6 Розділ 2 ТРЦ

2 Тональні рейкові кола

2.1 Вибір і характеристика

Класичні рейкові кола мають багато суттєвих недоліків, а саме: використання ізолюючих стиків; обмежений об’єм інформації про умови руху потяга; неможливість використання на дільницях з низьким опором ізоляції РЛ; низька швидкодія; недостатня надійність системи; велика тривалість відновлення після відмов; великі затрати на обслуговування. В зв’язку з цим у перспективі можливе переобладнання дільниці залізниці на більш сучасні та надійні тональні рейкові кола.

Основні переваги тональних рейкових кіл у порівнянні з класичними:

– виключаються ізолюючі стики;

– відпадає необхідність встановлення дорогих дросель-трансформаторів;

– поліпшені умови протікання зворотного тягового струму по рейковій лінії;

– підвищується завадо захищеність рейкового кола;

– підвищується чутливість приймача і як наслідок зменшується потужність, яка споживається тональними рейковими колами.

Рейковими колами тональної частоти, або тональними рейковими колами (ТРК), називають клас рейкових кіл, частота сигнального струму яких знаходиться в діапазоні тональних частот.

Сигнальні струми ТРК являють собою амплітудно-модульовані сигнали, в яких несучі синусоїдальні частоти модулюються сигналами низької частоти 8 і 12 Гц. Отже, в якості відмінних ознак сигнального струму використовуються значення несучої та частоти модуляції. Апаратура ТРК (генератори, колійні фільтри, колійні приймачі) і АЛС розміщуються в релейних шафах, або на посту ЕЦ.

У безпосередній близькості від рейкової лінії в колійних ящиках (КЯ) встановлюються колійні трансформатори (КТ) та елементи захисту ТРК (розрядники FV типа РВНШ-250, автоматичні вимикачі QF типа АВМ2 та захисні резистори Rз типа РМР-1).

В режимі АЛС використовується частота сигнального струму 25 Гц. Схеми ТРК передбачують кодування струмами АЛС як з живлячого так і з релейного кінців.

Генератор колійний ГК3 призначений для формування та підсилення АМ сигналів у діапазоні від 420 Гц до 780 Гц (420, 480, 580, 720, 780 Гц). ГК формують та підсилюють амплітудно-модульовані сигнали із 100% маніпуляцією та синусоїдальною формою несучої частоти. Генератор містить такі функціональні вузли: вторинне джерело живлення, генератор несучих частот, генератор частот модуляції та маніпулятор, попередній підсилювач потужності, вихідний підсилювач потужності. Шляхом перебудови зовнішніх з’єднувачів генератора можна отримати весь спектр необхідних частот.

Колійні фільтри ФПМ виконують наступні функції: захист вихідних ланцюгів колійного генератора від впливу струмів АЛС; тягового струму та перенапруження, що виникають в РЛ; забезпечення необхідного зворотного вхідного опору апаратури живлячого кінця РЛ; гальванічну розв’язку вихідного кола генератора від кабелю. Фільтр являє собою послідовний коливальний контур, що вміщує трансформатор і набор конденсаторів. Він має вузьку полосою пропускання 24Гц. Фільтр складається з послідовного резонансного контура, який підбором ємності налаштовують на відповідну частоту. Випускають два типа фільтрів: ФПМ8,9,11 і ФПМ11,14,15. Перший з них використовують при передачі сигналів з несучими частотами 420,480 або 580 Гц, а другий – 580, 720 або 780 Гц.

Колійні приймачі ПП призначенні для прийому та дешифрування амплітудно-модульованих сигналів і керування колійним реле у відповідності з

рівнем цього сигналу. При справному та вільному ТРК напруга на вході ПП дорівнює напрузі надійного спрацювання. Навантаження приймачів – реле АНШ2-1230 з паралельно з’єднаними обмотками.

Згідно із завданням, в розрахунках необхідно використовувати частоти сигнального струму ТРК 420 Гц, 480 Гц,580 Гц,720 Гц, 780 Гц, а частоти модуляції 8 та 12 Гц.

2.2 Складання схеми заміщення для нормального режиму

Особливістю аналізу рейкових кіл без ізолюючих стиків є те, що на схему заміщення здійснює вплив необмежена довжина суміжних РЛ, а також на контрольованій ділянці має місце два рейкових кола, які отримують один і той же сигнал від генератора, який розповсюджується як вліво так і вправо від точок підключення апаратури живлячого кінця. Вихідними даними для проведення розрахунку ТРК без ізолюючих стиків є паспортні дані колійного приймача та найгірші умови, при яких на вході ПП повинен бути забезпечений рівень надійного спрацювання.

При складанні схеми заміщення враховуються наступні умови:

– відсутність ізолюючих стиків, що потребує урахування вхідних опорів суміжних РК;

– використання кабелю відносно великої довжини для підключення апаратури ТРК до РЛ, що потребує врахування опору та ємності жил кабелю та їх узгодження з опором апаратури;

– наявність зони додаткового шунтування, що призводить до необхідності дослідження та розрахунку її довжини в залежності від довжини ТРК, частоти сигнального струму та зміни опору баласту;

– різна довжина суміжних ТРК;

– вплив сигналу від генератора одного ТРК на приймач іншого ТРК тієї ж частоти.

Принципову схему тонального рейкового кола та двох суміжних ТРК приведено на рисунку 2.1.

Схему заміщення тонального рейкового кола та двох суміжних рейкових кіл, приведено на рисунку 2.2 .

Аналіз ТРК в нормальному режимі проводиться методом згортання схеми заміщення до вигляду класичного РК та визначення рівеня сигналу, що знімається з генератора, необхідного для забезпечення надійного спрацювання колійних приймачів, що знаходяться зліва та справа від живлячого кінця. Розрахунок проводиться при найгірших умовах для нормального режиму.

Перше перетворення лівого плеча:

Перше перетворення правого плеча:

В результаті цього перетворення отримуємо схему, наведену на рисунку 2.3.

Знаходимо вхідний опір релейного кінця лівого плеча:

Схема, отримана шляхом цього перетворення наведена на рисунку 2.4.

Знаходимо еквівалентний опір лівого плеча:

Знаходимо вхідний опір лівого плеча:

Спрощену схему заміщення наведено на рисунку 2.5.

В тональних рейкових колах для визначення зони додаткового шунтування виконують аналіз зміни сигналу на вході колійного приймача. Розглянемо на прикладі при переміщенні рухомої одиниці зліва направо, відложимо по вертикальній осі рівні напруг, достатніх для закриття, або відкриття колійного приймача. По горизонтальній осі відкладаємо кілометраж руху потяга.

При необхідності встановлення прохідного світлофору АБ перед даним рейковим колом, необхідно винести цей сигнал з урахуванням плаваючої зони шунтування та врахувати запас п’ять метрів. При звільненні дільниці, що контролюється спостерігається збільшення сигналу на вході ПП. Чим далі колісна пара посліднього вагона, тим більше сигнал на вході ПП та досягає рівня надійного спрацювання вхідного каскаду електронного колійного приймача.

2.3 Технічне обслуговування

Вимірювання залишкової напруги на вході колійних приймачів і обмотках основних колійних реле при накладанні шунта здійснюється 1 раз у квартал, при заміні апаратури ТРК та після ремонту релейних живильних кабелів ТРК елекромеханіком та електромонтером. Вимірювання пульсації постійного струму блока живлення генераторів типів ГП3, ГП4, ГРЦ4 1 раз у 6 місяців (весною та восени) електромеханіком. Регулювання ТРК при заміні апаратури здійснюють старший електромеханік і електромеханік [6] .

До журналу форми ШУ-64 на станціях і карток форми ШУ-62 на перегонах для кожного рейкового кола повинні бути внесені межі допустимих значень напруги, що вказані в регулювальній таблиці або нормалях для даного рейкового кола:

–  максимальна напруга на виході колійного генератора;

–  максимальна та мінімальна напруги на вході колійного приймача;

–  розрахункова напруга на виході фільтра;

–  розрахункова напруга у рейках на живильному кінці рейкової лінії;

–  розрахункові значення напруги на вторинній обмотці кодуючих трансформаторів.

Крім цього також записуються:

–  назва і довжина рейкового кола (для станційних розгалужених – загальна довжина з врахуванням довжин відгалужень);

–  максимальна та мінімальна напруги на обмотці колійного реле;

–  максимальні залишкові напруги на вході колійного прий­мача та на обмотці колійного реле при накладанні шунта ШУ-01м;

–  максимальна напруга пульсації постійного струму колійних генераторів;

–  значення несучої і модулюючої частот сигнального струму.

Параметри рейкового кола вимірюють приладом з класом точності

вимірювань на змінному струмі не менше 2,5 і внутрішнім опором не менше 1,3 кОм. Для вимірювання параметрів застосовуються прилади наступних типів: Ц4380, Ц4312, В3-38, В3-55 та В7-63. При цьому для приладів типів Ц4380, Ц4312 вимірювання виконуються у діапазоні з межею вимірювання більше 0,3 В.

Напруга живлення блока колійного приймача повинна бути в межах від 16,0 В до  19,0 В. На передній панелі колійного приймача встановлені два світлодіоди, що сигналізують про його справність. При наявності живлення та справності колійного приймача та вільності рейкового кола обидва світлодіоди повинні почергово мигати з частотою модуляції сигналу.

Напруга живлення блока колійного генератора ГП-3, ГП-4, ГРЦ-4 повинна бути в межах від 31,0 В до 37,0 В, а генератора ГПУ – від 207,0 В до 241,5 В. На передній панелі колійного генератора встановлені два світлодіоди, що сигналізують про його справність. При наявності живлення і справності колійного генератора один із світлодіодів повинен мати рівне свічення, а другий – мигати з частотою модуляції сигналу.

Напруга на кодових трансформаторах, що відповідає нормативній величині стуму АЛС, повинна бути не менше зазначеної в регулювальній таблиці або нормалях для даного рейкового кола. При цьому максимальний струм на вхідних кінцях рейкового кола не повинен перевищувати 2,5 А і бути не менше нормативних значень.Напруга на основному колійному реле типу АНШ2-310 та додатковому реле типу АНШ2-1230 повинна бути в межах від 4,0 В до 8,0 В.

Залишкова напруга на вході колійних приймачів апаратури другого і третього покоління (ТРК2, ТРК3) при накладанні на рейкове коло шунта ШУ-01м повинна бути для не більше 0,23 В, а приймачів апаратури четвертого покоління (ТРК4) – не більше 0,075 В. Залишкова напруга на обмотках основних колійних реле при накладанні шунта ШУ-01м повинна

бути не більше 0,42 В. Напруга пульсації (змінної складової) постійного струму на контактах 2 – 4, 2 – 61 генераторів типу ГП, ГП3 і на контактах 11 – 32, 51 – 32 генераторів типу ГРЦ4, ГП4 не повинна перевищувати 0,9 В.

При пошуку причин порушення нормальної роботи рейкових кіл наявність сигнального струму в рейках перевіряється індуктивним перетворювачем струму типу А9-1.

Основним параметром при регулюванні тональних рейкових кіл є напруга на вході колійних приймачів U_ПП, яка повинна встановлюватися в межах від мінімального до максимального значення, вказаного в регулювальних таблицях або нормалях. Регулювання здійснюють шляхом зміни напруги, що подається від генератора.

Забороняється виконувати регулювання рейкового кола тональної частоти зміною коефіцієнта трансформації дросель-трансформаторів, колійних трансформаторів, опору резисторів, встановлених на живильному і релейному кінцях рейкового кола.

Мінімальне значення напруги на колійному генераторі U_ПП, вказане в регулювальних таблицях або нормалях, відповідає мінімальному електричному опору ізоляції баласту рейкової лінії (мокрий баласт) і мінімальній напрузі мережі живлення, максимальне – максимальному електричному опору ізоляції баласту рейкової лінії (сухий або промерзлий баласт) і максимальній напрузі мережі живлення. Якщо при мокрому баласті напруга U_ПП буде близька до верхньої межі значення, то необхідно виконати регулювання ТРК з метою зниження напруги U_ПП. Методика регулювання ТРК наведена далі.

Максимальне значення напруги на виході колійного генератора в нормалях та регулювальних таблицях відповідає максимальному значенню напруги в мережі живлення.

Періодичність перевірки електричних параметрів апаратури рейкових кіл тональної частоти в умовах РТД:

–  приймачі колійні усіх типів – один раз у п’ять років;

–  трансформатори зрівняльні – один раз перед встановленням;

–  інша апаратура рейкових кіл тональної частоти – генератори колійні усіх типів, фільтри колійні, фільтри рейкового кола, блоки випрямлячів сполучення, підсилювачі колійні, – один раз у десять років.

Напругу вимірюють на розетках вимірювальної панелі або на відповідних виводах приладів при вільних від рухомого складу рейкових колах.

Один раз на квартал, а також при заміні апаратури та регулюванні рейкового кола вимірюється напруга на виходах генераторів, фільтрів і напруга модульованого сигналу на вході колійного приймача. Напруга повинна бути в межах допустимих значень, що вказані в регулювальних таблицях або нормалях. Якщо напруга перевищує встановлену норму, то негайно вживаються заходи щодо визначення причин та подальшого регулювання цього рейкового кола, перевірки правильності включення схеми ТРК та усунення завад від сторонніх джерел. Вимірювання виконують приладом типу Ц4380, Ц4312, В3-38, В3-55 у режимі змінного струму.

Один раз на квартал, а також при заміні апаратури та регулюванні рейкового кола вимірюється випрямлена напруга на обмотці колійного реле. Якщо напруга на вході колійного приймача знаходиться в межах встановлених норм, а напруга на обмотках колійного реле не відповідає встановленим нормам, то колійний приймач замінюється і направляються в РТД для ремонту. Вимірювання виконують приладом типу Ц4380, Ц4312, В3-38, В3-55 у режимі постійного струму.

Один раз на квартал, а також при заміні апаратури та регулюванні рейкового кола вимірюється залишкова напруга на вході колійних приймачів при накладанні шунта ШУ-01м на живильному, релейних кінцях та посередині ТРК. Якщо залишкова напруга перевищує встановлену норму на колійному приймачі перегінного рейкового кола, то дія автоблокування на

перегоні припиняється, у випадку перевищення норми на колійному приймачі станційного рейкового кола відповідне станційне рейкове коло виключається без збереження користування сигналами. В обох випадках негайно вживаються заходи з перевірки правильності включення схеми ТРК, усунення завад від сторонніх джерел та регулювання ТРК. Вимірювання виконують приладом типу Ц4380, Ц4312, В3-38, В3-55 у режимі змінного струму.

Один раз на квартал, а також при заміні апаратури, регулюванні рейкового кола та після закінчення робіт, пов’язаних з відключенням хоч би однієї кабельної жили ТРК вимірюється залишкова напруга в режимі постійного струму на обмотках основних колійних реле при накладанні шунта ШУ-01м на живильному, релейних кінцях та посередині ТРК. Якщо залишкова напруга перевищує встановлену норму, то колійний приймач заміняють і направляють в РТД для ремонту. Вимірювання виконують приладом типу Ц4380, Ц4312, В3-38, В3-55 у режимі постійного струму.

Вимірювання напруги на кодуючих трансформаторах виконують при включенні рейкового кола в дію та при регулюванні величини стуму АЛС. Вимірювання виконують приладом типу Ц4380, Ц4312, В3-38, В3-55 у режимі змінного струму.

Вимірювання напруги живлення колійного генератора та колійного приймача виконується лише при включенні рейкового кола в дію та при визначенні причин відмови в роботі рейкового кола. Вимірювання виконують приладом типу Ц4380, Ц4312, В3-38, В3-55 у режимі змінного струму.