/
Автор: Ягудин Р.Ш. Перникис Б.Д.
Теги: рельсовый транспорт железнодорожное движение электроника железнодорожный транспорт издательство транспорт издательство москва
ISBN: 5-277-01433-0
Год: 1994
Текст
БД ПЕ *НИКИС
РШ. ЯГУДИН
ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ
И УСТРАНЕНИЕ
НЕИСПРАВНОСТЕЙ
В УСТРОЙСТВАХ
СЦБ
ТРАНСПОРТ
БДПЕРНИКИС
Р. Ш. ЯГУДИН
ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ
И УСТРАНЕНИЕ
НЕИСПРАВНОСТЕЙ
В УСТРОЙСТВАХ
СПБ
2-е ИЗДАНИЕ.
ПЕРЕРАБОТАННОЕ И ДОПОЛНЕННОЕ
МОСКВА "ТРАНСПОРТ" 1994
УДК 656.25.071.84
Перникнс Б. Д., Ягудин Р. Ш. Предупреждение и устранение не-
исправностей в устройствах СЦБ. - 2-е изд., псрераб. и доп. - М.: Транс-
порт, 1994. - 254 с.
Рассмотрены основные причины отказов устройств сигнализации,
централизации и блокировки (СЦБ), изложены методы проверок и
профилактических измерений, направленных на предупреждение и
устранение неисправностей, описаны методы, способствующие восста-
новлению функционирования устройств, приведены информационные
диаграммы поиска отказов в основных системах СЦБ.
Для работников, обслуживающих устройства СЦБ, может быть
полезна учащимся техникумов и студентам вузов железнодорожного
транспорта.
1-е издание вышло в 1984 г.
Настоящее издание дополнено анализом отказов аппаратуры и
оборудования, методами поиска отказов, способами обнаружения и
устранения отказов в устройствах АЛСН, ЭЦ малых станций, систе-
мах ДЦ.
Ил. 119, табл. 30, библиогр. 7 назв.
Рецензент В. Н. Гуревич
Редактор Н. Л. Немцова
3202040000-136
п------------------22-94
049(01)-94
ISBN 5-277-01433-0
©Издательство ’’Транспорт”, 1994
© Б. Д. Перникис, Р. Ш. Ягудин,
1994, с изменениями и дополнениями
ОТ АВТОРОВ
Устройства железнодорожной автоматики и телемеханики, служащие
для управления движением поездов, являются важными техническими
средствами железных дорог. Они предназначены для управления стрел-
ками и сигналами на станциях и перегонах и от их безотказной работы
во многом зависит перевозочный процесс.
Огромное внимание, которое уделяется проблеме безотказности и
восстанавливаемости устройств автоматики и телемеханики, обусловле-
но рядом причин. С одной стороны, автоматизация перевозочного про-
цесса и применение электрической централизации, автоблокировки и
других систем железнодорожной автоматики и телемеханики в значи-
тельной степени увеличили зависимость работы железных дорог от на-
дежности отдельных устройств. С другой стороны, резко возросла
’’цена отказа”, иначе говоря, ущерб, наносимый отказами в работе тех-
нических средств, особенно на участках с интенсивным движением по-
ездов. При этом решающее значение приобретают вопросы предупрежде-
ния отказов и быстрого восстановления нормального действия техни-
ческих устройств.
В книге обобщен опыт ряда дорог (Московской, Прибалтийской,
Северной, Свердловской, Горьковской, Забайкальской, Донецкой и др.)
по анализу причин отказов, способам их предупреждения и технологии
поиска, по совершенствованию отдельных схемных решений и элементов
устройств.
В последнее время широкое распространение в различных областях
техники, а также на железнодорожном транспорте получили информаци-
онные диаграммы как эффективное средство диагностирования. В кни-
ге рассматриваются диаграммы, которые могут быть использованы об-
служивающим персоналом и позволят значительно ускорить определение
и устранение неисправности устройств электрической централизации,
автоблокировки, локомотивной и переездной сигнализации, полуавто-
матической блокировки, диспетчерской централизации.
Наряду с принятой терминологией ’’устройства автоматики и теле-
механики” авторы сочли возможным допустить применение ранее дей-
ствовавшей более краткой терминологии ’’устройства СЦБ” как широко
распространенной и понятной читателям.
Надеемся, что книга поможет повышению качества обслужива-
ния устройств железнодорожной автоматики и телемеханики, преду-
преждению возможных отказов, а следовательно, и надежности их ра-
боты.
Выражаем благодарность всем работникам дорог, оказавшим боль-
шую помощь при подготовке материалов для данной книги.
Все отзывы, замечания и предложения по содержанию книги будут
приняты авторами с благодарностью. Просим направлять их по адресу;
103064, Москва, Басманный туп., 6а, издательство ”Транспортг.
3
Глава I
ЭКСПЛУАТАЦИОННАЯ НАДЕЖНОСТЬ УСТРОЙСТВ СЦБ
1. АНАЛИЗ ОТКАЗОВ УСТРОЙСТВ СЦБ
Системы автоматики и телемеханики состоят из отдельных элемен-
тов и узлов, надежность которых не является абсолютной величиной.
Так, например, на работоспособность рельсовой цепи оказывают влия-
ние вибрация от движущихся поездов, старение элементов рельсовой ли-
нии, загрязнение балласта частицами перевозимых грузов. Недостаточ-
ная стойкость изоляционных материалов и высокая проводимость
балласта и шпал, а также, в ряде случаев, низкое качество приварки
стыковых соединителей приводят к нарушению функционирования
систем автоблокировки и электрической централизации.
Нарушение технологии изготовления элементов может привести
к отказу устройств в тех случаях, когда последствия этого нарушения
не были выявлены ни при заводском контроле работниками ОТК, ни
при входном контроле работниками ремонтно-технологических участ-
ков (РТУ). Обычно отказы вызваны скрытыми заводскими дефектами
отдельных элементов — светофорных ламп, реле, трансформаторов,
электродвигателей и др.
Нарушения технологии строительно-монтажных работ выражаются
в ряде случаев в некачественной разделке кабеля, несоблюдении до-
пусков при установке стрелочных электроприводов, небрежном электри-
ческом монтаже. Такие нарушения из-за отсутствия надлежащего конт-
роля со стороны обслуживающего персонала при приемке устройств
в постоянную эксплуатацию в дальнейшем приводят к отказам.
Нарушения в работе устройств могут быть результатом ошибки в
принципиальной или монтажной схеме (ошибка проектировщика),
а также ошибки в монтаже. Как правило, такие ошибки обнаруживают-
ся при предпусковой проверке. Однако, если ошибка проявляется толь-
ко в редкой поездной или маршрутной ситуации, она обнаруживается
иногда спустя длительное время.
Неправильный выбор предельных параметров элементов, например
несоответствие номинала предохранителя фактическому току или вы-
бранного типа реле напряжению источника питания, также является ре-
зультатом ошибки проектировщика. При этом часто номинальное значе-
ние параметра того или иного элемента соответствует данной схеме, но
при изменении значений параметра в границах, допускаемых технически-
4
ми условиями, схема перестает работать. Характерная ошибка такого
рода — применение электролитического конденсатора в цепи замедления
реле, без учета того, что согласно техническому условию (ТУ) после
года эксплуатации его емкость может уменьшиться на 50 %.
Вибрация от проходящих поездов влияет на состояние механических
частей напольных устройств и при плохом обслуживании может привести
к нарушению в них электрических контактов, например контактов авто-
переключателя стрелочного электропривода. На работу рельсовых це-
пей и автоматической локомотивной сигнализации оказывают мешающее
воздействие блуждающие токи, линии электроснабжения, асимметрии
тягового тока, работа сварочных агрегатов. Производство работ различ-
ными организациями и лицами может привести к короткому замыка-
нию рельсовых цепей, повреждению подземных кабелей, воздуанных ли-
ний, светофоров и других устройств.
Из рис. 1 видно, что существуют четыре пика резкого увеличения
числа отказов в течение года. В январе отказы рельсовых цепей (стыко-
вых соединителей) и стрелочных переводов увеличиваются по вине служ-
бы П; рельсовых цепей (стыковых соединителей), электроприводов,
аппаратуры по вине службы Ш. Второй пик приходится на март и свя-
зан с увеличением отказов изолирующих стыков по вине службы П и
ростом отказов кабельных линий. В июне возрастает число отказов из-за
неисправности стрелочных переводов по вине службы П, аппаратуры и
сигналов по вине службы Ш. В июне и июле наблюдается тенденция уве-
Рис. 1. Распределение отказов устройств СЦБ по месяцам
5
личения отказов по вине службы Э. В декабре происходит рост отказов
рельсовых цепей (стыковых соединителей), стрелочных переводов по
вине службы П; электроприводов, аппаратуры, рельсовых цепей (сты-
ковых соединителей) по вине службы Ш.
Таким образом, располагая надежными системами автоматики и
телемеханики, обеспечивающими безопасность движения поездов, мы
имеем напольное оборудование низкой надежности.
Отказы устройств автоматики и телемеханики, которые произошли
в 1992 г. по вине работников хозяйства сигнализации и связи, распреде-
ляются следующим образом: рельсовые цепи - 19,4 %, аппаратура -
15,3 %, электроприводы - 13,7 %, релейные шкафы и стативы — 9,3 %,
кабельные линии — 8,9 %, элементы защиты — 7,3 %, сигналы - 6 %,
трансформаторы и преобразователи — 5,4 %, воздушные линии — 4,1 %,
пульты, табло, аппараты управления - 3 %, аккумуляторы - 2,9 %,
стойки питания — 1 %, другие — 3,9 %.
Анализ показывает, что они являются следствием некачественного
выполнения работ — 39,2 %, невыполнения сроков проверки и осмотра
устройств — 25,8 %, некачественной проверки и ремонта в РТУ, мастер-
ских — 9,8 %, заводских скрытых дефектов - 7,4 %, ошибок, допущен-
ных при производстве работ, — 4,4 %, нарушения правил Производства
работ — 2,5 %, схемно-конструкторских недостатков — 1,2 %, проект-
ных ошибок - 0,25 %, прочие — 9,7 %. Подавляющее большинство отка-
зов (91,4 %) происходит по вине работников, занимающихся техниче-
ским обслуживанием и ремонтом устройств СЦБ. 1
Повысить надежность работы устройств в условиях эксплуатации
можно, исключив вмешательство со стороны обслуживающего персона-
ла в работу устройств, автоматизируя контроль параметров аппаратуры j
и поиск неисправностей; внедряя передовые методы технического об- !
служивания — комплексного метода обслуживания автоблокировки, j
бригадного метода обслуживания электрической централизации, диспет- <
черского руководства эксплуатационной работой дистанции сигнализа-
ции, связи и вычислительной техники. *
Остается еще значительным число отказов из-за скрытых дефектов ’
производства, т. е. по вине заводов. При поставке заводами некачествен- |
ной продукции или ее отказе в период гарантийного срока дистанциям |
необходимо направлять рекламации в соответствии с Положением о по- |
ставке продукции производственно-технического назначения. Положение *]
предусматривает применение санкций при обнаружении любого недо- 1
статка в изделии, т. е. любого несоответствия изделия стандартам, ТУ. ,
Согласно Положению недостатки устраняет поставщик или сам потреби- ]
тель, но во всех случаях изготовитель компенсирует все расходы на вое- 1
становление изделия, уплачивает штраф (5 % стоимости изделия) и воз- '
мещает убытки, причиненные потребителю. Если недостаток неустраним,
поставщик заменяет изделие, а размер штрафа повышается до 20 %.
6
2. ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА НАДЕЖНОСТЬ УСТРОЙСТВ
В ПРОЦЕССЕ ЭКСПЛУАТАЦИИ
Правильно дать анализ отказов и найти пути повышения надежности
элементов и систем можно, зная факторы, влияющие на надежность, и
причины появления отказов. По характеру воздействия эксплуатацион-
ные факторы делятся на объективные (воздействие внешней среды) и
субъективные (воздействие обслуживающего персонала). Объективные
факторы можно разделить на две группы: внешние и внутренние. К
внешним факторам относятся воздействия, зависящие от внешней сре-
ды и условий применения устройств: температуры, влажности, атмосфер-
ной и контактной коррозии, биологической среды, солнечной радиации,
пыли и песка, механических воздействий. К внутренним должны быть
отнесены все изменения структуры материалов и параметров устройств,
т. е. все процессы естественного старения и износа.
В качестве субъективных факторов следует назвать квалификацию
обслуживающего персонала и организацию его технического обучения,
уровень технологической дисциплины обслуживания устройств, органи-
зацию сбора и анализа сведений об отказах, порядок хранения и транс-
портировки аппаратуры.
Действие тепла и холода. Надежность устройств в определенной сте-
пени зависит от действия тепла и холода. Температура элементов может
изменяться под действием солнечных лучей, нагревания аппаратуры от
близлежащих источников высокой температуры, от внутренних источ-
ников. Перепады температуры элементов происходят при суточном из-
менении температуры, переносе аппаратуры из нагретого помещения в
среду с холодным воздухом и обратно и т. д. Колебания температуры
окружающей среды в течение суток имеют большое значение для экс-
плуатации аппаратуры. Максимальная разность температур в течение су-
ток в одном месте характеризуется следующими данными: тропический
климат плюс 10 °C, умеренные области плюс 25 °C, пустыни плюс 40 °C.
Максимальная температура в тени на территории России плюс 50 °C,
а минимальная минус 50 °C.
При работе аппаратуры часть электрической энергии преобразуется
в тепловую, поэтому температура отдельных элементов может быть зна-
чительно выше температуры окружающей среды. Наиболее сильно
нагреваются баллоны электронных ламп, температура которых достигает
плюс (150— 250) °C. Смазочный материал в кодовых трансмиттерах
нагревается до температуры плюс 100 °C.
Различают три вида температурного воздействия: постоянное, пе-
риодическое и апериодическое.
Постоянное воздействие температуры характерно для аппаратуры,
непрерывно работающей в помещении. Повреждение элементов в дан-
ном случае происходит из-за несоответствия допустимой рабочей темпе-
7
ратуры элемента тепловому воздействию. Кроме того, аппаратура может
отказать из-за ускоренного старения элементов (монтажные провода,
обмотки реле, смазочный материал и т. д.), обусловленного высокой
рабочей температурой и отсутствием средств охлаждения.
Периодическое воздействие может быть обусловлено суточным из-
менением температуры, регулярным солнечным облучением и т. д. Осо-
бенно вредно сказываются переходы температуры через ноль при нали-
чии влаги, что может в определенных условиях приводить к индевению
контактов, примерзанию якорей реле, нарушению контакта в электро-
приводах и т. д.
Апериодическое воздействие вызывается единичным воздействием
тепла или холода, например при выносе аппаратуры из теплого помеще-
ния на холод или наоборот.
Тепло и холод сильно влияют на свойства металлов в аппаратуре, что
приводит к изменению посадочных и установочных зазоров, ослаблению
креплений деталей и узлов, смещению деталей относительно друг друга,
возникновению значительных напряжений, вызывающих деформацию
деталей, изменению электрических и магнитных параметров (удельное
сопротивление и магнитная проницаемость).
Параметры ряда элементов в значительной степени зависят от темпе-
ратуры. Так, в процессе эксплуатации емкость электролитических кон-
денсаторов только под влиянием изменения температуры от минус 60 до
плюс 100 °C может изменяться в широких пределах. В зависимости от
температуры меняются диэлектрические потери конденсаторов, сопро-
тивление изоляции и диэлектрическая прочность. Применяемые в аппара-
туре СЦБ резисторы очень чувствительны к отклонению температуры, и
их сопротивление может изменяться на 15—25 % в интервале от минус 60
до плюс 60 °C.
Из-за теплового расширения деталей и изменения электрических
свойств материалов в зависимости от температуры меняются параметры
катушек индуктивности, что влечет за собой уход резонансной частоты
контура. В большей степени влиянию температуры подвержены полу-
проводниковые диоды и триоды. При изменении температуры окру-
жающей среды от минус 50 до плюс 60 °C их параметры меняются на
10—25 %. Так, из-за изменения параметров полупроводниковых прибо-
ров кодовые устройства диспетчерской централизации могут отказывать
в работе при температуре минус 40 °C.
Действие влаги. Определенны^: процент отказов обусловлен дей-
ствием влаги на применяемые в аппаратуре материалы и элементы.
Влиять могут водяные пары, находящиеся в виде мельчайших частиц в
окружающем воздухе. Элементы аппаратуры могут непосредственно
соприкасаться с водяными каплями или водой при конденсации водя-
ных паров на поверхности аппаратуры, при смачивании брызгами воды
или дождем, попадании и таянии снега.
8
Влага изменяет электрические характеристики материалов, способ-
ствует их гидролизу, ускоряет процессы старения, вызывает интенсив-
ную коррозию металлов, способствует образованию плесени и т. д. В раз-
личных географических районах относительная влажность колеблется
в широких пределах (5—95 %).
На механические и электрические свойства металлов, если исклю-
чить явление коррозии, протекающее под действием влаги, изменение
влажности воздуха и конденсации влаги практически не влияет. Но у
диэлектрических материалов под действием влаги изменяются механи-
ческие и электрические характеристики. Некоторые материалы, обла-
дающие объемной гигроскопичностью, при впитывании влаги увеличи-
вают свои линейные размеры, отчего возрастают внутренние напряжения,
изменяются зазоры и посадочные размеры, возникает коробление и т. д.
Еще большее влияние оказывает влага на электрические характеристики
диэлектриков. Проникновение влаги в поры диэлектрика в значительной
степени повышает диэлектрическую проницаемость, что вызывает, на-
пример, соответствующее изменение емкости конденсаторов. Влага, по-
глощенная изоляционным материалом, уменьшает пробивное напряже-
ние и увеличивает тангенс угла диэлектрических потерь.
Наличие влаги приводит к следующим характерным изменениям
параметров элементов аппаратуры:
для конденсаторов — к возрастанию емкости, тока утечки, танген-
са угла потерь, снижению электрической прочности;
для постоянных непроволочных резисторов — к увеличению сопро-
тивления;
для контуров — к увеличению диэлектрической проницаемости,
собственной емкости и потерь;
для кабелей и проводов — к уменьшению электрической прочности,
снижению сопротивления изоляции, увеличению емкостной связи между
проводами;’
для трансформаторов и дросселей — к уменьшению сопротивления
изоляции и росту диэлектрических потерь, приводящим к местному и
тепловому пробою, уменьшению пробивного напряжения между вит-
ками и выводами, усилению коррозии. Поглощение влаги трансформа-
торным маслом ускоряет его окисление и образование шлама;
для реле — к увеличению числа отказов вследствие обрыва обмоток
из-за коррозии и электролиза, уменьшению сопротивления изоляции и
пробоям между контактами, между контактами и корпусом, наруше-
ниям контактов из-за их окисления, заеданиям в подвижной системе.
Для обеспечения влагостойкости материалов и элементов аппарату-
ры могут быть рекомендованы следующие меры: применение негигро-
скопичных изоляционных материалов, покрытие деталей и узлов негиг-
роскопичными и гидрофобными материалами (пластмассы, лаки, крас-
ки и т. д.) гальваническое или лакокрасочное покрытие поверхности ме-
9
таллов, герметизация отдельных элементов аппаратуры (трансформато-
ров, реле, дросселей, релейных шкафов и т. д.), пропитка деталей и уз-
лов негигроскопичными материалами, введение в аппаратуру ocyinai
щих реагентов-влагопоглотителей.
Из этих мер особо следует остановиться на применении влагопогло-
тителей. Силикагель (SiO2) может поглощать до 60 % воды от собствен-
ной массы. Адсорбированная силикагелем влага прочно удерживается,
для ее удаления требуется нагревание силикагеля до температуры свыше
плюс 500 0 С. Применение силикагеля удобно также тем, что по мере по-
глощения влаги он меняет свой цвет, позволяя легко контролировать
его состояние.
Атмосферная коррозия. На работу аппаратуры может влиять атмос-
ферная коррозия, которая бывает: мокрая, возникающая при относи-
тельной влажности, близкой к 100 %, или при непосредственном попада-
нии капель воды на элементы аппаратуры; влажная, протекающая под
тонким, порой невидимым слоем жидкости, образованной при относи-
тельной влажности менее 100 %; сухая, происходящая без конденсации
влаги на поверхности.
Скорость коррозии зависит от относительной влажности воздуха,
а также от степени загрязненности воздуха и поверхности элементов ап-
паратуры. Коррозия связана с образованием слоя влаги на поверхности
элементов. При загрязнении этого слоя различными химическими эле-
ментами, солями, кислотами, всегда находящимися в воздухе, он пре-
вращается в электролит, ускоряющий процесс разрушения элементов
аппаратуры.
Сухая атмосферная коррозия протекает в виде роста на поверхно-
сти элемента окисной пленки и может быть объяснена встречной диффу-
зией ионов металла и атомов или ионов кислорода. Примером сухой
атмосферной коррозии может служить потускнение серебряной поверх-
ности контактов штепсельных реле. При этом поверхностное (переход-
ное) сопротивление контактов увеличивается.
Защита от коррозии сводится к нанесению антикоррозийных ме-
таллических или лакокрасочных покрытий, применению герметизации
или влагопоглотителей, а иногда и к периодическому удалению окисной
пленки, образовавшейся вследствие сухой атмосферной коррозии.
Контактная коррозия. Контактная, или электролитическая коррозия
является следствием соприкосновения металлов, имеющих различные
электрохимические потенциалы, при наличии между ними проводящей
пленки воды. Образовавшаяся электрохимическая микропара, в кото-
рой металл с более отрицательным потенциалом играет роль катода, при-
водит к интенсивному разрушению последнего.
Эффект коррозии возрастает с увеличением относительной влажно-
сти воздуха. Контактная коррозия становится значительно больше, если
через места соприкосновения различных металлов протекает электриче-
ский ток, обусловленный электрической схемой аппаратуры (контакт-
10
ные лепестки, контакты реле, разъемы и т. д.). В контактах реле эффект
электрического разрушения усугубляется эрозией — физическим разру-
шением контактов. К контактной коррозии относят также интенсивное
разрушение некоторых металлов при их соприкосновении с определен-
ными сортами древесных пород. Так, железо, сталь, алюминий и свинец
интенсивно корродируют при соприкосновении с дубом, каштаном и не-
которыми другими породами.
Борьба с электролитической коррозией ведется прежде всего тща-
тельным подбором конструктивных материалов. При этом всегда необ-
ходимо подбирать пары с наименьшей разностью потенциалов. Допусти-
мым значением разности потенциалов считается 0,5 В (абсолютное зна-
чение) для средних широт и 0,25 В для аппаратуры, предназначенной для
работы в морском и тропическом климате. В тех случаях, когда подбо-
ром материалов не удается исключить контактную коррозию, прибегают
к гальваническим покрытиям (никелирование, хромирование, серебре-
ние, золочение и др.).
Действие биологической среды. К биологической среде относят
грибковые образования (плесень), насекомых (жуки, термиты, му-
равьи) , грызунов (крысы, мыши и т. д.). Наибольшее повреждение аппа-
ратуре причиняет плесень. Она может развиваться на металлах, стекле и
керамике. В этом случае питательной средой служит слой пыли (микро-
организмы), покрывающий поверхность материалов. Разрушительное
действие плесени проявляется в виде: изменения механических и элект-
трических свойств материалов, служащих питательной средой для разви-
тия плесени; коррозии металлов под действием выделяемых плесенью
органических кислот (лимонной, угольной, щавелевой и др.); измене-
ния оптических свойств материалов. Кроме того, покрытая плесенью ап-
паратура, даже при исправном ее действии, естественно, не внушает до-
верия эксплуатационному штату. Защита от влияния плесени проводит-
ся подбором материалов, не являющихся питательной средой.
Наряду с плесенью, серьезные повреждения наносятся аппаратуре
термитами и некоторыми видами муравьев. Термиты проникают внутрь
аппаратуры и поедают деревянные изделия, пластмассу, кожу и т. д.
К вредным насекомым следует также отнести некоторые виды жуков,
которые зарываются в землю и, натыкаясь на кабель, нарушают его обо-
лочку. Кабели и провода (монтаж) часто повреждаются грызунами,
особенно часто — провода и кабели в хлорвиниловой оболочке или рези-
новой изоляции. Основными мерами защиты от насекомых и грызунов
являются механическая защита аппаратуры и кабелей, а также примене-
ние ядохимикатов.
Влияние солнечной радиации. В процессе эксплуатации и при хране-
нии на открытом воздухе на аппаратуру действуют прямые солнечные
лучи. Длинноволновая часть солнечных лучей переносит тепловую энер-
гию, которая способствует повышению температуры внутри релейных
шкафов, блоков и др. Коротковолновая часть солнечного спектра (фио-
летовая и ультрафиолетовая) - основной фактор фотохимического воз-
11
действия, приводящего к окислению органических материалов, измене-
нию их свойств, выцветанию и разрушению красок и т. д.
Под действием солнечных лучей резко усиливается процесс распада
полихлорвинила, фторопласта, поливинилхлорида, пластмассы. Нату-
ральный каучук и резина под действием солнечных лучей твердеют и
трескаются. Также под действием солнечных лучей растрескиваются и
разрушаются лакокрасочные покрытия, теряя свои защитные свойства.
Основные способы борьбы с солнечной радиацией заключаются в созда-
нии микроклимата в аппаратуре, подборе материалов.
Влияние пыли и песка. Пыль и песок, проникая в аппаратуру и осе-
дая на поверхности элементов, могут оказать отрицательное влияние на
ее работоспособность. С одной стороны, пыль и особенно песок вслед-
ствие своего абразивного эффекта способствуют быстрому износу дви-
жущихся частей аппаратуры. С другой стороны, песок и пыль обладают
достаточно большой гигроскопичностью. Поэтому слой пыли может ока-
заться достаточно хорошим проводником, что приведет к нарушению
режима работы аппаратуры.
Пыль и песок, оседая на контактах реле и переключателей, часто
приводят к образованию электрической дуги и непроводящего слоя
между контактами. Особенно часто может отказывать аппаратура с пе-
чатным монтажом элементов, так как из-за малого расстояния между
параллельными проводниками пыль вызывает резкое падение сопротив-
ления между ними.
Следует отметить, что пыль органического происхождения пред-
ставляет собой хорошую среду для развития плесени. Поэтому без борь-
бы с пылью перечисленные выше способы борьбы с грибковыми обра-
зованиями не дают нужного эффекта. Из мер борьбы с пылью и пес-
ком наиболее эффективным является создание пыленепроницаемых
корпусов (релейный шкаф, батарейный колодец, блоки, приборы и др.).
Однако создание таких корпусов в сильной степени затрудняет тепло-
отвод. Необходимой мерой поддержания надежности в условиях экс-
плуатации является периодическая очистка аппаратуры от пыли.
Действие механических нагрузок. Механические нагрузки на аппара-
туру возникают во время хранения, транспортировки и эксплуатации и
делятся на два вида: ударные и вибрации.
В результате удара в аппаратуре возникают затухающие колебания
на собственной частоте. Этим колебаниям подвержены конструкции в
целом и их отдельные элементы. Амплитуда колебаний может быть
значительной, что приводит к изДому хрупких деталей, обрыву прово-
дов, разрушению паек, деформации гибких материалов и др.
Вибрацией называется длительное знакопеременное движение, вы-
званное внешними силами. Следствием вибрации могут быть поломка
деталей, обрыв проводов, нарушение регулировки и т. п.
В целом механические нагрузки на аппаратуру могут вызвать вы-
скакивание приборов из гнезд, ослабление винтовых и заклепочных
12
соединений, обрыв проводов в местах изгибов, паек и т. п., деформацию
и поломку деталей, обрыв конденсаторов, резисторов и полупроводни-
ковых приборов, закрепленных на собственных выводах, перемещение
элементов относительно базы, уменьшение контактного и межконтакт-
ного зазоров.
Вредное воздействие механических нагрузок на аппаратуру уменьша-
ют, увеличивая прочность конструкции, применяя элементы с повышен-
ной механической прочностью, изоляцию элементов или аппаратуры от
механических воздействий (амортизаторы, упаковка и т. д.), рациональ-
но размещая аппаратуру в таре и на объектах.
Старение и износ материалов. Старением называется относительно
медленное изменение физико-химических свойств материалов в процес-
се хранения и эксплуатации. Старению подвержены все металлы и изоля-
ционные материалы. Время старения зависит от степени воздействия
окружающей среды и режимов работы. Как следствие, старение материа-
лов вызывает соответствующее старение элементов аппаратуры. Так,
старение непроволочных резисторов характеризуется медленным необ-
ратимым увеличением сопротивления. Среднее изменение сопротивления
составляет 1,5 — 3 % в год. Скорость старения некоторых резисторов до-
стигает 5 — 10 % в год.
Уменьшение влияния процессов старения на надежность аппаратуры
можно добиться применением качественных материалов с малыми ско-
ростями старения; соответствующих режимов, определяющих малые
скорости старения; правильно выбранных схемных решений, в которых
значительные изменения параметров элементов не приводят к отказам.
Влияние квалификации обслуживающего персонала. В процессе об-
служивания устройств, хранения и транспортировки приборов не исклю-
чается возможность различных ошибок работников эксплуатации (не-
правильное включение, неточная регулировка, случайные удары и т. д.).
Очевидно, что число ошибок будет тем меньше, чем выше квалификация
обслуживающего персонала, чем лучше он знает технику и чем больше
имеет опыта в работе. Возможность ошибок увеличивается при услож-
нении обстановки и ухудшении внешних условий (возникновение одно-
временно нескольких отказов, большие морозы и т. п.).
При проведении мероприятий по техническому обслуживанию ра-
ботники эксплуатации также могут совершать ошибки, связанные с
нарушением сроков и небрежным проведением профилактических и
ремонтных работ, с неправильной заменой приборов, неточным отсче-
том по шкале измерительных приборов и т. д. Все эти ошибки могут
привести к немедленным отказам или значительно снизить эксплуатаци-
онную надежность при последующей работе аппаратуры. Поэтому перво-
степенным требованием к обслуживающему персоналу является вни-
мательное отношение к делу и строгая технологическая дисциплина в
выполнении установленного порядка обслуживания.
Возможность ошибочной работы в условиях эксплуатации зависит
13
также и от удобства обслуживания, ремонтопригодности элементов и
систем.
Большое влияние на исправность работы устройств оказывает не
только квалификация обслуживающего персонала, но и степень его на-
тренированности в выполнении профилактических работ и устранении
отказов. В этой связи следует рекомендовать применение широко ис-
пользуемых так называемых тренажеров, на которых создаются ис-
кусственные отказы и затем ликвидируются обслуживающим персона-
лом в лабораторных условиях. Уменьшить влияние квалификации об-
служивающего персонала на эксплуатационную надежность можно так-
же автоматизацией контроля параметров аппаратуры, использованием
устройств, фиксирующих место отказа, автоматизацией поиска отказов,
упрощением контрольно-проверочной аппаратуры.
Техническое обслуживание. В процессе эксплуатации элементов и
систем приходится устранять отказы, а также предотвращать возмож-
ность их появления. Эти меры включают в себя проведение регулировок
и замену еще работоспособных приборов (в зависимости от их наработ-
ки, отклонения параметров от номинальных или каких-либо других при-
знаков старения и износа). Правильная организация, своевременное,
полное и качественное проведение этих мер в существенной степени
определяют надежность элементов и систем в условиях эксплуатации.
Особое значение имеют профилактические мероприятия. Известно, что
с целью обеспечения заданной надежности разрабатываемой аппаратуры
проектировщики имеют возможность предусмотреть объемы профилак-
тических мероприятий и сроки их проведения. Невыполнение этих меро-
приятий или увеличение интервала между ними неизбежно приводит к
снижению надежности элементов и систем.
В условиях эксплуатации большое значение имеет выполнение гра-
фика технологического процесса, когда все регламентные работы прово-
дятся в заданные сроки и в объеме, который обеспечивает сохранение на-
дежности элементов и систем в заданных пределах. При этом, естествен-
но, важное значение имеет контроль за выполнением технологического
процесса со стороны руководителей.
Глава II
МЕТОДЫ ПОИСКА ОТКАЗОВ
3. СПОСОБЫ ФИКСАЦИИ ОТКАЗОВ
Длительность восстановления устройств после отказа существенно
зависит от способа фиксации этого отказа. Во всех обслуживаемых тех-
нических системах, к которым относятся и системы СЦБ, применяются
14
два основных способа фиксации отказов или получения информации об
отказе: непосредственно в момент отказа (мгновенный или непрерыв-
ный способ) и в момент использования (способ ’’квитирования").
Непрерывный способ фиксации отказов дает возможность присту-
пить к поиску отказа и его устранению сразу после того, как он произо-
шел. При этом значительно возрастает вероятность восстановления от-
казавшего элемента до того, как наступит необходимость в его исполь-
зовании. Таким способом фиксируются отказы в рельсовых цепях,
контрольных цепях стрелок и в ряде других узлов.
Фиксация отказов способом ’’квитирования” означает, что предва-
рительная информация об отказе отсутствует и отказ будет зафиксиро-
ван только тогда, когда наступит необходимость в использовании отка-
завшего узла или элемента, т.е. не будет получена’’квитанция” об его
исправном действии. Так фиксируются отказы разрешающих ламп сиг-
налов, рабочих цепей стрелок и всех цепей аварийного назначения (при-
гласительные сигналы, схемы искусственной разделки, схемы вспомога-
тельной смены направления, резервные источники питания и др.).
Поиск и устранение отказов в работе этих узлов начинается после
неудачной попытки воспользоваться устройствами, что, как правило,
приводит к задержкам поездов. С целью уменьшения потерь от отказов
таких узлов разработана специальная система профилактических прове-
рок и измерений, выполняемая в составе технологического процесса.
Однако существующая периодичность проверок не может дать гарантии
того, что за время, прошедшее с последней проверки до очередного поль-
зования устройством, не произойдет отказ. Поэтому в последнее время
наметилась тенденция к переводу особенно ответственных узлов на
непрерывный контроль.
4. СПОСОБЫ ПРОВЕРОК ПРИ ПОИСКЕ ПРИЧИНЫ ОТКАЗОВ
Как показывает опыт эксплуатации устройств СЦБ, ь процессе вос-
становления устройств после отказа обычно больше времени затрачи-
вается на обнаружение отказа, чем на его устранение. Особенно это от-
носится к постовой аппаратуре при отказе таких элементов, как реле,
предохранитель, конденсатор и т. д. Поэтому применение рационального
способа поиска отказа может значительно сократить общее время вос-
становления.
Для отыскания отказавшего элемента в действующих устройствах
СЦБ обычно требуется: знать расположение аппаратуры, схему устрой-
ства, физику явлений, происходящих в этом устройстве; уметь рабо-
тать с контрольно-измерительными приборами; правильно оценивать
поездную ситуацию; знать и соблюдать требования правил техники без-
опасности.
Такой комплекс знаний достаточен для отыскания неисправности,
но может оказаться недостаточным для того, чтобы время, затраченное
15
на этот поиск, было минимальным. Для сокращения времени поиска от-
казов разработан ряд методов, совокупность которых составляет основу
новой, быстро развивающейся научной дисциплины, получившей назва-
ние технической диагностики.
Методы диагностирования дают возможность построить такую по-
следовательность контрольных и проверочных операций, при которой
среднее время поиска окажется минимальным. В то же время следует
иметь в виду, что даже при пользовании самой совершенной системой по-
иска затраченное время в отдельных случаях при редко встречающихся
отказах может оказаться больше, чем при случайных проверках, хотя
вероятность такого случая невелика. Поэтому нельзя сказать, что любая
заранее составленная программа приведет к минимальному времени по-
иска в каждом случае, но можно утверждать, что она приведет к мини-
мальному времени в большинстве случаев или, как было отмечено вы-
ше, к минимальному среднему времени поиска.
Для отыскания отказавших элементов и проверки работоспособно-
сти систем в целом широко применяются два основных метода поиска:
комбинационный и последовательный.
Комбинационный поиск характерен тем, что все проверки наме-
чаются заранее и относительный порядок их применения не имеет значе-
ния. По окончании всех проверок анализируются полученные результа-
ты и устанавливается отказавший элемент или делается вывод об исправ-
ности системы. Такой метод поиска носит также название ’тестовый
контроль”, а последовательность проверок, достаточная для того, чтобы
убедиться в исправности системы или отыскать отказавший элемент,
носит название "тест”.
В устройствах СЦБ комбинационный метод поиска или тестовый
контроль применяется в тех случаях, когда заранее неизвестно, исправна
система или нет, главным образом в процессе приемки новых устройств
(предпусковые проверки по специальным программам) и при проверке
блоков на специальных стендах. Во всех остальных случаях применяется
последовательный поиск, который предусматривает обязательное на-
личие зафиксированного отказа.
Разновидности последовательного поиска можно классифицировать
по способу проверки элементов и по способу выбора последовательности
проверок. По способу проверки элементов различают следующие: внеш-
ний осмотр, способ замены и способ измерений.
Внешний осмотр является наиболее простым и доступным способом
проверки, но с его помощью редко удается обнаружить скрытую неис-
правность. Наиболее эффективен этот способ при поиске отказа в на-
польных устройствах (рельсовые цепи, стрелки, сигналы, линия связи).
Однако и здесь для исключения возможной ошибки результаты, полу-
ченные при внешнем осмотре, следует, как правило, проверять путем за-
мены или с помощью измерений.
16
Способ замены предусматривает изъятие элемента, узла или блока,
в котором предполагается отказ, и установку на его место другого тако-
го же элемента, узла или блока, но заведомо исправного. При пользова-
нии этим методом необходимо соблюдать несколько простых, но важ-
ных правил:
если после замены отказ не устранился, то старый элемент (узел,
блок) необходимо установить на прежнее место. Это требование связано
с тем, что в практике устранения неисправности часто заменяется не
один, а несколько элементов, а потом, когда устройства начинают рабо-
тать нормально, истинную причину отказа установить трудно;
отказ элемента, замененного новым, должен быть по возможности
зафиксирован внешним осмотром или с помощью измерений непосред-
ственно после его снятия. Это особенно важно для таких элементов, ко-
торые могут самопроизвольно восстановить свои свойства после отказа
(контактная система реле, деталь из изоляционного материала, резистор
с регулируемым сопротивлением и др.);
если замена не привела к устранению отказа, то следует проверить,
не отказал ли вновь установленный элемент. Такое явление характерно
для тех случаев, когда отказ замененного элемента являлся не первона-
чальной причиной, а следствием другого отказа. Характерными примера-
ми такого рода являются случаи перегорания предохранителей при
устойчивом коротком замыкании в цепи, случаи перегорания ламп при
завышенном напряжении и др.
Способ измерений является наиболее эффективным при поиске от-
казов в электрических цепях. При этом чаще всего используется вольт-
метр, амперметр и омметр. Характерными ошибками, допускаемыми
при производстве измерений в процессе поиска отказа, являются непра-
вильная установка пределов измерений, переключателей рода тока,
а также несоблюдение полярности, наличие скрытого обрыва в измери-
тельном шнуре или отсутствие контакта между шнуром и клеммой при-
бора. Из-за таких ошибок может быть сделан поспешный вывод о резуль-
тате измерения и затрачено много лишнего времени. Поэтому перед из-
мерением всегда целесообразно проверить прибор на заведомо извест-
ной цепи (сеть переменного тока, сигнальная батарея, сопротивление ре-
зистора и т. д.). В некоторых случаях причиной ошибки может послужить
незнание особенностей измерительного прибора (слишком высокое со-
противление, отклонение стрелки под действием постоянного и перемен-
ного токов одновременно и т. д.).
При отыскании отказа с помощью измерений может оказаться, что
нормативные значения напряжения, тока или сопротивления в какой-то
точке цепи заранее неизвестны. Если при этом нет возможности узнать
это нормативное значение, то наиболее целесообразно прибегнуть к срав-
нительным измерениям в тех же точках аналогичной исправной цепи.
На сети дорог эксплуатируется целый ряд комбинированных много-
предельных ампервольтомметров. Необходимо отметить, что не все они
могут быть использованы для измерений в каждой конкретной цепи.
Так, например, напряжение в кабеле на релейном конце рельсовой цепи
в схеме с центральным питанием при отключенном реле нельзя измерять
вольтметром с высоким входным сопротивлением, так как при этом
из-за емкости кабеля будет ощущаться влияние других цепей. То же са-
мое относится и к другим кабельным цепям с отключенной нагрузкой.
При измерении кодового тока в рельсах непосредственным наложением
амперметра на рельс нельзя пользоваться амперметром с сопроэ ивлени-
ем, значительно превышающим сопротивление поездного шунта, так как
при этом измеренная величина окажется заниженной.
5. МЕТОДЫ СОКРАЩЕНИЯ ВРЕМЕНИ ПОИСКА ПРИЧИНЫ ОТКАЗОВ
Для сокращения времени поиска нужно придерживаться определен-
ной последовательности проверок. Еще не существует единой классифи-
кации разновидностей поиска по выбору последовательности проверок,
хотя разработано много различных вариантов, причем некоторые из них
пригодны только для узких целей. Поэтому ниже будут рассмотрены
лишь те разновидности последовательного поиска, которые в большей
мере находят применение при отыскании неисправностей в устройст-
вах СЦБ.
Выбор той или иной последовательности проверок зависит от ряда
факторов: вероятности отказов элементов, времени проверки и связи,
существующей между элементами. Систематизация методов последова-
тельного поиска с учетом использования этих факторов показана в
табл. 1. Где знаком + отмечены факторы, которые учитываются при
использовании каждого из методов поиска, а знаком — факторы, кото-
рые не учитываются.
Метод последовательного перебора заключается в поочередной про-
верке всех входящих в систему элементов или узлов. Применение этого
метода оправдано только в тех случаях, когда отсутствуют связи между
Таблица 1
Метод поиска Учитываемые факторы Вероятность Время Связь между отказов проверки элементами элементов
Последовательный перебор ’’Вероятность - время” ’’Средняя точка” по количе- ству элементов "Средняя точка” по вероят- постг отказов Информационный 1 + + + +• 1 + + 1 + III + +
18
элементами, а вероятности отказов этих элементов и время их проверок
практически одинаковы или неизвестны. Так, например, если проверка
заключается в том, чтобы на одном стативе визуально обнаружить реле
(из нескольких возможностей), которое отпустило якорь, то практиче-
ски не имеет значения, в какой последовательности проводить осмотр.
Обычно этим методом пользуются при отсутствии измерительных прибо-
ров, без которых трудно учесть связи, существующие между элементами.
Метод ’’вероятность—время” состоит в том, что первой выполняет-
ся проверка с наибольшим коэффициентом эффективности
К = Р /t ,
пр о' пр
где PQ - вероятность того, что неисправность вызвана отказом данного элемента,
причем SPr — 1 (I количество элементов, в которых мог возникнуть отказ);
i 1 .
r_ip - время проверки данного элемента.
При отыскании места обрыва или короткого замыкания в электриче-
ской цепи метод "вероятность — время” неэффективен, так как провер-
ка одного элемента дает информацию только об этом элементе. Такой
метод целесообразно применять при проверке разнородных возможных
причин отказа или элементов, не составляющих общей цепи. Например,
при отыскании причины перекрытия сигнала может возникнуть потреб-
ность в проверках изолирующих стыков рельсовой цепи, емкости кон-
денсатора, степени заряженности аккумуляторной батареи, надежности
крепления контактов и т. д. В таких случаях этот метод может значитель-
но Сократить общее время поиска по сравнению с методом последо-
вательного перебора.
Метод ’’средней точки” по количеству элементов применяется
обычно при отыскании обрыва в цепи. В простейшем случае при поиске
места обрыва с помощью вольтметра в цепи, содержащей 20 контактов,
измерение делается между 10 и 11 контактами и в зависимости от ре-
зультатов измерения сохранившая обрыв часть схемы из 10 оставшихся
контактов вновь измеряется посередине и т. д.
Метод ’’средней точки” по вероятности отказов отличается от пре-
дыдущего тем, что проверяемая цепь делится пополам не по количеству
элементов, а по сумме вероятностей того, что каждый из этих элементов
мог оказаться неисправным.
Этот метод можно применять при отыскании обрыва в цепи, состоя-
щей из контактов с разной надежностью соединения (штепсельные
разъемы, пайки, контакты кодовых реле и реле первого класса надежно-
сти). Недостатком данного метода, как и предыдущего, является то, что
он не учитывает времени проведения проверок, которое в отдельных
случаях может быть весьма значительным (время перехода из горловины
на станцию, время вскрытия пульта с предварительным оформлением
записи и т. д.).
•о
Информационный метод является наиболее универсальным, он соче-
тает в себе ’’метод средней точки” по вероятности отказов и метод ’’ве-
роятность — время”. Программа проверок, построенная по информаци-
онному методу, носит название информационной диаграммы и в отли-
чие от таблиц, содержащих только признаки отказов и возможные причи-
ны, включает в себя также и оптимальную последовательность проверок.
Практически информационную диаграмму, близкую к оптимальной по-
следовательности, можно построить, составив предварительно таблицу, в
которой указаны причины отказов и виды проверок с учетом вероятно-
стей отказов и места проведения проверок.
Построение оптимальных информационных диаграмм требует боль-
шого объема вычислений и поэтому практически может быть вьшолнено
только с применением электронных вычислительных машин, в том числе
персональных компьютеров.
Анализ поиска отказов в устройствах СЦБ на основе практической
деятельности и разбора специальных тренировочных занятий позволил
выявить ряд характерных особенностей этого процесса:
методами последовательного перебора, приводящими к наибольше-
му среднему времени поиска, пользуется незначительная часть электро-
механиков;
большинство электромехаников интуитивно применяют метод сред-
ней точки; однако только в тех случаях, когда проверяемая схема пред-
ставляет собой ряд последовательно соединенных элементов;
значительная часть электромехаников придает неоправданно боль-
шое значение вероятностям отказов элементов; причем используемые
данные о вероятностях являются, как правило, субъективными, т. е.
учитывается лишь индивидуальный опыт;
почти всегда отыскание неисправности сводится к проверке ряда
гипотез; причем каждая следующая гипотеза выдвигается лишь после
того, как предыдущая не подтвердилась. Это приводит к тому, что ин-
формация, полученная при проверке отвергнутой гипотезы, часто не ис-
пользуется в дальнейшем поиске;
предварительное составление полного плана проверок, как правило,
не практикуется.
Таким образом, ’’интуитивные” методы поиска отказа, используе-
мые многими электромеханиками, приводят к излишним затратам вре-
мени. В то же время механическое использование таблицы или диаграм-
мы неисправностей при поиске причины отказов не может дать положи-
тельного эффекта. Такие таблицы и диаграммы должны являться вспо-
могательным материалом при поиске причины отказов, дополнением к
принципиальным и монтажным схемам, таблицам расположения аппара-
туры и т. д. Кроме того, таблицы и диаграммы неисправностей могут
быть успешно использованы при проведении тренировочных занятий по
отысканию неисправности и в процессе подготовки к этим занятиям.
20
6. МЕТОДИКА ПОСТРОЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ ДИАГРАММ
ПОИСКА ПРИЧИНЫ ОТКАЗОВ
Кибернетические методы диагноза позволяют составить наиболее
целесообразную последовательность проверок для отыскания любой
неисправности с наименьшей затратой времени. Оптимальную или близ-
кую к ней последовательность проверок можно получить, используя
теорию информации. При этом нужно исходить из наличия в системе, в
которой произошел отказ, какой-то начальной неопределенности. Такая
неопределенность является следствием того, что наличие одного из воз-
можных отказов в системе представляет собой случайное событие.
В процессе поиска отказа каждая проводимая проверка дает некото-
рую информацию, размер которой численно определяется уменьшением
неопределенности (энтропии) системы. Если при проверке одного или
нескольких элементов систем выяснилось, что один из них неисправен,
то результат такой проверки считается положительным, в противном
случае результат проверки признается отрицательным. Вероятность по-
ложительного результата Р, таким образом, может быть подсчитана за-
ранее, если известны относительные вероятности отказов Pi каждого
из элементов и то, что произошел только один отказ. Очевидно, при
этом вероятность положительного результата проверки будет равна сум-
ме вероятностей отказов тех элементов, которые не охватывались дан-
ной проверкой.
Теория информации дает возможность подсчитать убыль энтропии
в результате одной проверки:
ДЯ = - Plog2 Р- (1 - Р) log2 (1 - Р),
где Р — вероятность положительного результата проверки, подсчитанная указан-
ным способом.
Как видно из рис. 2, максимальная убыль энтропии наблюдается в
том случае, когда оба результата проверки имеют одинаковую вероят-
ность (Р = 0,5). Естественно, что такая проверка должна выполняться
в первую очередь, если не учитывать затраты времени на ее проведение.
Такой метод широко применяется в практике и носит название провер-
ки по средней точке. Однако для того чтобы любой отказ был обнаружен
за минимальное время, каждая из проверок должна удовлетворять двум
условиям: величина Д// для проверки должна быть как можно боль-
шей; время Т, затраченное на проведение проверки, должно быть как
можно меньшим. При этом каждая проверка будет характеризоваться
эффективностью в — ЬН/Т. С учетом выполнения этих условий первой
должна проводиться та проверка, которая обладает наибольшей из всех
остальных эффективностью.
21
Л,н..
Рис. 2. Зависимость убыли энтропии от
вероятности положительного результата
проверки
Рассмотрим участок электрической цепи (рис. 3), содержащий три
контакта. Предположим, что в одном из этих контактов имеется обрыв
цепи, который требуется отыскать с минимальной затратой времени.
Кроме того, известно, что проверки могут выполняться только измере-
нием напряжения между определенными точками (точки а, б, в, г).
Как видно из рис. 3, в результате каждой из проверок (П1 - 775)
один или два контакта могут быть признаны исправными или неисправ-
ными. Если один контакт в результате первой же проверки будет при-
знан неисправным, то на этом процесс поиска заканчивается. Если же бу-
дет установлена исправность одного контакта, то необходимо провести
еще одну проверку. Следовательно, задача нахождения наиболее рацио-
нального процесса поиска заключается в выборе одного из возможных
вариантов последовательности проверок.
Решим такую задачу при условии, что вероятности отказов в контак-
тах Рх =0,1; Р2= 0,2; Рз — 0,7, а время на проведение проверок со-
ставляет между точками а- б — 8 мин, а-в — 4 мин, б-в — 2 мин,
б-г — 6 мин, в— г — 3 мин.
Результаты расчета можно свести в табл. 2, где цифрой 0 обозначе-
ны контакты, которые охватываются соответствующей проверкой,
а цифрой 1 — не охватываемые проверкой.
Как видно из приведенного расчета, первой надо выполнять провер-
ку 3, как имеющую наибольшую эффективность.
Рис. 3. Схема проверки электрической цепи
Таблица 2
Номер проверки Измерения между точ- ками (напря- жения) Время проверки, мин Отказы в контактах Вероятность отказа - S Эффективность проверки 0
I 2 3
1 а-б 8 0 1 1 0,1 0,06
2 а-в 4 0 0 1 0,3 0,22
3 б-в 2 1 0 1 0,2 0,33
4 б-г 6 1 0 0 0,9 0,08
5 в— г 3 1 1 0 0,7 0,29
Дальнейший расчет ведется в таком же порядке, только из контро-
лируемой схемы исключается контакт 2 и соответственно пересчитыва-
ются значения вероятности отказов для контактов 1 и 3 (Р{ и Р3).
При этом:
Р, 0,1
Л - 1 - Р2 ~ 1 - 0,2 =0,125;
Р- 0,7
Р, = -----3---- = ----------- =0,875.
3 1 - Р2 1-0,2
Сделав новый расчет эффективности оставшихся проверок, получим
информационную диаграмму (рис. 4). Одновременно может оказаться,
что при дальнейшем поиске время проведения некоторых проверок
уменьшится по сравнению с тем, которое учитывалось первоначально.
Так, например, если при первой проверке пульт управления был уже
вскрыт с оформлением записи в журнале, то следующая проверка займет
значительно меньше времени, чем она заняла бы первоначально.
В результате такого расчета может быть получена схема поиска или
информационная диаграмма поиска неисправностей, которая будет ука-
зывать кратчайшие пути отыскания любой из заранее известных неис-
правностей.
Из разобранного примера видно, что действия по составлению опти-
мальной последовательности проверок (информационной диаграммы)
сводятся к следующему:
определение вероятности положительного результата каждой провер-
ки Р и затрат времени Т для каждой проверки;
вычисление значения эффективности проверки в по формуле эф-
фективности и выбор проверки с наибольшим значением в;
определение новых состояний системы, образовавшихся в результате
положительного и отрицательного доходов проверки;
Рис. 4. Информационная
диаграмма поиска отказов
перерасчет относительных вероятностей отказов для элементов,
оставшихся непроверенными, вероятностей положительного результата
каждой оставшейся проверки с учетом результата выполненной провер-
ки и затрат времени оставшихся проверок;
повторение процедуры до тех пор, пока последовательность не опре-
делится полностью.
7. ОСОБЕННОСТИ ПОИСКА ПРИЧИНЫ ПЕРЕМЕЖАЮЩИХСЯ ОТКАЗОВ
По характеру появления отказы элементов и систем подразделяются
на устойчивые и перемежающиеся. Перемежающиеся отказы в отличие от
устойчивых обладают способностью самоустранения. Самопроизвольное
появление и исчезновение этих отказов обычно связано со случайными
изменениями одного или нескольких определяющих параметров (напри-
мер, выход их за допустимые пределы на некоторое время).
Примером перемежающегося отказа, вызванного изменением одно-
го определяющего параметра, является отказ рельсовой цепи из-за не-
устойчивого короткого замыкания в изолирующем стыке или неустой-
чивого контакта бутлежной перемычки с рельсом. В обоих случаях опре-
деляющим параметром является переходное сопротивление.
Типичным примером перемежающегося отказа, вызванного случай-
ным изменением двух параметров, является сбой в работе релейной схе-
мы при незначительном выходе за пределы допуска электрических ха-
рактеристик реле с одновременным понижением напряжения питания.
Причиной появления перемежающихся отказов обычно являются эле-
менты, находящиеся на грани выхода из строя (”на пределе”), которые
приводят к чередованию периодов нормальной и ненормальной работы
системы.
Перемежающиеся отказы в устройствах СЦБ оказывают большое
влияние на общую надежность устройств, так как их обнаружение не-
сравненно сложнее, чем отыскание устойчивых отказов. Условия, опре-
деляющие появление перемежающихся отказов, могут быть весьма
разнообразны, поэтому процесс отыскания причины отказов является в
известной степени творческим, и дать исчерпывающую характеристику
всех методов поиска, которые применяются на практике или могут быть
рекомендованы для применения, очевидно, не представляется воз-
можным.
24
Прежде чем приступать непосредственно к поиску причины переме-
жающегося отказа, необходимо получить всю первичную информацию,
касающуюся подобных случаев. Объем такой информации может быть
различным, однако при всех условиях в ней должны найти отражение
следующие сведения: точное время, когда огказ был зафиксирован; ме-
теорологические условия во время отказа и в предшествующий период;
работы, выполнявшиеся в это время на станции работниками служб пе-
ревозок, сигнализации и связи, пути, электрификации; показания конт-
рольных приборов на пульте-табло; поездная ситуация в момент отказа;
информация о таких же отказах или подобных им на данной станции;
состояние внешних устройств электроснабжения, питающих устрой-
ства СЦБ в период отказа.
Перечисленной информации вместе с результатами первичного ана-
лиза электрических схем обычно бывает достаточно для того, чтобы на-
метить несколько причин отказа и приступить к их проверке. Иногда уже
на данном этапе испытаний удается установить причину отказа, вызван-
ного ошибкой обслуживающего персонала или влиянием внешних усло-
вий. Однако для того чтобы зафиксировать имевший место факт непра-
вильных действий со стороны обслуживающего персонала, часто прихо-
дится не только анализировать техническую информацию, но и решать
логические и психологические задачи, связанные с оценкой личных ка-
честв тех или иных лиц.
Если первичная информация дает основание предполагать причину
отказа внутри самой схемы, то обычно приступают к так называемому
статическому поиску (табл. 3). Сюда можно отнести визуальный осмотр
отдельных приборов, элементов, мест соединений и т. д., а также снятие
электрических и временных характеристик приборов схемы.
В некоторых случаях, не приступая к статическому поиску или после
того, как он не дал никаких результатов, используют способ замены от-
дельных подозреваемых приборов на заведомо исправные. Такой способ
дает хороший эффект при отыскании устойчивой неисправности, но не
может быть рекомендован для поиска перемежающихся отказов, так
как при этом никогда не будет уверенности в том, что истинная причина
отказа найдена и устранена. Замена может быть оправдана только в том
случае, когда она проводится с целью временно изъять какой-то прибор
или элемент для его тщательной проверки в КИПе.
Следующая серия испытаний обычно направляется на то, чтобы
создать условия, при которых отказ мог бы повториться. Общим для
всех проверок, проводимых в этом цикле, является многократное по-
вторение одной и той же ситуации, при которой наблюдался отказ. Наи-
более простой и наглядной иллюстрацией при этом может служить ме-
тодика отыскания перемежающегося отказа в рельсовой цепи, когда
добиваются короткого замыкания, простукивая изоляцию в различных
элементах цепи.
При испытании постовых схем наиболее эффективной для этой це-
25
съ
Таблица 3
Вид проверок Способ испытаний Цель испытаний Время испытаний Исполнитель
Внешний осмотр Измерения электриче- ских величин Снятие временных ха- рактеристик Статический поиск Установить непосред- ственную причину отказа или исключить возможные причины Ограниченное Непосредственно об- служивающий штат (ШН, ШНС)
Проверка при изменен- Динамические испыта- Д обиться превращения То же ШН, ШНС и инженер-
ном напряжении питания ния с изменением параметр перемежающегося отказа ный персонал дистан-
Установка реле со спе- циально подобранными характеристиками Механические воздей- ствия на элементы систем Испытания в специфи- ческих условиях (метео- рологических. при нали- чии вибрации и т. д.) ров схемы или внешних условий (граничные ис- пытания) в устойчивый ции (РТУ)
Регистрация процессов Непрерывная регистра- Определить характер Неограничено РТУ или дорожная
с использованием самопи- ция промежуточных со- искажения алгоритма при вплоть до следующе- лаборатория
шущих приборов и шлейф- ных осциллографов Установка в контроль- ных точках индикаторов с задержкой информации стояний схемы отказе го отказа
ли может оказаться проверка при пониженном напряжении питания.
В этом случае для получения пониженного напряжения на короткое вре-
мя отключают зарядное устройство. Продолжая при этом повторять
одни и те же действия, можно зафиксировать момент, когда наступит
устойчивый отказ. Найдя причину отказа при пониженном напряжении
питания, можно проанализировать, является ли она искомой причиной
или не имеет к ней отношения. Подобные испытания носят название гра-
ничного контроля и используются для прогнозирования постепенных
отказов.
Если предполагаемой причиной перемежающегося отказа является
схемный недостаток, хороший результат может дать проверка работы
схемы со специально подобранными реле. Подбор реле заключается в
том, чтобы их характеристики были самыми неблагоприятными для дан-
ного случая, но не выходили за допустимые значения.
Как было сказано выше, влияние внешних условий на появление
перемежающихся отказов может быть выявлено на основании первичной
информации. Однако для исключения сомнений необходимо по мере воз-
можности воспроизвести имевшие место условия. Внешними факторами,
от которых в наибольшей степени зависит работа устройств СЦБ, явля-
ются метеорологические условия (температура, влажность) и вибрация.
Создание необходимых погодных условий в полевой обстановке, естест-
венно, невозможно. Однако, учитывая тот факт, что повышенная влаж-
ность приводит главным образом к понижению сопротивления изоляции,
можно на время проверки искусственно снизить сопротивление изоля-
ции рельсовой цепи, кабельной линии, монтажа и т- д., подключая рези-
сторы нужного сопротивления.
Создание условий повышенной вибрации в напольных релейных
шкафах от проходящих поездов легко осуществимо при затяжке аморти-
зационных болтов в шкафах штепсельного типа или изъятии изоляцион-
ных прокладок с полок шкафов, где установлены реле с винтовым
креплением проводов.
Несмотря на относительное разнообразие рассмотренных способов
проверок, а также статических и динамических испытаний, следует от-
метить, что к однозначному результату эти методы приведут только в
том случае, если хотя бы одна из причин, сопутствовавших происшедше-
му отказу, имелась в наличии во время испытаний или ее удалось искус-
ственно создать. В противном случае можно говорить о факте установ-
ления причины отказа и ее устранении только с некоторой вероятностью.
Причем, значение этой вероятности, очевидно, будет непосредственно
влиять на вероятность безотказной работы системы в целом, так как от-
каз, причина которого не установлена, может в любой момент повто-
риться.
Повторение отказа является событием нежелательным, в то же вре-
мя его следует рассматривать как единственный источник дополнитель-
ной информации, которая должна дать возможность окончательно уста-
27
повить причину. Получить информацию от повторного отказа можно
субъективным или объективным путем.
Субъективный путь получения информации представляет собой по-
вторение процедуры, проделанной уже после предыдущего отказа с той
разницей, что при повторном отказе обслуживающий персонал, имея
опыт, сумеет зафиксировать большее количество деталей.
Объективный способ получения информации заключается в том,
чтобы специальными приборами зафиксировать в отдельные характер-
ные моменты повторного отказа состояние тех или иных элементов схе-
мы и тем самым определить характер искажения работы приборов (эле-
ментов) при отказе.
Для регистрации непрерывных электрических величин (тока, напря-
жения) можно использовать самопишущие ампервольтметры, а по запи-
сям на диаграммной бумаге — проследить характер изменения этих вели-
чин в определенные моменты времени. Недостатками данного способа
являются: ограниченное быстродействие прибора и невозможность сни-
мать показания одновременно в нескольких контрольных точках.
От отмеченных недостатков можно избавиться, если применить для
регистрации многошлейфный магнитоэлектрический осциллограф с
записью на фотопленку или фотобумагу. Однако использование осцил-
лографа заставляет отказаться от автоконтроля (без участия человека)
и поэтому имеет смысл только в том случае, когда хотя бы одно из ус-
ловий, приводящих к отказу, имеется в наличии или может быть созда-
но на время испытаний. Автоматическое же снятие осциллограмм по ме-
ре необходимости, хотя и возможно, но требует сложной схемы включе-
ния и поэтому может оказаться неэффективным.
Недостатки осциллографического способа контроля устраняются,
если вместо вибраторов осциллографа в тех же контрольных точках
включать специальные индикаторы, способные запоминать полученную
информацию.
8. ИЗУЧЕНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПОИСКА ПРИЧИНЫ ОТКАЗОВ
С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТРЕНАЖЕРОВ
Несмотря на систематически проводимые технические занятия с об-
служивающим персоналом, нередко еще восстановление устройств СЦБ
после отказа занимает слишком много времени. Это объясняется прежде
всего тем, что у отдельных специалистов не накоплен достаточный прак-
тический опыт по поиску причины отказов. Выработать у обслуживаю-
щего персонала привычки и навыки быстрого отыскания и устранения
неисправностей можно только в результате продуманной системы обуче-
ния. Один из эффективных способов такого обучения — создание тре-
нажеров.
На некоторых дорогах созданы учебно-тренировочные комплексы,
смонтированные по схемам типовых устройств, и устройств, зксплуати-
28
руемых на дистанциях. На этих тренажерах можно создавать наиболее
характерные неисправности устройств СЦБ и на основе логических схем
поиска обучаться устранять неисправности за минимально короткое
время.
Так, на Куйбышевской дороге создан учебно-тренировочный комп-
лекс, который состоит из следующих основных узлов: макета спарен-
ных стрелок с электроприводами, однониточной рельсовой цепи, двух-
ниточной рельсовой цепи с наложением кодирований, входного сигнала,
пульта-табло, источников питания и задающего манипулятора. Учебно-
тренировочный комплекс дает возможность запрограммировать до
100 видов неисправностей, из которых 38 характерны для устройств
электрической централизации. Кроме того, комбинацией различных не-
исправностей можно задать сложные ситуации отказов.
Для рельсовой цепи предусмотрены 18 неисправностей, для стрел-
ки — 12 и для сигнала — 6. Неисправности в слаботочных схемах задают-
ся кнопкой, а там, где рабочий ток сравнительно велик и вследствие
этого получается большое падение напряжения в проводах, неисправно-
сти задаются через контакты реле.
Все кнопки задания отказов размещены на специальном выносном
манипуляторе. Причем обслуживающему персоналу дается информация
о том, в каком элементе устройства (стрелка, сигнал, рельсовая цепь
и др.) заложена неисправность. В зависимости от вида неисправности
устанавливается минимально необходимое время поиска — от 2 до
30 мин. По истечении установленного контрольного времени подается
звуковой сигнал. После этого руководителем занятий проводится анализ
процесса поиска: указываются неправильные и лишние операции при об-
наружении и устранении отказа обслуживающим персоналом.
Неисправности на тренажере имитируются различными способами.
Так, чтобы создать обрыв цепи предохранителя, в трансформаторном
ящике между контактами АВМ вставляют пластинку слюды, а цепь за-
мыкают через кнопку на манипуляторе.
На Октябрьской дороге разработан тренажер, предназначенный для
подготовки как обслуживающего персонала, так и работников движе-
ния. Тренажер состоит из устройств ЭЦ двух смежных малых станций и
перегона, оборудованного двусторонней числовой кодовой автоблоки-
ровкой. Он дополнен пультом с 64 тумблерами, которыми имитируются
неисправности в схемах централизации и автоблокировки. В тренажер
введены следующие узлы электрической централизации и автоблокиров-
ки: схемы замыкания и размыкания маршрутов, схемы управления и
контроля стрелок, схемы рельсовых цепей, увязки с устройствами на
перегонах, схемы управления сигналами, схема электропитания, схемы
спаренной и одиночной перегонных точек.
В тренажере предусмотрена возможность задания 56 неисправностей.
Каждая неисправность в устройства вводится переключением тумблера
на пульте. Нормально тумблеры выключены и контрольные лампочки
29
погашены. При введении неисправности загорается красная контрольная
лампочка над переключенным тумблером. Таким образом можно имити-
ровать перегорание стрелочного контрольного предохранителя, сообще-
ние в проводах извещения, отказ блока СВШ, потерю контакта в ключе-
жезле, замыканий имитирующего стыка на стрелке, перегорание лампы
красного огня на выходном сигнале и др. В тренажере сохранена реаль-
ная индикация на пульте-табло дежурного по станции и имитированы ре-
альные (в основном) режимы работы напольных устройств.
Часть схем, работающих менее надежно в условиях эксплуатации,
дается без изменения, а остальные схемы спроектированы в упрощенном
виде.
Помимо описанных тренажеров на ряде дистанций созданы или нахо-
дятся в стадии разработки подобные же устройства, предназначенные для
глубокой отработки практических методов поиска и устранения возник-
ших неисправностей.
Глава III
АВТОМАТИЗАЦИЯ КОНТРОЛЯ ЗА СОСТОЯНИЕМ УСТРОЙСТВ СЦБ
9. КЛАССИФИКАЦИЯ СРЕДСТВ ТЕХНИЧЕСКОГО ДИАГНОСТИРОВАНИЯ
Для выявления фактических отклонений параметров элементов и
систем железнодорожной автоматики и телемеханики от норм и пре-
дупреждения возможных отказов важное значение имеет применение
специальных технических средств. Построение таких средств для выпол-
нения проверок и использование их с учетом условий эксплуатации
является составной частью технического диагностирования. С помощью
этого решаются задачи проверки работоспособности, предупреждения и
поиска причины отказов и прогнозирования состояния элементов и
систем.
Средства технического диагностирования классифицируются по сле-
дующим основным признакам: степени воздействия на объект; принци-
пу диагностирования; степени автоматизации; характеру решаемых
задач. Такая классификация дает возможность провести системный ана-
лиз использования их применительно к устройствам железнодорожной
автоматики и телемеханики.
По степени воздействия на объект все технические средства могут
быть разделены на активные и пассивные.
Активные технические средства представляют собой специальные
устройства, обеспечивающие подачу контрольных сигналов на вход си-
стемы и дающие возможность оценить реакцию системы на соответст-
30 f
вующий сигнал. Проверка устройств СЦБ с применением активных
технических средств предусматривает использование специальных маке-
тов и стендов. Однако в простейших случаях контрольным сигналом мо-
жет служить и обычный рабочий сигнал, если это не мешает нормально-
му действию системы.
Для проверки работоспособности вновь вводимых устройств широ-
ко используются макеты стрелок, светофоров и рельсовых цепей, с по-
мощью которых легко имитируют все сигналы, поступающие от этих
объектов. Для проверки и поиска отказов в аппаратуре кодового управ-
ления применяется метод ’’проверки на себя”, который также преду-
сматривает активное воздействие на систему подачей контрольных сиг-
налов, формируемых самой системой. Такой же метод может широко
применяться и для проверки ряда других устройств, как, например, ли-
нейных цепей РПБ, цепей смены направления автоблокировки и т. д.
На ряде дистанций созданы специальные контрольные устройства,
позволяющие имитировать передачу и прием кодовых сигналов в систе-
мах ДЦ. Последовательная передача таких сигналов с возможностью
остановки на каждом такте позволяет быстро обнаружить любой отказ.
Имитирующие устройства применяют также и при проверке аппарату-
ры ГАЦ, АРС и другой горочной техники.
К пассивным техническим средствам относятся устройства, фикси-
рующие состояние отдельных элементов или узлов системы. Сюда отно-
сятся индикаторы, контрольные приборы и специальные устройства, по-
зволяющие зафиксировать определенную последовательность работы
схемы.
Наиболее простыми являются оптические и акустические индикато-
ры, контролирующие состояние определенных реле.
Более сложные индикаторы -- счетчики, следящие системы, сигна-
лизаторы выхода контролируемого значения параметра за допускаемые
пределы.
По принципу диагностирования различают технические средства для
проверки функционирования объектов и для оценки параметров объ-
ектов.
Наибольшее распространение в области СЦБ получили стенды для
проверки функционирования блочной аппаратуры (блоков МРЦ, ГАЦ,
кодовой автоблокировки, кодовых ячеек ДЦ и др-)- Такие стенды по-
зволяют проверить аппаратуру по всем вариантам выполняемых ею
функций. В отличие от других видов аппаратуры (автоматической теле-
фонной и многоканальной связи, радиосвязи) устройства СЦБ по прин-
ципу своей компоновки плохо приспособлены для наложения функцио-
нального контроля на действующую систему. Так, все блоки МРЦ явля-
ются многофункциональными, а отдельные элементы этих блоков
(контакты реле) относятся к целому ряду не связанных между собой
схем. При таком построении аппаратуры для создания функционального
контроля блоков в процессе эксплуатации понадобилась бы контрольная
31
схема, по сложности не уступающая контролируемой аппаратуре. Поэто-
му функциональный контроль релейных схем строится не по блочному,
а по функциональному признаку, т. е. контролируются отдельные элек-
трические цепи или отдельные такты схемы.
Проверка объектов по нормированным параметрам применительно
к устройствам СЦБ сводится к проверке электрических параметров
(ток, напряжение, сопротивление, емкость) и неэлектрических — в ос-
новном временных параметров.
В настоящее время контроль параметров осуществляется главным
образом при профилактических измерениях и периодической замене
аппаратуры, а возможности непрерывного контроля используются край-
не ограниченно. Существует непрерывный контроль напряжения важней-
ших источников питания, сопротивления изоляции кабеля и монтажа.
В то же время значительный эффект дает контроль за временем перево-
да стрелки, за плотностью прилегания остряка к рамному рельсу, за со-
стоянием изолирующего стыка и др.
По степени автоматизации технические средства диагностирования
могут быть ручными, полуавтоматическими и автоматическими. К руч-
ным устройствам относятся контрольно-проверочные приборы, подклю-
чение которых осуществляется вручную, хотя выбор места их подключе-
ния может быть заложен в специальную программу. Полуавтоматиче-
ские и автоматические средства контроля и диагностирования преду-
сматривают автоматическое подключение к определенным контроль-
ным точкам по заданной программе.
Структурная схема простейшего автоматического устройства обе-
гающего контроля состоит из распределителя, тактового генератора,
шифратора и дешифратора, порогового датчика и индикаторного устрой-
ства.
Информация может передаваться селективным методом, если конт-
ролируемый объект находится на значительном удалении от индикатора.
Так, для передачи информации об отказах на сигнальной точке автобло-
кировки в системе диспетчерского контроля используется частотная
селекция.
По характеру решаемых задач технические средства диагностирова-
ния могут быть предназначены для определения работоспособности, об-
наружения неисправности, переключения на резервную аппаратуру,
а также для прогнозирования процесса возникновения неисправностей.
Наиболее просто может быть реализован принцип получения конт-
роля работоспособности или исправности контролируемого объекта.
При этом пороговыми датчиками контролируется ряд параметров и при
соответствии этих параметров нормативным значениям формируется
обобщенный сигнал работоспособности схемы. При выходе одного из
параметров за границы допусков на центральный пункт поступает сиг-
нал общей неисправности.
32
10. ДАТЧИКИ ДОПУСКОВОГО КОНТРОЛЯ
Допусковые, или пороговые, датчики устанавливают для контроля
напряжения на путевых реле, светофорных лампах, источниках напряже-
ния постоянного и переменного тока и в других цепях, где напряжение
должно быть строго нормировано. Схемы таких датчиков не должны до-
пускать опасного влияния на контролируемый объект, поэтому датчики,
имеющие резисторный вход, должны обладать входным сопротивлением
не менее 50 кОм. В качестве регистрирующего элемента датчиков ис-
пользуют электромагнитные реле или магнитоуправляемые контакты.
Полная гальваническая развязка контролируемой цепи с пороговым
датчиком может быть достигнута при использовании контактных милли-
амперметров и милливольтметров. Приборы М286к, М283к, МЗОЗк
и другие обеспечивают класс точности 2,5 — 4,0 и могут работать при
температуре окружающего воздуха от минус 30 до плюс 50 ° С. В том
случае, когда гальваническая развязка датчиков и рабочих цепей не-
возможна, сопротивление датчиков, как было сказано выше, должно
быть не менее 50 кОм с учетом действующей нормы защитного сопро-
тивления изоляции цепей СЦБ-1 кОм/В (24 кОм со стороны каждого по-
люса источника напряжения 24 В).
Для устойчивой работы контактного прибора необходимо, чтобы
ток, разрываемый его контактом, и напряжение на контактах были как
можно меньше. Поэтому регистрирующее реле должно включаться в
коллекторную цепь транзистора, на базу которого подается отпирающий
потенциал через контакт прибора.
Основным недостатком, одерживающим широкое внедрение кон-
тактных измерительных приборов в аппаратуру диагностирования
устройств СЦБ, является их относительно высокая стоимость и большие
габаритные размеры.
Полная гальваническая развязка датчика с контролируемой цепью
может быть также достигнута при использовании токового датчика, до-
строенного на магнитном элементе с прямоугольной петлей гистерезиса.
Такие датчики в устройствах диагностирования автоблокировки нашли
применение на Куйбышевской и Московской дорогах. Конструктивно
датчик Московской дороги представляет собой два тороидальных пер-
маллоевых сердечника, на которых размещены обмотки считывания
(три витка), обмотки смещения (10 витков) и выходные обмотки (два
витка). Входная обмотка, состоящая из одного витка, включается в
разрыв контролируемой цепи.*
Протекающий по входной обмотке контролируемый ток постоянно
сравнивается с током в обмотке смещения, значение которого задается
по необходимости. При повышении контролируемого тока сверх уста-
новленной нормы на выходной обмотке появляются импульсы напряже-
ния, которые отпирают операционный усилитель, в результате чего на
выходе датчика появляется сигнал логической единицы.
33
Рис. 5. Принципиальная
схема датчика тока
В качестве входного устройства порогового датчика постоянного
тока могут использоваться и выпускаемые промышленностью датчики
тока типов ДТ-2 и ДТ-3 (рис. 5), представляющие собой измерительный
трансформатор постоянного тока, действие которого основано на ис-
пользовании явления подмагничивания сердечника постоянным током.
Дроссель насыщения 1 представляет собой тороидальную конст-
рукцию и содержит два кольцевых сердечника, на которых размещены
обмотки переменного тока 3 и 4, соединяемые последовательно, и
охватывающая оба сердечника обмотка управления 2. Тип сердечника
79НМ.ОЛ 16/20-5. Обмотки переменного тока имеют 500 витков прово-
да сечением 0,15 мм2; управляющая обмотка — пять витков провода
0,5 мм2.
При подаче напряжения переменного тока 24 — 30 В по обмоткам
переменного тока датчика, дросселю насыщения или выпрямительному
мосту будет протекать переменный ток
где 1_— контролируемый постоянный ток в управляющей обмотке; w — число
витков управляющей обмотки; н>2 - суммарное число витков обмоток перемен-
ного тока.
После выпрямления и фильтрации на выходе датчика появляется на-
пряжение постоянного тока, прямо пропорциональное контролируемо-
му постоянному току.
Наряду с потенциальными и токовыми пороговыми датчиками в си-
стемах телеконтроля применяют и пороговые датчики времени. С по-
мощью таких датчиков на станциях фиксируется отклонение от нормы
времени перевода стрелок, замедления сигнальных реле, замедления на
закрытие шлагбаумов станционного переезда.
В качестве датчика времени может быть использовано электромеха-
ническое реле времени ЭМРВ-27 Б-1, настраиваемое на нужное предель-
ное значение. Применяют также различные бесконтактные схемы за-
держки.
Внедренный на Горьковской дороге пороговый датчик времени
(рис. 6) представляет собой времязадающую цепь из активного сопро-
тивления и емкости с использованием однопереходного транзистора VT
(2Т117Б) в качестве репейного элемента и тиристора VD6 (КУ 101)
34
в качестве элемента памяти. Отсчет времени проводится с момента
подачи положительного потенциала на вход датчика. Конденсатор заря-
жается и соответственно повышается напряжение между эмиттером и
второй базой транзистора. При достижении определенного значения на-
пряжения на транзисторе последний открывается и открывает тиристор.
Цепь, образуемая резистором R4 и диодом VD4, предназначена для
разряда конденсатора после окончания цикла измерения. Номиналы
цепи RC могут быть рассчитаны или подобраны экспериментально в за-
висимости от контролируемого интервала. Стабильность схемы может
быть обеспечена при условии стабилизации напряжения питания, приме-
нения металлобумажных конденсаторов и установки датчика в отапли-
ваемом помещении.
II. СИСТЕМЫ ТЕЛЕКОНТРОЛЯ
На ряде дорог созданы своими силами различные системы телеконт-
роля за состоянием устройств СЦБ на станциях и перегонах. Значитель-
ное разнообразие этих систем объясняется тем, что создавались они в
основном в инициативном порядке, при этом сказывалось стремление
разработчиков использовать наиболее доступные в их условиях аппа-
ратуру и элементы. Общим для всех этих систем является принцип цент-
рализованного контроля с передачей информации дежурному инженеру
дистанции.
Однако в средствах, используемых для этой цели, типе каналообра-
зующей аппаратуры, датчиках первичной информации и выборе объектов
контроля имеются существенные различия. Из числа эксплуатируемых
наиболее характерны системы телеконтроля, созданные на Московской,
Горьковской и Куйбышевской дорогах. Различные модификации этих
систем в том или ином объеме применяются и на некоторых других до-
рогах. '
Система телеметрического контроля Московской дороги предназна-
чена для контроля параметров перегонных устройств кодовой автобло-
кировки и станционных устройств электрической централизации. На пе-
регонах контролируются: наличие напряжения сети питания, напряжение
постоянного тока дешифраторной ячейки, работа кодового путевого
Рис. 6. Схема порогового датчика времени
35
трансмиттера, изоляция в сети питания переменного тока (220 В), заня-
тость рельсовой цепи более 5 мин, целость нитей светофорных ламп. На
станциях контролируются: сопротивление изоляции основных источни-
ков питания, длительность перевода стрелок, использование кнопок ава-
рийного перевода стрелок, искусственной разделки маршрутов, пригла-
сительных сигналов.
Система выполнена в одном уровне, информация с каждого объекта
передается непосредственно на центральный пост. Контрольные объекты
(релейные шкафы автоблокировки и посты централизации) оборудова-
ны генераторами-манипуляторами, каждый из которых осуществляет пе-
редачу на своей частоте. Благодаря применению в генераторах-манипу-
ляторах узкополосных камертонных фильтров в диапазоне 1000—
2400 Гц размещены 42 узкополосных частотных канала с разделением
в 434 Гц. Состояние датчиков контролируемых объектов передается се-
рией из 19 частотных импульсов. Датчики подключаются к генератору
тональной частоты распределителем.
При отсутствии отклонений от нормативных параметров контроли-
руемого объекта на центральный пост поступает полная серия из 19 ин-
формационных импульсов, а при отклонении от нормы каких-либо пара-
метров соответствуюрше импульсы не передаются. Длительность инфор-
мационного импульса 160 мс, интервал между ними 320 мс. Серии им-
пульсов отделяются друг от друга разделительными интервалами дли-
тельностью 800 мс. Сигналы телеконтроля передаются по специально вы-
деленной двухпроводной кабельной или воздушной цепи.
Система телеконтроля Горьковской дорога ”ДЦ-Нева-диагноз”
использует в качестве каналообразующей типовую аппаратуру диспет-
черской централизации типа ’’Нева”, установленную специально для ди-
агностирования. Система позволяет контролировать ряд отказов и пред-
отказных состояний на станциях, оборудованных электрической центра-
лизацией, а в перспективе намечается передавать также отказы с пере-
гонных точек автоблокировки, используя для этой цели типовую аппара-
туру частотного диспетчерского контроля.
Система характеризуется следующими основными положениями.
Групповые параметры контролируются в дежурном режиме, каждый
отказ имеет свой номер активного такта. Емкость одного канала —
360 групповых информаций, что позволяет контролировать 20 групп
отказов на 18 станциях; детализация отказа проводится посылкой спе-
циального приказа с центрального поста. Станционные датчики увязы-
ваются с аппаратурой ДЦ на станциях с помощью специально разработан-
ных блоков тиристорной памяти БВИ (блок включения индикации),
заменяющих контакты контрольных реле, и блоков БДР (блок диодно-
резисторный) . На центральном посту для фиксации поступившей инфор-
мации вместо кодовых реле с магнитной блокировкой применяются
бесконтактные элементы. Информация с контролируемых объектов
36
одновременно с передачей на центральный пост фиксируется на станци-
онном пульте-табло электромеханика.
На табло электромеханика нанесены основные сигналы, пути, стрел-
ки, в него вмонтированы световые ячейки, дублирующие всю информа-
цию, передаваемую на центральный пост. Пульт позволяет измерять на-
пряжения на путевых реле с помощью встроенного галетного переключа-
теля, напряжение на дешифраторных ячейках, напряжение переменного и
постоянного тока на линейных проводах двухпроводной схемы управ-
ления стрелкой, изоляцию монтажа.
С помощью пульта измеряются временные характеристики импуль-
сов АЛСН. В комплект пульта-табло входит также секция связи, куда
заведены проводные линии из помещения ДСП, входных шкафов, теле-
фоны АТС и провода служебной связи.
Система телеконтроля Куйбышевской дороги построена в двух
уровнях. Передача информации с перегона на станцию ведется с исполь-
зованием аппаратуры ЧЛК, дополненной устройствами временного раз-
деления каналов. Со станций на центральный пост передача осуществ-
ляется по каналам телесигнализации системы ДЦ ’’Нева”.
Аппаратура перегонной точки включает в себя блок контроля, блок-
манипулятор и камертонный генератор. На станции в комплект аппара-
туры входят статив ”Л” системы ДЦ ”Нева” и приемный блок с индиви-
дуальными приемниками для каждой сигнальной точки.
При отклонении соответствующего параметра от нормы или возник-
новении контролируемого отказа датчик в релейном шкафу меняет свое
состояние и воздействует на манипулятор, которым формируется код,
где один из импульсов нулевой. При приеме сигнала на станции отсут-
ствие определенного импульса фиксируется срабатыванием регистрирую-
щего реле, контактом которого замыкается цепь наличия неисправно-
стей. На центральный пост передается информация о неисправности на
конкретной сигнальной точке. В результате загорается соответствующая
лампочка на табло дежурного инженера. После посылки управляющего
приказа с центрального поста станционный приемник соответствующей
сигнальной точки подключается к каналу ТС ДЦ и на центрайьный пост
поступает полная информация о состоянии этой точки.
Комплексная система сбора, обработки и регистрации информации
о техническом состоянии устройств СЦБ "Прогноз” осуществляет авто-
матический контроль состояния устройств СЦБ на станциях и сигналь-
ных точках автоблокировки. Каналообразующая аппаратура использует
устройства ЧДК для передачи информации с перегона на станцию и аппа-
ратуру ДЦ ”Луч” для передачи информации со станции на центральный
пост. Информация, поступающая с сигнальных точек, группируется на
станции по трем категориям: срочная неисправность, несрочная неис-
правность и отключение фидеров питания. Детализация неисправностей
осуществляется вручную дежурным инженером дистанции посылкой
37
соответствующей команды на станцию. Емкость системы обеспечивает
контроль 20 станций, на каждой из которых может контролироваться
состояние 40 двухпозиционных датчиков. Кроме того, на каждой стан-
ции собирается информация с 16 сигнальных точек, где, в свою очередь,
контролируется состояние 19 двухпозиционных датчиков.
Наряду с оптическим отображением информации на центральном
посту предусмотрена возможность вывода ее иа печать или перфоленту.
Глава IV
ХАРАКТЕРНЫЕ ОТКАЗЫ АППАРАТУРЫ,
ОБОРУДОВАНИЯ И СПОСОБЫ ИХ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ
12. РЕЛЕЙНАЯ АППАРАТУРА
Отказы элементов релейной аппаратуры распределяются следующим
образом: 31 % отказов аппаратуры падает на контактную систему,
28 % на обмотки и монтаж, 21 % на диоды, 8 % на конденсаторы и др.
Большое количество отказов аппаратуры приходится на май, июнь,
июль (рис. 7). Увеличение отказов в этот период связано в основном
с появлением повышенного числа отказов в штепсельных разъемах из-за
некачественной их замены и невыполнения требований по проверке ра-
ботоспособности устройств после замены приборов. Рост числа отказов
в этот период является также следствием влияния грозовых перенапря-
жений, особенно на приборы, содержащие полупроводниковые эле-
менты.
Другой максимум отказов приходится на декабрь, январь, и увели-
чение числа отказов в этот период объясняется примерзанием якоря и
ивдевением контактной системы реле из-за отсутствия обогрева в релей-
ных шкафах, реле ППРЗ-5000 или путевых коробках.
Наиболее часто встречающимися отказами реле являются обгорание
и стирание контактов, разрегулировка контактных пружин, пробой изо-
ляции обмотки на корпус. Реже встречаются отказы из-за обрывов и
межвитковых замыканий обмотки, отклонения параметров установлен-
ных допусков, плохого центрирования контактов и снижения упругости
пружин. Причиной отказов может быть большой ток включаемой сети
или установившийся, а также скачок тока при размыкании индуктивной
цепи. В результате переходных процессов коммутируемых цепей кон-
такты могут испытывать значительные кратковременные перегрузки.
Определенное число отказов приборов автоблокировки (табл. 4)
приходится на аппаратуру, работающую в импульсно-кодовом режиме,
главным образом на трансмиттеры, импульсные и трансмиттерные реле,
дешифраторные ячейки.
38
Рис. 7. Распределение отказов релейной аппаратуры по месяцам
Отказы импульсных реле составляют 11 % общего числа отказов
приборов и 2,35 % общего числа отказов систем автоблокировки, т. е.
надежность этих реле относительно невысока по сравнению с нейтральны-
ми реле НМ1П.
Результаты обработки данных по отказам элементов импульсных
реле показывают, что 46,7 % отказов происходят вследствие электриче-
ского износа материала контактов (эрозия), разрегулировки электриче-
ских характеристик реле, увеличения переходного сопротивления кон-
тактов, связанного главным образом с эрозионными процессами на кон-
тактах и дефектами регулировки контактного нажатия в РТУ. Опреде-
ленное число отказов импульсных реле (6,89 %) происходит вследствие
попадания продуктов износа контакта и металлической стружки из маг-
Таблица 4
Число отказов, %,
Приборы ----------------------------------
системы приборов
Кодовые трансмиттеры 20 4,3
РелеТР 17,5 3,7
Ячейки дешифраторные 16 3,4
Нейтральные реле 2,5 0,5
Разъемы плат нейтральных реле НМШ 12,3 2,5
Импульсные реле ИМВШ-110 11 2,35
Прочие (ВАК, ДТ и др.) 20,5 4,35
39
нитного материала между якорем и полюсными наконечниками реле.
Неисправности реле ИРВ-110 происходят также вследствие пробоя вы-
прямителей при грозовых разрядах, обрыва обмоток и монтажных про-
водов в местах пайки, боя стеклянного колпака, коррозии деталей и др.
Распределение характерных отказов аппаратуры в процентах общего
числа отказов приведено ниже.
Причина отказа реле Число отказов, %
Эрозия контактов............................ 46,7
Повышенное переходное сопротивление
контактов........................................ 6,9
Регулировка электрических характеристик . . 12,64
Электрический пробой выпрямителей при
грозе или приварка соединителей.................. 12,64
. Попадание продуктов износа контактов
и стружки в зазоры.............................. 6,89
Дефекты пайки монтажа....................... 4,59
Износ антимагнитного упора.............. 1,5
Обрыв обмотки........................... 2,3
Бой колпаков................................ 2,35
Прочие (в том числе неустановленные) .... 3,45
Анализ результатов статистической обработки данных по отказам
и физических явлений, происходящих при работе импульсных реле, по-
зволяет выделить параметры, от которых зависит надежность работы
реле ИМВШ-ПО. К ним относятся: эрозионный износ материала контак-
тов реле, переходное сопротивление контактов, электрические характе-
ристики — напряжения срабатывания и отпускания якоря, контактное
нажатие, магнитная индукция в рабочей точке постоянных магнитов,
механический износ контактов автоматического упора, релаксация пру-
жин и их механическая прочность.
В импульсном реле при замыкании контактов, когда расстояние
между ними становится малым, напряженность поля резко возрастает и
может возникнуть явление автоэлектронной эмиссии; электроны выры-
ваются с поверхности контакта, имеющего более низкий потенциал.
В результате этого возникает искра, которая гасится замкнувшимся
контактом. Это не приводит к заметной эрозии (износу) контактов,
однако способствует протеканию окислительных процессов и образова-
нию на поверхности контактов различных соединений, вызывающих уве-
личение переходного сопротивления.
Наиболее трудным этапом работы контактов является процесс их
размыкания. Поверхность соприкосновения контактов при размыка-
нии быстро уменьшается, что приводит к росту переходного сопротив-
ления. Ток в цепи почти не успевает уменьшаться, поэтому резко увели-
чивается выделяемая в контактах мощность. Контакты сильно разогре-
ваются, металл в точке соприкосновения оплавляется, что приводит к
постепенному их разрушению.
40
Исследования импульсных реле, работающих в схеме управления де-
шифраторными ячейками, показывают, что переходное сопротивление
контактов постепенно возрастает и к концу года эксплуатации может
на 10-15 % превзойти установленную норму (0,05 Ом). В результате
примерно 40 % контактов после года эксплуатации имеют завышенное
переходное сопротивление, достигающее 0,07 — 0,08 Ом.
Возрастание сопротивления контактов объясняется следующими
причинами. У твердых контактирующих материалов практически невоз-
можны идеально плоские поверхности, поэтому считают, что контакт в
момент соприкосновения создается не более чем в трех точках. Сумма
всех поверхностей соприкосновения, воспринимающих контактные на-
жатия, намного меньше кажущейся площади соприкосновения. При
сближении и скольжении контактов неровности поверхности приходят
в соприкосновение, деформируются и образуют наклепы, создающие ме-
таллический контакт и увеличивающие общую площадь соприкоснове-
ния контактов.
Окисные пленки черного цвета, появляющиеся на контактах, облада-
ют высоким удельным сопротивлением, легко продавливаются или про-
биваются электрически. Однако по мере эрозийного износа материала
вследствие мостиковой эрозии и кратковременных дуг накапливаются
абразивные (твердые) частицы на поверхности контактов. Образующие-
ся наклепы повышают твердость и удельную проводимость материала
контактов, процесс окисления частиц металла контактов ускоряется.
Процесс оплавления контактов иэ сплава СРКД-96-14 и коррозия деталей
импульсных реле проходят более интенсивно при наличии в атмосфере
серы из отходов предприятий, появлении озона при искрении контактов
и т. д. В результате этих причин число металлических поверхностей со-
прикосновения при замыкании сокращается и сопротивление контактов
растет.
Переходное сопротивление контактов зависит от контактного нажа-
тия и состояния контактных поверхностей. В процессе работы реле из-
меняются контактное нажатие (в результате уменьшения совместного
хода) и состояние поверхности контактов из-за механических, химиче-
ских, электрохимических и других процессов. В замкнутом состоянии
контакты, как бы тщательно ни были отполированы их поверхности, со-
прикасаются только в одной или нескольких выступающих точках. Ток
проходит через небольшие контактные поверхности, в которых и соз-
дается металлический или квазиметаллический (через мономолекуляр-
ные поверхностные пленки) контакт. При соударении контактных
пружин слабо связанные углеграфитовые компоненты материала выкра-
шиваются и на поверхности остаются более крупные и прочные включе-
ния серебра.
Это приводит к уменьшению площади соприкосновения и возраста-
нию переходного сопротивления. Однако при замыкании и размыкании
контактов под нагрузкой параллельные линии тока в металле контактов
41
искривляются и стягиваются к точкам с высокой проводимостью, в ко-
торых плотность тока может быть значительной (10* А/мм2). Образо-
вавшиеся контактные мостики сгорают, разрушаются выступы крупных
включений вследствие оплавления или окисления. Это приводит к уве-
личению площади соприкосновения контактов и падению переходного
сопротивления. В зависимости от характера и значения нагрузки между
процессами выкрашивания и оплавления устанавливается динамическое
равновесие, которым и определяется переходное сопротивление.
Переходное сопротивление контактов зависит от значения и харак-
тера нагрузки и изменяется обратно пропорционально ее разрушающей
способности. При достаточно большой нагрузке переходное сопротив-
ление в первый момент падает, затем стабилизируется, так как преобла-
дает процесс электрозрозии. При малой нагрузке происходит механиче-
ское разрушение контакта, поэтому сопротивление растет. Контакты,
работающие без нагрузки, не подвержены процессам электрозрозии, их
сопротивление возрастет, превышая норму (0,3 Ом). Это явление не
должно вызывать опасения, так как при включении таких контактов на
нагрузку происходит пробой поверхностных пленок и переходное сопро-
тивление контакта резко снижается.
При работе без нагрузки переходное сопротивление контактов по-
сле 3—4 млн. циклов срабатываний остается постоянным. Некоторое уве-
личение сопротивления в начале работы moSkho объяснить оседанием про-
дуктов износа фронтовых контактов, а также окислительными процес-
сами с образованием на поверхности тылового контакта сернистого се-
ребра, так как в присутствии кислорода и влаги серебро взаимодейству-
ет с сероводородом, который всегда имеется в воздухе. Превышение
нормального значения переходного сопротивления контактов 0,03 Ом
объясняется интенсивным процессом образования окисной пленки, об-
ладающей меньшей проводимостью, а также некоторым снижением кон-
тактного нажатия. Увеличение переходного сопротивления контактов на
10-15 %, как показали расчеты для токов, коммутируемых в схемах ав,
томатики, не изменяет режим цепи.
При замыкании тыловых контактов нейтральных реле наблюдается
вибрация, когда замыкание не заканчивается при первом соприкоснове-
нии, а вследствие соударения контакты 2—3 раза замыкаются прежде,
чем достигнут постоянного соприкосновения. Вибрация в релейных кон-
тактах увеличивает перенос материала дугами и мостиками, так как
каждый отскок означает новую коммутационную операцию. Время
ударов и отскоков контактов, как показали осциллограммы, мало (0,5 +
+ 1,5) 10“ 3 с, поэтому инерционные нейтральные реле не реагируют на
отскоки контактов. Явление вибрации нежелательно для контактных
схем со счетными на бесконтактных элементах, которые будут реагиро-
вать на каждый отскок контактов, фиксируя его как очередное включе-
ние или отключение.
42
Осциллограммы токов, коммутируемых фронтовыми контактами
нейтральных реле, показывают, что ток при включении изменяется в те-
чение времени установления полного контакта (примерно 2 с). Полного
отключения тока здесь не происходит, т. е. отскоки контактов отсутст-
вуют. Изменение сопротивления фронтовых контактов в процессе замы-
кания вызвано скольжением контакта по отдельным точкам касания
(миграция точек касания). Конструкция подвижных контактов ней-
тральных реле при существующей скорости их замыкания исключает
вибрацию фронтовых контактов.
Основные причины отказов электромагнитных реле приведены в
табл. 5.
Таблица 5
Неисправность Причина Удельный вес отказов по данной Причи- не, %
Отсутствие контакта Нарушение регулировки контакт- 19,9
в контактных пружинах ных пружин
Смещение якоря 4,1
Металлическая стружка и инород- ные частицы под якорем 3,3
Загрязнение контактов (окисление, грязь, пыль, флюс, растворитель, лак) 12,3
Деформация контактных пружин, сваривание и оплавление контактов 13
Нестабильное замы- Нарушение контакта при вибрации 1.9
кание в контактных пру- Нарушение контакта при темпера- 2,5
жинах туре плюс 60 ° С
Переходное сопротивление контак- тов нестабильно или выше нормы 8,9
Ток срабатывания не Ток срабатывания больше нормы 2,5
в норме при температуре плюс 60 ° С
Ток срабатывания не в норме при нормальных условиях 10,1
Пробои изоляции в Продавливание реле внутрь кол- 0,2
контактной системе пака
Пробой изоляции между контакт- 13
ными пружинами и обмоткой или кор- пусом 0,1
Пробой изоляции между контакт- ными пружинами 0,6
Малое сопротивление изоляции 1,1
Неисправности в Пробои изоляции обмотки иа кор-
обмотке пус
Обрыв обмотки (подсечка, нека- чественная пайка, коррозия, прожог) 3,8
Короткое замыкание (полное или частичное, когда сопротивление об- мотки не в норме) 4,1
43
Рис. 8. Геркон МКСР-45181
В устройствах автоматики находит применение реле ИВГ вместо
реле ИМВШ-110. В реле ИВГ установлен жидко металлический (ртут-
ный) магнитоуправляемый геркон МКСР-45181, коммутационный
ресурс которого значительно превышает износостойкость ’’сухих” гер-
конов и контактов открытого типа. Эго позволяет увеличить в несколь-
ко раз межремонтный срок службы импульсных путевых реле числовой
кодовой автоблокировки.
Геркон МКСР-45181 (рис. 8) состоит из стеклянной оболочки 1,
в торцы которой впаяны неподвижные 4 и подвижная 2 плоские
контактные пружины из магнитомягкого металла. При воздействии
внешнего магнитного поля подвижной контакт перемещается, размыкая
тыловой и замыкая фронтовой контакты. Для обеспечения стабильно-
сти переходного сопротивления и износостойкости геркона в зону кон-
тактирования 3 под действием силы поверхностного натяжения и дав-
ления по капиллярам (’’канавкам”) на подвижной контакт во время
работы геркона поступает ртуть из резервуара. Расход ртути в течение
одного цикла коммутации электрической цепи компенсируется подъ-
емом ртути в зону контактирования по капиллярам.
Смачивание контактов ртутью обеспечивает их низкое и стабильное
переходное сопротивление в течение всего ресурса. Герметичная оболоч-
ка геркона заполнена водородом под давлением 1,7 ’ 106 Па, что созда-
ет высокую электрическую прочность рабочего зазора (0,7мм), равную
не менее 2500 В.
Из-за большого разброса характеристик герконов по магнитодвижу-
щей силе (мдс) срабатывания завод выпускает реле ИВГ с разными об-
моточнымй данными (провод ПЭВ-1), приведенными ниже.
Диаметр провода, мм.................... 0,28*
Число витков........................... 3200*
Номинальное сопротивление, Ом,
с предельным отклонением ± 10 %............. 72*
0,315**
3700**
75**
* Для герконов с МДС срабатывания 100- 150 А.
** Для герконов с МДС срабатывания 150-200 А.
44
Герконы с МДС срабатывания 100-150 А маркируют черной точкой
на оболочке геркона, а 150- 200 А — белой.
Реле ИВГ содержит геркон в стеклянной оболочке с ртутным напол-
нением и поэтому при обращении с ним необходимо исключить возмож-
ность ударов и повреждения при транспортировке и эксплуатации. Кон-
такт реле предположительно может обеспечить 5 • 10е включений и вы-
ключений цепей дешифратора кодовой АБ с частотой 3 Гц. Установлен-
ный в реле ИВГ геркон имеет стабильную МДС срабатывания. Поэтому
при эксплуатации электрические параметры реле ИВГ не регулируют.
Реле ИВГ является коммутационным прибором первого класса на-
дежности. Поэтому его применяют, как и реле ИМВШ-110, лишь в тех
электрических цепях, где неразмыкание тылового контакта и постоян-
ное сообщение между собой всех контактов не приводят к опасному со-
стоянию устройства.
По сравнению с реле ИМВШ-110 реле ИВГ имеет отличительные осо-
бенности, обусловленные специфичностью геркона и необходимостью
выполнения дополнительных требований. В реле ИВГ установлены не
германиевые, а кремниевые диоды, имеющие большее динамическое со-
противление, что изменило индуктивное и активное сопротивления об-
мотки реле. Но при этом полное сопротивление обмотки и потребляе-
мая мощность реле не возросли, и поэтому перерегулировка рельсовых
цепей при замене реле ИМВШ-110 на реле ИВГ не требуется. Магнито-
движущая сила срабатывания реле ИВГ не зависит от колебаний темпе-
ратуры окружающей среды.
При сверхнормативном возрастании напряжения на реле (например,
при неисправности защитного фильтра) возможно нарушение шунто-
вого режима рельсовой цепи. Поэтому в реле ИВГ применена магнитная
система нейтрального реле, благодаря чему при напряжении на реле, пре-
вышающем 9 В, импульсы числового кода значительно удлиняются и
наступает защитный отказ дешифратора, при котором зеленый огонь
светофора периодически перекрывается на желтый. Здесь следует учиты-
вать, что реле ИВГ с обмоткой 3200 витков меньше удлиняет импульсы
и поэтому отказ наступает при большем напряжении на его обмотке.
Реле срабатывает от напряжения переменного тока частоты 50 Гц
2,7—3,2 В, напряжение отпускания 2 В, напряжение перегрузки 12 В.
Перед установкой в эксплуатацию необходимо измерить в РТУ элек-
трические параметры реле: напряжения срабатывания и отпускания пере-
менного тока частоты 50 Гц, переходное сопротивление контактов и дли-
тельность мостового переключения геркона. Напряжение срабатывания
реле ИВГ по переменному току, определенное по замыканию фронтово-
го контакта, должно быть в пределах 2,7—3,2 В, а отпускания, установ-
ленное по размыканию фронтового контакта, — не менее 2 В. Переход-
ное сопротивление контактов реле ИВГ с контактами розетки не должно
превышать 0,08 Ом. Эти параметры проверяют на типовом стенде плав-
ным изменением напряжения по методике для реле ИМВШ-110.
45
Для облегчения режима коммутации, исключения разбрызгивания
ртути и разрушения контактирующих поверхностей геркона в реле ИВГ
применен искрогасительный контур, состоящий из резистора (47 Ом,
2 Вт) и конденсатора (0,5 мкФ, 160 В).
В реле выпуска 1983 г. и первой половины 1984 г. искрогасительный
контур подключался параллельно фронтовому контакту к выводам 13
и 33, что не позволило использовать реле для коммутации цепей пере-
менного тока. Поэтому в реле, выпущенных во второй половине 1984 г.,
искрогасительный контур выведен на отдельную контактную иружину.
Для его подключения необходимо в релейном шкафу устанавливать пе-
ремычку между контактами 13 и 72 на штепсельной розетке реле ИВГ.
Указанную перемычку не устанавливают, когда реле ИВГ коммутирует
цепь переменного тока, например трансмиттерного реле ТШ-2000 В или
ТР-2000 В, так как после размыкания фронтового контакта образуется
цепь дополнительного питания трансмиттерного реле через искрогаси-
тельный контур, что ухудшает временные параметры кода.
Результаты обработки данных по отказам элементов дешифратор-
ных ячеек показали, что наибольшее их число, т. е. почти 60 %, происхо-
дит из-за неисправности электролитических конденсаторов, установлен-
ных в цепи сигнальных реле (потеря емкости, обрывы электродов, про-
бой) ; 16,8 % приходится на отказы диодов ио причине короткого замы-
кания и обрыва. Определенное число отказов диодов происходит при
грозовых ударах молнии в рельсовые линии или цепи электроснабжения
автоблокировки.
Распределение характерных отказов в процентах общего числа от-
казов в дешифраторной ячейке приведено ниже.
Причина отказа ячейки Число
отказов, %
Потеря емкости конденсаторов, обрыв, пробой . . . 58
Нарушение контактов реле-счетчиков, временных
характеристик реле, неисправности обмоток (короткое
замыкание, обрыв)....................................... 8,3
Неисправности диодов (короткое замыкание,
обрыв)............................................... 16,8
Нарушение контактов в разъемах..................... 3,9
Прочие (в том числе неустановленные)............ 13
Отказы реле-счетчиков составляют 8,3 % общего числа отказов яче-
ек и происходят главным образом из-за нарушений механических и вре-
менных характеристик кодовых реле-счетчиков.
Отказы контактов происходят также вследствие возрастания их
электрического сопротивления при образовании окисных пленок, эрозии
и по другим причинам, 3,0% отказов вызваны нарушением контактов в
штепсельных разъемах и 13 % - по неустановленным причинам. К по-
следним относятся отказы типа ’’сбоев”, возникающие при емкостях,
46
близких к критическим, а также вследствие понижения напряжения,
климатических воздействий и др.
В наиболее тяжелых условиях работают реверсивные реле ППРЗ в
путевых коробках.
На сети дорог чаще всего происходят изломы латунных болтов реле
ППРЗ-5000. В этих реле устанавливают два вида болтов — болты, изго-
товленные методом холодной высадки из латуни ЛЦ32 и составные из
латуни ЛЦ40С, причем стоимость последних в 12 раз больше, чем выезд-
ных. Изломы выездных болтов происходят в месте перехода от голов-
ки к стержню болта и имеют коррозионно-усталостный характер. Выезд-
ные болты, не имеющие следов коррозии, при испытаниях на разрыв
разрушались в месте перехода от стержня к резьбовой части, т. е. по наи-
меньшему сечению. Изломы составных болтов всегда происходят в резь-
бовой части под головкой болта. Во всех случаях разрушений болтов в
эксплуатации на поверхности излома наблюдалась коррозия.
По данным дорог, чаще происходят изломы выездных болтов ре-
ле ППРЗ-5000, чем составных. Однако первая серия опьпов, где испыты-
вались на разрыв недавно изготовленные болты, показала, что выездные
болты выдерживают большую нагрузку (950-800 кг) по сравнению с со-
ставными (820-650 кг).
Во второй серии опытов были испытаны болты, снятые с различных
контактов реле разных лет выпуска (табл. 6).
Анализ полученных результатов показывает, что прочность болтов
определяется сроком их эксплуатации и местом установки (номером
контакта). Выявлены номера контактов — 3, 112, 122,123, на которые
в эксплуатации приходится подавляющее число изломов.
Анализируя полученные результаты, приходим к выводу, что состав-
ные болты меньше ломаются, так как стоят у менее опасных контактов
и, следовательно, их можно заменить выездными. Однако при этом не-
обходимо предусматривать меры по повышению надежности выездных
болтов, изготавливая их из латуни ЛЦ32 и увеличив радиус перехода от
головки к стержню болта до 2 мм, что потребует увеличения диаметра
Таблица 6
Год Разрушающие усилия, МПа, болтов для контактов реле ППР
выпуска выездного составного
1 2 3 112 123 111 113 121 122
1959 3920 5000 3185 6860 2940 4900 6320 6370 5000
1962 6860 4900 5684 4900 5292 5292* 6125 4900 6860
1972 5635 5880 4165 5684 5880 7693 6125 8477 5980
1977 7595 7840 6615 7105 7105 7497 6566 6566 6370
Болт в тропическом исполнении.
47
головки с 9 до 11 мм. Применявшийся на Ленинградском электротех-
ническом заводе МПС отжиг пр'. температуре плюс 600 °C чрезмерно
упрочнял латунь, поэтому был применен отжиг при температуре плюс
•‘70-500 °C. Такой отжиг обеспечил снятие внутренних напряжений и
протекание полной рекристаллизации с получением минимального раз-
мера зерна и относительно высокой прочности.
Под воздействием температуры и влажности на поверхности дета-
лей внутри реле появляются капельки влаги, что при резких перепадах
температуры может привести к примерзанию якоря. В то же время до-
полнительная герметизация кожуха реле с целью защиты от попадания
влаги привела к участившимся случаям поломки болтов и контактных
стоек из-за химического взаимодействия латунных деталей с озоном,
выделяющимся при дуговом разряде. В связи с этим было принято ре-
шение отказаться от практиковавшейся в РТУ дополнительной гермети-
зации корпусов этих реле и ограничиться заводской герметизацией. Из
других причин отказов этих реле следует отметить коррозию ярма,
ослабление крепящих винтов, подгорание контактов, обрыв обмотки,
дефекты покраски и гальванических покрытий.
Значительный процент отказов аппаратуры СЦБ (примерно 10 %)
приходится на долю стрелочных пусковых реле СКПШ, ПМПШ, НМПШ,
что объясняется в основном тяжелыми токовыми режимами их работы.
Распределение характерных отказов реле в процентах общего числа
отказов приведено ниже.
Причина отказа реле Число
отказов, %
Пробой выпрямителей........................... 9,25
Обрыв обмоток................................. 6,36
Нарушение механической регулировки.......... 21,25
Изломы заклепки якоря (СКПШ).................. 6,56
Изломы контактных пружин...................... 6,56
Изломы проушины скобы для крепления поля-
ризованного якоря................................. 9,1
Поломка стойки нейтрального якоря............ 9,25
Электрическая эрозия контактов.............. 23,45
Ослабление поля магнитов....................... 8,1
Наименьшее число отказов дают нейтральные реле, коэффициент
отказов которых составляет всего 2,5 % отказов реле всех типов. Боль-
шинство этих отказов происходит вследствие нарушения контактов в
штепсельном разъеме реле, от грозовых разрядов, индевения и обледене-
ния контактов (при установке реле в напольных условиях), из-за разре-
гулировки реле и др.
Расчетные данные среднего значения параметра потока отказов ней-
тральных реле показывают, что надежность этих реле высока, а параметр
потока отказов находится в пределах (0,018 — 0,17) 10“6 1/ч. Приве-
денные цифры показывают, что отказы нейтральных реле являются в
48
основном внезапными (62 - 72 %) и происходят на отрезке времени,
когда число износовых отказов мало. Часть постепенных отказов возни-
кает, как показывает анализ, вследствие недостаточно высокой квали-
фикации работников РТУ и нарушений режима реле.
Отказы из-за потери контакта в съемных штепсельных платах ре-
ле HP наблюдаются в основном по двум причинам: из-за некачественной
заводской регулировки пружин в гнездах и вследствие плохой фиксации
платы на реле.
На ряде дистанций все новые штепсельные платы перед установкой
подвергают сплошной разборке. При этом выявляют неотрегулирован-
ные пружины и пружины с изломами и трещинами. Для того чтобы улуч-
шить платы на реле и не допустить ее произвольного смещения, приме-
няют различные механические фиксирующие устройства. После установ-
ки плату закрепляют гайкой, которую накручивают на сквозной винт.
На сети дорог имеют место случаи отказов реле ACUI-220 по при-
чине пробоя выпрямительных блоков КЦ 402И. Исследования показали,
что основными причинами выхода из строя полупроводниковых элемен-
тов являются воздействия перенапряжений от грозовых разрядов, от
коммутационных перенапряжений ЛЭП, контактной сети, а также от
перенапряжений, возникающих при внутренних процессах — включения и
выключения напряжения. Усовершенствованная схема включения реле
АСЫ-220 (рис. 9) обладает повышенной работоспособностью по сравне-
нию с типовой при воздействии перенапряжений.
В зимнее время одной из причин отказов устройств СЦБ является
образование ледяной пленки на контактах реле в напольных релейных
шкафах. Эта пленка вызывает обрыв электрических цепей и появление
на светофорах красного огня.
Для борьбы с накоплением влаги в шкафах можно использовать
естественную вентиляцию и искусственный внутренний подогрев шка-
фов. Естественная вентиляция, усиливая воздухообмен в шкафу, пре-
пятствует образованию замерзающих конденсатов, снижает накопление
влаги при изменении погоды, резком перепаде температуры воздуха
днем и ночью. Закрывать вентиляционные отверстия, что часто делают
электромеханики, не следует. Необходимо следить за исправностью за-
щитных сеток вентиляционных отверстий и периодически очищать их
от снега.
Применение вентиляции особенно полезно в тех районах, для кото-
рых характерны быстрые похолодания и устойчивая морозная погода,
например районы Сибири и Урала. Однако в районах, где зимой часто бы-
VBt
М
VDZ , „
Рис. 9. Усовершенствованная схема реле
АСШ2-220
VDJ
’Й-
Z^ZC^SOA
™ 83__________гз
Rd ч
1к0м
41
49
вают потепления, сопровождающиеся значительным увеличением влаж-
ности воздуха (например, Донбасс, некоторые центральные районы),
применение одной вентиляции (без подогрева шкафов) не рекомендует-
ся. В этих районах при резком потеплении вентиляция будет усиливать
образование в шкафах инея или гололеда.
Эффективным средством борьбы с обмерзанием является внутрен-
ний подогрев шкафов. При похолодании подогрев задерживает остыва-
ние воздуха в шкафу до температуры наружного воздуха, значительно
уменьшая вероятность влагообразования. Применение подогрева -шка-
фов полезно во всех районах и при любых климатических условиях.
Наиболее экономичным является подогрев шкафов с одновременной
естественной вентиляцией.
Подогрев шкафов необходимо применять прежде всего на участках
с автономной тягой, так как среди аппаратуры в этом случае нет прибо-
ров, выделяющих в процессе работы достаточного количества тепла.
Для подогрева можно использовать лампы накаливания или резисторы.
Суммарная мощность подогрева должна быть не менее 50 Вт для шка-
фов ШМ-1, 75 Вт для 1ИМ-2 и не менее 100 Вт для ШМ-З. В шкафах ШРШ-4
и ШРШ-6 мощность подогрева должна составлять не менее 75 и 100 Вт
соответственно. Приборы подогрева следует располагать преимущест-
венно в нижней части шкафов.
На электрифицированных участках, оборудованных автоблокиров-
кой, достаточный подогрев воздуха в шкафах обеспечивается теплом,
выделяемым путевыми трансформаторами. Поэтому дополнительный
подогрев здесь необходим лишь в тех случаях, когда зимой все же
наблюдается обмерзание реле. С целью экономии энергии включать по-
догрев следует с наступлением устойчивой холодной погоды при темпе-
ратуре значительно ниже нуля. Подогрев релейных шкафов и их вентиля-
ция являются основными мероприятиями по борьбе с обмерзанием реле.
Для получения необходимого эффекта от этих мероприятий необходимо
исключить попадание в шкафы снега через щели в дверях. При внешнем
подогреве снег испаряется и влага попадает под кожух реле, вызывая
обмерзание контактов, поэтому двери в шкафах нужно плотно закры-
вать.
Следует также исключить доступ в шкаф теплого влажного воздуха
из земли по трубам, через которые вводятся кабели. Эти трубы должны
быть тщательно заполнены песком, отверстия в дне шкафа для ввода
кабелей заделаны заглушками и залиты компаундом.
ВНИИЖТ рекомендовал применять штепсельные реле с автономным
обогревом. Эффективность такого обогрева очевидна, так как объем
всех реле, смонтированных в релейном шкафу, в десятки раз меньше
объема самого шкафа, что, в свою очередь, позволит более экономично
расходовать электроэнергию для обогрева релейной аппаратуры.
В качестве нагревательного элемента используют резистор ПЭВ-15
50
сопротивлением 30 Ом. Резистор припаивают к наконечникам входных
выводов КП-1а, которые закрепляют на колпаках реле. На выводы по-
дают переменное напряжение не более 12 В.
13. ШТЕПСЕЛЬНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ
В устройствах СЦБ широко применяются штепсельные соединения —
штепсельные розетки, разъемы для блоков, штепсельные платы. Надеж-
ность их работы зависит от качества изготовления и предупредительных
мер при техническом обслуживании (чистка, устранение обнаруженных
дефектов, уплотнение релейных шкафов и др.).
Имели место случаи, когда из-за появления влаги в штепсельных ро-
зетках реле происходила эрозия контактов и через ржавые подтеки или
образующиеся отложения окиси меди происходило перекрытие контак-
тов, что приводило к опасным для работы схемы последствиям. Для
исключения этих случаев на Куйбышевской дороге разработан и внедрен
комплекс мероприятий, направленных на их предотвращение. Прежде
всего разработана схемная защита перегонных и станционных устройств
наиболее важных электрических цепей автоматики, связанных с управле-
нием сигналами, стрелками и контролем свободности изолирующих уча-
стков. Приведенная на рис. 10 схема позволяет надежно защитить ответ-
ственные электрические цепи от возможности ложных подпиток по ука-
занным выше причинам. Такая защита осуществляется шунтированием
обмоток реле в обесточенном состоянии, для чего в схемах выполняют
изменения, указанные на рис. 11 крестиком. Резе ЗС типа НМШ1-4000,
реле ГС1, БС1; Ш типа НМШ1-1400.
Кроме того, для исключения попадания снега и влаги в релейные
шкафы типа ШРШ на дороге проведено их тщательное уплотнение с уста-
новкой защитных штор с монтажной стороны. Выполнена проверка со
вскрытием штепсельных розеток наиболее ответственных реле на пред-
Рис. 10. Схема защиты электрических цепей от ложных подпиток
51
Рис. 11. Схема измерения напряжения
тока утечки
мет выявления подтеков и влаги. Обнаруженные розетки с указанными
недостатками заменены на исправные.
Была также разработана технология электрического измерения
штепсельных розеток для выявления внутри них мостов от ржавых под-
теков и окислов меди, а также влаги и грязи. Эти измерения позволяют
выявить образовавшиеся внутри розеток (без их вскрытия) переходные
электрические мосты, измеряя падение напряжения тока утечки на об-
мотке реле при разомкнутом проверяемом контакте (рис. 11). Измере-
ние необходимо проводить на шкале 0,3 В. Показание вольтметра в пре-
делах 0,1 В будет указывать на то, что между пружинами образовался
след окисла, который может привести к подпитке реле.
На Московской дороге широкое применение нашла система установ-
ки и регулировки съемных штепсельных плат к реле HP, КР и др. Штеп-
сельные платы перед их установкой и в эксплуатационных условиях под-
вергают проверке. При этом зазор между контактными пружинами
съемной платы должен быть в пределах 3,0—3,5 мм. При проверке ис-
пользуют шаблон или типовой контактный стержень от реле. Для регули-
ровки зазора следует ослабить корневую гайку съемной платы, разо-
брать контактный узел и изъять контактные пружины. Регулировка вы-
полняется в месте крепления пружин у корневой гайки путем изгибания
двух пружин для сохранения равномерного двустороннего нажатия на
контактный стержень (соблюдения соосности между стержнем и зазором
контактной пружины).
Расположение прорезей между контактными пружинами должно
быть одинаковым на всех контактах и совпадать с направлением прила-
гаемого при снятии платы усилия. Учитывая, что усилие прилагается
с лицевой стороны реле, расположение прорезей должно быть перпенди-
кулярно оси якоря реле.
Неровности (наплывы) на съемной плате не должны отличаться друг
от друга более чем на 1 мм; контактные стержни реле, находящиеся на
одном уступе его платы, должны иметь разницу по высоте не более 1 мм.
Проверка производится наложением деревянной линейки. Реле с наруше-
нием этого требования должны быть возвращены в РТУ.
В установленной на реле съемной плате зазор между платой реле и
опорными приливами съемной платы должен быть не более 1 мм. При
установке и снятии платы необходимо избегать чрезмерных односторон-
них усилий.
В процессе эксплуатации блоков ЭЦ также могут иметь место потери
контакта в разъеме, что приводит к нарушению работы устройств и воз-
52
можности сбоя движения поездов. Это связано с тем, что контактные
ножи не всегда полностью входят в колодку разъема. На некоторых до-
рогах для устранения этого дефекта устанавливают специальные шайбы
под крепление разъемных колодочек на стативах. Однако и эта мера не
всегда дает нужный эффект. Для исключения попадания контакта в разъ-
емах следует укоротить упорные втулки на винтах крепления блоков.
Длина упорной втулки после обрезания должна быть 13 мм (новая кон-
струкция блоков не имеет такого дефекта).
14. КОНДЕНСАТОРЫ
Отказы конденсаторов могут быть вызваны дефектами в самих кон-
денсаторах, ошибками проектирования и эксплуатации аппаратуры, при-
водящими к нарушению контактов, паек, механической прочности и гер-
метичности конденсаторов.
Одной из возможных причин отказов конденсаторов является пре-
вышение допустимых по технической документации на конденсаторы
значений параметров. При выборе конденсатора и анализе его работы в
аппаратуре необходимо иметь подробные данные о характеристиках экс-
плуатационного режима: напряжении постоянного тока; амплитуде; час-
тоте и форме напряжения переменного тока или переменной составляю-
щей напряжения; токе через конденсатор; температуре окружающей
среды- с учетом возможного перегрева, обусловленного лампами, актив-
ными элементами и др.; влажности; давлении; механических нагрузках
(вибрации, удары, линейное ускорение).
Следует учитывать не только эти воздействия в установившихся
режимах работы, но и возможные перегрузки при прогреве аппаратуры,
переходных процессах в цепях, резком снятии нагрузки, транспортиров-
ке аппаратуры, которые снижают надежность конденсатора.
Одной из важнейших характеристик, определяющих надежность кон-
денсаторов, является напряжение постоянного тока. На постоянном токе
процесс старения диэлектрика происходит быстрее, в результате чего
ухудшаются электрические параметры конденсатора и происходит про-
бой диэлектрика. Старению подвержены как диэлектрики органического
происхождения (например, бумага, синтетическая пленка), так и неор-
ганические (слюда, керамика). У слюдяных конденсаторов увеличение
напряжения усиливает миграцию ионов серебра (особенно при повышен-
ной влажности и высокой температуре), что вызывает постепенное сни-
жение сопротивления изоляции и электрической прочности.
Для бумажных конденсаторов при воздействии постоянного элек-
трического поля характерными являются процессы электрохимического
старения. При повышенных температурах (плюс 100 °C и более) и нали-
чии не заполненных пропиточным материалом пор в бумаге могут возни-
кать ионизационные процессы. Процессы старения наиболее интенсивно
53
развиваются в местах локальных дефектов и диэлектрике (трещины, по-
ры, проводящие включения).
При одновременном воздействии на многослойные металлобумаж-
ные конденсаторы температуры и напряжения преобладающим является
электролитический механизм разрушения обкладок, вызывающий пере-
нос металла.
При переменном напряжении основной причиной выхода конденса-
тора из строя являются ионизационные процессы, развивающиеся у кра-
ев электрода, в остаточных и вновь возникающих включениях газа, за-
крытых порах, раковинах и т. д. Образовавшиеся в процессе ионизации
озон и окисли азота, являющиеся сильными окислителями, разрушают
органические диэлектрики. Кроме того, разрушение диэлектрика вызы-
вается и непосредственной бомбардировкой ионами и электронами, воз-
никающими в процессе ионизации воздуха.
Ионизация в закрытых порах керамических конденсаторов вызыва-
ет сильный местный разогрев, обусловливающий большие механические
напряжения, растрескивание керамики и пробой по трещине. Нагрев в
местах ионизации вызывает общее повышение температуры конденса-
тора, уход емкости, увеличение тангенса угла потерь и создает облегчен-
ные условия для развития пробоя. Интенсивность ионизации увеличи-
вается с возрастанием амплитуды и частоты приложенного напряжения.
Увеличение тока через конденсатор (особенно с металлизирован-
ными обкладками) сверх допустимого значения (например, в результате
переключений, если длительность импульса при переходном процессе
достаточно велика, или при разряде конденсатора на очень малое сопро-
тивление) может вызвать оплавление электродов и уход емкости, а в
отдельных случаях и пробой диэлектрика.
Важным параметром, определяющим надежность конденсатора,
является температура, при которой он эксплуатируется. С повышением
температуры значительно ускоряются процессы старения, увеличивается
тангенс угла потерь, снижается электрическая прочность, сопротивление
изоляции и начальное напряжение возникновения ионизации. Для герме-
тизированных конденсаторов с повышением температуры возрастает
вероятность нарушения герметичности, деформация уплотняющих про-
кладок .
В первом приближении можно считать, что интенсивность отказов
конденсатора возрастает вдвое с увеличением температуры на каждые
плюс 8— 15 ° С.
Повышенная влажность воздуха, в которой эксплуатируется кон-
денсатор, вызывает коррозию металлических частей, способствует раз-
витию микроорганизмов (грибки, плесень и т. д.), снижает электричес-
кую прочность, увеличивает потери, повышает токи утечки. Особенно
опасно для не герметизированных конденсаторов одновременное воз-
действие влажности и электрической нагрузки. Ухудшение электриче-
54
ских свойств конденсаторов под воздействием повышенной влажности
особенно сильно проявляется при ее длительном воздействии.
Ряд технических документов на конденсаторы предусматривает их
эксплуатацию в условиях относительной влажности до 98 % при темпера-
туре до плюс 40 ° С. Однако следует иметь в виду, что при этом показа-
тели надежности будут значительно хуже, чем те, которые гарантируются
при максимальной положительной температуре.
Длительное время при повышенной влажности могут работать толь-
ко полностью герметизированные конденсаторы, например КБГ, КГК,
КГКБ.КСГ, СГМидр.
Для повышения надежности негерметизированные (в том числе и
уплотненные) конденсаторы следует эксплуатировать в герметизирован-
ных блоках аппаратуры или в блоках, покрытых влагозащитными ком-
паундами. Для того чтобы внутри герметизированных блоков при сниже-
нии окружающей температуры влажность не повышалась до опасных
значений, в них необходимо помещать влагопоглощающие вещества.
При эксплуатации конденсаторов в условиях пониженного атмосфер-
ного давления уменьшается напряжение разряда по поверхности конден-
саторов и ухудшается конвекционный теплоотвод, вследствие чего в от-
дельных случаях возникает необходимость снижения рабочих напряже-
ний и реактивной мощности но отношению к допустимым значениям.
Во избежание возникновения разряда при пониженном атмосферном
давлении необходимо, чтобы вблизи выводов конденсаторов, находя-
щихся под высоким напряжением, не было металлических частей и кре-
пежных деталей, а также следует избегать остроконечных наплывов при-
поя на выводах и крепежных деталей с острыми кромками.
При рассмотрении влияния различных факторов на надежность кон-
денсаторов следует обратить внимание на особенности электролитиче-
ских конденсаторов, для которых особенно опасны даже небольшие
кратковременные повышения напряжения. Вероятность пробоя сильно
повышается с возрастанием напряжения постоянного тока на 10 % но-
минального значения. Пробитое место может восстановиться, если энер-
гия пробоя невелика.
Для отбраковки конденсаторов с заведомо низкой электрической
прочностью, обусловленной грубыми случайными дефектами, заводы-
изготовители проверяют конденсаторы испытательным напряжением,
значительно превышающим номинальное. Конденсаторы должны выдер-
живать воздействие испытательного напряжения в течение короткого
времени (обычно 10 с) не пробиваясь.
Испытательным напряжением на заводах-изготовителях обьино про-
веряют все выпускаемые конденсаторы (испытание на электрическую
прочность), что позволяет отбраковывать образцы с особо грубыми де-
фектами, но, однако, не обеспечивает безотказности при последующей
эксплуатации конденсаторов, выдержавших это испытание. У конден-
саторов, истинное пробивное напряжение которых превышало испыта-
55
тельное на сравнительно небольшое значение, воздействие испытательно-
го напряжения может вызвать необратимое изменение в диэлектрике,
снижающее запас электрической прочности.
При повторном испытании на электрическую прочность такие кон-
денсаторы могут выйти из строя. Эксперименты показывают, что если
достаточно большую партию конденсаторов неоднократно испытывать
одним и тем же испытательным напряжением, то при последующих ис-
пытаниях всегда будет иметься некоторое число пробитых образцов.
Исходя из сказанного, число проверок конденсаторов на электриче-
скую прочность следует уменьшать, например, до двух: на заводе-изго-
товителе конденсаторов и при входном контроле на заводе-потребителе.
Однако при входном контроле рекомендуется проводить испытание
конденсаторов всех типов на кратковременную электрическую проч-
ность при испытательном напряжении не выше 1,15UH .
Допустимое отклонение емкости от номинальной не является харак-
теристикой, определяющей качество конденсатора, как. например, ста-
бильность параметров, надежность. При выборе конденсаторов с тем
или иным допуском следует учитывать только зависимость выходных
параметров устройства от возможного отклонения емкости.
Наиболее ненадежным элементом в устройствах СЦБ являются
электролитические конденсаторы. Опыт эксплуатации и анализ их свойств
показали, что срок службы конденсаторов зависит: от температуры
окружающей среды, рабочего напряжения, переменной составляющей,
частоты следования импульсов (заряд-разряд), нагрузки, на которую
разряжается конденсатор.
Особенно это относится к электролитическим конденсаторам ти-
пов КЭГ, К5О-3 и КЭ. Основная причина отказов, связанных с конденса-
торами, заключается в постепенном понижении емкости. По данным
анализа потеря емкости электролитическими конденсаторами давала в
разные годы от 0,5 до 1,5 % всех отказов устройств СЦБ.
Как правило, в схемах СЦБ, разработанных до 1970 г., при выборе
емкости конденсатора, выполняющего функцию элемента задержки,
не учитывался тот факт, что техническими условиями на наиболее массо-
вый конденсатор КЭГ предусмотрено допустимое отклонение емкости
после одного года эксплуатации на ±50 % номинальной. По данным
Уральского отделения ВНИИЖТа, у эксплуатируемых в нормальных
условиях электролитических конденсаторов в среднем (в год емкость
снижается на 7 %.
Во избежание уменьшения емкости электролитических конденсато-
ров ниже 50 % необходимо соблюдать периодичность проверки их емко-
сти не реже одного раза в 3 года. Конденсаторы, размещенные внутри
различных блоков, проверяют работники РТУ. Конденсаторы на стативах
или в релейных шкафах можно проверить непосредственно на месте их
установки, преимущественно без огпайки, так как нагрев при отпайке
легко может привести к выходу их из строя.
56
Для измерения емкости электролитических конденсаторов наиболее
широко применяется метод вольтметра-амперметра, основанный на из-
мерении емкостного сопротивления конденсатора.
При этом
С = 7/Г2ттЖ
где I - измеренный ток; /- частота; U- напряжение на конденсаторе.
Измерение емкости без выключения конденсатора из действующей
схемы проводится вольтметром и миллиамперметром переменным то-
ком напряжением 3,2 В без подачи смещения на конденсатор. Выбор та-
кого значения напряжения создает удобство для измерения, так как при
этом ток 1 мА соответствует емкости 1 мкФ. Кратковременное проте-
кание тока не оказывает вредного воздействия на конденсатор, а обмот-
ка реле, подключенного параллельно конденсатору, практически не вли-
яет на результаты измерения. Перед измерением емкости конденсатора
без выключения его из действующей схемы необходимо с помощью
вольтметра убедиться в отсутствии на нем напряжения. Если же напря-
жение имеется, то следует добиться снятия его с полюсов источника
питания (обычно плюса). Однополюсное отключение проводится одним
из следующих способов: изменяют положение схемы при помощи мани-
пуляций на пульте (схема направления поворачивается с отправления на
прием, открывается сигнал и т. д.) • выключают питание в релейной на ста-
тиве или в релейном шкафу снятием предохранителей; отпаивают один
монтажный провод от измеряемого конденсатора.
Все измерения, проводимые с однополюсным отключением питания,
делают в свободное от поездов время с соответствующим оформлением
результатов в Журнале осмотра.
Емкость конденсаторов в релейных блоках ЭЦ можно измерять на
стенде для проверки блоков без отпайки конденсаторов и без вскрытия
блока. Для этого на стенд помещают блок с конденсаторами и соответ-
ствующую настроечную колодку. По программе проверки ключи уста-
навливают в положения, как при снятии характеристик по- притяжению
и отпусканию якоря того реле, параллельно которому подключен изме-
ряемый конденсатор. Ключ ПП ставят в положение ” ~ ’ (перемен-
ный ток), а реостатом РП1 устанавливают напряжение 3,2 В. Ампермет-
ром измеряют ток, причем 1 мА соответствует 1 мкФ.
Аналогично, не вскрывая блоков, можно проверить конденсаторы
в ячейках ДЯ и в блоках РПБ КБ ЦШ. Исключение составляют конден-
саторы в блоке ПС, где последовательно с конденсатором включен диод,
и для проверки конденсатора надо вскрыть блок и зашунтировать
ДИОД.
Для измерения емкости электролитических конденсаторов за по-
следние годы предлагался целый ряд косвенных методов. На ряде дис-
57
танций распространение получил метод измерения постоянной времени
разряда конденсатора на сопротивление обмотки реле;
С = Г/(Я1п
U _
раб
V
отп
где С — емкость измеряемого конденсатора, Ф; t - измеренное время разряда, с,;
конденсатора, заряженного напряжением ^раб- от момента выключения питания
до момента отпадания якоря реле при напряжении ^oln; Л - активное сопротив-
ление обмотки реле, Ом.
Основной недостаток этого метода — недостаточная точность и необ-
ходимость применения электросекундомера.
При измерении емкости по методу вольтметра-амперметра, для того
чтобы ограничиться одним вольтметром, используется схема (рис. 12)
с калиброванным резистором R, равным 1 Ом. Значение тока в приве-
денной выше расчетной формуле определяют, измеряя падение напряже-
ния на известном сопротивлении:
i-ur/r.
где V - напряжение на резисторе R.
С учетом того что сопротивление равно 1 Ом, а напряжение на кон-
денсаторе устанавливается равным 3,2 В, измеренная емкость, мкФ,
С = UR /(2 • 50 3,2 • 1) = UR 103. В схеме использованы автотрансфор-
матор типа РНО на 220 В и трансформатор типа ПЭБ-0,16 с коэффици-
ентом трансформации 20 : 1.
Для измерения емкости конденсаторов в полевых условиях или без
отпайки конденсаторов необходим легкий переносной прибор. Схема
одного из вариантов такого прибора приведена на рис. 13. Измерение
проводится без подачи постоянного напряжения смещения, а широкий
диапазон измерений (от 100 до 5000 мкФ) обеспечивается благодаря
применению внешнего многопредельного вольтметра типа Ц4380 или
Ц56/1.
Чтобы уменьшить измерительный ток и снизить мощность трансфор-
матора Т (CT-ЗА), на конденсаторе с потенциометром R1 (5 Ом, 25 Вт)
устанавливают напряжение не 3,2 В, а 0,32 В. Отсчет емкости проводят
измерением напряжения на ограничивающем резисторе R2 (5,1 Ом,
10 Вт).
Рис. 12. Схема измерения
емкости электро лириче-
ских конденсаторов
58
Рис. 13. Принципиальная схема прибора для измерения емкости электро-
литических конденсаторов
Перед измерением выполняют ’’проверку”: вольтметром опреде-
ляют отсутствие постоянного напряжения на конденсаторе, затем на-
жимают кнопку Кн и проводят ’’калибровку”, т. е. установку потенцио-
метром напряжения 0,32 В на конденсаторе. Затем тумблер переключают
в положение ’’измерение” (и на схеме) и при нажатой кнопке отсчиты-
вают напряжение (емкость конденсатора). При операциях ’’калибровка’
и ’’измерение” переключатель рода тока — вольтметра установлен в поло-
жение при операции ’’проверка” — в положение И__.
Основными причинами, ведущими к ускоренному уменьшению ем-
кости конденсаторов, является завышенное напряжение контрольной
батареи на постах ЭЦ (более 30 В при наличии батареи из 14 аккумуля-
торов) и высокий уровень гармоник выпрямленного напряжения. При-
менение контрольной батареи из 14 аккумуляторов вместо 12 обычно
вызывается тем, что в схеме ЭЦ имеется несколько цепей, неправильно
рассчитанных или неправильно отрегулированных. При устранении таких
дефектов напряжение можно снизить. Появление высокого уровня гар-
моник чаще всего связано с отсутствием резисторов, включаемых после-
довательно с конденсатором. Следует иметь в виду, что использование
такого резистора уменьшает переменную составляющую на конденсаторе
примерно в 10—15 раз при емкости 1000 мкФ, в 5-8 раз при емкости
500 мкФ и в 2-3 раза при емкости 200 мкФ.
Кроме того, переменная составляющая может быть снижена умень-
шением сопротивления проводов между выпрямителем и аккумулятор-
ной батареей. Особенно велико значение переменной составляющей при
завышенном обратном токе выпрямителей или отсутствии аккумуля-
торов.
Амплитуда переменной составляющей не должна превышать посто-
янной составляющей, а в сумме с постоянной составляюшей не должна
быть более номинального напряжения конденсатора. Кроме того, амп-
литуда переменной составляющей не должна быть более определенного
процента от номинального напряжения конденсатора. При частоте пульса-
ции 50 Гц амплитуда гармоники не должна превышать 5 % номинального
59
Рис. 14. Зависимость относительной по-
тери емкости электролитических кон-
денсаторов от обратного напряжения и
длительности его воздействия
напряжения конденсатора. Если частота выше 50 Гц, допустимый про-
цент пульсации уменьшается обратно пропорционально частоте (2,5 %
для 100 Гц; 1,7 % для 150 Гц и т. д.).
Непосредственно напряжение гармонической составляющей можно
измерить ламповым вольтметром или авометром, имеющим трансфор-
маторный вход (Ц56/1, Ц4380). При использовании для этой цели аво-
метром ТТ-1, ТЛ-4, Ц20, Ц315, Ц435 необходимо включать последова-
тельно с прибором конденсатор емкостью 20 мкФ на напряжение не ни-
же 30 В. Так как все вольтметры переменного тока показывают дей-
ствующее значение напряжения, то для нахождения амплитуды основной
гармоники следует показание вольтметра умножить на уТ(погрешно-
стью такого расчета, вызванной наличием гармоник высшего порядка,
можно пренебречь).
Наряду с переменной составляющей отрицательно воздействует на
электролитический конденсатор обратное напряжение, которое приво-
дит к необратимому понижению емкости (рис. 14).
Наряду с понижением емкости у электролитических конденсаторов
типа КЭГ имеют место отдельные случаи нарушения контакта между
внешним выводом и обкладкой. Такие случаи, как правило, возникают
при установке конденсаторов в горизонтальном положении. Поэтому все
конденсаторы типа КЭГ и К-50 должны устанавливаться в вертикальном
положении выводами вверх.
15. РЕЗИСТОРЫ
Эксплуатационная надежность резисторов по сравнению с электро-
вакуумными и полупроводниковыми приборами, реле и другими эле-
ментами высока. Однако в связи с большим удельным весом резисто-
ров по сравнению с другими электрорадиоэлементами процент отказов
аппаратуры вследствие выхода из строя резисторов довольно высок —
примерно 15 %.
Отказы резисторов происходят из-за наличия дефектов в самих
резисторах, ошибок в проектировании и эксплуатации аппаратуры. При-
60
чинами отказов резисторов, не зависящими от их качества, могут быть;
использование их в завышенных по сравнению с допустимыми по техни-
ческой документации электрических и тепловых режимах, расположение
резисторов вблизи сильно нагревающихся элементов и приборов (мощ-
ные электровакуумные приборы, мощные резисторы и др ), электри-
ческие и тепловые перегрузки резисторов при выходе из строя смежных
комплектующих элементов (пробой в конденсаторах, замыкание элек-
тродов в электровакуумных приборах и др.) и кратковременные пере-
грузки при нестационарных переходных процессах, замыкание резисто-
ров на корпус при вибрационных и ударных нагрузках, неудобный мон-
таж, недостаточно квалифицированное обслуживание аппаратуры и т. п.
Отказы резисторов в аппаратуре можно классифицировать по харак-
теру (ваду) и причине неисправностей, которые связаны с конструкция-
ми и технологическими особенностями производства резисторов, вида-
ми и уровнями воздействия эксплуатационных факторов.
Ориентировочное распределение между различными видами отказов
по данным эксплуатации приведено в табл. 7.
Следует учесть, что удельный вес различных отказов резисторов мо-
жет изменяться в зависимости от конструктивных особенностей аппара-
туры и условий ее эксплуатации.
Резистор является несъемным элементом, и его параметры в процес-
се эксплуатации не проверяют. Поэтому отказы резисторов обнаружи-'
ваются лишь в том случае, когда электрическая схема, в которой они на-
ходятся, перестает выполнять свои функции. В зависимости от степени^
потери работоспособности отказы резисторов можно разделить на пол-
ные и условные. На долю полных отказов (обрыв, механические повреж-
дения, нарушение контакта) приходится 85—90 % всех отказов резисто-
ров. Кроме того, иногда наблюдаются короткое замыкание (например,
Таблица 7
Число отказавших резисторов, %
Причина отказа непроволочных проволочных
постоян- ных перемен- ных постоян- ных перемен- ных
Обрыв:
проводящего слоя провода 49 16 — —
в намотке
провода в контактном узле — — 67 40
провода на контактной — 23 —
дорожке — — — 33
Отклонение сопротивления от 27 9 2 2
допустимых пределов
Поломка выводов 17 — 7 10
Прочие механические повреждения 7 3 1 1
Нарушение контакта — 72 14
61
между выводами непроволочных постоянных резисторов по частично
или полностью обгоревшему эмалевому покрытию) и пробой изоляции
(между витками проволочных резисторов).
Примерно 10 % отказов составляет уход сопротивления за пределы
установленных допусков. Этот отказ является следствием различных
процессов старения в токопроводящих элементах, изоляционных мате-
риалах (основания, каркасы, защитные покрытия) и контактных узлах,
т. е. процессов, вызывающих необратимые изменения сопротивления.
Незначительный процент условных отказов резисторов в сфере экс-
плуатации аппаратуры связан с большим допуском на изменение пара-
метров изделий, принятыми разработчиками аппаратуры при расчете
схем.
Для тонкослойных резисторов (ВС, МЛТ, МТ и др.) при их экс-
плуатации в среде с повышенной влажностью характерным является
электромеханическое разрушение проводящего слоя, связанное с про-
цессами, которые сопровождают электролиз влаги, проникшей к резис-
тивному слою через дефекты защитного покрытия.
Электролитические процессы в керамических основаниях тонко-
слойных резисторов, содержащих окислы щелочных металлов, вызыва-
ют механическое разрушение проводящего слоя вследствие переноса
продуктов электролиза, снижения прочности подложки и окисления про-
водящего слоя выделяющимся при электролизе атомарным кислородом.
Эти резисторы отечественная промышленность выпускает на бесщелоч-
ной керамике.
Наиболее интенсивно происходит старение в местах локальных де-
фектов проводящего элемента (риски, царапины на керамическом осно-
вании и проводящем слое, сколы керамики, рваные края нарезки, тре-
щины, раковины и инородные включения в проводные намотки, следы
коррозии и протяжки и т. п.). В зависимости от размеров дефектов, их
числа и расположения могут иметь место достаточно высокие тепловые
перегрузки токопроводящего элемента и, как следствие, выгорание око-
лодефектного участка. Одной из основных причин обрыва высокоомных
проводов проволочных резисторов является их коррозионное разруше-
ние при эксплуатации резисторов во влажной среде. Дефекты изоляци-
онного покрытия проводов прецизионных проволочных резисторов с
многослойной намоткой могут приводить к коротким замыканиям вит-
ков. Это вызывает уменьшение сопротивления резисторов.
Специфическими неисправностями проволочных переменных рези-
сторов следует считать износ проводов (перетирание провода намотки
подвижным контактом, обусловленное его низкой стойкостью к истира-
нию и завышенным контактным нажатием).
К обрыву проводящего элемента также приводят электрические пе-
регрузки резисторов при нарушении режимов их использования.
Нарушение контакта между скользящим контактом и резистивным
элементом, являющееся характерным отказом переменных резисторов,
62
происходит в результате поломки контактной системы (например, гети-
наксового щеткодержателя резисторов СП), износа и обгорания контак-
тов при продолжительных регулировках и перегрузках резисторов, на-
личия на поверхности токосъемных элементов контактных пар непрово-
дящих пленок и частиц (окисная пленка, конденсированные или замерз-
шие частицы влаги, продукты истирания, инородные изоляционные час-
тицы и т. д.), ослабления контактной пружины. К этому отказу могут
также приводить дефекты сборки переменных резисторов, в частности
выход скользящего контакта за пределы контактной дорожки, выпада-
ние контактной щетки и др.
Механические повреждения резисторов связаны с низкой механиче-
ской прочностью выводов (наличие дефектов на проволочных выводах)
и мест сочленения вывода с контактной арматурой, некачественной
сборкой резисторов (заклинивание оси), механическими перенапряже-
ниями в резисторе, возникающими при нарушении режимов эксплуата-
ции и неправильном обслуживании аппаратуры (электрические пере-
грузки, регулировка при стопорении оси и др.).
Из-за отказов резисторов в аппаратуре могут иметь место разрыв
электрической цепи схемы, отклонение параметров электрической схе-
мы от допустимых, невозможность регулирования напряжения и силы
тока.
16- ПЛАВКИЕ ПРЕДОХРАНИТЕЛИ
Отказы, связанные с перегоранием и механическим повреждением
плавких предохранителей, составляют 1—2 % общего числа отказов в
устройствах СЦБ. Значительное число из них вызывается различными
причинами, связанными с работой схемы и приводящими к броскам то-
ка в цепи. Однако зачастую причиной отказа бывает и сам предохрани-
тель или его неправильное применение. Наиболее характерные причины
нарушения работы предохранителей в основном сводятся к следующим:
проектом заложен неправильный номинал предохранителя, а при вводе
устройств в эксплуатацию фактический ток в цепи при максимальной на-
грузке не проверялся; некачественно впаяна плавкая вставка предохра-
нителя (диаметр провода не соответствует номиналу, провод надрезан
при зачистке, холодная пайка); естественное старение и окисление плав-
кой вставки (особенно в незастекленном предохранителе); обрыв
плавкой вставки в предохранителе с контролем перегорания из-за непра-
вильной регулировки сигнальной пружины; излом соединительной пла-
стины контактного мостика двухштырной клеммы при низкой темпера-
туре из-за линейною сжатия; плохой контакт ножки фарфорового пре-
дохранителя в гнезде.
В табл. 8 дано распределение отказов по причинам.
Все устанавливаемые в устройствах СЦБ предохранители должны
соответствовать техническим условиям. Предохранители банановые на
63
Таблица 8
Причина отказа Предохранитель АВМ*
с контро- лем перего- рания без контро- ля перегора- ния
Несоответствие номиналу 13,35 12,52 4,31
Короткое замыкание 28,65 24,23 8,62
Тяговый ток 1,18 2,96 16,38
Дефект материала 8,00 5,79 6,90
Некачественная пайка 15,86 12,79 1,72
Ослабление крепления 5,84 13,19 12,93
Излом, разрушение 2,85 6,46 22,41
Гроза 9,04 12,92 12,93
Окисление 4,24 3,23 6,03
Некачественная регулировка 5,49 4,31 6,03
Прочие 5,49 1,6^ 1,72
Автоматический выключатель многократный.
цоколе с контролем перегорания (черт. № 20876.00.00) подбирают
в соответствии с табл. 9, предохранители банановые на клемме (черт.
№ 20871.00.00) — в соответствии с табл. 10.
Предохранитель на цоколе номиналом 0,3 А (черт. № 20872.00.00)
не имеет контроля перегорания. Предельный ток для него 0,45 А, ток
плавления 0,6—0,65 А, диаметр плавкой вставки 0,06 мм, активное со-
противление 7 Ом.
Плавкая вставка для предохранителей с контролем перегорания но-
миналом 0,5 и 1 А и плавкая вставка для предохранителей на клемме
номиналом 0,3 и 0,4 А изготовляются из константановой проволоки,
а для всех остальных номиналов используется голая красно-медная про-
волока марки МТ.
Таблица 9
Ток, А, Диаметр плавкой вставки» мм Активное сопротив- ление плавкой встав- ки, Ом
номинальный предельный плавления
0,5 0,75 1,0-1,3 0,70 6,55
1,0 1,5 2,0-2,3 0,14 1,85
2,0 3,0 4,0-4,6 0,11 0,085
3,0 4,5 6,0-6,9 0,14 0,524
5,0 7,5 10,0-11,5 0,20 0,0257
6,0 9,0 12,0-13,5 0,23 0,0195
10,0 15,0 20,0-23,0 0,31 0,0107
15,0 22,0 30,0-34,5 0,42 0,9981
64
Таблица 10
Ток, А, Диаметр плавкой вставки» мм Активное сопротив- ление плавкой встав- ки. Ом
номинальный предельный плавления
0,3 0,45 0,6-0,65 0,05 9,00
0,4 0,60 0,9-0,95 0,07 4,45
0,5 0,75 1,3-1,45 0,05 0,325
1,0 1,50 2,0-2,3 0,07 0,165
2,0 3,00 4,0-4,6 0,13 0,048
3,0 4,50 5,1-6,9 0,17 0,034
5,0 7,50 10,0-11,5 0,21 0,0216
6,0 9,90 10,2-11,8 0,24 0,0177
7,5 11,25 15,5-17,0 0,25 0,013
10,0 15,00 20,0-23,0 0,35 0,010
15,0 22,50 30,0-34,5 0,44 0,0064
20,0 30,00 40,0-46,0 0,51 0,0046
30,0 45,00 60,0-69,0 0,60 0,004
Иногда при отсутствии голой красно-медной проволоки для плав-
кой вставки используют медный обмоточный провод типа ПЭЛ. При
этом следует иметь в виду, что разница между наружным диаметром про-
вода с изоляцией и диаметром голого провода возрастает с увеличени-
ем наружного диаметра провода:
Диаметр голого
провода, мм Толщина эмалевой 0,05— 0,09 0,Io- О.20 0,21- 0,25 0,27- 0,29 0,31- 0,42 0,44— 0,51 0,55- 0,60
изоляции, мм 0,01 0,015 0,020 0,025 0,030 0,035 0,040
При использовании эмалированной проволоки в качестве плавкой
вставки эмаль лучше всего снимать муравьиной кислотой, паяльной
пастой, глицерином.
Для уменьшения числа отказов предохранителей и сокращения вре-
мени восстановления работы устройств СЦБ на дорогах организована
система технического обслуживания и ремонта предохранителей. Важное
место в этой системе отводится выполнению технологического процесса
обслуживания устройств сигнализации перегорания плавких вставок
предохранителей и планового текущего ремонта предохранителей. Рабо-
ты по ремонту предохранителей и регулировке сигнализации перегора-
ния сведены в технологические карты. В каждой карте указывается
наименование работы, периодичность выполнения данной работы, про-
фессия исполнителей и выполняемые пункты. Каждая работа делится на
необходимое число операций, позволяющих выполнить заданную работу
в полном объеме.
65
Технологический процесс содержит объем работ по ремонту предо-
хранителей, регулировке сигнальных контактов на цоколях предохрани-
телей и калибровке проволоки для плавких вставок, выполняемых ра-
ботниками ремонтно-технологических участков и электромеханиками,
обслуживающими устройства.
Технологией предусматривается контроль качества нового или отре-
монтированного предохранителя. Проверяется качество пайки, надеж-
ность контакта (по сопротивлению). В предохранителе, имеющем сиг-
нальное устройство, проверяются правильность регулировки и надеж-
ность его действия, соответствие маркировки проволоки номинальному
току, а также калибровка проволоки для плавких вставок.
Для этой цели рекомендуется применять специальный стенд, разра-
ботанный Люблинской дистанцией сигнализации и связи Московской до-
роги (рис. 15). Стенд состоит из трех панелей и вытяжной камеры с при-
нудительной вентиляцией для удаления гари и газов при пайке. Над стен-
дом расположен козырек с лампой дневного света Л2. На первой панели
стенда (слева) имеются регулятор напряжения Т2 типа ЛАТР-2, цоколь
испытываемого предохранителя КЗ, выводы Кл1 и Кл2 для подключе-
ния амперметра, розетка на напряжение 220 В, тумблеры Т62 и ТбЗ
для включения соответственно двигателя вытяжного устройства М и
регулятора напряжения 72.
Рис. 15. Схема стенда для испытания предохранителей
66
На второй панели стенда (справа) имеются индикатор И с нулем
в середине шкалы, доколи К1 и К2 для образцового и проверяемого
предохранителей, кнопки Грубо и Точно, переключатель чувствитель-
ности индикатора на три положения в зависимости от номинала прове-
ряемого предохранителя (положение 1 - 0,3-3 А, 2 - 3-10 А, 3 -
10-30 А); розетки на напряжения 36 и 220 В, тумблеры Тб] и Т64
для включения соответственно моста постоянного тока и лампы днев-
ного света Л2. На третьей панели стенда (посередине) находятся образ-
цовые предохранители всех номиналов (черт. № 20871, 20872 и 20876),
набор регулировочных инструментов, переносная подставка для паяль-
ника. Стенд имеет винт для подключения заземления.
Стенд дополняется приспособлением для проверки пружин сигналь-
ного устройства предохранителя и измерительными приборами — секун-
домерами, мегаомметром и амперметром.
Стенд имеет два основных участка: первый — для испытания предо-
хранителей и калибровки проволоки по току, а также для контроля пра-
вильности регулировки сигнального устройства предохранителя; вто-
рой — для контроля качества пайки предохранителя и соответствия
номинала проверяемого предохранителя образцовому. Первый участок
смонтирован на первой панели стенда, второй — на третьей.
Для испытаний предохранителя по току к выводам Кл1 и Кл2
следует подключить амперметр, вставить испытуемый предохранитель в
цоколь, включить тумблер ТбЗ. Трансформатор ТЗ использован ти-
па СЪЗ. При плавном увеличении напряжения ЛАТРом Т2 до перегора-
ния предохранителя определяется ток плавления по амперметру. По это-
му же амперметру устанавливается предельный ток предохранителя.
На цоколе КЗ проверяется правильность регулировки сигнального
устройства проверяемого предохранителя.
Каждый предохранитель, имеющий сигнальное устройство, прове-
ряется на правильность его регулировки, для чего в стенд вмонтирован
звонок, подключенный к сигнальным контактам цоколя. С помощью
приспособления проверяется характеристика пружины сигнального
устройства предохранителя. Если она удовлетворяет параметрам, даль-
нейшая проверка проводится на цоколе КЗ. Предохранитель без напаян-
ной плавкой вставки вставляется в цоколь. Если выход сигнального
стержня удовлетворяет нормам, стержень замыкает сигнальные контак-
ты цоколя и звонок звонит.
Предохранитель с напаянной плавкой вставкой вставляется в цо-
коль, если выход сигнального стержня удовлетворяет нормам, сигналь-
ные контакты не замыкаются и звонок не звонит.
Качество пайки проверяемого предохранителя контролируется с по-
мощью моста постоянного тока методом сравнения с образцовым. Пи-
тание моста постоянного тока поступает от трансформатора Т1 типа
СОБС-2А. Для включения образцового и проверяемого предохранителей
имеются два цоколя К1 и К2. Вставленные в цоколи предохранители
67
подключаются к схеме как плечи моста постоянного тока. В диагональ
моста включен индикатор И. Резисторы R1 (0,6 Ом) и R2 (0,6 Ом)
также служат плечами моста постоянного тока. Так как диапазон прове-
ряемых предохранителей по номинальному току очень широк, то имеет-
ся необходимость изменять чувствительность моста. Для этого в схеме
имеются переключатель чувствительности и резисторы R3 (15 Ом) и
R4 (5,1 Ом).
Предохранители номиналов от 0,3 до 3 А проверяются при вклю-
чении в цепь резистора R3 (переключатель в положении 1 — ’0,3 А —
3 А”). Предохранители на номинальный ток от 3 до 10 А проверяют-
ся при включении в цепь резистора R4 (переключатель в положении 2 -
”3 А — 10 А”). Предохранители на номинальный ток от 10 до 30 А
проверяются при подключении к мосту постоянного тока всего напря-
жения с выпрямителя VD1 — VD4 (Д242). Так как качество пайки
проверяемого предохранителя может быть различным, а также не ис-
ключена возможность напайки калиброванной проволоки не того номи-
нала, проверку следует начинать с нажатия кнопки Грубо. Если стрелка
индикатора не отклоняется, нажимают кнопку Точно. Ток, протекаю-
щий через проверяемый и образцовый предохранители, составляет не
более 20 % их номинала. Резистор R5 — 500 Ом.
Качественно изготовленным предохранителем считается тот, при
сравнении которого с образцовым отклонение стрелки индикатора не
превышает пяти малых делений. Большее отклонение стрелки индикато-
ра свидетельствует о наличии повышенного переходного сопротивления,
причинами чего могут быть плохой контакт в выводах, некачественная
пайка плавкой вставки или несоответствие ее диаметра номиналу пре-
дохранителя и г. п.
Поскольку чаще всего наблюдались случаи несрабатывания сигнали-
зации у предохранителей номиналом 5 А и выше, для напайки этих пре-
дохранителей можно применять вставку на 1 А из константановой про-
волоки с контролем перегорания и параллельно ей в том же предохрани-
теле медную плавкую вставку на номинал, соответствующий маркиров-
ке предохранителя. Так как сопротивление константановой вставки пре-
вышает сопротивление медной в 100 раз и более, то весь рабочий ток бу-
дет проходить через медную плавкую вставку, а после ее сгорания мгно-
венно сгорит константановая, что приведет к срабатыванию сигнализа-
ции. При этом ток плавления предохранителя с расщепленной плавкой
вставкой будет соответствовать нормативному значению.
На Прибалтийской дороге большинство постов ЭЦ оборудовано
устройствами оптического контроля перегорания предохранителей
(рис. 16). Здесь все контрольные лампы (коммутаторные напряжени-
ем 60 В) смонтированы на специальном щитке, установленном на одном
из статинов в релейном помещении. Конструкция ламподержателя не
допускает короткого замыкания при случайном повороте лампы.
68
Лампы получают питание от источников тока напряжением 24 В по-
стоянного или переменного тока и горят вполнакала. Потребляемая ими
мощность на посту МРЦ (самой крупной станции) не превышает 60 Вт.
Каждая лампа контролирует целость одного или двух предохранителей,
названия которых указаны под ней. При перегорании предохранителя
лампа гаснет.
Из общего числа предохранителей на посту ЭЦ в таком контроле
нуждаются не более 20—30, так как отыскание перегоревших стрелоч-
ных, сигнальных, лучевых и некоторых других предохранителей никаких
трудностей не представляет.
При использовании такой схемы следует иметь в виду, что в общий
провод, по которому подается одностороннее питание на все или группу
контрольных ламп, нельзя включать кнопку, рубильник, тумблер, так
как в случае перегорания одного из предохранителей при отключенном
общем проводе соответствующие цепи будут питаться по обходной цепи:
исправные предохранители — горящие лампы — общий провод — лампа
перегоревшего предохранителя — цепи нагрузки. По этой же причине
нельзя включать в общий провод гасящий резистор для уменьшения рас-
хода электроэнергии.
Недопустимым является и включение контрольных ламп параллель-
но предохранителю, так как в этом случае при перегорании предохрани-
теля создается цепь нагрузки, проходящая через лампу. Напряжение на
нагрузке при этом полностью зависит от ее сопротивления, а схема мо-
жет быть в неопределенном состоянии.
Большую пользу для быстрого отыскания перегоревшего предохра-
нителя оказывают специальные диагностические таблицы с указанием
внешних признаков, сопутствующих перегоранию предохранителя
(табл. 11). Таблица обычно составляется постепенно в свободное от по-
ездов время при поочередном изъятии отдельных предохранителей с
одновременным анализом схемы устройств. Диагностическая таблица
предохранителей представляет собой также ценное пособие при проведе-
нии занятий.
На некоторых дистанциях испытывались схемы с резервированием
отдельных предохранителей. Один из вариантов такой схемы приве-
ден на рис. 17. При перегорании основного предохранителя реле контро-
ля предохранителя КП отпускает якорь, цепи питаются через резерв-
ный предохранитель, а одним из контактов реле включается сигнализа-
ция о перегорании основного предохранителя. После замены основного
предохранителя реле КП возбуждается искусственно.
Для резервирования и контроля предохранителей (до 5 А при на-
пряжении 24 В) на дорогах нашли применение лампы накаливания. При
этом параллельно предохранителю устанавливаются лампы на номи-
нальное напряжение 50 В, мощностью 500 Вт (лампы ПЖ5О-5ОО, применяе-
мые в прожекторах электровозов). Сопротивление холодной нити та-
кой лампы 0,45 Ом, что приблизительно в 20 раз больше сопротивления
69
К нагрузке
Рис. 16. Схема контроля перегорания
предохранителей
К нагрузке
1 •' !
1 К нпг.пизке. i
Рис. 17. Схема автоматического резер-
вирования предохранителей
Л нагрузке
кп
// нагрузке
В схему
нити стандартного предохранителя 5 А; поэтому, когда нормальный ток
протекает через такую нить, влияние лампы незначительное. После пере-
горания предохранителя весь ток протекает через лампу, обеспечивая
работоспособность схемы. При токе нагрузки 2,5—3,0 А нить лампы сла-
бо накаливается и падение напряжения на ней составляет 2—3 В, что отри-
цательно влияет на работу схемы.
Таблица 11
Наименова- Номера ста- ние предохра- тива и пре- нителя до х рани- теля Номи- нальный ток, А Лист, схема Питаемое устройство Признаки перегорания
СПБ 72 ПрЗ 5 12-01 Седьмой ряд стати- нов После нажатия конеч- ной кнопки лампы во всех кнопках четной горловины горят ми- гающим светом
СПВГ 21 . Пр8 5 15-02 Маневро- вая вышка Загорается лампа передачи на местное управление и появляет- ся занятость сортиро- вочного парка
СХ . 43 (пульт) Пр' 10 21-07 Табло (пе- ременный ток) Гаснут лампа заня- тости путей секций и разрешающих огней выходных сигналов
70
17. СВЕТОФОРЫ
Рассматривая вопрос о светофорах с позиций надежности и необхо-
димой профилактики, следует остановиться на таких узлах, как железо-
бетонные мачты, фундаменты и светофорные лампы. Именно от таких
узлов, как показывает практика, зависит надежность работы свето-
форов.
В последние годы в целях экономии металлов светофоры с металли-
ческими мачтами на железобетонных фундаментах устанавливаются
ограниченно. Наибольшее же распространение имеют железобетонные
мачты в виде конических полых труб. Мачты изготавливают методом
центрифугирования из бетона марки 300 или 400 с использованием
стержневой ненапряженной арматуры гладкой или периодического про-
филя. Основная рабочая арматура расположена вдоль мачты и представ-
ляет собой восемь стержней, размещаемых равномерно по окружности.
Ввод и вывод кабелей, питающих светофор, осуществляются через
отверстия в стенках мачт, с приваркой к продольной аппаратуре отрез-
ков металлических труб диаметром 50 мм. Такое конструктивное реше-
ние, при котором может возникать электрическая связь между зазем-
ляемыми элементами оснастки и рабочей арматурой мачты, создает бла-
гоприятные условия для электрокоррозии.
Железобетонные или бетонные конструкции, имеющие те или иные
повреждения, делятся на негодные, требующие замены, и дефектные,
подлежащие ремонту или защите от коррозии. Подлежат замене: железо-
бетонные мачты и бетонные фундаменты светофоров, имеющие продоль-
ные или поперечные трещины в подземной части (в порядке исключения
на время, необходимое для проведения работ по замене конструкции,
может быть проведено усиление поврежденных мачт светофоров благо-
даря установке железобетонных или металлических приставок); железо-
бетонные опорные конструкции, у которых наблюдается разрушение бе-
тона свыше 30 % поперечного сечения.
Классификация дефектов всех железобетонных конструкций уст-
ройств СЦБ (не только относящихся к светофорам), причины, их вызы-
вающие, и меры, которые необходимо применять для обеспечения на-
дежной работы, с присвоенными индексами приведены в табл. 12. При
этом, принимая во внимание условия работы, а также особенности про-
ектов и технологии изготовления, все железобетонные конструкции под-
разделены на железобетонные мачты светофоров, бетонные фундаменты
металлических мачт светофоров, основания релейных шкафов, прочие
конструкции.
Состояние конструкций следует оценивать 1 раз в 3 года по резуль-
татам осмотров надземной и подземных частей, а на участках с электро-
тягой постоянного тока, кроме того, по значениям токов стекания с ар-
матурного каркаса фундаментной части. При необходимости используют
данные об агрессивности атмосферы и почвы.
71
Таблица 12
Дефект
Причина
повреждения
Меры по обеспечению
надежности
Продольные и попереч-
ные трещины в подземной
части фундамента или же-
лезобетонной мачты с по-
явлением на поверхности
бетона продуктов корро-
зии железа
Трещины и поврежде-
ния бетона и основания
релейных шкафов с появ-
лением на поверхности бе-
тона продуктов коррозии
железа
Продольные трещины
в железобетонных мачтах
в надземной части
Поперечные трещины
в железобетонных мачтах
в надземной части
Различного рода тре-
щины в прочих конструк-
циях
Повреждение бетона
во всех конструкциях в
виде сколов, выбоин, ра-
ковин, пористости и т. д.
Шершавая поверхность
с отслоением защитного
слоя вследствие коррозии
бетона у всех конструкций
в надземной части
Разрушение конструк-
ций с растрескиванием и
выкрашиванием бетона
На электрифицирован-
ных участках постоянно-
го тока — электрокорро-
зия, на остальных - поч-
венная коррозия
То же
Воздействие темпера-
туры и влаги окружаю-
щей среды
Меньшая мощность
мачты, чем это требует-
ся исходя из действую-
щих иа нее нагрузок,
или перегрузка мачты в
процессе транспортиров-
ки и установки
Недостатки проекти-
рования, воздействие
окружающей среды
Заводские дефекты
и механические повреж-
дения при транспорти-
ровке, установке и экс-
плуатации
Наличие агрессивных
компонентов в атмосфе-
ре
Недостаточная моро-
зостойкость бетона
Конструкции подлежат
замене
В случае разрушения бе-
тона более 30 % площади
поперечного сечения основа-
ние подлежит замене. При
меньшей степени поврежде-
ния проводится ремонт с
принятием мер по защите
от электрической или поч-
венной коррозии
При раскрытии трещин
более 0,3 мм их заделывают
полимерцементным раство-
ром или краской
При недостаточной мощ-
ности мачта подлежит заме-
не. При раскрытии трещин
более 0,3 мм их заделыва-
ют полимерцементным рас-
твором или краской
При раскрытии трещин
более 0,5 мм их заделывают
полимерцементным раство-
ром
Конструкции подлежат
ремонту с применением по-
лимерцементных красок,
теста или растворов в зави-
симости от размеров дефек-
тов
Конструкции подлежат
ремонту с принятием мер
по защите от атмосферной
коррозии
При разрушении бетона
свыше 30 % поперечного се-
чения конструкции подле-
жат замене
72
Осмотр надземной части конструкции проводят по всей высоте с
целью обнаружения трещин, определения их размеров и оценки опасно-
сти трещин для несущей способности конструкции, а также обнаружения
других видимых дефектов (отколов и повреждений защитного слоя бе-
тона, отслоений, раковин, ржавых пятен и т. д.). г
Подземную часть мачт и фундаментов осматривают в процессе отка-
пывания их до глубины 0,6—0,8 м поочередно с двух боковых сторон с
уплотнением грунта при засыпке. При этом необходимо временно за-
креплять мачты светофоров оттяжками или другими приспособлениями
на случай излома и падения разрушенного электрокоррозией светофора.
На участках с электротягой постоянного тока откапывать нужно все мач-
ты и фундаменты мачтовых светофоров, находящиеся в анодных и зна-
копеременных зонах и имеющие токи утечки выше допускаемых значе-
ний. В первую очередь откапывают конструкции, имеющие сопротивле-
ние цепи рельс - светофор менее 100 Ом и расположенные в анодных
зонах с наибольшим потенциалом.
Конструкции, находящиеся в катодных зонах и на участках с элек-
тротягой переменного тока, а также на неэлектрифицированных линиях,
откапывают выборочно для выяснения почвенной коррозии и арматуры
в местах с агрессивными грунтами после 10 лет эксплуатации.
Железобетонные конструкции устройств СЦБ в процессе эксплуата-
ции испытывают постоянные и переменные нагрузки, а также подверга-
ются воздействиям окружающей среды, что вызывает повреждения, сни-
жающие долговечность конструкций.
Повреждения в железобетонных конструкциях в период эксплуата-
ции возникают: вследствие недоучета отдельных факторов на стадии
проектирования; в процессе изготовления (нарушение технологии из-
готовления и монтажа, заводской брак, несвоевременное принятие мер
по защите от коррозии), под действием температуры и влаги окружаю-
щей среды (появление продольных и поперечных трещин), под действи-
ем агрессивной среды (изменение структуры и свойств бетона, приводя-
щее к снижению его прочности и преждевременному разрушению).
Арматура железобетонных конструкций в агрессивных почвах и
атмосфере может подвергаться почвенной и атмосферной коррозии.
В агрессивной и влажной среде (при относительной влажности воздуха
более 60 %) процесс коррозии арматуры конструкции ускоряется. Наи-
более опасными являются повреждения арматуры или анкерных бол-
тов в подземной части мачт и фундаментов светофоров вследствие
электрической коррозии. Явление электрической коррозии, как прави-
ло, возникает на участках электрифицированных железных дорог по-
стоянного тока в пределах анодных и знакопеременных зон потенциалов
рельсовой сети и является следствием утечки тока с поверхности метал-
ла в бетон при плотности тока свыше 0,6 мА/мм2.
Все металлические мачты светофоров, а также металлическая
оснастка железобетонных мачт должны иметь непосредственную
73
связь с рельсом. При этом токи, стекающие с рельсов, попадают
в арматуру железобетонной конструкции и далее с арматуры фун-
даментной части в грунт, поэтому арматура или анкерные болты
становятся анодом и разрушаются в результате электролиза.
Токи утечки зависят от разности потенциалов рельс — земля в точке
установки конструкции и сопротивления цепи заземления рельс - осна-
стка светофора — железобетонная конструкция — земля — рельс. До-
пустимый ток утечки в среднем не должен превышать 2,5 мА для бетон-
ных фундаментов светофоров и 10 мА для железобетонных мачт свето-
форов и стоек релейных шкафов. Электрическая связь между заземляю-
щими деталями и арматурой может образоваться в местах: касания
различного рода хомутов с металлическими втулками, образующими
отверстия в железобетонных мачтах; ввода и вывода кабелей светофора.
Сопротивления цепи заземления редко превышают 100 Ом и опре-
деляются главным образом сопротивлением фундаментной части кон-
струкции. Сопротивление цепи рельс — светофор формируется главным
образом за счет подземной части. Аналогичные явления наблюдаются и
на светофорах с металлическими мачтами, у которых заземляющий про-
водник присоединен непосредственно к анкерным болтам.
Арматура железобетонных мачт и анкерные болты железобетонных
фундаментов светофоров при глухом заземлении на рельсы постоянно
имеют потенциал цепи рельс — земля и могут подвергаться коррозион-
ному разрушению токами утечки, которые в ряде случаев превышают
допустимое значение. Следствием этого явились повреждения значитель-
ного числа светофоров, а в отдельных случаях полное разрушение кон-
струкций в подземной части.
Обследования железобетонных мачт и фундаментов светофоров, на-
ходящихся в эксплуатации, показали, что характерным признаком,
определяющим электрокорроэию арматуры или анкерных болтов, явля-
ются продольные трещины в подземной части конструкции. По мере раз-
вития процессов электрокоррозии трещины вдоль арматурных стерж-
ней или вдоль анкерных болтов, как правило, выходят на поверхность
конструкции. При этом в подземной части к этому времени коррозион-
ные повреждения арматуры достигают размеров, при которых общая не-
сущая способность конструкции становится меньше нормативной.
Наряду с повреждениями арматуры наблюдается разрушение и слоя
бетона, примыкающего к арматуре или анкерным болтам. Такие повреж-
дения бетона и арматуры приводят к внезапным разрушениям всей кон-
струкции.
Имеют место случаи, когда железобетонная мачта светофора повреж-
дается в подземной части продольными трещинами, образующимися в
результате электрокоррозии продольной рабочей арматуры. Указанные
трещины располагаются по всей окружности мачты вдоль стержней арма-
туры и выходят на поверхность на 15-20 см. Выход трещин на поверх-
74
ность свидетельствует о значительных коррозионных повреждениях
арматуры в подземной части. После откапывания мачты обнаруживает-
ся, что на глубине 0,5 м ширина трещин достигает 4—5 мм, а бетон легко
откалывается. Светофор при этом эксплуатировался при глухом зазем-
лении на рельс, и при проходе поездов токи утечки арматуры достига-
ли 100 мА, т. е. превышали допустимые в 10 раз. Это явилось причиной
преждевременного разрушения мачты светофора, так как несущая спо-
собность при таких повреждениях оказалась меньше нормативной.
Характерным видом повреждения железобетонных фундаментов под
металлические мачты светофоров в процессе электрокоррозии анкерных
болтов является случай распирающего действия продуктов коррозии и
развитие продольной трещины вдоль анкерного болта. Часто распираю-
щее действие продуктов коррозии приводит к образованию поперечных
трещин в фундаменте на глубине 0,5—0,6 м, в месте загиба анкерных
болтов. Этому способствует то обстоятельство, что часть фундамента мо,-
жет находиться над землей в сухом состоянии, и поэтому в нижней части
анкерных болтов увеличивается плотность стекающего тока.
Под воздействием механических нагрузок от головок светофора и
в части изгибающего момента при наличии поперечных трещин в плоско-
сти загиба анкерных болтов, как правило, происходит излом фундамен-
та, о чем свидетельствуют случаи падения светофоров на отдельных до-
рогах. Таким образом, повреждения конструкций электрокоррозией
являются наиболее опасными, так как развитие их начинается и проте-
кает в подземной части, что затрудняет их обнаружение.
Наряду с электрокоррозионными повреждениями в ряде районов
страны можно наблюдать разрушение бетона фундаментов карликовых
светофоров, а также других железобетонных конструкций. Основной
причиной подобного рода разрушения является попеременное заморажи-
вание и оттаивание воды, проникающей в поры бетона, что является
следствием некачественного изготовления и низких марок бетона. Эти
разрушения наблюдаются, как правило, в надземной части и поэтому
при их чрезмерном развитии могут быть устранены своевременной за-
меной конструкции.
В процессе эксплуатации в центрифугированных железобетонных
мачтах могут появляться специфические дефекты, продольные трещины
в надземной части, направленные вдоль образующих конуса мачты. При-
чиной образования продольных трещин могут являться воздействие на
конструкцию мачты и бетон температурно-влажностных факторов
окружающей среды, а также недостатки технологии изготовления.
В общем случае продольные трещины, расположенные в средней части
мачты и не выходящие на концевые участки, не оказывают существен-
ного влияния на несущую способность конструкции и могут только спо-
собствовать коррозии арматуры. Наличие же значительного числа хому-
тов, стягивающих мачты на различных уровнях, в определенной степени
обеспечивает прочность конструкций, имеющих продольные трещины.
75
Кроме указанных повреждений, появляющихся в процессе эксплуа-
тации, в железобетонных мачтах и фундаментах наблюдаются дефекты,
образовавшиеся во время транспортировки и монтажа (поперечные тре-
щины, сколы бетона и т. д.), которые не получают дальнейшего раз-
вития и соответственно не могут оказать влияние на долговечность кон-
струкции.
Все повреждения и дефекты, встречающиеся в эксплуатируемых же-
лезобетонных конструкциях, можно разбить на три основные группы:
повреждения подземной части мачт светофоров и фундаментов, имею-
щих непосредственную электрическую связь с рельсами, вследствие
электрокоррозии (продольные трещины, расположенные вдоль арма-
турных стержней или анкерных болтов, следы ржавчины на поверхности
бетона и отколы фундаментов); продольные и поперечные трещины,
а также повреждения защитного слоя бетона (выбоины, раковины, от-
колы и т. д.) в надземной части; разрушения бетона в надземной части
вследствие недостаточной его морозостойкости.
Железобетонные конструкции, имеющие те или иные повреждения,
делятся на негодные, требующие замены, и дефектные, подлежащие ре-
монту или защите от коррозии.
Замене подлежат: железобетонные фундаменты и мачты светофоров,
имеющие продольные или поперечные трещины в подземной части (в по-
рядке исключения на время, необходимое для проведения работ по заме-
не конструкции, поврежденных мачт светофоров, можно усилить, уста-
навливая железобетонные или металлические приставки); железобетон-
ные конструкции, у которых наблюдается разрушение бетона свы-
ше 30 % поперечного сечения.
Один раз в три года оценивают состояние конструкций по результа-
там осмотров надземной и подземной частей, а на участках с электротя-
гой постоянного тока — и по данным о токах стекания с арматурного
каркаса фундаментной части. При необходимости используют данные об
агрессивности атмосферы и почвы.
Основное число отказов светофоров приходится на светофорные
лампы и нарушение контакта ламподержателя. Определенное число отка-
зов составляют разрушения оснований и мачт светофоров из-за воздей-
ствия коррозии.
В табл. 13 дано процентное распределение отказов светофоров по
элементам и причинам.
В устройствах железнодорожной сигнализации применяют лампы
ЖС 12-15, ЖС 12-35, ЖС 12-15+15 и ЖС 12-25+25 в линзовых светофо-
рах и ЖС 10-10, ЖС 10-5, ЖС 10-10-1, ЖС 10-5-1, ЖС 10-10-2, ЖС 10-5-2
в прожекторных. Лампы ЖС 10-10-2 и ЖС 10-5-2 имеют фокусирующий
секторный цоколь, а ЖС 12-15+15 и ЖС 12-25+25 — фокусирующий
фланцевый, остальные модификации ламп прожекторных светофоров,
а также лампы линзовых светофоров имеют фокусирующий штырько-
вый цоколь. В обозначениях типа ламп буквы ЖС указывают на принад-
лежность ламп к железнодорожным светофорам: числа, следующие за
буквами — номинальное напряжение в вольтах, далее — номинальную
76
Таблица 13
Причина отказа светофоров Число отказов, %, светофоров
мачто- вых карли- ковых мачто- вых карли- ковых
Перегорание ламп: Линзовые Прожекторные
всего 47,05 48,31 78,1 62,5
заводской дефект 25,23 23,03 34,76 37,5
завышенное напряжение 9,5 12,92 9,52 12,5
Нарушение контакта в ламподер- жателе 27,95 23,59 12,38 37,5
Падение светофоров 0,5 — 0,48 —
Неисправность монтажа 6,9 3,93 5,24 —
Прочее 8,5 5,62 1,9 —
мощность или номинальные мощности основной и резервной нитей нака-
ла в ваттах. Лампы модификаций ЖС 10-5-1 и ЖС 10-10-1 отличаются от
базовой модели ламп ЖС 10-5 и ЖС 1010 формой колбы и в условиях
эксплуатации взаимозаменяемы.
Выводы ламп должны быть прочно припаяны или приварены к кон-
тактам цоколя и не должны препятствовать вставлению ламп в патрон;
крепление колбы к цоколю, а также корпуса цоколя к внутреннему ста-
кану или фокусирующему фланцу цоколя должно быть прочным. Недо-
пустимо отделение цоколя от баллона, корпуса цоколя от внутреннего
стакана; лампы должны выдерживать без отказов включение в тече-
ние 10 с на напряжение, равное 115 % номинального; сопротивление
ламп в холодном состоянии должно быть постоянным: для ЖС 12-15 —
0,4-0,2 Ом; ЖС 12-25 - 0,25-1,5 Ом.
На цоколе или колбе лампы должен быть оттиск с обозначениями
товарного знака предприятия-изготовителя, номинальных напряжений
в вольтах и мощности в ваттах, дата выпуска (квартал и год). Марки-
ровка должна иметь отчетливое, нестирающееся и несмываемое изобра-
жение и не вызывать коррозии цоколя.
На ящике с упакованными лампами должна быть наклеена этикет-
ка, содержащая товарный знак предприятия-изготовителя, наименова-
ние и обозначение ламп, номинальные напряжения в вольтах и мощ-
ность в ваттах, ГОСТ (ТУ), тип цоколя, число ламп и дату изготовления,
клеймо отдела технического контроля.
При одной и той же температуре накала полная и полезная продол-
жительность горения зависит от скорости испарения нити накала, актив-
ности вредных газов, однородности диаметра вольфрамовой проволоки
и постоянства шага спирали. Скорость испарения нити, в свою очередь,
зависит от кристаллической структуры вольфрама, конструкции нити
накала, состава и давления наполняющего газа.
77
Скорость испарения вольфрама сильно возрастает с повышением его
температуры. Если бы нить накала имела по всей длине совершенно рав-
номерную внутреннюю структуру и одинаковые размеры, то темпера-
тура его на всем протяжении распределялась бы одинаково. Вещество
нити накала в течение срока службы испарялось бы со всех участков
тоже одинаково: поперечное сечение проволоки по всей длине равномер-
но бы уменьшалось, электрическое сопротивление проволоки возраста-
ло, а потребляемая мощность и температура нити накала понижались.
Теоретически такая лампа должна была бы постепенно прекратить све-
титься, а ее полная продолжительность горения должна быть бесконечно
большой.
Однако на практике таких идеальных условий не бывает. Различные
участки нити.накала имеют неодинаковую рабочую температуру; конце-
вые охлаждаются массивными электродами, а по мере удаления от них
температура спирали повышается и достигает некоторого наивысшего
значения в центральной части спирали.
У газонаполненных ламп постоянство температуры нити накала по
длине сильно зависит от однородности шага спирали: участки со сбли-
женными витками имеют более высокую температуру, чем участки
с растянутыми витками. Продолжительность горения определяется из-
носом спирали в наиболее дефектном участке. Самые незначительные
дефекты служат причиной возникновения участков, имеющих темпера-
туру более высокую, чем у остальной нити.
Момент перегорания чаще всего совпадает с моментом включения
лампы, когда пусковой ток через спираль значительно превышает рабо-
чий. В момент перегорания сопротивление и тепловыделение на стыках
разрушенного участка нити накала сильно возрастают. В месте разрыва
возникает дуговой разряд, который приводит к расплавлению концов
перегоревшей спирали. На концах спирали под действием поверхност-
ного натяжения образуются маленькие вольфрамовые шарики, иногда
заметные невооруженным глазом. По таким оплавленным концам мож-
но отличить перегорание спирали от ее механического разрыва.
Согласно Инструкции по техническому обслуживанию устройств
СЦБ (ЦШ/4616) работники РТУ дистанции сигнализации и связи долж-
ны проверить каждую светофорную пампу полученной партии перед
установкой в эксплуатацию.
Каждую лампу подвергают обжигу в течение 1 ч номинальным на-
пряжением переменного тока промышленной частоты 50 Гц; двух-
спиральную лампу обжигают по основной спирали. Резервную спираль
проверяют на зажигание.
Для обнаружения недостатков сборки, влияющих на нормальную
работу ламп, перед обжигом проверяют внешний вид каждой лампы.
При этом обращают внимание на следующие условия: нить накала не
должна быть растянутой и иметь короткозамкнутых или смятых витков
и коробления, приводящего к межвитковым замыканиям; нить накала
78
должна быть прочно зажата в выводах и обеспечивать надежный электри-
ческий контакт; стекло колбы лампы не должно иметь дефектов, пре-
пятствующих эксплуатации ее в линзовых комплектах; внутри лампы
и трубки ножки допускаются свободно перемещающиеся частицы (изо-
ляционное стекло), не способные повредить внутренние детали лампы и
вызвать короткое замыкание; выводы электродов не должны соприка-
саться друг с другом (короткое замыкание), также не должно быть
выводов, образованных в результате холодной скрутки; на внутренних
поверхностях лампы не должно быть налета от распыленных окислов
вольфрама; купол колбы не должен быть деформирован во время огне-
вой обработки маркировки; припайка бокового вывода к цоколю долж-
на быть прочной и не препятствовать вставлению ламп в патрон; отвер-
стие верхнего контакта должно быть полностью закрыто припоем:
изоляционная масса цоколей не должна иметь трещин и отколов, влияю-
щих на ее механическую прочность; штифты цоколей не должны быть
деформированы.
В полученной партии допускается отбраковка 5 % ламп линзовых
светофоров; 10 % для прожекторных ламп по продолжительности горе-
ния (перегорание при испытании в РТУ плюс в процессе эксплуатации).
Результаты проверки ламп фиксируют в РТУ (число проверенных из
них годных и дефектных, характер дефектности, присвоенный номер
годных ламп и т. д.). Присвоенный Каждой лампе номер наносят на цо-
коле. О каждом случае перегорания ламп ранее установленного срока
обслуживающий персонал должен сообщить в РТУ с указанием номера
лампы.
Лампы линзовых светофоров для замены следует доставлять на
объекты эксплуатации в индивидуальных картонных заводских трубках,
а лампы прожекторных светофоров — в картонных коробках с ячейка-
ми. Полученные с завода лампы хранят в закрытых, сухих, проветривае-
мых помещениях. В воздухе должны отсутствовать кислотные, палоч-
ные и другие агрессивные примеси, вредно влияющие на параметры
ламп.
Анализ статистической информации о работоспособности светофор-
ных ламп показывает, что отказы светофорных ламп составляют от 2
До 4 % всех отказов устройств СЦБ. Интенсивность отказов по данным
отдельных дорог колеблется в пределах от 5 3 до 10"3 1/год, т. е.
hi 1000 находившихся в эксплуатации в течение года 5—10 ламп не
выдержали установленного срока службы.
Наряду с преждевременным перегоранием светофорных ламп в
эксплуатации имеет место потеря контакта из-за растрескивания латун-
ных ламподержателей линзовых комплектов.
На срок службы лампы большое влияние оказывает питающее на-
пряжение. Увеличение напряжения на 10 % номинального сокращает
-док службы ламп примерно на 70 %, а при напряжении менее номиналь-
ного на 5 % срок службы возрастает более чем в 2 раза. Следовательно,
79
высокая надежность светофорных ламп может быть достигнута в случае
незавышения питающего напряжения или его стабилизации. Для этого
необходимо при регулировке напряжения учитывать колебания напря-
жения питающей сети, перезаряд и недозаряд аккумуляторов при регу-
лировке напряжений в аварийном режиме и другие факторы повышения
напряжения.
Двухспиральные светофорные лампы ЖЛС 12-15+15 и ЖЛС 12-25+25
имеют фланцевый цоколь и две нити накала — основную, рассчитанную
на 2000 ч горения, и резервную, имеющую продолжительность горе-
ния 300 ч. Основная спираль, находящаяся в фокусе, расположена на
геометрической оси колбы, резервная находится сбоку от нее. Рабочее
положение двухспиральных ламп горизонтальное, с фиксирующей выем-
кой цоколя вниз.
18. КАБЕЛЬНЫЕ ЛИНИИ
Надежная работа устройств железнодорожной автоматики, телеме-
ханики и связи в большой степени зависит от качества и состояния ка-
бельных линий. Обработка статистической информации показывает, что
среднесетевое число отказов на 100 км кабеля в год (независимо от чис-
ла жил) составляет 0,93. На отдельных дорогах этот показатель превы-
шает среднесетевое значение в 1,5—3 раза. Это свидетельствует о не-
своевременности выявления неисправных кабелей.
Анализ неисправностей кабельных линий показывает, что отказы
из-за повреждения кабеля при проведении работ другими организация-
ми составляют 28 %, понижения сопротивления изоляции — 33 %, дефек-
тов кабеля — 7 %, нарушения сроков проверки — 7 %, некачественного
соединения в муфтах — 10 %, повреждения грозой и транспортом — 5 %,
повреждения тяговыми и блуждающим токами — 2 % и по другим причи-
нам — 8 %. При этом виновными в повреждении кабеля обычно бывают
строительные организации Министерства транспортного строитель-
ства — 29,8 %, организации других ведомств и посторонние лица —
30,8 %, дистанции пути — 20,2 %, дистанции сигнализации и связи и дис-
танции электроснабжения — 3,1 %.
Из рис. 18 видно, что резкое нарастание отказов кабельных линий
наблюдается в марте и апреле и является следствием оттаивания грунта
и снега и проникновения влаги в кабель через микротрещины в оболоч-
ке, а также плохо герметизированные кабельные муфты; расширения
фронта земляных работ в районах кабельных трасс.
Повреждения кабеля происходят из-за стихийных бедствий, попада-
ния тягового тока и тока молнии, падения предметов с поезда и др.
Определенное число отказов кабеля происходит из-за действия механиче-
ских нагрузок, климатических, биологических и электрических воздей-
ствий, старения, из-за некачественного изготовления на заводе. Основ-
80
Рис. 18. Распределение отказов кабеля по месяцам
ними механическими воздействиями на подземные кабели являются:
изгибы, растяжения, вибрация и истирание.
Во время прокладки и монтажа кабель минимум дважды подвер-
гают изгибу: один раз при прокладке, когда кабель проходит через кас-
сету кабелеукладчика, другой — во время монтажа при выкладке кон-
цов кабеля по форме котлована. При прокладке принимают меры, обес-
печивающие свободную размотку кабеля без заметных натяжений. Одна-
ко могут возникнуть вынужденные остановки или неравномерное дви-
жение кабелеукладчика, вследствие чего кабель подвергается растяги-
вающему усилию. Такое же воздействие испытывает подземный кабель
при изменении температуры почвы.
Попеременные расширение (удлинение) и сжатие (укорочение) ка-
беля под влиянием температуры приводят к его продольным перемеще-
ниям и истиранию верхней защитной оболочки о грунт или края труб
канализации.
На кабель, проложенный под дорогами с интенсивным транспорт-
ным движением, механическое воздействие могут оказывать прогибы
грунта, вызывающие его продольное перемещение. Такому воздейст-
вию подвергаются и кабели, проложенные в телефонной канализации.
При этом наиболее распространенными повреждениями -являются пере-
мещение кабельных муфт, наплывы (’’разбухание”) оболочки в направ-
лении перемещения, смятие оболочки непосредственно в месте припай-
81
ки муфты к оболочке. Кабель, проложенный непосредственно в земле,
перемещается не только сам, но и проводники внутри него, в муфтах
сдвигаются жилы, с них сползают изолирующие гильзы.
На кабель воздействует также сила тяжести, создаваемая массой
проходящего транспорта и передаваемая через грунт. Повторные воз-
действия силы тяжести транспорта на кабель приводят к перемещениям
кабеля. Обычно наибольшие перемещения наблюдаются в более слабых
грунтах, например болотистых.
Еще одним видом механических нагрузок являются удары и вибра-
ция. Эти нагрузки возникают при транспортировке кабеля, погрузке и
выгрузке. Вибрации может подвергаться и кабель, находящийся в экс-
плуатации, проложенный под или вдоль дороги с интенсивным движе-
нием. Удары и вибрация приводят к повреждениям кабельной оболочки,
а в некоторых случаях — к изменению электрических характеристик
кабеля.
Вредное климатическое влияние может оказывать на подземные
кабели окружающая среда, в основном при изменении температуры и
влажности и воздействии содержащихся в грунте различных примесей.
Например, при охлаждении мест спая кабельных жил, экранов и оболо-
чек кабеля в них возникают растягивающие усилия. Припой, как пра-
вило, плохо выдерживает растяжение. Если конструкция сростка выпол-
нена так, что при последующих периодических нагревах и охлаждениях
возникают растягивающие усилия, превышающие прочность крепления
припоя, то возникают повреждения. При низкой температуре существен-
но изменяются свойства многих изоляционйых материалов. Пластмассы
теряют ударную вязкость и прочность на растяжение. У бронированных
кабелей растрескивается или разрывается защитный джутовый покров,
пропитанный битумом, что уменьшает надежность покрытия. Кроме то-
го, с понижением температуры повышается относительная влажность
внутри кабеля.
Изменение температуры всегда приводит к изменению электриче-
ских характеристик кабеля. С повышением температуры снижается со-
противление изоляции жил кабеля постоянному току, увеличивается
сопротивление жил и затухание кабельных цепей, изменяются и другие
характеристики.
Подземные кабели пребывают в различных условиях влажности.
Даже кабели, проложенные в сухой местности, весной и осенью могут
находиться во влажном грунте. Влага способствует разрушению защит-
ных оболочек кабеля. При наличии в металлической оболочке малей-
ших трещин, даже несквозных, вода заполняет их. В зимнее время вода
замерзает и, расширяясь, увеличивает трещины, что приводит к раз-
рушению оболочки. При пластмассовых оболочках влага может про-
никнуть внутрь кабеля вследствие диффузии.
Биологическое воздействие на кабели оказывают грызуны, грибко-
вые образования (плесени) и насекомые. Наиболее подвержены повреж-
82
дениям от грызунов кабели в свинцовой, пластмассовой и поливинил-
хлоридной оболочках. Бронированные кабели в свинцовой оболочке
благодаря защите стальными лентами не повреждаются грызунами. Наи-
эольшие повреждения от плесени имеют верхние джутовые покровы
бронированных кабелей. В результате разрушения джутового покрова
стальная броня кабеля подвергается интенсивному разрушению от кор-
розии, и защитный покров кабеля теряет надежность.
Электрические воздействия проявляются в виде пробоя или электро-
коррозии, а также в виде мешающего влияния, которое может частично
или полностью выводить кабельные цепи из строя. Источниками элек-
трического воздействия являются грозовые разряды, установки сильно-
го тока и мощные радиостанции.
Старение кабеля — это постепенное необратимое изменение электри-
ческих и механических характеристик кабеля с течением времени. При
этом повреждению прежде всего подвергаются защитные оболочки.
У поливинилхлоридных оболочек снижаются морозостойкость и изоля-
ционные свойства. Пластификаторы, входящие в материал оболочки,
под влиянием тепла постепенно улетучиваются из пластиката или, окис-
ляясь, ухудшают свои свойства. Процесс старения ускоряется под влия-
нием химических сред, высокой температуры и напряженности электри-
ческого поля, а также внешних механических воздействий.
Некоторые отказы кабеля являются следствием его некачественно-
го изготовления на заводе, что может приводить к обрыву жил, корот-
кому замыканию между жилами, понижению сопротивления изоляции
и др. Загрязнение медной токопроводящей жилы, наличие на ней окали-
ны или масла не изменяют сопротивления шлейфа, но через некоторое
время могут привести к разрушению токопроводящей жилы или нару-
шению изоляции. В результате нарушения технологического процесса
при наложении оболочки возможны случаи попадания влаги под изоля-
цию или броню. Это может не отразиться на электрических характеристи-
ках при контрольной проверке кабеля, однако с течением времени мо-
жет вызвать резкое ухудшение электрических характеристик кабеля.
Имеется ряд документов, регламентирующих требования по содер-
жанию линий связи. Основным из них являются Правила охраны линий
связи. Большое место в этих документах отведено вопросам обеспече-
ния сохранности кабельных линий, определен порядок производства
работ в пределах охранных зон и просек на трассах кабельных линий.
В пределах охранных зон без письменного согласия организаций,
в ведении которых находятся кабельные линии, запрещаются: строитель-
ные, монтажные и взрывные работы, земляные работы на глубине бо-
лее 0,3 м, а также планировка грунта при помощи техники; геолого-
съемочные, поисковые, геодезические и другие изыскательские работы,
связанные с устройством скважин, шурфов и взятием проб грунта; по-
садка деревьев, расположение полевых станов, содержание скота, скла-
дирование материалов, кормов и удобрений, разведение костров и
83
устройство стрельбищ; снос и реконструкция зданий, мостов, пере-
устройство коллекторов, тоннелей метрополитенов и железных дорог,
где проложены кабели связи, кабельные ящики и распределительные
коробки, без предварительного выноса застройщиками сооружений и
устройств связи по согласованию с организациями, в ведении которых
находятся зти сооружения и устройства; открывание дверей и люков
необслуживаемых усилительных пунктов, кабельных колодцев телефон-
ной канализации, распределительных шкафов и кабельных ящиков.
Условия производства работ в* пределах охранных зон определяют
порядок выполнения работ в этих зонах. В пределах охранных зон ор-
ганизации и отдельные граждане, производящие работы, обязаны иметь
письменное согласие организации, в ведении которой находятся кабель-
ные линии. Без предварительного согласования с владельцами кабель-
ных пиний в охранных зонах возможны только безотлагательные ре-
монтно-восстановительные работы (в аварийных случаях). Однако
при этом должны выполняться следующие требования:
одновременно с направлением рабочих на место аварии независимо
от времени суток следует передать телефонограмму предприятиям,
имеющим смежные с местом аварии подземные кабельные линии, о не-
обходимости явки их представителей;
на месте работ должен находиться представитель, ответственный за
выполнение работ для инструктажа рабочих;
до прибытия к месту аварии представителя владельца кабеля земля-
ные работы в охранной зоне должны вестись ручным способом, при об-
наружении кабеля должна быть обеспечена его сохранность. Явившийся
на место аварии представитель обязан указать расположение кабельной
линии и меры по обеспечению ее сохранности.
При необходимости устройства временных проездов для движения
строительных механизмов и транспорта непосредственно по трассам
подземных кабельных линий по согласованию с их владельцами строя-
щая организация проводит защиту кабельных сооружений от механиче-
ских повреждений, например укладкой деревянных настилов, бетонных
плит, подсыпкой щебня, гравия и др.
Работы в охранных зонах кабельных линий должны выполняться
с соблюдением действующих строительных норм и правил. Выемка грун-
та в непосредственной близости от подземных кабельных линий допус-
кается только лопатами. Пользоваться ломами, кирками, клиньями и
пневматическими инструментами запрещается. Земляные работы в ме-
стах пересечения с действующими кабельными линиями должны произ-
водиться в минимально короткие сроки.
При рытье траншей и котлованов, затрагивающих кабельные линии,
строительная организация защищает последние от повреждений. Для
этого кабели, проложенные непосредственно в грунте, заключают в
сплошной деревянный короб, который при необходимости прочно под-
вешивают к балкам или бревнам, проложенным поперек траншеи (кон-
84
цы короба должны выходить за края траншеи не менее чем на 0,5 м).
Короб подвешивают на хомутах из проволоки.
Кабели, проложенные в трубах или блоках, сначала раскапывают до
верхнего края трубы (блока). Затем прокладывают балки, необходимые
для их подвески. После этого продолжают раскопки грунта до нижнего
края трубы или блока и подвешивают кабели.
Если траншею или котлован раскапывают ниже уровня залегания
кабеля или в непосредственной близости от него, то необходимо при-
нять меры к недопущению осадки или оползания грунта. Когда кабель
или блоки телефонной канализации могут быть оголены на большом
протяжении, меры по их защите предусматривают в проекте производ-
ства работ. При отсутствии защиты должна быть организована их охрана.
Мерзлый грунт в зоне расположения кабелей следует отогревать
так, чтобы нагрев не вызвал повреждения оболочки в изоляции жил ка-
беля. Разрабатывать грунт клин -бабой запрещается. Засыпать кабели
связи и телефонную канализацию в месте пересечения необходимо слоя-
ми грунта толщиной не более 0,1 м с тщательным уплотнением. В зим-
них условиях засыпать кабели следует песком или талым грунтом. Тран-
шею засыпают вместе с балками и коробами, в которых были уложены
кабели, о чем составляют акт на скрытые работы.
При выполнении строительных работ запрещается заваливать землей
или строительными материалами крышки люков телефонных колодцев
(коробок), распределительные шкафы, предупредительные знаки, за-
мерные столбики на трассах подземных кабельных линий, а также пере-
мешать соответствующие кабельные сооружения без согласования с
предприятиями, обслуживающими эти линии.
Важным этапом организации эксплуатации кабельного хозяйства
является система учета, сбора и анализа информации о числе и характере
повреждения. Формы учета должны быть наиболее простыми и давать
наиболее полную информацию о причинах, числе и характере повреж-
дений.
Одним из основных видов документов в системе сбора и учета ин-
формации является журнал учета отказов кабеля. По данным журнала
строят график распределения отказов в течение года по месяцам. Анало-
гично могут быть построены графики распределения отказов по дням
недели и времени возникновения отказов. Такие графики дают нагляд-
ную картину распределения отказов и позволяют разрабатывать для
определенных периодов времени эффективные мероприятия по сниже-
нию числа отказов.
В зависимости eft характера повреждения способ его устранения бу-
дет различным. Наиболее часто встречаются такие способы восстанов-
ления: прокладка временного кабеля, замена поврежденной жилы за-
пасной, замена нескольких поврежденных жил запасными, переход на
резервный кабель и др.
85
Время восстановления действия кабеля наиболее полно характери-
зуют оперативность обслуживающего персонала при ликвидации повреж-
дений, рациональные способы, применяемые при восстановлении, при-
способленность кабельной линии к восстановлению, совершенность при-
меняемых методов измерения кабеля, уровень механизации при восста-
новлении, уровень квалификации обслуживающего персонала и др. Вре-
мя восстановления можно разбить на время: сообщения обслуживающе-
му персоналу о месте отказа кабеля (станция, участок и др.); прибы-
тия связистов к месту повреждения, локализации места отказа, устране-
ния повреждения, проверки работоспособности восстановленного кабе-
ля. Детальный анализ каждой из временных составляющих позволяет
применить оптимальные меры по сокращению времени ликвидации от-
казов.
Характер отказов определяет в основном внешние признаки по-
вреждения кабеля, причина — первоисточник отказа. Тщательное рассле-
дование повреждения кабеля позволяет квалифицированно выделить
причину и характер отказа. Если характер отказа кабеля можно сформу-
лировать кратко, то причина в ряде случаев требует подробного описа-
ния. В отдельных случаях, чтобы сформулировать причину отказа кабе-
ля, необходимо провести лабораторные исследования, поскольку таких
причин может быть несколько.
Наличие точной информации о глубине прокладки кабеля позволяет
принимать меры для обеспечения нормальной глубины закопки кабеля,
а в некоторых случаях углублять кабель.
Информация об организации, виновной в повреждении кабеля, по-
зволяет вести целенаправленную работу с организациями по предупреж-
дению случаев повреждения кабеля строительными организациями, с за-
водами по повышению качества изготовления кабеля и др.
По результатам обработки статистических данных составляют табли-
цы: числа повреждений магистрального кабеля и среднего времени вос-
становления в зависимости от участка прокладки, числа повреждений
магистрального кабеля с указанием места повреждения, распределения
повреждений кабеля по характеру отказов.
Правильная эксплуатация кабельных линий является одним из ре-
шающих факторов обеспечения ее высокой надежности. Важнейшее зна-
чение в повышении эксплуатационной надежности имеют профилактиче-
ские мероприятия. Профилактические мероприятия включают в себя:
технический надзор за состоянием трассы кабеля и кабельных сооруже-
ний и выполнение на них профилактических работ, предупреждающих
повреждения; проведение плановых и контрольных электрических из-
мерений; наблюдение за устройствами по защите от грозы, коррозии;
контроль за работой установок по содержанию кабеля под постоянным
газовым давлением, за действием различных сигнализаций, оконечных
устройств и др. На участках, где кабель проложен в канализации, необ-
ходим контроль за состоянием канализационных сооружений.
86
Особое значение имеет систематический, а на ряде кабелей и непре-
рывный контроль за их изоляцией, так же как и поддержание избыточ-
ного давления на магистральных кабелях с металлической оболочкой.
Принятый на сети порядок предусматривает проверку изоляции
всех кабельных жил 2 раза в год с частичным, а при необходимости и
с полным их отключением от монтажа. Для отдельных кабелей приме-
няется непрерывный контроль изоляции с соответствующей индикаци-
ей ее нарушения.
По результатам измерений места с пониженным против установлен-
ных норм сопротивлением изоляции должны своевременно выявляться
с проведением необходимого ремонта.
Для быстрого и качественного ремонта кабелей при повреждениях
необходимо иметь возможность точного определения места поврежде-
ния. Для кабелей, которые, как правило, не доступны для осмотра, это
определение необходимо делать более точно, чем для воздушных линий.
Выполняемые электрические измерения являются наиболее ответ-
ственными и трудоемкими, их следует вести с соблюдением целого ряда
требований, главными из которых являются: проверка перед каждым
измерением исправности измерительной аппаратуры, правильности
включения жил кабеля и соединительных проводников на выводы при-
бора, состояния их переходных контактов, особенно на.дальнем конце
кабеля; точная фиксация и отсчет показаний приборов измерительной
установки с предварительной проверкой того, что показания прибора
вызваны измерительным током, а не являются ложными (от посторон-
них токов); ведение измерений при прямой и обратной полярностях
источника питания с учетом среднего показания приборов, а также
измерение, как правило, не одной, а нескольких поврежденных жил;
обязательное измерение поврежденных жил с обоих концов кабеля с
анализом результатов измерений.
Ниже приводится порядок определения места сообщения жил с зем-
лей или между собой. Для установления характера повреждения в кабеле
используются омметры или мегаомметры постоянного тока. Измеряе-
мые жилы должны быть поставлены на изоляцию с обоих концов кабеля.
Переходное сопротивление по отношению к земле или между жилами не-
обходимо измерять обязательно со сменой полярности измерительного
прибора во избежание ложного показания ’’земля” при совпадении с по-
лярностью напряжения, наведенного на измеряемой жиле.
Измерительное напряжение подбирается в зависимости от переход-
ного сопротивления поврежденной жилы и длины измеряемого кабеля.
Рекомендуемые значения напряжения приведены в табл. 14.
При полностью поврежденных жилах кабеля, когда нет возможности
использовать вспомогательные жилы других кабелей обходным путем,
применяют метод с одним вспомогательным проводом для измерений
мостами типа МО-62. Если можно подать две вспомогательные жилы по
другим, рядом расположенным кабелям, имеющим любую другую дли-
87
Таблица 14
Переходное сопротивление, Ом Измерительное напряжение, В, в зависимости от длины кабеля, м
до 100 100-800 свыше 800
До 1 12 9 9
1-100 80-100 50-80 30-50
100-500 100-300 80-100 50-80
500-1000 300-500 100-300 80-100
ну по сравнению с измеряемым кабелем, используется метод с двумя
вспомогательными жилами с применением мостов типа КМ или Р-334.
При наличии исправной жилы в поврежденном кабеле применяется ме-
тод с одной вспомогательной жилой с использованием мостов КМ или
Р-334.
Метод измерения расстояния до места повреждения изоляции с од-
ним вспомогательным проводом с применением моста МО-62 (рис. 19)
сводится к следующему. Первоначально определяют сопротивление
вспомогательного провода RB, в качестве которого используется изо-
лированный провод необходимой длины. Вспомогательный провод с
противоположной от измерения стороны соединяют с поврежденной
жилой, измеряют сопротивление шлейфа, составленного из вспомога-
тельного провода и поврежденной жилы и вычисляют сопротив-
ление поврежденной жилы R =R - RB-
Переключатель ПС прибора М(5?62 ставят в положение ЗИ, переклю-
чатель N — в положение 1- Поврежденную жилу подсоединяют к выво-
ду П1, вспомогательную — к 772, вывод Т заземляют, если поврежден-
ная жила имеет сообщение с землей, или подключают к другой жиле,
с которой имеется сообщение. Когда мост уравновесится, записывают
показание на курбелях сравнительного плеча RQ.
Рис. 19. Схема определения места повреждения кабеля с вспомогатель-
ным проводом
88
Рис. 20. Схема определения места повреждения кабеля с двумя вспомо-
гательными проводами
Значение асимметрии шлейфа
R = R-R .
а О в
При положительном значении R& расстояние до места повреждения
при отрицательном значении Ra
л 2R
ж
В данной формуле значение Ra берется со знаком плюс.
При использовании метода измерения с двумя вспомогательными
проводами поврежденную и две вспомогательные жилы на противопо-
ложном от измерения конца кабеля соединяют (рис. 20).
Для моста КМ: 1-й замер. Переключатель схемы ставят в положе-
ние ПМ. Переключатель плеч моста — в положение Ml ООО. Поврежден-
ную жилу подключают к выводу R*, одну из вспомогательных — к вы-
воду 7?с, вывод 3 заземляют. Записывают показание на курбелях срав-
нительного плеча Rq.
2-й замер. Отключают заземление, и к выводу 3 подключают вто-
рую вспомогательную жилу. Показания отсчитывают на курбелях срав-
нительного плеча /?02.
Расстояние до места повреждения, м:
Л01(Л02 + 1000’
I = I ------------------ •
*02**01 +10°0)
89
Для моста Р-334: поврежденную жилу подключают к выводу 2,
одну из исправных — к выводу 3, а прибор заземляют. Переключатель
схемы ставят в положение ПМ, переключатель плеч моста - в положе-
ние Ml ООО. Далее измерения проводят так же, как и мостом КМ, и рас-
стояние до места повреждения рассчитывают по той же формуле.
Метод измерения с одной исправной жилой, имеющей одинаковую
длину, диаметр и материал с поврежденной жилой (с эквивалентным
проводом — рис. 21), заключается в следующем.
Для моста КМ: поврежденную жилу подключают к выводу R*,
исправную — к выводу Rc, вывод 3 заземляют. Переключатель схемы
ставят в положение ПМ, переключатель плеч моста - в положение
Ml ООО. Показания отсчитывают на курбелях RQ.
Расстояние до места повреждения
RQ + 1000
В случае неоднородности жил (кабель имеет участки с разными
диаметрами жил) первоначально определяется участок с повреждением,
а затем к диаметру жил этого участка приводятся другие участки. Общая
длина приведенного кабеля определяется по формуле
общ пр 1 + ^прг + ^прЗ + * • + пр и’
где /j- длина участка, к которому приводятся другие; ^пр2’ 1 пр3>
длины приведенных участков.
Длина приведенного участка, мм?
d2
d2
2
где I - длина приводимого участка, мм; d^ - диаметр жил участка, мм, к кото-
рому приводятся другие участки; d2 - диаметр жил приводимого участка, мм.
После приведения к одинаковому диаметру жил в расчетную фор-
мулу для определения расстояния до места повреждения подставляют
общую приведенную длину кабеля и отсчитывают расстояние до места
повреждения: на приведенных участках кабеля - по приведенным еди-
ницам, а на участке кабеля, к которому были приведены другие участ-
ки, - от муфты, соединяющей эти участки кабеля, непосредственно в
метрах.
90
Рис. 21. Определение места повреждения кабеля с эквивалентным про-
водом
При измерениях кабеля, один участок которого проложен в земле,
а другой имеет воздушную подвеску или проложен в наружном желе-
зобетонном лотке, необходимо учитывать температурный коэффициент.
Длину измеряемого кабеля следует привести к длине при температуре
того участка, на котором имеется повреждение. Сопротивление жилы
участка кабеля с учетом температурного коэффициента
«,а-2о°с)],
где Ro — сопротивление жилы кабеля при температуре плюс 20 °C; - темпера-
турный коэффициент, равный 0,004 для медных жил; t — температура окружаю-
щей среды в районе прокладки кабеля.
При определении места обрыва жил кабеля неисправную жилу необ-
ходимо проверить на сообщение с землей и с другими жилами кабеля.
И если переходное сопротивление поврежденной жилы будет несколько
мегаомов, то расстояние от места обрыва можно измерить достаточно
точно.
Расстояние до места обрыва жилы, когда в поврежденном кабеле
имеются исправные жилы, определяется так (рис. 22). Измеряют ем-
кость исправной жилы по отношению к земле Сн или другой исправной
Испраыая мила
Рис. 22. Схема определения места обрыва жилы кабеля
91
жиле, а затем емкость поврежденной жилы С Расстояние до места
обрыва определяют по формуле
г =/ _s_
х с
где I - длина измеряемого кабеля, м.
В случае, когда в измеряемом кабеле повреждены все жилы, опре-
деляется емкость поврежденной жилы с обоих концов кабеля и расстоя-
ние до места обрыва:
I = I
1___
+ Cj
где С1 - емкость оборванной жилы с конца х; - емкость оборванной жилы
с противоположного конца кабеля.
19. ИЗОЛЯЦИЯ МОНТАЖА
Одним из наиболее опасных отказов устройств СЦБ являются отка-
зы, вызванные сообщением различных цепей или заземлениями этих це-
пей. Самопроизвольное появление тока в цепи может вызвать любой
опасный отказ: появление разрешающего сигнала, перевод стрелки под
составом, ложный контроль свободное™ рельсовой цепи и др. Для
предотвращения случаев самопроизвольного появления тока в цепях по-
следние должны быть надежно изолированы друг от друга и от земли.
Нормативное значение сопротивления изоляции монтажа составляет
1 кОм на 1 В рабочего напряжения, т. е. не допускается ток утечки бо-
лее 1 мА. Такая норма была выбрана исходя из электрических характе-
ристик реле НР1-1000, имеющего ток отпускания 2,5 мА. В устройствах
СЦБ находят применение реле с меньшим током отпускания.
В условиях эксплуатации сопротивление изоляции наиболее часто
понижается на воздушных линиях из-за протирания оболочки провода
ПРГ в кабельных ящиках и неисправных разрядников, а также в монта-
же путевых устройств (светофорных стаканов, электрозамков, путевых
и стрелочных коробок). Низким сопротивлением изоляции обладают
курбельные блок-контакты в электроприводах, загрязненные клеммные
колодки.
Часто понижение сопротивления изоляции монтажа вызывается пло-
хим состоянием подземного кабеля или соединительных муфт. Особенно
тяжело поддерживать удовлетворительное состояние изоляции монтажа
92
в тех цепях, где от одного источника осуществляется питание большого
количества однотипных цепей (цепи светофорных ламп и рабочие цепи
схем управления стрелкой в системе ЭЦ с центральным питанием). Для
повышения сопротивления изоляции этих цепей приходится заменять
провод ПРГ на ПВГ, разделять цепи питания с помощью изолирующих
трансформаторов, постоянно содержать в чистоте клеммные колодки.
Изоляция монтажа в устройствах СЦБ зависит от изоляции мон-
тажных проводов, изоляции токоведущих конструкций аппаратуры
и изоляции жил сигнального кабеля. Все зти элементы изоляции прове-
ряются совместно, без отключения, поэтому результат в основном
определяется изоляцией наиболее незащищенных элементов, т. е. изоля-
цией монтажа, а изоляция кабеля, к которой предъявляются более вы-
сокие требования, может быть непосредственно проверена только при-
его отключении.
Для измерения по схеме, приведенной на рис. 23, используется ба-
тарея GB типа БАС-80 напряжением 80—90 В, причем измерение прово-
дится дважды с изменением полярности дополнительной батареи GB .
Результат определяется по формулам:
где Е - напряжение дополнительной батареи; внутреннее сопротивление
вольтметра; R* — общее сопротивление заземления; ^х/’^х2 ~ сопротивления
заземлений со стороны каждого из полюсов; U^, - показания вольтметра при
разных полярностях дополнительной батареи.
Внутреннее сопротивление вольтметра не должно превышать
100 кОм, так как в противном случае измерительный ток, проходящий
через реле, может оказаться более 1 мА. Если измерение проводится
в цепи переменного тока, величины Щ и СЛ, оказываются равными,
Рис. 23. Схемы измерения сопротивления изоляции монтажа вольт-
метром с батареей
93
Рис. 24. Схемы заземления монтажа
в этом случае достаточно проводить измерения только при одной поляр-
ности батареи.
Следует иметь в виду, что иногда результаты измерений могут зна-
чительно отличаться от действительных значений, особенно когда схем-
ный источник питания имеет среднюю точку (рис. 24, а) или место за-
земления находится на значительном удалении от источника питания,
а сопротивления нагрузки и соединительных проводов г сп близки по
значению (рис. 24, б).
При систематических измерениях г использованием однотипного
вольтметра удобно пользоваться заранее составленными графиками или
таблицами. Зависимости Rxf ) легко построить, зная величины
Rv и Е. Для того чтобы напряжение измерительной батареи было всег-
да одинаковым, должна быть возможность его плавной регулировки
или оно должно быть стабилизировано.
На рис. 25 приведен график для определения сопротивления изоля-
ции монтажа по результатам измерений вольтметром Ц-438 на шка-
ле 150 В с анодной батареей напряжением 7 В. В тех случаях, когда при
измерениях сопротивления изоляции монтажа напряжение измеритель-
ной батареи Е различно, удобно пользоваться таблицей, составленной
в лаборатории Горьковской дороги (табл. 15). Эта таблица составлена
применительно к приборам Ц4380 и Ц56/1 на шкале 150 В постоянного
и переменного тока.
94
Таблица 15
Напря-
жение
анодной
батареи,
В
Сопротивление изоляции, кОм, при среднем значении напряжения
по показаниям прибора £7^^, В
90 3500 1700 800 500 350 260 200 156 124
85 3300 1600 750 466 324 240 182 140 112
80 3100 1500 700 432 300 220 166 128 100
75 2900 1400 650 398 274 200 150 114 86
70 2700 1300 600 364 250 180 132 100 74
65 2500 1200 550 336 224 160 116 84 62
60 2300 1100 500 302 200 140 100 70 50
55 2100 1000 450 268 174 120 82 56 36
50 1900 900 400 234 150 100 66 42 24
45 1700 800 350 200 124 80 50 28 12
Окончание табл. 15
Напря- жение, Сопротивление изоляции, кОм, при среднем значении напряжения
по показаниям прибора в
анодной батареи, В
90 100 80 62 50 38 28 20 12 4 0
85 88 70 54 40 30 20 12 6 0 —
80 76 60 44 32 22 14 6 0 —
75 66 50 36 24 14 6 0 — — —
70 54 40 26 16 6 0 — — — —
65 44 30 18 8 0 — — — —
60 32 20 8 0 — — — — — —
55 22 10 0 — — — — — —
50 10 0 — — — — — — — -г-
45 0 — — — — — — — — —
Измерение мегаомметром. Измерение сопротивления изоляции
монтажа мегаомметром проводится так же, как и с использованием
вольтметра и батареи, т. е. один вывод присоединяют к монтажу или со-
ответствующему полюсу источника питания, а другой - к земляной
клемме. Для измерения пользуются мегаомметром с напряжени-
ем 1000 В. Использование мегаомметра с напряжением 500 В может
допускаться только при отсутствии поездов, так как измерительный
ток такого мегаомметра превышает 1 мА. В то же время применение
мегаомметра с напряжением 1000 В допустимо только при отсутствии
в цепи разрядников, которые могут пробиваться.
95
При измерении сопротивления изоляции монтажа цепи с постоян-
ным источником питания необходимо менять полярность и снять пока-
зания прибора до (R1) и после (R2) изменения полярности. По резуль-
татам измерения рассчитать Rx = (/?1 + 7?2)/2.
Следует иметь в виду, что при смене полярности ошибка измерения
в отдельных случаях может достигать 20—30 % из-за нелинейной шкалы
мегаомметра.
Измерение мегаомметром без батареи. В некоторых случаях при
отсутствии измерительного источника питания и мегаомметра можно
приближенно измерить сопротивление изоляции монтажа вольтметром.
Основной недостаток этого способа измерения заключается в том, что
результат зависит от напряжения источника питания и поэтому колеба-
ния сопротивления нагрузки или напряжения сети будут сказываться на
точности измерения. Вольтметр (рис. 26) подключают одним выводом
к земле, а другим поочередно к каждому из полюсов источника питания.
Пределы измерения (шкала вольтметра) должны быть одинаковыми для
обоих измерений. Сопротивление изоляции монтажа может быть опреде-
лено для каждого полюса в отдельности:
R , = R
х1
где R - внутреннее сопротивление вольтметра на использованной шкале; —
напряжение источника питания постоянного или переменного тока; С/ , 1/2 — по-
казания вольтметра со стороны каждого из полюсов.
Общее сопротивление изоляции монтажа для всей схемы
Rxl ~Rx2
Rxl + Rx2
или R = /?,,(----------------—1).
Для обеспечения расчета по результатам измерений удобно поль-
зоваться номограммой (рис. 27), выполненной в лаборатории При-
балтийской дороги. Номограмма составлена с учетом применения
прибора Ц4380. Входное сопротивление вольтметров в этих приборах
0,66 кОм/B, причем оно одинаково при измерениях на постоянном и пе-
ременном токе. Это дает возможность использовать номограмму при из-
мерениях в любой цепи и на любой шкале вольтметра. Так, если ве-
личина t/6 больше 30 В, то значения и Ц + увеличивают-
ся в 10 раз.
Пример. Измеряется сопротивление изоляции монтажа цепи напряжени-
ем 220 В. Показания вольтметра Ц4380 на шкале ~ 300 В соответственно 50 н
30 В. Находим — 50 + 30 = 80 В. Накладываем линейку на точки:
96
Рис. 26. Схема измерения сопротивле-
ния изоляции монтажа вольтметром без
батарей
ив, В
0,5 -
-------------------------------
Рис. 27. Номограмма для приближен-
ного определения сопротивления изо-
ляции монтажа с помощью вольтмет-
ра Ц4 380
1,0
1,5
г, о
2,5
3,0
4,0
5,0
6,0
8,0
10,0
12,0
14,0
18,0
25,0
30,0
Rx, кОм
- О
- 10
- 20
- 40
- 60
- 100
- 200
- ЧОО
- 600
- 1000
(и,^иг),в
Чзо
- 25
- г°
- 16
- 12
- 10
- 8
- 6
- 5
- Ч
- 3
- г, 5
- 2,0
- 1,5
0,5
22 В - на прямой С/б; 8 В - на прямой + U . На пересечении линейки с
прямой R* получим точку, ориентировочно соответствующую сопротивле-
нию 30 кОм.
Отыскание места заземления в монтаже. Наиболее универсальный
способ отыскания места заземления монтажа заключается в разделении
цепей, получающих питание от одного и того же полюса. Для такого раз-
деления в первую очередь нужно вынуть предохранители., а если этого не-
достаточно, то отсоединить провода на клеммах питания. При этом сле-
дует учитывать, что монтаж проводов питания как по стативам, так и
по отдельным полкам, рядам всегда выполнен по кольцу (с обратным
проводом). Поэтому предварительно необходимо нарушить кольцевой
монтаж.
В процессе последовательного отключения осуществляется конт-
роль за сопротивлением изоляции неотключенной части. В момент от-
ключения заземленной цепи будет наблюдаться ’ переполюсовка зазем-
ления” (рис. 28), т. е. через сопротивление нагрузки, один конец кото-
рой отключен, заземленным окажется противоположный полюс источ-
ника питания. Практические трудности, которые встречаются при таком
способе, заключаются в следующем:
зачастую по схеме имеется не одно, а несколько мест с пониженным
сопротивлением изоляции как на одном, так и на другом полюсе (не
97
Рис. 28. Схема персполюсовки заземле-
ния при одностороннем отключении за-
земленной цепи
считая случаев, когда множество однотипных параллельных цепей имеет
примерно одинаковые токи утечки в землю);
при интенсивном движении поездов на крупной станции очень труд-
но выбрать время для отключения большого количества цепей.
В связи с указанными трудностями в некоторых случаях целесооб-
разно использовать метод фиксации тока утечки непосредственно в за-
земленной цепи с помощью амперметра или индукционной катушки.
Для того чтобы установить место заземления с помощью ампермет-
ра (рис. 29, а), вначале определяют заземленный полюс источника пи-
тания, а к противоположному полюсу подключают землю через реостат
и амперметр. Ток в цепи искусственного заземления устанавливают рео-
статом не более 0,5 А. После этого другой амперметр поочередно вклю-
чают вместо предохранителей в каждую из ветвей, где возможно зазем-
ление. Искусственное заземление подключается толчками, при этом
стрелка амперметра, включенного в заземленную ветвь схемы, будет
также отклоняться толчками. При включении амперметра в незазем-
ленные ветви толчки ощущаться не будут. После того как установле-
на заземленная ветвь схемы, можно аналогично определить статив,
полку, ряд.
Вместо амперметра в проверяемой цепи можно включать милли-
вольтметр, которым измеряют падение напряжения на небольшом со-
противлении. Таким сопротивлением может служить провод силового
щита до клеммной панели, жила межстативного кабеля или даже пре-
дохранитель с номинальным током менее 3 А.
Искусственное заземление при этом также подключается толчками.
Для того чтобы толчки ощущались стрелкой амперметра или милли-
Рис. 29. Схемы определения места заземления
98
вольтметра, суммарное сопротивление основного R и искусственно-
го /? заземления не должно более чем в 20 раз превышать сопротив-
ление нагрузки в заземленной цепи.
Обычно в каждой ветви схемы обтекаются током не менее 5—10 ре-
ле, поэтому изложенный способ не дает эффекта при сопротивлении за-
земления выше 1—2 кОм. Пользоваться методом отыскания места за-
земления с помощью амперметра можно только в свободное от поездов
время, так как при этом не исключена возможность ложного срабатыва-
ния или удержания якоря реле.
Другой способ фиксации тока утечки в заземленной цепи заключает-
ся в том, что с помощью специального генератора создается искусствен-
ная цепь ’’генератор — полюс источника питания — заземленная цепь —
земля — генератор”.
Для определения заземленной цепи с помощью индукционной ка-
тушки (рис. 29, б) применяют трассоискатель, генератор которого, на-
строенный на частоту 1000 Гц, подключается к заземленному полюсу
через конденсатор С емкостью 0,25 мкФ для цепей 24 В и 0,025 мкФ
для цепей 220 В.
Провода, относящиеся к заземленной части схемы, выявляются с по-
мощью индукционной катушки трассоискателя и таким образом опре-
деляется направление к заземленной точке.
Аналогично находят места сообщения между' различными источни-
ками питания. В этом случае выводы генератора через конденсатор под-
ключают к сообщающимся полюсам различных источников питания.
20. АНАЛИЗ РАБОТЫ И ЗАЩИТА УСТРОЙСТВ СЦБ
ПРИ ГРОЗОВЫХ И КОММУТАЦИОННЫХ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЯХ
Значительное число отказов аппаратуры железнодорожной автома-
тики происходит от воздействия грозовых и коммутационных перена-
пряжений. При этом наиболее подвержены влиянию грозы приборы, со-
держащие полупроводниковые элементы. Это в первую очередь дешиф-
раторные блоки БС-ДА, аварийные реле, лучевые реле АНВШ2-2400,
трансмиттерные реле и др.
На дешифраторные блоки БС-ДА приходится около 26 % отказов
от общего числа отказов в грозовой период (май — август месяцы).
В блоках в основном отказывают выпрямительные диоды Д242А из-за
воздействия перенапряжений, возникающих в результате, трансфор-
мации перенапряжений с высоковольтных проводов через силовой
трансформатор ОМ в низковольтные цепи основного и резервного пи-
тания; трансформации перенапряжений из рельсовой цепи через пу-
тевой трансформатор ПОБС-3; перехода перенапряжений с воздуш-
ных линейных сигнальных цепей; электромагнитного воздействия на
сигнальную линию (от светофора до релейного шкафа). Указанные
99
перенапряжения воздействуют на диоды блока через сигнальный транс-
форматор СОБС-2А.
Анализ отказов блоков Б С-ДА, проведенный институтом ВНИИЖА,
позволил сделать вывод о воздействии на выпрямительные диоды пере-
напряжений со стороны цепи постоянного тока, возникающих в резуль-
тате воздействия мощного электромагнитного поля, образующегося в
момент грозового разряда вокруг монтажных проводов релейного шка-
фа в цепи разрядников и выравнивателей при их работе. Амплитуда на-
веденных в цепи постоянного тока перенапряжений может достигать
(400 ± 800) В, что достаточно для разрушения диодов.
Согласно техническим указаниям для защиты от перенапряжений,
возникающих в линейных цепях, низковольтных цепях питания, исполь-
зуют выравниватели. Однако, как показал анализ, 52 % отказов диодов
произошли при отсутствии защиты выравнивателями в цепях основного
и резервного питания, а также в цепи первой обмотки сигнального транс-
форматора. Такое положение объясняется не только недостаточной по-
ставкой дорогам выравнивателей, но и несвоевременной установкой
выравнивателей эксплуатационным штатом.
В грозовой период 1989 г. выявился и недостаток типовой защиты.
Согласно данным дорог, 48 % отказов диодов дешифраторных блоков
произошло при наличии выравнивателей ВОЦШ-200 и соответствии за-
щиты сигнальных установок требованиям руководящих указаний.
Пробои диодов Д242А вызывают закорачивание и перегорание вто-
ричной обмотки трансформатора СОБС-2А и, как следствие, погасшее
состояние сигнала, что снижает безопасность движения поездов.
Усиление защиты блоков Б С-ДА может быть достигнуто при разде-
лении питания блока и памп светофора. Возможны два варианта осу-
ществления питания БС-ДА: от вновь устанавливаемого трансформатора
СОБС-2А, от существующего трансформатора СОБС-2А с включением
в цепь питания БС-ДА V обмотки.
На Московской дороге разработана и внедрена схема резервирова-
ния выпрямителя блока БС-ДА (рис. 30). В качестве реле Р использует-
ся реле типа АНШ, НМШ. Дополнительный мост В1 и выпрямительный
мост В2 собираются из диодов типа Д246, Д246А, Д247, КД206А,
КД203Д (по два диода в каждом плече). Возможно применение дру-
гих диодов, имеющих обратное напряжение не менее 400 В и -прямой
ток 10 А. В схеме использованы трансформаторы 77 и Т2 типа
СПБС-2А, предохранитель на 3 А.
В блоке БС-ДА должен быть выполнен перемонтаж. Провод с выво-
да диода VD8, идущий на 32 контакт рсле-счетчика 1А, отпаивается
и переносится на свободный вывод 4 блока. Внешний монтаж с выво-
да 52 блока переносится на вывод 4. Для отличия от типовых на кор-
пусе модернизированных блоков проставляется краской буква ”Р’.
Дополнительный монтаж на сигнальной установке показан на схеме
штриховой линией.
100
Рис, 30. Схема резервирования выпрямителя блока БС-ДА
Повышение надежности работы блока БС-ДА может быть достигну-
то при использовании вместо диодов Д242А, имеющих обратное напря-
жение 100 В, диодов Д246, Д246А с обратным напряжением 400 В,
Д247 и КД203Д с обратным напряжением соответственно 500 и 700 В.
В схеме дешифраторного блока БС-ДА в качестве искрогасительно-
го элемента используются варисторы СН1-СН15, включенные параллель-
но обмоткам реле-счетчиков 1 и 1А (на рис. 31 не показаны). Опыт
эксплуатации показал, что применяемые варисторы на классификаци-
онное напряжение 15В при срабатывании от перенапряжений закорачи-
вают цепь постоянного тока, вызывая повреждения диодов Д242А в
прямом направлении. Лабораторные испытания, проведенные ВНИИЖА,
позволили сделать заключение о возможности теплового разрушения
в прямом направлении р-п- перехода диодов от воздействия токов мол-
ний. В 1987-1988 гг. на ряде дорог проводились испытания дешифратор-
ных блоков, в которых взамен варисторов СН1-СН15 были установле-
ны варисторы на напряжение 50 В. Испытания показали положительные
результаты. Вместе с этим ВНИИЖА предложено дополнить схему БС-ДА
включением на выходе выпрямительного моста варистора на классифи-
кационное напряжение от 33 до 56 В.
Отказы аварийных реле типов АСШ2-220 и АПШ-220 составляют 15 %
общего количества повреждений устройств СЦБ во время грозы. От-
казы аварийных реле типа АСШ2-220 в предыдущие годы были связаны в
основном с выходом из строя кремниевых диодов Д226Б или выпрями-
тельных блоков типа КЦ4О2И. После проведения работ по модернизации
реле в действующих устройствах по предложению Забайкальской доро-
ги, а также после перехода Ленинградского завода электротехнического
оборудования на выпуск модернизированных реле АСШ2-220М количе-
ство отказов реле из-за выхода из строя диодов резко сократилось. Опыт
эксплуатации модернизированных реле позволяет сделать вывод, что за-
щищенность диодов от перенапряжений повысилась.
101
Вместе с тем грозовые периоды прошлых лет выявили другой недо-
статок аварийных реле ACUI2-220 — пробой межконтактной изоляции
первого и третьего тройников на плате, который может быть решен уве-
личением межконтактного расстояния между основными и резервны-
ми источниками питания.
Такая схема направлена на все дороги. Однако, как показали резуль-
таты проверок дорог и анализ отказов устройств СЦБ от воздействия
грозовых перенапряжений, данная работЗ дорогами проводится крайне
неудовлетворительно.
Отказы реле типа AHBUI2-2400, используемых в устройствах ЭЦ в
качестве лучевых аварийных реле, происходят из-за пробоя диодов ти-
па КД2О5Д, имеющих обратное напряжение 100 В. В момент включения
через собственный тыловой контакт эти диоды работают в предельном
режиме по обратному напряжению. Для повышения надежности реле
следует заменять диоды типа КД2О5А(Б), имеющие импульсное обрат-
ное напряжение 400- 500 В. Для повышения защищенности данного ти-
па реле от воздействия перенапряжений необходимо параллельно нагруз-
ке луча включить выравниватель ВОЦП1-220-
Отказы трансмиттерных реле составляют 12,5 % общего количества
отказов приборов от атмосферных перенапряжений. В трансмиттерных
реле типа Till-2000, TUI-2000В, используемых в схемах кодирования
станционных путей, стрелочных секций, участков приближения и удале-
ния от перенапряжений, выходят из строя диоды Д226Б, выпрямитель-
ные блоки КЦ402И. Расследования и анализ случаев отказов показыва-
ет, что основной причиной отказа является отсутствие дополнительной
защиты выравнивателями ВОЦПМ10 схемы питания трансмиттерных
реле.
Для повышения надежности работы трансмиттерных реле на сети
дорог проводится работа по изменению схем кодирования согласно
техническим указаниям института ’’Гипротранссигнал связь” (ГТСС),
заключающаяся в разделении питания трансмиттерных реле и установке
предохранителя 1 А в каждую цепь; замене реле ТП1-2000В на Т1П-65В,
что является наиболее эффективным, но и наиболее трудоемким меро-
приятием.
На Московской дороге на станциях, оборудованных рельсовы-
ми цепями частотой 25 Гц, для питания трансмиттерных реле Till-2000,
Till-2000В используются преобразователи частоты ПЧ-50/25; в цепь пи-
тания реле ТШ-2000В включаются резисторы МЛТ-0,25 сопротивлени-
ем 180—270 Ом,
Эффективным является применение в трансмиттерных реле ТШ-2000В
кремниевых диодов МД-218 с обратным напряжением 1000 В или
МД-218А с обратным напряжением 1200 В.
Защиту трансмиттерных реле следует рассматривать не в отдельно-
сти, а в совокупности с защитой устройств электрической централиза-
ции. Защита цепей питания реле типа TII1-2000B будет эффективной при
102
наличии дополнительной защиты выравнивателями ВОЦШ, включенными
во вторичной цепи трехфазного силового трансформатора ТС между фа-
зой и землей, а также параллельно вторичным обмоткам однофазных
изолирующих трансформаторов.
Глава V
РЕЛЬСОВЫЕ ЦЕПИ
21. АНАЛИЗ ОТКАЗОВ И ПОВЫШЕНИЕ НАДЕЖНОСТИ
РЕЛЬСОВЫХ ЦЕПЕЙ
Анализ статистической информации показывает, что на отказы рель-
совой линии приходится 20—25 % общего числа отказов устройств СЦБ
по вине работников хозяйства сигнализации и связи. Рельсовая цепь
представляет собой электрическую цепь беэ специальной внешней изоля-
ции, проложенную в общедоступных местах; она испытывает на себе
постоянные динамические нагрузки от проходящих поездов, колебания
температуры и влажности воздуха. Применяемые в рельсовой цепи со-
единительные и изоляционные элементы имеют недостаточный запас
механической прочности. Профилактическое обслуживание рельсовых
цепей и оперативное восстановление после отказа выполняют работники
нескольких служб (сигнализации и связи, пути, электрификации), при-
чем работники сигнализации и связи, проводящие профилактические из-
мерения и определяющие место отказа, не имеют возможности само-
стоятельно устранить отказ или выполнить работы по его предотвраще-
нию, а работники службы пути, выполняющие работы подобного типа,
не имеют возможности выявить место отказа или определить необходи-
мость профилактики.
Коэффициенты отказов рельсовых цепей (не разветвленных на стан-
циях или перегонах, разветвленных на станциях) приведены в табл. 16.
Наиболее ненадежными элементами рельсовой цепи являются изо-
лирующие стыки, элементы изоляции стрелок и стыковые соедини-
тели. Интенсивность отказов этих элементов значительно выше, чем всех
остальных элементов, применяемых в устройствах СЦБ. Так, интенсив-
ность отказов стыкового соединителя равна 0,08-10-3 1/год, изолирую-
щего стыка— 11 -1СГ3 1/год, изоляции на стрелке - 26- 10-3 1/год.
Подавляющее большинство отказов в рельсовых цепях происходит
вследствие повышенного затухания в рельсовой цепи, которое может
быть вызвано обрывом или повышением сопротивления в цепи (стыко-
вые соединители, джемпера, перемычки) или же из-за уменьшения со-
противления изоляции до короткого замыкания (изоляция на стрелке,
изолирующие стыки, балласт, посторонние предметы).
103
Таблица 16
Причина отказа Коэффициент отказов рельсовой цепи
неразветвленной разветвленной
Нарушение изоляции: в стыке 25,0 26,0
в стяжной полосе, серьге, гарни- — 38,0
туре Понижение сопротивления балласта 13,0 4,4
Сообщение рельса с соединительным 6,2 2,2
тросом, с заземлением контактной опоры, фермы моста, трубы обдувки Обрыв или плохой контакт: стыкового соединителя 29,7 7,9
соединительного троса, джемпера 5,7 11,0
бутлежной перемычки Замыкание накоротко посторонними 18,7 8,0
предметами при путевых работах Прочие причины 4,7 2,5
Наиболее характерными отказами рельсовых цепей являются: обрыв
соединителя; обрыв перемычек и джемперов, неисправность изоляции
изолирующего стыка; повреждение изоляции стрелочной гарнитуры,
стяжной полосы, сережки, распорки крестовины; понижение сопротив-
ления балласта; замыкание накоротко различными элементами (прово-
лока, инструмент и др.); влияние посторонних источников питания;
грозы, некачественная регулировка режима работы обслуживающим пер-
соналом; излом рельса и др.
Основными причинами отказов рельсовых цепей из-за неисправно-
сти соединителей являются: коррозия, некачественная приварка, повреж-
дения при путевых работах и др. Отказы стыковых соединителей привар-
ного типа происходят в основном из-за обрыва соединителя в месте его
приварки к рельсу вследствие недостатков технологии приварки и нена-
дежного контакта между тросом и наконечником. Основным недостат-
ком штепсельных соединителей является нестабильное сопротивление в
контактной паре штепсель-рельс. Это сопротивление зависит от состоя-
ния контактирующих поверхностей штепселя и отверстия в рельсе,
а также от плотности контакта.
Из рис. 31 видно, что максимальное число отказов рельсовых цепей
падает на декабрь, январь, февраль вследствие недостаточной их подго-
товки к работе в зимних условиях отдельными дорогами; трудностей
приварки стыковых соединителей при отрицательной температуре; слож-
ности технического обслуживания и выявления неисправных соедините-
лей в зимних условиях.
Основное число отказов рельсовых цепей приходится на изолирую-
щие стыки и изоляцию стрелок. Отказ изолирующих стыков возникает,
104
как правило, при повреждении деталей изоляции с сохранением целости
накладок. Срок службы и периодичность ремонта изолирующих стыков
определяют боковые изолирующие прокладки, так как они подвержены
наиболее сильному воздействию динамических нагрузок от подвижного
состава. Факторами, способствующими нарушению изоляции изолирую-
щих стыков, являются: угон рельсов, некачественная подбивка шпал,
замыкание стыка металлической стружкой и др.
Сопротивление изоляции рельсовой цепи нестабильно и зависит от
вида и состояния балласта, типа и качества шпал, способа и технологии
пропитки деревянных шпал, климатических факторов, перевозимых на
участке грузов, интенсивности поездов на участке-
Все металлические детали скреплений и рельсы имеют электронную
проводимость, а шпалы и балласт, где присутствует влага, можно рас-
сматривать как своеобразные электролиты, обладающие проводимостью.
С ростом температуры и влажности интенсивность электрохимических
процессов возрастает, что приводит к снижению сопротивления изоля-
ции. Большое влияние на активизацию электрохимических процессов
оказывают соли, которые даже в малых количествах приводят к резко-
му снижению сопротивления изоляции.
На значения токов утечки в рельсовой цепи решающее влияние ока-
зывают тип и материал шпал, а также конструкция скреплений. Для по-
вышения надежности электрического сопротивления шпалы необходимо
обеспечить отвод влаги от шпальной решетки. Пропитка деревянных
Рис. 31. Распределение отказов рельсовых цепей по месяцам из-за не-
исправности стыковых соединителей по вине службы сигнализации,
связи и вычислительной техники
105
шпал имеет важное значение для снижения степени электрического старе-
ния древесины в процессе эксплуатации. Электрическое сопротивление
шпал возрастает примерно в 2 раза, если в них до пропитки высверлить
отверстие для шурупов.
От свойств балласта существенно зависит интенсивность электриче-
ского старения шпал, изоляционных материалов и в целом сопротивле-
ние изоляции рельсовой линии. Положительные качества балласта для
рельсовых цепей определяются в основном его способностью пропус-
кать влагу и не содержать примесей солей и щелочных элементов. Изме-
нение сопротивления балласта от влажности.определяется видом балласт-
ных материалов, их составом и чистотой.
Подавляющее большинство случаев обрыва рельсовой цепи прихо-
дится на нарушение контакта стыкового соединителя из-за недостаточно
удачной конструкции существующего стыкового соединителя (штепсель-
ного и приварного) и несоблюдение технологии при установке соедини-
телей. В Уральском отделении ВНИИЖТа МПС разработаны конструк-
ции новых типов приварных и штепсельных соединителей, однако на се-
ти дорог еще эксплуатируются соединители прежних типов.
При выборочной проверке поступающих с завода-изготовителя
стыковых соединителей выявляются следующие недостатки:
для стрелочных стальных соединителей - отклонения диаметров
конусной части штепселей от нормативных значений на ±0,2, ±0,6 мм;
ржавчина на штепселях; длина конусной части соединителей, как прави-
ло, меньше нормативной, равной 10,5 мм; наличие обрывов из-за нека-
чественной приварки троса к штепселю; отсутствие обслуживания
штепселей;
для стыковых приварных стальных соединителей СРС-6 — непрова-
ривание стального троса по краям манжет; пережигание металлического
наклепа на конце манжеты из-за недостаточной толщины; вытягивание
троса из-за слабого зажима обоймы;
для стыкового штепсельного соединителя - отклонения в угле ко-
нусности и диаметрах до ±0,6 мм (примерно 50 % соединителей); отсут-
ствие обслуживания штепселей, наличие ржавчины на штепселях (при-
мерно 50 % штепселей); обрыв проволоки, приваренной к штепселю,
из-за отсутствия паза достаточной толщины.
Особенно часто обрыв происходит в связи с необходимостью растя-
гивать спираль соединителя на длину 1000 мм вместо 940 мм, так как
накладка препятствует установке станка для сверления дыр в непосред-
ственной близости от накладки.
На основании исследований, проведенных Уральским отделением
ВНИИЖТа, установлено, что контакт между тросом и манжетой соедини-
телей, установленных в пути, может нарушиться из-за нагревания манже-
ты при приварке соединителя к рельсу. Манжета деформируется, и уси-
лие обжатия троса ослабевает. При этом также окисляются контакти-
рующие поверхности манжеты и троса. Переходное сопротивление трос -
106
манжета, а следовательно, и общее сопротивление соединителя возраста-
ют, приводя к обрыву.
Уральским отделением ВНИИЖТа модернизирована конструкция
стыкового соединителя, манжета которого представляет собой обойму
с фартуком, выполненным из одной заготовки. Медный трос в обойме
закрепляют по существующей технологии. Фартук приваривают к го-
ловке рельса горизонтальным швом. Расстояние от сварного шва до тор-
ца манжеты значительно увеличилось, и медь в металл сварного соедине-
ния не проникает, что делает шов более прочным. Измененная конструк-
ция соединителя обеспечивает надежный контакт гибкого троса в обойме
манжеты, так как к рельсу приваривают обойму и фартук. Следователь-
но, при сварке обойма не перегревается. Кроме того, исключены механи-
ческие повреждения соединителя колесами путейских тележек и под
вижного состава.
В целях улучшения безотказности перемычек ВНИИЖТ провел ис-
следования по применению полимерных материалов для покрытия троса
и определил наиболее рациональный способ их покрытия. Исходя из
свойств полимерных материалов и условий работы перемычек для их
изоляции выбран полиэтилен, изготовленный под высоким давлением.
При этом был применен способ ошлангования троса. Эксплуатацион-
ная проверка опытной партии ошлангованных перемычек показала их
высокую надежность.
Известно, что интенсивность отказов рельсовых стыков с привар-
ными соединителями возрастает в зимний период. При низкой темпера-
туре сварка соединителей запрещена, поэтому в случае обрыва соеди-
нителя элекропроводимость стыка обеспечивается лишь через накладки,
что не может гарантировать его безотказную работу. Уральское отделе-
ние ВНИИЖТа выполнило исследования и провело эксплуатационные
испытания приварки соединителей к боковой грани головки рельсов при
отрицательной температуре, что позволило разработать проект техниче-
ских указаний по приварке рельсовых соединителей к объемно-закален-
ным и незакаленным рельсам при температуре до минус 15 °C с приме-
нением электродов ОЗЛ-6 вместо УОНИИ-13/55.
Самарский институт инженеров железнодорожного транспорта со-
вместно с ВНИИЖТом ведет исследование работы рельсовых стыков с
тарельчатыми пружинами, применяемыми на стыковых болтах вместо
типовых шайб, что повышает электропроводимость стыка. Опытная их
эксплуатация проводится на ряде дорог сети.
ВНИИЖТ провел работу по изысканию и исследованию полимерных
материалов для изолирующих деталей рельсовых цепей, характеризую-
щихся повышенными прочностными и электроизоляционными парамет-
рами по сравнению с применяемыми.
Решился выбор изолирующих деталей стрелочной гарнитуры. По ре-
зультатам лабораторных поверок установлено, что наибольшей проч-
ностью характеризуются прокладки из стеклопластика, ДСВ и стекло-
107
ткани, шайбы из стеклопластиков ДСВ, ГСП и АГ4С, втулки из стекло-
пластика марок ДСВ и АГ4С. Опытная эксплуатация изолирующих дета-
лей стрелочных гарнитур из полимерных материалов показала надеж-
ность их работы, высокие сопротивление изоляции и механическую проч-
ность.
22. ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ПОИСКА ПРИЧИНЫ ОТКАЗОВ
Подавляющее большинство отказов в рельсовых цепях происходит
из-за повышенного затухания в рельсовой цепи, которое может быть вы-
звано полным обрывом или повышением сопротивления в цепи (стыко-
вые соединители, джемпера, перемычки), или же уменьшенным сопро-
тивлением изоляции вплоть до полного короткого замыкания (изоляция
на стрелке, изолирующие стыки, балласт, посторонние предметы). Та-
ким образом, поиск отказов в рельсовой цепи обычно сводится к опре-
делению места обрыва или короткого замыкания. При этом примерное
соотношение случаев обрыва и короткого замыкания составляет 1:3 в
неразветвленных рельсовых цепях и 1:5 в разветвленных. Несмотря на
тол что отказы в аппаратуре питающего и релейного концов составляют
малую долю отказов рельсовой пепи, при выяснении причины отказа
вначале следует проверить именно эти элементы, тем более что их про-
верка занимает незначительное время.
В качестве примера на рис. 32 приведена информационная диаграмма
поиска отказов в разветвленной рельсовой цепи электрической централи-
зации с лучевым питанием и с путевыми реле, расположенными на посту,
при отсутствии электротяги.
Прежде чем приступить к проверке, следует убедиться, что ложно за-
нята только одна рельсовая цепь из всего луча, а остальные цепи этого
луча ложной занятости не имеют. Диаграмма составлена исходя из того,
что электромеханик в момент получения извещения о повреждении нахо-
дится на посту, если же он в это время находится на поле, в непосредст-
венной близости от поврежденной рельсовой цепи и имеет при себе изме-
рительный прибор, то можно приступать к поиску повреждения и изме-
рению напряжения на вторичной обмотке релейного трансформатора.
Если напряжение окажется больше напряжения притяжения путевого ре-
ле, то дальнейшую проверку следует вести на посту, начиная с проверки
№ 1, в противном случае все постовые проверки выполнять нет необхо-
димости. Аналогичный принцип поиска причины отказа может быть при-
нят для перегонных рельсовых пеней.
В тех случаях когда нет ясного представления о ’’нормальном” зна-
чении напряжения на различных элементах рельсовой цепи, измеряют для
сравнения те же значения на соседних рельсовых цепях. Хороший эффект;
дает введение специальных паспортов на каждую станционную рельсо-
вую цепь, где наряду с напряжением на путевом реле указываются изме-
108
Релейное
помещение
На измерительной па- нели измерить напря- жение путевого реле
0 реле< V прит. U реле> иприт.
Проверить состояние
путевого реле
Реле пой
током
Пошевелить путевое
реле в штепсельной
розетке
Измерить напряжение
* на обмотках реле
Напряжение на высо- кой стироне РТ
больше, чем на посту та кое же, как но посту
Реле Вез
тона
Неисправен повтори-
тель путевого реле
или обрыв в его цепи
Якорь притя- Якорь не при-
гибается тягивается
тягидается
Плохой контакт в
штепсельной розетке
Uреле > Uреле <
U прит. И прит.
Неисправно путевое
реле
Обрыв или сообщение
6 релейном кабеле
При отключении одно-
го троса релейного
конца рельсовой ~
Не меняется I
Шиловой цепи Г*
|torg растет |
Плохой контакт
О рельсовой линии
Обрыв в монтаже
между кабельными
клеммами и обмоткой
репе
L._.
О Срыв питающего ка-
беля между коробкой
и групповой муфтой
Напряжение на высокой
стороне ПТ
Напряжение на низкой
стороне ПТ
Слизко к
нулю
нормальное
нормальное
Слизко к
нулю
* Неисправен путевой
трансформатор
Обрыв рельсовой линии
Напряжение на путевом реос- тате в питающей корооке
меньше норма- ль ко го больше нормаль- ного
Нарушена изоляция
рельсовой линии
о
\О
Рис. 32. Информационная диаграмма поиска отказов в разветвленной рельсовой цепи электрической централизации
ренные значения напряжения на рельсах питающего и релейного концов,
на ограничивающем резисторе, на входе фильтра и т. д., причем для сухо-
го и мокрого балласта. Наличие паспорта позволяет быстро ориентиро-
ваться в характере отказа и причине его возникновения.
Наиболее подробная форма паспорта электрических параметров
рельсовой цепи, разработанная на Юго-Западной дороге, предусматрива-
ет запись результатов следующих проверок: измерения напряжений на
путевом реле, на входе путевого фильтра, на рельсах релейного и питаю-
щего концов, на вторичной обмотке питающего трансформатора, а также
остаточного напряжения на путевом реле при наложении испытательного
шунта; тока локомотивной сигнализации и асимметрии тягового тока;
сопротивлений релейного и питающего концов; правильности чередова-
ния фаз смежных рельсовых цепей; визуальной проверки состояния изо-
лирующих стыков и балласта.
Ниже рассматриваются характерные причины нарушений работы
рельсовых цепей и меры по их предотвращению.
23. ОБРЫВ ИЛИ ПОВЫШЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ
В РЕЛЬСОВОЙ ЦЕПИ
Подавляющее число случаев обрыва рельсовой цепи приходится на
обрыв (нарушение контакта) стыкового соединителя. Основной причи-
ной этого является недостаточно удачная конструкция существующих
стыковых соединителей (штепсельных и приварных) и нарушение тех-
нологии при их установке. В Уральском отделении ВНИИЖТа разработа-
ны конструкции новых типов приварных и штепсельных соединителей,
однако соединители старых типов еще долгое время будут находиться
в эксплуатации.
Наряду с неудачной конструкцией постоянно приходится сталкивать-
ся и с низким качеством изготовления стыковых соединителей. Выбо-
рочная проверка поступающих с завода-изготовителя стыковых соеди-
нителей, проводившаяся на Прибалтийской дороге, показала, что эти не-
достатки в основном сводятся к следующим.
В стрелочных сварных соединителях типов I, II, III, IV и V диа-
метры конусной части штепселей имеют отклонения от нормативных
значений на ± (0,2 = 0,6) мм; длина конусной части соединителей, как
правило, меньше нормативного значения; из-за некачественной привар-
ки троса к штепселю нередко имеют место обрывы; штепселя не об-
служивают и большая часть их покрыта ржавчиной.
В стыковых приварных стальных соединителях типа СРС-6 стальной
трос не всегда приваривается по краям манжет; металлический наклеп
на конце манжеты из-за недостаточной толщины часто пережигается; сла-
бо зажимается обойма; иэ-за чего трос нередко вытягивается.
Около половины всех штепсельных соединителей (66-05 -00) име-
ют отклонения в угле конусности и значений диаметров до ±0,6 мм;
(10
штепселя не обслуживают и большая часть их поступает в заржавленном
виде; из-за отсутствия паза достаточной толщины проволока, приварен-
ная к штепселю внахлестку, легко обрывается.
Наряду с недостатками заводского происхождения иа надежность
соединителей в процессе эксплуатации влияют и отдельные нарушения в
технологии их установки. Нарушение контакта между соединителем и
рельсом зачастую бывает вызвано отсутствием сверла нужного диаметра
при сверлении отверстий или неправильной забивкой штепселя в отвер-
стие. Обрыв приварного соединителя в месте приварки его к рельсу час-
то бывает вызван некачественной приваркой его или слишком высокой
установкой, которая не обеспечивает защиты от колеса съемной подвиж-
ной единицы. Плохой контакт в манжете приварного соединителя обыч-
но вызывается пережогом части проволочек в момент приварки.
На ряде дистанций широко используют различные способы повыше-
ния надежности работы стыковых соединителей. Дублирование соедини-
телей является наиболее эффективной мерой предотвращения отказов
в работе рельсовых цепей. Большое распространение на сети дорог полу-
чило применение временных стыковых соединителей, устанавливаемых
одним человеком без использования специальной техники.
К наиболее удачным конструкциям временных (инвентарных) сты-
ковых соединителей относятся:
рессорный соединитель, изготавливаемый из рессорной стали в виде
скобы с развернутыми наружу и заостренными концами. Два таких со-
единителя вставляют под накладку с противоположных сторон, причем
рессора разжимается стопорным винтом, который прокручивается по
резьбе с одной стороны рессоры и упирается во внутреннюю поверхность
другой ее стороны. При этом один заостренный конец рессоры контак-
тирует с рельсом, а другой — с накладкой;
соединитель на основе противоугонов, представляющий собой отре-
зок медного троса, к концам которого приварены противоугоны. Для
обеспечения надежного контакта поверхность рельса в местах установки
противоугонов тщательно зачищают;
соединитель из троса с приваренными пластинами. Концы пластин
забивают под накладку с противоположных ее сторон и прижимают к ее
внутренней поверхности болтами, которые, вкручиваясь в отверстия пла-
стин, упираются своими концами в поверхность рельса. Для улучшения
контакта поверхность пластин с помощью сварочного агрегата делают
бугристой;
пружинный соединитель, состоящий из двух витковых шайб Грове-
ра, которые забиваются в пространство между шейкой рельса и выемкой
во внутренней поверхности накладки.
Для повышения срока службы поступающих на дорогу соединителей
передовые дистанции применяют сплошной входной контроль с устране-
нием отдельных недостатков и отбраковкой соединителей, не поддаю-
щихся восстановлению.
1И
Медные приварные соединители подвергают дополнительному об-
жиму на прессе с помощью специального пуансона и матрицы. На каждой
манжете соединителя выдавливают по три выемки: две — по краям с од-
ной стороны и одна посередине — с другой стороны. Такое дополнитель-
ное обжатие обеспечивает надежный контакт троса в манжете даже при
нарушенной торцевой сварке.
Стальные стрелочные перемычки с винтовым креплением (типов II
и Ш) дополнительно привариваются к подошве рельса, что обеспечивает •
надежный контакт даже при ослабшем винтовом соединении.
Специальные меры применяют и для повышения надежности дрос- ‘
сельных перемычек. Для предотвращения их обрыва к обоим болтам ,
дроссельной перемычки припаивают концы стальной проволоки диамет-
ром 12 мм, а другие ее концы с помощью зажимов соединяют с медными
тросами перемычки. Вся конструкция становится достаточно жесткой
и хорошо противостоит изгибу.
На некоторых дистанциях тросы всех дроссельных перемычек под-
вергают переразделке в наконечнике. Для этого место приварки троса
к штепселю рассверливают сверлом, диаметр которого больше диаметра "
троса, трос вынимают, после чего с двух сторон зенкуют отверстия и ।
обслуживают. Конец троса также обслуживают и вставляют в отверстие '
штепселя, наполненное расплавленным припоем, а перемычку охлаждают
в ванночке с водой. Другой способ укрепления троса дроссельной пере-
мычки в наконечнике заключается в том, что в головке штепселя с тор-
цевой стороны высверливают и нарезают отверстие, в которое закручи-
вают болт М10 х 30 до плотного прижатия к тросу. Болт фиксируется
контргайкой.
Хороший эффект дает покрытие дроссельных и кабельных перемы- ’
чек полиэтиленовой изоляцией. Расплавленный полиэтилен заполняет '
пространство между отдельными проволоками перемычки, надежно изо- :
пируя трос от влаги и атмосферного воздуха. Полиэтиленовая изоляция
повышает срок службы перемычек и одновременно защищает их от
замыкания. *
При поиске места обрыва или завышенного сопротивления в рельсо-
вой цепи требуется, как правило, найти плохой контакт в месте соедине-
ния элементов рельсовой цепи.
Полная потеря контакта на стыке обнаруживается очень легко, даже
если при визуальном осмотре все соединители кажутся целыми. Для
отыскания потерянного контакта измеряют напряжения последовательно
на каждом соединителе по обеим рельсовым нитям или же измеряют на-
пряжение между рельсами до соединителе и после него.
Иногда напряжение на стыке нет -можнс измерить вольтметром
из-за отсутствия у него нужного диапазона измерений. Поэтому в некото-
рых случаях целесообразно измерять ток амперметром, подключенным
параллельно стыку.
112
Например, минимальное полное отклонение стрелки вольтметра
переменного тока в приборе Ц4380 — 0,3 В, в то время как при измере-
нии амперметром переменного тока этого же прибора на шкале 0,006 А
можно получить полное отклонение стрелки при напряжении 0,09 В,
т. е. при измерении по току прибор оказывается в 3 раза чувствительнее,
чем при измерении по напряжению. Измерения амперметром постоянно-
го тока целесообразно выполнять при электротяге постоянного тока.
В этом случае особенно эффективны приборы старых выпусков Ц315 и
Ц760, имеющие диапазоны измерений соответственно 0,001 и 0,003 А.
На длинных рельсовых цепях в случае ложной занятости рельсовой
цепи из-за полного обрыва стыкового соединителя успешно применяется
способ фиксации неисправного соединителя в момент проследования по
нему поезда (рис. 33). К тросам на питающем конце подключают вольт-
метр, который показывает скачкообразное увеличение или уменьшение
напряжения в тот момент, когда поезд головой или хвостом проследует
за неисправный соединитель. Примерно определив место нахождения по-
езда в этот момент, можно значительно сократить время на отыскание
повреждения, не выполняя измерение по всей длине рельсовой цепи.
Однако следует иметь в виду, что возможны случаи, когда даже полно-
стью оторванные соединители приводят к заметному падению напряже-
ния на стыке из-за относительно низкого переходного сопротивления на
накладках. В то же время соединитель (особенно штепсельный) может
быть достаточно крепко закреплен в шейке рельса и одновременно иметь
значительно повышенное переходное сопротивление. Суммарное пере-
ходное сопротивление нескольких таких соединителей может быть до-
статочно большим, и в результате путевое реле не сможет встать под ток.
Сопротивление рельсов постоянному току в основном складывает-
ся из сопротивления стыков, которое, в свою очередь, определяется
переходным сопротивлением стыковых соединителей вместе с переход-
ным сопротивлением и накладок. Так как переходное сопротивление на-
кладок колеблется в больших пределах, то фактическое сопротивление
рельсовой нити постоянному току зависит главным образом от типа сты-
ковых соединителей и их исправности.
Распределение переходного сопротивления различных типов рельсо-
вых стыков (рис. 34) построено по данным измерений, проводившихся
на Прибалтийской дороге, и показывает, какой процент общего числа
стыков с конкретным типом соединителей эквивалентно по их сопротив-
лению определенной длине рельса типа Р50 (метров эквивалентной дли-
Рис. 33. Схема определения места обры-
ва стыкового соединителя при проходе
поезда
113
Рис. 34. Распределение переходного сопротивления рельсовых стыков:
1 — медные приварные; 2 — стальные приварные; 3 — стальные штепсельные;
4 — накладки без соединителей
50Ю0 150 2001 (мэд)
ны; 1 метр рельса имеет сопротивление 3,33' 10“5 Ом). Из приведен-
ного распределения видно, что электрическое сопротивление большего
числа стальных стыковых соединителей лежит в пределах от 2 до 20 м
эквивалентной длины рельса типа Р50 или примерно (7—70) 10“5 Ом.
Сопротивление большей части медных стыковых соединителей ле-
жит в относительно узких пределах: 1-7,5 м эквивалентной длины или
(3,3 — 25)10“® Ом. В то же время сопротивление стыков, не имеющих
соединителей (рельсовые цепи отсутствуют), находится в пределах от
2 до 200 м эквивалентной длины или (7-700)10“® Ом (по данным
Уральского отделения ВНИИЖТа оно колеблется от 5- 10” ® до 10 Ом).
Характерной особенностью приведенных данных является то, что
максимальные значения сопротивления стальных штепсельных соедини-
телей фактически совпадают с максимальными значениями сопротивле-
ний стыков без соединителей. Это говорит о том, что некоторые уста-
новленные штепсельные соединители имеют нарушенный контакт с рель-
сом и фактически не пропускают электрический ток.
Нормативные значения сопротивлений стыковых соединителей вы-
ражаются в метрах эквивалентной длины целого рельса и составляют
для приварных 9, для стальных приварных 36, для стальных штепсель-
ных 123 м.
Сопротивление 1 м рельса типа Р50— 3,33-10“ ® Ом, Р75 — 2,54 х
х 1 (Г 5 Ом. В соответствии с этими значениями установлены нормативные
Сопротивления рельсов постоянному току при длине звеньев 12,5 м от
0,6 до 0,3 Ом/км в зависимости от типа рельса.
Для измерения переходного сопротивления рельсового стыка с со-
единителем применяется мостовая схема с автономным источником пи-
тания (аккумулятор) при автономной тяге и электрической тяге пере-
114
3
R стыка
R 1мрельса
D.DZ
Ом 0,5м 1,0м
1,5м 2,0м ♦ 2,5м 3,0 м 0,0м 6,0м 9.0м
Ь,95 7,3 0,05 2,5 1,7 1,3 0,95 1,35 15 1,2 2,9
О
Рис. 35. Принципиальная схема стыкоизмерителя ИЭСС-1М
менного тока или та же схема с питанием тяговым током при электри-
ческой тяге постоянного тока.
На сети дорог эксплуатируются два вида стыкоизмерителей; ЦНИИ-56
и ИЭСС-1М. Стыкоизмеритель ИЭСС-1М (рис. 35) более позднего вы-
пуска отличается от стыкоизмерителя ЦНИИ-56 в основном только кон-
структивно. Оба эти стыкоизмерителя дают возможность измерять со-
противление стыка, не превышающее 9 м эквивалентной длины, т. е.
фактически предназначены только для измерения медных соединителей.
Чтобы иметь возможность измерять сопротивление стыков любых типов,
на Прибалтийской дороге во всех стыкоизмерителях ИЭСС-1М заменены
резисторы в соответствии с табл. 17. В результате такой переделки предел
измерений прибора расширился до 200 м эквивалентной длины рельса.
В тех случаях когда не нужно измерять сопротивление стыка, а достаточ-
но установить, не превышает ли оно нормативного значения, можно ис-
пользовать метод вольтметра-амперметра (рис. 36, а). При этом процесс
отбраковки стыков по их сопротивлению значительно ускоряется, так
как не требуется каждый раз проводить балансировку моста. Конструк-
Таблица 17
До модернизации После модерни- зации До модернизации После модерни- зации
R, Ом Преде- лы изме- рения, ' м R, Ом Преде- лы изме- рения, м R, Ом Преде- лы изме- рения, м R, Ом Преде- лы из- мере- ния, м
4,95 — 25,00 0,95 2,5 3,23 20
7,30 0 56,78 0 1,35 3,0 1,93 36
4,05 0,5 32,53 1 1,60 4,0 0,89 70
2,50 1,0 14,84 3 1,20 6,0 0,47 123
1,70 1,5 6,12 6 2,90 9,0 0,75 200
1,30 2,0 7,46 9
115
Рис. 36. Схемы измерения сопротивления стыка на постоянном (о) и пере-
менном (б) токе
ция стыкоизмерителя, работающего по такому принципу, разработана на
Восточно-Сибирской дороге. Там же предложен портативный стыкоиз-
меритель для рельсовых цепей переменного тока, в котором также ис-
пользован метод вольтметра-амперметра, но по сравнению с первым ва-
риантом значительно повышены чувствительность и помехозащищен-
ность, благодаря чему можно не только отбраковывать соединители, но и
измерять иХ фактическое сопротивление (рис. 36, б). Повышенная чувст-
вительность достигается благодаря введению двухкаскадного гальвано-
метра. Помехозащищенность от постоянного тягового тока достигается
вследствие индуктивной связи с рельсом. Однако следует иметь.в виду,
что на электрифицированных участках точность измерений такими сты-
коизмерителями может быть обеспечена только в том случае, если во
время измерений значение тягового тока (постоянного или перемен-
ного) не изменяется.
В Уральском отделении ВНИИЖТа разработан и выпускается прибор
для электрического контроля спаренных соединителей (3300 мм), ко-
сых спаренных соединителей, усовиков дроссель-трансформаторов и
стрелочных соединителей (600 и 1200 мм). Прибор (рис. 37) состоит из
генератора Г, селективного усилителя СУ, измерительных катушек
Рис. 37. Схема прибора для контроля спаренных соединителей
116
ИК1, ИК2 и генераторной катушки ГК. Калибровка проводится
устройством КК, переключение пределов измерения - узлом Д. В со-
став прибора также входит выпрямительное устройство В и индика-
тор V. Прибор работает по принципу индуктивного измерителя тока
частотой 230—240 Гц.
В замкнутом контуре, состоящем из соединителей и рельсов, на от-
резках а—б и в—г наводится з.д.с. и протекает ток I, который изме-
ряется вольтметром с помощью измерительных катушек ИК1 и ИК2.
Измерительные катушки включены так, что воздействие сигнального и
тягового токов в качестве тока помехи /п не влияет на показание ин-
дикатора. Результат измерения зависит от измерительного тока / и,
следовательно, от сопротивления цепи замкнутого контура.
Упрощенная проверка исправности дублированных необтекаемых
соединителей (типов 1П и П) и стыковых соединителей необтекаемых от-
ветвлений при отсутствии описанного прибора может проводиться кос-
венным методом в шунтовом режиме, фиксируя ток, протекающий по
каждому из дублированных соединителей в отдельности с одновремен-
ной накладкой типового шунта (0,06 Ом) на соответствующее необте-
каемое параллельное ответвление. Протекающий по каждому из соеди-
нителей ток фиксируется с помощью токоизмерительных клещей Ц-91
или короткоискателя типа ИО-1. Возможно применение другого корот-
коискателя не заводского изготовления, обладающего достаточной чув-
ствительностью. Короткоискатели заводского изготовления старой кон-
струкции типа ИРЦ-58 со стрелочным индикатором для данной проверки
непригодны, их можно использовать, если вместо стрелочного индика-
тора включать низкоомный головной телефон или милливольтметр.
При проверке дублированных стрелочных соединителей в развет-
вленной рельсовой цепи с импульсным или непрерывным питанием по-
стоянного тока необходимо на время проверки отключить источник пи-
тания постоянного тока и взамен его подать питание со вторичной обмот-
ки отдельного трансформатора ПТМ, ПРТ. Обмотка путевого реле
должна быть отключена от рельсовой цепи. При достаточной чувстви-
тельности короткоискателя можно ограничиться отключением аккуму-
лятора, фиксируя пульсации напряжения выпрямителя ВАК, при наличии
кодирования — фиксировать кодовый ток, протекающий по соедините-
лям в шунтовом режиме. Неисправность соединителя определяют
”на слух” по отсутствию или минимальному значению сигнала в голов-
ном телефоне и сравнивая значения сигналов, проходящих по каждому
из соединителей. Если значения тока, измеренные милливольтметром,
включенным в гнезда короткоискателя, или клещами, в каждом из
дублированных стрелочных соединителей отличаются друг от друга
в 3 раза и более, то соединитель, пропускающий меньший ток, признает-
ся неисправным и подлежит переустановке. Для того чтобы определить,
в каком именно месте стрелочного соединителя отсутствует контакт или
завышено его переходное сопротивление, искусственно создается плот-
117
ный контакт между тросами обоих соединителей, а короткоискателем
или клещами фиксируется ток неисправного соединителя по обе сто-
роны от искусственно созданного контакта. Если при этом с одной
стороны искусственного контакта ток в неисправном соединителе
достигает требуемого значения, а с другой стороны остается без измене-
ния, то переустановке подлежит только один конец соединителя с той
стороны, где ток не увеличился.
Электрическая проверка исправности стыковых соединителей не-
обтекаемых ответвлений проводится сравнением остаточных напряжений
на реле в шунтовом режиме при наложении типового шунта 0,06 Ом
на концах обтекаемого и необтекаемого ответвлений. Если остаточное
напряжение на реле при наложении шунта на необтекаемом ответвлении
превышает остаточное напряжение на реле при наложении шунта на
обтекаемом ответвлении (релейный конец) более чем в 2 раза, то сты-
ковые соединители необтекаемого ответвления требуют дополнительной
проверки (электрической или путем простукивания) с целью выявле-
ния соединителя с завышенным переходным сопротивлением и приведе-
ния его к норме. Остаточное напряжение на реле при наложении шунта в
любом месте разветвленной рельсовой цепи не должно превышать 60 %
напряжения притяжения реле в импульсных рельсовых цепях постоян-
ного тока, 90 % напряжения отпадания реле в рельсовых цепях пере-
менного тока с реле ДСР и ДСШ, 60 % напряжения отпадения реле во
всех остальных типах рельсовых цепей.
Если путевое реле расположено на значительном удалении от рель-
совой цепи, то остаточное напряжение можно измерять непосредственно
на кабельных перемычках релейного конца или дроссельных перемыч-
ках. Допустимое значение остаточного напряжения должно быть заранее ‘
определено для каждой конкретной цепи с необтекаемыми ответвле-
ниями.
Нарушения в работе рельсовых цепей могут быть связаны не только
с рельсовой линией, но и с аппаратурой. Аппаратура, как правило, прове-
ряется в РТУ, исключение составляют дроссель-трансформаторы, кото-
рые необходимо проверять на месте установки. В дроссель-трансформа-
торах проверяют коэффициент трансформации и сопротивление изоля-
ции. Электрическую проверку коэффициента трансформации целесооб-
разно выполнять в случаях, когда рельсовые цепи не поддаются регули-
ровке в соответствии с регулировочной таблицей. Прежде чем приступать
к проверке, следует убедиться в соответствии монтажа релейного и пи-
тающего концов схеме, номиналов резисторов и конденсаторов, отсут-
ствии токов утечки, 'плохих контактов и в исправном состоянии изоля-
ции рельсовой цепи.
Фактически коэффициент трансформации дроссель-трансформаторов
релейного конца можно измерять без отключения его выводов. Для
этого следует измерить напряжение на дополнительной обмотке,
предварительно сняв крышку кабельной стойки, и напряжение U2 на
118
дроссельных перемычках. При этом коэффициент трансформации мож-
но считать соответствующим норме, если
U,
0,85и < < «>
где п — нормативный коэффициент трансформации по соответствующей нормали
рельсовых цепей.
Фактический коэффициент дроссель-трансформатора питающего
конца следует измерять с отключением одной из дроссельных перемы-
чек. При этом 0,85п < ^1/^2 1,15и. Дроссель-трансформаторы,
у которых при измерениях обнаруживалось несоответствие коэффициен-
та трансформации паспортным данным, подлежат замене.
На электрифицированных участках кратковременная ложная заня-
тость рельсовой цепи может быть вызвана поперечной или продольной
асимметрией рельсовой линии. Поперечная асимметрия или асимметрия
по изоляции обычно является следствием присоединения к одной из тя-
говых нитей заземлений контактных опор и других металлических
сооружений, в результате чего по этой тяговой нити протекает боль-
ший тяговый ток, чем по другой. Продольная асимметрия или асиммет-
рия по сопротивлению возникает чаще всего в результате отсутствия или
нарушения целости нескольких стыковых соединителей на одной иэ
рельсовых нитей, отчего сопротивление этой нити возрастает и по ней
протекает меньший тяговый ток, чем по другой нити. Оба вида асим-
метрии при электротяге переменного тока приводят к искажению им-
пульсов АЛСН, а при значительной разнице токов также и к поврежде-
нию аппаратуры рельсовой цепи. При завышенной асимметрии путевое
реле двухниточной рельсовой цепи на участках с тягой постоянного тока
может отпустить якорь (или не притянуть) из-за уменьшения сопротив-
ления дроссель-трансформатора переменному току вследствие подмаг-
ничивания постоянным током. Такое подмагничивание возникает в
случае, когда постоянные токи, протекающие по каждой из полуобмо-
ток дроссель-трансформатора, не одинаковы по значению.
Асимметрия по току в рельсовых цепях определяется с помощью
коэффициента асимметрии, %:
где ^2 - Ток В Рельсовых НИТЯХ.
Коэффициент асимметрии не должен превышать 12 % при тяге по-
стоянного тока и 4 % при тяге переменного тока. Для измерения асим-
метрии при тяге переменного тока используют токоизмерительные кле-
114
щи Ц-90, которыми охватываются дроссельные перемычки. На участках
с тягой постоянного тока измеряют падение напряжения постоянного
тока на обеих полуобмотках дроссель-трансформаторов (17 , (?2). Коэф-
фициент асимметрии, %:
К = U2-
а +
100.
Измерять можно любым вольтметром, имеющим предел измере-
ния 75 мВ (Ц4380, Ц56 и др.). На участках, где тяговая нагрузка резко
меняется во времени (особенно на пригородных участках с частыми
остановками), приходится пользоваться двумя одинаковыми прибора-
ми, которые одновременно подключаются каждый к своей полуобмотке.
Как показывает опыт эксплуатации, в подавляющем большинстве
случаев асимметрия оказывается продольного характера. Поэтому сразу
после того, как определено, что коэффициент асимметрии оказался вы-
ше нормы, следует проверить стыковые соединители одним из вышеука-
занных способов.
Особо тщательно следует следить за фактической асимметрией в
рельсовых цепях на участках с электротягой переменного тока. Появле-
ние асимметрии в таких цепях при достижении определенного значения
может оказывать не только мешающее, но и опасное влияние на путевые
реле из-за появления помех тягового тока.
Напряжение помех переменного тягового тока в рельсовых цепях
определяют, измеряя напряжение на рельсах релейного конца каждой
одно- и двухниточной рельсовой цепи.
Напряжение помехи тягового тока на рельсах релейного конца не
должно превышать 2,5 В для двухниточной рельсовой цепи с числом
дроссель-трансформаторов два и более, 5 В для рельсовой цепи с одним
дроссель-трансформатором и 15 В для однониточной рельсовой цепи.
В разветвленных рельсовых цепях измерения выполняют на каждом
из релейных концов, имеющем выход тягового тока, любым вольтмет-
ром выпрямительной системы в период максимальной тяговой нагрузки
на участке, а при консольном питании контактной сети в период, когда
тяговая нагрузка и подстанция расположены по разные стороны измеряе-
мой рельсовой цепи.
Напряжение помех в двухниточных рельсовых цепях измеряют при
свободной рельсовой цепи. Если при этом показание прибора, фикси-
рующего в данном случае суммарное напряжение, создаваемое сигналь-
ным током 25 Гц и тяговым током 50 Гц, окажется выше нормы, то сле-
дует измерения повторить, зашунтировав при этом пйтающий конец из-
меряемой рельсовой цепи.
В качестве шунта можно воспользоваться проходящим поездом,
однако при этом показание прибора следует отсчитывать в момент вступ-
120
Рис. 38. Схема измерения асимметрии
переменного тягового тока
пения поезда на питающий конец измеряемой рельсовой цепи или в мо-
мент освобождения его поездом. Напряжение помехи тягового тока в
однониточной рельсовой цепи следует измерять только при шунте на пи-
тающем конце.
При обнаружении рельсовых цепей, на которых напряжение помех
тягового тока превышает приведенные выше нормативные значения, до-
полнительно проверяют асимметрию тягового тока, выясняют ее харак-
тер и осуществляют меры по приведению ее к норме.
Асимметрию переменного тягового тока можно измерять прибором,
разработанным на Одесской дороге (рис. 38). Две катушки накладыва-
ют на две крайние шины одного и того же дроссель-трансформатора. При
встречном включении катушек результирующий ток представляет со-
бой ток асимметрии, который протекает через резистор R1 (510 Ом)
илиR2 (51 Ом).
Падение напряжения на резисторе измеряется детекторным милли-
вольтметром. Переключатель П2 служит для измерения пределов изме-
рения. С помощью трехпозиционного переключателя П1 можно подклю-
чать в измерительную цепь каждую из катушек в отдельности и таким
образом измерять ток в каждом из рельсов. В схеме моста резисто-
ры R3, R4 — 300 Ом, диоды — Д2А, резистор R5 — 560 Ом.
24. КОРОТКОЕ ЗАМЫКАНИЕ ИЛИ ПОНИЖЕНИЕ
СОПРОТИВЛЕНИЯ ИЗОЛЯЦИИ
Понижение сопротивления изоляции рельсовой линии является
причиной большей части отказов рельсовой цепи. Наиболее массовым
явлением остается повреждение изоляции на стрелках и в изолирующих
стыках. Нарушение изоляции в изолирующем стыке происходит из-за
нарушения торцовой изоляции при сгоне стыка в жаркую погоду и из-за
разрушения боковой фибры, продавливания втулок и шайб.
12Т
Многолетний опыт эксплуатации изолирующих стыков показал, что
они имеют ограниченный срок службы, особенно в условиях интенсивно-
сти движения. Если принять, что изолирующий стык в среднем выдержи-
вает суммарную нагрузку от прохода поездов общим весом А млн. т,
то средний срок службы изолирующего стыка Т , установленного на
однопутном перегоне, приближенно может быть определен по формуле
CD ’
2(РП Лп +РТ NT )365
' ср ср ср ср'
где - средняя весовая норма на участке соответственно для пассажир-
ских и грузовых поездов, т; , Лт - среднее число пар поездов в сутки соот-
ср ср
ветственно пассажирских и грузовых.
Такой оценкой не учитываются скорость поездов, климатические
особенности участка, качество содержания пути (подбивка стыковых
шпал и др.), а также соблюдение технологии при сборке изолирующего
стыка. Последний фактор оказывает особенно большое влияние на срок
службы стыка. Наиболее характерные нарушения технологии установки
изолирующего стыка заключаются в том, что при большом зазоре в сты-
ке отверстия в накладках не совпадают полностью с отверстиями в рель-
се, при этом болт нередко загоняется кувалдой и изоляция, естественно,
нарушается.
Пониженное сопротивление изоляции рельсовых цепей вызывается
также загрязненным балластом или гнилыми шпалами и проявляется бо-
лее сильно в сырую погоду.
Кратковременное замыкание рельсовых цепей посторонними пред-
метами обычно связано с производственной деятельностью электромон-
теров пути и наблюдается чаще всего при выполнении ими таких произ-
водственных операций, как замена рельсов (замыкание снимаемым или
устанавливаемым рельсом), разгонка изолирующего стыка (замыкается
разгоняемый стык), замена стрелочного перевода, проезд дефектоскоп-
ной тележки с неисправной изоляцией, проезд по изолирующему стыку
модерона с малой скоростью (замыкание происходит на электрифициро-
ванном участке или на внутреннем стыке стрелочной секции), работа пу-
тейских электроагрегатов с неисправной изоляцией проводов, замена
шпал и перешивка пути (замыкание инструментом).
Кратковременные замыкания рельсовой цепи работниками пути не
требуют для своего обнаружения специальных методов поиска или соот-
ветствующих приборов, трудность заключается только в том, чтобы ли-
цо, производившее ту или иную работу, само подтвердило факт замыка-
ния с тем, чтобы причина была окончательно выяснена.
122
При коротких замыканиях, носящих постоянный или периодиче-
ский характер, отыскание точного места замыкания может представлять
значительные трудности, особенно в разветвленных рельсовых цепях.
Для того, чтобы определить место замыкания, пользуются вольтметром
или амперметром на низких пределах измерения, при этом релейная на-
грузка должна быть отключена. Выполнив ряд последовательных измере-
ний (рис. 39), можно установить с высокой точностью то место в рель-
совой цепи, где напряжение перестает уменьшаться. Оно и будет опреде-
лять место короткого замыкания. Погрешность такого метода зависит
от чувствительности измерительного прибора, состояния балласта вдоль
всей длины рельсовой цепи и точности проводимых измерений.
Отыскание места короткого замыкания в рельсовой цепи значитель-
но упрощается при пользовании индукционной катушкой. Большое рас-
пространение получили короткоискатели с индукционной катушкой
типа ИРЦ-58, разработанные КБ ЦШ, а также многочисленные варианты
этих приборов, изготовляемые непосредственно дистанциями. Одна из
наиболее удачных рационализаторских конструкций короткоискателя —
прибор, выполненный в виде трубки с головным телефоном, причем
катушка, усилитель и источник питания размещены в самой трубке.
Наряду с приборами, в которые входит усилитель, можно применять
и катушку без усилителя с чувствительным стрелочным индикатором
(рис. 40). Отсутствие усилителя позволяет обходиться без источника
питания, но зато чувствительность прибора значительно снижается. Ин-
дукционная катушка (число витков 24 000), накладываемая на рельс,
дает возможность проверить, протекает литок по рельсу, изолирующему
стыку, гарнитуре стрелки и т. д. Так проверяется цепь переменного тока
или импульсная цепь постоянного тока. Чтобы проверить цепь непрерыв-
ного постоянного тока, рекомендуется временно отключить аккумуля-
Рис. 39. Поиск места короткого замыкания с помощью вольтметра
123
Рис. 40. Схема простейшего короткоискателя
тор, при этом вследствие пульсации выпрямленного тока от БАК в ка-
тушке будет наводиться э.д.с.
Индикатор отыскания повреждения рельсовых цепей ИО-1 дает воз-
можность проверять рельсовую цепь, используя головной телефон или
выносной милливольтметр (Ц4380, Ц56/1). Схема индикатора практиче-
ски та же, что и в приборе, первоначально разработанном КБ ЦШ- Боль-
шая чувствительность достигается благодаря увеличению напряжения
питания (до 3,7—4,5 В) и применению высокоомного телефонного кап-
сюля вместо встроенного стрелочного индикатора. Прибор ИО-1 выпол-
нен в виде трубки с рукояткой и дополнительно снабжен контрольной
лампой, с помощью которой определяется место полного обрыва рельсо-
вой цепи.
На Алма-Атинской дороге применяют индикатор короткого замы-
кания вместо индикатора ИРЦ-68, имеющего ряд существенных недо-
статков: малую чувствительность (при токе в рельсах 2 А показания ин-
дикатора составляют всего 0,2 мА; вся шкала 5 мА); зависимость
чувствительности от температуры окружающей среды; отсутствие из-
бирательности по отношению к частоте 25 Гц, что делает его непригод-
ным для применения на участках железной дороги; оборудованных
электротягой переменного тока.
В разработанном индикаторе чувствительность увеличена благодаря
применению большего числа каскадов усиления (при токе в рельсах 2 А
показания индикатора 3,6 мА), а применение кремниевых транзисторов
с различной проводимостью и каскадов усиления с отрицательной обрат-
ной связью и непосредственным включением позволило применять ин-
дикатор в широком диапазоне температур. Высокая избирательность
достигнута благодаря усовершенствованию приемной катушки и вклю-
чению между каскадами усилителя двух Т-образных фильтров, настроен-
ных на частоту подавления 50 Гц. Таким образом, при тяговом токе в
рельсах 100 А показания индикатора составляют всего 0,6 мА. В схему
индикатора введен резистор, изменением сопротивления которого мож-
но менять положение рабочей точки на входной характеристике первого
транзистора. Это позволяет увеличить чувствительность индикатора при
более низкой температуре окружающей среды или уменьшить ее, ком-
пенсируя уровень помех, регистрируемых микроамперметром. Конст-
руктивно такой индикатор выполнен в корпусе индикатора ИРЦ-68 с
124
использованием тех же микроамперметра, источника питания и пере-
ключателя. Полностью переделывают печатную плату, добавляют рези-
стор с переменным сопротивлением. Индикаторы изготавливают для
участков железных дорог с автономной тягой и электротягой перемен-
ного тока.
Чтобы проверить изоляцию на коротких (стрелочных) рельсовых
цепях, требуется проводить измерения на более высоких частотах, при
этом изолирующие стыки, расположенные вблизи места измерения, не
влияют на результаты.
Так, на Алма-Атинской дороге применяют индикатор, позволяющий
обнаружить частичный или полный пробой изоляции между элементами
изолирующих стыков. Действие его основано на измерении падения на-
пряжения на испытуемом участке изолирующего стыка, через который
пропускается ток высокой частоты (20 — 25 кГц).
Использование тока высокой частоты исключает влияние индикатора
на работу рельсовых цепей, делает его пригодным для рельсовых цепей
с различными токами питания. Прибор состоит из задающего генератора,
собранного на интегральной микросхеме К155ЛАЗ; усилителя мощно-
сти; узла индикации, включающего в себя резонансный усилитель с боль-
шим затуханием на частоте 50 Гц и его гармонических составляющих;
микроамперметра. Шкала микроамперметра разделена на секторы
”В норме” — ”Не в норме”.
Перед пользованием индикатор калибруют с помощью резистора с
переменным сопротивлением установкой стрелки микроамперметра на
конечную отметку шкалы, при этом измеряют сопротивление калибро-
вочного резистора, встроенного внутри индикатора. К испытательному
участку изолирующего стыка индикатор подключают с помощью корот-
ких проводов сечением не менее 0,75 мм2, заканчивающихся заострен-
ными наконечниками. Все устройство вместе с батареей 3336Л размеще-
но в корпусе индикатора ИРЦ-68. При этом сопротивление балласта из-
меряется по схеме, приведенной на рис. 41, и определяется как /?б =
= Д/401, где Д — показание прибора в омах.
Для измерения сопротивления изоляции рельсовой цепи широко
применяется разработанный КБ ЦШ прибор ИСБ-1 (рис. 42), использую-
щий частоту 5 кГц. Прибор дает возможность без выключения рельсо-
вой цепи проверить ее изоляцию, если расстояние между изолирующи-
ми стыками не менее 200 м.
Широкое распространение рельсовых цепей на частоте 25 Гц вызвало
необходимость модернизации существующих короткоискателей и созда-
ния новых конструкций и схем. Наиболее простой способ использования
существующего короткоискателя в рельсовой цепи переменного тока
любой частоты предложен на Северо-Кавказской дороге и заключается в
преобразовании непрерывного сигнального тока рельсовой цепи в им-
пульсный. Для этой цели в цепь первичной обмотки путевого трансфор-
матора вместо предохранителя включается на время отыскания коротко-
125
Рис. 41. Схема изме-
рительного прибо-
ра ИСБ-1
го замыкания стартер от люминесцентной лампы, конструктивно выпол-
ненный на базе стандартного бананового предохранителя.
Чувствительность короткоискателя при импульсном питании рельсо-
вой цепи значительно возрастает и практически не зависит ни от частоты
сигнального тока, ни от напряжения помех тягового тока.
При отыскании повреждений рельсовой цепи и в процессе профилак-
тики наибольшие затраты времени приходятся на определение нарушен-
ной изоляции на стрелке и в стыке. В своей практике электромеханики
применяют много разнообразных методов этой проверки. Целесообраз-
но рассмотреть эти методы с точки зрения их эффективности. Наиболее
широко распространены методы проверки, цель которых установить
является ли проверяемый изолирующий стык причиной ложной занятос-
ти рельсовой цепи. При этом следует иметь в виду, что ложная занятость
при пробое одного изолирующего стыка может наступить только в том
случае, когда этот стык является внутренним стыком разветвленной
рельсовой цепи или же разграничивает две любые рельсовые цепи элек-
трифицированного участка. Максимальное сопротивление изолирующе-
го стыка, при котором наступает ложная занятость, может колебаться
от десятых долей ома до нескольких омов в зависимости от типа рельсо-
вой цеди, ее регулировки, состояния балласта, места расположения сты-
ка и т. д.
Наиболее простой способ определения неисправного стыка — изме-
рение падения напряжения на нем вольтметром. Полное отсутствие от-
клонения стрелки вольтметра на шкале 0,3 В почти всегда свидетельст-
вует о пробое стыка, однако небольшое отклонение стрелки вовсе не
Рис. 42. Схема измерения сопротивления
изоляции в рельсовой цепи на частоте
20 кГц
126
Рис. 43. Схема проверки исправности
изолирующего стыка с дроссель-транс-
форматор ом
Рис. 44. Схема определения исправности
изолирующего стыка
означает, что стык исправен, так как при определенных условиях пере-
ходное сопротивление в стыке даже менее 1 Ом может создавать значи-
тельное падение напряжения. Поэтому такой способ проверки часто вво-
дит электромеханика в заблуждение и не может быть рекомендован для
применения.
При электротяге постоянного тока проверка изолирующего стыка,
по обе стороны которого подключены обмотки дроссель-трансформато-
ров, может проводиться сравнением напряжения переменного тока на
двух полуобмотках любого из дроссель-трансформаторов (рис. 43).
Если сопротивление стыка понизится до 1 Ом или еще ниже, то напря-
жение l/j будет меньше, чем (72, по крайней мере, на 10—20 %: при
полном пробое стыка — соответственно на 50 % и более. Напряжение на
полуобмотке дроссель-трансформатора, примыкающей к неисправному
стыку, уменьшается от того, что параллельно ей подключается полуоб-
мотка второго дроссель-трансформатора, а также в связи с протеканием
по ней части тока в противофазе от соседней рельсовой цепи.
В тех случаях, когда пробой одного изолирующего стыка не приво-
дит к ложной занятости рельсовой цепи (стыки, разделяющие рельсовые
цепи на неэлектрифицированном участке), неисправный стык можно
определять по схеме, приведенной на рис. 44. Для этого вольтметр под-
ключают между цепями рельсов и кратковременно соединяют рельсы
по диагонали. Если в момент наложения перемычки показание вольтмет-
ра уменьшается, то это свидетельствует о неисправности стыка 1. Для
проверки стыка 2 перемычку накладывают по другой диагонали.
Обычно таким способом можно выявить стык с сопротивлением не
выше 3—5 Ом. При достаточно высоком сопротивлении балласта так
можно выявить и стык со значительно большим сопротивлением, но для
этого надо отключить нагрузку релейного конца.
Хорошие результаты дает способ проверки исправности стыка, ис-
пользуя упоминавшуюся выше индукционную катушку.
В тех случаях, когда стык проверяется при отыскании самоустранив-
шегося повреждения (перемежающийся отказ) или в порядке профилак-
тики, описанные выше методы не дают положительного эффекта, так
как в зтих случаях переходное сопротивление стыка измеряется не деся-
127
тыми долями ома, а единицами, десятками омов и выше. Поэтому задача
заключается в том, чтобы не только проверить годность стыка, но и из-
мерить его фактическое сопротивление. Наиболее простой метод измере-
ния сопротивления изолирующего стыка — это измерение на постоянном
токе по методу вольтметра-амперметра (рис. 45, а). Обычно пользуются
источником питания с напряжением, превышающим напряжение рельсо-
вой цепи более чем в 10 раз. Сопротивление стыка определяется по фор-
муле
7? = ЯП(-^------1),
ст 0 j
ст
где — сопротивление магазина сопротивлений; ZR, Z^ - показание ампермет-
ра соответственно принажатой и ненажатой кнопке.
Вместо батареи с амперметром можно применять также и омметр
с внешней батареей.
Несмотря на свою простоту, такой способ измерения нашел ограни-
ченное применение, так как результаты измерений полностью зависят
от сопротивления балласта. Кроме того, он применим только на участках
с электротягой и для измерения внутренних стыков на стрелочных сек-
циях. К тому же такой способ измерения может вызвать сбои в работе
рельсовых цепей постоянного тока.
Влияние сопротивления балласта сказывается значительно меньше,
если проводить измерение на переменном токе повышенной частоты.
С этой целью для измерения сопротивления изолирующих стыков можно
использовать прибор ИСБ-1 на частоте 5 кГц или прибор, разработанный
на Прибалтийской дороге, с частотой 20 кГц (см. рис. 42).
Для полного исключения влияния сопротивления балласта на резуль-
таты измерения КБ ЦШ предложило схему (рис. 45, б), в которой ис-
пользован принцип непосредственного измерения падения напряжения
на стыке и индуктивного измерения тока, протекающего через стык.
В магнитопроводе, накладываемом на рельс, создаются два противодей-
ствующих магнитных потока: Ф1 — непосредственно оттока / , проте-
кающего через стыки, и Ф2 — от тока, ответвляющегося в измеритель-
ную катушку, пропорционального напряжению на стыке I/ и обратно
пропорционального переменному сопротивлению RQ. В процессе изме-
рения добиваются взаимного равенства этих магнитных потоков с по-
мощью магазина сопротивления 7?0, что фиксируется установкой стрел-
ки прибора на минимальной отметке. При этом Ф , = I , Ф2 =
= Я'„ —“—, но так как Ф . = Ф„, a U = I R , то I = I , м,
2 г, 1 2 ст ст ст ст 2 ст
й0 К
следовательно, /?ст = — RQ. В приведенных выше формулах:
7?гт - сопротивление стыка; и К2 — коэффициенты, характери-
зующие конкретные измерительные катушки.
128
Рис. 45. Схемы измерения со-
противления изолирующего сты-
ка (рельсовая цепь показана се
эквивалентной схемой)
Таким образом, переменное сопротивление 7?0 можно отградуиро-
вать непосредственно в единицах сопротивления изолирующего стыка.
Описанная измерительная схема КБ ЦШ достаточно проста и не требует
источников питания, однако ее применение возможно только для изме-
рения сопротивления стыков на участках с электротягой или внутрен-
них стыков стрелочных секций.
Универсальная измерительная схема (рис. 45, в) пригодна для изме-
рения сопротивления любых изолирующих стыков. В схеме применяет-
ся генератор звуковой частоты с мощным выходом, который способен
сохранять постоянство напряжения на выходе при нагрузке не ме-
нее 10 Ом; приемник, включающий в себя катушку индуктивности, по-
лосовой фильтр, усилитель и измерительный прибор. Шкала прибора мо-
129
nt
H4
Рис. 46. Схема проверки сопротивления
изоляции "рельс-накладка”
жет быть отградуирована непосредственно в омах, исходя из соотно-
шений:
U=K, ; R = U /I .откуда R = KU /Un,
О 1 ст ст' ст J ст г' О
ст
где - показание прибора; К - коэффициент пропорциональности; =
= Ur~ напряжение генератора ({7. = const).
Опыт эксплуатации рельсовых цепей показывает, что наиболее ха-
рактерным отказом изолирующего стыка с металлическими накладками
является нарушение боковой изоляции или изоляции в болтах накладок
(шайбы, втулки). Поэтому в последнее время состояние изолирующих
стыков контролируется главным образом осуществлением измерения
’’рельс-накладка”. Описанные выше способы измерения сопротивления
всего изолирующего стыка целесообразно применять при аналогичных
измерениях изоляции в стяжной полосе или в других местах, где пре-
дусмотрена только односторонняя изоляция.
Для измерения переходного сопротивления ’ рельс-накладка могут
быть использованы те приборы и измерительные схемы из описанных вы-
ше, у которых предусмотрен автономный источник питания. Сюда от-
носятся омметр с внешней батареей, прибор ИСВ-1, измерительные схе-
мы, приведенные на рис. 44. Для этой же цели иногда применяют мега-
омметры Ml 10-1М. Чтобы оценить состояние изоляции ’’рельс-наклад-
ка”, можно использовать тот же метод, что применяется при проверке
изоляции всего стыка целиком, т. е. с фиксацией изменения напряжения
между рельсовыми нитями в момент соединения накладки с противопо-
ложным рельсом (рис. 46).
На Юго-Западной дороге предложен способ выявления сообщения
’’рельс— накладка” в динамическом режиме при проходе колесной пары
по изолирующему стыку. Для этой цели изготовлен прибор (рис. 47),
действие которого основано на применении реле датчика Р (типа РП7).
Ток срабатывания устанавливается исходя из заданного нормативного
значения сопротивления ’’рельс—накладка”. В случае понижения сопро-
тивления между рельсом и накладкой в момент прохода поезда реле сра- 1
батывает по обмотке 1-2 и блокируется по обмотке 3-4, включая конт-
рольную лампу (2,5 В, 0,15 А). В связи с большими затратами времени
на ожидание поезда профилактическая проверка стыков на односторон-
130
Рис. 47. Схема проверки сопротивления изоляции ’’рельс-накладка” при
проходе поезда
Л средней точке ДТ
. К накладке
изолирующего стыка
нее сообщение с помощью такого прибора, очевидно, нецелесообразна.
Однако при отыскании зафиксированного перемежающегося отказа ди-
намический метод контроля может применяться для выявления точного
места перемежающегося сообщения. В схеме на рис. 48 R1 - 2,7 кОм,
R2 — 2 кОм, R3 — 100 Ом, С— 100 мкФ.
Изоляцию всех накладок по отношению к рельсам можно проверить,
проводя измерения в соответствии с табл. 18. Аналогично проверяется
изоляция стрелочной гарнитуры, при этом перемычки накладывают по-
очередно ’’гарнитура-левый рельс’’ и ’’гарнитура—правый рельс', а вольт-
метр постоянно включен между рельсовыми нитями. Сопротивление
’’рельс-накладка” также можно измерить вольтметром без специального
источника питания. Для этого на каждом стыке выполняют пять изме-
рений (рис. 48, а), а соответствующие сопротивления рассчитывают по
формулам:
и- ♦ tpp и- + ^.р
RXl-l ~ Гп ’ fixi-2_rn
Vl-2 Vl-1
Таблица 18
Измеряе- мое сопро- тивление Точки под- ключения вольтметра Подклю- чение пе- ремычки Измеряе- мое сопро- тивление Точки под- ключения вольтметра Подклю- чение пе- ремычки
HI ~ РЗ Н1-Р4 Н2-Р1 Р1-Р2 Н2-Р2
Н2~ РЗ РЗ - Р4 Н2-Р4 НЗ-Р2 НЗ-Р1
НЗ - Р4 НЗ- РЗ Н4-Р2 Н4 - Р1
Н4 - Р4 Н4-РЗ
HI - PI Н1-Р2
131
U- (U + U2.2) U {U2-l + и2-2}
W'n---------------„----------’ Кх2.2= Гп----------------------
U2-2 Х 2 2 V
Чтобы иметь возможность определить сопротивление, измеряемое
десятками, сотнями и тысячами омов, внутреннее сопротивление вольт-
метра удобно принимать равным 100 Ом (резистор сопротивлением
100 Ом включается параллельно вольтметру). При этом с достаточной
точностью можно пользоваться любым вольтметром, в частности Ц4380
на любой шкале, кроме шкалы 0,3 В. Такой способ может применяться
для измерения переходного сопротивления "рельс—накладка” во всех
изолирующих стыках на электрифицированном участке или же во внут-
ренних стыках стрелочных секций неэлектрифицированных участков.
Для того чтобы пользоваться этим способом на стыках, разделяю-
щих рельсовые цепи неэлектрифицированного участка, следует противо-
положный стык дополнительно зашунтировать резистором 7?ш сопро-
тивлением около 10 Ом (рис. 48, б). Точно таким же методом, трижды
измерив, можно определить сопротивление изоляции гарнитуры стрел-
ки, выполнив расчет по формулам:
U- (Ui + U2) и- + t/2)
где R , R - сопротивление изоляции гарнитуры соответственно по отношению
к левом'у и левому рельсам; г - внутреннее сопротивление вольтметра с парал-
лельным сопротивлением; U - напряжение между нитями рельсов; 17^ - па-
дение напряжения соответственно между гарнитурой и левым рельсом и гарниту-
рой и правым рельсом.
Рис. 48. Схемы измерения сопротивления изоляции ’’репье—накладка” на электри-
фицированном (о) и неэлектрифицированном (б) участках
132
Рис. 49. Распределение
значений сопротивления
односторонней изоляции
В результате проведенных таким образом измерений на Прибалтий-
ской дороге были получены распределения значений сопротивления од-
носторонней изоляции стрелочной гарнитуры (рис. 49, кривая 7) и одно-
сторонней изоляции ’’рельс -накладка” (кривая 2) изолирующего сты-
ка. Как видно из приведенных кривых, сопротивление изоляции стрелоч-
ной гарнитуры в сухую погоду в основном составляет 0,1—2 кОм, а од-
носторонней изоляции накладки изолирующего стыка может достигать
100 кОм, хотя у 15 % накладок эта величина не превышает 1 кОм,
а у 7 % всех измеренных накладок — 0,2 кОм. Измерения проводились
при температуре окружающей среды плюс 20 ° С.
Значительно устойчивее работают уложенные в пути клееболтовые
стыки. При соблюдении технологии их изготовления и установки клее-
болтовые стыки в течение пяти и более лет обеспечивают нормативные
значения сопротивления изоляции. При электрической проверке клее-
болтовых стыков следует иметь в виду, что у них накладки не изолиро-
ваны от болтов и поэтому имеют постоянное сообщение между собой.
При измерении сопротивления ’’рельс—накладка в клееболтовом стыке
достаточно выполнить два измерения вместо четырех: любая из двух на-
кладок с каждым из рельсов.
Надежность работы обычного изолирующего стыка может быть
доведена до уровня клееболтового заменой стандартной фибровой или
капроновой изоляции на изоляцию из стеклотекстолита.
Опыт Прибалтийской дороги показал, что изолирующие шайбы и
торцевые прокладки из стеклотекстолита не подвержены деформации и
практически не требуют замены. Стеклотекстолит легко поддается об-
работке штамповкой и в отличие от фибровой изоляции выдерживает
большие нагрузки, не высыхает с повышением температуры и не подвер-
жен воздействию влаги. Поскольку изолирующие прокладки из стекло-
текстолита не изменяются в объеме с изменением атмосферных условий,
133
исключаются случаи понижения сопротивления изоляционной проклад-
ки, что предохраняет стыки от короткого замыкания из-за сгона рельсов
и скапливания металлических опилок или стружки между торцами
рельсов.
Предел прочности стеклотекстолита — 52 кг/мм2, в то время как
для капрона он составляет 35 кг/мм2, а для фибры — 10,5 кг/мм^,.
Причиной заниженного сопротивления изоляции в рельсовых цепях
может оказаться группа шпал или даже отдельная шпала. Применяемые
методы электрической проверки деревянных шпал сводятся к измене-
нию сопротивления половины шпалы, используя омметр, миллиампер-
метр с источником питания, мегаомметр. Один конец измерительного
прибора подключают к рельсу, а другой — к шпале с помощью остроза-
точенного металлического щупа, который забивают в шпалу на глуби-
ну 3-4 см.
На ряде дистанций для измерения сопротивления деревянных шпал
используют прибор ИСБ-1, схема которого подвергается изменению в
соответствии с рис. 50. Благодаря введению резистора Ядо = 2 кОм
расширяется предел измерений прибора. Резистором Я =°Г кОм осу-
ществляется калибровка прибора (по шкале 1000 Ом). Утолщенными
линиями показан дополнительный монтаж, а крестиками — упраздняе-
мый. Резистор R10 — 10 Ом, R11 - 1 Ом.
На сети дорог все большее распространение находят железобетонные
шпалы (рис. 51). Исправное состояние шпалы обеспечивается при отсут-
ствии касания между ее арматурой, электрически соединенной с заклад-
ными болтами 1 и 4, и рельсами, электрически соединенными с клем-
мными болтами 2 и 3-
Эксплуатация рельсовых цепей на участках с железобетонными
шпалами показала, что их изоляция в основном снижается из-за большой
утечки сигнального тока через неисправную арматуру крепления шпалы.
Основными причинами потери изоляции в арматуре крепления шпалы
являются касание стопорной шайбы закладного болта с зажимом клем-
много болта, стирание резиновой прокладки, выкрашивание изолирую-
Рис. 50. Схема мо-
дернизации прибора
ИСБ-1 для измере-
ния сопротивления
деревянных шпал
134
Рис. 51. Электриче-
ская схема железо-
бетонной шпалы
щей втулки закладного болта, забивка пространства между болтами бал-
ластной пылью, грязью, мазутом.
На Южно-Уральской дороге железобетонные шпалы с пониженным
сопротивлением изоляции определяют, используя измеритель сопротив-
ления балласта ИСБ-1, переносной вольтметр или индикатор тока в рель-
совых цепях. Прибором ИСБ-1 с конца рельсовой цепи и далее через 80—
100 м измеряется сопротивление изоляции отдельных участков. По по-
лученным результатам выбирают участок с меныпим сопротивлением
балласта, на котором проверяют изоляцию каждой шпалы: вольтметром
измеряют напряжение между рельсами, а затем - между каждым заклад-
ным болтом и противоположным ему рельсом. Если при этом напряже-
ния на участках ’’рельс-рельс” и ’’рельс-закладной болт ” будут равны,
то зто значит, что между рельсом и шпалой изоляция нарушена.
Односторонний пробой изоляции может быть найден индикатором
тока рельсовой цепи. В этом случае после определения прибором ИСБ-1
худшего по изоляции участка поочередно на каждую шпалу устанавли-
вают индикатор и попеременно замыкают болты: первый со вторым и
третий с четвертым (нумерация по схеме рис. 52). При одностороннем
пробое левой изоляции индикатор отметит протекание по шпале тока,
когда искусственно замкнуты клеммный и закладной болты правого
крепления железобетонной шпалы.
Шпалы с двусторонним пробоем изоляции, когда оба рельса имеют
контакт с арматурой шпалы, определяют одним типовым индикатором
тока рельсовой цепи. В этом случае индикатор ставят на рельс через каж-
Рис. 52. Схема прибора
для выявления места
утечки тока рельсовой .
цепи
135
дые 10—20 м. Резкое изменение его показания указывает, что на этом
отрезке рельсовой цепи находится дефектная шпала. Затем индикатор
ставят на рельс в каждом шпальном ящике и по резкому изменению по-
казания его стрелки уточняют место короткого замыкания.
С целью механизации процесса выявления железобетонных шпал
с пониженной изоляцией ХИИТом совместно с дорожной лабораторией
Юго-Западной дороги разработана и изготовлена специальная измери-
тельная тележка, с помощью которой можно выявлять места сосредото-
ченной утечки сигнального тока в рельсовой цепи, фиксировать деревян-
ные и железобетонные шпалы с пониженной изоляцией, измерять сопро-
тивление заземлителей, присоединенных к рельсу.
Действие прибора основано на измерении разности токов в рельсе
до и после места утечки. Прибор содержит генератор (рис. 52) на 22 кГц
и селективный приемник П, настроенный на ту же частоту. Под дей-
ствием генератора в рельсах протекает ток, который измеряется с по-
мощью измерительных катушек приемника. При наличии между ними
сосредоточенной утечки (неисправная шпала, заземлитель) значения на-
водимых в катушках э.д.с. будут соответственно отличаться, баланс
приемника нарушится, и стрелка индикатора, проградуированного в
омах, покажет сопротивление в цепи сосредоточенной утечки, оказав-
шейся между двумя катушками. При отсутствии тока утечки стрелка ин-
дикатора не отклоняется.
25. РЕГУЛИРОВКА И ИЗМЕРЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ
РЕЛЬСОВЫХ ЦЕПЕЙ
Устойчивость работы рельсовой цепи в значительной степени зависит
от ее регулировки, которая осуществляется в соответствии с регулиро-
вочной таблицей. Оптимальная регулировка рельсовых цепей затруд-
няется несовершенством регулировочных таблиц, входящих в состав
действующих нормалей. Таблицы рассчитываются на нормативное значе-
ние минимального сопротивления балласта 1 Ом • км, в то время как в
эксплуатации находится большое число рельсовых цепей с минимальным
сопротивлением балласта 1-0,5 Ом*км и даже 0,2 Ом»км. При таком
балласте фактическое изменение напряжения на путевых реле при коле-
баниях влажности значительно превышает пределы, допускаемые табли-
цами. Фактически зти рельсовые цепи должны постоянно подвергаться
перерегулировке. Ряд работников железных дорог, а также ученые
УО ВНИИЖТа и МИИТа считают целесообразным ввести дифференциро-
ванные регулировочные таблицы, исходя из фактического минимального
сопротивления балласта. При этом существующая норма 1 Ом-км долж-
на быть сохранена для рельсовых цепей предельной длины, а рельсовые
цепи меньшей длины могут регулироваться соответственно по таблице,
базирующейся на более низком минимальном сопротивлении балласта.
136
Такой принцип расчета регулировочных таблиц позволяет значитель-
но улучшить работу в первую очередь станционных рельсовых цепей в
нормальном режиме без ослабления требований к шунтовому и конт-
рольному режимам.
К недостаткам существующих регулировочных таблиц относится
также отсутствие в них дифференцированных норм напряжения на путе-
вых реле при колебаниях напряжения сети. В то же время расчетное на-
пряжение на путевом реле в нормальном режиме получено исходя из
минимального напряжения (207 В), а допустимое напряжение на реле
при шунте, исходя из максимального напряжения (242 В), что дает воз-
можность дифференцировать регулировочные таблицы по фактическому
напряжению сети в момент регулировки. Опыт использования таких
таблиц на Горьковской и других дорогах показал их эффективность.
Институтом ’’Гипротранссигналсвязь” составлены нормали для
вновь разработанных и эксплуатируемых рельсовых цепей, в которых
нормировано предельное значение напряжения на питающем конце рель-
совой цепи, а напряжение на реле дифференцируется из фактического
напряжения сети (207, 230,242 В) и фактического минимального сопро-
тивления балласта: например, 0,2 Ом-км при длине до 200 м, 0,5 Ом км
при длине 1200 м и т. д. Широкое применение дифференцированных ре-
гулировочных таблиц позволит в значительной степени повысить устой-
чивость работы рельсовых цепей и упростить их обслуживание.
В фазочувствительных рельсовых цепях 25 Гц для защиты от мешаю-
щего влияния тягового тока используют однозвенный фильтр ЗБ-ДСШ,
имеющий невысокую избирательность. Такой избирательности вполне
достаточно для обеспечения устойчивой работы рельсовой цепи. Однако
при измерении напряжения на путевых реле обычными вольтметрами
Ц4616 и другими возникает погрешность из-за влияния гармоник тяго-
вого тока. Практика показывает, что эта погрешность особенно значи-
тельна на станциях, расположенных в районах тяговых подстанций и
в зонах с низкой проводимостью грунта и может достигать 20—30 %.
Широко использовать селективные электронные вольтметры В6-9
невозможно из-за их высокой стоимости и сложности измерения.
Разработанное на Горьковской дороге селективное устройство по-
зволяет устранить погрешность, вносимую влиянием тягового тока, на
результаты измерений напряжения на реле ДСШ-13. Это устройство
представляет собой эмиттерный повторитель на двух транзисторах,
имеющий входное сопротивление более 30 кОм. Нагрузкой повторителя
является фильтр ФП-25, у которого снят селеновый ограничитель, а вы-
вод 3 переключен на вывод 5 трансформаторного фильтра. Использо-
вание эмиттерного повторителя позволяет согласовать низкое входное
сопротивление ФП-25 с высоким сопротивлением ДСШ-13.
Селективное устройство используют совместно с прибором Ц4380
(Ц438) при измерении на шкале 0-30 В. Коэффициент передачи устрой-
ства на частоте 25 Гц равен 1.. Его устанавливают подбором сопротив-
пения резистора при калибровке. Ослабление гармоники тягового
тока 50 Гц селективным устройством не менее 100.
Питание селективного устройства осуществляется от отдельного вы-
прямителя, работающего от сети. В качестве трансформатора выпрями-
теля используется трансформатор СТ-3, вторичная обмотка которого со-
держит 250 витков и намотана проводом диаметром 0,53 мм. Транзис-
тор П203 установлен на радиатор с площадью охлаждения 150 см2. Вно-
симая прибором погрешность не превышает 2 % в интервале от 5 до 30 В.
Конструктивно устройство представляет собой два блока. В одном—
типовом —располагается фильтр ФП-25, а в другом — змиттерный повто-
ритель и выпрямитель. Один раз в год селективное устройство необхо-
димо проверять в РТУ дистанции. При этом проверяют коэффициент пе-
редачи на частотах 25 и 50 Гц при изменении питающего напряжения се-
лективного устройства на ±10 %. Вносимая погрешность определяется
в интервале от 5 до 30 В.
При измерении напряжения на путевых реле в импульсных и кодо-
вых рельсовых цепях эксплуатационный штат допускает погрешности,
значительно превышающие нормативное значение, даже при использова-
нии поводковых устройств приборов Ц438, Ц4380. Для повышения точ-
ности измерения существует тренажер для проведения технической уче-
бы на участке.
Большинство путевых реле ИР1-0.3 и ИМПП-0,3 проверяют в ремонт-
но-технологических участках дистанций на универсальных стендах, в ко-
торых для испытания реле предусматриваются регулируемые по выход-
ному напряжению выпрямители. Так как в устройствах СЦБ реле посто-
янного тока работают от аккумуляторов, то для приближения к реаль-
ным условиям выпрямители стенда дополняют фильтрами, снижающими
пульсацию выходного напряжения. Если параметры фильтров соответ-
ствуют норме, то для электромагнитных и высокоомных реле пульсация
не влияет на качество проверки электрических характеристик реле.
В случае проверки низкоомных реле ИР1-0,3 и ИМПП-0,3 удвоенная
амплитуда пульсации выпрямителя в этом случае достигает 70 %.
Импульсное реле срабатывает от амплитуды пульсации, поскольку
является быстродействующим. Однако амперметр стенда измеряет сред-
нее значение выпрямленного напряжения, а не амплитудное. В результате
фактическое значение тока срабатывания на 15—20 % выше измеренного,
а при измерении тока отпускания якоря фактическое его значение ока-
зывается на 20-30 % ниже измеренного. Это приводит к резкому ухуд-
шению коэффициента реле К = ///п, значение которого снижается
с 0,5 (допустимое значение) до 0,3. В результате такой метрологической
ошибки реле ИР1-0.3 и ИМПП-0,3 выпускают из РТУ с характеристиками,
не соответствующими техническим требованиям, что ухудшает, работу
рельсовых цепей, а также их регулировку. Для снижения напряжения
пульсации и повышения точности измерения последовательно с проверяе-
мым реле (ИР1-0,3 и ИМПЛ-0,3) на момент определения его характерис-
138
тик включают первичную обмотку трансформатора СТ-3. В этом случае
напряжение пульсации снижается до 5 % и результаты измерений совпа-
дают с фактическими значениями. Вместо трансформатора СТ-3" можно
использовать резистор сопротивлением 100 Ом, мощностью 50 Вт. Эта
мера позволяет повысить качество проверки импульсных реле и, как
следствие, надежность работы рельсовых цепей.
Для измерения напряжения и токов в рельсовых цепях 25 Гц при
электротяге переменного тока на Юго-Западной дороге применяют се-
лективный импульсный прибор. Он содержит активный фильтр, настро-
енный на частоту 25 Гц и подавляющий частоту 50 Гц, и элементы схемы
импульсного вольтметра, что позволяет снимать показания кодового то-
ка или напряжения при неподвижном положении стрелки. Прибор можно
переключать на измерение в большом интервале остаточного тока или
напряжения. Ток в рельсах измеряют с помощью индуктивных датчиков,
устанавливаемых под подошвой рельса. Такое положение датчиков по-
зволяет выполнять измерения непосредственно перед движущимся по-
ездом. С помощью этих же датчиков прибор позволяет измерять тяговые
токи в каждом из рельсов, а также разность тяговых токов в рельсах
(абсолютную асимметрию).
Большие трудности при регулировке напряжения в импульсных и
кодовых рельсовых цепях встречаются в процессе измерения из-за от-
сутствия на дистанциях импульсных вольтметров. Поэтому импульсные
напряжения в рельсовых цепях измеряют обычными вольтметрами,
иногда без учета инерционности стрелки прибора, что вносит большую
погрешность в измерения, Приборы, снабженные механическими аррети-
рами (Ц760, Ц4380), также не дают достаточной точности, так как вы-
бор предельного размаха стрелки (1—2 мм) является субъективным
фактором.
Наиболее простой способ уменьшения погрешности измерения за-
ключается в том, чтобы использовать определенный заранее поправоч-
ный коэффициент, умножая на который показание прибора при макси-
мальном отбросе стрелки вольтметра I/ , можно получить истинное
значение импульсного напряжения £^,акт- Примерные значения таких
поправочных коэффициентов для некоторых типов приборов приведе-
ны в табл. 19. Поскольку инерция стрелки измерительного прибора не
нормируется и может быть неодинаковой у различных приборов, такие
коэффициенты целесообразно определять не только для каждого типа
прибора, но и для каждого конкретного прибора. Как показала выбо-
рочная проверка, коэффициент у разных приборов одного и того же типа
может отличаться на 10-15 %. Кроме того, следует иметь в виду, что
максимальный отброс стрелки зависит также и от временных парамет-
ров кода, заметно уменьшаясь при укорачивании импульса.
В связи с указанными неудобствами измерений возникла необходи-
мость в создании измерительных схем из приборов, с помощью которых
можно было бы получить непосредственно фактическое значение ампли-
139
Таблица 19
Значения поправочного коэффициента К при автоблокировке
Тип прибора числового кода (КПТ-5)
импульсно-
3 Ж КЖ проводной (МТ-1)
= = — =
Ц56 1,38 1,45 1,25 1,23 2,22 2,42 1,57
Ц4380 1,25 1,25 1,13 1,14 2,22 2,35 1,74
Ц4312 1,33 1,33 1,18 1.17 2,35 2,50 1,74
ТЛ-4 1,33 1,29 1,21 1,14 1,82 2,00 1,54
Ц435 1,48 1,60 1,43 1,54 2,35 3,08 2,00
туды импульсного напряжения или тока. На многих дорогах разработа-
ны и применяются приставки, принцип действия которых (рис. 53, а)
основан на накоплении конденсатором энергии, поступающей из рельсо-
вой цепи. Диод исключает разряд конденсатора через балласт во время
интервала, а резистор повышает входное сопротивление измерительного
прибора. Тот же принцип положен в основу измерений в рельсовых
цепях переменного тока, только вместо одиночного диода на вход вклю-
чается выпрямительный мост (рис. 53, б).
Чтобы стрелка вольтметра при измерениях не колебалась в такт с
импульсом, необходимо соблюдать соотношение
Я О5Г ; R = R + R,
вх max вх пр
где йв - входное сопротивление измерительного прибора; (—-емкость конденса-
тора в приставке, мкФ; Ттах - максимально возможная при данных измерениях
суммарная длительность импульса и интервала, с; Яп - внутреннее сопротивле-
ние вольтметра; R — дополнительное сопротивление приставки.
Так, при проведении измерений наиболее распространенным прибо-
ром Ц56 в импульсных рельсовых цепях постоянного тока с трансмитте-
ром МТ-1 емкость конденсатора
5- 0,57- 106
-------------- = 4000 мкФ,
750
где 0,57 - длительность цикла МТ-1, с; 750 - внутреннее сопротивление вольт-
метра Ц56 на шкале 0,3 В постоянного тока, Ом.
Чтобы уменьшить емкость, приходится использовать отдельную вы-
сокочувствительную измерительную систему (например М93, М94).
Схема одного из вариантов прибора, созданного в лаборатории Юго-За-
падной дороги, с автономной измерительной системой приведена на
140
вольт-
метр
0----
6) R
0-СО
вольт-
метр
0----
Рис. 53. Схемы измерения импульсных напряжений постоянного (с) и пе-
ременного (6) токов
рис. 54. На этом рисунке R1 — 1,5 кОм, R2 - 150 кОм, R3 - 27 кОм,
R4 — 100 Ом, диод — Д7Г, конденсатор — 200 мкФ, миллиампер-
метр М94, индуктивность катушек индуктивности — по 0,4 Гн.
Однако применение отдельных измерительных головок, полупровод-
никовых диодов и введение дополнительных резисторов заставляют гра-
дуировать измерительную систему, что увеличивает погрешность изме-
рения. Поэтому наиболее целесообразным решением вопроса следует
считать создание специального импульсного вольтметра или, как про-
межуточный вариант, малогабаритной приставки к прибору Ц4380
или Ц56.
Для того чтобы снизить потребную при этом емкость конденсатора,
можно использовать измерительную схему с простейшим усилителем по-
стоянного тока. В схеме приставки для измерений напряжения в импульс-
ных рельсовых цепях постоянного тока, разработанной на Прибалтий-
ской дороге (рис. 55), входное сопротивление усилителя постоянного
тока достигает 50-70 кОм. В цепи заряда конденсатора (200 мкФ) с
целью сохранения линейной шкалы прибора диод заменен резисто-
Рис. 54. Схема импульсного вольтметра
постоянного и переменны е тока
Рис. 55. Схема измерения импульсного
напряжения с усилителем постоянного
тока
141
ром. В качестве измерительного прибора используется шкала 75 мВ
ампервольтметра Ц56. Резистор R1 - 100 Ом, R2. R6 - 1,6 кОм, R3 —
10 кОм, R4 — 1,5 кОм, R5. R8 — 100 Ом, R7 - 5,1 — 15 кОм, транзис-
торы — П401.
Питание усилителя осуществляется от одного элемента типа 332.
Конструктивно пристявка выполнена в виде коробки, размеры которой
позволяют разместить ее в шнуровом отсеке прибора Ц56. Перед измере-
нием калибруют усилитель установкой стрелки прибора на полную шка-
лу, после этого при нажатой к’нопке проводят измерение. Относитель-
ная погрешность измерений не превышает 5 %.
26. ЗАЩИТА РЕЛЬСОВЫХ ЦЕПЕЙ
ОТ ПОСТОРОННИХ ИСТОЧНИКОВ ТОКА
Одним из условий надежной работы рельсовых цепей является со-
блюдение требований защиты от посторонних источников питания. Глав- .
ным источником как мешающих, так и опасных влияний является тяго-
вый ток на электрифицированных участках дорог. В отдельных случа-
ях источником влияния могут являться продольные линии электропере-
дачи, осветительные сети и цепи поездного освещения там, где сохранил- >
ся подвижной состав с неизолированными источниками питания.
Влияние контактной сети постоянного тока на рельсовые цепи мо- '
жет появляться в нормальном режиме ее работы, и в режиме короткого ,
замыкания. я
Основной причиной влияния постоянного тягового тока на рельсо- ;
вые цепи является наличие в нем гармонических составляющих, частота >’
и амплитуда которых зависят от схемы выпрямления и состояния фильт- \
ров на тяговой подстанции. Основные гармоники шестифазной схемы
выпрямления 300, 600, 900 и 1200 Гц, как правило, не оказывают ме-
шающего действия на работу рельсовых цепей, так как, с одной стороны,
фильтры, установленные на тяговых подстанциях, значительно ограничи-
вают их амплитуду, а с другой стороны, путевые реле в рельсовых цепях
на электрифицированных участках включаются через собственные поло-
совые фильтры на частоте 25, 50 или 75 Гц. Наиболее опасное влияние
на рельсовую цепь частотой 50 Гц может оказать гармоника постоянного
тока той же частоты, которая появляется в контактной сети при некото-
рых повреждениях в схеме выпрямления на тяговой подстанции, напри-
мер при неполноф' ’ном выпрямлении.
Ввиду особо опасного воздействия згой гармоники подстанции снаб-
жены специальными устройствами защиты и сигнализации. Влияние гар- .
монических составляющих тягового тока на рельсовые цепи способно
проявляться только при наличии продольной или поперечной асимметрии i
рельсовой цепи. Двухниточная рельсовая цепь, работающая в симметрия-
ном режиме, достаточно надежно защищена от влияния любых гармоник
142 |
j
тягового тока. Проходящий по двум полуобмоткам дроссель-трансфор-
матора тяговый ток независимо от своего состава не способен наводить
во вторичной обмотке какую-либо з.д.с., так как первичные полуобмот-
ки имеют встречное включение для протекающего по ним тягового тока
и согласное включение для сигнального тока рельсовой цепи. При появ-
лении же асимметрии в рельсовой цепи или в самом дроссель-трансфор-
маторе значения тягового тока, проходящего по каждой из полуобмо-
ток, могут значительно отличаться друг от друга, что приводит к появ-
лению мешающей з.д.с. на вторичной обмотке и соответственно на путе-
вом реле.
Наличие асимметрии в рельсовой цепи способно оказаться причиной
влияния не только вследствие гармонических составляющих тягового
тока, но и в результате подмагничивания сердечника дроссель-транс-
форматора постоянным токам. Подмагничивание дроссель-трансформа-
тора постоянным током приводит к уменьшению его индуктивного со-
противления и, следовательно, к снижению коэффициента передачи
рельсовой цепи. Результатом этого является понижение напряжения на
путевом реле свободной рельсовой цепи и ее ложная занятость. Наиболее
характерным проявлением такой ситуации является перекрытие сигнала
перед трогающимся с места электровозом или электропоездом, когда
пусковой тяговый ток достигает большого значения в непосредственной
близости от асимметричной рельсовой цепи.
Особенно неблагоприятным для аппаратуры рельсовой цепи являет-
ся режим короткого замыкания контактной сети. Несмотря на кратко-
временность протекания тока короткого замыкания (0,1-0,5 с) потен-
циалы до 1000 В, которые могут при этом появляться на рельсах, приво-
дят к выходу из строя устройств защиты рельсовой цепи, а в отдельных
случаях — и к выходу из строя аппаратуры.
Вероятность отказа в рельсовой цепи значительно повышается при
запланированном коротком замыкании в контактной сети с целью плав-
ки гололеда на контактном проводе. Плавка на однопутном участке про-
водится замыканием контактного провода на рельс или среднюю точку
дроссель-трансформатора, причем соответствующая защита от токов
короткого замыкания на подстанции на это время загрубляется. Проте-
кающий по рельсам в течение нескольких минут ток достигает несколь-
ких тысяч ампер. Это приводит к тому, что в местах, где не обеспечена
достаточная изоляция рельсовой цепи от металлических подземных
сооружений или заземленных конструкций, происходит стекание тяго-
вого тока в землю и выделяется большое количество тепла. Результа-
том этого могут быть прожоги кабелей, загорание монтажа, поврежде-
ние аппаратуры. В таких случаях искровые промежутки с пробивным
напряжением 600 В также не могут служить достаточно надежной защи-
той, требуется устанавливать искровые промежутки с удвоенным про-
бивным напряжением.
143
Низковольтные линии электропередачи и осветительные сети могут
оказывать мешающее и опасное влияние «а рельсовые цепи на электри-
фицированных участках и участках с автономной тягой. Известны слу-
чаи, когда кабельная линия с напряжением 380 В, проходящая вдоль
рельсовой цепи с одноэлементным путевым реле, явилась причиной ее
ложной свободности. Такая ситуация может возникнуть, если нулевой
провод этой линии заземлен в ее начале и в конце и в го же время нахо-
дится в обрыве.
К тому же результату может привести исправная кабельная или воз-
душная линия, у которой обратным проводом служит земля. При этом
разность потенциалов между началом и концом нулевого провода оказы-
вается приложенной к рельсовой цепи, что при известных условиях мо-
жет привести к ложной занятости или ложной свободности.
Учитывая зто, рельсовые цепи непрерывного типа с одноэлемент-
ными путевыми реле, как правило, вновь не проектируют.
Для защиты рельсовых цепей от влияния посторонних токов требу-
ется прежде всего не допускать появления асимметрии и следить за ка-
чеством изоляции рельсов от заземленных металлических конструкций.
Способы измерения асимметрии рельсовой цепи были рассмотрены вы-
ше. Изоляция рельсовых цепей от заземленных металлических конст-
рукций сводится прежде всего к изоляции металлической брони кабеля
от корпусов релейных шкафов и светофоров, которые на электрифици-
рованных участках соединяются с рельсом. Неполная изоляция брони
кабеля от заземленной на рельс конструкции может привести к тому,
что в месте касания за счет переходного сопротивления выделяется боль-
шое количество тепла, что приводит к прямому прожогу кабеля. То же
самое происходит в месте касания защитных металлических оболочек
кабеля между собой. При достижении тока 50 А возможны не только
прожог защитной брони, но и плавление джутового покрытия и полиэти-
леновой оболочки.
Так как технология разделки кабелей в муфтах, шкафах и стаканах
светофоров не полностью гарантирует их изоляцию, наиболее надежным
средством защиты является снятие бронеленты с кабеля ниже того мес-
та, где он вводится в отверстие муфты или светофора релейного шкафа.
Хорошим средством защиты является соединение релейных шкафов
и светофоров с рельсами через искровые промежутки. При этом не толь-
ко аппаратура рельсовой цепи и кабеля защищены от повреждений, но и
предотвращается разрушение железобетонных фундаментов от воздей-
ствия электрокоррозии. Однако релейный шкаф, присоединенный к
рельсу через искровой промежуток, должен одновременно по условиям
техники безопасности иметь непосредственное защитное заземление.
Опасное и мешающее влияния на рельсовую цепь могут быть резуль-
татом отсутствия изоляции брони осветительного кабеля или кабеля
дистанционного управления разъединителями контактной сети, подве-
144
шейного на контактной опоре. Поэтому состояние таких кабелей долж-
но систематически контролироваться.
Изоляция металлических оболочек и бронелент кабелей от металли-
ческих конструкций, заземленных на среднюю точку дроссель-трансфор-
матора или рельсов, а также изоляция корпусов путевых ящиков, ка-
бельных стоек, муфт УКМ, УПМ и дроссель-трансформаторов от перемы-
чек, включенных в рельсы, проверяются вольтметром или амперметром.
Вольтметром изоляция проверяется при условии возможности подклю-
чения прибора к металлической оболочке или бронеленте кабеля, а при
отсутствии возможности подключения проверка выполняется ампермет-
ром. При электротяге постоянного тока вольтметр и амперметр должны
быть постоянного тока.
Для проверки изоляции металлических оболочек и бронелент кабе-
ля от корпуса релейного шкафа необходимо вольтметром на пределах 30
или 15 В (в зависимости от потенциала) измерить напряжение между
проверяемым кабелем и корпусом релейного шкафа. Если измеренное
напряжение будет около 1 В и более, то изоляция в норме. Если же из-
меренное напряжение будет менее 1 В, то необходимо провести дополни-
тельные измерения между кабелем и землей, корпусом релейного шка-
фа и землей. При этом заземление не должно иметь металлического кон-
такта с обследуемыми кабелями и релейным шкафом. После измерений
надо сравнить измеренные значения напряжений. Если потенциалы "ка-
бель-земля”, ’’релейный шкаф-земля” будут примерно равны, но зна-
чительно выше на несколько вольт, чем потенциал ’’кабель—шкаф”,
следовательно, изоляция между металлической оболочкой или броне-
лентой кабеля и релейным шкафом повреждена (имеется металлический
контакт).
Изоляция корпусов путевых ящиков (трансформаторных, релей-
ных), кабельных стоек, муфт УКМ, УПМ и дроссель-трансформаторов от
перемычек, включенных в рельсы, проверяется измерением напряжений
между корпусом и перемычкой. Если потенциал "корпус-перемычка'
будет более 1 В, то изоляция в норме. Если же этот потенциал равен ну-
лю или 0,1—0,2 В, а потенциалы "перемычка—земля” и ’корпус—земля”
равны между собой (несколько вольт), то, следовательно, изоляция на-
рушена. Измерения проводятся по отношению к каждой перемычке,
включенной в рельс.
Наличие изоляции между броней кабеля и металлической конструк-
цией, заземленной наглухо на рельс (релейный шкаф, светофор и т. п.),
амперметром проверяют в тех случаях, когда нет возможности непосред-
ственно подключиться к бронеленте кабеля. Для этого первоначально
следует убедиться в том, что есть напряжение между рельсом или сред-
ней точкой дроссель-трансформатора и землей.
Если измеряется потенциал ’’рельс-земля”, то в цепь между зазем-
ляющим проводом и рельсом включается амперметр с пределами изме-
145
рения 10 Л и более. Если в течение нескольких минут при нормальном
движении электропоездов стрелка прибора не отклоняется, то нужно пе-
реключить прибор на более чувствительные пределы измерения. При на-
личии сообщения кабеля с рельсом ток в цепи всегда будет более 50—
100 мА.
Электрический контакт между проводником от вольтметра и землей
достигается с помощью стального электрода, вводимого вручную в зем-
лю. Диаметр электрода 10-12 мм, длина прямолинейной (рабочей) час-
ти около 50 см, а общая длина заготовки (включая часть, загнутую в
виде ручки, служащей для введения в землю, вынимания из земли и для
переноски) примерно 70 см. У самого конца ручки стержень расплю-
щен, в нем просверлено отверстие и вставлен болт с гайками и бараш-
ком для присоединения проводника.
Для защиты рельсовых цепей на участках с электротягой постоян-
ного тока от мешающих и опасных воздействий постоянных источников
электроэнергии необходимо соблюдать ряд специальных технических
требований. Рельсы на металлических и железобетонных мостах долж-
ны быть уложены электрически изолированно от ферм мостов, от бето-
на и арматуры. Рельсы на переездах не должны иметь сообщения с зем-
лей. Конструкции и корпуса установок, соединенные наглухо с рель-
сами, не могут быть заземлены дополнительно. Стрелочные электропри-
воды, элементы обдува и обогрева стрелок, связанные металлически с
рельсами, должны быть изолированы от земли, а также от подходящих
к ним трубопроводов и кабелей.
Отсасывающие линии при двухниточных рельсовых цепях должны
присоединяться к средним точкам дроссель-трансформаторов. При нали-
чии нескольких электрифицированных путей средние точки дроссель-
трансформаторов, установленных на этих путях в районе отсоса, долж-
ны быть объединены поперечным соединителем. Проводники, соеди-
няющие рельсовую нить с отсасывающей линией, прокладывают изо-
лированно от земли, причем изоляция должна выдержать напряжение
до 1000 В.
Там, где продолжают эксплуатироваться однониточные рельсовые
цепи, отсасывающие линии должны присоединяться к электротяговым
рельсовым нитям всех электрифицированных путей. Для исключения
повышенного потенциала между рельсами и фермами мостов все метал-
лические искусственные сооружения заземляют на рельс только с одной
стороны двойным проводником сечением не менее 90 мм2. Заземление
выполняют без искровых промежутков на среднюю точку дроссель-
трансформатора, установленного на расстоянии не более 100 м от край-
ней фермы. Если мост имеет несколько ферм, то их соединяют между
собой медными соединителями сечением также не менее 90 мм2. Все
приборы освещения, осветительные и другие провода, проложенные на
146
мостах, должны быть закреплены на деревянных кронштейнах и изоли-
рованы от ферм мостов с испытательным напряжением не менее 1000 В.
Электрическая прочность изоляции 1000 В должна быть также у
прожекторов и светильников, установленных на опорах контактной се-
ти. Проложенный по металлическим опорам контактной сети осветитель-
ный кабель должен быть изолирован от опоры. Для этого на высо-
те 2,5 м от земли броня должна быть снята, а для защиты от механиче-
ских повреждений установлен деревянный щит.
Большую опасность представляет собой нулевой провод осветитель-
ной сети с глухозаземленной нейтралью, если эта цепь проходит по опо-
рам контактной сети. Фактически потенциал нулевого провода прикла-
дывается в точке его заземления к рельсовой цепи. При пробое изоляции
или обрыве хотя бы одного фазного провода в рельсовую цепь может по-
пасть напряжение осветительной линии и вызвать подпитку одноэлемент-
ного путевого реле. Поэтому для обеспечения нормальной работы рель-
совых цепей нулевой провод осветительных линий, проходящий по опо-
рам контактной сети, не должен иметь повторных заземлений. Для пре-
дупреждения связи нулевого провода осветительной линии, проходящей
по опорам контактной сети, с нулевыми проводами других линий, отхо-
дящих от того же пункта питания, вывод четырехпроводной линии на-
ружного освещения должен быть оборудован четырехполюсным отклю-
чающим аппаратом, один полюс которого используется для разрыва ну-
левого провода.
Ряд требований предъявляется к защите рельсовых цепей и на не-
злектрифицированных участках. На таких участках при наличии рельсо-
вых цепей запрещается соединять любые металлические сооружения с
рельсами. Подземные металлические сооружения (трубы, оболочки ка-
белей и др.) также не должны касаться рельсов. При наличии на станции
рельсовых цепей, работающих на частоте 50 Гц, не допускается использо-
вание земли или голого проводника в земле в качестве обратного прово-
да электросети.
Специальные меры защиты применяют на станциях, оборудованных
рельсовыми цепями, но имеющими ручные стрелки с освещаемыми
стрелочными указателями. Осветительные лампы стрелочных указателей
должны питаться от индивидуального трансформатора CT-ЗА или инди-
видуальной обмотки трансформатора СТ-ЗС. При этом категорически
запрещается заземление вторичных обмоток этих трансформаторов. На
тех станциях, где эксплуатируются системы освещения стрелочных ука-
зателей, спроектированные по альбому ТО-127, действовавшему до вы-
хода в свет в 1970 г. альбома ТО-145, при наличии групповых понижаю-
щих трансформаторов, от которых питаются несколько ламп, зазем-
ление вторичных обмоток также недопустимо- Сопротивление изо-
ляции каждой из обмоток по отношению к земле должно быть не ме-
нее 0,5 МОм.
147
Глава VI
УСТРОЙСТВА АВТОМАТИЧЕСКОЙ ЛОКОМОТИВНОЙ
СИГНАЛИЗАЦИИ НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ
27. МЕРЫ ПО ПОВЫШЕНИЮ НАДЕЖНОСТИ
НАПОЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ АЛСН
Сбои в работе устройств АЛСН происходят примерно в 93 % случаев
из-за неисправности напольных устройств автоблокировки и неудовлет-
ворительного содержания элементов рельсовых цепей. Из-за помех, соз-
даваемых тяговыми двигателями, понижения напряжения аккумулятор-
ных батарей на локомотиве, изменения чувствительности усилителей и
по другим причинам произошло 7 % сбоев. Распределение характерных
отказов напольных устройств в процентах общего числа отказов приве-
дено ниже.
Причина отказа Число
напольных устройств отказов, %
Искажения временных характеристик.............................. 7,3
Снижение тока в рельсовой цепи................................. 4,7
Короткие стрелочные секции..................................... 4,7
Неисправность реле ТР.......................................... 3,9
Объемная закалка рельсов....................................... 3,6
Неисправность КПТ......................................... 1,1
Двойная смена кодов........................................... 1,22
Недостатки в схемах кодирования................................ 2,9
Нестабильность параметров источника питания рельсовой цепи. . . 1,6
Неисправность устройств энергоснабжения........................ 6,2
Неисправность рельсовых цепей............................. 49
Неустановленные............................................... 13,5
Устойчивая работа АЛСН зависит от правильного обслуживания со-
ответствующих напольных и локомотивных устройств. К напольным
устройствам АЛСН относятся приборы включения кодирования со свои-
ми источниками питания и сами рельсовые цепи.
Основными факторами, вызывающими сбои АЛСН из-за напольных
устройств, являются искажения амплитудных и временных характерис-
тик кодового сигнала, задержки включения кодирования, наличие
’’мертвых” зон и воздействие всевозможных помех.
Причиной амплитудных искажений, как правило, является недоста-
точный кодовый ток в рельсовой цепи. В то же время при измерениях
кодового тока возникают определенные трудности, связанные с тем, что
включить амперметр непосредственно в разрыв рельсовой цепи на ее
входном конце при наличии шунта на рельсах невозможно. Поэтому ко-
довый ток (ток АЛСН) измеряют одним из рассматриваемых ниже кос-
венных методов.
148
Измерение в рельсовой цели путем шунтирования ее амперметром.
Для измерения на входном конце рельсовой цепи к рельсам или тросам
подключают амперметр. При этом рельсовая цепь оказывается зашунти-
рованной и через амперметр протекает кодовый ток. Таким образом
можно измерять только приборами, имеющими внутреннее сопротивле-
ние не более 0,08 Ом (Ц56, Ц760, Ц4380 на шкале 6 А). При измерениях
импульсного тока, как и импульсного напряжения, следует пользоваться
поправочными коэффициентами или использовать арретир в приборах
Ц4380 и Ц760. В связи с тем что при этих измерениях не требуется та-
кая высокая точность, как при измерении напряжения на путевых реле,
а кроме того, сами измерения проводятся значительно реже, применять
специальные сглаживающие приставки нет необходимости.
При измерении тока АЛСН прибором Ц4380 на шкале 6 А следует
иметь в виду, что ошибка измерения при пользовании стандартными из-
мерительными шнурами может достигать 25—50 %. Во избежание ошиб-
ки надо пользоваться специальными шнурами длиной не более 0,5 м
и сечением не менее 20 мм2. Шнуры должны иметь общее сопротивление
не более 0,01 Ом, плотно зажиматься гайками прибора с одной стороны,
а с другой иметь припаянные наконечники.
Некоторые дополнительные трудности появляются также при изме-
рениях кодового тока в рельсовых цепях непрерывного питания с нало-
жением кодирования. При измерениях в станционных рельсовых цепях,
кодируемых с релейного конца, необходимо открыть сигнал и с по-
мощью двух амперметров (или шунта с амперметром) имитировать
проход поезда по маршруту с проверкой нормального включения коди-
рования для каждой секции. В рельсовых цепях переменного тока пи-
тающий трансформатор на время измерения должен быть отключен. Ана-
логично отключается и кодовый трансформатор встречного кодирова-
ния на приемо-отправочных путях с двусторонним кодированием.
В станционных рельсовых цепях частотой 25 Гц, кодируемых часто-
той 50 Гц с релейного конца, кодовый ток измеряют также, как в ана-
логичных станционных рельсовых цепях частотой 50 Гц. В том случае
когда кодирование частотой 50 Гц осуществляется с питающего конца,
в рельсовую цепь при замыкании ее амперметром одновременно посту-
пает непрерывный ток частотой 25 Гц и кодовый ток частотой 50 Гц.
Чтобы исключить мешающее действие тока 25 Гц, необходимо при па-
раллельном включении вторичных обмоток питающего и кодирующего
трансформаторов (рельсовые цепи по нормали РЦ25-12) на блоке БПК
отключить на время измерения питание 25 Гц, 220 В. При последова-
тельном включении вторичных обмоток питающего и кодирующего
трансформаторов (рельсовые цепи по нормали РЦ25-11), кроме отклю-
чения питания с первичной обмотки питающего трансформатора, долж-
на быть зашунтирована вторичная обмотка, чтобы исключить дополни-
тельное сопротивление в цепи кодирования.
149
Измерение вольтметром с помощью испытательного шунта. Такой
способ применяется при отсутствии приборов с достаточно низким
входным сопротивлением (Ц4380, Ц56, Ц760). Для измерения на рель-
сы входного конца рельсовой цепи накладывают шунт сопротивле-
нием 0,06 Ом и параллельно ему подключают -вольтметр любого типа
с пределом измерения по переменному напряжению менее 1 В (ТЛ-4,
Ц435, Ц4312 и др.). Кодовый ток при этом определяется по формуле
/ = *7/0,06,
где U - напряжение, измеренное вольтметром, В.
Измерение амперметром в цепи вторичной обмотки дроссель-транс-
форматора. В связи с тем что входное сопротивление дроссель-транс-
форматоров значительно ниже, чем входное сопротивление аппаратуры
бездроссельных рельсовых цепей, измерения кодового тока описанными
выше методами для двухниточных рельсовых цепей непригодны. В этих
рельсовых цепях амперметр любого типа подключается на входном кон-
це параллельно дополнительной обмотке дроссель-трансформатора без
отключения нагрузки (следует иметь в виду, что путевое реле при этом
окажется без тока).
Кодовый ток
4 = и/дт’
где и - коэффициент трансформации дроссель-трансформатора; 7дТ - ток, изме-
ренный амперметром.
Измерение индукционным методом. При длине рельсовых цепей
до 200 м ток АЛСН можно измерять с помощью токоизмерительных
клещей Ц-91, которыми обхватывается дроссельная перемычка или бут-
лежный трос на выходном конце рельсовой цепи; входной конец рельсо-
вой цепи должен быть зашунтирован поездом или испытательным шун-
том. Такой метод измерения позволяет проверить ток АЛСН на стрелоч-
ной секции непосредственно при проходе поезда, не прибегая к искусст-
венному шунтированию рельсовой цепи. Индукционным способом иног-
да пользуются также и для того, чтобы измерить ток АЛСН в рельсовой
цепи любой длины. Для этого входной конец рельсовой цепи шунтируют
испытательным шунтом, а на один из рельсов накладывают индикатор
тока рельсовых цепей системы КБ ЦШ. Следует иметь в виду, что по-
грешность при таком способе будет значительно выше, чем при других
способах.
150
Измерение тока АЛСН с локомотива. Для комплексной проверки
тока АЛСН на целом перегоне или участке целесообразно проводить из-
мерения вольтметром на локомотивных катушках. Для этого можно
применять измерители выхода ИВ-1, ИВ-5, ВЗ-10А или вольтметр с высо-
ким входным сопротивлением. Вольтметр подключается на вход локо-
мотивных катушек (выводы Вх1 и Вх2 или зажимы переключателя
направлений). Предварительно вольтметр необходимо отградуировать
на испытательном шлейфе по каждому из видов кода (3, Ж, КЖ) и по
каждому из типов трансмиттеров (КПТ-5, КПТ-7). При измерениях по-
грешность на отдельных локомотивах может быть значительной из-за не-
одинаковой добротности, разной высоты подвески локомотивных кату-
шек и их асимметрии.
Измерение параметров кодов АЛСН с помощью магнитофона.
Коды АЛСН записывают на магнитофон при появлении сбоев АЛСН,
причинами которых могут быть всевозможные искажения кодовых им-
пульсов. Кроме того, такие записи целесообразно выполнять и в профи-
лактических целях для объективного контроля за качеством кодиро-
вания. Запись кодов АЛСН можно делать с любого локомотива, обору-
дованного устройствами АЛСН, включая дизель и моторвагонные поез-
да. Для этой цели можно использовать катушечные и кассетные магни-
тофоны на транзисторах с автономным питанием.
При наличии двух скоростей в магнитофоне запись осуществляется
на меньшей скорости для экономии расхода ленты. Если в магнитофоне
есть встроенная автоматическая регулировка уровня записи (АРУЗ) при
наличии кнопки выключения АРУЗ, то последнюю выключают.
При отсутствии выключателя АРУЗ и необходимости наблюде-
ния амплитудных характеристик рельсовых цепей магнитофон требует
определенных переделок. Так, для выключения АРУЗ в магнитофо-
не СКИФ-302 необходимы следующие переделки: в корпусе магнитофо-
на устанавливают переключатель типа П2К с четырьмя переключающими
группами (четыре тройника) с независимой фиксацией. Контакты пере-
ключателя (в дальнейшем 54) (рис. 56) 4-1 и 4-2 подключают парал-
лельно контактам 1-7-7 и 1-7-8 магнитофона (на рисунке не показано).
Для включения индикатора питания в режиме индикатора уровня
записи в схеме магнитофона СКИФ-302 необходимы переделки и введе-
ние дополнительных элементов (рис. 5 7, показаны знаком X). На участ-
ках, кодируемых частотой 50 Гц, магнитофон может подключаться в
общем ящике на зажимы К1 и К2 (Вх! и Вх2), на участках, кодируе-
мых частотой 25 Гц, на зажимы К2 и КЗ (Вх2 и ВхЗ). Кроме того,
1 2 3 4 5 6
Рис. 56. Нумерация контактов переклю-
чателя магнитофона
П 11 10 9 В 7
151
Рис. 57- Схема включения
магнитофон может подключаться к фильтру, переключателю направле-
ния, к специальным розеткам, если они установлены, а также в других
местах.
Для записи кодов и пояснений (о том, какие участки проследует в
настоящий момент локомотив) локомотивные катушки подключают к
магнитофону с помощью специального переходного устройства (рис. 58).
Кнопка здесь предназначена для переключения входа магнитофона с ло-
комотивных катушек на микрофон для записи пояснений, резисторы R1
(100 кОм) и R2 (20 кОм) служат для согласования уровня выходного
сигнала катушек с необходимым уровнем входного сигнала магнито-
фона.
Перед записью кодов в магнитофоне необходимо установить уро-
вень записи от микрофона ВМ в соответствии с инструкцией по эксплу-
атации, прилагаемой к магнитофону, а затем после выхода на кодируе-
мый участок потенциометром R2 установить уровень записи кодов та-
ким образом, чтобы стрелка индикатора уровня записи, как от катушек,
так и от микрофона, не заходила в красный сектор шкалы индикатора.
Далее после установки регулировка не меняется, чтобы не изменить
пропорциональность амплитуды кодового тока на участках. Переходное
устройство подключается к магнитофону экранированным кабелем,
оканчивающимся стандартным штекером типа СШ-3, к приемным катуш-
Рис. 58. Схема переходного устройства для коммутации входной цепи
магнитофона
152
кам локомотива - экранированным кабелем, оканчивающимся двумя
зажимами типа ’’Крокодил”. Записи расшифровываются осциллографом,
который должен иметь трубку с длительным послесвечением, например
ЭНО-1, Cl-4, Cl-18, С1-19. Возможно применение запоминающих осцил-
лографов, таких как С8-1, С8-2, но работа с ними требует специальных
навыков.
После включения и прогрева осциллографа расшифровка выполняет-
ся так. Луч устанавливают в середине экрана по вертикали, а по горизон-
тали начало луча размещают на расстоянии 1—1,5 см от левого края
экрана осциллографа. Яркость луча должна быть очень небольшой: луч
должен быть виден, но послесвечения экрана почти не должно быть. Ско-
рость развертки устанавливают такой, чтобы на экране помещался один
цикл кода АЛС (так, например, при диаметре рабочей части экрана 10 см
скорость развертки должна быть 0,15 — 0,2 см). Вход усилителя У под-
ключают к линейному выходу магнитофона, а магнитофон включают на
воспроизведение.
Ручки ’’Усиление У” устанавливают так, чтобы при максимальном
кодовом токе сигнал на экране занимал 40—60 % рабочей части экрана
по вертикали. Затем осциллограф переводят в режим ждущей развертки
с внутренней синхронизацией, а ручкой ’’Уровень синхронизации” под-
страивают таким образом, чтобы луч осциллографа запускался от каж-
дого первого импульса кода, причем от первого полупериода первого
импульса, что можно видеть по осциллограмме, так как фактически в
импульсах АЛС передний и задний фронты несколько затянуты.
После настройки осциллографа, когда изображение кодов на экране
становится полным и неподвижным, можно начинать измерение. Нахо-
дят нужный участок на ленте; включают магнитофон на воспроизведе-
ние; в интервале между импульсами резко увеличивают яркость и пос-
ле Прохождения одного цикла кода снижают до предела. На экране долж-
но сохраниться послесвечение с изображением данного цикла кода.
Измерив на экране осциллографа амплитуду импульса, умножают
ее на цену деления и получают значение кодового тока. Цена деления
определяется по двум-трем участкам из записанных на пленку, для ко-
торых кодовый ток должен быть измерен непосредственно ампер-
метром.
Одновременно с получением данных по амплитуде импульса в про-
цессе расшифровки можно получить и данные по длительности импуль-
сов. Для этого необходимо сосчитать полупериоды первого импульса
на экране осциллографа, причем начальные и конечные импульсы, ам-
плитуда которых составляет менее 60—80 % установившейся части, не
учитывается (растянутые передние и задние фронты).
Для устойчивой работы кодовой автоблокировки и автоматической
локомотивной сигнализации наряду с определенными нормами по ам-
плитуде импульсов должны выдерживаться также и их временные па-
раметры. Анализ схем дешифраторной аппаратуры этих устройств пока-
153
зывает, что длительность самого короткого импульса и самого коротко-
го интервала непосредственно в рельсовой цепи не должна быть ме-
нее 0,12 с. С учетом того, что по паспортным данным минимальный ин-
тервал на контактах кодового трансмиттера составляет 0,12 с, а мини-
мальная длительность импульса (0,22 ± 0,02) с, на контактах трансмит-
терного реле, непосредственно питающего рельсовую цепь, время укора-
чивания импульсов должно быть не более 0,08 с. Так, если измеряется
длительность первого импульса в коде 3 (0,35 с по паспорту кодового
трансмиттера), то длительность этого импульса, измеренная на контак-
тах последнего трансмиттерного реле, должна быть 0,35 —0,27 с.
Такую норму можно обеспечить применением схемных методов вре-
менной коррекции (использование прямых или обратных повторителей,
установка диодов, конденсаторов, изменение напряжения питания).
Комбинируя эти методы, можно добиться для цепочки конкретных
трансмиттерных реле требуемой временной коррекции. Однако при оче-
редной замене одного или нескольких реле в этой цепочке зачастую
требуется вновь проводить корректировку.
В связи с этим на ряде дорог введены дополнительные нормы на вре-
менные параметры трансмиттерных реле. Необходимость стабилизации
этих параметров видна при рассмотрении гистограмм распределения
времени укорочения импульсов на контактах трансмиттерных реле
(рис. 59), составленных по результатам измерений временных характе-
ристик большого количества реле разных типор (штриховкой отмечены
области принудительной стабилизации временных параметров). Соответ-
ствующие гистограммы показывают, что длительность импульса на кон-
такте трансмиттерного реле может отличаться от длительности импульса
на контакте трансмиттера на 0,07 с у низкоомных реле и на 0,06 с у вы-
Рис. 59. Распределение времени коррекции:
а - TP-ЗБ, TP-ЗВ, ТШ-65 при 12 В; б - ТР-ТШ-2000, ТР/ТШ-2000 В при
110 В
154
сокоомных. Кроме того, дополнительный разброс характеристик вно-
сится и колебаниями напряжения на обмотке реле (примерно 0,005—
0,01 с/В у низкоомных и 0,005—0,001 с/В у'высокоомных).
Исходя из этого нормы на допустимую коррекцию каждого
трансмиттерного реле при регулировке его в РТУ должны составлять
0,03—0,045 с для низкоомных реле и 0,01—0,02 для высокоомных. При
этом несколько увеличиваются затраты труда в РТУ, но появляется воз-
можность избавиться от постоянных перерегулировок схем кодирова-
ния после каждой очередной замены реле.
Длительность кодовых импульсов в схемах кодирования регулиру-
ют по длительности первого импульса в коде зеленого огня, измеренной
на контактах оконечного трансмиттерного реле, которая должна быть
0,27—0,35 с. При нормировании длительность интервала должна состав-
лять 0,12—0,20 с.
Для обеспечения устойчивой работы АЛСН после очередной замены
трансмиттерных реле или КПТ, а также при небольших колебаниях пи-
тающего напряжения необходимо, чтобы длительность первого импульса
в коде зеленого огня была как можно ближе к 0,31 с, а для интерва-
ла—0,16с.
Низкоомные трансмиттерные реле, работающие в схемах трансляции
кодов (схемы кодирования на станциях, переезды и разрезные точки на
участках автоблокировки), нуждаются в дополнительной коррекции
длительности импульсов включением заземляющего диода, установлен-
ного внутри корпуса реле (TP-ЗВ, Т1И-65В) или снаружи (TP-ЗБ, TIU-65).
В зависимости от напряжения на обмотках реле диоды могут вклю-
чаться только на обоих реле, на втором реле или вообще не включаться.
Ориентировочные условия включения корректирующих диодов приве-
дены в табл. 20, в которой приняты следующие обозначения: —/— —
диоды не включаются; —/VD — диод на втором реле; VD/VD — диод
на обоих реле; Ц и Ц - напряжения на первом и втором трансмиттер-
ных реле.
Таблица 20
Г1’В Включение диодов в зависимости от U^, В
10 11 12 13 14 IS 16 17
10 VD/VD VD/VD —/VD —/VD —/VD —/VD —/VD —/VD
11 VD/VD —/VD —/VD —/VD —/VD —/VD —/VD —/VD
12 /VD —/VD -/VD —/VD —/VD —/VD -/-
13 —/VD -/VD —/VD —/VD —/VD -/- -/- -/-
14 —/VD —/VD —/VD —/VD -/- -/- -/-
15 —/VD —/VD —/VD -/- -/- -/- -/- -/-
16 —/VD —/VD -/- -/- -/- -/- _/_ -/-
17 -/- -/- -/- -/- -/- -/- -/-
155
Напряжение на обмотках низкоомных трансмиттерных реле не долж-
но быть менее 10 В. В отдельных случаях, когда нет возможности довес-
ти напряжение хотя бы до 10 В на реле (без трансляции), следует под-
ключить корректирующий диод. Для повышения напряжения на низко-
омных трансмиттерных реле можно использовать один из следующих
способов: переключение реле на питание от батареи 24 В вместо 12 В
с установкой регулируемого резистора сопротивлением 40 Ом; 0,2 А;
дублирование кабельных жил; добавление седьмого аккумулятора к ба-
тарее из шести аккумуляторов.
Напряжение на обмотках высокоомных трансмиттерных реле долж-
но быть (0,85 ± 5) В, при этом длительность импульсов будет в пределах
нормы и для одиночного реле, и для схемы с трансляцией. Такое напря-
жение на обмотке высокоомного трансмиттерного реле может быть
установлено одним из следующих способов: включением отдельного
трансформатор? в релейном шкафу или на посту ЭЦ; использованием в
качестве источника питания существующего путевого трансформатора
ПОБС-3, если позволяет конкретная схема; включением последователь-
но с обмоткой трансмиттерного реле резистора от 1 до 1,5 кОм мощно-
стью не менее 4 Вт.
Хороший эффект плавной регулировки длительности импульсов
может быть получен при использовании регулируемых резисторов в
цепях высоко- (реле типа ТШ-2000 В) и низкоомных (релетипаТ1П-65 В)
трансмиттерных реле (рис. 60).
В процессе проверки и регулировки напряжения на обмотках транс-
миттерных реле следует учитывать, что в тех схемах, где по одним и
тем же кабельным жилам подается питание на несколько трансмиттер-
ных реле через контакты соответствующих путевых реле, напряжение
на их обмотках может существенно измениться в зависимости от того,
сколько реле в данный момент подключено к источнику питания. Поэто-
му напряжение следует регулировать при максимальном числе подклю-
ченных реле, а гасящие резисторы устанавливать для каждого реле в от-
дельности.
Рис. 60. Схемы регулировки длительности импульсов в цепи трансмит-
терных реле высокоомных (о) и низкоомных (б)
156
Схемы кодирования, в которых импульс транслируется дважды
(двойные трансляции), а также трансляции с обратными повторителями
не поддаются единой регулировке временных параметров с помощью
диодов или изменения напряжения, поэтому каждая такая схема нуж-
дается в индивидуальной коррекции. В соответствии с альбомом ЖЭЦ-6
от таких решений следует по возможности освобождаться.
Большие трудности встречаются при необходимости измерить вре-
менные параметры кодовых импульсов. Электросекундомер ПВ-53, ко-
торый обычно используют для зтой цели, не имеет устройства для выде-
ления отдельного импульса, а измерение всех импульсов в коде не по-
зволяет визуально с достаточной точностью зафиксировать длительность
отдельного импульса за исключением кода КЖ, в котором отсутствуют
малые интервалы.
В связи с этим на ряде дорог в разное время было предложено при-
менять электромагнитные регистрирующие приборы — ондуляторы и
циклографы. Такие приборы, состоящие из лентопротяжного механизма
(ручного и электрического) и электромагнитного отсчетчика, позволяют
зафиксировать длительность всех импульсов и интервалов, однако они
громоздки, и недостаточно удобны в эксплуатации, особенно в полевых
условиях.
Наряду с циклографами и ондуляторами на ряде дистанций применя-
ют дешифраторные приставки к электросекундомеру для выделения
отдельных импульсов и интервалов. Такие приставки вместе с электро-
секундомером позволяют выделить любой из импульсов и любой из ин-
тервалов в каждой разновидности кода и измерить их длительность.
Однако большинство работников затрудняется пользоваться таким при-
«бором для периодических эксплуатационных измерений в полевых усло-
виях.
В целях упрощения конструкции дешифраторных приставок и умень-
шения их размеров представляется целесообразным ограничиться воз-
можностью выделения только первого импульса в кодах 3 и Ж. Как по-
казал опыт измерений, проверка временных параметров кода разрешаю-
щего огня по длительности первого импульса вполне достаточна для
практических целей, так как укорачивание или удлинение первого им-
пульса одинаково распространяется и на все остальные, а длительность
любого интервала жестко связана с длительностью первого импульса.
Поэтому длительность первого импульса может служить определяющим
временным параметром всего кода АЛСН. Исключение составляют слу-
чаи непропорционального искажения отдельных импульсов вследствие
дефектов кодовых шайб в трансмиттере КПТ. В связи с этим для провер-
ки кодовых трансмиттеров в РТУ желательно иметь прибор с выделени-
ем любого импульса, в то время как для эксплуатационных измерений
на линии можно удовлетвориться выделением только первого импульса.
На Прибалтийской дороге для измерения длительности первого им-
пульса разработана схема управления электросекундомером (рис. 61),
157
Рис. 61. Принципиальная схема электро-
секундомера
которая содержит два реле, одно из которых Б непосредственно управ-
ляет злектросекуядомером ЭС, а другое А вместе с конденсатором С2
образует элемент задержки с постоянной времени т. При этом
г . < т <t ,
min max
где f . , t - длительность соответственно малого и большого интервалов,
min max г
Контактом реле А обрывается цепь возбуждения управляющего
реле Б в том случае, когда поступивший импульс следует после корот-
кого интервала, т. е. реле Б имеет возможность сработать только при
поступлении первого импульса в цикле.
В качестве реле А и Б могут быть использованы любые малогаба-
ритные реле (РСМ, РЭС и пр.) с рабочим напряжением не более 12 В и
сопротивлением обмотки 0,5—1 кОм. Емкость конденсатора С2 состав-
ляет 100-200 мкФ в зависимости от сопротивления обмотки реле А.
Диоды VD3, VD4 и VD5 служат для разделения электрических цепей.
Блок питания релейной приставки включает в себя понижающий транс-
форматор 220/12 В мощностью не менее 1 Вт, выпрямительные дио-
ды DI. D2 и сглаживающий конденсатор С1. Для удобства пользова-
ния наружные зажимы электросекундомера используются в качестве
выходных выводов прибора. Резистор R2 — 1 МОм, 0,25 Вт, конден-
сатор СЗ — 0,5 мкФ, 600 В.
На Горьковской дороге временные параметры кодовых импульсов
измеряют прибором, работающим по принципу разряда конденсатора
(рис. 62). Полевой транзистор (2П103Д), обладающий высоким выход-
ным сопротивлением, используется при этом в цепи разряда конденса-
тора С1 (4 мкФ), заряжаемого через контакт трансмиттерного реле.
При включении прибора после поступления некоторого количества ко-
довых циклов стрелка микроамперметра устанавливается в определен-
ном положении. Значение тока по прибору будет пропорционально отно-
шению времени импульса к времени интервала в кодовом цикле. Пере-
158
Рис. 62. Схема измерения длительности импульса методом разряда конденсатора
ключателем П устанавливается соответствующий вид кода (3, Ж, КЖ),
параметры которого при этом измеряются. Резистор R4 — 51 Ом, R5 —
200 Ом, R6 - 2,2 кОм, R7 - 10 кОм, R8 - 100 Ом, R9 ~ 22 кОм,
R10 — 500 Ом, стабилитрон — Д813, диоды моста — Д226, конденса-
тор С2 ~ 2000 мкФ, 25 В.
Длительность кодовых импульсов может измеряться не только на
контактах реле или трансмиттера, но и непосредственно в рельсах
(рис. 63). Для того чтобы электросекундомер (ПВ-53), включенный без
ограничительных резисторов, обеспечивал устойчивые показания, на-
пряжение на его обмотке должно быть не менее 30 В, а напряжение кодо-
вого тока в рельсах — не менее 2 В. Ток низковольтной обмотки транс-
форматора (СТ-3) не превышает 0,6 А, что не мешает нормальной работе
рельсовой цепи.
При измерении амплитуды и длительности импульсов на ходу поезда
из вагона-лаборатории специально оборудованной дрезины, как правило,
пользуются цифровыми приборами (вольтметрами и частотомерами)
серийного выпуска, а также разработанными по этому же принципу спе-
циальными измерительными схемами. На ряде дистанций созданы пере-
носные приборы с цифровым отсчетом, измеряющие длительность им-
пульса с помощью пересчетных схем.
Для этой цели широко используются приборы БВИ, позволяющие
определить длительность любого импульса и интервала, однако недо-
статком их является необходимость использования электронного часто-
томера.
Рис. 63. Схема измерения длительности
кодовых импульсов в рельсовой цепи
Характерным недостатком в работе устройств АЛСН является сбой
' кодов в местах пересечения железнодорожного пути высоковольтной ли-
нией электропередачи. Помехи от ЛЭП создаются ее магнитным полем
и воздействуют на локомотивные усилители; нормально работающие от
тока частоты 50 Гц. Уровень помех зависит от угла пересечения ЛЭП с
железной дорогой, напряжения ЛЭП, взаимного расположения проводов
и высоты их подвески, распределения нагрузки по фазам ЛЭП. Исследо-
вания, проведенные ХИИТом, показали, что уровень помехи определяет-
ся в основном не прямым влиянием магнитного поля на катушки АЛСН,
а косвенным влиянием, т. е. является следствием наведения в металли-
ческом корпусе локомотива вихревых токов, магнитное поле которых
непосредственно и воздействует на приемные катушки.
Для уменьшения уровня помехи предлагались различные активные
и пассивные способы защиты. К числу активных относятся увеличение
высоты подвески и уменьшение расстояния между проводами ЛЭП в ме-
стах пересечения, устройство специальных замкнутых подвешенных или
уложенных на землю шлейфов, в которые подается ток частоты 50 Гц,
сдвинутый по фазе по отношению к току наведенной помехи.
К пассивным методам защиты относятся компенсация тока помехи
специальным проложенным на локомотиве контуром и увеличение сиг-
нального тока в районе пересечения. Из всех перечисленных методов
получили распространение два: использование наземных компенсирую-
щих шлейфов и увеличение сигнального тока.
Компенсационный метод защиты АЛСН от влияния ЛЭП, предло-
женный ХабИИЖТом, заключается в создании искусственного электро-
магнитного поля, противоположного по фазе основному электромагнит-
ному полю ЛЭП. Для этой цели к шпалам в месте пересечения с ЛЭП
с внутренней стороны колеи крепится гибкий одиночный изолирован-
ный провод, уложенный в виде буквы S. Для создания противофазного
источника используется типовая приемная катушка, воспринимающая
э.д.с. помехи от ЛЭП, с которой эта помеха в противофазе подается на
усилитель с выходной мощностью 40 Вт. Выход усилителя соединен с
компенсирующим шлейфом.
Способ увеличения сигнального тока рельсовой цепи может быть
реализован увеличением напряжения на питающем конце рельсовой це-
пи, если это допускают соответствующие нормали. Если же такое увели-
чение невозможно по условиям обеспечения нормального и шунтового
режимов работы, то можно перенести сигнальную точку или же включить
дополнительную разрезную точку рельсовой цепи вблизи места пересече-
ния с тем, чтобы ЛЭП пересекала рельсовую цепь на выходном конце,
где ток соответственно будет больше.
Хороший эффект дает прокладка экрана в земле.
Другим характерным недостатком в работе устройств АЛСН являет-
ся подверженность воздействию рельсов и других элементов верхнего
строения пути с неравномерной остаточной намагниченностью. Такое яв-
160
пение проявляется на кодируемых и некодируемых участках. Источни-
ком помехи в этих случаях являются: объемно-закаленные рельсы, на-
кладки, которые грузили при помощи электромагнитов; рельсовые пет-
ли после работы электробалластера.
Наибольшее мешающее влияние неравномерная намагниченность
оказывает на приемники АЛСН, работающие в режиме 25 Гц. Поэтому
целесообразно на некодируемых участках переводить локомотивный
приемник из режима 25 Гц в режим 50 Гц.
Намагниченные участки пути можно выявить с локомотива с по-
мощью прибора, подключенного к катушкам, и непосредственно на пути
с помощью компаса. Перемещаемый вдоль головки рельса компас по-
зволяет зафиксировать места, в которых меняется направление магнит-
ной стрелки. Соответствующие точки являются йсточником импульсов
помехи.
Наиболее распространенным видом мешающих влияний, вызванных
неравномерной остаточной намагниченностью, является имитация ко-
дов КЖ при наличии определенного соотношения между скоростью сле-
дования локомотива v и расстоянием между точками рельсов I, в ко-
торых изменяется полярность магнитного поля. Это соотношение можно
выразить формулой
V = 3,Ы/Тп,
где V - скорость локомотива, км/ч; = 0,6 -г 1 с - время воспринимаемого
цикла кода КЖ.
Для случая когда помеха вызвана намагниченными накладками при
длине рельса 12,5 м, наибольшее мешающее влияние будет проявляться
при скорости локомотива 45—75 км/ч, соответственно при рельсах дли-
ной 25 м — более 90 км/ч.
Намагниченность объемно-закаленных рельсов сохраняется достаточ-
но длительное время, намагниченность же обычных рельсов и накладок
выравнивается, как правило, в период от двух недель до двух месяцев.
Основным способом ликвидации мест с неравномерной остаточной
намагниченностью является перемагничивание рельсов с помощью ваго-
на-дефектоскопа. Для этого вагон-дефектоскоп необходимо дважды
пропускать по участку в одинаковом направлении со скоростью 15 км/ч
с соблюдением зазора 10 мм между катушками и головкой рельса. Ток
в катушках при первом проезде равен 16 А, а при повторном проезде —
8 А обратной полярности.
Практически реализация этого способа обычно затруднена из-за не-
достатка вагонов-дефектоскопов. В связи с этим иа Прибалтийской до-
роге был разработан и применяется способ перемагничивания с использо-
ванием путевой машины ВПО-ЗООО, которая имеется на каждой путевой
машинной станции. Работы по магнитной обработке рельсов проводятся
161
следующим образом. Накануне работник дистанции совершает проезд
на локомотиве по участку, подлежащему магнитной обработке, и изме-
ряет уровень наводимых на катушках помех прибором-измерителем
В4-10А или другим аналогичным прибором, подключенным непосред-
ственно к локомотивным катушкам. Перед началом магнитной обработ-
ки рельсов на станции дислокации машины ВПО-ЗООО при включенном
дизель-генераторе проверяется правильность полярности электромагни-
тов. Проверка проводится работником дистанции совместно с руково-
дителем работ с помощью компаса. При этом стрелка компаса, располо-
женного горизонтально на уровне 5—10 см от головки рельса и на рас-
стоянии 0,5—1 м от крайних полюсных наконечников электромагнита,
должна показывать одинаковую полярность левого и правого электро-
магнитов. В случае обнаружения несоответствия полярности электромаг-
нитов над левым и правым рельсами катушки с одной из сторон должны
быть переключены.
Магнитную обработку неравномерно намагниченных рельсов маши-
ной ВПО-ЗООО выполняют при токе в электромагнитах не менее 60 А со
скоростью движения 10 км/ч и высотой подвески электромагнитов над
рельсом не более 50 мм или со скоростью движения 5 км/ч и высотой
подвески электромагнитов над рельсом не более 100 мм. По окончании
магнитной обработки работник дистанции проверяет ее эффективность,
следуя на локомотиве при обратном рейсе машины ВПО-ЗООО со скоро-
стью 50 км/ч. Эффективность магнитной обработки оценивается прибо-
ром-измерителем В4-10А или другим аналогичным прибором, подклю-
ченным непосредственно к локомотивным катушкам. Наведенное на-
пряжение, создаваемое помехой, после магнитной обработки не должно
превышать 0,1 В.
Эффективность обработки определяется сравнением наведенной в
катушках з.д.с. помехи до магнитной обработки и после нее.
Наряду с неравномерной намагниченностью уложенных в пути рель-
сов мешающее влияние на работу устройств АЛСН оказывают и рельсы,
подготовленные для замены. С целью устранения этого влияния такие
рельсы нужно укладывать с внешней стороны колеи не ближе 35 см.
Так, на одном из перегонов наблюдались сбои в работе АЛСН от ме-
шающих влияний двух параллельных линий электропередачи 110 и
220 кВ, пересекающих железнодорожный путь под углом 45° и отстоя-
щих друг от друга на расстоянии 70 м. Электромагнитные поля токов ЛЭП
наводят в корпусе локомотива э. д. с., от которой в замкнутых контурах
возникают большие вихревые токи. Магнитные поля вихревых токов
воздействуют на приемные катушки и искажают полезный сигнал на вхо-
де усилителя УК-25/50.
Для исключения мешающих влияний ЛЭП на работу АЛСН примене-
но электромагнитное экранирование, в земле под обеими пиниями ЛЭП
162
уложен медный неизолированный трос (рис. 64). Экранирующее дейст-
вие находящегося во внешнем магнитном поле протяженного экрана, об-
условленного наведенными в нем продольными и вихревыми токами,
которые создают компенсирующее электромагнитное поле, противопо-
ложно по фазе основному полю ЛЭП. Анализ этого способа защиты пока-
зал, что эффект экранирования тем выше, чем больше ток, протекающий
через трос, меньше расстояние между тросом и осью ЛЭП и лучше зазем-
ление самого троса (близко к идеальному). Во всех случаях влияние
ослабляется, когда зазор между торцами подготовленных для укладки
рельсов выдерживается минимальным.
Причиной появления сигнала ЮК локомотивного светофора на неко-
дируемом участке может являться также влияние посторонних источ-
ников электроэнергии, например поврежденная осветительная линия
вдоль железной дороги, у которой нулевой провод оборван и фактиче-
ским обратным проводом являются земля и рельсы.
Другая возможность появления ложного сигнала АЛСН на некоди-
руемом участке связана с работой импульсной рельсовой цепи постоян-
ного тока на перегоне, обычно на участке приближения к станции или
переезду. Импульсная рельсовая цепь становится источником ложных
кодов АЛСН в тех случаях, когда аккумулятор этой рельсовой цепи в
значительной степени утратил емкость. При этом работающий параллель-
но с ним двухполупериодный выпрямитель выдает в рельсовую цепь,
наряду с импульсами постоянного тока, также импульсы переменной со-
ставляющей, которые при определенных условиях могут расшифровы-
ваться как код ЮК.
163
28. ОТКАЗЫ ЛОКОМОТИВНЫХ УСТРОЙСТВ АЛСН
И ТЕХНОЛОГИЯ ИХ ПОИСКА
Нарушение работоспособности локомотивных устройств АЛСН воз-
можно из-за отказов локомотивных устройств, что приводит к выклю-
чению их в пути следования^или из-за неисправности напольных устройств,
вызывающей сбои в работе локомотивной сигнализации.
Отказы локомотивной аппаратуры АЛСН, обслуживаемой работ-
никами хозяйства сигнализации и связи, в процентах распределяются
следующим образом: дешифраторы — 48, усилители — 34, фильтры — 3,
общие ящики — 15.
В табл. 21 дано распределение отказов по элементам в усилителях,
дешифраторах, общих ящиках, фильтрах.
Анализ отказов элементов показывает, что они являются следст-
вием перенапряжения в цепях питания локомотивных устройств АЛСН,
что вызывает пробой конденсаторов и диодов, перегорание транзисторов
и резисторов, подгар контактов реле, сгорание монтажа, выход из строя
стабилитронов. Пробой диодов может произойти из-за нарушения тех-
нологического процесса замены аппаратуры АЛСН (невыключение пита-
ния), сгорание монтажа — из-за отсутствия типовых предохранителей в
цепях питания АЛСН. Старение конденсаторов вызывает изменение их
параметров и потерю емкости, что, в свою очередь, может повлечь рас-
стройку контуров локомотивных фильтров. Некачественная регулиров-
ка является причиной отклонения характеристик реле от допустимых
значений и подгорания контактов, а усталость металла приводит к изло-
му контактных пружин. Воздействие вибрации, плохая пайка, ветхость
монтажа, повреждение изоляции, нетиповые предохранители — причи-
ны, вызывающие неисправности в монтаже, в том числе и случаи полного
сгорания монтажа.
Отсутствие контакта на выводах клеммной колодки общего ящи-
ка — следствие некачественно!? проверки, ослабления гаечного крепле-
ния. Сообщение между выводами клеммной колодки общего ящика —
следствие отсутствия наконечников на проводах, размочаливания кон-
цов, засорения платы, использование не соответствующих болтам шайб.
Отказы контактных пружин общего ящика — следствие деформации,
потери упругости, слабого контактного нажатия, появления нагара на
контактирующих поверхностях.
Четкая и бесперебойная работа автоматической локомотивной сиг-
нализации имеет важное значение для обеспечения безопасности поездов.
Качественные ремонт и техническое обслуживание всех узлов АЛСН на
локомотиве являются непременными условиями работы ее в пути.
Для успешного обнаружения и устранения неисправностей АЛСН
работники, обслуживающие устройства АЛСН, должны знать работу
электрической схемы, расположение аппаратуры, ее устройство и взаи-
модействие, пользоваться простейшими контрольными приборами. На-
164
Таблица 21
Элемент или причина отказа Отказ, % Элемент или причина Отказ, %
отказа
Конденсаторы Усилители 18,4 Монтаж 5,7.
Диоды 7,1 Подгорание или неис- 8,6
Резисторы исправность контактов реле 8,2 Импульсное репе 20,5
Транзисторы 12,7 Измерение чувствитель- 12,6
Стабилитроны ПОСТИ 5,0 Прочие 12,6
Пробой конденсаторов Дешифраторы 7,8 Нарушение характерно 8,1
Потеря емкости конден- тик реле 11,2 Излом контактов 10,7
саторов Диоды 4,4 Подгорание и нарушение 14
Резисторы контактов реле 9,1 Сгорание монтажа 11
Монтаж 6 Прочие 17,7
Выход нз строя контакт- Общие ящики 16 Сообщение между выво- И
пых пружин дам и
Отсутствие контактов 32,5 Нарушение изоляции 19,5
па выводе монтажа
Фильтры
Отказ конденсаторов 18,5 Расстройка контуров 10,4
Обрыв обмоток дрос- 21 Обрыв паек 16,5
селей
Короткое замыкание в 2,3 Прочие 31,3
обмотках дросселей
ряду с этим важно также знать наиболее характерные неисправности
АЛСН и способы их отыскания и устранения.
Неисправности устройств АЛСН в основном подразделяются на сле-
дующие виды: разрыв электрической цепи; короткое замыкание элек-
трической цепи; напряжение, не соответствующее требуемому значе-
нию; механические повреждения (разрушения деталей, попадание посто-
ронних частиц и т. д.); недостаточное давление сжатого воздуха в аппа-
ратах с пневматическим приводом.
Разрыв электрической цепи вызывается потерей контакта в аппара-
туре или обрывом провода. Короткие замыкания являются следствием
165
Таблица 22
O'
о.
Характер отказа
Способ отыскания причины
отказа
Причина отказа
Способ устранения
неисправности
1 2
4
1. После включения ру-
бильника батареи и выклю-
чателя АЛСН нет напряжения
на клеммах общего ящика
(+50, -50)
2. При включении АЛСН
красная лампа на локомотив-
ном светофоре не загорается,
ЭПК становится под ток
Провести измерения
вольтметром последова-
тельно по схеме питания
от главного предохраните-
ля до места обрыва
Проверить цепь питания
лампы красного огня от
дешифратора до локомо-
тивного светофора
3. При включении ЭПК
не работает свисток
4. При включении ЭПК не
работает свисток, срабатывает
срывной кпапан
5. Смена огней на локомо-
тивном светофоре происходит
без свистка ЭПК
Проверить положение
включателя ЭПК, крана от
напорной магистрали;
вольтметром проверить
на электромагните ЭПК,
есть ли перерывы в пи-
тании
Неисправность предохрани-
теля на распределительном щите;
выключателя направления
Обрыв цепи питания лампы
красного огня, неисправность
переключателя направления; пе-
регорела лампа; нарушение кон-
такта в патроне лампы; отсут-
ствие -50 В; нет выхода +50 В
с дешифратора до клеммной па-
нели
Неисправность питательного
клапана ЭПК; засорение калиб-
рованных отверстий ЭПК; засо-
рение свистка
Засорилась (или заморожена)
трубка напорной магистрали
Ключ ЭПК ие повернут до
среднего положения; перекрыт
кран от напорной магистрали;
заедание штока электромагнита,
постороннее питание на катушке
ЭПК; неисправен свисток
Проверить предохранитель, вы-
ключатель АЛСН, переключатель
направления, проверить цепь пита-
ния от главного предохранителя
до общего ящика
Устранить обрыв цепи питания,
неисправность, в ПН, заменить пам-
пу, отремонтировать патрон; вое
становить -50 В; заменить деши-
фратор
Заменить ЭПК
Устранить причину неисправно-
сти
Установить ключ в среднее поло-
жение; открыть кран от напорной
магистрали; устранить заедание
штока электромагнита ЭПК; найти
причину постороннего питания ка-
тушки ЭПК; отремонтировать свис-
ток
6. На локомотивном све-
тофоре поочередно горят жел-
тый, красно-желтый и крас-
ный огни; соответствующие
реле скоростемера не притя-
гивают якорь
7. На локомотивном све-
тофоре поочередно горят крас-
но-желтый, желтый и крас-
ный огни, а реле одного из
огней ие притягивает якорь
Вольтметром проверить
цепь провода 8 фишки ско-
ростемера (нет -50 В)
8. Показание на локомо-
тивном светофоре не соответ-
ствует состоянию электро-
магнитов, регистрирующего
устройства скоростемера
9. Нет контроля включе-
ния ЭПК на скоростемерной
ленте
10. Время срыва ЭПК ме-
нее нормированного (7±
±1,5) с
ЭПК-1, Ж, КЖ
Проверить цепь прово-
да 7, разъема скоростеме-
ра; выяснить положение
якоря реле ЭЭ; измерить
целость обмотки реле ЭЭ
Проверить по маномет-
ру давление
11. После разрядки ка-
меры выдержки времени не
5 происходит срыв ЭПК
Обрыв провода 8 фишки ско-
ростемера
Вольтметром или проб-
ником проверить цепи
проводов 6, 9 или 11 от
фишки скоростемера
до клеммы общего ящи-
ка
Проверить правильность
распайки проводов 6, 7,9
и 11 от гнезда разъема со-
ответственно на клеммы К, ЭПК-1, Ж, КЖ, общего ящика;
г,п.л , нарушена схема скоростемера
Обрыв цепи провода 7 скоро-
стемера; замыкание якоря ре-
ле ЭЭ, погнута направляющая
стойка скоростемера, тугая пру-
жина писца
Уменьшение объема камеры
выдержки времени из-за попа- i
дания воды; слабое нажатие пру- i
жины на диафрагму ЭПК; мало
давление в напорной магистрали;
попадание посторонних предме-
тов под возбудительный или срыв-
ной клапан; засорение калибро-
ванного отверстия срывного кла-
пана
Заедание срывного поршня
ЭПК; заедание возбудительного
клапана ЭПК
Обрыв проводов 6, 9 или
11 фишки скоростемера
Неправильно подключены
провода от штепсельного разъе-
ма скоростемера на клеммы К,
Устранить обрыв провода 8 штеп-
сельного разъема скоростемера
Устранить обнаруженный обрыв
Провода подключить согласно
схеме; заменить неисправный ско-
ростемер
Восстановить цепи;
скоростемер или писец
Поднять давление в
магистрали, прочистить
проволокой и продуть,
ходимости заменить ЭПК
заменить
напорной
отверстия
при необ-
Заменить ЭПК
Продолжение табл. 22
co
1
12. После торможения
автостопом и восстановления
системы выпуск воздуха из
тормозной магистрали не пре-
кращается
13. Слабо работает свисток
ЭПК (’’шипит”)
14. Утечка воздуха между
ЭПК и кронштейном
15. Утечка воздуха около
катушки электромагнита ЭПК
16. Утечка воздуха в атмос-
ферное отверстие со стороны
возбудительного клапана ЭПК
17. Утечка воздуха со сто-
роны срывного клапана
18. ЭПК не становится под
ток при всех огнях; электро-
магнит ЭЭ на скоростемере
под током
Заедание срывного или воз-
будительного клапана ЭПК
Неисправен свисток ЭПК
Некачественная резиновая
прокладка ЭПК-150-10
Вышла из строя прокладка
болта ЭПК
Заменить ЭПК
19. ЭПК не становится
под ток при всех огнях,
электромагнит ЭЭ без тока
Проверить: давление
по манометру; положение
крана напорной магистра-
ли; цепь питания от клем-
мы ЭПК-1 клеммной пане-
пи до клеммы 50 В
ЭПК-150
Проверить: цепь питания
от дешифратора до клем-
мы 50 В ЭПК-150 (нор-
мально разомкнутые
контакты РБ — кон-
такт концевого переклю-
Попадание посторонних пред-
метов под возбудительный кла-
пан ЭПК
Попадание посторонних пред-
метов под срывной поршень
Мало давление в напорной ма-
гистрали; перекрыт кран в на-
порной магистрали; неисправ-
ность нормально замкнутых
контактов РБ; контактов кон-
цевого переключателя обмотки
ЭПК, ПН, нормально замкнутых
контактов ВК
Неисправность цепи питания
от нормально разомкнутых кон-
тактов РБ-3 дешифратора; нет
+50 В с клеммы ”Н" до второго
нормально разомкнутого кон-
такта РБ; ненадежный контакт
Заменить ЭПК или свисток
Заменить прокладку или ЭПК
Заменить прокладку
Очистить седло и возбудитель-
ный клапан; заменить ЭПК
Заменить ЭПК
Поднять давление в напорной
магистрали; открыть кран напор-
ной магистрали; восстановить
цепь питания ЭПК
Восстановить цепь питания;
восстановить контакт между ДК
и общим ящиком
fali.AwMWni
20. ЭПК и электромагнит
ЭЭ не становятся под ток
прн красном огне при ско-
рости менее 20 км/ч
21. ЭПК и электромаг-
нит ЭЭ не становятся под
ток при красно-желтом огне
при скорости менее 20 км/ч
чателя - обмотка
ЭПК-ПН— нормально зам-
кнутые контакты ВК); ис-
правность Дешифратора
Проверить: скоросте-
мер; монтаж от клеммы 1
скоростемера до клем-
мы ”С”; от клеммы 5 фиш-ком; неисправность ДК
ки скоростемера до РБ-2;
надежность контакта меж-
ду ДК и общим ящиком;
исправность ДК
Проверить: скоросте-
мер; монтаж от клеммы 3
скоростемера до клем-
мы ”В” дешифратора; от
клеммы 5 скоростемера
до клеммы РБ-2 дешифра-
между дешифратором и общим
ящиком
Неисправность скоростемера,
обрыв монтажа; нарушение кон-
такта между ДК и общим ящи-
Неисправность скоростеме-
ра; обрыв цепи питания; наруше-
ние контакта между ДК и общим
ящиком
22. Проверка бдительно-
сти на стоянке при красном,
красно-желтом и белом ог-
нях
23. Проверка бдительно-
сти при желтом огне при ско-
рости менее 20 км/ч
тора; надежность контакта
между ДК и общим ящи-
ком ; исправность ДК
Проверить: кнопку КП;
цепь питания от клеммы 4
скоростемера до кноп-
ки КП; наличие +50 В
(клемма ”Н”) на втором
контакте кнопки КП; ско-
ростемер
Проверить: скоросте-
мер; цепь питания от кон-
такта 2 скоростемера до
Нарушение контакта кноп-
ки КП, обрыв цепи питания
от клеммы 4 скоростемера до
кнопки КП; отсутствие напря-
жения на клемме ”Н”, неис-
правность скоростемера
Неисправность скоростемера
обрыв цепи питания, нарушение
контакта между ДК и общим
РБ-1 дешифратора; цепь
питания от контакта 3 ско-
ростемера до клеммы ”В”
ящиком; неисправность де-
шифратора
дешифратора; контакт
между ДК и общим ящи-
ком; исправность ДК
При необходимости заменить
скоростемер; восстановись цепь пи-
тания; восстановить контакт меж-
ду ДК и общим ящиком; заменить
дешифратор
При необходимости заменить
скоростемер; восстановить цепь пи-
тания; восстановить контакт меж-
ду ДК и общим ящиком; заменить
дешифратор
Восстановить контакт кнопки
КП; восстановить цепь питания;
восстановить напряжение на кноп-
ке КП; при необходимости заме-
нить скоростемер
При необходимости заменить
скоростемер; восстановить цепи пи-
тания; восстановить контакт меж-
ДУ ДК и общим ящиком; заменить
ДК
Продолжение табл. 22
24. Нет перехода с крас-
ного на белый огонь локомо-
тивного светофора
25. При включении ЭПК
срабатывают все реле скоро-
стемера, на светофоре впол-
накала горит красный огонь
26. На локомотивном све-
тофоре мигает один из огней
Проверить: целостность
лампы ”Б”, исправность
кнопки ВК (состояние нор- обрыв цепи питания; отсутствие
мально разомкнутых кон-
тактов) ; цепь питания от
лишних контактов кноп-
ки ВК до клеммы ”Н” и
кнопки ВК дешифратора;
контакт между ДК и об-
щим ящиком; исправ-
ность ДК
Проверить напряжение
на проводе ’’—светофора”
Перегорание лампы "Б”; на-
рушение контакта в кнопке ВК;
контакта между ДК и общим
ящиком; неисправность ДК
Заменить лампу, восстановить
контакт кнопки ВК. восстановить
цепь питания; восстановить кон-
такт между ДК и общим ящиком;
заменить дешифратор
27. Во время движения
локомотива свисток ЭПК
’’подсвистывает”
Провод ’’-светофора” не со-
единен с проводом ’’-скоросте-
мера”; обрыв провода ’’-све-
тофора”
Проверить: цепь питания Нарушена цепь питания лампы;
лампы, надежность крепле- плохая пайка; нарушен контакт
ния и пайки монтажа; напи- в лампе; отсутствует контакт
чие надежного контакта в
лампе светофора; надеж-
ность контакта между ДК
и общим ящиком; исправ-
ность ДК
Проверить: надежность
между ДК и общим ящиком; не-
исправен ДК
Восстановить цепь ’’-светофо-
ра”- ’’-скоростемера ”
Восстановить цепи питания; вос-
становить контакт в лампе; при не-
обходимости заменить дешифратор
нормально замкнутых кон-
тактов РБ; регулировку
контактов ЭПК; контакт
концевого переключателя;
надежность крепления и
пайки монтажа в цепи пита-
Восстановить надежность кон-
тактов РБ; отрегулировать контак-
ты ЭПК, концевого переключателя;
восстановить контакт между ДК и
общим ящиком; при необходимо-
сти заменить дешифратор
28. При включении тумб-
лера ДЗ в положение АЛСН
время периодической провер-
ки бдительности меньше нор-
мы
29. При включении ЭПК
одновременно срабатывают
все реле скоростемера, заго-
раются все огни на локомо-
тивном светофоре
30. Сбой огней на некоди-
руемом участке с белого на
красно-желтый и красный
ния ЭПК; надежность кой-
такта между ДК и общим
ящиком; исправность ДК
Проверить: напряжение В дешифраторе мала емкость
питания, надежность кон- конденсатора Сб
такта между ДК и общим
ящиком; исправность де-
шифратора; сопротивле-
ние изоляции монтажа
Проверить: монтаж схе- Неисправность в монтаже
мы ЭПК; наличие посторон-схемы ЭПК
него напряжения
При необходимости заменить де-
шифратор
Восстановить монтаж схемы
ЭПК; найти место, куда поступает
постороннее напряжение
31. Время перехода с бе-
лого огня на другой огонь
менее 15 с
32. Сбой огней на локо-
мотивном светофоре в пути
следования
Проверить: -50 В на
” — Сп” и монтаже от
”+Сп” до клеммы РБ-4 де-
шифратора; надежность
контакта между ДК и об-
щим ящиком; исправность
ДК
Проверить: наличие и
правильность подключения
конденсатора Сп в общем
ящике (РБ-4 и -50 В); на-
дежность контакта между
ДК и общим ящиком; ис-
правность ДК
Проверить: сопротивле-
ние изоляции монтажа ПК;
высоту и правильность
подвески ПК; состояние
монтажа и крепление двух-
и восьмиклеммных коро-
бок; состояние контактов
и крепление монтажа ПН,
Мало замедление реле СР
(15- 20 с); уменьшение емкости
конденсатора Сп
Мало замедление реле СР
(15-20 с)} уменьшение емкости
конденсатора Сп
Низкое сопротивление изоля-
ции монтажа ПК; неправильно
подвешены (асимметрично) ПК;
плохой контакт в ПН; отсутст-
вие контакта между УК и ДК;
низкое сопротивление изоляции
между кожухами ПК; неисправ-
ность УК и ДК
Проверить конденсатор Сп, при
необходимости заменить его; вос-
становить контакт между ДК и об-
щим ящиком; при необходимости
заменить ДК
Заменить конденсатор Сп; вос-
становить контакт между ДК и об-
щим ящиком; при необходимости
заменить дешифратор
Сменить приемные катушки;
восстановить контакт ПН, между УК
и ДК; сменить изоляционную про-
кладку ПК; при необходимости
заменить УК или ДК
Окончание табл. 22
1
2
3
4
33. Кратковременный сбой
огней с зеленого, желтого и
бепого на красный
34. При нажатии РБ пере-
горает предохранитель
клеммную панель общего
ящика; надежность кон-
такта между ДК и УК в
общем ящике; сопротив-
ление изоляции между ко-
жухами приемных кату-
шек; исправность ДК и УК
Проверить: надежность
крепления монтажа пита-
ния (+50 В) общего ящи-
ка, переключателя направ-
ления, переключателя пи-
тания; состояние предо-
хранителей и ПВН и их на-
дежность; надежность кон-
такта между ДК и общим
ящиком; исправность де-
шифратора (нарушение пи-
тания +50 В в ДК)
Проверить: состояние
монтажа и изоляции от нор- РБ и клеммой РБ-3 дешифрато-
мально разомкнутого кон-
такта РБ до кпеммы РБ-3
дешифратора; состояние
монтажа и изоляцию ЭПК-1
дешифратора до ”—50 В”
ЭПК, состояние монтажа
от ЭПК-1 клеммной пане-
ли общего ящика до клем-
мы 7 скоростемера; ис-
правность скоростемера
Плохое крепление монтажа
питания в общем ящике, ПН; в
переключателе питания сгорели
предохранители; неисправен АВН; контакт
отсутствие контакта между ДК
и общим ящиком, напряжения
питания +50 В в ДК
Восстановить цепи питания +50 В;
заменить предохранители и при не-
обходимости АВН; восстановить
Отсутствует кон такт между
ра, контакт между ЭПК-1 дешиф-
ратора и ”—50 В” ЭПК, контакт
от ЭПК-1 общего ящика и клем-
мой 7 скоростемера; неисправ-
ность скоростемера
Восстановить цепи питания; при
необходимости заменить скоросте-
мер
воздействия причин механического характера и, как правило, связаны
с повреждением изоляции.
Практика показывает, что время, затрачиваемое на обнаружение не-
исправности в электрических цепях в несколько раз превышает время на
ее устранение. Отыскание повреждения следует вести последовательно,
а не в нескольких местах одновременно. Сложные цепи при отыскании
повреждения разбивают на ряд участков. Перед отысканием неисправно-
сти необходимо проверить положение выключателей, кнопок, рукояток,
состояние предохранителей, контактов. Так, например, слабый контакт в
цепи питания общего ящика может привести к появлению ложных пока-
заний на локомотивном светофоре. Прежде чем заменять аппаратуру, не-
обходимо полностью убедиться в том, что она неисправна.
При отыскании повреждения контрольной лампой необходимо пом-
нить, что при этом могут сработать определенные устройства. Для изме-
рения напряжения в цепях, а также для отыскания мест повреждений
необходимо иметь измерительные приборы: ампервольтметр или вольт-
метр постоянного тока со шкалой 0—75 В, мегаомметр на напряже-
ние 500 В.
Для отыскания повреждений в электрических цепях необходимо
иметь исполнительные схемы АЛСН для данного типа подвижного со-
става. В табл. 22 приведены характерные отказы, их причины, способы
обнаружения и устранения.
Глава VII
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЦЕНТРАЛИЗАЦИЯ
29. КОНТРОЛЬ ЗА СОСТОЯНИЕМ УСТРОЙСТВ
И ФИКСАЦИЯ ОТКАЗОВ
Анализ статистических данных об отказах устройств электрической
централизации показывает, что наибольшее число неисправностей прихо-
дится на рельсовые цепи, стрелочные электроприводы, релейную аппара-
туру, светофоры, элементы защиты.
Непрерывный контроль за состоянием устройств электрической
централизации в значительной степени может повысить ее эксплуатаци-
онную надежность и сократить время восстановления. Типовые решения
электрической централизации предусматривают непрерывный контроль
состояния рельсовых цепей, положения стрелок, исправности светофор-
ных ламп, целости предохранителей и нормативных значений сопротив-
ления изоляции цепей, находящихся под напряжением. Однако опыт экс-
плуатации показывает, что такой объем контроля является недоста-
точным.
173
Особая необходимость ощущается в непрерывном контроле за на-
пряжением контрольной батареи устройств электрической централиза-
ции. Несмотря на то, что зарядный ток этой батареи регулируется авто-
матически, имеют место случаи неконтролируемого понижения напряже-
ния при обрыве зарядной цепи и по другим причинам, и хотя подобные
отказы происходят сравнительно редко, они приводят к очень тяжелым
последствиям, так как при этоу вся система ЭЦ полностью выходит из
строя. В связи с этим на ряде дистанций применяются схемы контроля
понижения напряжения с акустической и оптической сигнализацией.
Наиболее простыми являются схемы, построенные на одном реле
(рис. 65, а), в которых регулируемым резистором (4,7 кОм) устанав-
ливается напряжение отпадания якоря реле. Обычно такое напряжение
принимается из расчета 2 В на каждую банку аккумуляторной батареи.
В качестве контрольных реле используют обычные малогабаритные
штепсельные или трансмиттерные реле. После повышения напряжения ба-
тареи схема восстанавливается с помощью кнопки. Применяется также
самовосстанавливающая схема, построенная на двух реле (рис. 65, б).
Схема настраивается так, что при напряжении от 2 до 2,1 В на банку ре-
ле /6С (НМШ1-1500) и его повторитель КСП (HMIU1-1500) будут рабо-
тать в импульсном режиме, а при напряжении ниже 2 В на банку реле КС ;
не будет йметь возможности встать под ток через свой тыловой контакт.
Конденсаторы в схеме по 500 мкФ.
Общим недостатком релейных схем сигнализации является неста- '
бильность характеристик реле. Более совершенные контрольные схемы '
включают в себя бесконтактные элементы. На рис. 66, а приведена схе- '
ма контроля понижения напряжения аккумуляторной батареи, в кото- j
рой благодаря применению стабилитрона (Д814В), реле Р типаКДР-1, <j
включенного в коллекторную цепь транзистора (П201), имеет коэффици-
ент возврата 0,9—0,95. Потенциометром (СП-04 330 Ом) напряжение на
реле можно установить в заранее заданных пределах. Резистор — 680 Ом, '
диод — Д226.Схема со стабилитроном (СГ-2С и реле Р (РП-4) (рис. 66, б)
работает на принципе сравнения измеряемого напряжения контрольной ;
батареи с опорным напряжением стабилитрона. Измерительным органом
является реле РП-4, порог срабатывания которого устанавливается по-
тенциометром R4 (1 кОм), поэтому эту схему можно применять также
в качестве аварийного реле с высоким коэффициентом возврата. Резис-
торы R1,R2 — 1,5 кОм, R3 — 8,2 кОм, R5 — 22 кОм, диоды — Д226,
трансформатор — Р-220/125.
Схемы контроля напряжения целесообразно включать не только на
постах МРЦ, но и на линейных станциях, причем на участках диспетчер-
ской централизации конт-кт контрольного реле может включаться в
общую цепь реле неисправности для передачи сигнала ’’авария” на цент- ;
ральный пост.
Для контроля источников питания используются также и типовые
приборы — реле РПН и блок БКСРБ, с помощью которого наряду с пони-
174
Рис. 65. Схемы контроля снижения напряжения станционной батареи на
контактных элементах
жением напряжения можно фиксировать и обрыв цепи от аккумулятора.
Более сложной задачей является контроль параметров рельсовых
цепей и стрелок. Имеющийся на табло дежурного по станции оптический
контроль не дает возможности судить о том, насколько параметры рель-
совых цепей и стрелок соответствуют нормам и когда следует ожидать
их отказа. Основными определяющими параметрами для рельсовых це-
пей являются напряжение на путевом реле и угол сдвига фаз в двух-
элементном реле, а для стрелки — рабочий ток двигателя и время ее пе-
ревода.
Наряду с непрерывным контролем за состоянием устройств, боль-
шую помощь при отыскании и устранении неисправностей могут ока-
зать специальные устройства индикации неисправностей и фиксации
отказов.
Как известно, одним из наиболее распространенных проявлений от-
каза в электрической централизации является перекрытие сигнала. На
ряде дорог разработаны различные варианты схем ’’ловушек”, с по-
мощью которых происходит автоматическая фиксация причины пере-
крытия сигнала.
Наиболее распространенной является схема фиксации перекрытия
сигнала дежурным по станции, один из простейших вариантов которой
Рис. 66. Схемы контроля снижения напряжения станционной батареи на
бесконтактных элементах
67. Схема фиксации перекрытия
сигналов дежурным по станции
приведен на рис. 67. Для фиксации перекрытия сигнала устанавливается
специальное звонковое реле, которое возбуждается в том случае, если
при открытом сигнале соответствующая сигнальная кнопка была вытя-
нута ”на себя”, т. е. сигнал был перекрыт с пульта. Встав под ток, звон-
ковое реле блокируется и включает звонок.
Чтобы выключить звонок, необходимо нажать пломбируемую
кнопку ’’Выключение звонка” или воспользоваться кнопкой счетчика.
Таким образом, перекрытие сигнала с пульта фиксируется сорванной
пломбой или изменением показания счетчика. Аналогичные схемы при-
меняются на некоторых постах ДЦ для фиксации перекрытия сигнала
с пульта центрального управления.
На тех же принципах построены и универсальные схемы контроля
перекрытия сигналов, которые позволяют зафиксировать не только пе-
рекрытие с пульта, но и произвольное перекрытие по любой другой при-
чине (ложная занятость участка, потеря контроля стрелки и др-) - Такие
схемы разработаны и применяются на ряде дорог.
В качестве элементов, фиксирующих причину перекрытия, исполь-
зуются двухобмоточные кодовые реле с самоблокировкой, тиратроны
с холодным катодом, тиристоры. Все эти элементы реализуют функцию
’’память”, причем тиратрон одновременно выполняет и функции оптиче-
ского индикатора.
В схеме с двухобмоточными контрольными реле (рис. 68, а) при
открытом сигнале все реле обесточены. Нормально сигнал перекрывает-
ся в момент вступления поезда на первый участок за сигналом, причем
участок приближения в это время еще занят..Таким образом, ни одно из
реле при этом не возбудится. Если же при открытом сигнале возникает
ложная занятость изолированного участка, произойдет кратковременная
потеря контроля стрелки или пропадание переменного тока в цепи све-
тофорной лампы, то соответствующее реле, возбудившись по первой об*
мотке и заблокировавшись по второй, включит своим контактом инди-
каторную лампочку, которая и будет фиксировать причину перекрытия
сигнала. Если неисправность была настолько кратковременной, что сиг-
нальное реле не успело отпустить якорь (имея замедление 1—3 с), она
все равно будет зафиксирована, указывая тем самым, что следует прове-
рить устройства и принять своевременные меры.
176
Аналогично работает и схема с применением тиратрона МТХ-90
(рис. 68, б). При подаче на сетку положительного потенциала тиратрон
зажигается, а после снятия этого потенциала, когда сигнальное реле от-
пустит якорь, тлеющий разряд будет продолжаться до тех пор, пока не
будет нажата кнопка Сброс. ' В схеме Rl, R3 — 43 кОм, R2, R4 —
22 кОм, диод — Д1Ж.
В схеме с применением тиристоров КУ-201 (рис. 68, в) неисправ-
ность фиксируется подачей положительного потенциала или кратковре-
менного импульса на управляющий электрод, что открывает тиристор.
В схеме резисторы 470 Ом. Наряду с контролем перекрытия сигналов на
промежуточной станции такие же схемы, построенные по плану станции,
могут быть увязаны с блочной маршрутной централизацией. Схема фик-
сирующих реле может быть дополнена электромеханическим счетчиком,
включенным в общую схему.
Схемы контроля перекрытия сигналов могут оказать помощь об-
служивающему персоналу при выяснении причин перекрытия сигналов,
а также для проведения работы по предотвращению подобных случаев.
•Общим достоинством таких схем является то, что они гальванически
полностью отделены от схем ЭЦ, потребляют незначительную мощность,
легко могут быть спроектированы и смонтированы силами эксплуата-
ционного штата применительно к местным условиям.
Схему, выполненную на тиратронах или тиристорах, целесообразно
также применять в виде переносного прибора, который можно подклю-
чать к свободным контактам соответствующих реле на той станции, где
необходимо определить причину периодически повторяющихся случаев
произвольного перекрытия сигнала.
1 е
Рис 68. Схемы фиксации перекрытия сигнала с указанием причин на
электромагнитных реле (<з); на тиратронах с холодным катодом (б) и
тиристорах (в)
Рис. 69. Схемы блоков фиксации отказов БФШ-1 (с) и БФШ-2 (б)
На Дальневосточной, Горьковской и других дорогах схемы фикса- i
ции на тиристорах выполнены в блочном виде (БФШ) (рис. 69, а и б).
Блок фиксации (БФ) расположен в корпусе малогабаритного
штепсельного реле на штепсельной розетке. Элементы БФ размешаются ;
на двух панелях. Монтаж БФ выполняется проводом ПМВГ или МГШВ
сечением 0,5 мм2. Колпак, розетка панели, расположение клемм на па- ,
нелях аналогичны деталям блока БДШ-20, используемого в БМРЦ. Штеп-
сельное включение блоков позволит при отказе его быстро заменить ’<
исправным. Блоки могут устанавливаться на стативах СОУ и РКМ в со- .Д.
ответствии со схемой. 8
БФШ-1 — блок фиксации дефектов в объектах (стрелка, РЦ и т. п.) Д
рассчитан на 10 объектов, содержит 10 тиристоров и 10 резисторов.
БФШ-2 — блок фиксации дефектов в РЦ, расположенных первыми за 'Э
поездным светофором, рассчитан на пять объектов и предназначен так-
же для разделения электрических цепей; содержит пять тиристоров, ,£
пять конденсаторов, пять диодов, десять резисторов. БФШ-3 — аналоги- *
чен блоку БФШ-2, но рассчитан на четыре объекта; содержит четыре i
тиристора, четыре конденсатора, четыре диода, восемь резисторов. g
Количественная способность БФШ-1 и БФШ-2 определена макси- к.
мально возможным числом блоков с элементами, которые можно рас-
положить на панелях блоков. БФШ-3 преимущественно предназначен |
для малых станций с четырьмя контролируемыми светофорами (два
входных, два выходных с главных путей). Внедрение БФ позволит по- i
17R
лучить ряд положительных результатов: унифицировать схемы, что уско-
ряет и облегчает изготовление документации для каждой станции с ЭЦ;
изготовление блоков предполагается сделать серийным в заводских
условиях; сократить сроки монтажных работ; улучшить эксплуатацион-
ное обслуживание; сократить затраты на периодическую профилактику
в КИПе; получить существенный экономический эффект по сравнению
с базовым вариантом.
30. ПОИСК И УСТРАНЕНИЕ ПРИЧИНЫ ОТКАЗОВ
ЦЕНТРАЛИЗОВАННЫХ СТРЕЛОК
Стрелки вместе с электрическими приводами на них являются важ-
нейшими узлами электрической централизации. Отказ в работе стрелки
может свести до минимума надежность любой системы централизации и
привести к самым тяжелым последствиям. Поэтому содержанию этого
узла в исправном состоянии уделяется основное внимание обслуживаю-
щего персонала станции — работников сигнализации и связи и работни-
ков пути. Централизованная стрелка включает в себя собственно стре-
лочный перевод, электропривод и схему управления им. Неисправности
стрелочного перевода обьино связаны с его некачественным обслужива-
нием работниками пути. В первую очередь сюда относится грязное со-
стояние стрелки, несвоевременная очистка ее от снега, провисание
остряков стрелки, наличие наката на рамных рельсах, несоответствие
размеров нормам содержания и т. д. Наиболее характерные отказы на
стрелочном переводе, устранение которых возложено на работников пу-
ти, а также признаки проявления этих отказов приведены ниже.
Признак отказа
При проверке стрелки на плотность
прижатия остряков стрелка замыкает-
ся при шаблоне толщиной 4 мм
При переводе стрелки зазор между
остряком и рамным рельсом менее
4 мм, но стрелка перевода не заканчи-
вает
Наиболее вероятная причина
отказа
1. Уширение колеи у остряков
стрелки;
2. Выкантовка остряков из-за ослаб-
ления корневого крепления;
3. Отбой рамного рельса вследст-
вие слабого его крепления;
4. Искривление остряка;
5. Неправильная регулировка тяг
1. Сужение колеи у остряков стрел-
ки;
2. Накат на остряке или рамном
рельсе;
3. Регулировка привода без допус-
ка, в результате чего при изменении
тем пературы происходит недоход стрел-
ки при нормальном зазоре
по
При переводе стрелки зазор между
остряком и рамным рельсом более
допустимого, но стрелка перевода не
заканчивает (работает на фрикцию)
При переводе стрелка не трогается
с места, электродвигатель работает на
фрикцию, ток фрикции в норме или же
стрелка переводится тяжело, электро-
двигатель потребляет повышенный ток
1. Напрессовка снега или грязи
между остряком и рамным рельсом
или в корневом креплении;
2. Искривление остряка;
3. Чрезмерно затянуты корневые
болты;
4. Упорные болты упираются в
остряк;
5. Загрязнены и не смазаны баш-
маки стрелки. Остряки лежат на- ма-
лом числе башмаков
1. Прижатый остряк зажат накатом
рамного рельса;
2. Стрелка сильно загрязнена;
3. Угон остряка;
4. Сильно затянуты корневые болты;
5. Развернулись упорные болты
Особенно подвержены отказам централизованные стрелки при рез-
ких перепадах температуры и влажности. Этому способствует напрессов-
ка снега и льда в корневых креплениях, причем ни обдувка, ни обогрев
стрелочного перевода не могут полностью предотвратить это явление.
Положительный эффект был получен при заполнении зазоров под наклад-
ками графитовым смазочным материалом. Нанесенный осенью смазоч-
ный материал способен в течение всей зимы предохранить корневые креп-
ления от напрессовки снега и льда.
Отказ в работе стрелки может быть обусловлен также нарушениями
в содержании стрелочного электропривода.
Отказы электроприводов в основном обусловлены нарушением кон-
такта автопереключателя, неисправностями механической части и элек-
тродвигателя. Нарушение контакта автопереключателя является следст-
вием неправильной регулировки излома контактных колодок, рычагов,
контактов; индевения контактов; загрязнения контактов и др. В табл. 23
дано распределение отказов элементов, а на рис. 70 показано распределе-
ние отказов стрелочных электроприводов в течение года по месяцам. Из
рисунка видно, что максимум отказов падает на зимние месяцы и являет-
ся следствием недостаточно эффективной подготовки стрелочного элек-
тропривода к работе в зимних условиях, индевения и обмерзания кон-
тактов автопереключателя из-за отсутствия обогрева, тяжелых условий
перевода стрелок из-за напрессовки снега, повышенного числа отказов
электродвигателей из-за обрыва выводных концов секций якоря.
Неправильная регулировка, приводящая к отказам электроприво-
дов, является следствием некачественного выполнения графика техно-
логического процесса обслуживающим персоналом. Излом контактных
колодок происходит из-за неправильной регулировки врубания ножей,
разбивающих колодки; изменения свойств изоляционного материала
при низкой температуре, что приводит к появлению трещин в местах со-
пряжения металла (ножей) с пластмассой. Такое явление — результат
180
Таблица 23
Причина отказа СП-1 Количество отказов, %, электропривода типа
СП-2Р СП-3 СПВ-5,6 СПГ-2,3 СПГБ-4 СП-6
Нарушение кон- 62,07 такта автопереклю- чателя В том числе: 59,36 57,57 56,14 62.75 45,45 53,25
неправиль- 20,69 нал регули- ровка 16,85 21,7 16,37 33,33 36,36 22.73
излом колод- 17,24 к и контакта, рычагов, конт- рольных ли- неек 18,91 18,45 20,47 25,49 9,09 12,34
загрязнение 10,34 6,55 3,67 4,09 3,92 — 4,87
индевение 13,79 8,61 12,15 12,28 — — 11,69
Заклинивание 3,45 шибера 1,5 4,17 7.02 1,96 — 2,92
Неисправность — механической пере- дачи 6,74 7,52 12,28 15,69 27,27 3,57
Нарушение кон- 6,9 такта блокировоч- ного устройства 3,93 3,78 2,34 — 11,36
Нарушение ра- 24,14 боты электродви- гателя 24,72 26,22 19,88 17,65 27,27 27,27
Прочие 3,45 3,75 0,75 2,34 1,96 1,62
различия их коэффициентов линейного расширения при низких темпера-
турах. Применение колодок с ножами из материалов ДСВ и премикс
исключает отказы из-за излома колодок. Важным является своевремен-
ная замена колодок после выработки назначенного ресурса, оговорен-
ного ТУ.
Одной из основных причин нарушения контакта автопереключателя
является неправильная регулировка пружин контактных колодок, что
является следствием несоблюдения расстояний между контактными пру-
жинами колодок и недостаточной глубины врубания ножей. Для улучше-
ния работоспособности стрелочных электроприводов контакты необ-
ходимо регулировать с выполнением следующих условий:
расстояние между контактными пружинами колодки должно быть
6 и 12 мм соответственно для контрольных и рабочих контактов;
упорные пружины должны плотно прилегать к контактным пру-
жинам;
расстояния между контактными пружинами измерять шаблонами,
изготовленными из изоляционного материала. Для измерения минималь-
181
Рис. 70. Распределение отказов стрелочных электроприводов
ного расстояния используют шаблоны 5,7 и 11,6 мм, которые должны |
проходить между контактными пружинами. Для измерения максималь- |
ного расстояния используют шаблоны 6,4 и 12,5 мм, которые не должны |
проходить между контактными пружинами;
ножи в контактные пружины должны врубаться на глубину не ме- |
нее 9 мм. При врубании контактных ножей отжим каждой упорной пру- |
жины от нормального положения должен быть 0,7—1 мм, при врубании |
ножи не должны ударять в основания контактных колодок. Расстояние "я
между контактными ножом и выступом основания контактной колод- . 1
ки (при крайних положениях колодки с ножами) должно быть (3 ± *
± 1,5) мм. Индевение и обледенение контактов автопереключателя на- I
блюдаются при низкой температуре и повышенной влажности, причина- |
ми которых являются: отсутствие устройства обогрева в приборах ста-
рых выпусков, неэффективность типового устройства обогрева электро- й
приводов СП-3 из-за расположения обогревательных элементов в отдале-
нии от контактной системы, перегорание или обрыв элементов обогрева
и отсутствие контроля работоспособности схемы обогрева.
В процессе эксплуатации наблюдаются случаи нестабильной работы
фрикционного устройства, вызванной отсутствием смазочного материа-
ла на поверхностях фрикционных дисков и перекосом трущихся поверх-
182
ностей относительно друг друга. Ликвидация этих отказов может быть
достигнута при качественном техническом обслуживании.
Особенно подвержены отказам централизованные стрелки при рез-
ких перепадах температуры и влажности. Этому способствует напрес-
совка снега и льда в корневых креплениях, причем обдувка и обогрев
стрелочного перевода не могут полностью предотвратить это явление.
Положительный эффект был получен при наполнении зазоров под на-
кладками графитовым смазочным материалом.
Наряду с перечисленными выше отказами в работе электропривода
встречаются и другие неисправности, перечень которых с указанием ве-
роятных причин приведен в табл. 24.
Наибольшее число отказов приходится на потерю контактов авто-
переключателя. Большинство этих случаев происходит зимой и связано
с индевением контактов. Для предотвращения этого явления предусмот-
рены различные защитные меры (графитовая смазка, глицерин, обогрев,
специальные насечки на ножах, колпаки из оргстекла и др.), которые
обычно применяют в зависимости от местных условий. Если контактное
нажатие автопереключателя больше нормы, то усилие, развиваемое пру-
жиной, может быть недостаточным для размыкания пружинных контак-
тов или размыкать их со значительной затяжкой, что создает дугообразо-
вание при размыкании рабочих контактов и их подгорание. Если же кон-
тактное нажатие меньше нормы 35—50 Н, то возможно нарушение элек-
трической цепи, особенно при индевении контактов.
Причины недостаточного врубания ножей автопереключателя могут
быть следующими :
кулачок автопереключателя упирается в контрольную линейку
из-за неправильной ее регулировки. Обнаружить это можно нажатием на
контрольную тягу. Контрольная линейка, препятствующая западанию
кулачка, в этом случае будет перемещать ножи автопереключателя;
палец ползуна, на который опирается замыкающий рычаг, находится
ниже поверхности барабана вследствие ослабления врезной пружины или
нестандартности ползуна;
неплотная осадка основания автопереключателя в результате ослаб-
ления крепящих болтов или его нестандартности.
При замыкании контрольных контактов автопереключателя необ-
ходимо, чтобы подвижный нож не ударялся о колодку с контактными
пружинами. Удары о колодку могут произойти из-за ослабления болтов,
крепящих основание автопереключателя, его нестандартности или вслед-
ствие износа стержня, в который упирается кулачок.
Для улучшения работы электроприводов на дорогах заменяют вет-
хий монтаж на новый; выполняют внутреннюю покраску с учетом вопро-
сов эстетики; устанавливают фотосхему прохождения электрических
цепей управления электроприводом; на стрелочных переводах, уложен-
ных на главных и приемо-отправочных путях, электроприводы СПВ-5 за-
меняют на СП-6; для повышения сопротивления изоляции монтажа элек-
183
Таблица 24
Неисправность
Вероятная причина
Способ устранения
Нестабильная ра-
бота фрикции
Стрелка не перево-
дится, ток меньше но-
минального тока пере-
вода
При переводе стрел-
ки происходит выход
иожей из контактных
губок (пружин) с поте-
рей контроля
На рабочих контак-
тах автопереключателей
происх одит дугообразо-
вание с подгоранием
контактов
Излом карболито-
вых колодок автопере-
ключателя
Потеря контроля
положения стрелки при
прохождении по ней по-
езда
184
Перекос трущихся по-
верхностей друг относи-
тельно друга и отсутствие
смазочного м атсриала на
поверхностях фрикцион-
ных дисков
Ослабло фрикционное
сцепление
Отсутствие смазочного
материала на запорных
зубьях шиберной шестер-
ни и шибера и отсутствие
зазора между остряком
и рамным рельсом, даю-
щего возможность обес-
печить запирание стрелки
при закладке шаблона
толщиной 2 мм. Завышен-
ное напряжение на элек-
тродвигателе
Сильно затянуто фрик-
ционное сцепление и завы-
шено напряжение на элек-
тродвигателе
В конце перевода стрел-
ки происходит медленный
переброс ножей. Наличие
усталости в пружинах кру-
чения автопереключателей,
контактное нажатие между
губками и ножами выше
нормы
Несимметричное вруба-
ние ножей автопереключа-
тсля между контактными
пружинами
Контактное иажатис
между контактными пру-
жинами (губками) и но-
жами меньше 4-5 Н и
врубание ножей происхо-
дит с большой силой
Контрольные тяги не
отрегулированы по конт-
рольной скобе на зазор
1-3 мм между зубом но-
Устранить перекос и сма-
зать фрикционные диски
Отрегулировать фрикци-
онное сцепление до номи-
нального тока
Шестерня (шестерни)
главного вала должна быть
густо смазана смазкой
ЦИАТИМ-2 01; обеспечить
запирание стрелки при за-
кладке между остряком и
рамным рельсом шаблона
толщиной 2 мм. Отрегули-
ровать напряжение на элек-
тродвигателе
Отрегулировать фрикци-
онное сцепление до номи-
нального тока работы на
фрикцию, но не более 20—
25 % номинального тока
перевода
Заменить пружины кру-
чения, отрегулировать кон-
тактное нажатие
Контактные колодки
установить симметрично от-
носительно врубленных в
них ножей
Отрегулировать контакт-
ное нажатие подгибанием
рессорных пружин
Отрегулировать зазор в
пределах 1—3 мм между
зубом ножевого рычага и
рабочей боковой поверхно-
Окончание табл. 24
Неисправность
Вероятная причина
При переводе спа-
ренных стрелок проис-
ходит значительное уве-
личение тока и рабочий
предохранитель перего-
рает
При работе электро-
двигателя наблюдается
сильное искрение щеток
жевого рычага и рабочей
боковой поверхностью
выреза в контрольной ли-
нейке
На одной из стрелок
сильно затянут фрик-
ционный механизм и
имеется чрезмерно плот-
ное замыкание между шес-
терней главного вала и
шибером. Возникает зна-
чительная дуга и образуют-
ся две параллельные цепи
рабочего тока: через пере-
крытые дугой рабочие
контакты первой стрелки
и замкнутые контрольные
контакты первой стрелки
и электродвигатель второй
стрелки
Слабое или слишком
сильное прижатие щеток
к коллектору
На зажимы элек-
тродвигателя рабочее на-
пряжение поступает, но
якорь не вращается
Короткое замыкание
в коллекторе
Возвышение одних пла-
стин коллектора над дру-
гими
Обрыв между секцией
якорной обмотки и кол-
лекторной пластиной
В одну сторону
вращение якоря вызы-
вает искрение на щет-
ках сильнее, чем при
вращении в другую
Обрыв обмотки якоря
или обмотки возбужде-
ния
Незначительное переме-
щение щеток в нейтрали
Между щеткой и кол-
лектором попало инород-
ное тело
Способ устранения
стью выреза в контрольной
линейке
Отрегулировать фрик-
цию на номинальный ток и
обеспечить замыкание стрел-
ки при шаблоне толщиной
2 мм между' сережкой ост-
ряка и рамным рельсом
Щетки нужно хорошо
притереть к коллектору
шлифовальной шкуркой, н
нажатие щеток на коллек-
тор должно составлять 2,5—
ЗН
Проверить якорь на от-
сутствие короткого замыка-
ния
Проточить на станке кол-
лектор для устранения воз-
вышенности у остальных
пластин
Проверить омметром ис-
правность обмоток якоря и
обмоток возбуждения и от-
сутствие обрывов секций
обмотки якоря с коллектор-
ными пластинами
Проверить омметром ис-
правность обмотки якоря и
обмотки возбуждения
Установить щетки точно
на нейтрали
Тщательно протереть кол.
лектор и щетки
185
троприводов металлические шланги, связывающие электроприводы со
стрелочными муфтами, заменяют на резиновые.
В процессе эксплуатации стрелочных электроприводов имеют место
случаи выпадания валиков контрольных линеек из-за износа или излома
шплинтов, что приводит к нарушению электрического контроля положе-
ния стрелок. Для исключения подобных случаев на валик устанавлива-
ют предохранительные скобы между контрольной линейкой и контроль-
ной тягой. Скоба загибается сверху головки вплотную и не дает возмож-
ности валику выпасть из контрольной линейки в случае выпадания
шплинта.
На ряде дорог применяют электроприводы с трехфазными электро-
двигателями переменного тока, которые имеют ряд преимуществ по
сравнению с электродвигателями постоянного тока. Существенным до-
стоинством асинхронных двигателей является отсутствие коллектора и
щеточного узла — наиболее уязвимых элементов двигателей постоянного
тока. Кроме того, отсутствие контакта коллектор — щетка исключает по-
явление ложного контроля положения стрелки при возникновении элек-
трической дуги в месте контакта. Применение этих двигателей с пони-
женной частотой вращения ротора несколько увеличивает время перево-
да стрелки, что особенно ощутимо на спаренных стрелках. Уменьшение
частоты вращения ротора двигателя улучшает динамику работы электро-
привода и стрелки. В итоге резко уменьшается износ валиков и втулок
рабочих и межостряковых тяг.
Вследствие уменьшения скорости соударения остряка с рамным
рельсом при переводе стрелки значительно снижается воздействие этих
ударов на элементы пути. Применение пятипроводной схемы управле-
ния стрелкой позволяет обойтись без реверсивного, реле. Кроме того, ис-
пользование раздельных пар проводов для контроля плюсового и мину-
сового положений стрелки исключает возможность появления ложного
контроля из-за случайного перепутывания линейных проводов. Эти до-
стоинства электроприводов с трехфазными электродвигателями пере-
менного тока позволяют снизить затраты труда на техническое обслужи-
вание централизованных стрелок и повысить безопасность движения по-
ездов.
Нарушение работоспособности электродвигателя может быть вызва-
но обрывом и замыканием секций обмоток якоря и статора, неисправ-
ностью щеточного узла, понижением сопротивления изоляции обмоток.
В табл. 25 дано распределение отказов электродвигателей по элементам.
Обрывы секций якоря являются следствием нарушения техноло-
гии изготовления на заводе. Отказы электродвигателей можно предупре-
дить применением метода дистанционной проверки с помощью осцил-
лографа и проверки в напольных условиях омметром в соответствии с
технологией обслуживания.
Одним из путей повышения надежности щеточного узла следует счи-
тать применение усиленных пружин и контроль их состояния. Эта работа
186
Таблица 25
Причина Количество отказов, %, для электродвигателя
отказа --------------------------------------—--------------
МСП-0,1 МСП-0,15 МСП-0,25 МШ-0,25 МШ-0,25
зов 100В 16ОВ зов I60B ЗОВ 100В 160В 127 220 В СЛ571К 30 В
Обрыв, за- мыкание: обмоток 55,0 45,45 57,14 50,0 66,23 42,86 81,82 68,40 83,33 73,33
якоря 55,0 45,45 50,00 28,57 57.14 37,5 66,67 63,90 33,33 66,67
статора 7,14 21,43 9,09 5,36 15,15 4,49 50,0 6,67
Неисправ- 40,0 27,27 42,86 35,71 25,97 50,0 12,12 25,14 - 20,0
иость щеточно- го узла Понижение 5,0 27,27 - 14,29 7,79 7,14 6.06 4,21 16,67 6,67
сопротивления изоляции Прочие — .— 2,25 -
может быть выполнена при периодическом ремонте и проверке электро-
двигателей. При ремонте электродвигателей с курковым щеткодержате-
лем следует измерять нажатие щеток на коллектор и приводить его к
норме 2 — 3 Н (200-300 гс), установленной техническими условия-
ми (ТУ).
Давление курка на угольную щетку и нажатие щетки на коллектор
отличаются незначительно (на 0,2—0,5 Н). Поэтому рекомендуется из-
мерять давление курка на щетку, используя граммометр с пределами из-
мерения 50—280 г, применяемый для испытания пружин в телеграфных
аппаратах Т-63.‘
Для увеличения давления курка на щетку при несоответствии его
норме ТУ необходимо: проверить механические характеристики пружин,
при этом длина пружины электродвигателя МСП-0,25 при усилии растя-
жения 0,1 кг должна быть (12,8±1) мм, а при условии растяжения
0,3 кг (14±0,5) мм; заменить пружину на новую из проволоки диамет-
ром 4,6 мм, с числом витков девять.
На отдельных дорогах имели место случаи заклинивания щеток в
щеткодержателях из-за образования окиси в отверстиях. Причиной явля-
ется применение некачественйого материала. Переход Саратовским элек-
тромеханическим заводом на новый материал щеткодержателя исключа-
ет такие дефекты. Выявленные в эксплуатации щеткодержатели с окис-
ной пленкой необходимо заменить.
При обнаружении вмятин на обмотках возбуждения и нарушении
изоляции обмоток из-за касания ребер жесткости задней крышки сле-
дует проточить ребра жесткости на токарном станке до плоскости крыш-
Таблица 26
Тип электродвигателя Напряжение питания, В Частота вращения якоря,
об/мин
МСП-0,1 30 1950
МСП-0,1 100, 160 2250
МСП-0,25 30 2100
МСП-0,25 100, 160 2250
МСП-0,25 30, 100, 160 —
ки с внутренней стороны и закрасить лаком. Для большей прочности и
исключения выпадания клиньев из пазов якоря рекомендуется приме-
нять эпоксидную смолу или эмаль ГФ-92ГС. Для восстановления изоля-
ционных свойств обмоток якоря и статора их просушивают в сушильном
шкафу, а при необходимости пропитывают специальным составом об-
мотки якоря.
На Свердловской дороге в дополнение к типовому технологическо-
му процессу ремонта электродвигателей устанавливают стрелочный при-
вод ^изъятыми контрольными линейками; устанавливают электродви-
гатель в привод без подключения редуктора и подсоединяют выводы
электродвигателя к стенду; проверяют работу электродвигателя на хо-
лостом ходу при повышенной частоте вращения якоря в течение 2 мин,
для чего плавно повышают напряжение, добиваясь необходимой частоты
вращения в соответствии с табл. 26. Измеряют частоту вращения якоря
тахометром типа ТЭ-ЗО-5р.
Подключают фрикционное сцепление и проверяют частоту вращения
якоря двигателя в обе стороны под нагрузкой (табл. 27). При этом раз-
ность частот вращения в разные стороны не должна быть более 10 % сред-
него арифметического значения обеих частот вращения. Проверяют ра-
боту электродвигателя в реверсном режиме — не менее шести циклов в
течение 1 мин при токах фрикции, указанных в табл. 28.
I
1
й
Таблица 27
Тип электродвига- теля Напряжение питания, В Ток нагрузки, А Частота, вращения якоря1, об/мин
МСП-0,1 30 10 1300
МСП-0,1 100 2,5 1500
МСП-0,1 160 1,8 1500
МСП-0,25 30 12,5 1460
МСП-0,25 100 3,3 1700
МСП-0,25 160 2,5 1700
МСП-0,15 30 7,7 850
МСП-0,15 110 2,2 850
МСП-0,15 160 1,5 850
Допускается отклонение значений на ± 10 %.
188
г
Таблица 28
Тип электро- двигателя Напряже- ние пита- ния, в Ток нагруз- ки, А Тип электро- двигателя Напряже- ние пита- ния, В Ток нагруз- ки, А
МСП-0,1 30 15 МСП-0,25 160 3,75
МСП-0,1 100 3,75 МСП-0,25 30 11,55
МСП-0,1 160 2,7 МСП-0,15 по 3,3
МСП-0,25 20 18,75 МСП-0,15 160 2,75
МСП-0,25 100 4,95
При проведении указанных проверок электродвигатели не должны
останавливаться и искрение щеток электродвигателя на коллекторе не
должно быть выше 1 ” степени (табл. 29). После снятия характеристик
и проверки электродвигателя под нагрузкой на верхней части корпуса
белой краской наносится значение мощности двигателя, месяц и год про-
верки. Указанный порядок проверки позволяет имитировать наиболее
неблагоприятные условия работы электродвигателя на стрелке, т. е. сво-
Таблица 29
Степень
искрения
Характеристика
искрения
Состояние коллектора
н щеток
1*
1*
2
3
Отсутствие искрения
(темная коммутация)
Слабое точечное искре-
ние под небольшой частью
поверхности щетки
Слабое искрение под
большой частью поверхно-
сти щетки
Отсутствие почернения на
коллекторе и нагара на щет-
ках
То же
Искрение под краем
щетки допускается толь-
ко при кратковременных
токах нагрузки и пере-
грузке
Значительное искрение
под краем щетки (с круп-
ными вылетающими искра-
ми), допускается только
для моментов прямого
(без реостатных ступеней)
включения реверсирования
машин
Почернение на коллекто-
ре, устраняемое протиранием
поверхности коллектора бен-
зином, а также появление сле-
дов нагара на щетках
Почернение на коллекто-
ре, не устраняемое протирани-
ем поверхности коллектора
бензином, а также следы на-
гара на щетках
Значительное почернение
на коллекторе, не устраняе-
мое протиранием поверхно-
сти коллектора бензином, а
также разрушение щеток
189
И р и повороте рукоятки стрелка амперметра:
нс двигаемся с места
-------, I--------------
При повернутой рукоятке:
лампа гарит, звонок не звонит лапой не горит, звонок не звонит лампа ке го- рит» звонок звонит
Стрелка
Взрезана
или повреж-
ден стрелт
ный кабель
(обрыВ или
сообщение
жил)
[ делает небольшой бросок течение2-5с^п^казывает радо- | ПрССТЯ>(ир лргозмбде/п raw(ppwuijii
Проверить,
курбельньш
контакт,
раючиемн-
тактыавто-
переключите-
ля, прижатие
щеток н,кол-
лектору
При повернутой рукоятке лам- по гас него, а звонок
Звонит Не зво- нит
После прекра-
щения тока
лампа не горит,
а звонок
Не„^~ Звонит
Опреде-
лить мес-
та обрыва
О цепи реле
НЛС
При повернутой рукоятке имеет- ся ли напряжение на клеммах блока псзанммпп
Нет Да
Исправны ли рабочие пре- дохранители Залипание якоря реле РР
Да Нет
Нет
Под током ли
реле пк (мк)
В блоке
Заменить
длин ПС
Измерить оммет-
ром сопротивле-
ние отключенной
линии (Л-ОЛ)
К=23 кОм \в=23кПм
Заменить
Плик ПС
ОбрыВ цепи
РР В стрело-
чной короб-
ке или обмо-
тки релеРР
Заменить
рабочий
предохра-
нитель
Неисправно
реле К е
Слаке ПС.
Заменить
блок
Перебрасывает
ли поляризован
ный якорь реле
Л в блоке С
Нет I Да
I
Заменить
предохрани-
тель
Заменить
План
ПС
iiiaHiHE
Проверить
ток фрик-
ции и ж- '
таяние сере
лычного пе-
ревода
Проберить
состояние
повторите-
ля ПК (НК)
и цель ин-
дикации
Измерить напряжение
постоянного (и.) и
переменного тока
Не имеется ли
на стрелке Вкла-
дыш или посто-
ронний предмет,
а также снег
или грязь
Нет I Да
Очистить
стрелки
или уброт
постиран -
ний пред-
мет
При обратном переводе стрелки в исходное наложение:
лампа лампе лампа
не горит, горит, „е горит,
звонок звонок звонок не
звонит незвонок звонит
НеиспраВно
реле пк (мк)
В блоке Сили
обрыв Вего
цепи
Заменить
блок ВВС
в стрела-
чной
коробке
Исправны ли
контрольные
предохрани-
тели
Hem I Да
Проверить ре-
гулировку кон-
трольных тяг
Проверить
наличие
СПб и СНВ
О схеме
реле
ПК(МК)
Снова перевести
стрелку и праве -
рать западание роли
ка автопереключате-
ля в вырез кинтро-
льной линейки
Нет | Да
Проверить
контрольные
контакты
автопереклю-
чате ля
Рис. 71. Информационная диаграмма поиска отказов в двухпроводной схеме стрелки
Рис. 72. Информационная диаграмма поиска отказов в четырехпроводной схеме стрелки
бодный ход в начале работы и резкую остановку с работой на фрикцию <
в конце цикла.
Наряду с неисправностями стрелочного привода, в эксплуатации
могут иметь место и отказы в схеме управления стрелкой. В отличие от
неисправностей самого привода отказы электрической схемы требуют
для своего отыскания предварительного анализа схемы. Такой анализ
удобно проводить, используя информационную диаграмму. Соответст-
вующие диаграммы поиска отказов в двух- и четырехпроводной схемах
управления стрелкой (рис. 71 и 72) содержат наиболее вероятные при- <
чины отказов и последовательность их поиска.
31. ПОВЫШЕНИЕ НАДЕЖНОСТИ РАБОТЫ СХЕМ
УПРАВЛЕНИЯ СТРЕЛКОЙ i
Одним из менее надежных элементов в схеме управления стрелкой
является коллекторный двигатель, поэтому наряду с централизованным
ремонтом и проверкой электродвигателей проверяется также их исправ-
ность без выключения из схемы. Для проверки обмоток якоря оммет-
ром необходимо включить его между средним и одним из крайних вы-
водов электродвигателя. При медленном вращении якоря рукой омметр
должен показать одинаковое сопротивление на каждой паре коллектор-
ных пластин. Таким образом можно выявить обрыв в одной из секций
обмоток якоря или на одной из коллекторных пластин. Повышенное
искрение во время работы электродвигателя может указывать на корот-
кое замыкание между пластинами. ;
Для контроля тока, потребляемого стрелочным электродвигателем,
в четырехпроводной схеме стрелки (при местном питании) на пульте
устанавливается индикатор тока. При этом в разрыв рабочей цепи релей-
ного шкафа стрелок включается калиброванное сопротивление0,1 Оми
падение напряжения на нем, пропорциональное току, подается по кабель-
ным жилам на прибор, установленный на пульте ДСП. В зависимости от
типа применяемого прибора используются схемы, приведенные на рис. 73.
В схеме на рис. 74, а применяется амперметр типа М2001 на 10А
с изменениями (внутренний шунт изымается, а буква ”А” на шкале за- \
меняется на букву ”И” — индикатор). При контроле тока до 20 А сопро-
тивление резистора R1 должно быть 120 Ом (тип и мощность любые),
R2 - реостат на 100 Ом. При контроле тока до 50 А (на станциях, где
возможен одновременный перевод нескольких стрелок) R1 — 300 Ом
(допускается 330 или 360 Ом), R2 - реостат 400 Ом.
Схема на рис. 74, б применяется при изменении предела измерения
прибора М4200 до 1 мА. В этом приборе необходимо лишь заменить
надпись ”МА” на шкале на надпись ”И” (делается в РТУ или на КП изме-
рительных приборов). Значение элементов схемы: для тока 20 A RJ =
= 680 Ом; для тока 50 A R1 = 1,8 ? 2,0 кОм; R2 — в обоих случаях
реостат на 400 Ом.
192
Рис. 73. Схемы включения
индикатора рабочего тока
стрелки при местном пи-
тании
При большой длине кабеля и наличии наводок может потребоваться
включение конденсатора емкостью 50—200 мкФ, например, типа К50-3
или К5О-6 на любое напряжение (можно установить конденсатор ти-
па КЭГ). Калиброванное сопротивление (шунт) 0,1 Ом может быть из-
готовлено из провода, используемого в реостате 2,2 Ом, 10 А. Ориенти-
ровочная длина провода 80-90 см. Наматывается в виде катушки.
Регулируются обе схемы включением амперметра в рабочий провод
с измерением протекающего тока. Соответствующее значение тока
устанавливается резистором R2 с учетом предела измерения индика-
тора (20 или 50 А).
Одним из распространенных производительных методов провер-
ки исправности электродвигателя в эксплуатационных условиях, явля-
ется метод, основанный на измерении переменной составляющей ра-
бочего тока двигателя в момент перевода стрелки. Измерительная схема
(рис. 74) содержит трансформатор тока, первичная обмотка которого
включена последовательно с шунтом стрелочного амперметра, а вторич-
ная обмотка замыкается на миллиамперметр переменного тока через
контакты вспомогательной кнопки и вспомогательного реле. Вспомога-
тельное реле В включено параллельно обмотке реле взреза ВЗ. Пока-
зания миллиамперметра зависят от состояния электродвигателя.
Наименьшее показание будет соответствовать исправному двига-
телю. Наличие искрения несколько увеличит уровень переменных состав-
ляющих. Обрыв или короткое замыкание секций якоря приведут к зна-
чительному повышению переменного тока, протекающего в цепи мил-
лиамперметра. Абсолютные значения фиксируемой величины будут за-
висеть от конкретного трансформатора и типа измерительного прибора.
Другой способ снятия эксплуатационных характеристик двигателя,
разработанный на Московской дороге, заключается в осциллографирова-
Рис. 74. Схема контроля состояния стрелочного электродвигателя
193
нии напряжения на выходе стрелочного двигателя в момент отключения
постового источника питания. При этом сам двигатель в течение корот-
кого промежутка времени будет работать в режиме генератора. Имея за-
ранее снятые осциллограммы как для заведомо исправного двигателя,
так и для двигателей с характерными неисправностями, можно по форме
полученных осциллограмм судить о характере неисправности (рис. 75).
Электрическая схема для снятия осциллограмм (рис. 76) состоит
из реле Р типа АСШ2-22О без выпрямительного элемента, делителя на-
пряжения R1 (27 Ом) и R2 (14 0м), нагрузочного резистора R3
(500 Ом), гасящего резистора R4 (20 кОм), контрольного ампермет-
ра и кнопки Кн. Таким методом целесообразно проверять электродви-
гатель при измерении тока фрикции электропривода. Дужками осу-
ществляется разрыв линейной цепи электродвигателя.
Во время перевода стрелки, контролируя ее работу по амперметру,
или при работе на фрикцию нажимается кнопка
ли, в результате чего
Рис. 76. Схема для сня-
тия осциллограмм сгре
лочиого двигателя
194
срабатывает реле Р, которое отключает питание электродвигателя и под-
ключает последний к делителю напряжения R1 и R2. В этот момент
якорь электродвигателя вращается по инерции, и электродвигатель рабо-
тает в режиме генератора. Напряжение с регулируемого резистора R2 по-
дается на вход осциллографа, и на его экране наблюдается затухающий
процесс (по мере уменьшения частоты вращения якоря электродвигате-
ля э. д. с. падает до нуля).
Некоторое число отказов в четырехпроводной схеме управления
стрелкой связано с тяжелым режимом работы контактов пусковых реле
типа СКПШ-320, которые подвергаются эрозии, а в отдельных случаях
происходит даже спекание контактов. Спекание происходит в основном
в момент замыкания контактов пусковых реле, когда электродвига-
тель еще не начал вращаться. Этот период нагрузки в цепи определяется
активным сопротивлением обмоток двигателя и кабеля. Эрозии и спека-
нию контактов способствует завышенный пусковой ток 30—50 А, кото-
рый образуется в цепи стрелки с низковольтным электродвигателем в
тех случаях, когда стрелка распопожена вблизи релейного шкафа или же
при завышенном напряжении стрелочной батареи с одновременным дуб-
лированием большого числа кабельных жил.
Для исключения случаев спекания контактов пусковых реле в че-
тырехпроводной схеме управления стрелкой начальный пусковой ток не
должен превышать 30 А. Такое условие выполняется, если суммарное
активное сопротивление кабельных жил и обмоток двигателя не превы-
шает 1,6 Ом при напряжении стрелочной батареи 60 В или 2 Ом при на-
пряжении 48 В. Если сопротивление оказывается меньше, необходимо
снизить подаваемое на стрелку напряжение или раздублировать кабель-
ные жилы.
Другой способ защиты контактов пусковых реле, рекомендованный
ЦШ МПС, заключается в установке тиристорного коммутирующего бло-
ка, схема которого разработана институтом ГТСС.
Тиристорный блок состоит из узла управления и узла отключения
(рис. 77). Узел управления содержит замкнутый диодный мост из дио-
дов VD1 - VD4 типа Д226 с включенными в его диагональ реле У типа
РЭС-22, резистором R3 типа МЛТ-0,25 (120 Ом) и электролитическим
конденсатором емкостью 200 мкФ на рабочее напряжение 30 В.
Узел отключения состоит из тиристоров VD5 типаТ25-6и VD6 типа
КУ201А, конденсатора С/ типа МБ ГО емкостью 30 мкФ (на напряже-
ние 160 В), резисторов R1 типа ПЭВ-25 (390 Ом) и R2 типаПЭВ-25
(910 Ом) и контактной группы реле У.
При переводе стрелки после поворота стрелочной рукоятки реле У
возбуждается и контактами 10-11 замыкает цепь возбуждения реле
СУП, а контактом 1-3 размыкает управляющую цепь тиристора VD5.
После того как реле СУП, возбудившись, перебросит поляризованный
якорь, вновь обесточится реле У и контактом 1-3 замкнет цепь управ-
ления тиристора Т1, который начинает пропускать рабочий ток. Одно-
195
временно с этим начинает заряжаться конденсатор С1 через резистор R1.
При нормальном переводе цепь рабочего тока размыкается контактами
автопереключателя, и защита в этом случае не требуется.
При реверсе электродвигателя, когда стрелка не замыкается в пере-
веденном положении, и изменении полярности в управляющих проводах
происходит возбуждение репе У, контактом которого размыкается цепь
управления тиристора VD5 и замыкается цепь управления тиристо-
ра VD6, который открывается и пропускает через себя импульс разря-
да конденсатора С1. Цепь разряда конденсатора С1 проходит через ти-
ристор VD5 в обратном направлении, что и приводит к его закрытию.
Таким образом, рабочая цепь разомкнется еще до того, как реле СУП
переключит поляризованные контакты.
Дальнейшая работа коммутирующего блока происходит в том же по-
рядке, что и в процессе замыкания рабочей цепи, как описано выше. Та-
ким образом, коммутирующий тиристорный блок обеспечивает полную
защиту контактов пусковых реле во всех режимах работы стрелки как
при включении, так и при выключении пусковой цепи.
Эксплуатационные испытания тиристорного коммутирующего бло-
ка показали его эффективность, однако выявили также и ряд эксплуата-
ционных недостатков. Включение блока требует значительного времени
выключения стрелок из централизации. Кроме того, отказ одного из
элементов этого блока приводит к несрабатыванию реле СУП, в резуль-
тате чего стрелка не только перестает переводиться, но и нарушается так-
же и ее контроль. Не всегда имеются свободные места в релейном шка-
фу, так как коммутирующие блоки должны устанавливаться на каждую
стрелку.
196
Рис. 78. Схема стрелочного
блока тиристорной ком-
мутации
Более простая схема тиристорной защиты контактов пусковых реле
(рис. 78) содержит вспомогательное реле В типа НМШ2-4000, тирис-
тор (КУ2О2Д) и резисторы R] (51 Ом), R2 (510 Ом). Причем один
блок устанавливается на группу стрелок, расположенных в одной горло-
вине. Защита контактов пусковых реле в момент их замыкания проис-
ходит благодаря включению в цепь обмотки реле В сопротивлени-
ем 4000 Ом, которое ограничивает коммутируемый ток. После того,
как реле В встало под ток, замыкается цепь управления тиристора, ко-
торой открывается и шунтирует, в свою очередь, реле В, после чего ра-
бочий ток возрастает до номинального значения. Аналогично работает
схема и в момент замыкания рабочей цепи при реверсе стрелки. Схема
не обеспечивает защиты контактов пусковых реле в момент размыкания
рабочей цепи в реверсивном режиме. В этом случае коммутируемый ток
значительно меньше пускового тока, и хотя некоторое искрение контак-
тов при этом происходит, но случаев спекания за длительный период
эксплуатации этого блока не наблюдалось.
Наряду с методами тиристорной защиты может применяться также
и схема, обладающая повышенной коммутационной способностью. Этот
вариант четырехпроводной схемы управления стрелкой по альбому ЭЦ-2
(рис. 79) предусматривает установку двух дополнительных реле, кон-
такты которых включаются в рабочую цепь вместо контактов реле СУП.
Надежность работы схемы повышается благодаря тому, что контакты до-
Рис. 79. Четырехпроводная
схема стрелки с двумя
управляющими реле
197
полнительных реле СУПСП и ПСМ типа НМПП1-900 обладают большей
коммутационной способностью по сравнению с контактами реле СУП ти-
па СКПП1-5.
32. ПОИСК ПРИЧИН ОТКАЗОВ В ПОСТОВЫХ УСТРОЙСТВАХ
Блочная маршрутно-релейная централизация (БМРЦ) является
основным типом централизации крупных и средних станций. Изменения,
которые были внесены в альбом МРЦ-9 по сравнению с альбомом ТР-66,
существенно повлияли на построение основных схем, и поэтому про-
граммы поиска неисправностей можно рассматривать одновременно для
обеих разновидностей системы.
Основные отличия, которые появились в альбоме МРЦ-9, сводятся
к следующему: вместо блока СП введен блок СП-69 с замыкающим ре-
ле; введен резервный блок реле направлений и дополнительный тип на-
борного блока НПМ-69; разработана новая унифицированная схема
входного сигнала и введен ряд отдельных изменений по сигнализации в
соответствии с РУ-30-72; изменена номенклатура полюсов питания стан-
ционной батареи.
Некоторые отличия в последовательности поиска отказов существу-
ют у систем, спроектированных по альбому ТР-47 до 1965 г., без блоч-
ного маршрутного набора и пусковых стрелочных блоков.
При составлении оптимальных программ поиска неисправностей
(информационных диаграмм) необходимо учитывать последователь-
ность работы реле, вероятность конкретных отказов и время проведения
тех или иных проверок.
В постовых устройствах БМРЦ наибольшее число отказов связано
с перегоранием предохранителей. В тех случаях когда сигнализация пе-
регорания работает нормально, перегоревший предохранитель можно
отыскать достаточно быстро. Хуже обстоит дело, когда сигнализация не
сработала. Если на посту не смонтирована дополнительная схема контро-
ля, то в этом случае перегоревший предохранитель приходится отыски-
вать по изменившейся индикации на табло. Другой часто встречающейся
причиной повреждений на посту является потеря контакта в штепсель-
ном разъеме блока. Обычно для восстановления контакта достаточно
слегка пошевелить штепсельный разъем, но чтобы повреждение не по-
вторилось, необходимо после этого тщательно проверить контакты
разъема блока, а также взаимное расположение гнездовой и ножевой
колодок.
Надежное врубание контактных ножей блока обеспечивается, если
зазор между стопорной гайкой крепления релейного блока на раме и
задним выступом скобы крепления винта на блоке не превышает 16 мм.
Потеря контакта может произойти на кабельной клемме при плохо за-
тянутых гайках и наличии плохой пайки, а также на ползунке регулируе-
мого резистора, однако эти причины обычно проявляются непосредст-
198
венно после сдачи устройства в эксплуатацию. Обрыв цепи может про-
изойти и в контакте кодового реле в наборном блоке, если реле было
плохо отрегулировано, или в контакте кнопки в пульте. Чаще всего та-
кие повреждения удается обнаружить только с помощью вольтметра.
Измерения проводят по отношению к одному из полюсов питания,
причем обычно выбирают полюс СМБ, который не имеет индивидуаль-
ных предохранителей. При выборе последовательности проводимых из-
мерений полезно придерживаться метода ’’средней точки”, а также учи-
тывать доступность места измерения. Так, в первую очередь замерять
следует там, где можно обойтись без стремянки, без снятия защитных
кожухов, вскрытия пульт-табло и т. д. При непрохождении какой-пибо
из цепей, построенных по плану станции, особенно если не задается
длинный маршрут, хороший эффект дает попытка задать другой марш-
рут, частично совпадающий с требуемым. Если позволяет поездная об-
становка, электромеханик сразу получает возможность сузить границы
поиска повреждения без затраты дополнительного времени. Такой
’’пробный” маршрут может быть попутным, встречным или угловым по
отношению к требуемому в зависимости от признаков отказа.
Сбои в работе схемы маршрутного набора могут происходить из-за
плохой регулировки мостящих контактов кодовых реле, при этом об-
щий контакт реле обычно вибрирует около тылового с характерным зву-
ком, который позволяет выявить повреждение даже при визуальном
осмотре (контакты реле КН в цепи автоматических кнопочных реле).
Одним из ответственных элементов постовой аппаратуры БМРЦ
является стабилитронный блок. Наиболее частой причиной отказа в его
работе является выход из строя стабилитрона. Нарушения нормальной
работы постовых устройств БМРЦ могут быть вызваны понижением на-
пряжения контрольной батареи. Наиболее уязвимыми в этом отношении
являются схемы автоматических кнопочных реле АКН и стрелочных
управляющих реле ПУ и МУ. На некоторых постах БМРЦ длинные
маршруты не задаются уже при напряжении контрольной батареи ме-
нее 25—27 В. Поэтому невозможность набрать длинный маршрут, в то
время, как маршруты, состоящие из двух-трех элементарных, задаются
нормально, обычно всегда указывает на понижение напряжения конт-
рольной батареи.
Повреждения в схемах включения сигналов чаще всего связаны с
перегоранием предохранителей или светофорных ламп. В эксплуатации
наблюдались также и случаи пробоя диодов огневых реле, когда сигналь-
ные предохранители установлены номиналом 0,5 А вместо 0,3 А.
Отказы в устройствах БМРЦ можно классифицировать по способу
их проявления на происходящие в процессе установки или размыкания
маршрута, при использовании устройств аварийного назначения (искус-
ственная разделка, пригласительный сигнал и др ), при статическом со-
стоянии схемы (без участия поезда и без воздействия дежурного с
пульта).
199
Рис. 80. Схема расположения кнопок и повторителей сигналов на пульте-
табло БМРЦ
В качестве примера последовательности поиска отказов при установ-
ке маршрута рассмотрим установку маршрута приема на путь 2 П по ос-
новному варианту (рис. 80). Схема алгоритма работы схемы при нажа-
тии начальной кнопки приведена на рис. 81. На схеме электрические цепи
показаны следующими линиями: сплошной — возбуждение реле и цепи
индикации; штриховой — размыкание цепи реле и цепи индикации;
пунктирной — переключение реле на цепь самоблокировки и переключе-
ние цепи индикации.
При нажатии кнопки НБНК возбуждается реле НКН в блоке НПМ
и начинает гореть зеленая ячейка на светосхеме, возбуждается реле на-
правления НП в блоке 'НН и загорается зеленым светом световой ука-
затель НПЛ. Контактом реле направления подается питание на ши-
ну НП, в результате чего возбуждается противоповторное реле ПП
в блоке НПМ и включает цепь самоблокировки кнопочного реле.
При нажатии конечной кнопки возбуждаются соответствующие ре-
ле КН, ВК, АКН, ВП и загораются зеленые ячейки по маршруту. Через
контакты реле ВП возбуждаются стрелочные управляющие реле ПУ и
МУ, контактами которых подготавливается схема соответствия и отклю-
чаются все участвовавшие в задании маршрута реле наборной группы.
Одновременно гаснут зеленые ячейки по маршруту.
После перевода стрелок контактами реле ПУ, МУ и контактами
контрольных стрелочных реле ПК, МК замыкается цепь схемы соответ-
ствия и возбуждается начальное реле П в сигнальном блоке. С проверкой
необходимых зависимостей происходит возбуждение контрольно-сек-
ционных и сигнальных реле, что приводит к открытию сигнала. Одно-
временно вследствие размыкания цепей маршрутных и замыкающих
реле происходит замыкание маршрута.
В случае искажения алгоритма при нажатии начальной кнопки поиск
отказа проводится в зависимости от его внешних признаков в соответ-
ствии с информационными диаграммами: а) не загорелись лампы НЛ
и НПЛ (рис. 82); б) лампа НЛ загорелась, а НПЛ нет (рис. 83);
в) лампы НЛ и НПЛ загорелись, но после отпускания кнопки погасли
(рис. 84).
200
•*1 УК
УК
нл-нл;кл
нп t
/7/7*
/Н
Контроль
стрелок
ПкЬ.МкЬ
Перевод
стрелок
нпскпла
КС)
НАУ КН
Т СПВ-к
I —TTT'Wwf
КОН КН.....
rsat^ wf
гх/7*
ук ♦
УК^
ВП t
ВП I
Схема
соответствия
fM ♦
ZM*
тм ♦
гм*
/7/Ц—
жз(лс )♦
ПУ (му) |
пу(му) *
вк\--^@
КП
кнл
о
Рис. 81. Схема алгоритма работы схемы установки маршрутов БМРЦ
Рис. 82. Информационная диаграмма поиска отказов при нажатии началь-
ной кнопки (признак ”а”)
Рис. 83. Информационная диаграмма поиска отказов при нажатии началь-
ной кнопки (признак ”б”)
202
Рис. 84. Информационная диаграмма поиска отказов при нажатии началь-
ной кнопки (признак ”в”)
Если после нажатия начальной кнопки не загорелись лампы НЛ и
НПЛ (см. рис. 82), то это может быть вызвано или отсутствием полюса
СПБ-К или же обрывом в цепи возбуждения кнопочного реле. Так как
полюс СПБ-К отключается при незаконченном наборе, когда были на-
жаты начальная и вариантная кнопки (при этом горят соответствующий
указатель направления и световые ячейки кнопок), то в первую очередь
следует отменить набор. Если это ничего не дает, то следует проверить,
набираются ли маршруты от других кнопок. В том случае, когда полюс
СПБ-К все-таки отсутствует, наиболее вероятной причиной является пе-
регорание предохранителя. Возможность набора маршрутов другими
кнопками указывает на то, что обрыв следует искать в цепи возбужде-
ния кнопочного реле.
Если после нажатия начальной кнопки загорается кнопочная лампа,
но не загорается лампа направления (см. рис. 83), то может бьпь нару-
шена цепь возбуждения реле направления или же лампы направления не-
исправны. Чтобы убедиться в том, что реле направления возбудилось,
достаточно отпустить начальную кнопку поездного маршрута, так как
цепь блокировки кнопочного реле проходит через фронтовой контакт
противоповторного реле, которое, в свою очередь, может возбудиться
только после возбуждения реле направления.
Одной из причин нарушения цепи реле направления может быть пере-
горание предохранителя СПБ-Б, при этом одновременно обесточится ре-
ле групповой отмены и его повторитель, в результате загорится красная
лампа групповой отмены. Если реле направления возбудилось, а индика-
ция отсутствует, то маршрут может быть установлен, а поиск повреж-
дения в цепи индикации может продолжаться.
После отпускания нажатой начальной кнопки кнопочное реле долж-
но стать на самоблокировку. Если цепь блокировки будет нарушена, то
203
обесточатся и кнопочное реле и реле направления, а обе лампы погаснут
(см. рис. 84). Такое явление может произойти в том случае, когда нару-
шена цепь реле ИЗ, а дежурный по станции не заметил мигающей лампы
вспомогательного управления и не воспользовался вспомогательной
кнопкой. Кроме того, отсутствие блокировки кнопочного реле может
быть результатом нарушения цепи реле ОН или потерей контакта в це-
пи полюса СПБ-Н. В данном случае перегорание предохранителя исклю-
чается, так как полюсы СПБ-Н и СПБ-К проходят через один и тот же
предохранитель.
Дальнейшая работа схем, участвующих в установке маршрута, про-
исходит после нажатия конечной кнопки. Контактами начального и ко-
нечного кнопочных реле, а также угловых УК и конечных ВК реле
коммутируется цепь возбуждения автоматических кнопочных реле, от
которых, в свою очередь, возбуждаются все необходимые промежуточ-
ные кнопочные реле. В следующем такте работы схемы возбуждаются
все промежуточные реле ВП, и тем самым окончательно образуется цепь
возбуждения стрелочных управляющих реле ПУ и МУ. На этом закан-
чивается покаскадное включение реле маршрутного набора, и начинают
работать реле исполнительной группы. После установки стрелок по марш-
руту происходит коммутация схемы соответствия, построенной по пла-
ну станции, в результате чего срабатывает начальное реле Н. Вслед за
ним возбуждаются контрольно-секционные реле КС, а маршрутные М
и замыкающие 3 реле секций, входящих в маршрут, обесточиваются.
Далее происходит возбуждение основного и дополнительных сигнальных
реле, и на сигнале появляется разрешающее показание.
При искажении алгоритма работы схемы, после нажатия конечной
кнопки, поиск причины отказа проводится с учетом его внешних призна-
ков в соответствии с информационными диаграммами: не загорелись
зеленые лампы конечной и промежуточных кнопок — поиск отказа про-
водится по аналогии с тем же признаком при нажатии начальной кнопки
(см. рис. 82); зеленая лампа конечной кнопки загорелась, а лампы про-
межуточных кнопок не горят (рис. 85); зеленые лампы конечной и про-
межуточных кнопок загорелись, а белая полоса по маршруту не появи-
лась (рис. 86); белая полоса по маршруту зажглась, а контроль разре-
шающего огня на пульте не появился (рис. 87).
В том случае когда после нажатия конечной кнопки не загорелась
конечная лампа, возможно, что помимо начальной кнопки была нажата
еще одна и поэтому не подается питание на кнопочные реле. В этом слу-
чае целесообразно отменить набор с повторным нажатием начальной и
конечной кнопок. Если ничего не изменится, следует проверить цепь воз-
буждения кнопочного реле или же обвязку полюса СПБ-К (целость пре-
дохранителя СПК-К уже проверена при нажатии начальной кнопки).
Причиной отсутствия загорания промежуточных ламп (см. рис. 85)
может быть несрабатывание реле АКН. Это, в свою очередь, может быть
вызвано понижением напряжения контрольной батареи, обрывом цепи
204
Рис. 85. Информационная диаграмма поиска при нажатии конечной кноп-
ки (признак ”б”)
Рис. 86. Информационная диаграмма поиска отказов при нажатии конеч-
ной кнопки (признак ”в”)
Рис. 87. Информационная диаграмма поиска отказов при иажатии конеч-
ной кнопки (признак ”г”)
реле ВК, через контакт которого создается цепь АКН, нли же наруше-
нием контакта в другой точке схемы АКН. Место обрыва в цепи опре-
деляется в свободное от поездов время, так как маршрут может быть
установлен с помощью индивидуального управления.
Характерным признаком отказа является отсутствие горящей бе-
лой полосы по маршруту при правильной индикации всеми промежуточ-
ными лампами (см. рис. 86). Дополнительным признаком, уточняющим
место отказа, в этом случае является лампа задания маршрута НПЛ.
Если она продолжает гореть, то это свидетельствует о том, что не все ре-
ле ПУ {МУ) возбудились из-за обрыва в цепи или из-за того, что не вста-
ло под ток одно из промежуточных реле ВП. Прекратившая гореть лам-
па НПЛ свидетельствует о том, что все кнопочные реле обесточились
и, следовательно, все стрелочно-управляющие реле возбудились. В этом
случае причиной отсутствия белой полосы по маршруту может являться
обрыв в цепи контрольно-секционных реле КС или невозбудившееся
начальное реле Н. Возбуждение реле Н происходит по схеме соответ-
ствия с проверкой контроля переведенного положения стрелок.
Таким образом, необходимо прежде всего убедиться с помощью
кнопки ’’Контроль стрелок”, все ли они имеют контроль переведенного
206
положения. Если какая-то из стрелок такого контроля не имеет, то пере-
ходят к отысканию отказа в схеме стрелок. Если же все стрелки имеют
контроль, следует определить, не нарушена ли цепь схемы соответствия.
Это становится ясным после того, как маршрут будет установлен с по-
мощью индивидуального управления, при котором схема соответствия
исключается. Если маршрут также не задается и при индивидуальном
управлении, можно сделать вывод о нарушении цепи контрольно-секци-
онных реле.
Завершающим изменением индикации на табло при установке марш-
рута является появление на повторителе разрешающего огня. Если же
белая полоса по маршруту загорелась, а разрешающая на повторителе
не зажглась (см. рис. 87), то причиной этого может быть нарушение цепи
горения ламп или нарушение в цепи сигнального реле. И в том, и в дру-
гом случае при задании маршрута приема красная лампа на повторителе
табло продолжает гореть. Если же красная лампа погасла, а зеленая не
загорелась, то наиболее вероятной причиной является перегорание зеле-
ной лампы повторителя входного сигнала или потеря контакта в лампо-
держателе.
Признаком того, что сигнальное реле кратковременно вставало под
ток, но не получило цепь блокировки, может служить погасание зеленой
лампы начальной кнопки, цепь которой обрывается контактом релеПП,
которое, в свою очередь, обесточивается с возбуждением сигнального
реле. Поэтому, если зеленая лампа начальной кнопки погасла, отказ сле-
дует искать в цепи включения светофорных ламп. В первую очередь про-
веряют целость сигнальных предохранителей. Другой наиболее вероят-
ной причиной отказа в этом случае может быть перегорание светофорной
лампы или плохой контакт в ламподержателе. Однако, прежде чем от-
правиться на устранение повреждения к релейному шкафу входного
сигнала, целесообразно проверить, появляется ли напряжение 22 В на
нижних клеммах статива после нажатия сигнальной кнопки. С помощью
амперметра или омметра можно также убедиться, исправны ли цепи пер-
вичных обмоток сигнальных трансформаторов, а после этого уже следу-
ет приступать к устранению повреждения непосредственно на входном
сигнале.
Отказы, проявляющиеся при размыкании маршрута, обычно обна-
руживаются легко, так как при этом должны возбудиться только марш-
рутные замыкающие реле. Причиной того, что не разделалась одна иэ
секций, как правило, является отказ в работе рельсовой цепи (устойчи-
вый или перемежающийся), на что указывает горение одной из секций
на табло красным светом. Если же неразделавшаяся секция горит на таб-
ло белым светом, то вероятной причиной является обрыв в цепи воз-
буждения маршрутного реле.
В случае, когда после прохода поезда ни одна из секций маршрута
не разделалась, наиболее вероятной причиной является отсутствие на-
207
пряжения СМБ из-за неисправности стабилитронного блока или перего-
рания предохранителя.
Большое число реле работает в процессе отмены неиспользованного
маршрута, как это будет видно, если составить алгоритм работы схемы
отмены маршрутов. Здесь при нажатии групповой кнопки отмены
ОГК последовательно обесточиваются реле ОГ и ОГ1 и загорается ми-
гающим светом лампа грунповой отмены ОГЛ. От нажатия начальной
кнопки перекрывается сигнал и работает комплект реле отмены, подго-
тавливается цепь для включения стабилитронного блока и выбирается
время выдержки в зависимости от свободности предмаршрутного участ-
ка и рода маршрута (реле ПВ, МВ или ГОТ). Через соответствующее
время появляется питание на определенной шине и происходит возбуж-
дение реле разделки, от которого обесточиваются все контрольно-сек-
ционные реле, а маршрутные и замыкающие становятся под ток.
Возможные искажения алгоритма работы схем отмены легко вы-
явить по характеру индикации на табло. При этом принимаются во вни-
мание красные лампы комплекта отмены ОСЛ и ОГЛ, зеленая лампа
начальной кнопки, лампа белой полосы СПЛ и контрольная лампа по-
вторителя сигнала СЛ.
Обобщенная информационная диаграмма поиска отказов при отме-
не маршрута приведена на рис. 88.
Постовые схемы электрических централизаций малых станций, на-
ходящихся в эксплуатации на сети дорог, в основном спроектированы по
альбомам TP-45, TP-54, TP-60, TP-62, ТР-65 и ЭЦ-2. Все системы имеют
центральные зависимости и местное питание стрелок и сигналов. В экс-
плуатации также находится и целый ряд централизаций, построенных на
промежуточных .схемных решениях, которые принципиально мало чем
отличаются от схем перечисленных альбомов.
В последние годы появились системы централизации малых станций,
спроектированные по альбому ЭЦ-3, в который внесены существенные
изменения: центральное питание стрелок и сигналов, двухпроводная
схема стрелки с использованием блока ПС, питающая установка ПВР-40
и ряд других особенностей. Тем не менее на- большинстве малых стан-
ций, оборудованных ЭЦ, очевидно еще долгое время сохранится система
с местным питанием сигналов и стрелок.
Как показывает статистика, наиболее вероятные отказы постовых
устройств в ЭЦ малых станций связаны с сигнальными цепями и схемами
увязки, с перегонными системами блокировки со схемой смены направ-
ления двусторонней автоблокировки,(см. гл. VIII).
Рассмотрим в качестве примера двухкаскадную схему управления
входным сигналом (альбомы ТР-65, ЭЦ-2) на участке, необорудованном
диспетчерской централизацией, при отсутствии на станции местного управ-
ления, маневровых сигналов и пологих стрелок (рис. 89).
На рис. 90 приведена схема алгоритма работы этой схемы для слу-
чая, когда сигнал открывается на два желтых (без мигания) огня при
208
Релейное помещение | Помещение ДСП
Рис, 88. Информационная диаграмма поиска отказов при отмене маршрута
ПК Бс
к
с
с I
ок
БС
СМБ
6С
БС
АО
БО
МБ
ОС__ НСП
нпс
СМБ
500 47
смб~*-----II-----CZ
БС
01Ж»-----уБС
СМБ5.0.0 w
лк
23 КМ
оно
Н1КМ
НЗКМ НСП НОИП 403 НПРУ НПО НПУС
ПКУ______
д нплс _
*"4^ НПРУ
она
СПБ
НПС НПРУ ЧОС ЧОРУ
онс
ЧОУС НПУС
________ нплс
НПЗ нпс
J-1 нолс
НПЗ нпс
СПБ
нпку
СМБ СХ
СПб
СМБ
НПРУ
нпку нкл
нал
(S-
НИРЛ
НРИ
Рис. 89. Схема управления входным сигналом ЭЦ с центральными зависимостями и местным питанием
Рис. 90. Алгоритм рабо-
ты схемы управления
входным сигналом ЭЦ
с центральными зависи-
мостями и местным пи-
танием
свободном участке приближения. От нажатия сигнальной кнопки воз-
буждается сигнальное реле приема, контактом которого обрывается
цепь питания замыкающих реле, вследствие чего наступает предваритель-
ное (при свободном предмаршрутном участке) замыкание маршрута.
Возбуждение постового сигнального и обесточивание замыкающих реле
фиксируется горением лампы искусственной разделки ИРЛ. Через кон-
такты сигнального и замыкающего реле создается цепь работы соответ-
ствующего сигнального реле второго каскада (в приведенном примере —
реле БС), которое, в свою очередь, включает цепь лампы разрешающе-
го огня и соответствующего огневого реле. Далее возбуждается указа-
тельное реле ПРУ, переключая цепь контроля на пульте с красной сиг-
нальной лампы КЛ на зеленую ЗЛ и одновременно создавая цепь бло-
кировки сигнального реле ПС.
При искажении алгоритма работы схемы причину отказа можно ис-
кать в соответствии с нижеприведенными данными с учетом сигнализа-
ции на табло: загоранием белой лампы ИРЛ, красной КЛ и зеле-
ной ЗЛ ламп повторителя входного
Признак отказа
При нажатой сигнальной кнопке
лампа ЗЛ не загорелась. КЛ продолжа-
ет гореть, ИРЛ не загорелась
При нажатой сигнальной кнопке
лампа ЗЛ не загорелась, КЛ продолжает
гореть, ИРЛ горит, но через каждые 2-
4 с кратковременно гаснет. При отпу-
скании кнопки все приходит в началь-
ное состояние
При нажатой сигнальной кнопке
пампы ЗБ и ИРЛ горят, но через
каждые 1—2 с кратковременно гас-
нут, а лампа КЛ сигнализирует в
обратной последовательности. При
отпускании кнопки все приходит
в начальное состояние
При нажатой сигнальной кнопке
пампа ЗЛ не загорелась, КЛ погасла,
а ИРЛ горит ровным светом. То же
после отпускания кнопки
сигнала.
Вероятная причина
Не возбуждается сигнальное реле
приема ПС из-за нарушения его цепи
Обратный повторитель сигнального
реле ОС без тока
Перегорела одна из ламп желтых
огней или нарушен контакт в цепи од-
ной из этих ламп
Обрыв в цепи реле БС
Обрыв в цепи реле ПРУ
Сигнал открывается и перекры-
вается
Сигнальное реле ПС не блокируется
из-за того, что разрегулированы кон-
такты сигнальной кнопки в цепи бло-
кировки реле ПС или же эта цепь нару-
шена в другом месте
Сигнал фактически открылся. Пере-
горела пампа ЗЛ на пульте или нару-
шен контакт в цепи
211
Основные отказы в блочной ЭЦ малой станции (альбом ЭЦ-4) и спо-
собы их устранения приведены ниже.
1. При ненажатой сигнальной кнопке горит лампа контроля задания
маршрута:
маршруты не устанавливаются. Причина: возбуждено одно из кно-
почных реле из-за западания сигнальной кнопки. По горящей лампе
контроля задания маршрутов определяют, в какой группе возбуждено
кнопочное реле. Затем поочередно вытягивают сигнальные кнопки, вхо-
дящие в данную группу, до погасания лампы установки маршрутов;
маршруты устанавливаются только в направлении, указанном лампой
контроля задания маршрутов. Причина: возбуждено одно из кнопочных
реле из-за разрегулировки контактов сигнальной кнопки, когда все кон-
тактные пружины оказались замкнутыми. По горящей лампе контроля
задания маршрутов определяют, в какой группе возбуждено кнопочное
реле. Затем внешним осмотром контактов сигнальных кнопок, входя-
щих в данную группу, находят кнопку с регулируемыми контактами.
2. При нажатой сигнальной кнопке лампа контроля задания маршрута
не загорается, маршрут не устанавливается. Причины:
поврежден предохранитель ТСПБ;
не возбуждается кнопочное реле из-за плохого контакта в сигнальной
кнопке;
неисправна цепь реле направления. При нажатой сигнальной кнопке,
используя вольтметр, по принципиальной схеме отыскать повреждение.
3. При нажатой сигнальной кнопке лампа контроля задания маршру-
тов горит, а белая полоса не появляется. Причина: не возбуждается реле
Н(НМ) из-за отсутствия полюса СМБ-Г в соответствующей шине направ-
ления. Используя вольтметр, при нажатой кнопке по монтажной схеме
определяют место обрыва шины. Если напряжение в шине есть, вольт-
метром проверить цепь от соответствующей клеммы сигнального блока
до соответствующего контакта кнопочного реле к шине направления.
4. При нажатии сигнальной кнопки реле Н возбуждается, а маршрут
не устанавливается (не загорается белая полоса). Другие маршруты,
проходящие через часть этого маршрута, устанавливаются. Причина: не-
исправна часть цепи КРС. Установить попутные и встречные маневровые
маршруты, определить неисправную часть. Затем при нажатой кнопке,
используя вольтметр, определить место повреждения.
5. При нажатии сигнальной кнопки маневрового сигнала белая полоса
проскакивает за следующий попутный маневровый сигнал. Причина: не
возбуждается реле КМ в сигнальном блоке того сигнала, за который про-
скочила белая полоса. Установить маршрут в том же направлении, но не
проходящий через первую секцию перед сигналом, за который проско-
чила белая полоса, и при нажатой сигнальной кнопке вольтметром по
принципиальной схеме отыскать место повреждения цепи реле КМ.
6. При нажатии сигнальной кнопки белая полоса появляется, но сиг-
нал не открывается. Если при этом установить другой вариант маршрута
212
по этому сигналу, то светофор открывается. Причина: повреждена часть
цепи сигнального реле, отличающаяся от цепей вариантов, по которым
светофор открывается. Установкой различных маршрутов по данному
светофору определить неисправную часть цепи сигнального реле, затем
используя вольтметр, по принципиальной схеме отыскать повреждение.
7. При нажатии сигнальной кнопки белая полоса появляется, а све-
тофор не открывается ни в одном направлении. Причины: неисправна
цепь возбуждения реле ППВ; неисправна цепь возбуждения реле ПП;
неисправна цепь возбуждения реле ВП; неисправна цепь сигнального
реле. При нажатой сигнальной кнопке внешним осмотром определить,
какое из указанных реле не возбудилось, учитывая при этом, что при не-
срабатывании одного реле исключается возможность срабатывания всех
реле, затем, используя вольтметр, по принципиальным схемам отыскать
повреждение.
8. При нажатии сигнальной кнопки контрольная лампа разрешающе-
го показания светофора кратковременно загорается, а затем гаснет.
Причина: неисправна лампа разрешающего огня.
9. Контрольная лампа белого огня выходного или маневрового све-
тофора мигает, при открытии светофора контрольная лампа кратковре-
менно загорается ровным светом, а затем опять начинает мигать. Причи-
на: неисправен предохранитель.
10. При открытии входного светофора контрольная лампа красного
огня не гаснет и разрешающий огонь не загорается. Сигнальное реле на
посту ЭЦ кратковременно возбуждается. Причина: повреждена цепь
реле ГСР или БСР. Проверить предохранители НСПБ (ЧСПБ), НСМБ
(ЧСМБ), если они исправны, то при нажатой сигнальной кнопке в мо-
мент возбуждения реле СР на посту ЭЦ измерить напряжение между про-
водами БС и ОС (в зависимости от того, на какой путь не открывается
светофор). Если напряжение отсутствует, обрыв цепи следует искать на
посту ЭЦ. В случае наличия напряжения повреждение в PIH входного све-
тофора или обрыв провода между постами и PIU входного светофора.
11. При открытии входного светофора контрольная лампа красного
огня кратковременно гаснет, а разрешающего огня не загорается. Причи-
на: неисправна лампа разрешающего огня.
12. При нажатии кнопки счетчика пригласительного сигнала пригла-
сительный сигнал на входном светофоре не открывается:
реле НПП (ЧПП) и НПС (ЧПС) без тока. Причина: неисправны пре-
дохранители ПСПБ или ПСМБ или не замыкаются контакты кнопки;
релегНПП (ЧПП) без НПС (ЧПС) под током. Причина: возбуждает-
ся реле ПС в РШ входного светофора или повреждена лампа лунно-бело-
го огня на входном светофоре. При нажатой кнопке измерить напряже-
ние в проводах ПС-ОПС. Если напряжение отсутствует, повреждение сле-
дует искать на посту ЭЦ, если напряжение есть, повреждение на входном
сигнале.
213
13. При нажатии кнопки пригласительного сигнала контрольная лам-
па красного огня на входном светофоре гаснет, а контрольная лампа
пригласительного сигнала не загорается. Причина: пригласительный сиг-
нал на входном светофоре открывается, повреждена контрольная лампа
на пульте-табло или цепь ее питания; указательное реле разрешающего
показания под током. Заменить контрольную лампу. Проверить по схе-
ме, используя вольтметр, цепь горения контрольной лампы.
14. На части пульта-табло загорелись белые полосы, маршруты на
этой части пульта-табло не устанавливаются. Причина: поврежден пре-
дохранитель СПБ на стативе, где расположены блоки СП и УП тех изоли-
рованных участков, которые на пульте-табло горят белым цветом.
15. На одной из горловин станции все изолированные участки на
пульте-табло горят красным цветом, основные путевые реле под током.
Поврежден предохранитель СПБ-НЗ или СПБ-ЧЗ в зависимости от того,
в какой горловине горят красные полосы.
16. Отсутствует нормальная разделка маршрутов после прохода под-
вижных единиц. Причина: отсутствует полюс СМБ-Л из-за неисправности
стабилитрона в цепи реле ПЛА. Проверить, под током ли реле ПЛА и
если нет, то поставить его под ток по цепи самоблокировки, а затем за-
менить стабилитронный блок.
17. Не переводится ни одна стрелка, при нажатии кнопки перевода
стрелки в блоке ПС не возбуждается реле ППС. Причина: поврежден
предохранитель ТСПБ.
18. Не устанавливаются маршруты, во всех блоках С реле ВЗ без
тока. Причина: поврежден предохранитель ПС-СПБ.
Наряду с отказами, проявляющимися в момент открытия сигнала,
для всех систем централизации характерны также отказы, приводящие
к их перекрытию. В связи с тем что в цепи сигнала контролируется це-
лый ряд зависимостей, причины, перекрытия могут быть очень разно-
образны. Ниже приведен общий перечень причин с указанием примерной
их вероятности, определенной на основании статистических данных
Прибалтийской дороги.
Причина перекрытия
Вероятность, %
Пропадание внешнего электроснабжения
с включением дизель-генератора........................ 6
Ложная занятость рельсовой цепи.................. 42
Потеря контроля стрелки........................... 3
Перегорание светофорной лампы..................... 6
Потеря контакта в ламподержателе.................. 2
Повреждение воздушной (только для выходных
сигналов) или кабельной линии......................... 5
Потеря емкости электрического конденсатора.... 4
Повреждение реле.................................. 3
Повреждение трансформатора........................ 1
Плохой контакт в схеме............................ 3
214
Перегорание предохранителя, в том числе и по
неизвестной причине.................................. 3
Небрежность в работе электромеханика............. 3
Ошибка дежурного по станции...................... 4
Схемные недостатки............................... 3
Невыясненные причины............................. 9
Прочие причины................................... 3
Фактическое распределение вероятностей причин перекрытия для
конкретных станций в большей степени зависит от системы блокировки
на прилегающих перегонах, от системы электроснабжения и других мест-
ных особенностей.
Для защиты от кратковременного нарушения сигнальной цепи (пе-
реключение фидеров питания, кратковременное замыкание рельсовой
цепи и т. д.) эффективной мерой защиты является увеличение времени
замедления сигнальных реле на отпускание якоря, которое может быть
доведено до 2—3 с. При этом время срабатывания устройств автоматиче-
ской защиты высоковольтной линии не должно превышать 1,3 с.
Защита от более длительных нарушений сигнальной цепи должна
вестись путем повышения надежности всех элементов и схем электриче-
ской централизации и в особенности рельсовых цепей.
Глава VIII
АВТОБЛОКИРОВКА, ПОЛУАВТОМАТИЧЕСКАЯ БЛОКИРОВКА
И АВТОМАТИЧЕСКАЯ ПЕРЕЕЗДНАЯ СИГНАЛИЗАЦИЯ
33. ХАРАКТЕРНЫЕ ОТКАЗЫ УСТРОЙСТВ АВТОБЛОКИРОВКИ
Наряду с задержками поездов отказы автоблокировки зачастую
приводят к ее временному закрытию, а это в свою очередь резко снижает
безопасность движения поездов. Как показывает статистика, наиболь-
шее число нарушений поездной работы происходит именно в то время,
когда прекращается действие автоматики и все ее функции временно
выполняются людьми.
Систему автоматической блокировки можно рассматривать в ка-
честве одного из звеньев в общей цепи системы управления движением
поездов на перегоне. Кроме устройств, непосредственно относящихся
к самой автоблокировке, в эту систему входят (рис. 91): подвижная
единица (поезд), дежурный по станции (ДСП) и станционные устройст-
ва СЦБ (ЭЦ или станционная блокировка, пульт-табло). Сплошными
линиями на схеме показаны функциональные связи отдельных звеньев,
а штриховыми — энергетические связи.
215
Высоковольтная линия
Направление движения
Рис. 91. Структурная схема автоблокировки
Анализ данных об отказах устройств автоблокировки показывает,
что большая часть этих отказов относится к элементам, имеющим бо-
лее низкую по сравнению с остальными надежность. Большая часть от-
казов как на перегонах, так и на станциях происходит из-за поврежде-
ния элементов рельсовых цепей, работающих в более сложных условиях
(см. гл. V).
К наиболее характерным отказам автоблокировки также следует
отнести обрывы цепи в контактах реле, падение напряжения в сети ниже
допустимого значения, ошибки обслуживающего персонала, влияние
грозовых разрядов, пробои диодов и выпрямителей, пробой и снижение
емкости конденсаторов, выключение электроэнергии, неисправности ак-
кумуляторов, релейной аппаратуры, нарушение рабочих режимов прибо-
ров, дефекты монтажа, перегорание светофорных ламп, повреждения по-
сторонними лицами.
Определенное число отказов падает на воздушный и кабельные ли-
нии. Повреждаемость сигнальных воздушных проводов объясняется
условиями их работы, которые заключаются в следующем. Трасса сиг-
нальной воздушной линии проходит вдоль железной дороги, частично
вблизи населенных пунктов и не ограждена, отсюда возможность набро-
сов и обрывов сигнальных проводов. Нарушение периодичности профи-
лактики текущего обслуживания и капитального ремонта воздушной
линии при определенных метеорологических условиях вызывает схлес-
тывание проводов между собой и их обрывы.
216
Текущее обслуживание кабельного хозяйства рассмотрено в гл. Ш.
Одним из наименее надежных элементов являются предохранители.
Из элементов аппаратуры наиболее часто отказывают дешифраторные
ячейки, кодовые путевые трансмиттеры, трансмиттерные реле и выпря-
мительные устройства.
34. ПОИСК ПРИЧИН ОТКАЗОВ КОДОВОЙ АВТОБЛОКИРОВКИ
ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
Характерным проявлением повреждения сигнальной точки автобло-
кировки является горение красного огня на проходном сигнале при сво-
бодности блок-участка, ограждаемого этим сигналом. Причиной такого
повреждения может быть отказ аппаратуры питающего или релейного
конца, отказ в рельсовой цепи или системе питания. Поиск отказа, как
правило, следует начинать с релейного конца по месту нахождения сиг-
нала с ложным запрещающим показанием.
При поиске отказа на проходной точке кодовой автоблокировки
первую информацию о причине отказа можно получить, внимательно
наблюдая за состоянием сигнального реле ЖР и импульсного путевого
реле. В редких случаях реле ЖР устойчиво притягивает якорь, чаще все-
го оно оказывается без тока или пытается встать под ток. Его фронто-
вые контакты могут замыкаться, что приведет к кратковременному
появлению разрешающего огня на сигнале. Такое состояние реле ЖР
может сопровождаться различным характером работы путевого реле.
Если тыловой контакт путевого реле постоянно замкнут, проверкой на-
пряжения на его обмотках, а также на выходе и входе фильтра можно
установить, заключается ли причина в самом реле, в фильтре или же по-
иск следует продолжать непосредственно в рельсовой цепи. Проверка
рельсовой цепи выполняется в соответствии с методикой, описанной
в гл. V. Если же в путевом реле постоянно замкнут фронтовой контакт,
то это свидетельствует о наличии в рельсовой цепи непрерывного пита-
ния. Вероятными причинами этого могут быть остановка трансмиттера
на питающем конце (контакты КПТ остались замкнутыми), пробой
искрогасящего конденсатора реле ТР на питающем конце. Реже могут
иметь место случаи, когда непрерывное питание поступает от посторон-
него источника, например тягового тока (гармоника 50 Гц из-за про-
боя одного вентиля в шестифазной схеме выпрямления при электротяге
постоянного тока). При этом действие постороннего источника тока,
как правило, проявляется только при наличии продольной или попереч-
ной асимметрии в рельсовой цепи.
Одной из причин отказа на сигнальной точке кодовой автоблокиров-
ки может быть искаженный код. Искажение кода может носить различ-
ный характер. Наиболее наглядно воспринимается при наблюдении за
работой импульсного путевого реле искажение кода в результате замы-
кания изолирующего стыка. Такое искажение проявляется в асинхрон-
217
218
Рис. 92. Информационная диаграмма поиска отказов сигнальной точки кодовой автоблокировки
ном характере работы путевого реле, т. е. не в такт с кодовой комбина-
цией. Другой характерной причиной искажения кода является отказ эле-
ментов, корректирующих длительность импульса на питающем конце.
Это могут быть конденсаторы или диоды, включенные параллельно об-
моткам трансмиттерных реле питающего конца. Нормальная работа
ячейки прекращается при укорачивании импульса на 0,05—0,1 с в зависи-
мости от напряжения питания. Такие искажения трудно зафиксировать
визуально, поэтому при отсутствии электро секундомера или циклогра-
фа приходится прибегать к пробной замене диодов, конденсаторов или
целиком трансмиттерного реле (TP-ЗВ, ТШ-65В).
Ложное горение красного огня на светофоре возможно также и при
нормальной работе импульсного путевого реле. Вероятной причиной от-
каза в этом случае является понижение напряжения постоянного или
переменного тока. Возможно также снижение емкости какого-либо из
конденсаторов в схеме дешифрации, а возможно и одновременное дей-
ствие обеих причин. В случае потери емкости конденсаторов приходится
заменять блок БК-ДА; при пониженном напряжении постоянного тока
заменяют блок БС-ДА. Для нештепсельной аппаратуры в обоих случаях
приходится менять ячейку ДЯ-ЗБ.
Основные направления поиска при ложном горении красного огня в
соответствии с описанными выше признаками отказов даны в информа-
ционной диаграмме (рис. 92).
Как было указано выше, в некоторых случаях красный огонь при
свободном блок-участке периодически сменяется желтым или зеленым.
Особенно зто характерно при замыкании изолирующего стыка, неболь-
шом укорачивании импульсов и целом ряде повреждений рельсовой ли-
нии, источников питания, потере емкости конденсаторов, когда схема
работает ”на пределе” и сигнальные реле Ж и 3 периодически замыка-
ют фронтовые контакты.
35. ПОИСК ПРИЧИН ОТКАЗОВ ИМПУЛЬСНО-ПРОВОДНОЙ
АВТОБЛОКИРОВКИ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Проверка, как и в кодовой автоблокировке, по возможности начи-
нается с той точки, на которой зафиксировано неправильное показание
сигнала (питающий конец), чаще всего это горение красного огня при
свободности ограждаемого блок-участка. В первую очередь проверяется
состояние линейного реле и работа маятникового трансмиттера, так как
' эти проверки практически не требуют затрат времени.
Чтобы убедиться в исправности рельсовой цепи, необходимо изме-
рить напряжение на рельсах питающего конца, нормальное значение ко-
торого указывает на то, что рельсовая цепь исправна (за исключением
возможных случаев короткого замыкания на релейном конце) - Убедив-
шись таким образом в нормальном состоянии рельсовой цепи (питаю-
щий конец), целесообразно проверить режим работы линейной цепи.
219
Горение красного огня при свободном блок-участие
Пиятниковый триисмитпгер
работает нормально
нет Да •
Восстановить работу
маятникового трансмиттера
Ж
Линейное реле
Без тока | Под током
Проверить напряжение на рельсах релейного конца
<0,5 В , норма , (0,5-1,5В) > 1,5В
Проверить напряжение на об-
-* мотке сигнального реле
Нет | Есть
Неисправно
сигнальное реле
1
Определить место обрыва
рельсовой цепи
Обрыв б цепи
сигнального реле
Ж
Проверишь исправность ВАК и путевого аккумулятора,надеж-
ность контактов на регулируемом резисторе, бутлежных пере)
тычках; после этого искать короткое замыкание 6 рельсовой iienu
Напряжение на обпотке ли - нейного реле
ниже нормы t от) я „ППМР сутстоует 1 ° норме
Неисправно
линейное реле
Возможно неполное сообщение б проводах или понижение
напряжения но соседней точке; двигаться к соседнему
щкафус проверкой линии ;(при наличии транспорта-сразу к шкафу
В КЯ отключить провод Л и проверить напряжение со стороны линии
0<ил<Вб\ l/p = 0 \дл=1/6
t____________
Последовательно проверить
напряжение в цепи л-ол на
клеммах в релейном шкощу
В КЯ тоже,что больше, чем
на обмотке на обмотке
U UJf и ш С, г с п
на обмотке
Определить место обрыва
L
При возможности проверить
напряжение на проводах
Есть I Hein
При отключенном проводе Л б К Я измерить сопротивление л-ол в сторону шкаща
Меньше нормы Норма
Определить место обрыва
ила плохого контакта в
цепи Л~ОЛ(КЯ,РШ,кабель}
£
Не подается питание В цепь Л-ОЛ на соседнейточке,возможен обрыв
или сообщение проводов л-ол на линии связи; двигаться к соседне-
му сигналу с проверкой линии;(при наличии транспорта-сразу к шкафу)
1
Определить место сообщения
в цепи Л-ОЛ(КЯРШ'Кабель)
Плохой контакт в цепи Л-ОЛ
на соседней точке
Рис. 93. Информационная диаграмма поиска отказов сигнальной точки автоблокировки постоянного тока
Целью таких проверок является полное исключение возможностей по-
вреждения на питающем конце, прежде чем перемещаться в сторону ре-
пейного конца.
В зависимости от результатов этих проверок по пути следования не-
обходимо проверить рельсовую цепь или воздушные провода, причем
характер повреждения рельсовой или линейной цепи также может быть
установлен уже на питающем концё, выполнив определенные измерения.
Возможны четыре варианта повреждений между сигнальными точ-
ками: обрыв провода, сообщение проводов, обрыв рельсовой нити и
замыкание рельсовых нитей. В некоторых случаях, когда можно вос-
пользоваться каким-либо видом транспорта и при наличии хорошего
подъезда к сигнальной точке целесообразно, убедившись в отсутствии
повреждения на питающем конце, отправиться непосредственно на ре-
лейный и выходить на блок-участок уже после того, как проверены
устройства на обеих точках.
Общая последовательность поиска отказа с питающего конца при
ложном запрещающем сигнале приведена в информационной диаграмме
(рис. 93). При отыскании повреждения на релейном конце прежде всего
проверяют, нормально ли работает импульсное путевое реле и стоит ли
под током его повторитель. Обесточенное состояние повторителя при
нормальной работе путевого реле вероятнее всего может быть вызвано
отказом одного из элементов дешифратора.
Если повторитель путевого реле находится под током, проверяют на-
пряжение в линейной цепи. Некоторые особенности работы линейной це-
пи автоблокировки, спроектированной по альбому АБ-8-72 или АБ-14-73,
связаны с наличием в ней кодово-включающего реле КВ, которое требу-
ет строго определенного напряжения, подаваемого в линейную цепь.
Последовательность поиска отказа сигнальной точки автоблокиров-
ки может не совпадать с приведенной в соответствующих информацион-
ных диаграммах в тех случаях, когда имеется какая-либо дополнитель-
ная информация, например отказ произошел непосредственно после пла-
новой замены реле на перегоне, после грозы или когда известно, что на
воздушной линии или вблизи нее велись работы, которые могли привес-
ти к повреждению и т. д. Использование такой дополнительной информа-
ции может изменить порядок поиска, предусмотренный в диаграммах,
и тем самым сократить его время.
36. ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ И УСТРАНЕНИЕ ОТКАЗОВ
В СХЕМАХ СМЕНЫ НАПРАВЛЕНИЯ
Для быстрого отыскания и устранения отказа в устройствах авто-
блокировки большое значение имеет правильное определение характе-
ра отказа по имеющейся индикации на пульте дежурного по станции.
Если для двухпутных участков использование этой индикации не требует
дополнительных пояснений, то для однопутных их следует дать.
221
Перед тем как приступить к поиску отказа в схеме автоблокировки
необходимо внимательно уяснить состояние схемы смены направления и
схем извещения о приближении или удалении. Состояние этих схем конт-
ролируется лампами ’’Контроль перегона”, ’’Прием”, ’’Отправление”,
1уп, 2уп, 1уу, 2уу. Дополнительная информация может быть получена
также при смене направления вспомогательными кнопками ВК.
Характерные признаки и наиболее вероятные причины отказа
устройств автоблокировки с двухпроводной схемой смены направ-
ления (альбомы АБ-2, АБ-4, АБ-8-72, АБ-2-50-73) приведены ниже.
Признак и причина
отказа
Ложная занятость перегона, станция
стоит ”на отправлении”, на соседней
станции индикации ложной занятости нет
Причина: сообщение проводов Н, ОН
Способ отыскания причины
отказа
Последовательным отключением
проводов на нулевых клеммах и в ка-
бельном ящике и посредством изме-
рения отыскать место короткого за-
мыкания проводов Н, ОН (через
разрядники, схлестывание проводов,
неисправность кабеля и т. д.)
Ложная занятость перегона на обеих
станциях
Причина:
обрыв проводов Н, ОН
обрыв проводов Н, ОН контактами
обесточенного путевого реле на какой-
либо перегонной точке
недостаточное напряжение питания
цепи смены направления
Проверить целость проводов Н,
ОН в месте пайки, на стативе, крос-
сировке, на резисторах 400 и 100 Ом
Выяснить причину и устранить
ложную занятость блок-участка
Если мал ток в цепи смены на-
правления (помнить, что питание
идет со станции, установленной на
прием), проверить диоды в блоке
питания, исправность ПТМ, контакт
движка на резисторе 400 Ом
После отправления поезда ложная
занятость стрелочной секции или первого
участка удаления
Причина:
повреждена рельсовая цепь стрелоч-
ной секции, трансмиттерное реле на
входном сигнале осталось под током
Отключить провод Т в НИ вход-
ного сигнала или РШ выходных
сигналов или в помещении ДСП
’(занятость первого участка должна
пропасть), провод поставить на место
Отыскать повреждение в рельсо-
вой цепи стрелочной секции
Станция стоит на приеме, предвход-
ной сигнал горит красным огнем
Причина:
неисправность линейных проводов от
ДСП до сигнальной точки (обрыв или
короткое замыкание)
Проверить исправность проводов.
Проверить контакт на резисторах 400
и 1000 Ом
222
неисправность блока питания линей-
ной цепи
При смене направления станция в по-
ложение ’’отправление” не развернулась.
Перегон и первый участок показывают
занятость
Причина:
недостаточное замедление репе ВР
на данной станции и реле КПР, КПРП
на соседней станции
недостаточный ток в цепи смены
направления
Проверить исправность диода и
ПТМ
Заменить конденсатор
неисправность линейных проводов
Я, ОН
Проверить блок питания (или
стрелочную батарею при отсутствии
переменного тока) на станции приема
Проверить состояние разрядников
кроссировок
Характерные признаки и наиболее вероятные причины отказов
устройств автоблокировки с четырехпроводной схемой смены направ-
ления (альбомы АБ-14, АБ-14-73) приведены ниже.
1. При установленном направлении движения и свободное™ перего-
на от поездов ложная занятость перегона на станции отправления. Смена
направления не происходит, в том числе и с помощью кнопки ВК. При-
чины:
а) обрыв цепи смены направления Н-ОН.
Проверить наличие постоянного напряжения на выходных клеммах
статива цепи Н-ОН на станциях приема, при обрыве цепи — в режиме
холостого хода. Напряжение должно быть выше 100 В (110—125) В. При
отсутствии напряжения на станции отправления — неисправен перегон.
Необходимо измерить напряжение, подаваемое от станции приема.
Измерения проводят последовательно в КЯ и РШ в направлении к стан-
ции отправления. При наличии напряжения на станции отправления
станция приема и перегон исправны. Неисправность следует искать от
нулевых клемм до реле СН станции отправления;
б) короткое замыкание цепи смены направления Н-ОН.
При измерении тока на станции приема в цепи Н-ОН на нулевых клеммах
ток более 45 мА. Поиск неисправностей цепи и места короткого замы-
кания следует проводить от станции приема, помня, что все реле направ-
ления от станции приема до места короткого замыкания будут находить-
ся под током, а после места короткого замыкания без тока. Визуально
проверить линию (наброс, схлестывание проводов) или измерить напря-
жение по участкам.
2. Ложная занятость перегона на станциях приема и отправления.
Участки приближения и удаления показывают свободность. Смена на-
правления с помощью кнопки ВК происходит.
Причина: обрыв цепи контроля перегона К-ОК.
Проверить на станции отправления выход постоянного напряжения на
выходных клеммах статива цепи К-ОК- При обрыве цепи в режиме
холостого хода напряжение должно быть более 100 В (110—125) В. При
отсутствии напряжения на станции приема неисправен перегон, следует
223
измерить напряжение от станции отправления. Измерения проводят
последовательно в КЯ и Р1П в направлении станции приема при условии
свободности участка от поездов между станцией отправления и местом
измерения.
3. Ложная занятость перегона на станциях приема и отправления.
Сигналы по ходу движения сигнализируют нормально. Смена направле-
ния с помощью кнопки ВК не происходит.
Причина: нет питания схемы Смены направления. Вышел из строя
ППШ станции отправления.
4. Прилахождении поезда на перегоне на станции отправления лож-
ная индикация свободности. На станции приема — индикация занятости
перегона. Смена направления с помощью кнопки ВК не происходит.
Причина: короткое замыкание цепи К-0 К.
Место короткого замыкания следует искать от станции отправления в
сторону станции методом отключения цепи К-ОК и измерения напряже-
ния по участкам.
Технология поиска отказов рассчитана на то, чтобы довести поиск
до конкретной сигнальной точки.
Для комплексной проверки режимов работы двух- и четырехпровод-
ной схемы смены направления на Московской дороге разработана специ-
альная технология, предусматривающая фиксацию тока в проводе Н
или ОН на одной из станций. Для измерений используются миллиампер-
метр с нулем в середине шкалы или два миллиамперметра, включенные
встречно.
Измерения выполняют в такой последовательности. При нажатии на
станции приема кнопки смены направления и возбуждении реле В в
линию поступает импульс тока обратной полярности 40—60 мА. Ампер-
метр четко фиксирует этот • импульс. После изменения полярности реле
направления на станции отправления и обесточивания реле В до отпус-
кания якоря медленнодействующего реле КП станции приема последо-
вательно с источником питания станции приема включается источник пи-
тания станции отправления. Амперметр в это время должен показывать
ток 80—120 мА. После отпускания якоря реле КП снимается питание со
станции приема, и амперметр должен фиксировать ток обратной поляр-
ности 40—60 мА.
Во время работы схемы направления стрелка прибора не должна от-
клоняться на нуль (разрыв цепи в период перелета контактов реле
стрелка амперметра не успевает фиксировать из-за инерционности). Ес-
ли во время смены направления прибор хотя бы очень короткое время
будет фиксировать нулевое положение, это будет указывать, что в схе-
ме имеются неисправности. Часто зто происходит из-за кратковременно-
го обесточивания реле ПЖ или ИП вследствие обрыва цепи или потери
емкости электролитических конденсаторов или из-за резкого искажения
кодовых циклов, что приводит к нечетной работе счетчиков 1 и 1А
дешифраторной ячейки и задержке возбуждения реле Ж.
224
37. ОТКАЗЫ УСТРОЙСТВ ПОЛУАВТОМАТИЧЕСКОЙ
БЛОКИРОВКИ И ИХ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ
It .5 3
Рассматривая систему релейной полуавтоматической блокировки
(РПБ) в качестве одного из звеньев в общей цепи системы управле-
ния движением поездов, целесообразно анализировать ее во взаимодей-
ствии со станционными устройствами электрической централизации, так
как удельный вес станций с ручными стрелками снижается с каждым го-
дом. Из рассмотрения схемы РПБ во взаимодействии с другими звень-
ями управления движением поездов (рис. 94) видно, что искажение ал-
горитма работы РПБ (отказ) может произойти как внутри системы РПБ,
так и вне ее. Таким образом, нарушение работы РПБ может быть вызва-
но не только повреждением в ней самой, но и отказом в системе ЭЦ, в
системе электроснабжения, неправильным действием ДСП.
Одним из факторов, существенно влияющим на общую надежность
РПБ ГТСС, является нестабильность напряжения, выдаваемого преобра-
зователем ППШ-З. Для стабилизации напряжения применяют включение
обоих станционных преобразователей от специального трансформатора,
который, в свою очередь, питается от стабилизатора СН-250. Хороший
результат дает перевод питания преобразователя на постоянный ток, при-
чем только на время подачи блок-сигналов с отключением его от линей-
ной цепи на все остальное время. При этом для надежного прохождения
блок-сигнала ’Путевое отправление” провод ЛСПБО (линейный станци-
онный плюс батареи общий) снимается непосредственно с вывода 3 пре-
образователя ППШ-З в обход резистора сопротивлением 400 Ом и лам-
пы 60 Вт, 220 В (рис. 95).
Рис. 94. Структурная схема релейной полуавтоматической блокировки
225
Один из широко известных недостатков линейной цепи РПБ ГТСС
заключается в том, что при некотором повышении напряжения линейно-
го источника питания происходит подрабатывание реле путевого отправ-
ления (НПО, ЧПО), включаемого последовательно с линейным реле в
цикле ’’Дача согласия”. Для ликвидации этого недостатка последова-
тельно с линейным реле включается дополнительный резистор R со-
противлением 1 кОм (рис. 96). Надежная работа линейной цепи%удет
обеспечена, если напряжение, измеренное на линейном реле в режиме
’’Дача согласия”, соответствует нормам, приведенным в табл. 30.
Напряжение на обмотке линейного реле может регулироваться ре-
зистором 7?рег или Rr в цепи преобразователя ППШ-3 станции, установ-
ленной на прием. При регулировке напряжения необходимо учитывать
изменение сопротивления линейных проводов с изменением температу-
ры окружающей среды. Регулируя в зимний период линейную цепь зна-
чительной длины, напряжение на линейном реле следует устанавливать
близким к верхнему пределу, в остальных случаях — по среднему зна-
чению.
На ряде станций с неустойчивым электроснабжением наблюдаются
перекрытия сигналов из-за длительного дребезга якоря аварийного ре-
ле. Во избежание перекрытия сигналов при частых колебаниях напряже-
ния в сети переменного тока аварийное реле переводится на самоблоки-
ровку (рис. 97). Если в момент горения какого-либо светофора разре-
шающим огнем начнутся колебания напряжения, аварийное реле А
выключится, переключив тем самым сигналы на постоянный ток. Замы-
Рис. 96. Схема включения резистора в
цепи дачи согласия РПБ
226
Таблица 30
Тип линейного репе Шунтирующее сопротивление R^, Ом — Напряжение, В,
источника питания на пинеином реле
КШ1-600 200 55 14,4-21,7
77 15.5-30
КПЦ-600 390 55 14,4-21
77 14,4-25
КПП-800 220 55 16,5-25
77 19,1-30
КПП-1000 220 55 17,9-29
77 22-32
кание цепи аварийного реле окажется возможным только после закры-
тия сигнала. В тех случаях, когда на станции имеются отдельные релей-
ные шкафы для входных и выходных сигналов, такая схема монтирует-
ся в каждом шкафу с использованием контактов соответствующих сиг-
нальных реле.
Применяемая при РПБ двухпроводная схема включения предупре-
дительного огня на светофоре не дает возможности устанавливать оди-
наковые напряжения на лампе при зеленом и желтом показаниях. Объяс-
няется это тем, что при зеленом показании параллельно лампе подклю-
чается обмотка сигнального механизма. Для выравнивания напряжения
следует включить регулируемый резистор R14 сопротивлением 14 0м
между контактом механизма ИЗ и минусом диода VD2 (рис. 98). На-
пряжение на лампе (5 Вт, 10 В) регулируется при зеленом огне в соот-
ветствии с нормой, а излишек напряжения на лампе при желтом показа-
нии гасится дополнительным регулируемым резистором.
В процессе эксплуатации неоднократно имели место сбои в рабо-
те РПБ при ошибочных или нечетких действиях дежурных по станции.
Так, если ДСП станции с ручными стрелками, получив с соседней станции
блок-сигнал ’’Согласие”, заблокирует ошибочно вместо маршрута от-
правления маршрут приема и будет пытаться открывать выходной сиг-
нал, то при этом произойдет двусторонняя занятость перегона — заго-
рится лампа ПО на станции отправления и лампа ПИ на станции при-
ема, хотя фактически выходной сигнал не открывался. Для исключения
Рис. 97. Схема само-
блокировки аварий-
ного реле
227
Рис. 98. Схема выравнивания напря-
жения на лампе предупредительного
сигнала
такого явления необходимо включить в цепь реле ОМ параллельно со-
единенные контакты рукояток направления всех приемо-отправочных
путей. Сбой в работе РПБ может произойти также при кратковремен-
ном нажатии кнопки выходного сигнала. Блок-сигнал ПО проходит,
а выходной сигнал остается закрытым. Для ликвидации этого недостат-
ка параллельно обмотке реле ЧОМ (НОМ) включается конденсатор
емкостью 1000 мкФ и резистор сопротивлением 47 Ом.
При одновременном нажатии кнопок дачи прибытия на станции А
и дачи согласия на станции Б может возникнуть следующая ситуация:
во время перелета контактов реле НОП на станции Б кратковремен-
но обесточивается линейное реле НЛ, чем создается цепь срабатывания
реле дачи согласия ЧДС и путевого отправления ЧПО- Таким образом
происходит односторонняя занятость перегона. Во избежание этого на
станциях с аппаратурой РПБ штепсельного типа в цепь реле НОП вво-
дится тыловой контакт линейного реле НЛ, чем обеспечивается невоз-
можность возбуждения реле ЧДС до окончания прохождения блок-сиг-
нала ’’Дача прибытия”.
В отдельных случаях причиной перекрытия выходного светофора
в момент прохождения блок-сигнала ПО может явиться разделительный
конденсатор линейной цепи емкостью 2—4 мкф. Исследования показали,
что при,напряжении линейного источника питания 55 или 77 В раздели-
тельный конденсатор линейной цепи заряжается до этого напряжения и
при подключении линейного реле к линии энергия заряженного конден-
сатора может оказаться достаточной для кратковременного срабатыва-
• ния нейтрального и поляризованного якоря линейного реле, что ведет к
перекрытию сигнала. Такое явление наблюдается при использовании в
качестве линейного реле КШ1-1000, которое обладает большей индуктив-
ностью по сравнению с реле КШ 1-800 и КШ1-600. Эффективным спосо-
бом защиты является включение параллельно конденсатору резистора
МЛГ-2 сопротивлением 30 кОм.
228
38. ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ И УСТРАНЕНИЕ ОТКАЗОВ
АВТОМАТИЧЕСКОЙ ПЕРЕЕЗДНОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ
Переездная сигнализация обеспечивает безопасность движения по-
ездов и автотранспорта. Поэтому наибольшую опасность представляют
отказы, которые могут привести к аварийной ситуации на переезде.
Такая ситуация может возникнуть в тех случаях, когда при вступлении
поезда на участок приближения к переезду не включается какой-либо
из приборов ограждения (шлагбаум, лампы переездных светофоров,
звонок).
На структурной схеме переездной сигнализации (рис. 99) сплошньь
ми линиями показаны функциональные узлы системы для неохраняемо-
го переезда, расположенного на перегоне и не имеющего увязки со стан-
цией. Штриховыми линиями обозначены дополнительные функциональ-
ные связи, которые вводятся в систему на охраняемом переезде, а так-
же вариант увязки с прилегающей станцией. Как видно из структурной
схемы, составные части системы переездной сигнализации в основном
совпадают по своему функциональному назначению с аналогичными
звеньями в системах автоблокировки и электрической централизации.
Исключение составляет звено, содержащее прибор путевого заграждения,
переездные оптические и акустические сигналы и электрические шлаг-
баумы.
Основной недостаток электрических шлагбаумов заключается в
том, что схемы управления этими шлагбаумами построены на принципе
рабочего тока, т. е. при любом обрыве в цепи электродвигателя откры-
Рис. 99. Структурная схема переездной сигнализации
229
тый шлагбаум не закроется при приближении поезда. В связи с отсут-
ствием схемного контроля исправности этой цепи требуется особенно
тщательное профилактическое обслуживание двигателя шлагбаума, ис-
точника питания, предохранительной и силовой проводки.
Одной из возможных причин отказа в работе шлагбаума является
разряд аккумуляторной батареи при интенсивной работе шлагбаума, осо-
бенно при длительной его работе на фрикцию. Для повышения надежно-
сти работы шлагбаума и улучшения условий обслуживания аккумупя-.
торной батареи применяют двойное питание цепей электродвигателя
шлагбаума. Для этого устанавливают два выпрямителя, обеспечиваю-
щих выпрямленное напряжение 15 В и выпрямленный ток 10 А. В каче-
стве выпрямителя могут быть использованы четыре диода Д242, вклю-
ченные по схеме моста, на который подается переменное напряжение от
вторичной обмотки дополнительно установленного трансформатора
ПОБС-2. При отсутствии переменного тока цепи электродвигателя кон-
тактами аварийного реле переключаются на питание от аккумуляторной
батареи.
Большое значение для исправной работы шлагбаума имеет правиль-
ная регулировка фрикционного сцепления. При излишне затянутой
фрикции механическое препятствие на пути поворота бруса приводит
к резкому увеличению токовой нагрузки двигателя, что может повлечь
за собой разряд аккумуляторной батареи или перегорание обмотки
двигателя. Регулировка фрикционного сцепления проверяется измерени-
ем фрикционного тока. Согласно технологии, внедренной на Прибалтий-
ской дороге, такое измерение выполняют при поднятом брусе шлагбау-
ма. Измерительные концы амперметра, установленного на предел изме-
рения 15 А, подключают к выводам 3-3 разомкнутых контактов авто-
переключателя, после чего с помощью перемычки замыкается рабочая
цепь двигателя. Так как электродвигатель при этом вращается в направ-
лении, соответствующем открытию шлагбаума, создается режим фрик-
ции, и показание амперметра соответствует току фрикции. Такое же
измерение можно проводить и при опушенном брусе шлагбаума, но тог-
да измерительные концы амперметра подключаются к выводам 2-3
разомкнутых контактов автопереключателя.
Опыт эксплуатации показывает, что для правильной регулировки
фрикционного сцепления необходимо иметь ток фрикции 5—7 А при
длине бруса шлагбаума 4 м и 6—8 А при длине бруса 6 м. В случае не-
обходимости также измеряют рабочий ток двигателя при открытии
шлагбаума, для чего амперметр включается последовательно с контак-
том реле ОШ в цепь электродвигателя. Для нормальной работы шлаг-
баума рабочий ток должен составлять 25—50 % тока фрикции.
Во избежание длительной работы двигателя на фрикцию при не-
полном открытии шлагбаума на Московской дороге разработана схема
автоматического закрытия шлагбаума, если он полностью не открылся
в течение 15 с. В схеме используется существующее реле ВМ, включен-
23С
Рис. 100. Схема включения реле ВМ для
автоматического закрытия шлагбаума
при работе двигателя на фрикцию
ное по модернизированной схеме (рис. 100). При вступлении поезда
работа реле ВМ не отличается от его работы в типовой схеме: оно от-
пустит якорь по истечении выдержки времени, создаваемой конденса-
тором С1 (1700 мкФ), обеспечивая замедление на закрытие шлагба-
ума. Резистор имеет сопротивление 47 Ом.
После освобождения поездом переезда, когда реле В возбудилось,
а реле У еще продолжает оставаться без тока, происходит заряд кон-
денсаторов С1 и С2 (1000-1500 мкФ) через обмотку реле ВМ, кото-
рое под действием зарядного тока возбуждается и удерживает якорь
притянутым до тех пор, пока конденсаторы не зарядятся (15 с). Если
за это время шлагбаум полностью не открылся, а продолжает работать
на фрикцию, реле ВМ обесточивается и включает реле ЗШ, через кон-
такты которого создается цепь на закрытие шлагбаума. Дополнитель-
ный контакт реле У, который необходим в этой схеме, высвобождается
в результате изменения в схеме мигающего реле или же при установке
его повторителя (альбомы ПС-9-74, АБ-1-11-76).
Другой способ исключения длительной работы на фрикцию заклю-
чается в подаче дежурному по переезду звукового сигнала, извещающе-
го его о том, что шлагбаум остался в среднем положении. Дополнитель-
ный наружный звонок, устанавливаемый для этой цели, включается
через фронтовые контакты реле АШ и БШ, обмотки которых подклю-
чены параллельно обмоткам двигателей шлагбаумов.
Механическая поломка брусьев электрошлагбаума - одно из самых
распространенных повреждений на охраняемых переездах. Одной из при-
чин излома является неуравновешенность бруса, приводящая к колеба-
ниям в закрытом состоянии. Во избежание этого применяются упоры и
амортизаторы различной конструкции. Конструкция упора представля-
ет собой два угольника с резиновыми прокладками. Угольники крепят-
ся на приводе шлагбаума двумя болтами. Другая конструкция упора
представляет собой пружинный амортизатор, установленный на концах
специальной рамы из уголковой стали, и предназначена для ограничения
опускания бруса. Амортизация обеспечивается спиральными пружинами,
внутри которых перемещаются упорные болты. Для крепления рамы ис-
пользуются существующие фундаментные болты. Жесткость конструк-
ции обеспечивается металлическим упором.
Регулировка горизонтального положения бруса шлагбаума наруша-
ется также в результате намокания древесины при дожде. Во избежание
231
этого явления внутреннюю сторону деревянных частей шлагбаума реко-
мендуется окрашивать или покрывать олифой.
При низкой температуре окружающей среды, особенно при резком
перепаде температуры в местностях с повышенной влажностью, наблю-
дались случаи индевения контактов автопереключателя, а также замер-
зания смазочного материала в редукторах и электродвигателях. Во избе-
жание подобных случаев целесообразно применять электрообогрев при-
водов шлагбаумов по аналогии с электрообогревом стрелочных приво-
дов. Два резистора ПЭ-100 сопротивлением 25 Ом размещаются в го-
ризонтальном положении между редуктором и контактами автопереклю-
чателя по одному в каждом приводе. Цепи обогрева питаются от транс-
форматора ПОБС-3, который устанавливается специально для этой цели
в релейном шкафу переезда. Напряжение 24 В от трансформатора через
предохранитель 5 А подается параллельно в приводы обоих шлагбаумов.
Резисторы крепятся на свободные контактные болты автопереключателя
с помощью рессоры. Для подачи питания используются запасные жилы
в кабеле между релейным шкафом и шлагбаумами.
Отказы в цепях электродвигателей шлагбаумов могут иметь место
также из-за эрозии контактов пусковых реле ЭШ и ОШ. Эрозия возни-
кает в момент замыкания контактов из-за наличия повышенного пуско-
вого тока. Для защиты от этого явления в схемах, спроектированных по
альбомам, выпущенным после 1974 г., предусмотрена установка допол-
нительного регулируемого резистора сопротивлением 2,2 Ом, который
оказывается включенным последовательно с двигателем только в началь-
ный момент замыкания цепи. Выключается этот резистор контактами
реле АШ и БШ.
Для защиты от эрозии контактов в старых схемах (рис. 101) мож-
но применить реле ВШ типа TP-ЗВ. Временные параметры работы схе-
Рис. 101. Схема ограничения пусково-
го тока шлагбаума с одним дополнитель-
ным реле
232
Рис. 102. Модернизированный прерыва-
тель ЗПТ-12
Рис. 103. Схема прерывателя звонка
ЗПТ-12 на транзисторном ключе
мы устанавливаются регулируемым резистором сопротивлением 400 Ом.
Утолщенными линиями указан дополнительный монтаж, крестиками —
упраздняемый.
При замене бруса шлагбаума в случае его поломки возникают труд-
ности в разъединении монтажа бруса с приводом. На ряде дистанций
это соединение выполняется при помощи типового четырехконтактно-
го штепсельного разъема с дополнением его специальным фиксатором.
В отдельных случаях применяется штепсельный разъем для всего монта-
жа привода и штепсельная колодка от ячейки ДЯ-ЗБ.
Наиболее ненадежным элементом в устройствах переездной сигна-
лизации является звонок постоянного тока ЗПТ-12. Основная причина
его ненадежной работы — наличие механического прерывателя с недо-
статочной защитой от электрической эрозии контактов. В целях повы-
шения механической и электрической прочности прерывателя на различ-
ных дистанциях были предложены и испытаны несколько способов его
модернизации. Выходу из строя прерывателя способствует деформация
контактной пружины 2, вызванная ее малой упругостью. Для облегче-
ния условий работы контактной пружины можно применять прокладку
из пористой резины 3, устанавливаемую между' контактной пружиной
и якорем 4 (рис. 102). Для повышения электрической прочности кон-
такта прерывателя контактный винт 1 заменяют винтом с вольфрамо-
вым наконечником, а на контактную пружину наклепывают вольфрамо-
вый контакт от пружины релейного контакта. Для замены контактных
наклепов было предложено использовать усиленные контакты от реле
ИР и ТР. Для этого в контактной пластине звонка соответственно диа-
метру наклепа просверливают отверстие, наклеп вставляют и припаи-
вают. Для замены контактного винта рекомендуются стягивающие вин-
ты от разрядников РВН-250.
Наряду с механическими способами повышения надежности работы
контакта прерывателя, широко распространены и электрические спосо-
бы защиты. Применение дополнительной защиты вызвано тем, что имею-
233
Рис. 104. Схема включения звонка
ЗПТ-12 по смешанной системе питания
щийся искрогасительный RC-контур оказывается малоэффективным.
Искрение контакта удается значительно снизить благодаря включению
диода параллельно обмотке звонка или включению обмотки звонка в
коллекторную цепь транзистора, работающего в ключевом режиме. При
таком включении мощность, коммутируемая контактом прерывателя,
снижается в десятки раз. Схема прерывателя звонка ЗПТ-12 с примене-
нием бесконтактных элементов приведена на рис. 103. В этой схеме диод
Д226, резистор 1,5 кОм, транзистор П214.
Имеется также ряд предложений, предусматривающих полный от-
каз от механических прерывателей. Для этого питание на обмотку звон-
ка подается от мультивибратора через диод.
Таким образом, нормальная работа звонка обеспечивается от пульси-
рующего однополярного тока. Однако применение транзисторного клю-
ча или преобразователя на транзисторах в схеме звонка неизбежно сни-
жает его защищенность от отказов. Особенно это сказывается на тех пе-
реездах, где источник питания гальванически связан с цепями, выходя-
щими на воздушную линию. В связи с недостатком устройств типовой
грозозащиты транзисторы в первую очередь подвержены выходу из
строя от перенапряжений и грозовых разрядов.
Более удачным способом повышения надежности работы звонка
является питание его по смешанной системе (рис. 104). Нормально зво-
нок питается переменным током и только при его отсутствии восстанав-
ливается цепь постоянного тока через прерыватель. Так как выключе-
ние переменного тока — явление сравнительно редкое, практически элек-
трокоррозия контакта прерывателя не сказывается на работе звонка.
Перевод звонка на смешанную систему питания требует включения до-
полнительного трансформатора СГ-3 типа СОБС-2 аварийного реле типа
АШ2-12/24 и диода Д242 или другого с рабочим током не менее 3 А. Ра-
боту звонков, включенных по смешанной схеме, необходимо прове-
рять при очередном осмотре устройств переездной сигнализации как в
нормальном режиме, так и при выключенном переменном токе.
Безопасность движения поездов и автотранспорта на переездах,
особенно на неохраняемых, в значительной степени зависит от оператив-
ности устранения отказов переездной автоматики. В связи с этим на ряде
дорог широко применяются разнообразные схемы дистанционного
234
Рис. 105. Схема дистанционного контроля исправности переездной авто-
матики для одного переезда
контроля исправности устройств автоматики на неохраняемых переез-
дах. При этом, как правило, схемы дистанционного контроля по альбому
ПС-9-74 и другим альбомам более позднего выпуска используются ред-
ко, так как они требуют для своей реализации наличия отдельной пары
проводов или же установки специальной аппаратуры ДК, которая для
участков, не оборудованных автоблокировкой, обычно не поставляется.
В большинстве схемных решений дистанционного контроля пере-
ездной сигнализации использовано наложение племенного тока про-
мышленной частоты на существующую цепь двойного снижения напря-
жения. Это дает возможность на ближайшей станции или ближайшем
охраняемом переезде получать информацию о наличии какой-либо не-
исправности на переезде без указания конкретного отказа. Па некото-
рых дистанциях схемы такого рода позволяют получать два вида инфор-
мации при применении, наряду с непрерывным переменным током,
того же тока в импульсном режиме. При этом создается возможность от-
личить, например, попадание переменного тока на переезде от остальных
отказов. Одна из наиболее распространенных схем, выполненных подоб-
ным образом, приведена на рис. 105.
При исправном состоянии устройств автоматики и отсутствии поезда
на переезде или на участке приближения контрольная лампа на станции
не горит, звонок не звонит. Во время проследования поездом переезда
контрольная лампа горит мигающим светом, звонок не звонит.
Если переездная сигнализация остается включенной более 2—4 мин,
лампа горит мигающим светом и в таком же режиме звонит звонок, ко-
торый можно выключить кнопкой. Та же сигнализация будет в случае од-
ного из контролируемых на переезде отказов. При попадании перемен-
ного тока на переезде контрольная лампа горит постоянно, а звонок зво-
нит в непрерывном режиме. Более совещенным способом телеконтроля
является использование системы ЧДК.
235
Глава IX
ДИСПЕТЧЕРСКАЯ ЦЕНТРАЛИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ ’’НЕВА”
39. ОСОБЕННОСТИ ПОИСКА ПРИЧИН ОТКАЗОВ
В АППАРАТУРЕ ДЦ
При отыскании неисправностей в действующих устройствах диспет-
черской централизации системы ’’Нева” нередко возникает необходи-
мость контроля наличия одиночных импульсов и установления одновре-
менности прохождения двух или трех импульсных сигналов. Для этих
целей обычно используют осциллограф. Однако практика показывает,
что из-за больших размеров осциллографа работать с ним не совсем
удобно. При выполнении указанных работ значительную экономию вре-
мени дает применение индикаторов контроля импульсов. Для регистра-
ции прохождения одиночных импульсов служат индикаторы (рис. 106
и 107), разработанные на Одесской дороге.
Индикатор (см. рис. 106) состоит из последовательно соединенных
светодиода типа АЛ102 и резистора сопротивлением 5—6 кОм. .При
отыскании неисправностей зажим 1 подключают к полюсу ПБ12 ис-
точника питания, а зондом 2 касаются различных точек электрической
цепи. В случае прохождения одиночных токовых импульсов в исследуе-
мых точках электрической цепи светодиод будет мигать. Таким инди-
катором удобно пользоваться при проверке работы блоков БТГР, ГИ,
ГУ и других блоков ДЦ системы ’’Нева”.
Индикатор (см. рис. 107) контролирует одновременность прохож-
дения двух или трех импульсных сигналов. Данный индикатор пред-
ставляет собой электронный ключ. При подключении входов 2,3, 4 ин-
дикатора к исследуемым точкам схемы через диоды VD1, VD2 и VD3
(Д220) на базу транзистора VT (МП26А) через резистор R2 (1 кОм)
при отсутствии импульсов подается высокий потенциал. К эмиттеру
транзистора приложено запирающее напряжение и он закрыт. Через све-
тодиод VD5 (АП 102) ток не протекает.
Одновременное понижение потенциала на всех трех входах элек-
тронного ключа вызывает протекание тока по переходу эмиттер — база
транзистора VT. Транзистор открывается, светодиод подключается к
полюсуПБ12и загорается. Этим фиксируется одновременность прохож-
дения импульсов. Резистор R4 (3 кОм) предназначен для ограничения
тока, протекающего через светодиод. В данной схеме R1 - 1,2 кОм,
R3- 2,2 кОм, R5 - 6,2 кОм.
Конструктивно индикаторы могут быть выполнены в виде измери-
тельного щупа (рис. 108), имеющего зонд 1 и корпус 2. Все элементы
схемы (резистор R и светодиод И£>) монтируются внутри пластмассо-
вого корпуса. Мощность, потребляемая индикаторами, незначительна и
практически не оказывает влияния на работу устройств диспетчерской
236
Рис. 106. Схема индикатора, регистри-
рующего прохождение одиночных £
импульсов
7
<ПБ1?
Рис. 107. Схема индикатора, регистри-
рующего прохождение импульсов
Рис. 108. Индикатор
централизации. С помощью светодиодов может также контролироваться
работа блоков ЛГ, ЛШ, БТГР на линейных пунктах.
Для уменьшения времени на отыскание неисправного блока и устра-
нение неисправности предложено установить контроль неисправности
блоков БТГР, ЛШ, ЛГ посредством светодиодов. Светодиоды VD1,
VD2, VD3 (см. рис. 107) подключаются к выводам с7 (1БТГР), с8
(ПБТГР), а2 (1ПБТГР) для контроля работы триггеров, усилителей,
а также делителя и тактового генератора в блоке ЛГ. Последовательно
со светодиодами с учетом их порога срабатывания и светоэффекта
включаются резисторы сопротивлением 1,5 кОм.
Более широкие возможности имеет индикатор, применяемый на
Львовской дороге (рис. 109). Благодаря использованию в первом кас-
каде полевого транзистора (КП103П) индикатор обладает повышенным
входным сопротивлением и не оказывает влияния на работу контроли-
Рис. 109. Схема прибора-индикатора для проверки устройств ДЦ
237
Рис. 110. Схема генератора импульсов
Выгод
руемой схемы. Размеры индикатора позволяют разместить его в карма-
не. Большую помощь при отыскании отказов в импульсных схемах ДЦ
могут оказать разные методы замедления прохождения цикла, что по-
зволяет зафиксировать место непрохождения сигнала, выявить обрыв
цепи или другую неисправность.
В схеме на рис. 109 R1 — 1,5 МОм, R2 — 1 кОм, R3 — 1,5 кОм,
R4 — 13,9 кОм, R5 - 1,8 кОм, R6 — 2 кОм, R7- 16кОм, R8 — 3,3 кОм,
R10 - 30 кОм, VT2 - КТ315, VT3 - VT5 - КТ315А.
На рис. ПО приведена схема генератора секундных импульсов, со-
стоящего из формирователя импульсов на триггере Шмидта и двух де-
лителей частоты на 10 и на 5. В этой схеме R1 — 430 кОм, R2 — 5,6 кОм,
R3 — 22 кОм, R4 — 22 кОм, R5 — 6,2 Ом, R6— 1,8 кОм, R7 — 43 Ом,
С1 — 1500 мкФ, С2 — 500 мкФ, стабилитрон Д814А, транзисторы КТЗ 15.
транзисторы КТЗ 15.
Для того чтобы искусственно замедлить прохождение сигнала ТУ на
линейном пункте, на Октябрьской дороге разработана технология, по-
зволяющая сделать это, устанавливая отдельные временные перемычки
на стативе ”Л”.
При этом возможны следующие варианты:
1. Установка временной перемычки на реле ПА (рис. 111, а) меж-
ду выводом 1 обмотки и контактом 412 создает цепь самоблокиров-
ки реле ПА. Заблокировавшись, реле ПА фиксирует релейный распре-
делитель (реле Р, ИГ) на том шаге, где сорвался приказ. В любом слу-
чае — прошел приказ полностью или сорвался у реле ПА — следует при-
нудительно отпускать якорь для возможности приема следующего при-
каза ТУ и нормальной передачи сигналов ТС.
2. Для приема замедленного приказа ТУ достаточно параллельно
конденсатору С1 (рис. 111,6) включить Сдоп = 1000 мкФ, что обеспе-
чивает устойчивую работу релейного распорядителя в замедленном ре-
жиме (реле А в этом случае работает в импульсном режиме при про-
хождении приказа ТУ, но на работу устройств зто не влияет).
3. Для приема приказа ТУ, посылаемого с центрального пункта по-
следовательным нажатием кнопок Кн1-Кн4 на станции 1М, необхо-
238
димо установить следующие перемычки (временные) на стативе ’Л”:
1-1 — 1-2 на блоке ЛДМ; 431—432 на контактах счетчика 8; 1 ПА —
223 Г5 при посылке приказов в 1-ю, 2-ю, 3-ю группы; конденсатор
1000 мкФ подключить параллельно обмотке реле Г5 при посылке при-
казов ТУ в 4-ю - 7-ю группы; 1 НА — 233 Г4\ конденсатор 1000 мкФ
параллельно обмотке Г4.
При полном прохождении приказа сработает реле Г5 или Г4 (в за-
висимости от группы) и обесточит реле ПА (рис. 111, в).
В тех случаях когда при поиске отказа на линейном пункте исполь-
зуют контрольные точки на стативе ”Л” и вольтметр на самом стативе,
процесс измерения значительно упрощается и ускоряется, как сделано на
Средне-Азиатской дороге. При этом КТ1 представляет собой вывод
1-5 блока ЛШ, КТ2 — вывод 1-4 этого же блока, КТЗ — вывод с5
блока 1БТГР, КТ4 — вывод с9 блока 2БТГР, КТ5 — вывод с8 блока
1БГ.ГР, КТ б — вывод с8 блока 2БТГР, КТ7 — вывод а8 блока
ЗБТГР. При исправном тракте ТС в КТ1 измерительный прибор дол-
жен показывать постоянное напряжение 11,5 В. В момент цикловой син-
хронизации происходит отклонение стрелки вольтметра с 9,0 до 11,5 В.
В КТ2 стрелка прибора колеблется с 9,0 до 9,6 В, отклоняясь в момент
цикловой синхронизации до отметки 11,2 В.
Аналогичные показатели разработаны для каждой контрольной точ-
ки с использованием для этой цели не задействованных в типовой схеме
четных ламелей переключателя. К сектору ШЗ подключены контроль-
ные точки, а на секторе Ш2 четные ламели соединены между собой и
на них подано питание БМБ. Подвижной контакт сектора ШЗ подклю-
чен к одному из выводов щитового вольтметра. Параллельно гнезду
Гн! включен измерительный прибор.
Рис. 111. Схемы замедления прохождения цикла ТУ
239
Таким образом, при переводе переключателя ПП в соответствую-
щее положение вольтметр подключается к контрольной точке. Проверка
соответствия этих показаний диаграмме напряжений позволяет выявить
неисправный прибор. При необходимости к гнездам Гн1 можно подклю-
чить осциллограф.
40. ПОИСК ПРИЧИН ОТКАЗОВ НА ЛИНЕЙНОМ ПУНКТЕ
ДЦ БЕЗ УЧАСТИЯ ЦЕНТРАЛЬНОГО ПОСТА
В процессе эксплуатации системы ДЦ ’’Нева”, как и при пусконала-
дочных работах, проверку работы линейного пункта целесообразно про-
водить без участия центрального поста. Для этой цели на ряде дорог при-
меняются приборы и схемы, позволяющие имитировать основные
функции аппаратуры центрального поста, формировать любой при-
каз ТУ.
На Забайкальской дороге разработано и испытано переносное устрой-
ство (испытательный ’’чемодан”), с помощью которого можно прово-
дить автономную проверку устройств линейных пунктов. Это устрой-
ство обеспечивает подачу на вход линейных устройств импульсов, имити-
рующих коды управляющих приказов. Основными узлами испытатель-
ного ’’чемодана” (рис. 112) являются генератор Г и шифратор Ш, со-
бранные по типовым схемам генератора ЦГ и шифратора ЦШ- Поэто-
му вместо подробного анализа работы схемы рассмотрим назначение
некоторых его узлов и элементов.
Управляющие коды набираются тумблерами Т61-Т618 в соответ-
ствии с таблицей распределения импульсов. Этими тумблерами выходы
1-5 и 7-10 шифратора через диоды Д226 подключаются к модулятор-
ным транзисторам Т1—Т5, управляющим работой генератора. Передача
управляющего приказа начинается после нажатия кнопки Кн. Для
контроля прохождения кода служит лампа Л1.
240
Рис. 112. Схема переносного устройства
Мб
Рис. 113. Принципиальная схема мультивибратора
Резистором R1 (470 Ом) устанавливается нужный уровень напря-
жения сигналов телеуправления. В качестве пускового реле П исполь-
зовано малогабаритное реле типа РЭС с напряжением полного подъема
якоря 7 В.
Тумблер Тб 19 служит для проверки прохождения сигнала цикло-
вой синхронизации.
Датчиком тактовых импульсов, проводящих в действие шифратор,
является мультивибратор МВ (рис. 113). Мультивибратор вырабатыва-
ет тактовые импульсы длительностью 48 и 100 мс, это позволяет прове-
рять релейную аппаратуру в нормальном и замедленном режимах. Замед-
ленный режим используется для визуального наблюдения за работой ре-
лейного распределителя, регистрирующих, групповых и управляющих
реле. Переключение с одного режима проверки на другой осуществляет-
ся тумблером Т620.
В схеме на рис. 113 Rl, R4 — 1 кОм, R2, R3 — 5,6 кОм, R5, R6 —
470 Ом, Cl - С4 - 10 мкФ, VT1, VT2 - МП40А, VD - Д226Б.
Для работы схемы переносного устройства необходимы напряже-
ние —12 В и напряжение смещения+12 В. Аппаратура линейных пунктов
получает питание от блоков ВУ-ДЦ 12/1,5, поэтому для получения на-
пряжений — 12 и +12 В, необходимых для работы переносного устройст-
ва, применяется стабилизатор напряжения (рис. 114). Источником
питания переносного устройства может быть как аккумуляторная
батарея напряжением 24 В, так и сеть переменного тока напряжени-
ем 220 В, переключение на которые осуществляется тумблером Т621.
Понижение напряжения при питании от сети осуществляется трансфор-
матором ПОБС-ЗАУЗ.
Значение рабочего напряжения устанавливается потенциометром R7
мощностью 25 Вт, сопротивлением 500 Ом. Переключение вольтметра
для измерения рабочего напряжения и напряжения смещения прово-
дится тумблером Т621.
В схеме на рис. 114 R1 — 2,7 кОм, R2 — 10 кОм, R3 — 560 Ом,
R4 - 3,3 кОм, R5 - 470 Ом, R6 - 150 Ом, R7- 500 Ом, С1 - 2000 мкФ,
С2 ~ 200 мкФ, VT1 - VT3 - МП26Б, К72 - П214, Т - ПОБС ЗАУЗ.
Для уменьшения массы и размеров испытательного устройства мож-
но вместо типовых блоков шифратора и генератора использовать более
241
Рис. 114. Принципиальная схема стабилизатора
компактные их аналоги на микросхемах. Схема такого шифрато-
ра, изготовленного на Одесской дороге, приведена на рис. 115.
В схеме использованы микросхемы К155ЛАЗ, К155ТМ2, К155ИЕ2,
К155ИД1, транзисторы VI, V2 — КТ315Б, R1 — 1 кОм, R2 -
2,7 кОм, R3- 470 Ом, R4, R5-S\Om, R6, Я7-3,3 кОм, R8- 1 кОм,
СЗ - 0,01 мкФ, С4 - 10 мкФ, 15 В.
Изготовленный на Свердловской дороге прибор позволяет находить
отказ в тракте ТС на линейном пункте без участия центрального поста.
Прибор (рис. 116) предназначен для регулировки канала ТС на линей-
ном пункте на соответствие сигнала ТС контролируемым объектам.
Прибор состоит из делителя частоты на транзисторах VT1 - VT4 и ламп
Рис. 115. Схема шифратора канала ТУ
242
Рис. 116. Прибор для контроля канала ТС на линейном пункте
с усилителями: лампы Л1 - Л20 и ЛГ - Л14' контролируют позиции
линейного шифратора Лй/; лампы Л15’ - Л20’ контролируют выбор
одной из групп. Резистор R1 — 24 кОм, R2 — 60 кОм, R3 — 33 кОм,
R4 — 24 кОм, R5 — 10 кОм, R6 — 68 кОм, R7 — 33 кОм, R8 — 24 кОм.
Резисторы в цепи смещения напряжения на базе транзисторов, в коллек-
торы которых включены лампы, имеют сопротивление 4,7 кОм.
Делитель частоты увеличивает длительность импульсов ЛГ до 0,5 с и
служит для контроля работы ЛГ. С выхода делителя через кнопки К1,
К2 и тумблеры Tl, Т2 можно подавать импульсы на входы ЛШ и груп-
пового распределителя. Тумблером Т4 осуществляется цикловая син-
хронизация.
41. ПОИСК ПРИЧИН ОТКАЗОВ НА ЦЕНТРАЛЬНОМ ПОСТУ
Для локализации возникших на центральном посту неисправностей,
как правило, используется осциллограф, подключаемый к контрольным
точкам, расположенным на разных стативах. На многих дистанциях та-
кие контрольные точки объединяют на единой измерительной панели или
на специальном испытательном пульте электромеханика.
Ниже приводится краткое описание измерительной панели (ИЗП)
центрального поста, смонтированной на Львовской дороге. На этой пане-
ли изображена в блочном исполнении мнемосхема комплектов А и Б
блоков. Мнемосхема выполнена из цветных полос пластика, схематиче-
ское изображение блоков — из анодированного алюминия. Необходимые
для измерений входы и выходы блоков выведены на гнезда ИЗП. На
этой же панели расположены контрольные точки — измерительные гнез-
да, рядом с которыми приведены предварительно снятые при регулиров-
ке устройства, эталонные осциллограммы. Электромеханику необходи-
мо при обнаружении неисправности снять с ИЗП осциллограмму в конт-
рольных точках в момент повреждения и сравнить ее с эталонной. Рас-
хождение между осциллограммами четко указывает на неисправность
того или иного блока.
Установка специальной измерительной панели на стативе 1Ц (ИЗП)
позволяет оперативно одним лицом установить место повреждения и его
характер (на что указывает сравнение контрольной и снятой при обнару-
жении повреждения осциллограмм), что намного облегчает труд смен-
ных электромехаников постов ДЦ. Установка этой панели позволяет в
период эксплуатации более качественно выполнять постоянный график
технологического процесса. На установленной панели ежемесячно по пла-
ну проводятся контрольные замеры. Результаты замеров заносятся в
постоянно ведущийся специальный Журнал замеров, находящийся на
посту ДЦ.
Наряду с измерительной панелью хороший результат дает также по-
стоянное включение контрольных ламп или светодиодов для проверки
правильности извещения поступления информации с линейных пунктов.
Лампы или светодиоды постоянно фиксируют прохождение циклов ТС
на выходе каждого ГУ.
Для упрощения процесса поиска отказов и концентрации всех не-
обходимых измерительных приборов в одном месте в Кокчетавской
дистанции изготовлен измерительный стенд, который позволяет конт-
ролировать работу особо важных узлов схем ДЦ каждого круга. В стенд
вмонтированы указатель уровня, осциллограф, сигнализатор заземления
батареи Сз, вольтметр типа М42100, тумблеры Т61 — Т67, пакетные пере-
ключатели типа 15ПЗН1, конические предохранители. Назначение эле-
ментов измерительного стенда:
вольтметр предназначен для контроля измерения напряжения бата-
реи полюсов ПБК—МБК и полюсов МБП—ОБП, ПБП;
сигнализатор заземления служит для измерения сопротивления изо-
ляции полюсов МБК, МБП относительно земли;
осциллограф служит для визуального контроля прохождения сигна-
лов ТУ, ТС;
указатель уровйя предназначен для измерения уровней сигналов
ТУ, ТС;
имеются гнезда для подключения измерительных приборов;
244
кнопки для включения реле КЦ соответствующего круга и кана-
ла в нем, в результате чего запускается и проверяется по лампам работа
схемы групповых реле 1В1-22В2;
лампы осуществляют индикацию включения контроля линейных
пунктов и служат для контроля перегорания предохранителей, контро-
лируют подключение комплектов А и Б каналообразующей аппарату-
ры статива 1Ц, наличие запускающих импульсов в схеме общего группо-
вого распределителя в стативе.
На стенде измеряются уровни сигналов тракта, уровни сигналов ТС,
поступающих с линейных пунктов на вход усилителя ЦУУ, усилитель-
ные уровни сигнала ТС, поступающего на вход демодулятора ЦДМ,
а также переключение каналообразующей аппаратуры в стативе 1Ц с
комплекта А на Б, подключение вольтметра — для проверки контроля
тактовых импульсов цикловой синхронизации, наличия подготовитель-
ного импульса (АПИ, БПИ) и рабочего импульса, подключение сигна-
лизатора заземления батареи к соответствующему полюсу, подключе-
ние вольтметра к источнику питания соответствующего круга. В целях
исключения влияния электрических цепей на цепи кодовой линии мон-
таж стенда выполнен экранированным проводом и стенд заземлен. Все
контролируемые цепи подключаются параллельно к действующему мон-
тажу.
42. КОНТРОЛЬ ЗА СОСТОЯНИЕМ КОДОВОЙ ЛИНИИ
И ЕЕ РЕЗЕРВИРОВАНИЕ
Наиболее действенной мерой защиты от повреждений кодовой ли-
нии является ее резервирование. Переключение проводов кодовой ли-
нии диспетчерской централизации при их повреждении осуществляется
дежурным по станции. На участках диспетчерской централизации имеет-
ся большое количество станций с диспетчерским управлением, работаю-
щих без дежурных по станции. Поэтому повреждение кодовой линии
приводит к серьезным сбоям в движении поездов, так как некому пере-
ключить поврежденную кодовую линию на резервную.
На Белорусской дороге смонтирована схема автоматического под-
ключения линейного пункта диспетчерской централизации к запасной ко-
довой линии без участия дежурного по станции или работника дистанции
сигнализации и связи. За признак неработоспособности кодовой линии
принято считать отсутствие частоты в канале телеуправления в течение
1 мин. Такое время выбрано исходя из опытных данных отключения
тракта телеуправления эксплуатационным штатом при выполнении тех-
нологического процесса и замене приборов.
При длительных профилактических работах на кодовой линии
устройства автоматического перехода на запасную кодовую пинию от-
ключаются тумблером I (рис. 117). При отсутствии частоты покоя в
канале телеуправления обесточивается реле ПАИ. Через контакты
245
Рис. 117. Схема управления исполнительным реле
411-413 реле ПАИ, тыловые контакты 11-13 реле Р (РСМ-1) и ре-
зистор R1 заряжается конденсатор С2. В результате повышения напря-
жения на конденсаторе С2 до определенного значения происходят от-
крытие транзистора VII и возбуждение реле Р.
На рис. 117 R1 - 33 кОм, R2 - 1,5 кОм, R3, R5 - 470 Ом, R4 -
1 кОм, R8. R9 - 470 Ом, R10 - 4,7 кОм, R11 - 51 кОм, R13. R14 -
470 Ом, R15 — 1 кОм, R16 — 51 кОм, R17 — 4,1 кОм, R20 -- 100 Ом,
VT1 - КТ315, VT3. VT4 - МП4О, VD1, VD2, VD4. VD6 - Д226,
VD5 - Д224, Cl, С2 - 1000 мкФ, СЗ, С4- 160 В, 0,25 мкФ.
Для резервирования высокочастотного канала ДЦ лабораторией
Одесской дороги разработаны устройства (рис. 118 и 119), обеспечиваю-
щие не только ручное, но и в случае необходимости, автоматическое пе-
реключение на резервный канал. Возникла необходимость в организа-
ции автоматического переключения на резервный канал и обратно и
контроля каналов со стороны станции А.
При работе одного из каналов другой канал на станции Б ’’завора-
чивается” с приема на передачу через удлинитель 2 Неп (20 дБ). Пере-
давая по ’’завернутому” каналу нормальный генератор, станция А
может постоянно контролировать прием. Это позволит своевременно
и оперативно выявлять и устранять повреждения резервного канала.
Переход с одного канала на другой может быть выполнен вручную (с по-
мощью дужек) и автоматически сигналом, поступающим со стороны
станции А.
В схемах (см. рис. 118 и 119) пояснен общий принцип действия си-
стемы резервирования и контроля каналов. Распорядительное устрой-
246
Ручное переключение основного на резервный канал
Передача Приен Система
----------- ------- передачи
ДЦ
Модулятор
Осн. Рез.
Передача
Осн. Рез.
ПГ
33
«С *чГ
чз
Звонок включен
Авт. *<
Прием
основной канол
канал
Передача g
Авт.
Приен
«
<2
13
'гЛ
гз
Абт.
Авт.
Демодулятор
ЛЧ
•Уровень ниже
^нормы"
2Z3 Звонок выключен
АЗ
Красная} ^Р1 [52
Ькл,
Контроль
включен"
выкл.
СР
CZ
ПТНВ
-60
CZ] СЛ
21
Авт.
Р
ПТНВ
-60
С1
Передача
С1 31
ПТ
73
пг
tJJ
С1
41
W Прием 51
nr
1
чз
Рис. 118. Схема устройства
включения и контроля ка-
налов ВЧ
Работает
основной канал
ство находится на центральном посту ДЦ управляющей станции. Испол-
нительное устройство управляемой станции размещается в связевой пос-
та ЭЦ или релейном помещении поста ЭИ. Ручное переключение на ре-
зервный канал и обратно выполняет электромеханик СЦБ.
Рассмотрим принцип действия устройств переключения каналов ТЧ.
При автоматической системе контроля и резервирования каналов ТЧ со
стороны управляющей станции А коммутационные дужки на обеих стан-
циях должны находиться в положении Авт. Подключение устройств ДЦ
на станциях А и Б к основному или резервному каналу ТЧ осуществ-
ляется с помощью реле НМИП-1800, в которых металлокерамические
контакты заменены на серебряные.
При работе основного канала ТЧ реле Р на станции А, Р1 и Р2 на
станции Б обесточены. В это время резервный канал ТЧ на станции Б
через контакты реле Р2 ’’завернут” с приема на передачу через удли-
нитель. Положение коммутационных элементов на станции А: ключ S1
находится в положении Работает основной канал, горит лампа Л1\
ключ S2 — в положении Звонок включен : ключ S3 — в положении
Контроль включен-, лампы Л2 - Л5 не горят.
По резервному каналу от ГТНВ-60 через гнезда "Передача” подает-
ся сигнал от генератора частотой 800 Гц, р - 1,5 дБ, который приходит
на станцию Б и через удлинитель возвращается на станцию А, где по-
ступает на гнезда ’’Прием” и ПТНВ-60. В блоках ГТНВ-60 и ПТНВ-60
подбором емкости конденсаторов контуры с резонансной частоты
1600 Гц перенастроены на частоту 800 Гц.
При неисправном резервном канале частота 800 Гц не будет посту-
пать на вход приемника. При этом ПТНВ-60 будет выдавать минус на
реле Р1, которое включит лампу Л5 ’’Уровень ниже нормы” и звонок.
Ключом S2 выключается звонок. Загорается лампа ЛЗ ’’Звонок вы-
ключен”. При появлении сигнала частоты 800 Гц реле Р1 отпустит
якорь, погаснет красная лампа Л5, зазвонит звонок. Для выключения
звонка необходимо ключ S2 установить в положение "Звонок выклю-
чен”. При положении ключа S3 ’’Контроль выключен” с ПТНВ-60 и
ГТНВ-60 снимается питание. При этом гнезда ’’Передача” остаются на-
груженными на 600 Ом. В гнездах ’’Прием” можно указателем уровня
или псофометром измерить уровень помехи:
р —р (А+Б)+р (Б + А).
пом 'пом' 7 гпомк 7
На станции приема Б основной и резервный каналы скроссирова-
ны так, что на приеме в проводной части каналов остаются параллельно
включенными приемники тонального набора-вызова (ПТНВ) аппарату-
ры системы передачи; ПТНВ-60 нужно использовать в режиме автома-
тики.
При поступлении частоты 2100 Гц на ПТНВ-60 реле, транслирующее
посылки постоянного тока на резервном канале, должно выдавать плюс,
249
а на основном канале обрывать плюс. В ПТНВ-60 необходимо использо-
вать схему замедления посылки вызова при ручном обслуживании, так
как частота 2100 Гц передается от станции А вручную. Следует отме-
тить, что переход с основного канала ТЧ на резервный возможен при ус-
ловии, что резервный канал в норме.
Для перехода с основного канала на резервный необходимо выпол-
нить по станции А следующие переключения: при нажатии кнопки S4
(без фиксации) резервного канала отключается генератор частоты
800 Гц и подключается генератор частоты 2100 Гц. На станции Б сра-
батывает ПТНВ-60 и выдает плюс на реле Р2, которое, притянув якорь,
создает цепь для срабатывания реле Р]. Притянув якорь, реле Р1 бло-
кирует реле Р2. Поэтому при отпускании кнопки S4 на станции А на
станции Б реле Р1 и Р2 остаются под током. Реле Р1 и Р2 переклю-
чают ДЦ на резервный канал, а основной ’’заворачивают” через удлини-
тель. Если это переключение на станции Б произошло, то на станции А
должна загореться лампа Л5 "Уровень ниже нормы” и зазвонить зво-
нок. Ключ S1 перевести в положение ’’Работает резервный канал”.
Создается цепь питания реле Р, которое подключает резервный канал
к устройствам ДЦ, а основной к системе контроля. Если основной канал
в норме, лампа "Уровень ниже нормы” гаснет, звонок не звонит.
Для обратного перехода с резервного канала на основной необходи-
мо провести переключения на станции А в той же последовательности.
При нажатии кнопки S4 на станции Б срабатывает ПТНВ-60 основно-
го канала и отключает плюс от обмоток реле Р1 и Р2. Схема возвра-
щается в исходное состояние. После срабатывания аварийной сигнализа-
ции на станции А ключ S1 необходимо перевести в положение "Рабо-
тает основной канал". При исправном резервном канале сигнализация
выключается. В данной системе контроля и резервирования предусмот-
рено ручное переключение каналов. Для этого на станциях А и 15 не-
обходимо снять дужки Авт. и поставить соответственно Vch или Рез.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Меньшиков Н. Я., Королев А. И., Ягудин Р. Ш. Эксплуата-
ционная надежность элементов систем железнодорожной автоматики и телемехани-
ки. М.: Транспорт, 1971. 120 с.
2. Меньшиков Н.Я., Королев А, И., Ягудин Р. Ш. Надежность
элементов систем железнодорожной автоматики и телемеханики. М.: Транспорт,
1977.215 с.
3. Михайлов А. Ф., Разгонов А.П., Ягудин Р. Ш. Особенности
работы электролитических конденсаторов в дешифраторных ячейках // Автоматика,
телемеханика и связь. 1972. № 9. С. 25-27.
4. Перникис Б. Д, Ягудин Р. Ш. Поиск и устранение неисправностей
в устройствах СЦБ- М.: Транспорт, 1977. 160 с.
5. Перникис Б. Д Построение и применение информационных диатрамм
для отыскания неисправностей в системах железнодорожной автоматики и телеме-
ханики //Автоматика, телемеханика и связь. 1968. № 3. С. 17—20.
6. Перникис Б. Д., Я г у д и н Р. Ш. Предупреждение и устранение неис-
правностей в устройствах СЦБ. М.: Транспорт, 1984. 224 с.
7. Перникис Б. Д, Ягудин Р. ul Поиск и устранение неисправностей
в рельсовых цепях //Автоматика, телемеханика и связь. 1974. № 7- С- 26-29.
ОГЛАВЛЕНИЕ
От авторов.......................................................... 3
Глава I. Эксплуатационная надежность устройств СЦБ
1. Анализ отказов устройств СЦБ..................................... 4
2. Факторы, влияющие на надежность устройств в процессе эксплуатации. . ?
Глава II. Методы поиска отказов
3. Способы фиксации отказов........................................14
4. Способы проверок при поиске причины отказов.................... 15
5. Методы сокращения времени поиска причины отказов............... 18
6. Методика построения информационных диаграмм поиска причины от-
казов.............................................................. 21
7. Особенности поиска причины перемежающихся отказов.............. 24
8. Изучение технологии поиска причины отказов с использованием тре-
нажеров ......................................................... 28
Глава III. Автоматизация контроля за состоянием устройств СЦБ
9. Классификация средств технического диагностирования............ 30
10. Датчики допускового контроля.................................. 33
11. Системы телеконтроля.......................................... 35
Глава IV. Характерные отказы аппаратуры,
оборудования и способы их предупреждения
12. Релейная аппаратура . . ....................................... 38
13. Штепсельные соединения......................................... 51
14. Конденсаторы................................................... 53
15. Резисторы...................................................... 60
252
16. Плавкие предохранители......................................... 63
17. Светофоры..................................................... 71
18. Кабельные линии................................................ 80
19. Изоляция монтажа............................................. 92
20. Анализ работы и защита устройств СЦБ при грозовых и коммутацион-
ных перенапряжениях................................................. 99
Глава V. Рельсовые цепи
21. Анализ отказов и повышение надежности рельсовых цепей.......... 103
22. Последовательность поиска причины отказов...................... 108
23. Обрыв или повышение сопротивления в рельсовой цепи.............. ПО
24. Короткое замыкание или понижение сопротивления изоляции........ 121
25. Регулировка и измерение напряжения рельсовых цепей............. 136
26. Защита рельсовых цепей от посторонних источников тока.......... 142
Глава VI. Устройство автоматической локомотивной
сигнализации непрерывного действия
27. Меры по повышению надежности напольных устройств АЛСН..........148
28. Отказы локомотивных устройств АЛСН н технология их поиска..... 164
Глава VII. Электрическая централизация
29. Контроль за состоянием устройств и фиксация отказов.............рз
30. Поиск и устранение причин отказов централизованных стрелок....179
31. Повышение надежности работы схем управления стрелкой...........192
32. Поиск причин отказов в постовых устройствах....................198
I л а в а VIII. Автоблокировка, полуавтоматическая блокировка
и автоматическая переездная сигнализация
33. Характерные отказы устройств автоблокировки................... 215
34. Поиск причин отказов кодовой автоблокировки переменного тока. ... 217
35. Поиск причин отказов нмпульсно-проводной автоблокировки постоян-
ного тока.......................................................... 219
36. Предупреждение н устранение отказов в схемах смены направления ... 22!
253
37. Отказы устройств полуавтоматической блокировки и их предупреж-
дение...............................................................225
38. Предупреждение и устранение отказов автоматической переездной сиг-
нализации ..........................................................229
Глава IX. Диспетчерская централизация системы ’’Нева”
39. Особенности поиска причин отказов в аппаратуре ДЦ..236
40. Поиск причин отказов на линейном пункте ДЦ без участия центрального
поста...............................................................240
41. Поиск причин отказов на центральном посту.............................243
42. Контроль за состоянием кодовой линии и ее резервирование..............245
Список литературы..........................................................251
Производственно-практическое издание
ПЕРНИКИС БОРИС ДАНИЛОВИЧ,
ЯГУДИН РАЙИС ШАМСУТДИНОВИЧ
ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ И УСТРАНЕНИЕ
НЕИСПРАВНОСТЕЙ В УСТРОЙСТВАХ СЦБ
Обложка художника Н. В. Кондрашова
Технический редактор М. А. Шуйская
Корректор-вычитчик В. Я. Кинареевская
Корректор В. Т. Агеева
ИБ№4715
Лицензия № 010163 от 04.01.92 г.
Подписано в печать 23.09.94. Формат 60x88 1/16. Бум. тип. № 2.
Гарнитура Пресс Роман. Офсетная печать. Усл. печ. л. 15.68. Усл. кр.-отт. 16,04.
Уч.-изд. л. 17,83. Тираж 5000 экз. Заказ 1Е39 С 136.
Изд. № 1-3-1/5 № 6067.
Ордена ’’Знак Почета” издательство ’’ТРАНСПОРТ”,
103064, Москва, Басманный туп, 6а
Московская типография N" 9
Комитета Российской Федерации
109033, Москва, Волочаевская ул., 40