2.4.3. Каждый из режимов рельсовой цепи должен выполняться даже при наихудших для этого режима условиях, что проверяется расчетом.

Наихудшими условиями нормального режима являются такие, при которых уменьшается сигнал на входе путевого приемника. Это озна­чает, что напряжение U_p (см. рис. 15) на путевом реле следует определить при минимальном напряжении источника питания. Уровень сигнала на входе путевого приемника зависит от условий передачи энергии по рельсовой линии. Потери энергии обусловлены падением напряжения на включенном последовательно с реле сопротивлении рельсовых ни­тей и током утечки, ответвляющимся от одной рельсовой нити к другой через шпалы и балласт, т.е. через сопротивление изоляции рельсовой линии. Поэтому нормальный режим рассчитывают при максимальной сопротивлении рельсовых нитей и минимальном сопротивлении изоля­ции рельсовой линии.

Наихудшими условиями шунтового режима являются такие, при ко­торых увеличивается сигнал на входе приемника. Напряжение на путе­вом реле в шунтовом режиме определяется при максимальном напря­жении источника питания, минимальном сопротивлении рельсовых ни­тей, максимальном сопротивлении изоляции. Шунтовой эффект зависит от места расположения шунта. Расчеты показывают, что минимальная шунтовая чувствительность рельсовой цепи - при наложении шунта по концам рельсовой линии.

Наихудшими условиями контрольного режима являются такие, при которых увеличивается сигнал на входе приемника: максимальное на­пряжение источника питания, минимальное сопротивление рельсовых нитей, критическое сопротивление изоляции рельсовой линии, т.е. об­рыв происходит в критическом месте.

При расчете рельсовые цепи заменяют схемой замещения, состоя­щей из каскадного соединения трех четырехполюсников, которые за­мещают соответственно аппаратуру в начале рельсовой линии, рельсо­вую линию и аппаратуру в конце рельсовой линии. Порядок расчета приведен в [8].

2.5. Разветвленные рельсовые цепи

Разветвленные рельсовые цепи применяются в районе стрелочных переводов станций. Стрелками образуются ответвления, называемые параллельными по взаимному расположению железнодорожных путей.

Наличие ответвлений создает трудности в обеспечении шунтового и контрольного режимов разветвленной рельсовой цепи. Решение, на­правленные на обеспечение безопасности движения поездов по этим рельсовым цепям, делают их наиболее сложной разновидностью стан­ционных цепей. При создании разветвленных рельсовых цепей должны решаться две задачи: исключение короткого замыкания цепи в кресто­вине стрелочного перевода и обтекание сигнальным током параллель­ных ответвлений.

Для решения первой задачи устанавливаются два дополнительных изолирующих стыка внутри стрелочного перевода. Для пропуска сиг­нального тока в параллельное ответвление предусматриваются стре­лочные соединители. Ими соединяются крайние рельсы разветвлений (рис. 21). На участках с автономной тягой применяют соединители из стального оцинкованного каната диаметром 8,2 мм (см. рис. 11, д) с приваренными по концам штепселями с резьбой для крепления к рель­сам при помощи гаек. Длина этих стрелочных соединителей 3,3 или 6,7 м. Применяются и более короткие для уменьшения электрического со­противления на стыках стрелочного перевода. Штепсели таких соеди­нителей не имеют резьбы (см. рис. 11, г).

На участках с электрической тягой применяются соединители из медного гибкого провода сечением 50 мм² при тяге переменного тока и 70 мм при тяге постоянного тока (см. рис. 11, е). Длина медных стрелочных соединителей 0,33; 2,15 и 2,8 м. Их устанавливают по два на каждой стрелке для надежного пропуска по ним обратного тягового тока.

Рис. 21. Типы разветвленных рельсовых цепей.

Задача обтекания сигнальным током параллельных ответвлений ре­шается схемой их соединения. Известно два типа цепей: с последова­тельным и параллельным подключением разветвлений. При последова­тельной схеме (см. рис. 21, а) все рельсовые нити и стрелочные соеди­нители 1 обтекаются сигнальным током и путевое реле контролирует их целость, что является ее преимуществом. Однако эта схема сложна, требует большего числа изолирующих стыков 2 и междупутных соеди­нителей З, не обеспечивает устойчивую работу автоматической локомотивной сигнализации (АЛС).

Поэтому широкое распространение получила параллельная схема, где нет междупутных соединителей. В этой схеме (рис. 21, в) дополнительные изолирующие стыки удобней устанавливать так, чтобы стре­лочные соединители обтекались током для контроля их исправности, но установка изолирующих стыков по прямому пути снижает надежное действие АЛС. Схема (рис. 21,6) предусматривает установку этих сты­ков в направлении бокового пути. В этой схеме стрелочные соедините­ли не обтекаются током и, следовательно, их целость не контролирует­ся. Для повышения надежности рельсовой цепи при этой схеме стыко­вые соединители дублируются аналогично тому, как это делается на участках с электрической тягой.

В обеих вышеприведенных схемах параллельные ответвления сиг­нальным током не обтекаются. Если произойдет нарушение целости рельсовой нити ответвления и за местом обрыва окажется поезд, то пу­тевое реле СП останется под током и выдаст ложный контроль свободности рельсовой цепи при ее фактической занятости. Поэтому по таким схемам могут устраиваться разветвленные рельсовые цепи, если длина неконтролируемого ответвления не превышает 60 м и оно не входит в поездные маршруты. Последнее не относится к ответвлениям съездов и глухих пересечений.

В остальных случаях на каждое ответвление предусматривается пу­тевое реле (рис. 21, г). Свободность разветвленной рельсовой цепи в этом случае фиксируется при возбужденном состоянии всех путевых реле, которых не должно быть больше трех. Для этого устанавливается общий повторитель СП, включенный через фронтовые контакты путе­вых реле. Контакты реле СП присутствуют во всех электрических схе­ма, обеспечивающих безопасность движения по этой стрелочной путе­вой секции.

Установки на ответвлениях путевых реле связана с большим расходом кабеля. В рельсовых цепях с фазочувствительным путевым прием­ником типа ДСШ вместо путевых реле на конце параллельных ответв­лениях можно устанавливать конденсаторы, подключаемые к рельсовой линии через трансформатор (рис. 21, д). В нормальном режиме кон­денсатор С₀ обеспечивает фазовые соотношения в путевом реле СП, необходимые для его устойчивой работы. Полный или частичный об­рыв в цепи ответвления резко изменяет фазовые соотношения в рельсо­вой цепи и у реле СП опускается сектор, что приводит к размыканию фронтовых контактов.

2.6. Обеспечение устойчивой и надежной работы рельсовых цепей.

2.6.1. Устойчивая и надежная работа рельсовых цепей зависит от хо­рошего состояния балласта, исправного содержания изолирующих сты­ков, стыковых и стрелочных соединений.

Чтобы сопротивление изоляции рельсовой линии было высоким, между балластным слоем и подошвой рельса зазор должен быть не ме­нее 30 мм. Балласт не должен содержать токопроводящие соли, уголь­ную пыль. Нельзя допускать укладку шпал, пропитанных соляными ан­тисептиками.

Проводники стыковых соединителей не должны иметь обрыва, трос должен выходить из штепселя параллельно подошве рельса. Штепсель должен выступать на другой стороне шейки рельса не менее чем на 5 мм. Шпальные ящики, в которых проходят стрелочные соединители, а также перемычки дроссель-трансформаторов, кабельных стоек и путе­вых ящиков, должны быть очищены от балласта на глубину не менее 60 - 70 мм от верхней поверхности шпал.