Кодовые рельсовые цепи

На линиях с электротягой переменного тока ранее внедрялись рельсовые цепи переменного тока 75 Гц, позднее были разработаны рельсовые цепи переменного тока 25 Гц. Опыт эксплуатации показал, что рельсовые цепи, питаемые током частотой 25 Гц, более устойчиво работают при пониженном сопротивлении изоляции (балласта) и потребляют меньшую мощность.

Электроснабжение рельсовых цепей 25 Гц осуществляется от высоковольтной линии переменного тока частотой 50 Гц, что дает возможность легко резервировать электропитание автоблокировки. Сигнальный ток частотой 25 Гц получается с помощью статического электромагнитного преобразователя частоты ПЧ50/25.

Кодовая рельсовая цепь переменного тока 25 Гц, применяемая на перегонах (рис. 11.1), обеспечивает передачу по рельсовой линии кодовых сигналов для увязки между показаниями светофоров и действиями АЛС. Кодовые сигналы КЖ, Ж или 3 посылаются контактом трансмиттерного реле Т в зависимости от состояния впередилежащих блок-участков. Применены дроссель-трансформаторы ДТ-1-150 с коэффициентом трансформации n=3.

Рис. 11.1. Кодовая рельсовая цепь переменного тока 25Гц

Для подключения отсасывающего фидера или заземления металлических конструкций допускается установка третьего дроссель-трансформатора ДТ-0,6 (на схеме не показан) с настройкой дополнительной обмотки в резонанс для сигнального тока частотой 25 Гц с помощью конденсатора емкостью 24 мкФ, включенного через повышающий трансформатор (n=2) ПРТ-А с целью уменьшения емкости (без трансформатора потребовалась бы емкость примерно 100 мкФ).

Непосредственное присоединение опор контактной сети к рельсам допускается при сопротивлении заземления опор не менее 100 Ом. В остальных случаях опоры должны присоединяться к рельсам через искровые промежутки многократного действия.

Статический электромагнитный преобразователь частоты (рис. 11.2, а) состоит из двух магнитопроводов, выполненных из трансформаторной стали.

На магнитопроводах имеются три обмотки:

две из них, включенные последовательно, подключаются через выпрямитель к внешнему источнику питания частотой 50 Гц;

третья, называемая контурной (резонансной), замыкается через конденсатор С_к и охватывает оба магнитопровода. Конденсаторы преобразователя размещены в отдельном блоке КПЧ.

Рис. 11.2. Принципиальная схема преобразователя частоты ПЧ50/25

Принцип действия преобразователя, называемого также дели­телем частоты, основан на явлении возбуждения параметрических колебаний: при принудительном изменении пара­метра (индуктивности или емкости) контура с частотой f в контуре возбуждаются колебания с частотой f/2.

В данном случае прину­дительное изменение индуктивности контура достигается подмагничиванием сердечников постоянной и переменной составляющими магнитного потока, создаваемого обмотками W_н за счет энергии, поступающей от сети. Появление этих составляющих обеспечи­вается за счет однополупериодного выпрямления переменного тока 50 Гц диодами VD, включенными в цепь обмоток W_н (на схеме пока­зан один диод). Под действием тока 50 Гц периодически изменяется индуктивность, чем поддерживаются незатухающие колебания в кон­турной обмотке w_к. Чтобы исключить прямую трансформацию тока 50 Гц с входа на выход, обмотки W_н включаются так, чтобы созда­ваемые ими магнитные потоки в средних стержнях были равны, но противоположно направлены. Нагрузка подсоединяется к контур­ной обмотке.

Достоинства параметрических преобразователей:

простота и надежность действия,

стабильное напряжение на выхо­де: колебание выходного напряжения составляет ±5% при измене­нии напряжения питания в широких пределах (±20% номинального значения),

хорошая защита от перегрузок (в случае перегрузки колебания прекращаются, преобразователь не повреждается).

К недостаткам преобразователей следует отнести:

большие раз­меры и массу (масса преобразователя ПЧ50/25-100 составляет 14,6 кг) сравнительно низкий к.п.д. (примерно 40%), особенно при малых нагрузках

при холостом ходе преобразователь потреб­ляет от сети практически такую же мощность, как и при полной нагрузке.

От преобразователя ПЧ50/25-100 могут быть получены напря­жения на выходе от 5 до 175В через каждые 5 В (рис. 11.2, б).

Ограничителем рельсовой цепи является нерегулируемый резис­тор сопротивлением 200 Ом (см. рис. 11.1).

Для согласования аппаратуры с дроссель-трансформаторами установлены трансфор­маторы ПТ на питающем и ИТ на релейном конце. Эти трансформа­торы вместе с автоматическими выключателями АВМ-1 обеспечи­вают защиту аппаратуры и обслуживающего персонала от перенап­ряжений, которые могут возникать при значительной асимметрии тягового тока, например:

· при обрыве одной из перемычек дроссель-трансформатора ДТ-1-150

· при случайных замыканиях кон­тактного провода на рельс.

В этих случаях на дополнительной обмотке ДТ-1-150 могло бы появиться высокое напряжение, опас­ное для аппаратуры и обслуживающего персонала, однако при этом происходит насыщение магнитопровода трансформатора ПТ или ИТ, вследствие чего их сопротивление падает, ток в цепи возрас­тает, срабатывают автоматические выключатели АВМ-1 и отключа­ют аппаратуру от дроссель-трансформатора, защищая ее от повреж­дений тяговым током.

Защита аппаратуры от импульсных перенапряжений, возникаю­щих от воздействия тягового тока и грозовых разрядов, осущест­вляется с помощью разрядников РВН-250. Вместо них можно при­менять выравниватели.

Поскольку устройства автоблокировки с рельсовыми цепями 25 Гц получают питание от высоковольтной линии 50 Гц, то в этом случае используются те же типы трансмиттеров (КПШ-5 и КПШ-7), что и при электротяге постоянного тока. В смежных рельсовых цепях применяют трансмиттеры разных типов.

Работа этой схемы аналогична работе схемы кодовой рельсо­вой цепи переменного тока 50 Гц.

Ложное возбуждение сигналь­ных реле при работе импульсного реле от тока смежной цепи при повреждении изолирующих стыков исключается схемным способом.

Рельсовые цепи 25 Гц регулируются изменением напряжения, снимаемого с выхода преобразователя.

При шунтировании входно­го (релейного) конца ток под приемными катушками должен быть не менее 1,4 А.