Виды рельсовых цепей, применяемые на метрополитене

На метрополитене применяют однониточные и двухниточные рельсовые цепи переменного тока промышленной и тональных частот, неразветвленные и разветвленные.
Деление рельсовых цепей на двухниточные и однониточные определяется способом пропускания обратного тягового тока по ходовым рельсам.
В двухниточных рельсовых цепях обратный тяговый ток протекает по двум рельсовым нитям (Рис.6). Для его пропуска в обход изолирующих стыков на границе двух смежных рельсовых цепей устанавливают два путевых дросселя или дроссель - трансформатора.
Путевой дроссель имеет одну, основную, обмотку из медной шины большого сечения с двумя крайними выводами и выводом средней точки обмотки. Крайние выводы при помощи дроссельных тяговых соединителей подключаются к рельсам, а средние выводы двух смежных путевых дросселей соединяются между собой медной шиной, создавая обратному тяговому току путь в обход изолирующих стыков.
Путевые дроссель – трансформаторы отличаются от путевых дросселей наличием дополнительной обмотки, которая вместе с основной обмоткой образует трансформатор. Дополнительная обмотка используется для подключения приборов питающего и релейного концов рельсовой цепи.

Рис.6. Двухниточная рельсовая цепь
Iт - обратный тяговый ток; М – тяговый двигатель электропоезда.
В однониточной рельсовой цепи обратный тяговый ток, в ее пределах, протекает по одной рельсовой нити (Рис.7). Для пропуска обратного тягового тока в обход изолирующего стыка устанавливают между противоположными рельсовыми нитями косой тяговый соединитель.

Iт – обратный тяговый ток; М – тяговый двигатель электропоезда.
В однониточной рельсовой цепи рельсовую нить, по которой протекает обратный тяговый ток, называют тяговой нитью, а по которой обратный тяговый ток не протекает – сигнальной или блокировочной нитью.
Так как для пропуска обратного тягового тока должно использоваться не менее двух (тяговых) нитей, то тяговые нити разных путей в определенном порядке объединяют между собой уравнивающими тяговыми соединителями. На метрополитене однониточные рельсовые цепи, в основном, применяют в депо; в тоннеле – на перекрестных съездах. В местах перехода с однониточных рельсовых цепей на двухниточные тяговую нить соединяют со средней точкой дроссель – трансформатора ближайшей двухниточной рельсовой цепи.
Так как рельсовые цепи по своей конфигурации повторяют путевое развитие, которое включает ответвления и пересечения путей, то они бывают неразветвленные и разветвленные.
Неразветвленные рельсовые цепи устраивают в пределах изолированных участков, не имеющих ответвлений. Такие рельсовые цепи имеют один питающий и один релейный конец (Рис.8).

Т - питающий конец рельсовой цепи; ПТ - питающий трансформатор; П - путевое реле; Р - релейный конец рельсовой цепи; Со, Ср– конденсаторы; ДТ - путевой дроссель – трансформатор; Ic - сигнальный ток.
Там, где имеются ответвления и пересечения путей, устраивают разветвленные рельсовые цепи. Такие рельсовые цепи имеют один питающий и 2- 3 релейных конца в зависимости от числа ответвлений (Рис.9). Разветвленная рельсовая цепь имеет контроль свободности, когда свободны все ее ответвления, и контроль занятости, когда занято хотя бы одно ответвление или питающий конец.

Рис.9. Разветвленная рельсовая цепь
Т - питающий конец рельсовой цепи; ПТ – питающий трансформатор;
Р1, Р2 – релейные концы рельсовой цепи; П -1, П - 2 – путевые реле; Со, Ср– конденсаторы; Ic - сигнальный ток; ССП – соединитель стрелочного перевода.
По способу изоляции смежных рельсовых цепей различают рельсовые цепи с изолирующими стыками (Рис.5) и бесстыковые (тональные) рельсовые цепи (Рис.10).

Г1, Г2 – путевые генераторы; ПП3 ÷ ПП9 – путевые приемники;
475/ 8, 725/12 – частоты модулированного сигнального тока; I1, I2 – сигнальные токи.
В рельсовых цепях с изолирующими стыками:
- изолирующие стыки устанавливаются на границах со всеми смежными рельсовыми цепями;
- точно фиксируется граница между смежными рельсовыми цепями;
- смежные рельсовые цепи питаются сигнальным током одинаковой частоты, на метрополитене - 50 Гц.
Бесстыковые рельсовые цепи (БРЦ) характеризуются отсутствием изолирующих стыков на границах смежных рельсовых цепей. В этом случае смежные рельсовые цепи должны питаться сигнальными токами разных частот.
В качестве сигнальных токов в бесстыковых рельсовых цепях применяют амплитудно модулированные токи тональных частот в диапазоне 425 – 775 Гц. На основании этого бесстыковые рельсовые цепи называют также тональными рельсовыми цепями (ТРЦ). На метрополитене в настоящее время в ТРЦ используют частоты 475 Гц, 725 Гц и 775 Гц.
Как правило, две смежные рельсовые цепи имеют общий питающий конец, то есть один комплект аппаратуры питает две рельсовые цепи. На релейном конце устанавливают два последовательно соединенных путевых приемника, настроенных на разные частоты.
Особенность работы БРЦ по сравнению с рельсовыми цепями промышленной частоты с изолирующими стыками состоит в том, что их занятие и освобождение поездом фиксируется не в момент вступления и проследования точки подключения аппаратуры, а на некотором расстоянии от нее, что определяет на границе рельсовых цепей наличие зоны дополнительного шунтирования по приближению и удалению поезда.
Фактическая длина бесстыковой рельсовой цепи всегда будет больше ее физической длины, определяемой точками подключения аппаратуры, на длину зоны дополнительного шунтирования, которая может быть 12 – 25 метров.
Зона дополнительного шунтирования – это участок пути от точки подключения аппаратуры рельсовых цепей до местонахождения колесной пары подвижного состава, когда наступает (или сохраняется) шунтирование рельсовой цепи.
Наличие зоны дополнительного шунтирования не влияет ни на безопасность движения поездов, ни на пропускную способность линии.
Там, где необходимо точно зафиксировать границу между смежными рельсовыми цепями, устанавливают изолирующие стыки; изолирующие стыки могут устанавливаться только на одном конце рельсовой цепи. Аппаратура бесстыковых рельсовых цепей одинаково устойчиво работает как при отсутствии, так и при наличии изолирующих стыков.

Г.И. Логинов
УСТРОЙСТВА АВТОМАТИКИ, ТЕЛЕМЕХАНИКИ ДВИЖЕНИЯ ПОЕЗДОВ НА МЕТРОПОЛИТЕНЕ
(Устройства сигнализации, централизации, блокировки)

Обсудить на форуме