Изолирующий стык считается негабаритным, если он установлен на расстоянии менее 3,5 м от предельного столбика стрелочного перевода.
Напряжение на путевом реле и питающем конце каждой РЦ должно соответствовать пределам, указанным в нормалях РЦ и регулировочных таблицах при измерении состояния балласта от мокрого до промерзшего, а напряжение источника питания – от минимально допустимого до максимально допустимого. Эти величины устанавливают при вводе устройств в эксплуатацию, при регулировке РЦ не допускается изменять коэффициент трансформации релейных трансформаторов и дроссель-трансформаторов, нормированные сопротивления, ограничивающих резисторов и соединительных проводов, а также распаривать кабельные жилы с парной скруткой в РЦ тональной частоты.
Не допускается увеличение напряжения на питающих трансформаторах (путевых генераторов) выше максимально допустимого значения при снижении сопротивления балласта.
В фазочувствительной РЦ с конденсатором цепи местных элементов, оптимальный сдвиг угла фаз регулируется подбором емкости конденсатора до состояния, когда напряжение на конденсаторе отличается от напряжения питания местного элемента менее чем на 5%.
Для РЦ тональной частоты в журнале формы ШУ-61 ( на станции) и карточках на перегонах должны быть записаны пределы допускаемого значения генератора, в ходе путевого приемника и обмотки путевого реле, расчетные значения напряжения на вторичной обмотке трансформатора. Записывается так же длина РЦ, значение несущей и модулирующей частот сигнального тока, нормальные сопротивления соединительных проводов, напряжение питания блока генератора и приемника. Все эти данные берутся из регулировочных таблиц ( нормалей) РЦ, проектный документ, конкретно для каждой РЦ тональной частоты. Напряжение на путевом реле должно находиться в пределах 4,0-8,0 В.
Не допускается регулировка РЦ тональной частоты, изменение коэффициента трансформации ДТ, ПТ, сопротивление резисторов установленных на приемных и питающих концах РЦ, а также распаривать кабельные жилы с парной скруткой в РЦ тональной частоты.
В РЦ тональной частоты напряжение питания блока путевого приемника (ПП) находится в пределах 16,0-19,0 В, а блок путевого генератора (ГП) в пределах 31-37 В. Остаточное напряжение на обмотках путевого реле должно быть не более 0,42 В при измерении в режиме постоянного тока, а напряжение пульсации ( переменной составляющей) постоянного тока генератора ГП, ГП3, ГРЦ4, ГП4 не более 0,9 В при измерении в режиме переменного тока.
Наиболее характерными причинами отказа в РЦ являются:
— обрыв соединителя, обрыв перемычки джемперов, неисправность изоляции изолирующего стыка, повреждение изоляции стрелочной гарнитуры, стяжной полосы, сережки, распорки крестовины, понижение сопротивления балласта, влияние посторонних источников питания, грозы, не качественная регулировка работы обслуживающим персоналом, излом рельса.
Наиболее распространенными явлениями в работе РЦ являются «ложная свободность» и « ложная занятость».
Ложная занятость РЦ появляется, когда при отсутствии на РЦ подвижного состава путевое реле не притягивает свой якорь. В этом случае стрелки не переводятся, светофоры по маршрутам не открываются, на перегонах перекрываются на запрещающее показание, т.е. происходит сбой в движении поездов, влияющее на пропускную способность ж/д линий.
Ложная свободность РЦ появляется, когда при занятой подвижным составом РЦ путевое реле не отпускает свой якорь. В этом случае резко нарушается безопасность движения поездов, что приводит к возникновению аварийных ситуаций ( в частности к крушению поездов), появлению возможности перевода стрелки под составом, открытию светофора на занятый путь или блок-участок. Причинами такого отказа РЦ являются: не обеспечение шунтовой чувствительности РЦ и срабатывание путевого реле от другого постороннего источника питания (источника питания смежной РЦ при замыкании изолирующих стыков и нарушении чередования полярностей, помехи тягового тока на участках с электротягой, вагонного освещения и других).
Не обеспечение шунтовой чувствительности РЦ происходит из-за резкого увеличения сопротивления поездного шунта. Причинами увеличения сопротивления поездного шунта является ржавчина, напрессованный снег, лед, грязь на головке рельсов, наличие битума и песка на колесах подвижного состава, что увеличивает переходное сопротивление между бандажом колеса и головки рельса.
Одиночный локомотив и автодрезина также плохо шунтируют РЦ, т.к. сопротивление скатов двух или трех тележек слишком велико и напряжение на путевом реле снижается, но не до величины напряжения отпускания якоря реле и якорь путевого реле остается притянутым, фиксируя «ложную свободность» пути.
Разделение станции на изолированные секции.
Пути станции разделяют на изолированные секции. Каждая такая секция оборудуется рельсовой цепью для обеспечения контроля движения поездов и обеспечения безопасности движения на станции. Разделение обеспечивается установкой изолирующих стыков.
Разделение станции на изолированные участки (рельсовые цепи) осуществляют в следующем порядке:
а) приемо-отправочные пути необходимо выделить в отдельные бесстрелочные участки изолирующими стыками (на рисунке изостыки, поставленные по этому пункту, помечены буквой «А», на реальном плане никаких обозначений изостыки не имеют) (рис. 5);
б) станцию необходимо отделить от перегона изостыками (рис. 5) (изостыки обозначены буквой «Б»);
в) отделить тупики от станции и организовать в тупике короткий бесстрелочный участок (рис. 5) (изостыки обозначены буквой «В» и «В’»);
Рис. 5. Разделение станции изолирующими стыками
г) стрелки съездов разделить на отдельные стрелочные секции, для того чтобы можно было производить одновременно передвижения по соседним путям (рис. 5) (изостыки обозначены буквой «Г»);
д) стрелки главного и бокового путей не объединяют в одну секцию, чтобы не ухудшить передачу кодов АЛС на локомотив (рис. 5) (изостык обозначен буквой «Д»); обратите внимание, что между стрелками 17 и 19 изостыки не ставятся, потому что 17 стрелка не принадлежит главному пути, а значит, и коды АЛС в этой секции передаваться не будут;
е) стрелки 1, 15, 13, 3 (рис. 5) составляют на схеме трапецию, называемую «корытом», широкую часть «корыта» (промежуток между стрелками 1 и 15) необходимо разделить изостыком(ками), в противном случае невозможно поставить путевой блок электрической централизации; аналогично необходимо поставить стык между стрелками 5 и 11 (изостыки обозначены буквой «Е»); аналогично необходимо разделять изостыком противошерстные стрелки в путевом развитии, показанном на рисунке 6.
Рис. 6. Место установки стыка между противошерстными стрелками двух параллельных съездов
Изостыки между стрелками 1 ии 11) можно не устанавливать, но для возможности установки путевого блока ЭЦ при расстановке блоков и при построении электрических схем необходимо искусственно менять эти стрелки местами.
ж) между стыками, отделяющими станцию от перегона (Б), и первой стрелкой предусматривают бесстрелочный участок для выполнения маневровых работ без выезда за пределы станции (рис. 5) (изостыки обозначены буквой «Ж»);
з) стрелочную горловину необходимо разбить на секции, включающие в себя не более трех стрелок (при проектировании тональных рельсовых цепей на станции в одну секцию может входить до четырех стрелок).
Для проверки количества стрелок в секциях мысленно обведите каждую секцию по изостыкам и посчитайте количество стрелок в каждой секции (рис. 7). В нашем примере есть секция, содержащая 4 стрелки: 3, 7, 9, 13, поэтому мы разбиваем эту секции на две изостыком (рис. 5) (изостыки обозначены буквой «З»). Вариантов установки изостыка в этом случае три, почему стык поставлен между стрелками 7 и 9, станет понятно после анализа маневровой работы. После анализа маневровой работы неудачно установленный по пункту з) изостык можно будет переместить.
Рис. 7. Проверка количества стрелок в секциях
В остром углу, образуемом стрелкой, устанавливается предельный столбик (рис. 8). Если два поезда будут находиться на расстоянии менее Lпс от остряка стрелки (т. е. за предельным столбиком), то они столкнутся. Если изолирующие стыки, разделяющие две секции, будут удалены от остряка стрелки на расстояние Lи меньшее, чем Lпс, то такой изолирующий стык называется негабаритным и на однониточном и двухниточном плане обводится кружком. Расстояние Lпс зависит от типа крестовины стрелки и типа рельса.
Рис. 8. Предельный столбик, негабаритный изостык
Негабаритными стыками являются стыки, разделяющие стрелки стрелочных улиц (кроме случая, когда между стрелками два и более междупутья). В нашем примере негабаритным является изостык между стрелками 21 и 23.
К негабаритным стыкам относят стык, показанный на рисунке 6.
Негабаритными также являются стыки, устанавливаемые на съездах, но поскольку столкновение поездов исключается одновременным переводом обеих стрелок съезда, эти стыки на планах не указываются как негабаритные. Но при наличии на съездах стрелок с подвижными сердечниками стыки на съездах показываются как негабаритные, поскольку стрелки в этом случае переводятся раздельно.
Установка светофоров.
На станции необходимо предусмотреть входные, выходные светофоры для поездов и маневровые сигналы для маневровой работы. Все светофоры устанавливают на ординате изолирующих стыков с правой стороны по ходу движения поезда. Чтобы правильно устанавливать светофоры, запомните, что светофор виден со стороны мачты (основания) (рис.9).
Рис. 9. Определение стороны установки светофора
Что такое изолированный стык на ЖД-путях: конструкция, виды, устройство
На определенных участках полотна необходимо исключить прохождение электрического тока. И мы предлагаем взглянуть на тот элемент, который выполняет столь важную задачу, – изолированный стык на железной дороге. Рассмотрим его конструктивные и практические особенности, нюансы установки и эксплуатации, назначение и применение.
Обратите внимание, как раз в точках соединения металлоконструкций и возникают максимальные напряжения, так как нагрузки в них критические. Соответственно, велик риск появления дефекта или незначительного повреждения, постепенно перерастающего в поломку. Поэтому особенную важность приобретает надежность контакта – просто необходимо, чтобы он был максимально прочным, и каждая отдельно взятая накладка или крепежный элемент не становились «слабым звеном» – причиной аварий, – а наоборот, обеспечивали длительную эксплуатацию колеи.
Что такое изолированный стык
По своей сути это крепление двух последовательно уложенных рельсов, соединяющее соседние металлоконструкции в прочную и непрерывную нить и полностью блокирующее прохождение электричества между ними.
Выполняет следующие функции (как все, так и несколько или одну, зависит от участка использования):
Блокировка обратного тока и, соответственно, защита тех элементов ВСП, что должны не подвергаться его воздействию.
Логическое и функциональное отделение разных по назначению участков полотна (например, проводящих линий от непроводящих или цепей между собой).
Полная блокировка электросвязи разнополярных (разнофазовых) нитей.
Устанавливается как на стрелочных переводах, так и в точках расположения светофоров, причем любых, как входных или выходных, так и проходных или маневровых. Предполагает возможность сдвижки: до 2 м, если смотреть против хода транспорта, и до 10,5 – если направления совпадают. Если же осуществлять расчеты по отношению к оптическому устройству сигнализации, предусмотрен допуск до 2 м, причем в каждую из сторон.
Область применения
Рассмотренное ранее назначение изолирующих стыков дает возможность использовать их на следующих объектах:
стрелочные переводы на основных магистралях, а также работающие на линиях со стабильно серьезными скоростями передвижения;
пункты приема-отправки, получающие и передающие объекты в больших количествах и объемах;
светофоры всех типов, в том числе и проходные с маневровыми;
станции с малой грузонапряженностью и/или незначительной интенсивностью перемещения транспорта (когда используются накладки из лигнофоли).
То, сколько прослужит отдельно взятое рельсовое соединение, определяют многие факторы, и главный из них – нагрузка, сообщаемая колесами поездов, тележек, вагонов. Ее конечная величина самым серьезным образом зависит от наличия и степени деформаций подвижных частей состава. Климатические условия эксплуатации тоже играют свою роль, и уровень обслуживания колеи нельзя сбрасывать со счетов, он также способен повлиять на конечный ресурс стыкового узла.
И, наконец, важна надежность отдельных элементов крепежа. Те же объемлющие накладки выдерживают только 30-50 млн т груза, потому что под постоянным напряжением их фибровые (полиэтиленовые) прослойки сравнительно быстро приходят в негодность. Тогда как расчетный выход из строя полнопрофильных соединений клееболтового типа ожидается только через 300 млн т. Если же их снять и провести сортировку, окажется, что около 90% их пластин можно еще использовать повторно.
Конструкция изолирующих стыков рельсов
Различается в зависимости от типа накладок, которые могут быть:
шарнирными (из металлополимера),
Наиболее распространены первые 2 варианта, тогда как третий с четвертым только находят популярность, так как являются специфическими, хоть и считаются инновационными. Предлагаем рассмотреть все востребованные сегодня типы.
Металлическая объемлющая накладка отличается жесткостью и прочностью, позволяющими устраивать крепление на весу. За блокировку тока отвечают как промежуточные мембраны, так и болтовые втулки, полиэтиленовые, текстолитовые или фибровые. Также обязательны прокладки – той же формы, что и рельсовые профили, – их нужно вставить в зазоры для обеспечения дополнительного качества соединения.
Ключевое достоинство такой конструкции – простота, обуславливающая надежность. Она состоит из малого количества элементов, каждый из которых имеет хоть какую-то защиту от истирания, а значит предполагается, что замена будет сравнительно редкой.
Клееболтовые изостыки на рельсах используются в точках уравнительных пролетов. Их устройство предполагает использование одного из двух видов накладок:
либо обычные двухголовые, у которых есть 6 отверстий под посадочные места, по обеим граням они простроганные;
либо полнопрофильные специальной конфигурации – такой, чтобы плотно облегала пазухи.
Универсальной прослойкой в каждом из случаев является стеклоткань, за счет эпоксидной пропитки обладающая диэлектрическими свойствами. Хотя, если нужно подобрать альтернативу смоле, в качестве связующего вещества допустимо взять состав с пластификаторами, уменьшающими уровень хрупкости и защищающими от усадок. Наполнители, в разумном процентном соотношении, только приветствуются: та же кварцевая (сланцевая) мука или волокна асбеста будут полезны, так как улучшат показатели стойкости к электротоку или механическим воздействиям.
Внимание, важно, чтобы выбранный клеевой состав эффективно сопротивлялся морозу, влаге и теплу, не разрушаясь под их губительным воздействием, это приоритетный показатель, но также нужно, чтобы он оставался доступным по стоимости. Это позволит сократить затраты на укладку больших объемов изоляции на длинной ЖД-линии. И просто необходимо учитывать момент ухудшения сопротивления нагрузкам под влиянием значительных перпендикулярных сил. Чтобы обеспечить достаточную надежность соединения, нужны стыковые болты. Данные элементы крепежа также дополнительно защитят от деформаций и растяжении при моральном старении или повреждении клея.
Накладки для пазух усиливают общую конструкцию, поэтому они применимы на грузонапряженных участках, там, где составы передвигаются на самых серьезных скоростях.
Крайне важно обеспечить плотность их прилегания сразу к обоим рельсам. Для этого нужно по-разному обжать стеклоткань (у нее 9-10 слоев, она 3-3,5 мм толщиной, потому ее вполне реально придавать сильнее или несколько слабее).
Болты предварительно покрываются клеевым составом по «нерабочей» длине, то есть от подголовника и до точки начала резьбы. Подкладки тоже, после чего размешаются в зазорах на торцах.
Конструкция изолирующего стыка с металлокомпозитными накладками востребована на приоритетных линиях – на магистралях, основных ветках и тому подобных направлениях. Почему? Потому что он ввариваются в плети напрямую, а значит не требуют организации уравнительных пролетов. Достаточная прочность и геометрическая точность соединения обеспечивается за счет крепления между половинками рельсы. Последние получили жаргонное название «близнецов», так как представляют собой две идентичные части 25- или 12,5-метрового профиля, разрезанного ровно посередине.
Собирается такой функциональный узел в 3 этапа:
1. Подготовка поверхностей накладок – их нужно очистить, обезжирить, отшлифовать – с последующей проверкой электрического сопротивления. Это же нужно сделать и с каждым укладываемым рельсом. Проводить данную работу можно и на действующей линии, не перекрывая ветку, но только в перерывах между движением составов.
2. Размещение прокладок в зазорах с дальнейшим их обжатием (для этого используется сдвижка) и обезжириванием, а затем и просушкой на протяжении 10, а лучше 15 минут. Одновременно с этим следует подготовить связующий состав, отмерив необходимую его дозировку для каждой обрабатываемой поверхности.
3. Нанесение клея на контактные поверхности, разравнивание при помощи шпателя, укрепление грунтовкой (понадобится лишь тонкий ее слой).
После всего этого выполняется сама сборка, с достаточно сильным прижатием элементов друг к другу, затягиванием болтов и другими мерами. Транспорт по линии можно пускать практически сразу после выполнения вышеперечисленных работ. Сопротивляться продольному сдвигу полотно будет в достаточной степени – от 1000 или даже от 3000 кН (конкретная величина уже зависит от профиля планок-держателей.
Композитные накладки делают изостык на ЖД-пути стабильно надежным блокиратором электрической связи, причем между какими угодно видами рельс. Такую конструкцию создали именно для повышения механической прочности крепления (а также для удешевления его конечной стоимости). Поэтому и растет интенсивность их использоваться, благо они отвечают всем требованиям безопасности и технологичности, предъявляемым на магистралях. Ну и затраты на обслуживание полотен при их эксплуатации значительно сокращаются).
Стандартный комплект соединения состоит из таких элементов:
пластины из стеклопластика- 2 шт;
стопорные планки – 4 шт;
торцевой диэлектрик (толщиной 8 мм) – 1 шт;
Композит обладает следующими практическими свойствами:
сравнительно мало насыщается влагой;
не боится грибков, бактерий, микроорганизмов;
эффективно противостоит не только коррозии, но и действию кислот или щелочей, не собирает пятна от нефтепродуктов;
внушительный запас прочности, повышенные усталостные свойства.
Благодаря таким показателям устройство изолирующего стыка обладает следующими характеристиками:
ресурс безотказной эксплуатации – 3 года и более;
скорость передвижения транспорта (максимально возможная) – до 200 км/ч;
средняя пропускная способность (в течение всего срока использования) – до 500 млн т брутто груза;
воспринимаемая осевая нагрузка – до 270 кН;
уровень токозащиты – 100 кНм и выше;
В целом обладает впечатляющей живучестью при достаточной технологичности, поэтому и находят все более широкое распространение.
Шарнирные металлополимерные накладки являются еще одной относительной новинкой сферы, набирающей популярность. Оснащенный ими изолирующий стык рельсов – это практически обязательных элемент на европейской железной дороге, эффективно предотвращающий изломы и деформации в точках болтовых отверстий. Его наличие позволяет перераспределить усилия таким образом, чтобы на разрыв приходилось лишь 30%, а на сжатие – оставшихся 70%. Благодаря этому крепеж не разъезжается под воздействием нагрузок.
Использование данных элементов позволяет в разы снизить случаи возникновения и развития дефектов шейки металлоконструкций. Это оборачивается значительным уменьшением числа отказов соединений, а значит и повышением срока службы полотна в целом. Необходимость в ремонте появляется реже, обслуживание упрощается – экономия налицо.
Шарнирные накладки обладают следующими полезными особенностями:
1. Повышенная жесткость в месте крепления – сердечник по-настоящему мощен, дает втрое меньше остаточных и упругих просадок (по сравнению с композитной пластиной). Поэтому он в 3-4 раза снижает нагрузку на концы рельс, настолько же уменьшая риск появления усталостных дефектов и/или изломов.
2. Оптимальное позиционирование в пазухах – позволяет эффективнее распределять монтажные напряжения. Именно за счет этого 70% нагрузок идет в горизонтальном (продольном) направлении, тогда как в вертикальном (поперечном и опасном) – лишь 30%. У клиновидных же соединителей 100% усилия направлено на разрыв.
3. Малая намагниченность сердечника – благодаря этому изолирующие стыки на ЖД практически не собирают металлическую стружку, отколовшиеся кусочки и других изношенные частицы. Их зазоры остаются чистыми, не увеличиваясь со временем.
4. Предусмотрено ресурсосбережение – накладки вполне реально повторно использовать даже после демонтажа вследствие износа диэлектрического слоя. Достаточно провести замену полимера на внутренней стороне, и элемент уже снова готов к эксплуатации.
5. Установка максимально проста – за счет продуманной геометрии и минимального количества деталей; сборку можно выполнить действительно быстро и без каких-либо ошибок, даже при отсутствии предварительного опыта.
Основные преимущества
Конечно, разные виды изолированных стыков хороши по-своему – у каждого есть свои достоинства, – но какие-то общие плюсы можно выделить, и это:
небольшая масса – даже самые габаритные из них легче 8 кг, в среднем же они 3-4 кг;
стойкость к хрупким изломам, образованию трещин, перепадам температур (в том числе и к резкому потеплению/похолоданию);
простота конструкции – повышающая надежность и сокращающая номенклатуру необходимых элементов;
отличная адаптированность к использованию в условиях российского климата.
Принцип работы
Участок полотна, на котором нужно исключить прохождение тока, отделяется от предыдущего и последующего при помощи изоляционных стыков. Они обладают прокладкой из диэлектрика, плотно прилегающей к концу каждого из пары соседних рельсов. Подразумевается, что она в точности повторяет форму двутавровых балок, но при этом остается тонкой, и эффективно сопротивляется истиранию и износу.
Наиболее подходящий материал для ее изготовления – хлопковая фибра (только волокно должно быть химически обработанным, чтобы оно не впитывало влагу и хорошо противостояло силовому воздействию колес подвижных составов). Размер может быть практически любым, основное требование предъявляется к толщине – подходит или 3,2 или 4,8 мм. Такие параметры позволяют обеспечить прочность и податливость одновременно.
ГОСТы
Главным документом, регламентирующим производство стыков изолирующих железнодорожных рельсов, является межгосударственный стандарт 32695-2014. В свою очередь, он опирается на положения следующих ГОСТов:
8.050-71 – определяющий единство измерений;
8.051-81 – дающий представление о нормах погрешностей;
427-75 – предъявляющий технические требования к линейкам;
23706-93 – обуславливающий использование омметров.
Применение разных вариантов на железных дорогах
с металлическими накладками – на участках сравнительно небольшой грузонапряженности;
с клееболтовыми – в уравнительных пролетах и на светофорах;
с композитными и металлополимерными – на приемоотправочных пунктах и основных магистралях.
Мы всесторонне рассмотрели изолирующий стык: определение дали, по устройству каждого вида прошлись с максимальной подробностью. Теперь у вас есть полная информация, чтобы решить, какой из них выбрать, но элементы для монтажа любого из них вы найдете в каталоге компании «ПромПутьСнабжение».
