§ 7. Содержание пути на линиях с электротягой, автоблокировкой и централизацией

На линиях с электротягой и автоблокировкой текущее содержание пути имеет особенности, связанные с наличием светофоров, контактного провода, опор контактной сети, напольных устройств автоблокировки и централизации, с использованием рельсовых нитей в качестве токопроводящей цепи. В большей степени эти особенности связаны с устройством и работой рельсовой цепи.

На рис. 24 показана простейшая схема рельсовой цепи на участках с автоблокировкой. Эта цепь включает в себя рельсовую линию (две рельсовые нити 3 и 4, кабельные жилы и тросовые перемычки), источник питания 1 (аккумулятор, выпрямитель или трансформатор), ограничивающее регулируемое сопротивление 2 и потребитель электрической энергии - путевое реле 5. Рельсовая линия ограничивается со стороны питающего и приемного концов изолирующими стыками 7, которые отделяют друг от друга две смежные рельсовые цепи.

Рис. 24. Схема рельсовой цепи постоянного тока с непрерывным питанием

Для уменьшения сопротивления рельсовой цепи и обеспечения устойчивости работы путевого реле в пределах блок-участка рельсы в стыках, кроме накладок, соединяют специальными соединителями или же для лучшего контакта накладок с рельсами густо смазывают их графитовой мазью по плоскостям соприкасания. Регулируемое сопротивление 2 в виде реостата служит для изменения величины тока путевого реле 5 в зависимости от его характеристики, электрических параметров цепи и состояния погоды.

Роль путевого реле заключается в автоматическом переключении сигналов на светофоре 6 при изменении режима тока в рельсовой цепи. Путевое реле представляет собой герметически закрытую коробку, в которой смонтированы катушки электромагнитов с якорями, и контактную систему для автоматического переключения сигналов автоблокировки. Когда на блок-участке нет подвижного состава, якорь путевого реле притянут и замкнута цепь лампы зеленого огня светофора. При занятости участка, случайном замыкании рельсовых нитей, разрыве их или значительном увеличении (сверх допустимых норм) их сопротивления, например при отрыве или плохом контакте рельсовых соединителей, катушки электромагнитов путевого реле не получают электрического тока, якорь, отпадая от катушек, замыкает контакты другой цепи, и на светофоре появляется красный свет.

Рельсовые цепи постоянного тока с непрерывным или импульсным питанием применяются на участках, где отсутствует электрическая тяга поездов; на электрифицированных участках применяются рельсовые цепи автоблокировки на переменном токе.

При электрической тяге постоянного тока питание рельсовых цепей автоблокировки осуществляется от переменного тока промышленной частоты 50 гц.

Применение переменного тока для сигнальных устройств на электрифицированных участках объясняется необходимостью исключить вредное влияние постоянного тягового тока на путевое реле, что может привести к ложным показаниям сигналов о занятости или свободности блок-участка. Постоянный тяговый ток пропускается в обход изолирующих стыков при помощи дроссель-трансформаторов.

Дроссель-трансформатор (рис. 25) состоит из сердечника из трансформаторной стали и двух обмоток: основной - из медной шины и дополнительной из медного провода. При наличии дроссель-трансформатора обратный тяговый ток проходит по обеим рельсовым нитям конца первого блок-участка в одном направлении и через дроссель-трансформатор ДТ₁ и соединительную перемычку попадает в дроссель-трансформатор ДТ₂ и снова поступает в обе рельсовые нити второго блок-участка. Основная обмотка трансформатора имеет слишком высокое сопротивление для переменного тока, питающего рельсовые цепи автоблокировки (0,2 - 0,6 ом), и незначительное сопротивление обратному тяговому току. Устанавливают дроссель-трансформаторы на бетонных фундаментах вне рельсовой колеи.

Рис. 25. Схема включения стыковых дроссель-трансформаторов: ДТsub1/sub и ДТsub2/sub - дроссель-трансформаторы; ПР - путевое реле; ПТ - путевой трансформатор

Рельсовые цепи автоблокировки на участках с электрической тягой переменного тока имеют дополнительные особенности. Электрическая тяга на переменном токе оказывает не только электрическое, но и индуктивное влияние на смежные воздушные электрические цепи. Для защиты рельсовых цепей автоблокировки от влияния переменного тягового тока эти цепи питают переменным током частоты 75 или 25 гц, отличной от частоты тягового тока в 50 гц. Путевое реле в данном случае включают через специальный фильтр, который пропускает только ток определенной частоты.

На линиях с переменным тяговым током последний также свободно проходит через дроссель-трансформаторы и их перемычки, так как тяговый ток в половинах каждого дросселя в один и тот же момент времени имеет противоположное направление, и наводимые им магнитные потоки взаимно компенсируются.

На станциях для тягового тока применяется однониточная рельсовая цепь. Переход от двухниточной на однониточную цепь делается у входного светофора укладкой косых соединительных проводов для передачи тока с одной нити на другую.

Все сооружения и устройства на электрифицированных участках, могущие оказаться под напряжением вследствие нарушения изоляции или прикасания к ним оборванных проводов, заземляют для безопасности обслуживающего их персонала и других работников, а также для повышения надежности защиты контактной сети от короткого замыкания.

Заземлению подлежат все металлические конструкции (мосты, путепроводы, светофоры, отдельно стоящие опоры, крыши зданий и сооружений, гидроколонки и т. п.), расположенные от контактной сети на расстоянии менее 5 м на участках постоянного тока и менее 10 м на участках переменного тока. Заземление выполняется присоединением указанных устройств к электротяговым рельсовым нитям с помощью заземляющих проводов.

Для нормальной работы рельсовой цепи как токопроводящие, так и изолирующие стыки следует всегда содержать в исправном состоянии: своевременно подтягивать ослабшие болты, возобновлять графитовую смазку, приваривать оторвавшиеся соединители.

Электрическое сопротивление токопроводящего стыка с двумя концами прилегающих рельсов общей длиной 1 м должно равняться сопротивлению 1 м целого рельса.

Сопротивление стыков на электрифицированных участках проверяется специальным прибором для измерения сопротивления - стыкоизмерителем или двумя милливольтметрами, имеющими шкалу от 0 до 10 или от 0 до 100 мв с нулем посередине. На неэлектрифицированных участках сопротивление измеряют теми же милливольтметрами или милливольтметрами ЛМ-1 со шкалой 75-0-75 или 130-0-130 мв и с аккумуляторами АП-80.

Обычно электрическое сопротивление рельсового стыка выше сопротивления целого рельса. Установлено, что омическое сопротивление стыка, включающего оба рельсовых конца, составляющих в сумме примерно 1 м, не должно превышать сопротивления целого рельса длиной 3 м.

У стыков, сопротивление которых превышает допускаемую норму, подтягивают все болты. Если после этого сопротивление не уменьшится до нормы, то стык перебирают с очисткой и промывкой накладок и рельсов и смазкой накладок графитовой мазью. Если стыки имеют рельсовые соединители, то проверяют прочность их прикрепления к рельсам. Все оторванные, плохо приваренные соединители вновь приваривают с предварительной тщательной зачисткой.

Из трех применяемых способов приварки соединителей (термитный, газопламенный и электродуговой) наименьшую вероятность образования хрупких структур металла рельсов и крестовин имеет газопламенный способ, который не требует подогрева рельсов при пониженных температурах.

Приваривать соединители электродуговым или термитным способом без подогрева можно при температуре рельсов выше +5°С, а при температуре от +5 до - 10°С - только с подогревом обычных углеродистых рельсов до температуры 250 - 300°С; при температуре ниже - 10°С приварка соединителей любым способом запрещается во избежание образования хрупкой структуры рельсового металла.

Чтобы не повредить сварочным током устройств СЦБ, сварочные работы производятся, как правило, при отключенных приборах этих устройств. Приварка соединителей без отключения приборов СЦБ допускается, как исключение, при условии присоединения обратного провода каждый раз к тому рельсу, к которому приваривается соединитель.

Прочность приварки соединителя проверяют обстукиванием шва молоточком. Сварочный валик не должен иметь подрезов и незаполненных кратеров.

Чтобы не повредить приварные соединители колесами однорельсовой путевой тележки (модерона), гребни ее колес специально растачивают.

Необходимым условием хорошей работы изолирующих стыков является правильная сборка всей конструкции стыка с установкой и закреплением всех деталей, согласно утвержденным проектам. Подходы к рельсовому стыку на протяжении трех - пяти звеньев от него в обе стороны надежно закрепляют от угона, стыковые и предстыковые шпалы для изолирующих стыков выбирают одинаковых размеров, обязательно типа I и, конечно, хорошо подбивают. При сборке стыка для сохранения изоляционных деталей зачищают на металлических деталях все острые ребра, заусенцы, наплыв, а ржавчину и окалину удаляют.

В процессе эксплуатации путевые обходчики, бригадиры пути и дорожные мастера следят за тем, чтобы у изолирующих стыков не накапливалась металлическая пыль от тормозных колодок, чтобы поверхность балластной призмы у стыков всегда была тщательно спланирована и в необходимых случаях были устроены продольные или поперечные водоотводы.

Электрические свойства рельсовых цепей во многом определяются электрическим сопротивлением изоляции, т. е. шпал и балласта, предотвращающей утечку тока от одной рельсовой нити к другой, противоположной.

На характер и величину электрического сопротивления балласта и шпал оказывают большое влияние род и качество балластного материала, толщина балластного слоя, загрязненность его, материал, состояние и эпюра шпал. Лучшими изоляционными свойствами обладают чистый щебеночный и асбестовый балласты.

Следует периодически заменять загрязненный балласт или очищать его от загрязнителей, следить за состоянием водоотводов. Верх балластного слоя на участках с автоблокировкой систематически подрезают так, чтобы он был не менее чем на 30 мм ниже подошвы рельса во избежание утечки тока через балласт.

Следует предотвращать утечку тока также и через якоря клиновых и самозаклинивающихся противоугонов, для чего между якорями и балластом должен быть всегда воздушный изолирующий промежуток.

Негодные деревянные шпалы своевременно заменяют. Вновь укладываемые шпалы должны быть пропитаны масляным антисептиком.

Для обеспечения нормальной работы рельсовых цепей при железобетонных шпалах следят за тем, чтобы всегда были в полном наличии и правильно поставлены прокладки-амортизаторы, а шурупы и закладные болты, чтобы не касались арматуры шпал.

Перед сменой шпал на перегонах, оборудованных устройствами автоблокировки и электрической тяги, осматривают участок работы и выявляют места прикрепления к шпалам различных элементов этих устройств: заземляющих и соединительных проводов, перемычек рельсовых цепей, отсасывающих фидеров, путевых индукторов автоматической локомотивной сигнализации и др. Эти устройства во избежание повреждения осторожно отводят в сторону и после укладки новых шпал аккуратно устанавливают на прежние места.

Ввиду того что на участках с автоматической блокировкой рельсы являются проводниками сигнального тока, а на участках с электрической тягой по ним тяговый ток возвращается на тяговую подстанцию, одиночная или сплошная смена рельсов на таких участках выполняется с соблюдением мер особой осторожности. Одновременная смена рельсов по обеим рельсовым нитям не допускается, за исключением случаев, когда работы производятся с применением путеукладчиков при капитальном или среднем ремонте или рельсоукладчиков при сплошной смене рельсов. В таких случаях прекращается движение поездов и подача тока в контактную сеть на весь период работы.

Перед одиночной сменой рельсов на электрифицированном участке, не оборудованном автоблокировкой, параллельно сменяемому рельсу укладывают обходные перемычки из медного провода сечением не менее 120 мм² при постоянном тяговом токе и 50 мм² при переменном токе (рис. 26); концы перемычек крепят к подошвам рельсов, примыкающих к сменяемому, при помощи струбцин. Только после этого можно удалять приварные соединители и менять рельс. После замены рельса перемычку снимают.

Рис. 26. Установка продольной обходной перемычки: 1 - сменяемый рельс; 2 - обходная перемычка

На электрифицированном и оборудованном автоблокировкой участке перед сменой рельса на звеньях, соседних со сменяемым, укладывают и плотно закрепляют к подошве рельсов с помощью струбцин две поперечные перемычки из медного провода сечением не менее 120 мм² при постоянном токе и 50 мм² при переменном (рис. 27). Снятие этих перемычек разрешается только после смены рельса и сболчивания стыков.

Рис. 27. Установка поперечных обходных перемычек: 1 - сменяемый рельс; 2 - провода перемычек

При смене рельса, примыкающего к изолирующему стыку, поперечную обходную перемычку ставят только на одном звене с той стороны от изолирующего стыка, с какой расположен и рельс, подлежащий смене. При смене рельсов, примыкающих к изолирующему стыку и на стрелочных участках, обязательно присутствие электромеханика СЦБ.

Заменять рельсы, от которых требуется отсоединить отсасывающие фидеры, разрешается только в присутствии и под наблюдением представителя энергоучастка. При этом отсасывающий фидер отсоединяют только после полного его соединения с уже закрепленным обходным проводом или другим путевым рельсом той же рельсовой нити.

Запрещается отключать от рельса хотя бы один усовик дроссель-трансформатора без предварительного соединения обоих рельсов со средней точкой дроссель-трансформатора соседней рельсовой цепи, а также отключать среднюю точку путевого дросселя или нарушать иным способом цепь протекания по рельсам обратного тягового тока. Если при выполнении путевых работ невозможно осуществить указанное выше соединение, то отключать усовики дроссель-трансформаторов разрешается только после снятия напряжения с контактной сети.

На электрифицированном участке положение контактного провода в плане и профиле увязано с положением пути, с конструкцией электроподвижного состава, поэтому перемещать рельсовый путь в горизонтальной и вертикальной плоскостях без регулирования положения контактного провода можно только в крайне ограниченных размерах. При этом должно быть сохранено условие, чтобы ось пути не отклонилась от контактного провода в прямых участках на ±300 мм, а в кривых у опор на 400 мм; высота подвески контактного провода над уровнем верха головки рельса должна быть не ниже 6 250 мм на станциях и 5 750 мм на перегонах. Должны быть также соблюдены габаритные расстояния от оси пути до опор контактной сети, светофоров и других устройств.

Поэтому производство работ на участках с автоблокировкой по подъемке и рихтовке пути со сдвижкой свыше 6 см и при любых сдвижках на участках с электротягой должно предварительно согласовываться с начальником участка энергоснабжения и начальником дистанции сигнализации и связи.

При перешивке пути, исправлении подуклонки, разгонке и регулировке рельсовых зазоров необходимо следить за тем, чтобы не нарушить нормальной работы и целостности рельсовой цепи блок-участка. Перешивка пути и исправление подуклонки рельсов выполняются с применением изолированных шаблонов.

При разгонке зазоров следят за исправным состоянием стыковых, приваренных или штепсельных, междурельсовых и междупутных соединителей, заземлений и других проводов. В местах разрыва рельсовой колеи ставят временные перемычки с гибким тросом такой длины, чтобы можно было раздвинуть стык от 200 до 350 мм в зависимости от способа разгонки.

При текущем содержании стрелочных переводов с электрической централизацией постоянно следят за плотным прилеганием остряка к рамному рельсу, а также за целостностью соединителей и изолирующих устройств. Работы по смене переводной тяги, отдельных металлических частей и сплошной смене стрелочного перевода, сварочно-наплавочные работы должны согласовываться с начальником дистанции сигнализации и связи. Для обеспечения нормальной работы централизованных стрелок в зимнее время их очищают от снега, а в весенний и осенний периоды исправно содержат поперечные и продольные водоотводы.