Влияние состояния кабельных сетей СЦБ на безопасность движения поездов, методы решения проблем

Разветвлённые кабельные сети систем сигнализации, централизации и блокировки представляют собой комплекс конструкций и устройств, предназначенных для управления объектами СЦБ и обеспечения контроля их состояния. Кабелями соединяют напольные устройства СЦБ стрелочные электроприводы, светофоры, приборы рельсовых цепей с постовыми устройствами при этом надёжная работа этих устройств в большей степени зависит от качества обслуживания и состояния кабельных сетей. [1, с.352]

Одним из наиболее опасных отказов устройств СЦБ связанных с неисправностью кабелей являются отказы вызванные сообщением различных цепей или заземления этих цепей. Самопроизвольное появление тока в цепи может вызвать любой опасный отказ: появление разрешающего сигнала, перевод стрелки под составом, ложный контроль стрелок или свободности рельсовой цепи, а это уже прямая угроза безопасности движения поездов.

Правильная эксплуатация кабельных сетей является одним из решающих факторов обеспечения надёжной работы систем СЦБ, где ведущая роль принадлежит плановым профилактическим мероприятиям. Это технический надзор за состоянием трассы и кабельных муфт, электрические измерения состояния изоляции, контроль за работой устройств сигнализации о понижении сопротивления изоляции.

Кабели СЦБ проложенные в грунте подвержены естественному старению. Старение кабеля – это постоянное необратимое изменение электрических и механических характеристик кабеля с течением времени. Во время прокладки и монтажа кабель минимум дважды повергают изгибу: один раз при прокладке, а другой во время монтажа при выкладке концов кабеля по форме котлована. Растягивающее воздействие испытывает подземный кабель при изменении температуры почвы. При низкой температуре существенно изменяются свойства многих изоляционных материалов, пластмассы теряют ударную вязкость и прочность на растяжение, что уменьшает надёжность покрытия. С повышением температуры снижается сопротивление изоляции жил кабеля постоянному току, увеличивается сопротивление жил. На кабель воздействует так же сила тяжести подвижного состава, передаваемая через грунт. Всё это приводит к появлению микротрещин в оболочке. [1, с.370]

Резкое нарастание отказов кабельных сетей наблюдается в марте и апреле и является следствием оттаивания грунта и снега и проникновение влаги в кабель через микротрещины в оболочке, а также плохо герметизированные подземные муфты.

Статистика неисправностей кабельных сетей за 2011 годы службы автоматики и телемеханики Приволжской железной дороги показывает, что наибольшее количество нарушений нормальной работы устройств СЦБ, 37 случаев, произошли по причине внутреннего обрыва жил, сообщения жил, и понижение сопротивления изоляции кабелей. [2] Все перечисленные неисправности кабеля стали следствием проникновения в него влаги. Эти отказы сопровождались задержками поездов, а это уже прямые финансовые убытки компании ОАО «РЖД». Чтобы исключить проникновение и распространение влаги в сердечнике кабеля в настоящее время при новом строительстве кабельных сетей и их ремонте применяются только кабели с гиброфобным заполнением и водоблокирующими материалами внутри.

В зависимости от характера неисправности кабеля способ устранения будет различным. Наиболее часто встречаются следующие способы восстановления: замена повреждённых жил запасными, прокладка нового кабеля взамен неисправного участка.

Но, к сожалению не только неисправные кабели СЦБ являются причинами возникновения опасных ситуаций. Работникам хозяйства автоматики и телемеханики известны случаи, когда при производстве работ связанных с восстановлением кабелей эксплуатационниками нарушались элементарные правила производства работ, которые ставили под угрозу безопасность движения поездов. Так 29 сентября 1997 года на станции Верхний Баскунчак Приволжской железной дороги при передвижении маневрового состава по разрешающему показанию маневрового светофора была взрезана стрелка №181 стрелочного съезда №181/183, так как их положение не соответствовало установленному маневровому маршруту. В результате расследования было установлено что это стало возможным из-за перепутывания проводов Л1 и Л2 при переключении жил неисправного кабеля. [3]

Ранее 30 марта 1995 года на станции Мухтолово Горьковской железной дороги сложилась ситуация угрожающая безопасности движения поездов. Так выходной светофор Ч2 был открыт на разрешающее показание и сигнализировал зелёным огнём в то время как положение стрелок съезда №5/7 не соответствовало установленному маршруту. Стрелки №5/7 управляемые по двухпроводной схеме, имели плюсовой контроль, но обе фактически находились в минусовом положении. Это стало возможным опять же из-за перепутывания линейных проводов Л1 и Л2 на кроссовом стативе. На станции Мухтолово длительное время было понижено сопротивление изоляции группового стрелочного кабеля. Вместо него был задействован временный кабель. При его включении и было допущено перепутывание кабельных жил. [4]

Работа по замене неисправного кабеля СЦБ связанна со значительными трудностями и требует много времени, поэтому нередко ремонт кабеля производится не своевременно. По причине неисправности кабеля и халатных действий старшего электромеханика СЦБ Кремнева О.Г. произошёл сход электропоезда по станции Кириши 12 марта 2003 года на стрелках №2/4. Эти стрелки из-за длительной неисправности кабеля и не принятия своевременных мер по его ремонту потеряли контроль положения, и электропоезд был отправлен по неготовому маршруту, так как Кремнев О.Г. пытаясь скрыть возникший отказ стрелок, дал ложный контроль стрелок не соответствующий их фактическому положению. [5]

Вместе с тем кабельное хозяйство СЦБ является наиболее уязвимым местом для внешних повреждений. Кабельные групповые муфты, путевые коробки, в которых разделывается и соединяется кабель, расположенные в междупутьях станции, подвержены повреждениям при работе снегоочистителей, путевых машин при ремонте пути. Повреждение кабелей СЦБ также происходит при производстве земляных работ на станции различными сторонними организациями – подрядчиками с применением разной тяжёлой техники. Так, на Приволжской железной дороге в прошлом году допущено 14 случаев повреждения кабелей работниками смежных служб и сторонних организаций, работающих в зоне железнодорожных путей. [2] Для решения этой проблемы Департамент автоматики и телемеханики ОАО «РЖД» предлагает увеличить глубину укладки кабеля до 1,1 метра, а также прокладывать кабель с разделением кабельных магистралей на станциях по двум независимым трассам. [7]

Восстановление повреждённых таким образом кабелей так же требует много времени, а это тоже длительные задержки поездов, так как устройства СЦБ управляющие движением не работают. При этом должный уровень безопасности движения поездов не обеспечивается. В таких нестандартных ситуациях возможны и ошибки человека. Яркий тому пример столкновение рельсосмазывателя и рабочего поезда на станции Ударник Юго-Восточной железной дороги 18 августа 2001 года в результате, которого погибли люди. Рельсосмазыватель принимался на станцию при разрешающем показании входного светофора при фактически занятом маршруте приёма рабочим поездом. Это стало возможным, потому что электромеханик СЦБ Каленикин В.Т. ранее дал ложный контроль свободности участка пути, который в течение длительного времени имел индикацию занятости на табло дежурного по станции. Причиной ложной занятости участка пути явилось разрушение резветвительной кабельной муфты Р-1 путевой техникой при производстве капитального ремонта пути, что привело к обрыву кабелей релейных концов изолированных участков. [6]

При повреждениях кабелей разного вида техникой не всегда повреждение обнаруживается сразу, так как возможно, что повреждённые жилы кабеля относятся к тем цепям, которые в данный момент не действуют, или же повреждение обнаруживается только после того, как кабель впитает влагу и ухудшится изоляция, что может произойти через довольно большой промежуток времени.

Кабели СЦБ - медесодержащие кабели и в настоящее время являются объектами охотников за цветными металлами. В 2011 году на Приволжской железной дороге произошло 16 случаев порчи и хищения кабеля посторонними лицами. [2] Эффективным методом решения этой проблемы в настоящее время может стать замена наземных групповых и соединительных кабельных муфт подверженных вандализму на подземные.

Муфты серии ПРМз предназначены для устройства ответвлений от группового кабеля к светофорам, путевым и трансформаторным ящикам рельсовых цепей, к стрелочным электроприводам и другим устройствам. ПРМз являются подземными необслуживаемыми муфтами. Муфта изготовлена из высокопрочного полипропилена и состоит из корпуса с ячейками кабельных вводов и крышки, соединяемые друг с другом с помощью болтов. Смонтированная муфта ПРМз для герметизации заполняется гидрофобом. Для замены наземных соединительных муфт установленных при ремонте кабелей СЦБ или соединении строительных длин кабелей следует использовать новые подземные заливные муфты серии ЗМ «Scotchcast» 91-NBA. Внутрь пластикового корпуса также заливается компаунд, являющийся гидрофобным и не растворяющимся в воде.

Контроль исправного состояния кабельных сетей в соответствии с графиком технического обслуживания осуществляется периодическим измерением сопротивления изоляции. Выполняемые электрические измерения с помощью мегомметра являются наиболее ответственными и трудоёмкими, их следует вести с соблюдением целого ряда требований, главными из которых являются: проверка перед каждым измерением исправности измерительной аппаратуры, правильность подключения жил кабеля и соединительных проводников на выводы прибора, точная фиксация и отсчёт показаний измерительного прибора. [1,с. 371] В связи с этим не редки случаи фиктивного выполнения измерений и ошибки при определении измеренных величин сопротивления изоляции. При этом неисправности кабеля остаются невыявленными.

Учитывая серьёзность последствий, к которым могут привести повреждения кабелей необходимо тщательно следить за содержанием кабельного хозяйства. Регулярно согласно графику технологического процесса измерять изоляцию кабелей, проверять кабельную трассу, в зимнее время своевременно очищать от снега групповые муфты и путевые коробки, не допускать производства любых земляных работ на станции без представителей дистанции СЦБ.

Исключить пагубное влияние человеческого фактора и снизить вероятность ошибок позволят передовые методы восстановления замокших действующих кабелей методом гидрофобного заполнения. Суть такого метода заключается в том, что в сердечник действующего замокшего кабеля через заранее подготовленные отверстия в оболочке под давлением закачивается жидкий гидрофоб. Заполняя сердечник кабеля он также через отверстия в оболочке вытесняет из него влагу. Важную роль в решении проблемы влияния человеческого фактора без сомнения будут играть современные приборы контроля и измерения сопротивления изоляции. Цифровые приборы и системы контроля , такие как сигнализатор заземления (СЗИ-Ц) и измеритель сопротивления изоляции (ИСИ), АПК-ДК будут своевременно фиксировать понижение величины изоляции жил кабелей до критических пределов и безошибочно определять значения сопротивления изоляции при плановых измерениях.

Литература:

1. Станционные системы автоматики. И.Л. Рогачёва, А.А. Варламова, А.В. Леонтьев. УМЦ ЖДТ, 2007г.

2. Анализ службы автоматики и телемеханики Приволжской ж.д. за 2011 год.

3. Взрез стрелки на станции Верхний Баскунчак. Телеграмма МПС РФ ЦШЦ-71 от 17.10.1997г.

4. Ложный контроль стрелок на станции Мухтолово. Телеграмма МПС РФ ЦШЦ-13 от 10.04.1995г.

5. Сход электропоезда на станции Кириши. Телеграмма МПС РФ Р-2655 от 15.03.2003г.

6. Столкновение на станции Ударник. Телеграмма МПС РФ ЦШЦ-150 от 22.08.2001г.

7. В центре внимания - современное напольное оборудование. Журнал АСИ №8 2011г.