3.1. Режимы работы рельсовых цепей

Взависимости от внешних воздействий РЦ может находиться в разных рабочих состояниях (режимах работы), основными из которых являются нормальный, шунтовой и контрольный.

В теории рельсовых цепей рассматривают также режим автоматической локомотивной сигнализации (режим АЛС) и режим короткого замыкания аппаратуры питающего конца РЦ при вступлении поезда.

Достоверность выполнения того или иного режима реальной РЦ существенно зависит от внешних условий. Рассмотрим режимы работы РЦ и критерии, характеризующие эти режимы [1, 2, 13].

Нормальный режим соответствует свободному и исправному состоянию участка пути. Напряжение на путевом приемнике при наихудших условиях должно быть не ниже напряжения надежного срабатывания (рабочее напряжение), а при наилучших – не выше допустимого напряжения перегрузки путевого приемника:

.

Принимают , (3.1)

где – напряжение срабатывания реле данного типа (по паспорту);

–коэффициент запаса по срабатыванию реле. Для электромагнитных реле при непрерывном питании =1; при импульсном=1,2 (для улучшения временных характеристик реле); для реле типа ДСШ=1,25…1,4.

При условиях, наилучших для нормального режима (наилучшие условия с точки зрения передачи энергии от передатчика к путевому приемнику), напряжение на обмотке путевого реле увеличивается (перегрузка приемника), что может привести к выходу его из строя. Допустимое напряжение перегрузки путевого приемника

(3.2)

где – допустимый коэффициент перегрузки реле данного типа (по паспорту).

Рельсовую цепь в нормальном режиме можно оценивать также по критерию величины напряжения источника питания. При этом должно выполняться условие

,

где - напряжение питания РЦ, обеспечивающее напряжениена путевом приемнике при наихудших условиях;

- фактическое напряжение источника питания;

- напряжение питания РЦ, обеспечивающее напряжение на путевом приемнике при наилучших условиях.

Шунтовой режим наступает при занятости участка пути подвижным составом. Напряжение на путевом приемнике при наихудших условиях должно быть не выше напряжения надежного несрабатывания

где – коэффициент запаса по несрабатыванию реле. Для электромагнитных реле при непрерывном питании=0,6; при импульсном=0,7; для реле типа ДСШ=0,85.

–напряжение несрабатывания. При непрерывном питании (напряжение отпускания), при импульсном.

При рассмотрении работы РЦ в шунтовом режиме необходимо учитывать, что поездной шунт (сопротивление колесных пар подвижной единицы и переходные сопротивления "рельс-колесо") имеет некоторое сопротивление и не оказывает полного шунтирующего воздействия, то есть на путевой приемник попадает часть тока источника питания. Это может привести к опасной ситуации, когда при занятой РЦ путевое реле не отпустит свой якорь.

Рельсовая цепь в шунтовом режиме может характеризоваться одним из двух критериев – абсолютная шунтовая чувствительность или коэффициент чувствительности к нормативному шунту.

Абсолютная шунтовая чувствительность R_ш – это такое максимальное сопротивление шунта, при наложении которого в наихудшей точке рельсовой линии при наихудших условиях напряжение на путевом реле снижается до величины напряжения надежного несрабатывания. Это означает, что РЦ при наихудших условиях "почувствует", то есть зафиксирует вступление любого поезда с сопротивлением поездного шунта в пределах от 0 до величины, равной шунтовой чувствительности РЦ.

Путем измерений было установлено, что сопротивление поездного шунта не превышает 0,06 Ом. Данная величина принята в качестве нормативного шунта =0,06 Ом. Исходя из этого к шунтовой чувствительности РЦ предъявляется требование

≥0,06 Ом. (3.3)

Коэффициент чувствительности к нормативному шунту К_ш (или коэффициент шунтовой чувствительности) количественно оценивает эффект снижения напряжения на обмотке путевого реле при наложении шунта и определяется по формуле

(3.4)

где -модуль фактического напряжения на путевом реле при наложении нормативного шунта в наихудшей точке РЛ при наихудших условиях;

-модуль максимально допустимого напряжения питания РЦ в шунтовом режиме (напряжение питания РЦ, обеспечивающее напряжение на путевом приемнике, равное напряжению надежного несрабатывания при наложении нормативного шунта в наихудшей точке РЛ при наихудших условиях).

Для любой рельсовой цепи должно выполняться условие

≥1. (3.5)

Контрольный режим характеризуется изломом или изъятием рельса. Напряжение на путевом приемнике при наихудших условиях и изломе в наихудшей точке должно быть не выше напряжения надежного несрабатывания.

Критерием оценки РЦ в этом режиме является коэффициент чувствительности к повреждению рельса

(3.6)

где -модуль фактического напряжения на путевом реле при изломе рельса в наихудшей точке при наихудших условиях;

- модуль максимально допустимого напряжения питания РЦ в контрольном режиме (напряжение питания РЦ, обеспечивающее напряжение на путевом приемнике, равное напряжению надежного несрабатывания, при изломе рельса в наихудшей точке при наихудших условиях).

Для любой рельсовой цепи должно выполняться условие

≥1.

Режим АЛС соответствует наложению шунта (нахождению поезда) на релейном конце рельсовой линии. При этом ток в рельсах в конце рельсовой линии (под приемными катушками локомотива) при наихудших условиях должен быть не ниже нормативного, то есть должно выполняться условие

.

Величина нормативного тока зависит от вида тяги поездов и составляет:

• при автономной тяге 1,2 А,

• при электрической тяге постоянного тока 2 А,

• при электрической тяге переменного тока 1,4 А.