0,63
Рис. 7.14. Кодовые комбинации числового кода КПТШ-715
Устройство кодового путевого трансмиттера приведено на рис. 7.15.
Основные части трансмиттера:
1) однофазный асинхронный двигатель (Д) с короткозамкнутым ро-
тором. При холостом ходе число оборотов в минуту на частоте 50
Гц питающего тока не менее 980 и на частоте 75 Гц – 1470, мощность двигателя 16 В·А. Конденсатор, подключенный к одной из
обмоток статора, обеспечивает сдвиг по фазе (около 90°) между
токами обмоток и создает вращающееся магнитное поле;
2) червячный редуктор, состоит из текстолитового червячного коле-
са и стального червяка, вращается двигателем и служит для снижения числа оборотов последнего;
3) барабан кодовых шайб, насаженных на наружный конец оси червячного колеса;
4) контактная система;
5) автотрансформатор, понижает напряжение, подаваемое на вход
КПТ, до величины 100 В.
Контактная система имеет три группы контактов на замыкание.
Каждая группа управляется своей вращаемой электродвигателем кодовой
шайбой с выступами, по окружности которой катится наружное кольцо
шарикоподшипника. Обойма с осью подшипника прикреплена к подвижной контактной пружине, когда подшипник набегает на выступ шайбы,
пружина отжимается и замыкает контакт. Число замыканий на один оборот
шайбы зависит от числа ее выступов. Шайба зеленого огня имеет три выступа, и поэтому за один оборот создается кодовая комбинация кода З с
77
з
Ж
КЖ
з
Ж
КЖ
ПХ
ОХ
3
4
1
Д
1 2
К2
Н2
C=6 мкФ
R=360 Ом
R=170 Ом
К1
Н1
5
~110 ~220
110 220
Тр
0Д
2
КЖ
Ж
з
з2
Оз2
з1
Оз1
Ж2
ОЖ2
Ж1
ОЖ2
КЖ2
ОКЖ2
КЖ1
ОКЖ1
а б
в
тремя импульсами. У шайбы желтого огня Ж и желтого с красным КЖ два
выступа, и за один оборот создается одна комбинация кода Ж с двумя импульсами и две комбинации кода КЖ с одним импульсом в кодовом цикле
(рис. 7.13 и 7.14).
Рис. 7.15. Кодовый путевой трансмиттер: а – функциональная схема;
б – контактные группы; в – условное обозначение
Электрические схемы трансформаторов предусматривают питание
их от источников тока напряжением 110 В и 220 В. При включении трансмиттеров в сеть напряжением 110 В (клеммы 0-110) или в сеть с напряжением 220 В (0-220) устанавливается перемычка между клеммами 0–Д. В
случае завышенного напряжения в сети 220В для защиты от перегрузки
электродвигателя КПТ перемычка устанавливается между клеммами 220Д.
78
з
Ж
КЖ
КПТ
ОХПХ
Схема
выбора
кода
П
Т
Т
М
в РЦ
Контакты трансмиттеров КПТ, КПТШ должны выдерживать один
год непрерывной работы при нагрузке 150 мА и напряжении 12 В постоянного тока при температуре 20±5 °С без подрегулировки и зачистки контактов. Переходное сопротивление контактов не должно превышать 0,05
Ом. При коммутации рельсовых цепей переменного тока большой мощности вместо контактов КПТ используются усиленные контакты специальных трансмиттерных реле Т, которые запитываются через контакты КПТ и
повторяют их работу (рис. 7.16).
Рис. 7.16. Схема включения трансмиттерного реле Т
Коммутация в кодируемых и импульсных рельсовых цепях осуществляется трансмиттерными реле с усиленными контактами, обладающими
большой износостойкостью и способностью без опасности сваривания размыкать и замыкать рельсовые цепи переменного тока при потребляемой
мощности до 600 В·А. Так как сопротивление нагрузки (входное сопротивление рельсовой цепи) носит индуктивный характер, необходимо применять
специальные меры для защиты контактов от электрической эрозии.
Принцип защиты основан на шунтировании нагрузки RC-цепочкой
так, как это показано на рис. 7.17, а.
79
R
и
C
и
Т
C
2
Т
Z
о
C
1
ПХ
ОХ
ДТ
ДТ
Cи = 14 мкФ
Rи = 14 Ом
а б
C1 = 4 мкФ
C2 = 20 Ом
Рис. 7.17. Принципиальные схемы защиты контактов трансмиттерного ре-
ле: а – при включении контакта реле Т в первичную обмотку;
б – при включении контакта реле Т во вторичную обмотку
При коммутации цепи контактом реле Т экстратоки размыкания
шунтируются RC-цепочкой, вследствие чего уменьшается скорость изменения тока и ЭДС самоиндукции на размыкающемся контакте. Такая схема
защиты применяется при включении контакта реле Т в первичную обмотку
питающего трансформатора.
В кодовых рельсовых цепях переменного тока частотой 50 Гц контакт реле Т включается во вторичную обмотку. Искрогашение достигается
разделением компенсирующей емкости рельсовой цепи на две, включаемых по обе стороны от контакта Т (рис. 7.17, б). Этим обеспечиваются хорошие условия для искрогашения при размыкании контакта, так как емко-
сти
и
шунтируют оба контура: входного сопротивления рельсовой
цепи и путевого трансформатора. Но такая схема создает тяжелые условия
для работы контактов при замыкании, так как в момент замыкания заря-
женный конденсатор
через контакт реле протекает большой разрядный ток, величина которого в
первый момент времени ограничивается только сопротивлением замыкающих контактов.
В связи с этим для кодирования рельсовых цепей в устройствах кодовой автоблокировки и автоматической локомотивной сигнализации ис-
подключается к разряженному конденсатору
80
и