Применение рельсовых цепей тональной частоты на Московской дороге
В.П. Донгузов, А.В. Копылов
Наибольшие трудности во время предпусковой регулировки рельсовых цепей (РЦ) тональной частоты были связаны с недоработками проектной документации из-за недостатка опыта проектирования. Наибольшая доля таких недоработок приходилась на схему лучей питания аппаратуры ТРЦ.
Так, на первых четырех станциях Московской дороги, оснащенных рельсовыми цепями тональной частоты, в первой половине 90-х годов лучевое питание было разделено по горловинам станций. При неисправностях аппаратуры и перегорании лучевых предохранителей это вызывало остановку движения по обоим главным путям. При этом включение трансформаторов питания путевых генераторов производилось по схеме последовательно-параллельного включения обмоток (рис. 1, а) вместо параллельно-последовательного (рис. 1, б).
В случае отклонения в коэффициентах трансформации данное обстоятельство приводило к недогрузке одного и перегрузке другого трансформатора.
В дальнейшем с целью улучшения защиты маршрутизации станции при повреждениях лучей питания количество лучей в проектах было увеличено. Однако некоторые проектные организации по непонятной причине отошли от принципа выделения в отдельные лучи рельсовых цепей маршрутов приема и отправления по главным путям и продолжили практику деления лучей рельсовых цепей горловин по поперечной схеме, что не решало данной проблемы. Часто разбивка на лучи производилась без учета фактической мощности, потребляемой путевыми генераторами и приемниками, и допустимой нагрузки предохранителей лучевой защиты.
С целью устранения данного недостатка при наименьшем объеме монтажных работ, по согласованию с ВНИИАСом, на Московской дороге была применена схема включения двух лучей на один питающий трансформатор (рис. 2).
В настоящее время принцип включения питающих лучей применяется на Московской дороге также и при новом проектировании, что позволяет в большей степени использовать мощность питающих трансформаторов и уменьшить их общее количество.
К проектным недоработкам следует отнести и недостаточно тщательное определение разветвленных РЦ, требующих установки уравнивающих трансформаторов, и значительное количество ошибок в указании требуемых настроечных перемычек на аппаратуре ТРЦ для той или иной применяемой частоты.
Пожалуй, единственной технической проблемой, с которой пришлось столкнуться во время макетной регулировки РЦ тональной частоты, явилась ненадежная конструкция путевых приемников типа ППЗ. Было отмечено несколько случаев подрабатывания приемников, уже прошедших заводские доработки, в такт посылки кодового сигнала даже при наличии закоротки (банановой дужки) на гнездах измерительной панели входа приемников. Основная задача заключалась в своевременном выявлении таких приемников и их замене до включения новой централизации в эксплуатацию.
Следует отметить, что типовые схемные решения кодирования станционных РЦ тональной частоты были разработаны институтом ГТСС с большим запозданием. На ранней стадии проектирования применялась схема без предварительного включения секционных кодово-включающих реле, которая не учитывала специфической особенности аппаратуры ТРЦ, выражающейся в значительном (до 0,8 с) замедлении на отпадание путевых реле.
В данных обстоятельствах перерыв кодирования на изолирующих стыках зависит не столько от скорости поезда и времени прохождения локомотивными катушками "мертвой зоны", сколько от времени срабатывания путевого и кодово-включающего реле и составляет около 1 с. Это приводило к большому количеству сбоев кодов АЛСН на коротких секциях горловин станции.
В 1997 г. институтом ВНИИАС и службой сигнализации и связи Московской дороги была разработана и испытана на некоторых станциях схема так называемого ускоренного включения кодирования (рис. 3), предусматривающая включения секционных кодово-включающих реле по схеме инверсного дополнительного путевого реле.
Подключение кодирования секций и приемоотправочных путей как в четном, так и в нечетном направлении осуществляется контактами одного и того же кодово-включающего реле.
При переходе на схему ускоренного включения кодирования время срабатывания кодово-включающего реле уменьшилось до 0,5 с, что значительно сократило количество сбоев АЛСН. Однако полностью эта проблема решена не была, и после выхода альбома типовых решений часть маршрутов, включающих наиболее короткие секции, пришлось перевести на схему предварительного включения кодирования. При этом в некоторых случаях (при напряжении на кодирующем трансформаторе от 100 до 120 В) удалось избежать установки вторых кодирующих трансформаторов за счет использования в качестве гальванически изолированных источников двух первичных полуобмоток и подачи питающего напряжения 220 В на вторичную обмотку.
Обращаем внимание проектных организаций на то, что при разработке схем кодирования согласно типовым решениям не следует применять предварительное включение кодирования на приемоотправочных путях и секциях горловин, выполненных по принципу питания РЦ с ее середины. Сбой кодов в данном случае исключается благодаря отсутствию физического изолирующего стыка. Вместе с тем, одновременное включение кодирования из двух точек (с середины и дальнего релейного конца) создает дополнительные неудобства, связанные с необходимостью фази-ровки кодовых сигналов, поступающих в рельсовую цепь.
Общим недостатком схем кодирования станционных РЦ тональной частоты является невозможность индивидуальной регулировки кодового тока для каждой РЦ в отдельности. Регулировка напряжения на кодирующем трансформаторе может быть выполнена только по рельсовой цепи, имеющей наименьший кодовый ток; в остальных РЦ, включенных на этот же кодирующий трансформатор, кодовый ток станет завышенным. При необходимости снизить эту величину можно путем включения дополнительных ограничивающих резисторов непосредственно после контактов кодово-включающих реле. Ни в коем случае не следует производить регулировку кодового тока за счет изменения величины сопротивления резисторов R3 и Rk, установленных в путевых коробках или на релейных стативах.
Требуемая величина напряжения на кодирующих трансформаторах маршрутов приема, как правило, определяется длиной приемоотправочного пути, наибольшей из всех РЦ, входящих в маршрут. При длительном кодировании приемоотправочных путей происходит чрезмерный разогрев кодовым током резисторов Rk, установленных в цепях релейных и питающих концов РЦ. На дороге было зафиксировано несколько случаев их разогрева до степени плавления монтажной пайки. По этой причине для уменьшения рассеиваемой мощности на каждом резисторе в схемах РЦ кодируемых приемоотправочных путей резисторы Rk необходимо составлять из последовательно включаемых 2—3 резисторов соответственно меньшего сопротивления. Желательно, чтобы в последующем данное обстоятельство было учтено уже на стадии разработки проектной документации.
В 1999 г. на дороге была включена в опытную эксплуатацию станция Пчеловодное. Проектом РЦ здесь впервые на сети дорог предусматривалось отсутствие изолирующих стыков на всем протяжении станционных главных путей. Изолирующие стыки также отсутствовали на переводных кривых стрелок, примыкающих к приемо-отправочным путям. Шунтирующее влияние рельсов переводных кривых на сигнальный ток частотой 4,5—5,5 кГц в значительной степени было уменьшено за счет настройки индуктивного сопротивления рельсов переводных кривых и конденсаторов, подключенных в корнях остряков, в режим резонанса токов. Такие повреждения, как излом рамного рельса или обрыв конденсаторов приводили к расстройке колебательного контура конденсатор - рамный рельс и обесточиванию путевых приемников.
Отсутствие изолирующих стыков потребовало применения специфических решений при кодировании станционных РЦ, а именно:
завышения кодовых токов до 25-30 А и кодирования первых секций маршрутов приема одновременно из двух точек из-за шунтирующего влияния переводной кривой;
для исключения восприятия кода КЖ при движении на боковые пути кодирование главных приемоотправочных путей при закрытых выходных сигналах осуществлялось от трансмиттера с шайбой защитного кода.
Недостатком бесстыковых станционных путей, который так и не удалось преодолеть, явились сбои показаний светофоров локомотивной сигнализации при движении на красный огонь. Сбои происходили вследствие дополнительного шунтирования кодовых сигналов, поступающих в РЦ приемоотправочных путей, при движении других подвижных единиц по примыкающим к путям стрелкам. В результате после годичной эксплуатации было принято решение об установке изолирующих стыков в створе с выходными сигналами и на переводных кривых стрелок, при сохранении бесстыковых рельсовых цепей в горловинах.
Значительным преимуществом станционных РЦ тональной частоты по сравнению с традиционными является повышенная помехозащищенность, простота и быстрота регулировки, упрощение канализации тягового тока за счет уменьшения допустимой длины замкнутого контура в двухниточных РЦ, нечувствительность (при отсутствии специальной схемы контроля схода) к сходу стыков и защищенность от взаимного влияния при их сходе. Вместе с тем, последнее преимущество имеет и свой недостаток, заключающийся в возможности перекрытия сигнала перед приближающимся поездом в результате своевременно не выявленного схода стыка. Новой технологией обслуживания устройств СЦБ (Москва, "Транспорт", 1999 г.) упразднена периодическая проверка изоляции стыков и введена проверка при необходимости определения причин повреждений. Считаем, что было бы полезным сохранить для РЦ тональной частоты прежнюю периодичность проверки изоляции стыков, хотя бы в местах установки поездных сигналов. Это позволит своевременно выявить в ряде случаев такие предотказ-ные состояния, как односторонний пробой стыков с металлическими накладками или сход стыка в одной рельсовой нити, и снизить количество браков в работе устройств СЦБ.
Оставляет желать лучшего точность и стабильность показаний цифрового мультиметра В7-63. При проведении сравнительных измерений во время пусконаладочных работ электронным прибором "КОМАГ-Б", аттестованным в качестве измерительного прибора на метрополитене, тестером Ц4380 и мультиметром В7-63 было установлено, что среднее отклонение показаний прибора Ц4380 от прибора "КОМАГ-Б" составляет около 5 % (максимальное не более 10 %), в то время как среднее отклонение показаний прибора В7-63 составило 15—20 %, а максимальное — до 30 %. При этом определенной зависимости в отклонении показаний прибора В7-63 от частоты измеряемого сигнала проследить не удалось. Различным было и процентное отклонение в показаниях при измерении напряжения сигналов на выходах генераторов, фильтров и входах приемников одной и той же РЦ. Спорадический способ измерений, выполняемых прибором В7-63, приводит также к значительному разбросу показаний во времени и не позволяет проследить динамику изменения измеряемого параметра. Поэтому считаем, что для выполнения измерений в постовых устройствах тональных РЦ в наибольшей степени подходят рекомендованные нормалями приборы типа Ц4312 и Ц4380, а прибор В7-63, обладающий высокой чувствительностью, и А9-1, позволяющий производить измерения тока индуктивным способом, целесообразно использовать при отыскании повреждений непосредственно в рельсовой цепи.
