Рельсовые цепи с фазочувствительным приемником

Тема лекции 11

Рельсовые цепи с фазочувствительным приемником. Рельсовые цепи на участках с электротягой постоянного тока.

Рельсовые цепи на участках с электротягой постоянного тока

На участках с электрической тягой сигнальный ток питания рель­совых цепей должен качественно отличаться от тягового тока и его гармонических составляющих. Постоянный тяговый ток полу­чается выпрямлением переменного 50 Гц с помощью мощных вы­прямителей, имеющих шестифазную схему включения. Кривая вып­рямленного напряжения, кроме постоянной составляющей, содержит также гармоники переменного тока, т. е. составляющие с час­тотами, кратными частоте 300 Гц (300, 600, 900, 1200 Гц и более высокие). Эти гармоники оказывают мешающее действие на устрой­ства автоматики (прежде всего на рельсовые цепи) и линии связи.

Для снижения уровня гармоник на тяговых подстанциях уста­навливают сглаживающие фильтры. В некоторых случаях, в част­ности при неисправности одного из вентилей, в составе выпрямлен­ного напряжения появляются гармоники, кратные 50 Гц (50, 100, 150, 200, 250 Гц и др.). Во всех случаях рельсовые цепи должны быть защищены от опасного и мешающего действия тягового тока и его гармонических составляющих.

Опасным принято считать такое влияние тягового тока, которое может привести к ложному контролю свободности рельсовой цепи при ее фактической занятости. Мешающее влияние проявляется в том, что при свободности участка нарушается нормальная работа путевого реле, вследствие чего фиксируется ложная занятость участка; на светофоре появляется красный огонь при свободном блок-участке, что приводит к неоправ­данным задержкам поездов.

На перегонах с электротягой постоянного тока, как правило, применяют рельсовые цепи переменного тока 50 Гц (рисунок 1).

Рекомендуемые материалы

Рисунок 1- Кодовая рельсовая цепь переменного тока 50 Гц

Для пропуска тягового тока по концам рельсовой цепи устанавли­вают дроссель-трансформаторы: ДТ-0,6 на питающем и ДТ-0,2 на релейном. Средние точки дроссель-трансформаторов соединяют со средними точками дроссель-трансформаторов смежных цепей. Пи­тающую и релейную аппаратуру подключают к дополнительным обмоткам дроссель-трансформаторов. Для защиты аппаратуры от перенапряжений устанавливают разрядники РВН-250 или выравни­ватели (керамические или селеновые).

Рельсовая цепь получает питание от путевого трансформатора ПОБС-3 или ПОБС-ЗА. В качестве ограничителя применен реак­тор РОБС-3 или РОБС-ЗА. Включенные на питающем конце кон­денсаторы общей емкостью 24 мкФ предназначены для уменьшения потребляемой мощности. С помощью конденсаторов дополнитель­ную обмотку дроссель-трансформатора настраивают в резонанс токов на частоте 50 Гц. Индуктивная составляющая тока дополнительной обмотки ДТ-0,6 компенсируется емкостным током конденсаторов, вследствие чего общий ток, потребляемый от путевого трансформато­ра, значительно снижается. Конденсаторы одновременно уменьшают искрообразование на контактах реле Т, улучшая условия их работы и тем самым, увеличивая срок службы реле. Так как индуктив­ное сопротивление дополнительной обмотки ДТ-0,6 для частоты тока 50 Гц (w=314) составляет 0,6n²=0,6·15²=135 Ом (n—коэф­фициент трансформации дроссель-трансформатора), то для настрой­ки в резонанс необходимо, чтобы емкостное сопротивление также составляло 135 Ом, т. е. Хс=135 Ом.

Так как Xc=1/(wC), то С=1/(wXс) = 10⁶/314×135 » 23,6 » 24 мкФ.

Кодовая цепь защищена от опасного и мешающего действия гармоник тягового тока. Когда рельсовая цепь свободна, путевое реле И работает в импульсном режиме, создавая цепи возбуждения сигнальных реле. Если в путевое реле при занятой цепи попадут гармоники тягового тока, то оно будет удерживать якорь при­тянутым, и сигнальные реле Ж и 3 не возбуждаются. Это приве­дет к закрытию путевого светофора. Чтобы воздействие гармоник тягового тока не приводило к нарушению нормальной работы рель­совой цепи при свободном ее состоянии, путевое реле включается через защитный фильтр ЗБФ.

Фильтр представляет собой последо­вательный резонансный контур, составленный из индуктивности Lф=2,54 Гн и емкости конденсатора Сф=4 мкФ, настраиваемый в резонанс напряжений на частоту 50 Гц.

Для сигнальной частоты фильтр имеет сопротивление пример­но 60 Ом, а для гармоник тягового тока — высокое сопротивление, например, для тока частотой 300 Гц — примерно 5000 Ом. Гармо­ники тягового тока могут оказы­вать влияние на работу путевого реле только в случае неравенства тяговых токов в рельсовых ни­тях (асимметрии). При равенст­ве этих токов они, протекая через полуобмотки дроссель-трансфор­маторов, создают встречные маг­нитные потоки, которые взаимно компенсируются.

Если токи в рель­сах не равны, то в дополнительной обмотке дроссель-трансформатора появляется напряжение помехи, пропорциональное разности токов в рельсах. Практически асиммет­рия токов в рельсовых нитях на участках с электротягой постоян­ного тока может достигать 10—12 % (неодинаково   сопротивление рельсовых нитей из-за неисправности стыковых соединителей, повышенного их сопротивления; утечки тягового тока из рельсовой нити через опоры контактной сети, а также из за плохого электрического контакта одной из перемычек дроссель трансформатора). Постоянная составляющая тя­гового тока подмагничивает дроссель-трансформатор, что приводит к уменьшению сопротивления.

При токе асимметрии 240 А сопро­тивление уменьшается не более чем на 10 %. Стабилизацию сопро­тивления обеспечивает воздушный зазор. При большем токе асиммет­рии нормальная работа рельсовой цепи нарушается. В блоке фильт­ра помещается дроссель L, защищающий путевое реле от пере­напряжения при замыкании изолирующих стыков, когда к обмотке путевого реле прикладывается большое напряжение от питающего конца смежной цепи, под действием которого может выйти из строя выпрямитель реле.

Дроссель имеет большое сопротивление (примерно 5000 Ом при напряжении 4В) и не мешает работать реле. С возрастанием напряжения до 12 В и выше происходит насыщение сердечника дросселя, резко падает его сопротивление (до 20 Ом и ниже), оно шунтирует обмотку путевого реле, а избыток напряжения падает на дополнительном резисторе Rд.

Из теории рельсовых цепей известно, что оптимальным сопро­тивлением по концам рельсовой цепи, при котором обеспечиваются все режимы при максимальной длине рельсовой цепи, является со­противление 0,2—0,4 Ом.

На релейном конце основной нагрузкой является обмотка дроссель-трансформатора ДТ-0,2 с индуктивным сопротивлением 0,2 Ом. Подключение нагрузки в виде импульсного реле с входным сопротивлением 200 Ом последовательно через фильтр ЗБФ с сопротивлением 120 Ом не оказывает существенного влияния на сопротивление релейного конца, так как это сопротивле­ние в пересчете к основной обмотке дроссель-трансформатора    Ом.

Подключение активного сопротив­ления 1,1 Ом параллельно к индуктивному 0,2 Ом не изменяет заметно общее сопротивление конца цепи. На питающем конце входное сопротивление рельсовой цепи (со стороны рельсовой ли­нии) образуется за счет параллельного соединения основной об­мотки дроссель-трансформатора ДТ-0,6 и приведенного сопротив­ления 45 Ом ограничителя РОБС-ЗА. Емкостное сопротивление конденсаторов при этом не учитывают, так как шунтовой и конт­рольный режимы должны обеспечиваться и в случае обрыва кон­денсаторов.

Схема рельсовой цепи аналогична схеме кодовой цепи. В зависимости от показания путевого светофора в рельсовую цепь контактом трансмиттерного реле навстречу поезду посылаются кодовые сигналы КЖ, Ж или 3, вырабатываемые транс­миттером КПТШ (на схеме не показан). Эти коды воспринимаются на приемном конце рельсовой цепи импульсным путевым реле.

Переключая контакт в цепи дешифраторной ячейки, это реле воздействует на сигнальное реле Ж и 3, которые управляют огнями путевого светофора.  Контакты этих реле используют также в цепях контроля свободности блок-участков и в схеме выбора кодовых сигналов, посылаемых в смежную рельсовую цепь, кодовые сигналы одновременно используют для действия АЛС.

В случае замыкания изолирующих стыков импульсное путевое реле будет срабатывать от тока смежной цепи. Осуществить его защиту путем чередования фаз в смежных цепях невозможно, так как реле является одноэлементным. Для исключения возбуждения сигнальных реле Ж и 3 при работе реле И от тока смежной цепи в случае замыкания изолирующих стыков применена схемная защита. Действие схемной защиты основано на том, что возбужде­ние сигнальных реле возможно только при замкнутом тыловом контакте реле Т смежной рельсовой цепи, т. е. когда сигнальный ток в нее не посылается. В смежных цепях применяют разные транс­миттеры (КПТШ-5 и КПТШ-7) с кодовыми циклами разной продолжительности. Предельная длина рельсовой цепи равна 2600 м. Мощность, потребляемая рельсовой цепью предельной длины, в нор­мальном режиме равна 250 В×А, в режиме короткого замыкания она повышается до 500 В×А.

На участках с двусторонним движением при смене направления движения питающие и релейные концы рельсовой цепи переключают­ся, поэтому на обоих концах, каждый из которых может быть пи­тающим или релейным, устанавливают дроссель-трансформаторы ДТ-0,6. Поскольку рельсовую цепь на питающем конце регулируют по режиму АЛС так, чтобы на релейном конце обеспечивался ток АЛС под приемными катушками не менее 2 А, то напряжение на рельсах релейного конца при нормальном режиме за счет более высокого сопротивления дроссель-трансформатора (0,6 Ом) оказы­вается значительно выше (примерно в два раза) по сравнению со схемой двухпутного участка. Избыток напряжения гасится вклю­чением дополнительного резистора Rд=300 Ом.

Для присоединения к рельсам отсасывающего фидера тяговой подстанции или заземляющего троса, например для заземления фермы моста, в рельсовой цепи устанавливают третий дроссель-трансформатор ДТ-0,6. С целью повышения его сопротивления и снижения влияния на работу рельсовой цепи в цепь его допол­нительной обмотки включают конденсатор емкостью 24 мкФ, обра­зующий с обмоткой дроссель-трансформатора параллельный резо­нансный контур для частоты сигнального тока 50 Гц. Полное сопротивление этого контура со стороны рельсовой линии при час­тоте тока 50 Гц составляет 4 Ом.

Опоры контактной сети заземляют непосредственно на рельс, если их сопротивление заземления не менее 100 Ом. В остальных случаях опоры присоединяют к рельсам через искровые промежутки многократного действия.

На станциях участков с электротягой постоянного тока, как правило, применяют рельсовые цепи переменного тока 50 Гц или 25 Гц с непрерывным питанием.

На станциях широко применяют двухниточную рельсовую цепь с дроссель-трансформаторами и фазочувствительным путевым реле ДСШ-12 или ДСР-12 (рисунок 2). Эта рельсовая цепь может приме­няться на всех путях и стрелочных путевых участках станций.

На обоих концах цепи устанавливают дроссель-трансформаторы ДТ-0,2 с коэффициентом трансформации 40, согласующие высокое сопротивление аппаратуры с низким входным сопротивлением рель­совой линии. Благодаря высокому коэффициенту трансформации оказывается возможным всю аппаратуру располагать на централь­ном пункте (пост ЭЦ). Дублирование жил не требуется при длине кабеля до 2 км. Для подключения отсасывающего фидера или заземляющих тросов устанавливают третий дроссель-трансформатор ДТ-0,6 (на схеме не показан), дополнительную обмотку которого с целью увеличения сопротивления на частоте сигнального тока 50 Гц настраивают в резонанс конденсаторами общей емкостью 24 мкФ.

Рисунок2 - Фазочувствительная рельсовая цепь переменного тока 50 Гц с дроссель-трансформаторами

Стабилизация сопротивления по концам обеспечивается основ­ными обмотками дроссель-трансформаторов ДТ-0,2 (0,2 Ом для частоты сигнального тока 50 Гц). В этой схеме применен емкостный ограничитель Со, который составляет резонансный контур на часто­те 50 Гц с индуктивностью дополнительной обмотки дроссель-трансформатора ДТ-0,2 и с учетом реактивного сопротивления рельсовой линии. Так как входное сопротивление рельсовой линии зависит от ее длины, то емкость конденсатора Со при длине цепи до 500 м равна 16 мкФ, а при длине от 500 до 1500 м —12 мкФ. Конденсатор Со обеспечивает сдвиг фазы напряжения путевого элемента по отношению к напряжению местного элемента на угол примерно 90°, необходимый для нормальной работы двухэлемент­ного фазочувствительного реле.

Рельсовая цепь с емкостным ограничителем характерна тем, что мощность, потребляемая в режиме короткого замыкания, ниже мощности, потребляемой в нормальном режиме. При свободной РЦ, как было указано, питающий конец настраивают в резонанс напряжений. При этом индуктивное сопротивление до­полнительной обмотки дроссель-трансформатора компенсируется ем­костным сопротивлением конденсатора Со, общее сопротивление будет минимальным, поэтому ток в контуре будет максимальным.

Он определяется сопротивлениями кабеля Rк, резистора Ro и поте­рями в контуре R_П:

.

В режиме короткого замыкания, когда поездом шунтируется индуктивное сопротивление дроссель-трансформатора, контур рас­страивается и его сопротивление возрастает за счет нескомпен­сированного емкостного сопротивления Хс, которое в два-три раза выше общего активного сопротивления. Ток, потребляемый от вторич­ной обмотки путевого трансформатора, снижается до значения:

.

Резистор Ro на питающем конце включают для защиты путевого трансформатора от короткого замыкания в случае пробоя конден­сатора Со в момент нахождения поезда на питающем конце. Общее сопротивление резистора Ro и сопротивление жил кабеля должны быть не более 200 Ом. Резистор Ro повышает стабильность работы схемы при возможных колебаниях частоты сети и отклонениях емкости конденсатора Со от оптимального значения. Предельная длина рельсовой цепи —1500 м; мощность, потребляемая рельсовой цепью предельной длины, составляет 90 В×A, cos  j=0,8.

РЦ регулируют подбором напряжения путевого тран­сформатора так, чтобы в нормальном режиме при минимальном сопротивлении изоляции напряжение на путевом элементе реле ДСШ-12 было не менее 14 В.

Для обеспечения на путевой обмотке реле ДСШ-12 необходимого рабочего напряжения и требуемых фазовых соотношений парал­лельно путевой обмотке включают конденсатор емкостью 4 мкФ. Защита путевых реле от ложного срабатывания от источника смеж­ной цепи при замыкании изолирующих стыков достигается чередо­ванием мгновенных полярностей напряжения в смежных цепях. Первичные обмотки пу­тевых трансформаторов нужно включать в одну и ту же фазу. При невозможности выполне­ния этого требования допуска­ется включать путевые транс­форматоры в разные фазы трех­фазной цепи, однако в этом случае такие рельсовые цепи нужно стыковать питающими концами или разделять им­пульсными рельсовыми целями.

Фазочувствительная рельсовая цепь допускает возможность ее кодирования с питающего и релейного концов (рисунок 3).

Для защиты от искрообразования на контактах трансмиттерного ре­ле параллельно обмотке путевого трансформатора включают защит­ный контур, состоящий из резистора Ru и конденсатора Си. Кодиро­вание рельсовой цепи начинается с вступлением на нее поезда и размыкания фронтового контакта путевого реле. Трансмиттерное реле Т начинает работать с занятием предыдущего путевого или стрелочного участка. Кодирование включается только при установке поездных маршрутов, что фиксируется кодовоключающими реле КВ. После занятия поездом следующего по ходу путевого участка KB выключается, обеспечивая подачу в схему непрерывного тока для возбуждения путевого реле.

Рисунок 3- Фазочувствительная рельсовая цепь переменного тока 50 Гц кодируемая с питающего и релейного концов

Рельсовую цепь регулируют так, чтобы в режиме АЛС ток в рельсах на входном конце был не менее 2 А. При этом напряже­ние на путевом элементе реле ДСШ-12 должно быть не менее 14 В.

Для кодирования с релейного конца дополнительно устанав­ливают кодовый трансформатор ПОБС-ЗА, резистор Rк и конден­сатор Си, которые выбирают так же, как резистор Ro и кон­денсатор Со на питающем конце.

С целью сокращения числа дроссель-трансформаторов и сниже­ния взаимного влияния рельсовых цепей на некодируемых путях и стрелочных секциях можно применять фазочувствительные РЦ с одним дроссель-трансформатором ДТ-0,2 с коэффициентом транс­формации 40. Для согласования путевое реле подключа­ют к рельсам через релейный трансформатор РТ типа СОБС-2А с коэффициентом трансформации 16. Для защиты от воздействия тя­гового тока, который поступает в рельсовую цепь при движении  поезда или при котором замыкании изолирующих стыков, в цепь релейного трансформатора включают дополнительный резистор 1,2 Ом. Предельная длина однодроссельной рельсовой цепи равна 1250 м. Схема этой цепи аналогична рассмотренным выше схемам рельсовых цепей с реле ДСШ-12.

На некодируемых путях и стрелочных секциях на средних и крупных станциях применяют также однониточные рельсовые цепи. Они проще по устройству и дешевле двухниточных цепей с дрос­сель-трансформаторами. Так как в однониточных цепях тяговый ток пропускается по одной (тяговой) рельсовой нити, то для устройств АЛС создаются сильные помехи, вследствие этого на кодируемых путях применять однониточные рельсовые цепи не пред­ставляется возможным.

Рис. 10.4. Фазочувствительная рельсовая цепь переменного тока 50 Гц с одним дроссель-трансформатором

10.3. Однониточные рельсовые цепи переменного тока 50 Гц

На некодируемых путях и стрелочных секциях на средних и крупных станциях применяют также однониточные рельсовые цепи. Они проще по устройству и дешевле двухниточных цепей с дрос­сель-трансформаторами. Так как в однониточных цепях тяговый ток пропускается по одной (тяговой) рельсовой нити, то для устройств АЛС создаются сильные помехи, вследствие этого на кодируемых путях применять однониточные рельсовые цепи не пред­ставляется возможным.

Однониточные рельсовые цепи применяют с нейтральными пу­тевыми реле АНВШ2-2400, НВШ1-800, НРВ1-1000, НМШВ2-900/900 (рис. 10.5) или с фазочувствительными реле ДСШ-12 (рис. 10.6). Для питания однониточных рельсовых цепей обоих типов служат путевые трансформаторы ПОБС-2А или ПОБС-2, а для согласования высокого сопротивления путевого реле с низким входным сопро­тивлением рельсовой линии применяют релейный трансформатор РТЭ-1А. Мощность, потребляемая однониточной рельсовой цепью длиной 500 м в нормальном режиме 60 В×А, в режиме короткого замыкания —80 В×А. Предельная длина сигнального кабеля между путевым реле и релейным трансформатором, при которой не требу­ется дублирование жил, равна 4 км. Питающий и релейный транс­форматоры размещают вблизи пути, чтобы сопротивление жил кабеля между рельсами и трансформаторами не превышало 1,5 Ом.

Нейтральные путевые реле защищают от ложного срабатывания из-за влияния гармоник тягового тока с помощью электрического фильтра РЗФ-1 (см. рис. 10.5). Он состоит из секционированной емкости Сф и дросселя Lф. Конденсатор Сф подключают парал­лельно вторичной обмотке трансформатора РТ, образуя парал­лельный резонансный контур на частоте сигнального тока 50 Гц. Для этой частоты контур имеет наибольшее сопротивление. Для гармоник тягового тока 300 Гц и выше сопротивление контура сни­жается, а значит, уменьшается напряжение на нем. Дроссель Lф включают последовательно с обмоткой реле, он препятствует про­хождению тока гармоник. Для сигнальной частоты 50 Гц дроссель имеет низкое сопротивление.

Рис. 10.5. Однониточная рельсовая цепь переменного тока 50 Гц с нейтральным путевым реле

Путевое реле ДСШ-12 по своей конструкции защищено от лож­ного срабатывания при воздействии гармоник тягового тока, поэ­тому применять защитный фильтр в этом случае не требуется. Хотя пропуск тягового тока в однониточной рельсовой цепи осу­ществляется по одной (тяговой) рельсовой нити, часть тока мо­жет ответвиться через обмотку путевого трансформатора, сигналь­ную нить и релейный трансформатор и повредить аппаратуру рель­совой цепи (перегрев и выход из строя обмоток питающего и ре­лейного трансформаторов). Значение этого тока зависит от тя­гового тока в рельсах, длины рельсовой нити, сопротивления тяго­вой нити и цепи ответвления.

Рис. 10.6. Однониточная рельсовая цепь переменного тока 50 Гц с реле ДСШ-12

Для уменьшения тока, ответвляющегося в приборы рельсовой цепи и сигнальную нить, принимаются следующие меры. Тяговые нити всех однониточных цепей станции соединяют между собой па­раллельно в нескольких точках не реже чем через 400 м медными тросами, поэтому тяговый ток в каждой однониточной цепи значи­тельно уменьшается. Однониточные рельсовые цепи используют толь­ко на станциях, когда имеется возможность пропускать обрат­ный тяговый ток не менее чем по шести параллельным рельсовым нитям на двухпутных линиях и по трем — на однопутных. Для сни­жения сопротивления тяговых нитей предельная длина однониточ­ных рельсовых цепей ограничена. До 1968 г. предельная длина допускалась до 900 м, однако в связи с увеличением мощности электровозов, а следовательно, тягового тока она была уменьше­на до 500 м для разветвленных и до 650 м для неразветвленных рельсовых цепей.

Для уменьшения тока, ответвляющего в сигнальную нить, на питающем и релейном концах устанавливают ограничивающие ре­зисторы Ro и Rз, сопротивление которых вместе с сопротивлением соединительных проводов должно быть не менее 1,5 Ом. Резистор Ro одновременно является ограничителем сигнального тока, обес­печивая требуемую шунтовую чувствительность.

Обмотка трансформатора РТЭ-1А рассчитана на пропуск подмагничивающего тягового тока до 10 А. Чтобы при случайном по­вышении тягового тока в сигнальной нити (например, при повышении сопротивления тяговой нити) этот ток не повредил аппаратуры, на питающем и релейном концах применяют автоматические выключатели многократного действия АВМ или плавкие предохрани­тели. Первичную обмотку путевого трансформатора включают че­рез загрубленные плавкие предохранители, которые используют для выключения питания при работах в трансформаторном ящике (на схеме не показаны).

Контроль короткого замыкания в однониточных рельсовых це­пях с нейтральными путевыми реле достигается наличием косой перемычки, соединяющей тяговые нити смежных цепей. При замыка­нии изолирующих стыков шунтируется данная рельсовая цепь или смежная с ней, и путевое реле отпускает якорь. Например, при замыкании верхнего правого стыка (см. рис. 10.5) шунтируется данная рельсовая цепь, а при замыкании правого нижнего стыка — смежная с ней рельсовая цепь, расположенная справа. Таким обра­зом, наличие тяговых перемычек обеспечивает контроль замыкания изолирующих стыков, поэтому при обслуживании рельсовых цепей необходимо проверять целостность этих перемычек.

Путевые реле ДСШ дополнительно исключают возможность сра­батывания от тока смежной цепи вследствие чередования мгновен­ных полярностей напряжения в смежных цепях.

Существенным недостатком однониточных рельсовых цепей яв­ляется наличие контроля исправности только сигнальной нити. Тяговые нити всех рельсовых цепей объединены, и поэтому при обрыве одной из них всегда имеется цепь прохождения сигнально­го тока через тяговые нити параллельных цепей, и путевое реле остается возбужденным.

Указанные недостатки наряду с рассмотренными выше огра­ничивают область применения однониточных рельсовых цепей. На участках с диспетчерской централизацией, где на промежуточных станциях отсутствует обслуживающий персонал, связанный с дви­жением поездов, применять однониточные рельсовые цепи запре­щается. Их применение при новом проектировании и строительстве и в других случаях становится все более ограниченным.

10.4. Рельсовые цепи переменного тока 25 Гц

Новые линии железных дорог электрифицируют по системе пе­ременного тока 50 Гц, поэтому на таких линиях возможность использования этой частоты для питания рельсовых цепей исклю­чается. Частота сигнального тока 50 Гц в рельсовых цепях ста­новится все более нежелательной на линиях с электротягой по­стоянного тока и с автономной тягой, где сети с частотой 50 Гц широко применяют для освещения, отопления, работы различных механизмов, машин, электроснабжения ряда систем контроля и управления различными производственными процессами.

При различных повреждениях в этих цепях, в частности при случайном соединении проводов сети электроснабжения с рельса­ми, возможно попадание токов промышленной частоты 50 Гц в рель­совую цепь. Это может привести к ложной подпитке путевых реле, что недопустимо по условиям безопасности движения поездов.

Одним из возможных вариантов решения этой проблемы явля­ется применение рельсовых цепей переменного тока 25 Гц, полу­чивших широкое распространение на линиях с электротягой пере­менного тока.  При внедрении рельсовых цепей переменного тока 25 Гц необходимо предусматривать их кодирование током 50 Гц,  так как  в системе АЛС на линиях с электротягой постоянного то­ка используется ток этой частоты. Применять частоту 25 Гц для действия АЛС на участках с электротягой постоянного тока без длительного перерыва действия АЛС на период реконструкции не представляется возможным из-за ряда технических и организаци­онных трудностей, связанных прежде всего с тем, что локомотивы проходят большие расстояния (до 1000 км и более), поэтому переход на другую частоту в системе АЛС должен осуществляться одновременно на участках большой протяженности.

Кроме того, при использовании сигнального тока частотой 25 Гц для передачи сигналов АЛС потребовалось бы увеличить ток в рельсах, так как уровень помех в диапазоне 25 Гц на участках с электротягой постоянного тока значительно выше, чем в диа­пазоне 50 Гц при той же ширине полосы пропускания прием­ных устройств.

Рельсовая цепь переменного тока 25 Гц (рис. 10.7) получа­ет питание непрерывным током от преобразователя ПЧ50/25, в ка­честве путевого используют фазочувствительное  реле ДСШ-12. Путевое реле реагирует только на сигнальный ток частотой 25 Гц, так как местная обмотка реле пи­тается током этой частоты. Ко­довые сигналы АЛС на частоте 50 Гц передаются контактом реле Т от кодового трансформатора КТ типа ПОБС-ЗА.

Ещё посмотрите лекцию "12 Структура и основные функции государственных органов экологического управления" по этой теме.

Рис. 10.7. Рельсовая цепь переменного тока 25 Гц, кодируемая током 50 Гц

Для разделения источников питания 25 и 50 Гц на питающем конце рельсовой цепи включены электрические фильтры. В цепь передачи сигнального тока 25 Гц включен последовательный коле­бательный контур с резонансной частотой 25 Гц, образованный конденсатором С1==20 мкФ, реакто­ром L1 и дополнительной обмоткой дроссель-трансформатора ДТ-0,6.

Для частоты тока 25 Гц этот контур оказывает минимальное сопротивление, так как индуктивное и емкостное сопротивления на этой частоте взаимно компенсируются и действует только ак­тивное сопротивление, определяемое потерями в контуре. При пе­редаче тока 50 Гц в рельсовую цепь от трансформатора КТ ин­дуктивное сопротивление реактора L1 препятствует прохождению тока 50 Гц через трансформатор ПТ-25. Чтобы сигнальный ток 25 Гц не замыкался через обмотку трансформатора КТ, в цепь передачи кодового тока 50 Гц включен параллельный колебатель­ный контур, образованный реактором L2 и конденсатором С2. Кон­тур настраивается на частоту 25 Гц. Для тока этой частоты контур оказывает наибольшее сопро­тивление, препятствуя прохождению тока 25 Гц в цепь кодового трансформатора. Эта цепь допускает наложение кодирования и с релейного конца (на рис. 10.7 не показано).

Такую рельсовую цепь регулируют изменением напряжения, сни­маемого со вторичной обмотки трансформатора ПТ; кодовый ток АЛС регулируют изменением напряжения, снимаемого со вторичной обмотки кодового трансформатора КТ. Элементы фильтров, питаю­щий и релейный трансформаторы размещают в отдельных блоках — БПК (блок питания и кодирования, устанавливаемый на питающем конце), БРК (блок релейный и кодирования).

 Рельсовые цепи переменного тока 25 Гц с реле ДСШ-12 надеж­но защищены от влияния линий электропередачи промышленной час­тоты, а также от воздействия гармоник тягового тока, так как пу­тевое реле ДСШ срабатывает только от тока такой частоты, кото­рая подана на его местную обмотку. Защитные фильтры при этом не требуются. Существенным достоинством этой цепи является воз­можность ее предварительного кодирования током 50 Гц, что по­вышает надежность действия локомотивных приемных устройств АЛС. Кодовые сигналы АЛС частотой 50 Гц могут включаться пред­варительно с момента задания маршрута или вступления поезда на предыдущий путевой или стрелочный участок. При одновремен­ной передаче в рельсовую цепь сигнальных токов 25 и 50 Гц пу­тевое реле реагирует только на сигнальный ток частотой 25 Гц, поскольку током этой частоты питается его местная обмотка.

Недостатком схемы является ее сложность, на питающем кон­це число приборов увеличивается более чем в два раза по срав­нению с типовыми рельсовыми цепями переменного тока 50 Гц. Здесь требуются приборы для передачи сигнального тока 25 Гц, приборы для передачи кодового тока 50 Гц для действия АЛС, а также дополнительные приборы для разделения источников питания рельсовой цепи и кодового тока АЛС. Кроме того, вместо дрос­сель-трансформаторов ДТ-0,2 необходима установка дроссель-трансформаторов ДТ-0,6 (0,3 Ом для сигнального тока 25 Гц). Дрос­сель-трансформаторы ДТ-0,2 при частоте сигнального тока 25 Гц не могут быть использованы из-за их низкого сопротивления току этой частоты (0,1 Ом).