Тональные рельсовые цепи

1 Устройство тональных рельсовых цепей

1.1Принцип построения тональных рельсовых цепейТональные рельсовые цепи находят все более широкое применение на линиях магистрального железнодорожного транспорта России и стран СНГ. Их достоинствами являются:

возможность исключения на перегонах изолирующих стыков и укладки цельносвареного пути от станции до станции;
уменьшение количества металлоемких дроссель-трансформаторов на

электрифицированных участках;

возможность выноса аппаратуры рельсовых цепей с перегона на прилегающую станцию;
универсальность для всех видов тяги;
сокращение потребления электроэнергии;
более высокая защищенность данного типа рельсовых цепей от воздействия помех тягового тока и др.

На базе тональных рельсовых цепей создано несколько типов автоблокировки, которые внедряются на железных дорогах России и стран СНГ, начиная с 1985 г.В основу построения тональных рельсовых цепей (ТРЦ) положена бесстыковая рельсовая цепь (БРЦ), не имеющая изолирующих стыков на питающем и приемном концах. При отсутствии изолирующих стыков между смежными рельсовыми цепями сигнальный ток тональной рельсовой цепи протекает по рельсовой линии от точки подключения питающей аппаратуры в обе стороны.

Рис. 1. Структурная схема смежных тональных рельсовых цепей с размещением вдоль рельсовой линии питающих и приемных концов

На рис.1 показана структурная схема тональных рельсовых цепей с размещением вдоль рельсовой линии питающих и приемных концов, в которой от одного источника сигнального тока (генератора) осуществляется питание двух смежных ТРЦ. Так, сигнальный ток I ½ рц, поступающий от генератора Г1, растекается по рельсовой линии в обе стороны к путевым приемникам двух смежных ТРЦ: ток рельсовой цепи 1РЦ (I1рц) питает приемник П1, ток рельсовой цепи 2РЦ (I2рц) питает приемник П2. Аналогично генератор Г2 питает другие две смежные ТРЦ ЗРЦ и 4РЦ и т.д. в пределах всего перегона. В соответствии с таким построением осуществляется чередование питающих и приемных концов ТРЦ.

Рис. 2. Форма сигнала генератора тональной рельсовой цепи

В ТРЦ использован амплитудно-модулированный сигнал, форма которого показана на рис. 2. Данный тип сигнала позволяет повысить защищенность приёмных устройств (путевых приёмников) от воздействия гармонических и импульсных помех тягового тока и других источников помех. В качестве несущей частоты используются частоты: 420; 480; 580; 720 и 780 Гц, а также 4,5; 5,0 и 5,5 кГц. В качестве модулирующей частоты использованы частоты 8 или 12 Гц. Каждой несущей частоте в диапазоне 420—780 Гц присвоено кодовое число 8, 9, 11, 14 и 15 по номеру ближайшей меньшей гармоники тягового тока.

Чередованием на питающих концах ТРЦ вдоль перегона несущих частот и частот модуляции, например в последовательности: 420/8; 480/12; 720/8; 780/12; 420/8; 480/12 и т.д., обеспечивается надежная защита приемных устройств от влияния токов смежных ТРЦ. В разных системах автоблокировки с ТРЦ применяют разное число диапазонов и частот при чередовании сигналов.

Одной из основных особенностей ТРЦ как бесстыковой РЦ является то, что ее шунтирование и смена кодового сигнала АЛС наступает не с момента вступления на нее поезда, а при приближении его к РЦ на некоторое расстояние. Колесная пара, находящаяся на этом расстоянии от точки подключения аппаратуры рельсовой цепи, шунтирует часть сигнального тока ТРЦ, что в свою очередь приводит к снижению напряжения на входе путевого приемника. Расстояние от точки подключения аппаратуры к рельсовой линии до места нахождения колесной пары, вызывающей обесточивание путевого реле, включенного на выходе путевого приемника, называется зоной дополнительного шунтирования Lш. На рис.3 показана схема расположения зон дополнительного шунтирования тональной рельсовой цепи. В зависимости от направления движения одна из них называется зоной дополнительного шунтирования по входу (по приближению), а вторая — зоной дополнительного шунтирования по выходу (по удалению).

Длина зоны дополнительного шунтирования зависит от многих факторов: частоты сигнального тока, коэффициента перегрузки на входе путевого приемника, сопротивления изоляции балласта и др. Как правило, длина Lш составляет примерно 10 % от длины самой рельсовой цепи. Длина зоны дополнительного шунтирования не может быть нулевой или отрицательной, так как рельсовая цепь должна давать занятость при наложении типового нормативного шунта 0,06 Ом в точке

Рис. 3. Схема расположения зон дополнительного шунтирования тональной рельсовой цепи

подключения аппаратуры (шунтовой режим), что равносильно наложению шунта с нулевым сопротивлением (поездной шунт) на расстоянии 10—15 м от точки подключения аппаратуры при частоте сигнального тока ТРЦ в диапазоне 400—800 Гц. Иногда с целью исключить зону дополнительного шунтирования или ограничить область растекания сигнального тока АЛС на границе ТРЦ устанавливаются изолирующие стыки.

При необходимости на участках, оборудуемых устройствами ТРЦ с сокращенной зоной дополнительного шунтирования, применяют высокочастотные ТРЦ с несущими частотами в диапазоне 4,5—5,5 кГц. Сокращенная зона дополнительного шунтирования достигается за счет более высокого сопротивления рельсовой линии на высоких частотах. Эти рельсовые цепи получили индекс ТРЦ4, а рельсовые цепи с несущими частотами 420—780 Гц, разработанные раньше ТРЦ4, имеют индекс ТРЦЗ.

1.2. Аппаратура тональных рельсовых цепей

В состав основной аппаратуры тональных рельсовых цепей ТРЦЗ входят: путевой генератор ГПЗ; путевой фильтр ФПМ; путевой приемник ПП1. Уравнивающий трансформатор УТЗ применяется в тех случаях, когда напряжение на входах путевых приемников одной рельсовой цепи отличается более чем на 20% .

Путевой генератор ГПЗ предназначен для формирования и усиления амплитудно-модулированного сигнала для работы ТРЦ. Путевой фильтр ФПМ обеспечивает защиту выходных цепей генератора ГПЗ от влияния токов локомотивной сигнализации, тягового тока и атмосферных помех и формирует требуемое по условиям работы рельсовой цепи обратное входное сопротивление питающего конца. Фильтр служит также для гальванического разделения выходной цепи генератора от кабельной линии и получения на нем требуемых напряжений при относительно низких выходных напряжениях генератора.

Путевой приемник ПП1 предназначен для приема и дешифрации сигналов ТРЦ, поступающих из рельсовой линии, и, в соответствии с уровнем принятого сигнала, формирования выходного напряжения на путевом реле. Уравнивающий трансформатор УТЗ предназначен для выравнивания напряжений на входе путевых приемников, питающихся от одного путевого генератора.

Генератор ГПЗ и фильтр ФПМ представляют собой конструкцию, собранную в корпусе реле НШ с использованием его колодки в качестве несущей части блока.

Блок путевого генератора имеет две разновидности: ГПЗ-8, 9, 11 и ГПЗ-11, 14, 15. Аналогичные разновидности имеет блок путевого фильтра (ФПМ-8, 9, 11 и ФПМ-11, 14, 15). Номера 8, 9,11, 14, 15 в обозначении генераторов и фильтров соответствуют несущим частотам 420,480, 580,720,780 Гц. Таким образом, первая разновидность генераторов и фильтров предназначена для формирования и передачи сигналов с несущими частотами 420,480 и 580 Гц, а вторая — с частотами 580, 720, 780 Гц.

Рис. 4. Структурная схема путевого генератора ГПЗ

1 Устройство тональных рельсовых цепей

возможность исключения на перегонах изолирующих стыков и укладки цельносвареного пути от станции до станции;
уменьшение количества металлоемких дроссель-трансформаторов на

электрифицированных участках;

возможность выноса аппаратуры рельсовых цепей с перегона на прилегающую станцию;
универсальность для всех видов тяги;
сокращение потребления электроэнергии;
более высокая защищенность данного типа рельсовых цепей от воздействия помех тягового тока и др.

Рис. 6. Структурная схема путевого приемника ПП1

1 Устройство тональных рельсовых цепей

возможность исключения на перегонах изолирующих стыков и укладки цельносвареного пути от станции до станции;
уменьшение количества металлоемких дроссель-трансформаторов на

электрифицированных участках;

возможность выноса аппаратуры рельсовых цепей с перегона на прилегающую станцию;
универсальность для всех видов тяги;
сокращение потребления электроэнергии;
более высокая защищенность данного типа рельсовых цепей от воздействия помех тягового тока и др.

Рис. 7. Схема уравнивающего трансформатора УТЗ

1 Устройство тональных рельсовых цепей

возможность исключения на перегонах изолирующих стыков и укладки цельносвареного пути от станции до станции;
уменьшение количества металлоемких дроссель-трансформаторов на

электрифицированных участках;

возможность выноса аппаратуры рельсовых цепей с перегона на прилегающую станцию;
универсальность для всех видов тяги;
сокращение потребления электроэнергии;
более высокая защищенность данного типа рельсовых цепей от воздействия помех тягового тока и др.

Рис. 8. Схема тональной рельсовой цепи для системы автоблокировки с централизованным размещением аппаратуры

Схема тональной рельсовой цепи для системы автоблокировки с централизованным размещением аппаратуры представлена на рис. 8.

Аппаратура связана с рельсовой линией посредством сигнально-блокировочного кабеля с парной скруткой жил.

Амплитудно-модулированный сигнал частотой 480/12, формируемый путевым генератором 2-4Г, с выводов 2-52 поступает на вход фильтра 2-4Ф (выводы 11-71). С выхода фильтра (выводы 12-61) он поступает в кабельную линию. Последовательно с выходом фильтра на кодируемых рельсовых цепях включается разделительный конденсатор емкостью 4 мкФ для системы АЛСН.

Кабельная линия служит для соединения аппаратуры ТРЦ, размещаемой в релейном помещении на посту ЭЦ или в релейном шкафу, с устройствами рельсовых цепей, располагаемыми в путевых ящиках непосредственно у рельсовой линии. В путевых ящиках устанавливаются: разрядники; выравниватели; согласующие путевые трансформаторы; защитные резисторы; автоматические выключатели.

Кабельная линия подключается к первичной обмотке согласующего путевого трансформатора ПТ типа ПОБС-2М (выводы I1 и I4). Параллельно первичной обмотке трансформатора включаются выравниватели ВОЦН-220 (ВОЦН-380 на участках с электротягой переменного тока), которые служат для защиты аппаратуры ТРЦ от перенапряжений.

Коэффициент трансформации трансформатора ПТ выбран исходя из условий выполнения нормального, шунтового и контрольного режимов работы ТРЦ и обеспечения требуемой зоны дополнительного шунтирования. В типовой схеме ТРЦ он равен 38, что соответствует выводам II3-III3 вторичной обмотки трансформатора при перемычке II4-III1.

В качестве согласующего путевого трансформатора могут использоваться также и дроссель-трансформаторы типа ДТ-0,2; ДТ-0,6 и ДТ-1, коэффициент трансформации которых составляет 40,38 и 3 соответственно. Кабельная линия в случае применения ДТ-0,2 или ДТ-0,6 подключается к дополнительной обмотке дроссель-трансформатора, а выравниватель ВОЦН-220 или ВОЦН-380 устанавливается на посту ЭЦ на кроссовом стативе в месте разделки кабеля.

В случае использования в качестве согласующего трансформатора дроссель-трансформатора типа ДТ-1 на участках с электротягой переменного тока он включается через дополнительный трансформатор ПОБС-2М с коэффициентом трансформации, равным 13,3. Схема включения дополнительного трансформатора для этого случая представлена на рис. 9 .

Защитные резисторы R3 служат для обеспечения требуемого сопротивления питающего и приемного концов и для защиты путевого согласующего трансформатора и аппаратуры ТРЦ от воздействия тягового тока.

В схеме ТРЦ суммарное сопротивление защитного резистора, устанавливаемого в путевом ящике, и соединительных перемычек от путевого ящика к рельсам должно быть в пределах 0,3—0,4 Ом на частоте сигнального тока АЛС.

При электротяге переменного тока, когда кабельная линия подключается к рельсам через дроссель-трансформатор ДТ-1, защитный резистор устанавливается между дополнительной обмоткой ДТ и вторичной обмоткой ПОБС-2М. Сопротивление защитного резистора в этом случае должно быть в пределах 1,8—2,2 Ом. В случае использования в качестве согласующих дроссель-трансформаторов ДТ-0,2 или ДТ-0,6 защитные резисторы не устанавливаются.

Автоматические выключатели служат для защиты путевой аппаратуры ТРЦ от воздействия перенапряжений тяговой сети или других источников. В схеме ТРЦ используется автоматический выключатель на номинальный ток 15 А. В случае, когда на участке с электротягой переменного тока аппаратура ТРЦ подключается через дополнительную обмотку ДТ-1, автоматический выключатель номиналом на 5 А включается между согласующим путевым трансформатором и дополнительной обмоткой ДТ

Рис. 9. Схема подключения аппаратуры ТРЦ

При малых длинах соединительного кабеля или в случае использования в качестве согласующих дроссель-трансформаторов типа ДТ-0,2 или ДТ-0,6 в кабельную линию последовательно с аппаратурой ТРЦ устанавливается дополнительный резистор R типа С5-35 В мощностью 25 или 50 Вт (см. рис. 8). Дополнительный резистор Rд в кабельную линию может устанавливаться и на участках с автономной тягой, при этом защитный резистор из путевого ящика исключается. Номинал сопротивления резистора R выбирают из условия обеспечения требуемого сопротивления конца рельсовой цепи.

Итак, сигнальный ток ТРЦ с питающего конца от генератора 2-4Г через трансформатор 2-4ПТ, резистор R3 и автоматический выключатель поступает в рельсовую линию и на приемный конец ТРЦ, например 4-6РК. На приемном конце используются аналогичные устройства согласования, размещаемые в путевом ящике и описанные выше. Сигнал через кабельную магистраль поступает на вход путевых приемников смежных ТРЦ 4ПП и 6ПП.

Как правило, на перегоне в случае применения ТРЦ в одну кабельную пару включаются два путевых приемника последовательно. Кроме того, для подключения путевых передающих устройств АЛС последовательно с входами путевых приемников включается разделительный конденсатор емкостью 4 мкФ.

Построение входного фильтра путевого приемника позволяет ему выделить из совокупности сигналов, поступающих из рельсовой линии, только свой рабочий сигнал. Поэтому последовательное включение путевых приемников в одну кабельную линию не сказывается на возможности раздельной работы аппаратуры смежных ТРЦ.

В случае вступления на рельсовую цепь поезда или нарушения целостности рельсовой линии уровень сигнала ТРЦ на входе соответствующего приемника снижается ниже порога отпускания, и он фиксирует занятость участка путем обесточивания путевого реле, включенного на выходе.

Тональные рельсовые цепи

Report Page