Рис. 5. Схема измерения сопротивления изоляции "рельс -- накладка" на не электрифицированном участке
В однониточных рельсовых цепях исправность изолирующих стыков проверяют по схеме (рис. 6) с использованием вольтметра с шунтом сопротивлением 51 Ом. Условие исправности изоляции в изолирующем стыке: Uр1н1, < 0,5Uр, Uр1н2< 0,5Uр, Uр2н1 < 0.5Up , Uр2н1< 0,51Uр.
По аналогии с однониточной рельсовой цепью проверяют исправность изоляции в рельсовых цепях с дроссель-трансформаторами.
Сопротивление изоляции изолирующего стыка в цепи "рельс--накладка" можно определить по схеме (рис. 7).
Рис.6. Схема измерения при проверке исправности изолирующих стыков в однониточных рельсовых цепях
Рис. 7. Схемы измерения изоляции стыка с помощью вспомогательного источника питания (а) и измерителя сопротивления (6)
При использовании источника постоянного тока GB напряжением -9В измеряют напряжения U и ток I (см. рис. 7). Затем по отношению U/I вычисляют сопротивление изоляции цепи «накладка - рельс». При электротяге постоянного тока этим методом необходимо выполнять дополнительное измерение, изменив порядок подключения проводников прибора со знака «+» на знак «-» Окончательный результат равен среднему значений результатов двух измерений.
Проверка исправности изолирующих элементов сережек остряков и стяжных полос
Состояние изолирующих элементов сережек остряков стяжных полос, стрелочных гарнитур и распорок стрелочных проводов проверяют вольтметром с внутренним сопротивлением 51 Ом. При проверки состояния изолирующих элементов сережек, остряков и стрелочных гарнитур измеряют напряжение между рельсами Uр, а затем между связной тягой и рельсом Uтр1 , Uтр2 .
Если Uтр10,5 Uр то неисправная изоляция со стороны второго рельса. Если же Uтр1<0,5 Uр и Uтр2< 0,5 Uр то изоляция исправна. Конкретное место пробоя определяется следующим образом. В свободное от движения поездов время, с согласием дежурного по станции со стороны где гарнитура исправна, гарнитуру соединяют с рельсом и в это время индикатором тока определяют место неисправности изоляции. При измерении изоляции 3 стяжных полос 1 (рис 8) определяют напряжение между рельсами Uр , а затем между каждым рельсом и болтом 2: Uп1б,Uп2б., если Uп1б<0,5Uр и Uп2б<0,5Uр , то изоляция исправна.
Рис. 8 Схема проверки изолирующих элементов стяжных полос.
Осмотр состояния рельсовых цепей
В случае необходимости визуального осмотра работниками дистанции сигнализации и связи изолирующих стыков, изоляции сережек, стяжных полос, арматуры пневмообдувки и обогрева стрелок обращают внимание на недостатки, которые приводят к нарушению нормальной работы рельсовых цепей: сгон или растяжение изолирующих стыков, наличие металлической стружки и пыли на торцах рельсов изолирующих стыков , отсутствие торцевых прокладок в зазоре изолирующего стыка и т.п. Поэтому при осмотре проверяют: Торцевой зазор в изолирующем стыке, наличие торцевой изолирующей прокладки в нем; отсутствие «наката», металлической стружки и пыли на торцах рельсах стыка; выдавливания из стыка изношенных изолирующих прокладок; наличие касание балласта рельсов и элементов изолирующего стыка.
Зазор между торцами рельсов в изолирующем стыке и толщена изолирующей торцевой прокладке должны составлять 5-8 мм; «накат» в торце рельсов изолирующего стыка не допускается. Для обеспечения необходимого сопротивления изоляции стыка места выхода изолирующих прокладок из металлических частей должны быть отчищены от грязи, мазута, металлической пыли.
Исправность клее-болтовых стыков проверяют визуально по отсутствию относительного перемещения деталей стыка при проходе подвижного состава, а также по следам на рельсах и накладках от трения деталей. Расстояние между торцевыми поверхностями подошвы рельсов стыка и боковой поверхностью рельсовой подкладки должно быть не менее 50 мм. Кроме выше изложенного, проверяют наличие и рабочее состояние противоугонов на подходах к изолирующем стыкам в соответствии с требованиями, установленными инструкцией по техническому содержанию железнодорожного пути.
При осмотре изоляции сережек, стяжных полос, арматуры пневмообдувки и обогрева стрелок обращают внимание на наличие и целость изолирующих прокладок, которые должны быть надежно скреплены и очищены от грязи. Толщина изолирующей прокладке между серьгой и остряком должна быть не менее 4мм, а толщена металлической прокладки - не более 3мм, причем металлическая прокладка должна иметь одинаковые размеры с основанием сережки. В местах установки изоляции стрелочного перевода крепящие болты не должны иметь перекосов. Необходимо, чтобы арматура пневмообдувки и обогрева стрелочных переводов была изолирована от общей сети, а все изолирующие детали были типовых форм и размеров, соответствующей марке рельса.
При осмотрах состояния изоляции железобетонных шпал обращают внимание на отсутствия касания клеммы и закладного болта, механическое разрушение резиновой прокладки и ее смещение более чем на 10 мм, ослабление клемм и закладных болтов, загрязнение пространства между закладными болтами и клеммами.
Периодичность выполнения работ по техническому обслуживанию РЦ определена на основе опыта эксплуатации и устанавливается Инструкцией по техническому обслуживанию устройств сигнализации, централизации и блокировки ЦШ-939.
Проверка зазора между подошвой рельса и балластом
Наличие зазоров между подошвой рельсов и балластом электрических РЦ станции проверяют визуальным осмотром. На участках железных дорог с РЦ на железобетонных шпалах верхняя поверхность балластного слоя должна находиться на одном уровне с верхней поверхностью средней части шпал. На участках железных дорог с РЦ на деревянных шпалах поверхность балластного слоя на всем промежутке между шпалами (в шпальных ящиках) должна быть ниже подошвы рельса на 30 мм.
В шпальных ящиках, где находятся перемычки к кабельным стойкам, путевым трансформаторным ящикам и путевым дроссель-трансформаторам, противоугоны не должны быть установлены.
Для обеспечения надежной электрической изоляции между рельсовыми нитями железнодорожной колеи и надежной работы РЦ рельсовые скрепления должны быть очищены, а загрязненный балласт удален из-под рельсов работниками дистанции пути.
Cопротивление балласта должно быть не менее 1 Омкм - для двухниточных РЦ и 0,5 Омкм - для однониточных и разветвленных РЦ.
Осмотр состояния напольного оборудования рельсовых цепей
При визуальном осмотре изолируюших стыков, изоляции сережек, стяжных полос, арматуры пневмообдувки и обогрева стрелок обращают внимание на недостатки, которые приводят к нарушению нормальной работы рельсовых цепей: сгон или растяжение изолирующих стыков; наличие “наката”, металлической стружки и пыли на торцах рельсов изолирующих стыков; отсутствие торцевых прокладок в зазорах стыка; смещение зазора клееболтового стыка на рельсовую подкладку (при угоне рельсов).
Зазор между торцами рельсов в изолирующем стыке и толщина изолирующей торцевой прокладки должны составлять 5-8 мм; “накат” в торце рельсов изолирующего стыка не допускается. Боковые изолирующие прокладки стыка должны быть целыми и выступать из-под металлических накладок на 4-5 мм. Для обеспечения необходимого сопротивления изоляции стыка места выхода изолирующих прокладок из металлических частей должны быть очищены от грязи, металлической пыли.
Исправность клееболтовых стыков проверяют визуально по отсутствию относительного перемещения деталей стыка при проходе подвижного состава, а также по следам на рельсах и накладках от трения деталей. Расстояние между торцевыми поверхностями подошвы рельсов стыка и боковой поверхностью рельсовой подкладки должно быть не менее 50 мм. При осмотрах изолирующих стыков проверяют наличие и рабочее состояние противоугонов на подходах к изолирующим стыкам в соответствии с требованиями, установленными Инструкцией по техническому содержанию железнодорожного пути.
При осмотре изоляции сережек, стяжных полос, арматуры пневмообдувки и обогрева стрелок обращают внимание на наличие и целостность изолирующих прокладок, которые должны быть надежно скреплены и очищены от грязи. Толщина изолирующей прокладки между серьгой и остряком должна быть не менее 4 мм, а толщина металлической прокладки - не более 3 мм, причем металлическая прокладка должна иметь одинаковые размеры с основанием сережки. В местах установки изоляции стрелочного перевода крепящие болты не должны иметь перекосов. Необходимо, чтобы арматура пневмообдувки и обогрева стрелочных переводов была изолирована от общей сети, а все изолирующие детали имели типовую форму и размеры, соответствующие типу рельса.
Особое внимание необходимо уделять контролю за состоянием изоляции рельсовых нитей от железобетонных шпал. Эти шпалы имеют высокую электропроводность, так как бетон очень быстро поглощает влагу и медленно ее отдает, вследствие чего шпалы в процессе эксплуатации постоянно бывают влажными. Кроме того, в шпалах имеется стальная арматура, которая значительно повышает их электропроводность. Основная часть тока утечки от одного рельса к другому проходит через шпалы и верхний слой балласта. Следовательно, очень важно надежно изолировать рельсы от шпал. На рис 9 приведена схема изоляции рельса от железобетонной шпалы с раздельным клеммоболтовым скреплением типа КБ.
Рис. 9 Схема изоляции рельса от железобетонной шпалы: 1 - стальная арматура шпалы; 2 - опорная шайба закладного болта; 3 - изолирующая втулка закладного болта; 4, 6 - резиновые прокладки; 5 - клемма
При осмотрах состояния изоляции железобетонных шпал обращают внимание на отсутствие касания клемм и закладного болта (зазор между ними должен быть не менее 10 мм), на механическое разрушение резиновой прокладки и ее смещение более чем на 10мм, на ослабление клемм и закладных болтов, на загрязнение пространства между закладными болтами и клеммами [2].
Старшие электромеханики и электромеханики во время совместной работы с дорожным мастером внешнего осмотра РЦ должны обращать внимание на состояние изолирующих втулок закладных болтов. Клеммные и закладные болты должны быть прочно затянуты.
Измерение электрических параметров элементов рельсовой линии
Одной из основных причин отказов РЦ является снижение сопротивления изоляции элементов рельсовой линии - изолирующих стыков, стрелочных гарнитур, сопротивления изоляции (балласта) и повышение сопротивления токопроводящих стыков и мест крепления соединителей к рельсам. Графиками технологического обслуживания РЦ предусматривается периодическая проверка их нормативных параметров.
Измерение сопротивления изоляции изолирующего стыка.Сопротивление изоляции рельсовой накладки относительно рельса изменяется от 100 Ом до нескольких кОм. Сопротивление изоляции менее 50Ом считается непригодным к эксплуатации.
При пробое изоляции изолирующих стыков "рельс - накладка" , нарушении целостности изолирующих прокладок между рельсом и накладкой, а также торцевых прокладок и наличии наката на торцах рельсов изолирующий стык следует немедленно заменить. Наиболее характерным отказом изолирующего стыка с металлическими накладками является нарушение боковой изоляции или изоляции в болтах накладок. Поэтому состояние изолирующих стыков контролируется в основном измерением сопротивления "рельс - накладка" .
Сопротивление изоляции изолирующего стыка в цепи "рельс - накладка" можно определить по схеме, приведенной на рис. 10.
При использовании дополнительного источника постоянного тока (GB) напряжением 8-9 В измеряют напряжение U и ток I (соответственно вольтметром V и амперметром А) между каждой накладкой и каждым рельсом. Затем по отношению U/I вычисляют сопротивление изоляции цепи "накладка - рельс". При электротяге постоянного тока этим методом необходимо выполнить дополнительные измерения, изменив порядок подключения проводников прибора со знака "+" на знак "-" . Окончательный результат должен быть равен среднему значению результатов двух измерений.
Рис. 10 Схемы измерения сопротивления изоляции изолирующего стыка: а - методом вольтметра и амперметра; б - измерителем сопротивления
Определить неисправность изолирующего стыка можно также с помощью измерений напряжений питания смежных РЦ на отдельных элементах изолирующих стыков с последующим сравнением результатов измерений. Подробное описание этих методов приводится в учебниках по измерениям в устройствах автоматики, телемеханики и связи на железнодорожном транспорте[14].
Измерение сопротивления изоляции рельсовой цепи.Для измерения удельного сопротивления изоляции (балласта) РЦ (без нарушения их функционирования) применяется прибор ИСБ-1. Прибор подключается двумя выводами к головкам рельсов. По отсчитанному показанию шкалы индикатора и градуировочной таблице определяют значение удельного сопротивления на участке рельсовой линии 100-150 м.
Для определения усредненного значения сопротивления всей РЦ необходимо измерить удельное сопротивление балласта в нескольких точках и рассчитать его по формуле
где n - число измерений; rи1, rи2,…,rиn- значения удельного сопротивления балласта в точках 1,2, …, n РЦ. Точность измерения прямо пропорциональна числу отдельных измерений. На практике измерения достаточно проводить через каждые 200-300 м длины РЦ.