Схемы устройств согласования и защиты

Схема устройства согласования и защиты зависит от решаемых задач (см. п. 2.4.1) и условий применения. Условия применения определяются наличием или отсутствием и родом тягового тока, наличием или отсутствием дроссель-трансформатора в месте подключения аппаратуры к рельсовой линии.

Рассмотрим принципиальные схемы устройств согласования и защиты для различных случаев применения (рис.2.8).

При анализе схем устройств согласования и защиты необходимо учесть, что на участках, оборудованных тональными рельсовыми цепями, при электрической тяге поездов устанавливаются дроссель-трансформаторы (ДТ). Они необходимы для выравнивания тягового тока, подключения отсасывающих фидеров тяговых подстанций и для пропуска обратного тягового тока в обход изолирующих стыков, установленных на границах блок-участков или на границе станции. Если ДТ расположен в месте подключения аппаратуры ТРЦ, то это позволяет в отдельных случаях упростить схему УСЗ и использовать дополнительную обмотку ДТ для подключения аппаратуры к рельсовой линии. В первом случае ДТ обеспечивает защиту от тягового тока, во втором – выполняет роль согласующего трансформатора.

Рис. 2.8. Схемы устройств согласования и защиты

В большинстве условий применения УСЗ включает в себя следующие элементы:

1. Согласующий трансформатор ПТ типа ПОБС-2А с коэффициентом трансформации n=38 (рис. 2.8, а, б, в, ж). Трансформатор ПТ обеспечивает согласование сопротивлений рельсовой линии и соединительного кабеля.

Если при тяге постоянного тока аппаратура ТРЦ подключается через дополнительную обмотку ДТ, то согласующий трансформатор не устанавливают (рис. 2.8, г, е), т. к. дроссель-трансформатор с коэффициентом трансформации n=40 выполняет функции согласования.

При электротяге переменного тока для более надежной защиты обслуживающего персонала и приборов от тягового тока используют ДТ (n=3) совместно с согласующим трансформатором ПТ (рис. 2.8, д).

2. Защитный резистор R_з. Резисторы обеспечивают защиту аппаратуры от тягового тока при его асимметрии. Кроме того, они обеспечивают требуемые обратные входные сопротивления по концам рельсовой линии; с этой целью суммарное сопротивление этих резисторов и соединительных проводов во вторичной обмотке трансформатора ПТ должно составлять 0,3‑0,4 Ом.

При наличии ДТ в месте подключения аппаратуры защитный резистор при условии обеспечения требуемых сопротивлений по концам рельсовой цепи может не устанавливаться (рис. 2.8, б, г, е). При низком сопротивлении изоляции РЛ, а также при тяге переменного тока указанное условие не выполняется, поэтому резисторы R_з установлены (рис. 2.8, в, д).

3. Автоматический выключатель многократного действия АВМ типа АВМ2-15 или АВМ1-5, который обеспечивает защиту аппаратуры и обслуживающего персонала от асимметрии тягового тока, превышающей допустимые значения. Принцип защиты заключается в следующем. При возрастании тока асимметрии выше допустимого предела сердечник трансформатора ПТ входит в насыщение, сопротивление его обмотки переменному току уменьшается, что приводит к увеличению тока и надежному срабатыванию АВМ.

При отсутствии согласующего трансформатора АВМ не устанавливается (рис. 2.8, г, е).

При автономной тяге поездов защитные резисторы и автоматические выключатели не требуются (рис. 2.8, ж).

4. Разрядник Р (типа РВНШ или РКН) или выравниватель (типа ВОЦН-220), который обеспечивает защиту аппаратуры от грозового разряда (при автономной тяге) или от коммутационных перенапряжений в контактной сети (при электрической тяге).

Указанные приборы размещаются в путевом ящике, который устанавливается непосредственно у железнодорожного пути в месте подключения аппаратуры ТРЦ к рельсовой линии. При отсутствии в схеме УСЗ согласующих трансформаторов путевой ящик не применяется. В этом случае разрядники устанавливаются в месте размещения аппаратуры ТРЦ (релейный шкаф автоблокировки или станционное помещение).

Таким образом, схемы УСЗ, представленные на рис. 2.8, применяются в следующих случаях:

а) при тяге постоянного или переменного тока и при отсутствии ДТ в месте подключения аппаратуры ТРЦ;

б) при тяге постоянного или переменного тока, наличии ДТ в месте подключения аппаратуры ТРЦ и соблюдении требуемых величин сопротивлений по концам РЛ;

в) при тяге постоянного или переменного тока, наличии ДТ в месте подключения аппаратуры ТРЦ и необходимости применения дополнительных резисторов для обеспечения требуемых величин сопротивлений по концам РЛ (например, на участках с низким сопротивлением изоляции РЛ);

г) при тяге постоянного тока, децентрализованном размещении аппаратуры АБ и использовании дополнительной обмотки ДТ для подключения аппаратуры ТРЦ (разрядник размещается в релейном шкафу);

д) при тяге переменного тока и использовании дополнительной обмотки ДТ для подключения аппаратуры ТРЦ;

е) при тяге постоянного тока, централизованном размещении аппаратуры АБ и использовании дополнительной обмотки ДТ для подключения аппаратуры ТРЦ (разрядник размещается в станционном помещении на месте установки аппаратуры АБ);

ж) при автономной тяге.

Контрольные вопросы и задания

1. Перечислите особенности построения тональных РЦ по сравнению с традиционными рельсовыми цепями.

2. Каким образом в тональных рельсовых цепях без изолирующих стыков исключается взаимное влияние смежных рельсовых цепей? А влияние рельсовых цепей параллельного пути?

3. Что такое зона дополнительного шунтирования?

4. Назначение рельсовых цепей типа ТРЦ4.

5. Какие частоты сигнального тока использовались в ТРЦ2, используются в ТРЦ3, ТРЦ4?

6. Перечислите достоинства тональных рельсовых цепей.

7. Что можно сказать о габаритах аппаратуры ТРЦ?

8. Как осуществляется настройка генераторов ТРЦ на требуемую частоту несущей и модулирующей?

9. Почему фильтры типа ФПМ требуют настройки на требуемую частоту на месте установки?

10. Найдите в тексте данные по основным техническим характеристикам путевого приемника типа ПП. Сравните их с характеристиками приемника типа ПРЦ4Л.

11. Какие задачи решают устройства согласования и защиты в ТРЦ?

12. Назовите основные приборы УСЗ и их назначение.