Устройство кабельных сетей

Напольные устройства (светофоры, стрелочные электроприводы, рельсовые цепи и т.д.) соединяются между собой и с аппаратурой по­стов электрической централизации кабелями, которые вместе с кабель­ной арматурой образуют кабельную сеть.

Кабельная сеть выполняется сигнальными кабелями с различ­ным числом (от 3 до 61) медных жил диаметром 0,9 или 1,0 мм на номинальное напряжение 380 В переменного тока или 700 В постоянного. Электрическое сопротивление жилы постоян­ному току при температуре окружающей среды плюс 20 °С не превы­шает 23,3 Ом/км для жилы диаметром 1,0 мм и не более 28,8 Ом/км для жилы диаметром 0,9 мм.

В устройствах железнодорожной автоматики и телемеханики при­меняются следующие сигнально-блокировочные кабели:

СБПБ — кабель сигнально-блокировочный с медными жилами, полиэтиленовой изоляцией, в полиэтиленовой оболочке с броней из двух стальных лент и наружным покровом;

СБВБ — кабель сигнально-блокировочный с медными жилами и полиэтиленовой изоляцией в поливинилхлоридной оболочке с броней из двух стальных лент и наружным покровом;

СБПу — кабель сигнально-блокировочный с медными жилами и полиэтиленовой изоляцией, в утолщенной полиэтиленовой оболочке;

СББбШп— кабель сигнально-блокировочный с медными жилами, полиэтиленовой изоляцией и броней из двух стальных лент, в полиэти­леновом защитном шланге;

СББбШв — кабель сигнально-блокировочный с медными жилами, полиэтиленовой изоляцией и броней из двух стальных лент, в поливинилхлоридном защитном шланге;

СБВБГ — кабель сигнально-блокировочный с медными жилами и полиэтиленовой изоляцией, в поливинилхлоридной оболочке, с броней из двух стальных лент;

СБВГ – кабель сигнально-блокировочный с медными жилами и полиэтиленовой изоляцией, в поливинилхлоридной оболочке;

СБПБГ — кабель сигнально-блокировочный с медными жилами и полиэтиленовой изоляцией, в полиэтиленовой оболочке, с броней из двух стальных лент.

Число пар и жил приведено в табл.3.1.

При центральном питании устройств ЭЦ кабели от напольных уст­ройств прокладывают на центральный пост, предварительно группи­руя в горловинах станции в разветвительных муфтах. Для каждой сети устанавливают разветвительную муфту стрелочную СТ, сигнальную С, релейную Р или питающую П.

Таблица 3.1

Таблица количества жил кабеля

Кабельные линии составляют на основе схематического плана с осигнализованием и плана изоляции путей станции. На этих планах указаны расстояния между постом ЭЦ и стрелочным электроприво­дом, светофорами и приборами рельсовых цепей, а также нанесена трасса укладки групповых кабелей.

Кабельные трассы на станциях прокладывают так, чтобы они имели наименьшую длину, минимальное число переходов под путями и количество разветвительных муфт; они не должны проходить в мес­тах, занятых подземными и наземными сооружениями. Рекомендуется прокладывать трассу по бровке крайнего железнодорожного пути или между малодеятельными путями. Запрещается прокладка кабеля под стрелочными переводами, глухими пересечениями и рельсовыми сты­ками.

Длина кабелей

L=1,02·(ℓ_Т+ℓ_З+ℓ_П+ℓ_Р),

где 1,02 — коэффициент, учитывающий изгибы кабеля при прокладке; ℓ_Т — длина тран­шеи между конечными точками прокладываемого кабеля, м; ℓ_З— запасная длина у каж­дого кабеля в случае перезаделки (при длине кабеля 50 м запас не предусматривается) равная 1 м; ℓ_П — длина кабеля на подъем от дна траншеи до муфты или клеммной колодки на посту, в релейном шкафу и т.д. (для муфты ℓ_П = 1 м); ℓ_Р — длина кабеля для разделки а муфтах, равная 0,5 м.

Кабельная сеть стрелок предусматривает жилы кабеля для управления и контроля положения стрелки, очистки стрелок и электрообогрева стрелочных электроприводов. Расчет кабельной линии сводится к определению сечения жил кабеля, необходимого для включения стрелочного электропривода, находящегося на определен­ном расстоянии от поста ЭЦ.

Сигнальные кабели имеют стандартный диаметр жил, поэтому для получения необходимых сечений проводов, идущих к приборам, жилы кабеля дублируют.

Расчет кабельной сети управления с учетом дублирования жил производят по формуле:

где L_СТ – максимально допустимая длина стрелочного кабеля, м; ΔU_К – допустимое падение напряжения, В; I_Р – расчетный рабочий ток (ток фрикции) двигателя, А; r_К – сопротивление 1 м жилы кабеля, Ом; П_П, П_О – число жил кабеля соответственно в прямом и обратном проводах. Число жил кабеля для включения ламп светофоров в кабель­ной сети светофоров и маршрутных указателей определяется по принципиальным схемам каждого светофора. В случае центрального питания светофоров от сети напряжением 220 В макси­мальные длины кабелей без дублирования жил зависят от типа сиг­нальных трансформаторов, огневых реле, мощности и числа одновре­менно горящих ламп на светофоре. Поэтому при проектировании даль­ность управления для каждого светофора определяется по таблицам, приведенным в справочной литературе.

Для современных схем с малогабаритными штепсельными реле дальность управления линзовым светофором без дублирования жил с одной горящей лампой мощностью 15 Вт составляет 4 км, с двумя одновременно горящими лампами — 2,6 км. Если на светофоре установлены лампы мощностью 25 Вт, то соответствующие расстояния составляют 3 и 2,5 км. При больших расстояниях жилы кабеля не дублируют, а переходят на питание светофоров от местных источников.

Кабель к маршрутным указателям рассчитывается по специальным номограммам в зависимости от мощности и числа одновременно горя­щих ламп. Дальность управления указателем скорости (зеленая полоса) 2,5 км.

Кабельную сеть релейных трансформаторов не разрешается совмещать с другими кабельными сетями. Предельная длина между путевым реле и дроссель-трансформатором или релейным трансформатором, при которых не требуется дублирования жил кабе­ля, указана в нормалях рельсовых цепей.

При построении кабельной сети питающих транс­форматоров станционных рельсовых цепей переменного тока частотой 50 Гц их подключают к одной фазе трансформаторов ТС ре­лейной панели, а частотой 25 Гц — к преобразователю ПЧ 50/25-300. Напряжение переменного тока на первичной обмотке питающего и кодирующего трансформаторов должно быть не менее 200 В.

Питающие трансформаторы рельсовых цепей группируют в от­дельные лучи так, чтобы нарушение питания одного луча выводило из действия по возможности меньшее число маршрутов. Лучи группиру­ют по горловинам станции, по районам и в зависимости от расположе­ния их на путях относительно друг друга и трассы кабеля. В отдельные лучи объединяют питающие трансформаторы рельсовых цепей глав­ных и кодируемых путей.

Для монтажа и подключения кабелей, проложенных от аппарату­ры рельсовых цепей, служат кабельные стойки, которые состоят из кор­пуса с крышкой. Корпус закреплен на опорной конструкции, состоя­щей из труб с фланцами (одной у концевых или двух у проходных), при­варенных к стальной пластине. Кабельные стойки подключаются к рельсам тросовыми перемычками.

Разветвительные муфты (рис. 3.1) предназначены для устройства ответвлений от группового кабеля к светофорам, путевым трансформаторным ящикам рельсовых цепей и стрелочных электроприводов и другим устройствам.

Рис. 3.1. Разветвительная муфта: 1 – два отверстия диаметром 28 мм; 2 – четыре

отверстия диаметром 16 мм; 3 – розетка; 4 – отверстие диаметром 21 мм

Рис. 3.2. Универсальная концевая Рис. 3.3. Универсальная промежуточная

муфта УКМ-12 муфта УПМ-12

Корпус и крышка муфты — литые, чугунные. В пазах крышек уло­жены прокладки из резинового зубчатого шнура. Муфты комплекту­ются металлическими трубами для защиты вводимых кабелей от меха­нических повреждений. Трубы крепятся к корпусу муфты болтами с гайками. Внутри муфты установлены клеммные панели на семь контак­тов и съемные перегородки для выделения зон прокладки жил каждого ответвляющего кабеля. Муфта снабжена розеткой для подключения те­лефона.

Универсальные концевые муфты УКМ-12 (рис. 3.2) предназначены для присоединения жил кабеля к аппаратуре, установки малогабарит­ной аппаратуры рельсовых цепей и подключения ее к рельсам. В муфте имеется одно отверстие диаметром 25 мм для ввода кабелей.

Универсальные промежуточные муфты УПМ-24 (рис. 3.3) служат для тех же целей, что и муфта УКМ-12, а также для соединения ка­белей и установки блока селеновых выпрямителей БВС. В этом случае снимают две клеммные панели. В муфте имеется два отверстия диа­метром 25 мм для ввода кабелей.

Корпуса и крышки муфт — литые, чугунные. Муфты комплектуются металлическими трубами для зашиты вводимых кабелей от механических повреждений: муфта УКМ-12 — одной трубой, муфта УПМ-24 — двумя.

Чугунные муфты СМ применяют для подземного соединения сигнально-блокировочного кабеля. Они состоят из верхней и нижней полумуфт, двух полухомутов, крышки и болтов, стягивающих полумуфты и крепящих крышку.

Контрольные вопросы и задани

Контрольные вопросы

1. Какие бывают типы сигнально-блокировочных кабелей?

2. Какая бывает жильность кабеля, сечение жил и удельное сопротивление?

3. Как производится расчет кабеля кабельных сетей?

4. Какие бывают типы муфт и назовите количество жил, которые можно в них разделать?

Задание

1. Составить кабельную сеть в соответствии с условиями приложения 6.

Заключение

В учебном пособии приведены в кратком изложении основы железнодорожной автоматики и телемеханики. Весь материал представлен в трех разделах: Системы железнодорожной автоматики и телемеханики, Элементы систем железнодорожной автоматики и телемеханики, Кабельные сети. В первом разделе дается классификация и поясняется назначение систем, во втором разделе дается описание работы реле и путевых устройств, в третьем рассматривается устройство кабельных сетей.

В течение последних 10 – 15 лет наметилась тенденция построения систем железнодорожной автоматики на микроэлектронных и микропроцессорных элементах. Как показала практика последних лет, это направление в развитии систем железнодорожной автоматики будет еще больше усиливаться. Во втором разделе пособия представлены полупроводниковые и микропроцессорные средства, на базе которых ожидается широкое внедрение устройств дистанционного управления и контроля стрелками и сигналами, устройств оптимизации регулирования движения поездов. Вместе с тем, в пособии представлены элементы средств регулирования движения поездов, которые используются в настоящее время. Представлено описание электромагнитных реле, стрелочных электроприводов, светофоров. Кроме того, приводятся схемы неразветвленных и разветвленных рельсовых цепей, методика их расчета.

Дисциплина ФОЖАТ на дневном факультете читается на втором курсе и создает базу для успешного освоения профилирующих дисциплин, где изучаются станционные и перегонные устройства железнодорожной автоматики, устройства дистанционного управления и контроля стрелками и сигналами.

Автор надеется, что настоящее пособие позволит облегчить процесс усвоения основ железнодорожной автоматики, будет способствовать повышению эффективности обучения и усвоения материала профилирующих дисциплин.