Основные сведения о тональных рельсовых цепях.
Использование сигнального тока тонального диапазона позволяет защищенность от помех тягового тока, практически на порядок снизить потребляемую мощность, применить современную элементную базу, осуществить централизованное размещение аппаратуры, исключить взаимное влияние между РЦ. К достоинствам нужно отнести возможность исключения изолирующих стыков, что особенно важно для безстыкового пути. Без изолирующих стыков повышается прочность пути, снижаются потери энергии на тягу, уменьшается число ДТ. При движении тяжеловесных поездов тяговый ток через ДТ превышает их допустимые параметры. Опыт эксплуатации РЦ показывает, что число отказов из-за изолирующих стыков составляет около половины общего числа отказов, их обнаружение и устранение требует длительного времени. В системе автоблокировки с ТРЦ используется явление быстрого затухания частот выше 125 Гц в РЦ, что позволяет разместить на одном Б-У несколько ТРЦ, различающихся по несущей частоте.
Система АБ с ТРЦ бывает с путевыми светофорами и без путевых светофоров при использовании основным средством регулирования АЛС. Размещение аппаратуры может быть централизованным (АБТЦ) с подачей к каждому светофору контрольно-силового кабеля со станции и децентрализованным с размещением аппаратуры в релейных шкафах (РШ) на перегонах. На участках с электротягой постоянного тока устанавливают ДТ для выравнивания тягового тока в рельсовых нитях. На переменном токе ДТ на перегонах можно не устанавливать, однако их устанавливают для заземления отдельных объектов системы электроснабжения. ТРЦ могут быть с изолирующими стыками на перегонах, либо изолирующие стыки устанавливают только на границах станций.
Система с ТРЦ с путевой сигнализацией должна исключать возможность перекрытия светофора на запрещающее показание при наличии поезда перед ним, но гарантировать перекрытие на расстоянии 15-20 метров за поездом. Также структуры ТРЦ должны допустить возможность передачи сигналов АЛС и возможность работы на участках с низким сопротивлением балласта. На участках с низким сопротивлением балласта каждый блок - участок оборудуют несколькими ТРЦ. Число РЦ и их длина зависит от минимально допустимого удельного сопротивления балласта. Эта длина в основном не превышает 500 метров. Максимальная длина безстыковых ТРЦ составляет 1000 м. Допускается устройство ТРЦ при сопротивлении балласта до 0,1 Ом*км (в 10 раз ниже нормы для КРЦ) с длиной РЦ до 250 м.
В случае размещения аппаратуры РЦ на перегоне на каждой сигнальной точке размещаются два РШ. В одном релейная аппаратура и аппаратура числовой АЛС, в другом - передающая и приемная аппаратура ТРЦ, генераторы и приемники. Для работы используют три несущие частоты сигнального тока.
Централизованную систему АБ с ТРЦ (АБТЦ) применяют на однопутных участках при любых видах тяги и нормальным сопротивлением балласта. Эта система требует большого расхода кабеля. Для управления каждым сигналом требуется шесть жил кабеля. В месте установки путевого светофора располагают только сигнальные трансформаторы. Максимальная длина кабеля для управления светофором достигает 10 км. Расстояние между пунктами размещения аппаратуры не превышает 20 км. Электропитание устройств обеспечивается от станционных источников. Для работы используют две несущие частоты сигнального тока. Централизованное размещение аппаратуры на станциях в отапливаемых помещениях повышает надежность работы устройств и более надежно в обслуживании и организации движения. Очень важно что не требуются источники питания на перегонах, так как мощность потребляемая ТРЦ в 5-10 раз меньше чем при кодовых. Устройство АБТЦ содержит РЦ без изолирующих стыков, передающие устройства числовой и частотной систем АЛС, путевые согласующие трансформаторы, кабели и линии связи аппаратуры с рельсовой линией, схему увязки между соседними станциями в том числе схему смены направлений, устройства электропитания. Для увеличении объема передающей информации на локомотив наряду с числовой системой АЛС целесообразно применение частотной АЛС. В частотной системе АЛС для передачи сигнальных показаний применяются пять сигнальных частот от 125 до 325 Гц. Комбинациями из двух частот образуется 10 различных кодовых сигналов. В системе АБТЦ сигналы АЛС передаются в ТРЦ только при занятии её поездом.
Потребляемая мощность определяется в основном нагрузками передающих устройств ТРЦ и АЛС. Максимальная мощность передающих устройств АЛСН на несущей частоте 25 или 50 Гц не превышает 50 ВА, частотной - 40 ВА. Мощность, потребляемая БРЦ одной РЦ не превышает 10 ВА. Аппаратуру АБТЦ размещают на обеих станциях, связанных кабельными линиями связи. Для изменения направления движения поездов применяют двухпроводную схему. Устройства переездной сигнализации и управления шлагбаумами размещают в РШ. По обе стороны от переезда оборудуют по два участка приближения.
Для работы ТРЦ на железнодорожных линиях используются амплитудно-модулированные сигналы с несущими частотами 420, 480 и 580 Гц и частотой модуляции 8 и 12 Гц, а на линиях метрополитенов - сигналы с несущей частотой 780, 720 и 580 Гц и теми же частотами модуляции. При необходимости сигналы со всеми несущими частотами можно применять на железных дорогах.
Для исключения ложного срабатывания путевых приемников при случайном объединении рельсовых нитей соседних путей на двухпутных участках используются сигналы с четырьмя отличающимися признаками. Эти признаки создаются в результате модуляции двух несущих частот 420 и 480 Гц частотами 8 и 12 Гц.
Рельсовые цепи ТРЦ работают в современных системах автоблокировки:
ЦАБ - АЛСО - автоблокировка с централизованным размещением аппаратуры ТРЦ-3. Движение поездов осуществляется по сигналам автоматической локомотивной сигнализации АЛСН, путевые светофоры и изолирующие стыки в автоблокировке отсутствуют. Расстояние между пунктами размещения аппаратуры в системе ЦАБ-АЛСО составляет при автономной тяге до 30 км; а при электротяге - до 20 км.
ЦАБс - автоблокировка с централизованным размещением аппаратуры и путевыми светофорами. В пределах блок-участка применяются рельсовые цепи ТРЦ-3 - без изолирующих стыков. На границе блок - участка изолирующие стыки устанавливаются.
АБТЦ или ЦАБ -автоблокировка с централизованным размещением аппаратуры ТРЦ и с путевыми светофорами. В рельсовых цепях типа ТРЦ-3 изолирующие стыки не применяются.
АБТ - автоблокировка с децентрализованным размещением аппаратуры ТРЦ, путевыми светофорами и рельсовыми цепями, без изолирующих стыков. На блок - участке используется два типа рельсовых цепей ТРЦ-3 и ТРЦ-4; ТРЦ-4 определяет границу блок-участка.
АБТс- автоблокировка с децентрализованным размещением аппаратуры и путевыми светофорами. Рельсовые цепи ТРЦ-3, применяемые в пределах блок-участка, используются без изолирующих стыков. На границе блок-участка изолирующие стыки устанавливаются.
Аналогом числовой кодовой автоблокировки является микроэлектронная автоблокировка числового кода - КЭБ-1 и КЭБ-2 (КЭБ). КЭБ построена на микропроцессорах и микросборках, что предполагает увеличение срока службы до 10-15 лет с исключением текущего обслуживания. Конструктивное исполнение КЭБ предусматривает её использование взамен аппаратуры числовой кодовой автоблокировки без проведения монтажных работ.
На базе микропроцессорной техники функционирует система АБ-Е2. Система имеет децентрализованное размещение аппаратуры, совместима с эксплуатируемыми системами автоматической локомотивной сигнализации типа АЛСН и КЛУБ. В АБ-Е2 длина рельсовых цепей увеличивается до 3-5 км. В системе используются частотные каналы с несущими частотами 1950, 2170, 2440 и 2790 Гц. Обеспечение безопасности функционирования достигается за счет: трехкратного резервирования модулей, жесткой синхронизации и потактного сравнения сигналов в контрольных точках отдельных комплектов аппаратуры, применение специальных устройств контроля с односторонними отказами обеспечивающими надежное отключение неисправного комплекта и последующий ввод его в работу. В настоящее время разрабатывается вариант автоблокировки с использованием дополнительного цифрового канала передачи информации, что позволит перейти от традиционно фиксируемых блок - участков к подвижным и повысить пропускную способность перегонов.