рельсовые цепи

Рельсовые цепи - средство контроля свободности участка пути, одно из базовых понятий в СЦБ на постсоветском пространстве

На текущий момент наиболее распространенные - фазочувствительные ( ФРЦ ) и тональные ( ТРЦ ) рельсовые цепи.

Рельсовая цепь (РЦ), изолированный участок ж.-д. пути, элемент системы железнодорожной автоматики и телемеханики, в котором проводниками тока служат рельсовые нити. Такие участки, называются блок-участками (рис.), являются путевыми датчиками, срабатывающими под воздействием колёс подвижного состава, обеспечивая связь между ним и устройствами управления — ж.-д. стрелками и сигналами. При свободной (от подвижного состава) РЦ ток путевой батареи (ПБ) проходит через путевое реле (ПР), контакты которого замыкают цепь питания лампы разрешающего (зелёного) огня светофора. При вступлении колёсных пар подвижного состава на РЦ шунтируется путевое реле, отпускается его якорь, в результате чего на светофоре зажигается запрещающий (красный или красно-жёлтый) огонь.

Для контроля свободности РЦ в неё посылают сигнальный ток, по роду которого различают РЦ постоянного и переменного тока. По принципу действия РЦ делятся на нормально замкнутые и нормально разомкнутые. Нормальным считается такое состояние исправной РЦ, при котором на ней нет подвижного состава. В нормально замкнутые РЦ постоянно посылается ток, поэтому, кроме основных функций, они обеспечивают и контроль исправности путевых устройств, в том числе и рельсовой нити. В нормально разомкнутых РЦ путевое реле нормально не возбуждено и не контролирует исправность элементов цепи. На железных дорогах СССР (кроме сортировочных горок) применяются только нормально замкнутые РЦ.


ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Современные системы железнодорожной автоматики и телемеханики, применяемые на железных дорогах для регулирования движения поездов, автоматизации процесса расформирования составов на сортировочных горках, а также для обеспечения безопасности движения, строятся на использовании электрических рельсовых цепей как основных путевых датчиков и телемеханических каналов.

За последние годы внедрено и создано большое количество новых видов рельсовых цепей. Значительно изменился и характер работы рельсовых цепей в связи с применением железобетонных шпал, повышенной частоты сигнального тока, полупроводниковых приборов.

Большой вклад в теорию, практику ио усовершенствованию и проектированию существующих и созданию новых видов рельсовых цепей внесли ведущие специалисты ВНИИЖТ (ВНИИАС): М. И. Вахнин, Н. Ф. Пенкин, В. А. Минин, В. С. Дмитриев, В. С. Лучинин, А. А. Талыков, А. П. Разгонов, М. А. Покровский, А. В. Шишляков, ЦШ, ЛИИЖТ: Н. О. Рогинский, ГТСС: П. С. Манусевич, Е. В. Никитина, Д. П. Лаптев, А. И. Ушкалов, Т. Л. Лебедева, Ю. В. Соболев, МИИТа: А. М. Брылеев, Ю. А. Кравцов.

Рельсовой цепью называется электрическая цепь, проводниками которой служат рельсовые нити железнодорожного пути (рис. 6.1). На рис. 6.2 приведено устройство изолирующего стыка в рельсовой цени. Рельсовые цепи являются основным элементом всех устройств железнодорожной автоматики и телемеханики: автоблокировки, автоматической локомотивной сигнализации, электрической централизации стрелок и сигналов, диспетчерского контроля движения поездов, автоматической переездной сигнализации и ряда других систем.

В этих системах рельсовые цепи выполняют разнообразные и ответственные функции. Они автоматически непрерывно контролируют состояние путевых участков на перегонах и станциях и целостность рельсовых нитей, исключая возможность приема поезда на занятый путь, не позволяют перевести стрелку под составом, а также обеспечивают индикацию контроля свободности или занятости путей и стрелок на аппарате управления; с их помощью передаются кодовые сигналы на локомотив для действия устройств автоматической локомотивной сигнализации, обеспечивается увязка между показаниями светофоров в кодовой автоблокировке; в системах переездной сигнализации они обеспечивают автоматический контроль приближения поездов к переездам и последующий контроль их проследования. Рельсовые цепи являются основой всех разрабатываемых систем автоматического управления и контроля движения поездов на железнодорожном транспорте, в значительной мере повышая безопасность движения поездов.

Рельсовые цепи впервые были применены в 1872 г., и вот уже в течение более 100 лет продолжается их внедрение на железнодорожном транспорте различных стран. Многочисленные попытки заменить рельсовые цепи более совершенными средствами до настоящего времени не дали ожидаемых результатов. Такие устройства нашли лишь ограниченное применение или находятся в стадии разработки и эксплуатационных испытаний.



Трудно или практически невозможно получить в других устройствах такие замечательные свойства рельсовых цепей, как надежное и практически безошибочное фиксирование свободности и занятости путевых участков подвижным составом, не оборудованным специальными устройствами, или при следовании его с неисправными устройствами; автоматический контроль целостности рельсовых нитей; автоматическое восстановление нормальной и безопасной работы без специальных запоминающих устройств после отключения и последующего включения источника питания или при замене аппаратуры и оборудования; непрерывная непосредственная связь между поездами и состоянием пути и ряд других преимуществ.

Вместе с тем рельсовые цепи имеют ряд недостатков, снижающих их эксплуатационно-техническую эффективность: зависимость их работы от состояния верхнего строения пути (балласта, шпал, рельсов, соединителей и других элементов), климатических условий (наиболее неблагоприятны районы с суровым климатом, а также районы, в которых наблюдаются значительные колебания температуры и влажности); ухудшение шунтового эффекта при загрязненности поверхности рельсов и колесных пар; значительные затраты труда и средств на техническое обслуживание и ряд других недостатков. Поэтому создание новых и совершенствование существующих рельсовых цепей совмещаются с научными исследованиями и разработкой устройств, которые могли бы заменить рельсовые цепи.

По устройству и электрическим параметрам рельсовые цепи значительно отличаются от воздушных линий связи и электропередачи, провода которых размещены на большом расстоянии от земли, хорошо электрически изолированы друг от друга и от несущих их опор, а отдельные части проводов в стыках надежно соединены между собой. Поэтому электрические параметры линий связи и электропередачи достаточно стабильны, причем сопротивление изоляции проводов между собой и по отношению к земле достаточно велико. По сравнению с ними рельсовые цепи находятся в более тяжелых условиях, так как их проводники — рельсы — слабо электрически изолированы от земли и друг от друга; изоляторами рельсов являются шпалы, погруженные в балластный слой.

Шпалы и балласт в значительной мере изменяют свою электрическую проводимость в зависимости от наличия в них влаги, изменений окружающей температуры и других факторов. Поэтому сопротивление изоляции рельсовой цепи, или, как принято его называть, сопротивление балласта, получается очень низким и весьма нестабильным (изменяется от 0,25 до 100 Ом • км).

Нормативное сопротивление балласта принято 1 Ом - км.