1.4. Путевые участки и способы их контроля

1.4.1. Средства контроля

Путевые участки являются только объектами контроля, поскольку для обеспечения безопасности движения необходимой является информация о свободности их от подвижного состава. Она может быть получена с помощью путевых датчиков, которые подразделяются на датчики точечного типа и электрические рельсовые цепи.

К путевым датчикам предъявляются довольно жёсткие требования: безотказная работа в неблагоприятных путевых условиях (широкий диапазон температур, относительной влажности воздуха, динамических нагрузок и т.д.), устойчивая работа при любых скоростях движения и длинах подвижного состава, простота монтажа и обслуживания.

1.4.2. Устройство и классификация точечных датчиков

Точечные путевые датчики в последнее время находят всё более широкое распространение. Это связано с тем, что появилась потребность не только контролировать путевые участки, но и передавать различного рода информацию на локомотив (о марке крестовин стрелок, профиле пути, допустимой скорости движения, аварийном состоянии букс и др.). Путевые датчики применяются как самостоятельно (педали в системах ПАБ, АРС, переездах и т.д.), так и в дополнении к рельсовым цепям(ГАЦ).

Всякий точечный датчик содержит воспринимающий элемент ВЭ, каким-либо образом реагирующий на проход колёсной пары под­виж­ного состава; преобразующий элемент ПЭ, переводящий реакцию в электрический сигнал; ИЭ – исполнительный элемент, контактная сис­тема которого вводится в необходимые зависимости.

Структурная схема занятия путевого участка представлена на рис. 1.7.

Рис. 1.7. Схема занятия путевого участка

При занятии путевого участка первая колёсная пара воздействует на воспринимающий элемент, в результате чего формируется сигнал заня­тости участка. После прохода последней колесной пары пре­кра­ща­ется воздействие на точечный датчик и информация о занятости учас­тка сохраняется в исполнительном элементе. Однако наличие толь­ко одного датчика не дает сведений об освобождении путевого участ­ка. Установка двух точечных датчиков в начале и конце участка (рис. 1.8) позволит получать информацию не только о его занятости, но и об освобождении.

Рис. 1.8. Структурная схема оценки освобождения путевого участка

По принципу действия ВЭ датчики подразделяются на:

– механические (рис. 1.9.) – используют изгиб, просадку, вибрацию рельса;

Рис. 1.9. Механический датчик

– электрические (рис. 1.10) – фиксируют изменение индуктивности приёмного контура при проследовании поезда, реагируют на перераспределение магнитного потока в магнитопроводе датчика при воздействии на него магнитного поля металлической массы подвижного состава;

Рис. 1. 10. Электрический датчик

– оптические (рис. 1.11) реагируют на изменение интенсивности светового потока, падающего на ВЭ при прохождении подвижного состава;

Рис. 1.11. Оптический датчик

1.4.3. Устройство и классификация рельсовых цепей

Несмотря на сравнительную простоту в изготовлении и обслуживании, точечные датчики имеют ряд недостатков: не позволяют проконтролировать лопнувший или изъятый рельс в пределах контролируемого участка; не однозначно реагируют на прохождение составов с различными скоростями; имеют сложности по контролю освобождения путевого участка. Поэтому основным путевым датчиком считается рельсовая цепь (рис. 1.12).

Рис. 1.12. Схема рельсовой цепи

Рельсовая цепь (РЦ) это электрическая цепь, проводами которой являются рельсовые нити (рис. 1.12). Как всякая электрическая цепь она имеет источник сигнального тока и приёмник. РЦ отделена от сосед­них цепей изолирующими стыками (И.С.). В состав аппаратуры пита­ю­щего конца могут входить: аккумуляторы; трансформаторы; генера­торы частоты, отличной от 50 Гц. Приёмный конец содержит кроме пу­­те­во­го реле П фильтры, защитные приборы, повышающие транс­фор­маторы и др.

На рис. 1.12 показана нормально замкнутая РЦ, все элементы кото­рой при отсутствии поезда обтекаются сигнальным током, в резуль­та­те чего путевое реле П получает питание. Такой режим работы РЦ на­зы­ва­ется нормальным. При вступлении на РЦ хотя бы одной колёс­ной пары сигнальный ток замыкается через неё, путевое реле обес­то­чи­­вается и отпускает свой якорь. Такой режим работы РЦ называется шун­­товым. Если при сво­бод­ной РЦ ток на путевом реле прерывается в результате изъятия или повреждения рельса, то наступает конт­роль­ный режим.

В зависимости от рода тока РЦ могут быть постоянного или пере­менного тока различных частот. По характеру питания различают РЦ непрерывные и импульсные (кодовые).

Особое усложнение РЦ получают при электрической тяге. В этом слу­­чае возникают две инженерные задачи: 1) – необходимость защи­ты сигнальной аппаратуры от мешающего и опасного влияния обрат­но­го тягового тока и 2) – пропуск обратного тягового тока из одной РЦ в другую в обход изостыков.

Первая задача решается путём применения сигнальной частоты, отличной от тяговой, установки путевых фильтров на релейном кон­це, применения автоматических выключателей многократного дей­ствия типа АВМ. Вторая задача решается путём применения сты­ковых дроссель-трансформаторов (ДТ) (рис. 1.13) или же стыковых косых соедини­телей (рис. 1.14).

Рис. 1.13. Рельсовая цепь переменного тока

Рис. 1.14. Размещение косых стыковых соединителей

РЦ на стрелочных участках получаются разветвлёнными. С целью обеспечения контрольного режима на ответвлениях, такие РЦ мо­гут иметь до трёх релейных концов (рис. 1.15). Помимо граничных изо­стыков, стрелочные РЦ имеют дополнительные изостыки для сня­тия короткого замыкания через крестовину стрелки. В одну стре­лоч­ную РЦ допускается включать не более 3-х одиночных стрелок. Очень опасным является пробой изоляции граничных изостыков РЦ. В этом случае путевое реле дополнительно получает питание от смеж­ной РЦ, что может не обеспечить необходимой шунтовой чув­стви­тельности. Чтобы при коротких замыканиях граничных изо­стыков вызвать защитный отказ, осуществляют чередование поляр­ностей в смежных РЦ, а по обе стороны изостыка располагают одно­имён­ную аппаратуру.

Рис. 1.15. Разветвлённая рельсовая цепь