ГЛАВА 8
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ РЕЛЬСОВЫЕ ЦЕПИ
1. Устройство и характеристика рельсовых цепей
Для автоматического регулирования движения поездов и повышения безопасности их следования по перегонам и станциям применяются электрические рельсовые цепи. В устройствах электрической централизации при помощи рельсовых цепей исключается прием поездов на занятые пути, перевод стрелок под составом, а также обеспечивается световой контроль занятости путей и стрелочных участков на пульте управления или табло.
Электрические рельсовые цепи разделяются по принципу действия — нормально замкнутые и нормально разомкнутые; способу питания — с непрерывным и импульсным (кодовые рельсовые цепи); роду тока — постоянного и переменного частотой 25, 50 и 75 Гц, а также тональной частоты; использованию рельсов для пропуска тягового тока — двухниточные и однониточные; характеру путевого развития — простые (путь без разветвления) и разветвленные (стрелочные путевые участки).
В простейшем виде электрическая рельсовая цепь (рис. 114) состоит из источника питания 1 (аккумулятора, трансформатора и пр.); реостата 2 для регулирования силы тока в рельсовой цепи и ограничения его при шунтировании цепи подвижным составом; рельсовых звеньев 3; стыковых соединителей 4, применяемых для уменьшения электрического сопротивления рельсовых нитей; изолирующих стыков 5, разделяющих путь на отдельные изолированные участки; путевого реле 6, которое контактом 7 управляет огнями светофора, ограждающего изолированный участок пути.
Нормально, когда рельсовая цепь свободна от подвижного состава, путевое реле находится под током (см. рис. 114) и на светофоре горит разрешающий огонь. При вступлении поезда на изолированный участок пути и шунтировании рельсовой цепи скатом колесной пары 8 (см. штриховую линию), ток в путевом реле уменьшается до величины отпадания якоря и контактом 7 цепь светофора переключается на запрещающий огонь.
Изолирующие стыки применяются следующие: лигнофолевые № 78-00-00, изготовляемые из прессованной пропитанной бакелитовым лаком древесины для рельсов Р43, IА, IIА и IIΙΑ, устанавливаемые на сдвоенных шпалах, соединяемых четырьмя сквозными болтами; металлические с фибровой изоляцией, изготовляемые для рельсов Р43 по черт. № 1036*100, для Р50 по черт, № 1036-200, для Р65 по черт. № 1036-300.
Металлический стык (рис. 115) состоит из двух стальных накладок 1, боковых фибровых прокладок 2 и 3 и нижней 7, стальных планок 4, шести путевых болтов 5, пропущенных через фибровые втулки 6- пружинных шайб 8, гаек 9 и торцовой фибровой прокладки 1 толщиной 10 мм.
Рис. 114. Электрическая рельсовая цепь
Рис. 115. Изолирующий стык с металлическими накладками и фибровой изоляцией
Рис. 116. Схемы обмоток дроссель-трансформаторов типов ДТ-0,2 и 2ДТ-1-150
Дроссель-трансформаторы ДТ-1-150 черт. № 20816М, конструктивно совмещенные в одном корпусе, представляют собой дроссель-трансформатор 2ДТ-1-150, при которой исключается необходимость в между дроссельной трехпроводной перемычке типа XX.
Электрическая прочность дроссель-трансформаторов не менее 2500 В, сопротивление изоляции при +20° С и относительной влажности 75% не менее 25 Мом (при 95% — не менее 2 Мом).
Установка дроссель-трансформаторов на станции показана на рис. 117, где 1 —дроссель-трансформатор, 2 — двухпроводные дроссельные перемычки, 3 — скобы крепления перемычек, 4 — двухпроводная дроссельная перемычка к дроссель-трансформаторам соседнего пути, 5 — трех- или четырехпроводная междудроссельная перемычка, 6 — бетонное основание под дроссель-трансформаторы, 7 — бревна для крепления дроссельных перемычек, пропитанные антисептиком. В местах крепления дроссельные перемычки изолируют хлорвиниловыми трубками или используют для этого пластмассовые оболочки кабеля. Отверстия в шейках рельсов под наконечники дроссельных перемычек сверлят диаметром 22 мм.
Рис. 118. Схема изоляции одиночного стрелочного перевода
Рельсовые соединители подразделяются на стыковые и стрелочные.
Стыковые соединители применяются следующих типов:
стальные штепсельные черт. № 6605, состоящие из двух 5-мм оцинкованных стальных проволок, к концам которых приварены штепсели, имеющие коническую форму со средним диаметром 10,2 мм. Эти соединители укрепляют на стыковых накладках двумя стальными скобами — клипсами; для установки соединителя в шейках рельсов просверливают отверстия диаметром 9,8 мм;
стальные приварные типа СРС-6, изготовляемые из стального троса диаметром 6 мм, длиной 200 мм, заваренные по концам в стальные манжеты;
медные приварные Щ67-00-00, изготовляемые из медного провода марки МГГ сечением 70 мм, длиной 200 мм, заваренного по концам в стальные манжеты.
Стальные соединители применяют на участках без электротяги, при этом в рельсовых цепях длиной до 2000 м устанавливают штепсельные, свыше 2000 м — приварные. Медные соединители применяют на электрифицированных участках.
Стрелочные соединители применяются следующих типов:
стальные типа I черт. № 6960 длиной 600 мм и типа II № 6954 длиной 1200 мм, изготовляемые из оцинкованного стального троса, состоящего из шести прядей по 7 стальных оцинкованных проволок диаметром 1 мм, общим диаметром 9 мм, заваренного по концам в конусообразные штепселя; типа III черт. № 6955 длиной 3300 мм из стального троса, заваренного по концам в штепселя с резьбой для крепления в шейке рельса при помощи гаек;
медные типа ПЭ черт. № 13449 длиной 3300 мм, типа ШЭ черт. № 13450 (длина определяется по заказу) и типа 1 УЭ черт. № 13451 длиной 2800 мм, изготовляемые из медного провода и заваренные по концам в стальные конические болты с гайками.
Рельсовые соединители типов ПЭ и ШЭ при электротяге постоянного тока применяются сечением 70 мм, а при электротяге переменного тока — 50 мм.
Стрелочные участки и глухие пересечения изолируют по схемам, приведенным на рис. 118—121. При этом изолирующие стыки устанавливают на местах 1 или 1' при автономной тяге стыковые соединители 2 устанавливают типа СРС-6, стрелочные 4 и 5 — типа II и 6 — типа III, на крестовинах 1/18 и 1/22 применяют соединители типа III; при электротяге стыковые соединители 2 устанавливают типа Щ67-00, стрелочные 3 и 5 типа ШЭ (1200 мм) и 6 — типа ПЭ, на крестовинах 1/18 и 1/22 применяют соединители типа IVЭ.
Рельсовые цепи характеризуются электрическим сопротивлением рельсовых нитей постоянному и переменному току, сопротивлением балласта и шунтовой чувствительностью.
Рис. 119. Изоляции перекрестного стрелочного перевода
Шунтовая чувствительность рельсовой цепи определяется максимальной величиной сопротивления, включенного между нитями рельсов, при которой обеспечивается надежное отпадание якоря путевого реле при непрерывном питании или непритяжение его при импульсном питании. Шунтовая чувствительность любой рельсовой цепи, проверенная при наихудших условиях, должна быть не менее 0,06 см.
Рис. 120. Схема изоляции глухого пересечения
Действительное сопротивление поездного шунта, создаваемого колесными парами подвижного состава, не более 0,01—0,02 Ом и состоит из сопротивления колесных пар и переходного сопротивления между колесными парами и рельсами. Сопротивление поездного шунта сильно возрастает при появлении на головках рельс ржавчины, льда, песка, шлака, жировой пленки от нефтепродуктов и т. п. и может увеличиться до нескольких десятков Ом.
Рельсовые цепи должны надежно работать в следующих трех основных режимах:
нормальном (регулировочном), в котором путевое реле свободной от подвижного состава рельсовой цепи должно надежно удерживать якорь (сектор) в притянутом положении при непрерывном питании или надежно притягивать его при импульсном или кодовом питании при наихудших условиях для данного режима;
шунтовом, когда путевое реле рельсовой цепи, зашунтированной колесными парами или испытательным шунтом сопротивлением 0,06 Ом, должно надежно отпускать якорь (сектор) при непрерывном питании или не притягивать его при импульсном или кодовом питании при наихудших условиях для данного режима;
контрольном, в котором при изъятии рельса для замены или при изломе рельса путевое реле должно надежно отпускать якорь (сектор) при непрерывном питании или не притягивать его при импульсном или кодовом питании при наихудших условиях для данного режима.
Кроме того, имеется режим короткого замыкания, когда подвижным составом шунтируется питающий конец рельсовой цепи и происходит замыкание ее источника тока на малое сопротивление колесных пар состава; при этом ток и мощность короткого замыкания не должны превышать допускаемую мощность нагрузки источника тока.
На участках с автоматической локомотивной сигнализацией (АЛС) отличают кодированный режим, который характеризуется тем, что с момента вступления поезда на изолированный путевой участок в рельсовую цепь вместо непрерывного или импульсного питания посылает кодированный переменный ток для передачи сигнальных показаний с пути на локомотив. Величина кодированного тока должна быть: на участках с автономной тягой — 1,2 а, на участках с электротягой постоянного тока — 2 а, на участках с электротягой переменного тока — 1,4 а.
Наихудшими условиями работы рельсовой цепи являются:
в нормальном режиме — наименьшее допустимое напряжение источника тока, наименьшее сопротивление балласта и наибольшее сопротивление рельсовых нитей;
в шунтовом режиме — наибольшее напряжение источника тока, наибольшее сопротивление балласта и наименьшее сопротивление рельсовых нитей.
За величину тока надежного отпускания якоря путевого реле рельсовых цепей с непрерывным питанием при наибольшем допускаемом напряжении источника тока принимают: для электромагнитных реле — не более 60% номинальной величины тока отпускания и для секторных реле — не более 90% при наибольшем сопротивления балласта; для рельсовых цепей с импульсным питанием — наличие в путевом реле тока равного или меньшего тока надежного непритяжения (70—75% тока полного подъема).
Рельсовые цепи должны быть защищены от различного рода помех, а также от ложного срабатывания при повреждении изолирующих стыков (сход стыков или пробой изоляции), когда смежные рельсовые цепи электрически соединяются между собой.