Автор: Кравцов Ю.А. Нестеров В.Л. Лекута Г.Ф.
Теги: рельсовый транспорт железнодорожное движение электрооборудование автоматика железнодорожный транспорт связь телемеханика
ISBN: 5-277-01688-0
Год: 1996
Похожие
Текст
СИСТЕМЫ
ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ
АВТОМАТИКИ
И ТЕЛЕМЕХАНИКИ
ПОД РЕДАКЦИЕЙ
ДОКТОРА ТЕХН. НАУК
Ю.А. КРАВЦОВА
Утверждено
Управлением кадров
и учебных заведений МПС
в качестве учебника для
студентов вузов
железнодорожного
транспорта
МОСКВА "ТРАНСПОРТ" 1996
УДК 656.25
Системы железнодорожной автоматики1 и телемеханики: Учеб, для вузов/
Ю. А. Кравцов, В. Л. Нестеров, Г. Ф. Лекута и др.; Подред. Ю. А. Кравцова. М.: Транс-
порт, 1996. 400 с.
Изложены основные вопросы построения систем автоматики и телемеханики на
перегонах, станционных систем автоматики и телемеханики, систем диспетчерской цент-
рализации, автоматизации работы сортировочных горок, информационных систем.
Рассмотрены вопросы безопасности движения поездов на железных дорогах, на-
дежности и технического обслуживания устройств.
Предназначен для студентов вузов железнодорожного транспорта по специаль-
ности "Автоматика, телемеханика и связь на железнодорожном транспорте" (специализа-
ция "Системы передачи информации, радиосвязь, микропроцессорные ииформациоиио-
управляющие системы") и может быть полезна специалистам, обслуживающим устройст-
ва СЦБ.
Ил. 260, табл. 11, библиогр. 10 иазв.
Книгу написали: Ю. А. Кравцов — гл. 3, 5 кроме п. 5 8; В. Л.
Нестеров — гл. 4 кроме п. 4.7; Г. Ф. Лекута — гл. 2, 6; И. М. Кокурин— гл. 1,9
кроме п. 9.7; В. А. Коионов— гл. 7, 8 кроме п.п. 8.4., 8.5; Л. И. Борисенко — гл. 10;
П. Ф. Бестемьяпов — и. 5.8; И. В. Беляков —- п. 4.7;
И. Д. Долгий — п. 8.4, 8.5; Л. В. Пальчик — п. 9.7.
Рецензент Кафедра "Автоматика и телемеханика на железнодорожном транс-
порте" РГУПСа
Заведующий редакцией Н. Л. Немцова
Редактор М. В. Пономаренко
Учебник
КРАВЦОВ ЮРИЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ
НЕСТЕРОВ ВАЛЕРИЙ ЛЕОНИДОВИЧ
ЛЕКУТА ГЕННАДИЙ ФОМИЧ и др.
СИСТЕМЫ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ АВТОМАТИКИ И ТЕЛЕМЕХАНИКИ
Переплет художника Г. Л. Федорова
Технические редакторы М. А. Шуйская, Н. И. Горбачева
Корректор С. А. Сержант
Лицензия Ns 010163 от 04.01.92. Подписано в печать 09.07.96. Формат 60x88 1/16. Гарнитура
Таймс. Печать офсетная. Усл. печ. л. 24,5. Усл. кр.-отт. 24,5. Уч.-изд. л. 28,02. Тираж 4000 экз.
ЗаказНбЗ. С 065. Изд. N1 1-1-1/5 N1 6482. Текст набран в издательстве на ПЭВМ
Ордена "Знак Почета” издательство "ТРАНСПОРТ”, 103064, Москва, Басманный туп., ба
Отпечатано в АООТ ”Палитех-4”, 129110, Москва, ул. Б. Переяславская, 46
3202040000-065
с 049(01)-96
ISBN 5-277-01688-0
18-96
О Коллектив авторов. 1996
О Оформление, иллюстрации,
издательство "Транспорт", 1996
Глава 1
КЛАССИФИКАЦИЯ, НАЗНАЧЕНИЕ И РАЗВИТИЕ СИСТЕМ
ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ АВТОМАТИКИ И ТЕЛЕМЕХАНИКИ
1.1. Основы организации движения поездов
В соответствии с планом перевозок грузов составляют план, со-
гласно которому распределяется работа между станциями по формиро-
ванию и расформированию поездов. Деятельность всех подразделении
железнодорожного транспорта объединяет нормативный график дви-
жения поездов, который увязывают с планом пассажирских перевозок,
планом формирования и организации местной работы. На основе гра-
фика и плана формирования поездов на каждой станции разрабатыва-
ют технологический процесс обработки вагонов, который координи-
рует действия работников различных служб.
Изменения объема и характера работы станций вызывают необхо-
димость оперативного планирования работы на каждые сутки и смену
(12 ч), чтобы в зависимости от конкретных условий правильно исполь-
зовать штат и технические средства, обеспечивать выполнение плана
перевозок, графика движения, плана формирования и норм простоя ва-
гонов.
Сложная зависимость перевозочного процесса от многих факторов
обусловливает необходимость в постоянном руководстве выполнени-
ем плана перевозок, которое осуществляет оперативный персонал дис-
петчеров. В Министерстве путей сообщения оперативное руководство
работой железных дорог выполняют оперативно-распорядительные
отделы Главного управления перевозок. Каждый отдел руководит
группой дорог и координирует их действия по передаче поездов.
Оперативный контр?ль и руководство поездной работой в целом
на дороге осуществляет оперативно-распорядительный отдел службы
перевозок управления дороги через дежурных помощников начальни-
ка отдела (ДГП), возглавляемых в смене дежурным заместителем или
старшим помощником начальника отдела. Круг деятельности ДГП оп-
ределяется в зависимости от объема и сложности работы и в обычных
условиях включает в себя два-три отделения дороги.
В отделениях дорог движением поездов и местной работой руково-
дит коллектив диспетчеров. В его состав входят поездные, узловые и
локомотивные диспетчеры, а на участках с электрической тягой поез-
дов — еще и энергодиспетчеры.
3
Поездной диспетчер управляет движением поездов и местной рабо-
той на участке железной дороги длиной 100—200 км. Приказы поезд-
ного диспетчера подлежат выполнению работниками, связанными с
движением поездов и обслуживанием технических устройств на данном
участке (дежурные по станциям, машинисты локомотивов и руководи-
тели ремонтныхработ). Другим работникам запрещается давать указа-
ния по движению поездов на участке железной дороги.
Узловой диспетчер регулирует движение поездов на соединитель-
ных линиях крупного узла. Локомотивный диспетчер обеспечивает по-
езда локомотивами и локомотивными бригадами, а также направляет
локомотивы на экипировку и ремонт. Задачей энергодиспетчера явля-
ется обеспечение надежного электроснабжения участка железной доро-
ги и своевременное выполнение ремонтных работ.
Смену поездных и узловых диспетчеров возглавляет дежурный по
отделению. Общее руководство работой диспетчерского аппарата от-
деления осуществляет старший диспетчер.
Передвижениями в пределах станций, парков или районов крупных
станций управляют дежурные. При большом объеме местной работы
на станции вводят должность маневрового диспетчера. На сортиро-
вочных станциях маневровый диспетчер управляет работой сортиро-
вочной системы и ему подчиняются дежурные по паркам прибытия и
отправления, а также по горке и району формирования. На двусторон-
них сортировочных станцияхработу двух сортировочных систем коор-
динирует станционный диспетчер.
Технология и структура управления железнодорожными перевоз-
ками определяют содержание, источники и приемники информации, на
основе которых выбирают технические средства связи оперативного
персонала.
Деятельность железнодорожного транспорта по перевозкам гру-
зов и пассажиров, называется эксплуатационной работой. Основой ор-
ганизации управления ею являются план формирования поездов, гра-
фик движения поездов, оперативное планирование и диспетчерское ру-
ководство. От правильной взаимосвязи этих важнейших элементов
технологии перевозок зависит эффективность использования штата и
технических средств, качество эксплуатационной работы.
Работа железных дорог организуется на основе Правил техничес-
кой эксплуатации железных дорог- Российской Федерации (ПТЭ). Они
устанавливают основные положения и порядок работы железных
дорог и работников железнодорожного транспорта, нормы содержа-
ния сооружений, устройств и подвижного состава, систему организа-
ции движения поездов и принципы сигнализации- Инструкции и руко-
водящие указания, относящиеся к эксплуатации, проектированию и
строительству железных дорог, сооружений, устройств и подвижного
состава, должны соответствовать требованиям ПТЭ.
4
Основными документами являются Инструкция по движению поез-
дов и маневровой работе на железных дорогах Российской Федерации
и Инструкция по сигнализации на железных дорогах Российской Феде-
рации (ИСИ). На основе этих документов на дорогах издают дополни-
тельные указания, на станциях составляют техническо-распорядитель-
ные акты, определяющие назначение путей, светофоров и других тех-
нических средств, а также организацию поездной и местной работы.
Работники служб сигнализации и связи составляют для диспетчеров и
дежурных по станциям инструкции по пользованию системами желез-
нодорожной автоматики, телемеханики и технологической связи. Ос-
новными руководящими документами по проектированию этих систем
являются Строительные нормы и правила (СНиП П-39-75) "Железные
дороги колеи 1520 мм", Ведомственные нормы технологического про-
ектирования, а также ведомственные нормативные документы.
1.2. График движения поездов и пропускная способность
перегонов и станций
Системы железнодорожной автоматики и телемеханики (СЖАТ)
являются эффективным средством совершенствования организации
перевозочного процесса. Наибольший эффект от их применения дости-
гается в комплексе мероприятий по реконструкции путевого развития
и тяги в условиях концентрации управления процессами перевозок.
Эффективность внедрения СЖАТ оценивают по их влиянию на про-
пускную способность, участковую скорость, капитальные затраты, экс-
плуатационные расходы, степень безопасности движения поездов, про-
изводительность и условия труда.
Наличной пропускной способностью железнодорожного участка по
перегонам называется число поездов (пар поездов), которое может
быть пропущено по участку в единицу времени (сутки, часы).
Пропускная способность перегона определяется временем хода по-
ездов по перегону, которое зависит от мощности и технического состо-
яния локомотивов, напряжения в контактной сети, использования
двойной тяги или подталкивания, массы поездов, плана, профиля и
технического состояния пути, установленных скоростей движения.
Перегон с минимальной пропускной способностью (ограничивающий)
определяет результативную пропускную способность участка в целом.
Чем меньше отношение скоростей грузового vr и пассажирского vn
поездов А = Vr/vn, тем чаще возникает необходимость обгонов и боль-
ше требуется путей на промежуточных станциях. Ограниченное число
последних и необходимость станционных интервалов снижают про-
пускную способность участка.
Станционными интервалами называют минимальные промежутки
времени для выполнения операций по приему, отправлению или про-
5
Рис. 1.1. Пакетный и иепакетный графики движения поездов
пуску поездов через станцию. Их определяют для каждого подхода к
станции отдельно для грузовых и пассажирских поездов по утвержден-
ной МПС методике.
При этом учитывают: средства сигнализации и связи при движении
поездов на перегонах; способ управления стрелками и сигналами; рас-
положение путей, сигналов, стрелочных постов и помещения дежурно-
го по станции; план и профиль подходов; серии поездных локомоти-
вов, категории поездов, массу и длину составов; тормозные пути; поря-
док и способ выдачи машинистам разрешений на занятие перегона.
Существенное увеличение пропускной способности однопутных
участков достигается при пакетном пропуске поездов (рис. 1.1, а),
когда поезда следуют в одном направлении труппой (пакетом) с мини-
мальным межпоездным интервалом 7, по сравнению с непакетным их
пропуском (рис. 1.1,6). Однако пакетное движение требует увеличения
числа станционных путей для обгона и скрещения поездов, что вынуж-
дает использовать частично пакетный их пропуск. Изменяя при по-
строении графика время отправления поездов со станций участка,
станций обгонов и скрещений, пропуская поезда без остановок или с
остановками, можно изменять пропускную способность и другие пока-
затели работы участка.
Сложная зависимость пропускной способности от большого числа
факторов делает аналитические расчеты пропускной способности при-
ближенными. Сначала ее рассчитывают для параллельного графика
при грузовых поездах установленной массы, а в случае преобладания
пассажирского (пригородного) движения — при пассажирских (приго-
родных) поездах. Далее пропускную способность распределяют между
поездами разных категорий с использованием коэффициентов съема,
которые показывают, сколько поездов при параллельном графике
"снимает" один поезд данной категории. Однако такой способ расчета
не позволяет учесть все особенности участков и другие факторы. Поэ-
тому реальную пропускную способность участка можно определить
только построением нормативного графика движения поездов. Норма-
тивы такого графика ежегодно устанавливает МПС с учетом измене-
ния технического оснащения железных дорог и технологии работы, а
также рекомендаций научно-исследовательских организаций. Графики
составляют графистъг отделений и управлений дорог, которые дважды
6
в год собираются в МПС для согласования пропуска поездов. Вычис-
лительная техника облегчает эту работу, но ее результаты целиком оп-
ределяются квалификацией графистов.
Поезда на графике показывают в следующем порядке: сначала пас-
сажирские, затем ускоренные грузовые и остальные грузовые. Схема
движения пассажирских поездов, включая пригородные, должна пред-
усматривать постоянство расписаний основных поездов на достаточно
длительный период (два-три года). При этом стремятся сохранить
время отправления наибольшего числа пассажирских поездов кругло-
годичного обращения с начальных станций, отправление дальних поез-
дов из крупных городов в вечерние часы и прибытие на конечные пунк-
ты утром. Особое внимание уделяют своевременной доставке рабочих
к началу рабочего дня пригородными поездами. Резкое уменьшение
пассажиропотока по мере удаления от головной станции обусловлива-
ет зонный график движения пригородных поездов. Кроме того, необ-
ходимо учитывать изменение пассажиропотока по периодам года,
дням недели и времени суток.
Схему движения местных поездов (сборные, вывозные и др.) выби-
рают исходя из условий организации грузовой работы станций с уче-
том согласования с технологическими процессами работы подъезд ных
путей и промышленных предприятий.
Движение грузовых поездов на графике изображают равномерно в
течение суток, что создает условия ритмичной работы всего направле-
ния.
При значительных колебаниях размеров движения график делят на
основное (ядро) и дополнительные расписания. Основное расписание
обеспечивает стабильные размеры движения, а дополнительные ис-
пользуют в периоды роста размеров перевозок. На ядро ориентируется
система использования локомотивов и основного контингента локомо-
тивных бригад, а дополнительные "нитки" графика обеспечиваются тя-
говыми средствами на основе оперативного регулирования.
Таким образом, с нормативным графиком движения увязывают
оборот локомотивов, режим работы локомотивных бригад, последо-
вательность занятия перронных и приемо-отправочных путей. Соблю-
дение графика обеспечивает наибольшую пропускную способность и
достижение наилучших показателей работы железнодорожного участ-
ка. Поэтому организация движения с наименьшими отклонениями от
графика является основной задачей поездных диспетчеров.
Пропускную способность станции считают соответствующей за-
данным размерам движения, если коэффициент загрузки наиболее за-
груженного ее элемента не превышает 0,75:
К = (771440)— Т„,
где Т — длительность занятия элемента всеми передвижениями за сутки, мин; 7в — за-
траты времени на постоянные операции, мни.
7
К постоянным операциям относят операции, длительность выпол-
нения которых не зависит от размеров движения и задается по нормам
и хронометражу (обслуживание локомотивного и вагонного хозяйств,
погрузочных пунктов, а также ремонт пути, контактной сети и других
устройств).
Элемент включает в себя стрелки, которые не могут быть исполь-
зованы одновременно в двух передвижениях. В горловине для выявле-
ния наиболее загруженного выделяют несколько элементов. Продол-
жительность занятия элемента передвижением данной категории tt за-
висит от следующих факторов: времени на приготовление маршрута и
передачу сигнала, разрешающего движение; времени на восприятие
сигнала машинистом; расчетного расстояния для рассматриваемого
передвижения; средней скорости движения. В расчетное расстояние
входят длина подвижной единицы и расстояние от сигнала до расчет-
ного элемента. Затраты времени на приготовление маршрута и переда-
чу сигнала машинисту зависят от способа управления стрелками и сиг-
налами (электрическая централизация или ключевая зависимость). Рас-
четные данные нормируют на основе хронометража.
Величина Т =S tun, где т — число передвижений данной категории
за сутки. Это число определяют по заданным размерам движения и тех-
нологии работы станции.
Рассмотренная трудоемкая методика дает приближенные результа-
ты из-за использования усредненных данных и невозможности учесть
задержки взаимоисключающих передвижений. Реальное значение про-
пускной способности станции можно определить только в результате
моделирования ее работы на ЭВМ или на основе натурных наблюде-
ний.
1.3. Основы железнодорожной сигнализации
Гарантией обеспечения безопасности движения поездов на желез-
ных дорогах является выполнение машинистами приказов, передавае-
мых сигнальными устройствами. В качестве последних преимуществен-
ное распространение получили светофоры, которые передают доста-
точное число сигнальных показаний и сочетают удобство управления с
хорошей круглосуточной видимостью сигналов. Каждое сигнальное
показание должно сообщать машинисту информацию для своевремен-
ного снижения скорости до требуемой в соответствующем месте пути.
Это достигается использованием сигнализации, при которой каждое
сигнальное показание (кроме запрещающего движение) передает ос-
новной (скорость движения у данного светофора) и предупредитель-
ный (скорость движения у следующего светофора) приказы. Поэтому
число сигнальных показаний определяется числом принятых ступеней
скорости.
8
Существует установленная скорость vy, которая представляет
собой известную машинистам максимально допустимую скорость дви-
жения поезда во всех точках пути следования, а также нулевая скорость
vo (остановка). Для стрелочных переводов с марками крестовин /9 и
'/11 допускается скорость движения на боковой путь vi не более 40 км/ч
(по переводам из рельсов Р65 с маркой крестовины */ii не более
50 км/ч). Применение стрелочных переводов с маркой крестовины
*/18 разрешает движение поездов на боковые пути со скоростью уз =
= 80 км/ч.
Основной принцип сигнализации, применяемой на железных доро-
гах — остановка подвижной единицы перед светофором с красным
сигнальным показанием и разрешение проследования светофора с жел-
тым и зеленым сигнальными показаниями.
Один непрерывно горящий или мигающий огонь разрешает про-
следование данного светофора с установленной скоростью. Зеленый
мигающий разрешает проследование следующего светофора со скорос-
тью 80 км/ч, желтый мигающий — со скоростью vi, а желтый непре-
рывно горящий огонь указывает на необходимость остановки поезда у
следующего светофора.
Горение двух огней, нижний из которых желтый, разрешает про-
следование данного светофора со скоростью vi. Наличие зеленой поло-
сы при двух огнях разрешает проследование данного светофора со ско-
ростью уз. Верхний огонь указывает скорость проследования следую-
щего светофора: непрерывно горящий желтый предупреждает о
необходимости остановки, желтый мигающий — о снижении скорости
до значения vi, зеленый мигающий — до уз.
Таким образом, горение на светофоре двух огней, нижний из кото-
рых желтый, требует отклонения поезда за этим светофором на боко-
вой путь. Горение одного желтого или зеленого огня соответствует
движению поезда за светофором по прямому пути.
Синий огонь запрещает маневры и для поездных передвижений
значения не имеет. Для запрещения маневров можно использовать
красный огонь, если это не создает препятствий для поездных передви-
жений.
Непрерывно горящий лунно-белый огонь разрешает маневры. Ми-
гающий лунно-белый огонь является пригласительным сигналом, раз-
решающим проследование данного светофора со скоростью до 20 км/ч
с готовностью остановиться в случае обнаружения препятствия.
Рассмотрим основные положения, связанные с размещением стан-
ционных светофоров (рис. 1.2). Станцию со стороны перегонов ограж-
дают входными светофорами. Входной светофор со стороны прибытия
четных поездов обозначают буквой Ч, а со стороны нечетных — Н.
Входные светофоры устанавливают на участках с тепловозной тягой на
расстоянии, не меньшем 50 м от остряка противошерстного стрелочно-
го перевода или предельного столбика первого входного пошерстного
9
о-\41 1П О-ЩМ1А JAfl MZQO-iV
—i----—i-------—----bx-------------—1—7"*----*-
//HO WI3 XsQ-IVZ ^/W/l-O yXQ-IWJ 3/7
HMZt-O H3\-O
Рис. 1.2. Схема размещения станционных светофоров
стрелочного перевода. Входной светофор на электрифицированных
участках необходимо устанавливать перед воздушным промежутком,
разделяющим контактную сеть перегона и станции. Обычно это удале-
ние от входного стрелочного перевода не превышает 300 м.
Выходные светофоры разрешают выход поездов на перегон. Их ус-
танавливают с учетом специализации станционных путей. В обозначе-
нии выходных светофоров учитывается направление движения и номер
пути отправления (41, 42, Н1А и НЗ).
Маршрутные светофоры применяют на станциях с продольным и
полупродольным расположением путей, а также на крупных станциях.
Они регулируют передачу поездов из одного района станции в другой.
Их устанавливают перед стрелками, разделяющими последовательно
расположенные группы путей, а также в горловинах крупных станций.
Обозначение маршрутных светофоров учитывает направление движе-
ния и номер пути (4М1А, 4МЗ, НМ1 и НМ2).
Выходные и маршрутные светофоры на станциях с электрической
централизацией дополняют немигающим лунно-белым огнем, разре-
шающим маневры. Если на таком светофоре установлен пригласитель-
ный сигнал, то для маневровых передвижений используют тот же сиг-
нальный комплект. На главных путях и путях безостановочного про-
пуска поездов используют мачтовые выходные и маршрутные
светофоры, а на боковых путях — карликовые. Размещение маневро-
вых светофоров требует знаний технологии работы станций. Маневро-
Рис. 1.3. Схема взаимозависимости пока-
заний светофоров на разъезде при наличии
стрелок с марками крестовин 1/9 ц 1/11
Рис. 1.4. Схема взаимосвязи сигнальных
показаний при отсутствии зеленого огня
Н* входном и выходном светофорах
10
вые светофоры обозначают буквой Л/с порядковым номером, начиная
от входного светофора, в четной горловине — с четными, а в нечет-
ной — с нечетными (Л/7, М3 и М2, М4) номерами.
Рассмотрим примеры светофорной сигнализации. Взаимозависи-
мость сигнальных показаний светофоров для движения поездов в не-
четном направлении (рис, 1.3) показана для стрелочных переводов с
марками крестовин */э и */ц.
Желтый огонь на предвходном светофоре 1 загораетсяприкрасном
и мигающем лунно-белом огнях входного светофора Н. Зеленый огонь
на светофоре 7 указывает на возможность проследования светофора Н
с установленной скоростью. Последний сигнализирует одним верхним
желтым огнем при красном огне на выходном светофоре Н1 и зеленым
огнем при желтом или зеленом огне на светофоре Н1. Поезд принима-
ют на главный путь 777 без отклонения по стрелке 7.
Желтый мигающий огонь на светофоре 7 предупреждает о том, что
входной светофор Н открыт, но его разрешается проследовать со ско-
ростью vi, поскольку поезд принимают на боковой путь 277. На свето-
форе Н горят два желтых огня, причем непрерывно горящий верхний
огонь предупреждает о том, что выходной светофор Н2 закрыт, а мига-
ние этого огня свидетельствует об открытом светофоре Н2.
При отправлении с бокового пути 277 поезд отклоняется по стрелке
2, что обусловливает скорость его движения не более vi. В этом случае
на выходном светофоре должны гореть два желтых огня. Однако для
простоты предусматривают одинаковую сигнализацию светофоров Н2
и 777, что имеет следующее обоснование. В случае приема поезда на бо-
ковой путь 277 машинист снижает скорость до vi перед светофором Н и
не превышает ее до проследования последним вагоном стрелки 7, т.е.
поезд не может развить скорость более vi на всей протяженности пути
277 до светофора Н2. Машинист, зная о приеме на боковой путь по по-
казанию входного светофора Н и о необходимости движения по стрел-
ке 2 со скоростью vi, не допускает большей скорости. Поэтому маши-
нисту достаточным является показание первого светофора, который
необходимо проезжать со скоростью vi.
В случае пропуска по главному пути 777 (рис. 1.4) поезд отклоняется
за выходным светофором Н1 по стрелке 2. Поэтому светофор 777 сигна-
лизирует двумя желтыми огнями при свободности одного блок-участ-
ка удаления и двумя желтыми огнями, из которых верхний мигающий
при свободности двух и более блок-участков. Зеленый огонь на свето-
форе 777 закрывают металлическим кругом — заглушкой (закрещен-
ный кружок на рис. 1.4). Входной светофор Н сигнализирует в этом
случае одним желтым мигающим огнем, а при пропуске поезда по бо-
ковому пути — двумя желтыми огнями аналогично ранее рассмотрен-
ному случаю. Зеленый огонь на светофоре Н также закрывают заглуш-
кой.
11
Разнообразные случаи взаимозависимости показаний светофоров
рассматриваются в Методических указаниях по применению светофор-
ной сигнализации на железных дорогах РФ (РУ-30-80), утвержденных
МПС.
1.4. Расстановка светофоров автоблокировки
В зависимости от числа сигнальных показаний автоблокировка
(АБ) может быть дву-, трех- и четырехзначной.
При двузначной АБ (рис. 1.5, а) используют два сигнальных пока-
зания — красное и зеленое. Машинист о красном огне не предупрежда-
ется. Поэтому дая своевременной остановки поезда, проезжая свето-
фор с зеленым огнем, он сразу должен видеть показание следующего
светофора на расстоянии /б2 > /вс + /т max, где ZT max — тормозной путь
при максимальной реализуемой скорости; /Вс — пуп. поезда за время
восприятия сигнала машинистом.
В условиях плохой видимости светофоров (туман, метель, кривизна
пути) эта система обеспечивает безопасность только при недопустимо
низких скоростях поездов. Поэтому на наземных дорогах двузначную
АБ не применяют.
Для уверенного ведения поезда с установленной скоростью при АБ
машинист, проехав светофор с зеленым огнем, должен видеть зеленый
огонь на следующем светофоре. При двузначной АБ достаточно раз-
граничить поезда двумя блок-участками. Межпоездное расстояние
между центрами тяжести поездов Ьг = 2/бг + /п, где /п — длина поезда.
Такое разграничение позволяет получить высокую пропускную спо-
собность. Поэтому двузначную АБ используют в метро, где длины тор-
мозных путей небольшие и влияния погодных условий нет. На участках
с плохой видимостью светофоров и на станциях в метро используют
более сложную систему сигнализации.
При трехзначной АБ (рис. 1.5, б) используют три сигнальных пока-
зания — красный, желтый и зеленый огни. Желтый огонь предупреж-
дает машиниста о красном за один блок-участок. В неблагоприятных
погодных условиях видимость желтого огня может составить несколь-
ко метров. Поэтому для остановки поезда перед красным огнем длина
каждого блок-участка должна быть не менее /ттах- По ПТЭ дая сокра-
щения межпоездного интервала длина блок-участка трехзначной АБ
должна быть не менее тормозного пути полного служебного торможе-
ния (0,8 полной тормозной силы) при максимальной реализуемой ско-
рости, но не более 120 км/ч для пассажирских поездов и 80 км/ч для
грузовых. Эта длина должна быть не менее тормозного пути авто-
стопного торможения (полная тормозная сила с задержкой начала тор-
можения на время срабатывания автостопа 12 с).
12
Движение на зеленые огни светофоров (см. рис. 1.5, б) обеспечива-
ется при разграничении поездов тремя блок-участками. Поэтому мини-
мальное межпоездное расстояние L3 = 3/бЗ + !п- Сокращение этого рас-
стояния до двух блок-участков приводит к тому, что после светофора с
зеленым огнем машинист видит желтый огонь следующего светофора и
вынужден снижать скорость. Однако двухблочное разграничение до-
пустимо, если лучшими ходовыми свойствами обладает первый поезд
(проходит станцию без остановки), а второй трогается с места и т.п.
Простота устройства и указанные преимущества обусловили наиболь-
шее распространение трехзначной АБ на дорогах.
Вблизи больших городов на железных дорогах необходимо осу-
ществлять интенсивное движение грузовых, дальних пассажирских и
пригородных поездов. Если использовать на таких участках трехзнач-
ную АБ, то длину каждого блок-участка придется делать не менее мак-
симального тормозного пути, что даст межпоездной интервал не менее
5 мин. При необходимости большей пропускной способности применя-
ют четырехзначную сигнализацию (рис. 1.5, в), при которой использу-
ют четыре сигнальных показания — красный, желтый, желтый горя-
щий одновременно с зеленым, и зеленый огни. Одновременно горящие
желтый и зеленый огни оповещают машиниста о красном огне за два
блок-участка (2/б4). Поэтому остановка любого поезда перед светофо-
ром с красным огнем гарантируется при условии 2/б4 5 1т max- Движе-
ние поездов на зеленые огни светофоров обеспечивается при мини-
а)
L? = 2Lk7
Ьз = 31бз+1п
В)
Рис. 1.5. Схемы сигнализации автоблокировки
13
*._<>! 2la. _____________
н+см
Г 1
Рис. 1.6. Схема увязки показаний локо мотивных н путевых светоф оров трехзначной авто-
блокировки
мальном межпоездном расстоянии />4 = 4/б4 + /п. Поскольку /бз = 2?б4,
то L3 = З/бз + 1ц = 6/б4 + 1п и 1з — = 2/б4 = /бз.
Следовательно, четырехзначная АБ по сравнению с трехзначной
сокращает минимальное межпоездное расстояние на /бз, что позволяет
довести межпоездной интервал до 2—3 мин.
В нашей стране все участки с АБ дополняют автоматической локо-
мотивной сигнализацией (АЛСН). Эта система передает в кабину ма-
шиниста сигнальное показание светофора, к которому приближается
поезд, на всей протяженности блок-участка, расположенного перед
этим светофором. Если при трехзначной АБ число сигнальных показа-
ний АЛСН выбрать равным трем (рис. 1.6, А), то красному огню локо-
мотивного светофора соответствует расположение поезда на блок-
участке перед путевым светофором с красным огнем и после проезда
этого светофора, что недопустимо. Поэтому применяют четырехзнач-
ную АЛСН, где в качестве дополнительного сигнального показания
локомотивного светофора (рис. 1.6, В) используют желтый огонь с
красным.
Наличие АЛСН позволяет предупредить машиниста о красном
огне за два блок-участка, в пределах которых укладывается тормозной
путь. Это позволяет на участках с трехзначной АБ повысить скорости
пассажирских поездов до 140 км/ч, а грузовых до 90 км/ч. При четы-
рехзначной АБ одновременно горящим желтому и зеленому огням пу-
тевого светофора соответствует зеленый огонь локомотивного свето-
НСЩ
т т г____________________
Рис. 1.7. Схема увязки показаний локомотивных и путевых светофоров четырехзначной
автоблокировки
14
фора (рис. 1.7, А). Поэтому машинист предупреждает о красном огне
путевого светофора за два блок-участка (2/б4), суммарная длина кото-
рых равна тормозному пути, соответствующему максимальным ско-
ростям, принятым для АБ.
Скорость проследования светофора с желтым огнем гж не должна
превышать максимальной vM, принятой для АБ. Приказами начальни-
ков дорог Уж снижают до 60 км/ч. Превышение уж вызывает автостоп-
ное торможение поезда, поэтому длина каждого блок-участка трех- и
четырехзначной АБ должна быть достаточной для снижения скорости
полным служебным торможением от vy до уж.
Это требование трудно выполнить при четырехзначной АБ, по-
скольку /б4 * 0,5/бз> а увеличение длин блок-участков недопустимо сни-
жает пропускную способность. Для устранения этого недостатка на ло-
комотивном светофоре включается желтый огонь при вступлении поез-
да на блок-участок перед светофором с одновременно горящими
желтым и зеленым огнями (рис. 1.7, В).
Известны следующие способы расстановки светофоров АБ: по за-
сечкам времени на кривой скорости расчетного поезда; по максималь-
ным тормозным путям поездов; по кривым времени, построенным для
хвоста первого и головы второго поездов.
Первый способ яв.ыешя основным при трехзначной АБ. Строят
кривую скорости с засечками времени расчетного грузового поезда А
(рис. 1.8). Для проверки дпш блок-участков на соответствие тормоз-
ным путям строят кривые скоростей грузового ускоренного В и пасса-
жирского С поездов при .шижении их с максимально возможными ско-
ростями.
Наибольшие межпоездные интервалы получаются на участках,
проходимых с наименьшими скоростями (при отправлении со станций
или на затяжных подъемах). Чтобы не снижать пропускную способ-
ность, межпоездной интервал определяют в указанных местах из усло-
вия двухблочного разграничения поездов с учетом 0,3 мин на воспри-
ятие машинистом сигнального показания и трогание поезда с места.
От входного светофора 42 станции А откладывают отрезки, рав-
ные двум максимальным тормозным путям проверочных поездов,
0,3 мин и /ц/2. По засечкам времени определяют межпоездной интервал
(5,7 мин) и округляют его в большую сторону (6 мин).
По засечкам времени от начала кривой скорости отмечаюткоорди-
нату, соответствующую выбранному интервалу (6 мин). Откладывая от
этой точки расстояние /п/2 и время 0,3 мин, получают место установки
светофора серии I. Вычитают из отметки времени светофора серии I (5
мин) отметку времени светофора 42 (1,2 мин) и делят полученную раз-
ность на два (5 — 1,2 = 3,8:2 = 1,6 мин). Добавляя полученное значение
к отметке времени светофора 42 (1,2 + 1,6 = 2,8 мин), получают отмет-
ку времени светофора серии II. Проверяют длины блок-участков 42-II
и П-I на соответствие тормозным путям.
15
Рнс. 1.8. Схема расстановки светофоров по кривой скорости с засечками времени
Длина каждого блок-участка не должна превышать 2600 м по ус-
ловиям устойчивой работы рельсовой цепи и должна быть не менее
1000 м, что создает резерв длин блок-участков для возможности ис-
пользования более мощных локомотивов. При необходимости свето-
форы смещают в пределах ± 1 мин.
От светофора серии II откладывают расстояние /п/2 и определяют
отметку времени 2,3 мин. Добавляя к последней расчетный интервал
2,3 + 6 = 8,3 мин и вычитая от соответствующей координаты расстоя-
ние /п/2, получают координату установки светофора серии 1Г. В резуль-
тате между центрами тяжести поездов, первый из которых расположен
за светофором серии IT, а второй перед светофором серии II, обеспечи-
вается расчетный интервал, но число блок-участков равно двум. Для
получения трехблочного разграничения поездов блок-участок 1—1Г
делят по времени на два и устанавливают дополнительный светофор
серии III. При этом длины блок-участков I—III и III—II' должны соот-
ветствовать указанным требованиям.
Если расстояние от выходного светофора главного пути (42 стан-
ции Б) до входного светофора Ч менее /т max, то светофор Ч сдвигают на
значение разности расстояний. Тормозные пути откладывают от свето-
фора Ч и наибольший из них определяет минимальную длину блок-
участка (но не менее 1000 м) между входным и предупредительным све-
тофорами. Для сокращения станционного интервала максимальная
длина этого блок-участка установлена 1500 м. Откладывая ее от свето-
фора Ч, получают зону допустимой установки предупредительного
светофора (на рис. 1.8 заштрихованный прямоугольник).
Выполняя аналогичные построения от светофора серии I, получа-
ют координату предупредительного светофора серии Г, которая не со-
16
ответствует заданному допуску. Поэтому светофор серии Г сдвигают к
границе допуска.
На этом расстановку светофоров заканчивают. Светофоры нумеру-
ют от четного входного светофора четными порядковыми номерами
навстречу движению поездов, а от нечетного — нечетными.
Недостатком рассмотренного способа расстановки светофоров яв-
ляется то, что длины многих блок-участков превышают /т max. Это сни-
жает пропускную способность. Поэтому на двухпутных грузонапря-
женных линиях (по разрешению МПС) применяют расстановку свето-
форов исходя из максимальных тормозных путей. При этом способе
строят кривые скорости проверочных поездов (В и С на рис. 1.8) и, на-
чиная от выходного светофора (V2 станции А), откладывают длины
блок-участков трехзначной АБ, равные /т max. Сокращение длин блок-
участков приводит к увеличению числа светофоров на 5—15 %иудоро-
жанию АБ. Однако эти расходы на грузонапряженных линиях быстро
окупаются.
Третий, наиболее трудоемкий, но и самый точный, способ приме-
няют при четырехзначной АБ и на метрополитене.
Рассмотрим расстановку светофоров по кривым времени, постро-
енным для хвоста первого XI и головы второго Г2 поездов (рис. 1.9),
при четырехзначной сигнализации. Для получения кривой XI кривую
времени сдвигают влево на расстояние /п/2, поскольку кривую времени
Рис. 1.9. Схема расстановки светофоров по кривым времени
17
tcp (S) строят для центра тяжести поезда. Для получения кривой Г2 кри-
вую времеш! подшибают в начальной точке на значение расчетного ин-
тервала 7Р и сдвигают вправо на расстояние /п/2.
На координате выходного светофора 42 между кривыми XI и Г2
проводят вертикальную линию и делят ее на равные часта, число кото-
рых равно принятому числу блок-участков разграничения поездов.
Через точки деления 1,2, 3 и 4 проводят горизонтальные линии 1—Г,
2—2', 3—3' и 4—4', точки пересечения которых 4', 3', 2' и Г с кривой XI
определяют места установки светофоров I, II, III, IV серий. Координа-
ту следующего светофора IV серии находят, проводя из точки Г верти-
кальную линию до пересечения с кривой Г2 в точке 5, а из последней
горизонтальную линию до пересечения с кривой XI в точке 5'. Анало-
гично определяют места установки остальных перегонных светофоров,
учитывая требования к длинам блок-участков.
В случае трехблочного разграничения поездов из отрезка времени
горения светофоров сверху вычитают 0,3 мин и оставшуюся часть
делят на три. При двухблочном разграничении из указанного отрезка
вычитают 0,3 мин и время стоянки 0,5 мин, а оставшуюся часть делят
на два.
Расстановка светофоров сопровождается корректировкой длин
блок-участков в допустимых пределах. Кроме указанных требований,
учитывают видимость светофоров, расположение переездов, мостов,
тоннелей, нейтральных вставок и т.д.
1.5. Эксплуатационно-технические основы оборудования станций
электрической централизацией
При оборудовании станций устройствами автоматики и телемеха-
ники следует учитывать специфические особенности организации дви-
жения поездов, связанные с возможностью нахождения и перемещения
по путям одновременно нескольких подвижных единиц, а также с вы-
полнением операций с грузами, с обслуживанием пассажиров, с форми-
рованием и расформированием составов, с их техническим осмотром и
ремонтом. По станциям возможны поездные и маневровые передвиже-
ния. Передвижения по замкнутым в пути следования стрелкам называ-
ются маршрутизированными, а по незамкнутым — немаршрутизиро-
ванными.
К поездным передвижениям относятся прием, отправление и пере-
дача поездов из одного парка в другой. Поездные передвижения мар-
шрутизированы. Поэтому все стрелки, входящие в маршруты приема,
отправления и передачи, а также охранные стрелки включаются в цент-
рализацию.
Маневровые передвижения, осуществляемые по централизован-
ным стрелкам, как правило, маршрутизируются (на промежуточных
18
станциях с небольшим объемом маневровой работы не маршрутизиру-
ются). ^маршрутизированные маневры выполняют при сортировоч-
ной работе и формировании поездов в изолированных районах стан-
ции. Эти районы могут работать независимо от централизации всей
станции или временно передаваться на местное управление для того,
чтобы в остальных районах сохранялась возможность движения поез-
дов.
При маршрутизации станции целесообразно предусматривать воз-
можность использования наибольшего числа путей для движения в
двух направлениях. На станциях двухпутных линий выделяют маршру-
ты для временного перехода на двустороннее движение по любому
путл перегона при ремонте другого пути.
Маршруты, одновременное движение по которым невозможно, на-
зываются враждебными. К ним относятся: маршруты, в которых одни
и те же стрелки находятся в различном положении; встречные маршру-
ты приема, а также приема и маневров на один и тот же путь; маршрут
приема на путь с местным управлением стрелками в противоположной
горловине, допускающим выход на путь приема; попутные маршрут
приема на путь и маршрут надвига на горку с этого пути при возмож-
ности осаживания надвигаемого состава; встречные маневровые ма-
ршруты на один и тот же участок пути в горловине станции независимо
от длины этого участка; попутные или встречные маршруты, устанав-
ливаемые по одним и тем же стрелкам в одном и том же положении;
варианты местного управления и маршруты, совместимые по положе-
нию стрелок; маршруты приема и попутные маршруты отправления по
групповому выходному светофору при отсутствии на нем маршрутно-
го указателя пути отправления. Одновременная установка враждебных
маршрутов должна исключаться схемными зависимостями.
Основным маршрутом называется кратчайший путь следования по
станции, имеющий наименьшее количество враждебных маршрутов и
допускающий наибольшую скорость движения. Вариантные маршру-
ты отличаются от основных положением стрелок.
При электрической централизации маршруты устанавливает де-
журный по станции, для чего с помощью кнопок и рукояток на пульте
он управляет стрелками и сигналами. Стрелки оборудуются электро-
приводами, которые обеспечивают перевод, запирание и контроль по-
ложения стрелок. Передвижение по стрелке с выполнением требований
безопасности допускается, если зазор между прижатым остряком и
рамным рельсом не превышает 4 мм, а второй остряк отведен от рам-
ного рельса не менее, чем на 125 мм. Информацию об установке ма-
ршрута и его использовании дежурный получает на табло. В электри-
ческую централизацию включаются стрелки, входящие в маршруты
приема, отправления и передачи поездов из одйого парка в другой, в
маневровые маршруты и в маршруты подачи и уборки локомотивов и
надвига составов на сортировочные горки, а также стрелки маневро-
19
вых районов. Для исключения перевода под движущимся составом
(при необходимости изменить маршрут) стрелки, входящие в маршрут,
замыкаются в момент открытия светофора.
Замыкание стрелок может быть предварительным и полным. Пред-
варительное замыкание происходит в момент открытия сигнала при от-
сутствии поезда на предмаршрутном участке. В этом случае при закры-
тии сигнала стрелки размыкаются. Полное замыкание стрелок осущест-
вляется при вступлении поезда на предмаршрутный участок. При
закрытии сигнала в этом случае стрелки не размыкаются. Различие
между видами замыкания заключается в продолжительности выдерж-
ки времени от момента закрытия светофора дежурным по станции до
размыкания стрелок. Выдержка времени устанавливается для обеспе-
чения остановки подвижной единицы перед перекрытым светофором.
В условиях нормального использования маршрута закрытие поезд-
ного светофора происходит в момент занятия локомотивом первого
изолированного участка маршрута. Маневровые светофоры закрыва-
ются при освобождении изолированного участка перед светофором, а в
случае его занятости — при освобождении первого изолированного
участка за светофором. При проследовании поезда по маршруту стрел-
ки размыкаются по мере занятия и освобождения путевых участков. В
случае неисправности рельсовых цепей возможно искусственное раз-
мыкание стрелок с соблюдением условий обеспечения безопасности
движения.
В устройствах электрической централизации используют линзовые
светофоры с нормально горящими огнями. В качестве входных ма-
ршрутных и выходных по главным и боковым путям, предназначае-
мых для безостановочного пропуска поездов, применяют мачтовые
светофоры. Входные светофоры для приема поездов, следующих по не-
правильному пути, выходные и маневровые устанавливаются карлико-
выми.
Светофоры размещают с правой стороны по направлению движе-
ния или над осью ограждаемого ими пути. Допускается применение
групповых выходных и маршрутных сигналов. Светофоры устанавли-
ваются в соответствии с требованиями габарита С. Расстояние от
стрелки до светофора определяется шириной междупутья и маркой
крестовины. При расстановке светофоров стремятся получить макси-
мально возможную полезную длину приемо-отправочных путей. Рас-
стояние между двумя попутными светофорами по главному пути долж-
но быть не менее длины максимального тормозного пути при полном
служебном торможении.
На двухпутных участках выходные светофоры с главных путей и
путей безостановочного пропуска, а также значительно удаленные
(свыше 600 м) от помещения дежурного по станции оборудуются при-
гласительными сигналами. На промежуточных станциях двухпутных
линий светофоры главных путей могут переводиться на автоматичес-
20
кое действие. Входные, выходные и маршрутные сигналы могут быть
открыты при следующих условиях: свободности пути приема или пер-
вого участка удаления, а также всех стрелочных участков, входящих в
маршрут; отсутствия на однопутном перегоне встречных поездов; зам-
кнутого положения стрелок в маршруте и плотном прилегании остря-
ков; запрещающего показания на светофорах враждебных маршрутов
и исключения возможности их открытия; выключенного пригласитель-
ного сигнала; отсутствия -искусственного размыкания маршрутов и
местного управления стрелками, запираемыми в маршруте. Для манев-
ровых светофоров требуется соблюдение этих же условий, за исключе-
нием свободности пути.
Для контроля свободности путей и стрелок и повышения эффектив-
ности поездной и маневровой работы станционные пути и горловины
разбиваются на изолированные участки. На их границах устанавлива-
ются изолирующие стыки, а сами участки оборудуются рельсовыми це-
пями. В стрелочную изолированную секцию включается не более трех
одиночных стрелок. Объединение в один участок нескольких стрелок
не должно снижать эффективность эксплуатационной работы на стан-
ции; необходимо также обеспечивать возможность параллельных пере-
движений.
В зоне расположения стрелок пути сходятся. В том месте, где рас-
стояние между осями путей становится равным 4100 мм, устанавлива-
ется предельный столбик. Для обеспечения требований габарита С при
передвижении по соседним путям изолирующие стыки располагают на
расстоянии не менее 3,5 м от предельного столбика в сторону пути.
Если изолирующий стык должен быть размещен ближе к соответству-
ющему предельному столбику, он называется негабаритным и на плане
станции обводится кружком. Наличие таких стыков учитывают при со-
ставлении схем.
Основными документами, в соответствии с которыми станции обо-
рудуются устройствами электрической централизации, являются схе-
матический и двухниточный планы.
На схематическом плане станции (рис. 1.10) изображают: пути с
указанием типа рельсов и полезной длины, стрелки с указанием типа
рельсов и марки крестовины, светофоры, изолирующие стыки, пост
ЭЦ, маневровые посты, вышки, релейные будки, релейные и батарей-
ные шкафы, маневровые колонки, железнодорожные мосты, путепро-
воды и пешеходные мосты, переезды, платформу и другие объекты. На
плане показывают трассу основных кабелей, высоковольтно-сигналь-
ную линию автоблокировки; указывают расстояние от оси поста ЭЦ
до каждого объекта управления.
На станции двухпутной линии главные пути всегда специализиру-
ются (1П, ПП), боковые, где это позволяет путевое развитие, обезличи-
ваются (4П, 6П). На выходных светофорах предусматривают лунно-
белые огни, используемые как пригласительные (мигающий огонь) и
21
нз Станция к
Рис. 1.10. Схематический план станции
маневровые (немигающий огонь), /77, 42, НЗ, Н4, Н6, 44, 46. На спе-
циализированных путях и в горловине устанавливают карликовые ма-
невровые светофоры М5, Мб, М7, Ml, М3, М4. Для приема поездов с
неправильных путей устанавливают дополнительные входные свето-
форы 4Д и НД. Для выполнения маневров бесстрелочные участки в
горловинах НАП, 4БН, 4АП, НБП имеют достаточную длину.
Условия зависимости между стрелками, сигналами и маршрутами
(показана часть маневровых маршрутов) изображаются в виде табли-
цы (рис. 1.11). В таблице зависимостей все возможные на станции по-
ездные маршруты делятся на категории прием, отправление. Манев-
ровые маршруты подразделяются на группы, название которых оп-
ределяется обозначением светофора. Все маршруты нумеруются;
указывается светофор, по которому разрешается движение, положение
ходовых и охранных стрелок. Каждому маршруту отводятся отдельная
строка и столбец. Для враждебных маршрутов на пересечении строки и
столбца ставят крест. Стрелки, замыкаемые в маршрутах в плюсовом
положении, отмечают знаком "+", а в минусовом знаком "—".
В таблицах зависимостей дня крупных станций враждебность ма-
ршрутов не указывается. Таблицы составляются отдельно для основ-
ных поездных маршрутов, вариантных поездных маршрутов и манев-
ровых маршрутов. В таблицах указывается положение стрелок, опре-
деляющих направление маршрута.
На двухниточном плане станции (рис. 1.12) показываются: пути и
стрелки в двухниточном изображении, стрелочные электроприводы,
контрольные замки, светофоры с расцветкой сигнальных огней, манев-
ровые колонки, посты и вышки, посты централизации, пассажирское
22
здание, релейные и батарейные шкафы, релейные будки, стрелочные и
электротяговые соединители, путевые дроссель-трансформаторы,
трансформаторные ящики, кабельные стойки, разветвительные муфты,
изолирующие стыки. Кроме того, указываются номера путей, стрелоч-
ных секций, стрелок и тупиков, кабельная магистраль, подключение
релейных шкафов, линейные провода автоблокировки, кабельные
ящики, высоковольтные линии, переезды, направление кодирования,
направление приема поездов на пути, мосты, платформы и другие объ-
екты.
На двухниточном плане разная толщина нитей рельсовой цепи
обозначает разную полярность. В однониточных рельсовых цепях
утолщенной линией обозначают нить, по которой пропускают тяговый
ток.
Изолирующие стыки на двухниточном плане расставляют с учетом
чередования полярностей, что позволяет контролировать отсутствие
короткого замыкания в стыках.
Изолирующие стыки, как правило, устанавливают в створе со све-
тофорами. У входных светофоров допускается сдвигать стыки в обе
стороны до 2 м. Перед остряками стрелок в зонах маршрутизирован-
ных маневров изолирующие стыки устанавливают у конца рамного
рельса.
направ-
ление
Наименование
наршрута
на путь in
» »
» » 1/1
с путиПГ"
» » зп
» »
» »
С путиИГ~
» » ип
» » ап
На путь If!
»» ЗЯ
» » еп
» » 6П
От м1 заме
» /гф » н!
» MS » Hl
» MS » w
» M7 » Ml
» M5 » Nt
» VI » NT
» Ml » NS
» Mt » NT
» мз » vi
v
v
v
Hl
H3
HV
HS
HI
hh_
vs
н
и
H
H
Ml
*ф
MS
NS
N7
N5
HI
N1
NT
М3
Рис. 1.11. Таблица взаимозависимостей иа станции
23
На участках с автоблокировкой главные пути станций н пути, по
которым поезда движутся со скоростью более 50 км/ч, оборудуются
устройствами АЛС. На кодируемых путях следует применять двухни-
точные рельсовые цепи и стремиться к сокращению числа изолирую-
щих стыков. У стрелок, расположенных на кодируемых участках,
стыки рекомендуется устанавливать на отклонении. Если отклонение
тоже кодируется, то на стрелке для предотвращения сбоев в воспри-
ятии кодов АЛС применяют специальную схему установки стрелочных
соединителей (рис. 1.13).
Размещение изолирующих стыков и приборов рельсовых цепей
должно обеспечивать обтекание током рамных рельсов, стрелочных
соединителей и уменьшение длин ответвлений, не обтекаемых током.
Исправность цепи ответвлений контролируется установкой на каждом
из них путевого реле, число которых не должно превышать трех в
одной рельсовой цепи. Ответвления стрелочных изолированных участ-
ков, входящих в маршруты приема и отправления, а также ответвления
длиной более 60 м должны обтекаться током рельсовой цепи.
Правильность размещения изолирующих стыков определяется
подсчетом их количества в замкнутом контуре. При четном числе изо-
лирующих стыков в контуре обеспечивается правильность чередова-
ния полярности питания в смежных рельсовых цепях. В случае нечетно-
го числа вводятся дополнительные стыки или переносятся уже у станов-
ленные.
На ответвлениях, не обтекаемых током, при негабаритных стыках
и на спаренных стрелках съездов для надежности устанавливают по два
стрелочных соединителя.
Стыковые и стрелочные соединители служат для пропуска сигналь-
ного и тягового токов через стыки рельсов. В рельсовых цепях с дрос-
сель-трансформаторами тяговый ток проходит по обеим нитям, поэто-
му на стрелках устанавливают тяговые соединители (на рис. 1.12 пока-
заны штриховой линией).
Рис. 1.13. Схема изоляции стрелок при кодировании маршрутов приема
25
На станциях применяют типовые рельсовые цепи с непрерывным и
импульсным питанием. Аппаратура рельсовых цепей размещается в
трансформаторных ящиках, релейных шкафах и на посту централиза-
ции. На путях для экономии кабеля рекомендуется располагать по обе
стороны стыка питающие или релейные концы.
На электрифицированных участках в двухниточных рельсовых
цепях для пропуска тягового тока по главным путям дроссель-транс -
форматоры устанавливают на обоих концах. На боковых путях и в гор-
ловинах допускается применять однодроссельные и однониточные
рельсовые цепи. Для пропуска тягового тока и защиты аппаратуры
рельсовых цепей от его действия предусматривают специальные меры.
Составляют вспомогательную схему пропуска тягового тока по стан-
ции. По ней проверяют правильность составления схем рельсовых
цепей и установки дроссельных перемычек и тяговых междупутных со-
единителей.
1.6. Перспективы развития систем железнодорожной
автоматики и телемеханики
Современные условия работы железных дорог, повышение скорос-
тей и интенсивности движения поездов требуют все большей степени
автоматизации управления процессом перевозок. Перспективные сис-
темы автоматики и телемеханики должны обладать качественно новы-
ми и более широкими функциональными возможностями по сравне-
нию с существующими, обеспечивать повышение уровня безопасности
движения поездов. Основные требования к новым системам: надеж-
ность действия, исключающая возникновение опасных отказов; малое
время восстановления работоспособности после возникновения отка-
зов; надежная защита от воздействия различных помех; высокое бы-
стродействие; универсальность для различных условий эксплуатации.
Наиболее полно эти требования могут быть реализованы при раз-
работке новых систем управления на современной элементной базе, и
прежде всего, с использованием микроэлектроники. Создаются микро-
электронные системы автоматической локомотивной сигнализации,
микропроцессорная централизация стрелок и сигналов, система дис-
петчерской централизации на основе применения микропроцессорных
комплектов и агрегатных модулей, комплекс горочный микропроцес-
сорный, система автоматического управления тормозами поезда. Для
построения таких систем требуется не только современная техника, но
и создание специальных программных средств. Разрабатываемые сис-
темы автоматического ведения поездов основаны на принципиально
отличных от существующих методах построения замкнутых систем ре-
гулирования.
26
Наряду с созданием новых существующие средства автоматики и
телемеханики совершенствуются в направлении повышения надежнос-
ти, быстродействия и объема передаваемой информации.
На железнодорожных участках внедряются новые виды рельсовых
цепей без изолирующих стыков и схемы рельсовых цепей, устойчиво
работающие при пониженном сопротивлении балласта. Разработаны
новые системы автоблокировки (частотная, унифицированная и с цент-
рализованным размещением аппаратуры), многозначная автоматичес-
кая локомотивная сигнализация, электрическая централизация с инду-
стриальной системой монтажа, комплексная система автоматизации
горочных процессов.
Сложность устройств железнодорожной автоматики и размещение
их на значительных расстояниях затрудняют поиск отказов и возмож-
ности современного ремонта. Для улучшения условий труда обслужи-
вающего персонала и сокращения среднего времени восстановления
используют устройства технического диагностирования основных эле-
ментов перегонных и станционных систем управления.
Развитие автоматизации оперативного управления транспортным
процессом непосредственно связано с созданием автоматизированных
рабочих мест. Создаются АРМ управленческих и оперативных работ-
ников. Для ремонтно-технологических участков разрабатываются
АРМ автоматического контроля и диагностирования аппаратуры. Ос-
новой автоматизированных рабочих мест являются персональные
ЭВМ различных типов.
Глава 2
ПУТЕВЫЕ УСТРОЙСТВА СИСТЕМ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ
АВТОМАТИКИ И ТЕЛЕМЕХАНИКИ
2.1. Сигнальные устройства
Основным средством обеспечения безопасности и организации
движения на железных дорогах является использование сигнальных
устройств для передачи приказов машинистам подвижных единиц.
Первоначально в качестве сигнальных устройств широко применялись
семафоры, у которых сигнальные показания в светлое время суток по-
дают механически управляемые крылья, а в темное время — сигналь-
ные огни.
Почти все семафоры заменены светофорами, которые подают
большее число сигнальных показаний и имеют хорошую круглосуточ-
ную видимость.
Светофор — это сигнальный прибор, подающий сигналы огнями
своих ламп в светлое и в темное время суток.
В зависимости от оптической системы светофоры подразделя-
ются на линзовые и прожекторные, а по месту установки на мачто-
вые (рис. 2.1), карликовые (рис. 2.2) и консольные.
На дорогах применяют примерно 150 типов линзовых светофоров,
отличающихся оснасткой и высотой мачты, и шесть типов карликовых
светофоров.
Основная часть линзового светофора — светофорная головка, ко-
торую изготавливают из чугуна или силумина (из чугуна одно-, дву- и
трехзначные, а из силумина однозначные, которые укрепляют на ме-
таллических или железобетонных мачтах).
Если необходимо получить большее число сигнальных огней, на
мачте устанавливают две, а иногда и три головки.
Железобетонные мачты устанавливают непосредственно в грунте,
металлические укрепляют в чугунном стакане, закрепляемом на бетон-
ном фундаменте. Светофорные головки карликовых светофоров кре-
пят непосредственно на фундаменте, а консольные светофоры — на
железобетонных опорах контактной сети. Консольные светофоры ис-
пользуют в тех случаях, когда по условиям габарита С или видимости
невозможно установить мачтовый или карликовый светофор.
28
На мачте светофоров при необходимости при помощи типовых
кронштейнов и гарнитур подвешивают головку со световой зеленой
полосой, световой указатель в виде светящейся вертикальной стрелки,
маршрутный световой указатель, номерные щитки и отражательные
знаки.
Линзовый комплект светофорной головки представляет собой оп-
тическую систему (рис. 2.3), которая собирает световые лучи ламп в
пучок и направляет его в сторону приближающегося поезда. Для луч-
шей видимости огней головка линзового комплекта снабжена щитом,
окрашенным черной краской. Линзовые комплекты защищены от по-
падания солнечных лучей козырьками.
В линзовых светофорах применяются лампы на напряжение 12 В,
мощностью 15—25 Вт.
С начала 80-х годов для линзовых светофоров выпускаются свето-
форные лампы с двумя нитями накаливания типов ЖЛС 12-15+15 и
ЛСС 12-25+25, т.е. каждая нить рассчитана соответственно на мощ-
ность 15 и 25 Вт. Продолжительность горения основной нити лампы
2000 ч, резервной — 300 ч. Для таких ламп изготавливают специаль-
ные линзовые комплекты.
Рис. 2.1. Мачтовый светофор
29
155
232
Рис. 2.3. Линзовый комплект с ламподержателем под двухнитевую лампу:
1 — бесцветная ступенчатая линза; 2 — цветная ступенчатая линза; 3 — прижимное кольцо; 4—кор-
пус; 5—держатель лампы; 6—винт
При обслуживании светофоров особое внимание уделяется провер-
ке дневной их видимости на перегонах и станциях с пути или поезда,
своевременной замене ламп, поддержанию необходимого напряжения,
постоянной чистоте линз и светящихся полос.
При замене ламп необходимо на них измерять напряжение. При
этом 2 раза в год его проверяют при аварийном питании (по постоян-
ному току), а на лампах входного светофора и от преобразователей на-
пряжения. Если напряжение на лампах выше нормы, то это ведет к рез-
кому сокращению срока их службы, а если же напряжение ниже нормы,
то это ухудшает видимость светофоров, Поэтому следует строго при-
держиваться нормативного напряжения на зажимах ламподержателя
(11,5±®;50)В.
2.2. Стрелочные электроприводы
Стрелочные электроприводы предназначены для перевода стре-
лочных остряков, запирания и контроля положения централизованных
стрелок в устройствах электрической централизации.
Согласно ПТЭ стрелочные электроприводы всех видов должны
обеспечивать при крайних положениях стрелок плотное прилегание
прижатого остряка к рамному рельсу и подвижного сердечника кресто-
30
вины к усовику; стрелка (остряки или подвижной сердечник крестови-
ны) не должна замыкаться при зазоре между прижатым остряком и
рамным рельсом (или сердечника с усовиком) 4 мм и более; другой
остряк должен быть отведен от рамного рельса на расстояние не менее
125 мм.
На железных дорогах получил широкое распространение невзрез-
ной стрелочный электропривод СП-6; на сортировочных горках и в ма-
невровыхрайонах станции применяются быстродействующие стрелоч-
ные электроприводы СПГБ-4.
Электропривод устанавливается на гарнитуре железнодорожных
стрелок с правой или левой стороны стрелочного перевода и управля-
ется с поста электрической централизации или колонки местного уп-
равления.
Стрелочный электропривод СП-6 (рис. 2.4) состоит из: корпуса 2,
многоконтактного блокировочного устройства 1, уравнительной
муфты 3, редуктора 4 со встроенной фрикционной муфтой, контроль-
ных линеек 5 (6 — ушко контрольной линейки; 7 — палец контроль-
ной линейки), одного рабочего шибера 8, главного вала 9, блока авто-
переключателя 10, обогревательного элемента 12, панели освещения
13, блока электродвигателя 14.
Все узлы смонтированы в корпусе 2 и закрываются сварной сталь-
ной крышкой (на рис. 2.4 не показана) (11 — боковая крышка).
Рис. 2.4. Стрелочный электропривод СП-6 (вид сверху)
31
Основные характеристики невзрезного стрелочного электроприво-
да с внутренним запиранием СП-6 следующие: максимальное тяговое
усилие 6000 Н; максимальное время перевода 7,0 с; назначенный ресурс
1,2 млн. срабатываний при усилии до 3500 Н; электропитание постоян-
ным током при номинальном напряжении 30, 100, 110 и 160 В или пере-
менным током частотой 50 Гц, напряжением 110, 127, 190 и 220 В; раз-
меры 780x955x255 мм; масса — не более 175 кг.
Редуктор со встроенным фрикционом представляет собой отдель-
ный узел, монтируемый в корпусе электропривода (рнс. 2.5). Редуктор
состоит из чугунного корпуса с крышкой, внутри которого находятся
стальные валы-шестерни, зубчатые колеса нормального цилиндричес-
кого зацепления, а также фрикциошюй муфты, смонтированной внут-
ри зубчатого колеса.
Фрикционная муфта состоит из четырех подвижных и четырех не-
подвижных стальных дисков. Подвижные диски соединены с зубчатым
колесом, а неподвижные диски расположены на втулке, которая соеди-
нена шпонкой с валом-шестерней. Сжимаются диски тремя тарельча-
тыми пружинами при помощи регулировочной гайки. Усилие фрикци-
онного сцепления регулируется от 1000 до 7000 Н.
Вращение от электродвигателя на редуктор передается через
муфту, расположенную на квадрате вала-шестерни редуктора.
Блок главного вала и автопереключателя (см. рис. 2.4) состоит из
чугунного основания, на котором установлены две контактные колод-
ки, имеющие по три пары контактных пружин на каждой. Между ко-
лодками на осях в чугунном основании помещаются свободно повора-
чиваемые стальные рычаги с зубьями. На этих рычагах укреплены ко-
лодки с тремя латунными контактными ножами каждая, из них два
узких для контрольных цепей и один широкий для рабочей цепи.
Под действием двух пружин растяжения, закрепленных параллель-
но на упорных рычагах, ножевой рычаг с зубом контактными ножами
врублен в контактные пластины на глубину не менее 9 мм.
Рис. 2.5. Механическая переда-
ча электопривода СП-6:
1 — главный вал шиберной шестер-
ни; 2 — рабочий шибер; 3 — кон-
трольные линейки; 4—рабочая шес-
терня; 5 — рабочий вал; 6, 11,12 ,
13 — шестерни редуктора; 7 — фрик-
ционная муфта; 3—регулировочная
гайка; 9 — муфта сцепления; 10 —
электродвигатель; 14—ведущее зуб-
чатое колесо
32
Над контактными колодками установлены защитные кожуха из
прозрачной пластмассы д ля предохранения контактов от попадания на
них капель конденсата.
Контрольные линейки имеют вырезы, в которые попеременно при
ходе их вместе с остряками стрелок попадают зубья рычагов. Над кон-
тактными пружинами, предназначенными для контрольных цепей, рас-
положены обогревательные элементы для обогрева контактов с целью
исключить обледенение, ведущее к потере контроля положения стре-
лок. Питание обогревательного элемента осуществляется переменным
током частотой 50 Гц, напряжением 220 В с последующим понижением
напряжения трансформатором ПОБС-5А до 24 В. Обогреватели в
электроприводе выключаются блокировочным контактом курбельно-
го выключателя. Сезонное включение и выключение обогревательного
элемента осуществляется специальными предохранителями, устанав-
ливаемыми в релейных шкафах, кабельных ящиках и т.д. Электропри-
вод закрывается сварной стальной крышкой, имеющей уплотнение из
резины. Изнутри электропривод запирается специальным замком.
Внутри электропривода установлен курбельный выключатель,
блокировочные контакты которого исключают возможность управле-
ния по команде с поста электрической централизации в момент откры-
тия заслонки. При снятом электродвигателе электропривод может
быть переведен на ручное управление рукояткой при помощи специ-
альной оси, надеваемой на выступающий из редуктора квадрат вала-
шестерни.
Работа электропривода начинается с момента подачи напряжения
на блок электродвигателя. Вал электродвигателя, вращаясь, через
муфту и систему механической передачи редуктора приводит во враще-
ние зубчатое колесо с упором, которое "выжимает" ролик одного из
упорных рычагов и выводит конец этого рычага из выреза диска глав-
ного вала. Одновременно с этим упорный рычаг переключает через
ролик рычаг с зубом с установленными на нем контактными ножами из
контрольного положения в рабочее. После поворота иа 46° зубчатое
колесо с упором вращает диск главного вала шиберной шестерни (см.
рис. 2.5).
В начале вращения главного вала шиберной шестерни один из за-
порных зубьев шестерни отпирает запорный зуб рабочего шибера со
стороны прижатого остряка и профилем эвольвенты запорного зуба
шестерни заставляет перемещаться рабочий шибер, одновременно за-
цепляясь с рабочими зубьями шестерни в том же направлении.
В конце перевода стрелки рабочий шибер останавливается, и
упорный рычаг под действием двух параллельных пружин растяжения
попадает в вырез диска главного вала шиберной шестерни. Одновре-
менно с этим рычаг с зубом и контактными ножами под действием
упорного рычага переключается и замыкает контрольные контакты,
размыкая при этом рабочие контакты. В конце перевода другой за-
33
2 Зак 1462
порный зуб шестерни запирает другой запорный зуб рабочего шибера
со стороны второго прижатого остряка.
Контрольные линейки служат для контроля отвода другого остря-
ка от рамного рельса на расстояние не менее 125 мм. При взрезе стрел-
ки электропривод подлежит тщательному техническому осмотру.
Электроприводы СПГБ-4 и СПГБ-4М — электромехани-
ческие с внутренним запиранием, быстродействующие, невзрезные, с
бесконтактными автопереключателями.
Основные характеристики электроприводов следующие: макси-
мальное усилие перевода 2000 Н; время перевода стрелки 0,5—0,6 с на
горках и 1—1,2 с в маневровых районах; назначенный ресурс 1-Ю6
переводов стрелки при условии соблюдения правил эксплуатации; ход
шибера (154±2) мм; электропитание двигателя осуществляется постоян-
ным током напряжением 200—220 В. Средний срок службы электро-
приводов три года. Размеры 780x955x255 мм, масса не более 190 кг.
Такие электроприводы устанавливают с левой и правой сторон стрел-
ки.
В электроприводах СПГБ-4 и СПГБ-4М вместо контактного авто-
переключателя установлен бесконтактный автопереключатель, в кото-
ром использован индуктивный (трансформаторный) принцип.
Действие индукционного переключателя основано на изменении
коэффициента взаимоиндукции первичной и вторичной катушек
трансформатора в результате смещения пассивного шунта. В момент
нахождения шунта против полюсов, на которых помещены катушки,
воздушный зазор между шунтом и полюсами минимален, и во вторич-
ной катушке индуцируется требуемая ЭДС. С увеличением воздушного
зазора ЭДС на выходе резко уменьшается. Таким образом, включение
и выключение реле сопровождаются активным воздействием шунта.
2.3. Электропривод ограждающих устройств
Электропривод автошлагбаума (рис. 2.6) состоит из литого чугун-
ного корпуса, электродвигателя, редуктора, смонтированного в само-
стоятельном корпусе, приводного вала, с вращением которого повора-
чивается металлическая рама бруса шлагбаума, автопереключателя,
автоматически переключающего цепи в момент подъема и опускания
бруса шлагбаума, клеммных 12-ппырных коло док для разделки кабеля
и подключения монтажных проводов, амортизационного устройства,
смягчающего удары бруса в крайних положениях (при открытии и за-
крытии шлагбаума), системы рычагов и тяг, соединяющих редуктор,
приводной вал, амортизационное устройство.
В редукторе привода установлено фрикционное устройство, пред-
отвращающее остановку якоря электродвигателя в случае появления
препятствия, мешающего движению бруса, благодаря чему предотвра-
34
щается повреждение электродвигателя. Фрикционное усилие регулиру-
ется специальной пружиной. При регулировке необходимо установить
такое нажатие, чтобы ток работы на фрикцию был не более 3,2 А. По-
дъем и опускание бруса должны обеспечиваться с некоторым запасом
силы, рассчитанным на возможную разбалансировку бруса и загрязне-
ние трущихся деталей.
Корпус представляет собой литую конструкцию из чугуна, нижняя
наружная поверхность которой выровнена для установки и закрепле-
ния на типовом светофорном (или специальном) фундаменте. На верх-
ней части корпуса крепят сигнальный механизм, представляющий
собой стойку с кронштейнами, на которой имеются две однозначные
светофорные головки и громкий звонок.
В нижней и верхней частях корпуса расположены отверстия для
ввода кабеля и проводов.
Заградительный брус шлагбаума поднимается и опускается при
действии электродвигателя. Брус соединен с металлической рамой
осью и шариковым фиксирующим устройством. Такое соединение до-
пускает при незначительном усилии поворот бруса на 45° в обе сторо-
Рис. 2.6. Электропривод автоматического шлагбаума:
1 — крышка корпуса; 2 — подставка для установки специальных устройств; 3 — коромысло; 4 — oct
выходного вала* 5—тяга кривошипа 6— кривошип, 7— редуктор; 8— фрикцион; 9— корпус; 10—
электродвигатель; 11 — отверстие для ввода кабелей и проводов; 12—амортизаторы; 13—двуплечий
рычаг; 14 — автопереключатель (контактор)
35
2*
ны вдоль оси, крепящей ее к раме. Благодаря этому вероятность по-
вреждения бруса при случайном наезде автотранспорта значительно
уменьшена.
На брусе укреплены три сигнальных фонаря. Два из них, средний и
находящийся у основания бруса, односторонние. Они сигнализируют
красным огнем в сторону автотранспорта. Третий фонарь, располо-
женный у края бруса, двусторонний. В сторону автотранспорта он сиг-
нализирует красным огнем, а в обратную сторону белым, указывая в
ночное время границу перекрытия дороги автотранспорту, освобожда-
ющему переезд. В фонарях применены лампы мощностью 10 Вт на на-
пряжение 12 В. В горизонтальном положении брус не заперт и при от-
ключении электропитания может быть переведен в вертикальное поло-
жение вручную.
Когда брус находится в вертикальном положении, коромысло по-
вернуто на 90° против часовой стрелки относительно первоначального
положения и расположено в "мертвой" зоне, благодаря чему брус в вер-
тикальном положении оказывается запертым. Запирание бруса в этом
положении необходимо для предотвращения неконтролируемого опус-
кания шлагбаума.
Автопереключатель (контактор) электрических цепей содержит
контактную систему нажимного типа, переключаемую толкателями
под действием кулачков, закрепленных на выходном валу электропри-
вода.
Контактная система состоит из трех групп контактов. В каждой
группе имеется по одной замкнутой и разомкнутой паре контактов.
Когда вал вращается, контакты переключаются.
В электроприводе автошлагбаума применен электродвигатель СЛ-
571к постоянного тока с параллельным возбуждением. Его основные
характеристики: полезная мощность 95 Вт, частота вращения якоря
2200 об/мин, напряжение 24 В, номинальный ток 7 А, напряжение 0,5 В.
Электропривод с двигателем СЛ-571к обеспечивает подъем и опуска-
ние бруса длиной 4 или 6 м за 4—9 с при рабочем токе не более 3 А.
Согласно ПТЭ автоматические шлагбаумы должны оставаться в
закрытом положении, и сигнализация должна продолжать действовать
до полного освобождения переезда поездом.
Закрытое (горизонтальное) положение бруса обычно обеспечива-
ется силами трения в механизме электропривода. Масса бруса может
быть уравновешена противовесом, что снижает требуемый вращаю-
щий момент на выходном валу электропривода. При эксплуатации
электропривода может возникнуть ситуация, когда под опускающимся
брусом может оказаться автомобиль, и дальнейшее опускание бруса
окажется невозможным. Для предотвращения заторможенного состоя-
ния электродвигателя в электроприводе требуется соответствующая за-
щита.
36
Угловой поворот бруса шлагбаума необходимо контролировать
для своевременного выключения электродвигателя в конце хода приво-
да, контроля положения бруса, включения и выключения оптической и
акустической сигнализации. Поэтому электропривод должен иметь
автопереключатель (контактный или бесконтактный), осуществляю-
щий эти операции.
Поскольку масса бруса, противовеса и двух вращающихся частей
обладает значительной инерционностью, электропривод должен быть
снабжен амортизатором, поглощающим ударные нагрузки. Электро-
привод необходимо закреплять на прочном фундаменте. Он нуждается
в минимальном уходе и имеет минимальную стоимость при сроке служ-
бы не менее 10 лет.
2.4. Устройства и аппаратура кабельных сетей
Напольные устройства (светофоры, стрелочные электроприводы,
рельсовые цепи и т.д.) соединяются между собой и с аппаратурой по-
стов электрической централизации кабелями, которые вместе с кабель-
ной арматурой образуют кабельную сеть.
Кабельная сеть выполняется сигнальными кабелями с различ-
ным числом (отЗ до 61) медных жил диаметром 0,9 или 1,0 мм сече-
нием 0,785 мм2 на номинальное напряжение 380 В переменного тока
или 700 В постоянного. Электрическое сопротивление жилы постоян-
ному току при температуре окружающей среды плюс 20 °C не превы-
шает 23,3 Ом/км для жилы диаметром 1,0 мм и не более 28,8*Ом для
жилы диаметром 0,9 мм.
В устройствах железнодорожной автоматики и телемеханики при-
меняются 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 полиэти-
леновом защитном шланге;
СББбШв — кабель сигнально-блокировочный с медными жилами,
полиэтиленовой изоляцией и броней из двух стальных лент, в поливи-
нилхлоридном защитном шланге;
37
СБВБГ — кабель сигнально-блокировочный с медными жилами и
полиэтиленовой изоляцией, в поливинилхлоридной оболочке, с броней
из д вух 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
д вух стальных лент.
Число пар и жил приведено в таблице.
Марка кабеля Число пар Число жил
СБВГ СБПБ, СБПБГ, СБВБ, СБВБГ, > СББбШв,| СББбШп, СБПу J 1,3, 4,7, 10, 12, 14, 19, 24, 27, 30 1,3, 4,7, 10, 12, 14, 19,24,27, 30 3, 4, 5, 7,9, 12, 16, 19,21,24, 27,30, 33,37,42,48,61 3,4, 5, 7,9, 12, 16, 19,21,24, 27, 30, 33, 37, 42, 48, 61
При центральном питании устройств ЭЦ кабели от напольных уст-
ройств прокладывают на центральный пост, предварительно группи-
руя в горловинах станции в разветвительных муфтах. Для каждой сети
устанавливают разветвительную муфту стрелочную СТ, сигнальную С,
релейную Р или питающую П.
Кабельные линии составляют на основе схематического плана с
осигнализованием и плана изоляции путей станции. На этих планах
указаны расстояния между постом ЭЦ и стрелочным электроприво-
дом, светофорами и приборами рельсовых цепей, а также нанесена
трасса укладки групповых кабелей.
Кабельные трассы на станциях прокладывают так, чтобы они
имели наименьшую длину, минимальные число переходов под путями
и количество разветвительных муфт; они не должны проходить в мес-
тах, 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 сты-
ками.
Длина кабелей
L= 1,03(/т + /з+/п + 4>),
38
где 1,03 — коэффициент, учитывающий изгибы кабеля при прокладке; /т — длина тран-
шеи между конечными точками прокладываемого кабеля, м; 13 — запасная длина у каж-
дого кабеля в случае перезаделки (при длине кабеля 50 м запас ие предусматривается),
равная 1 м;/п — длина кабеля иа подъем от дна траншеи до муфты или клеммной колодки
на посту, в релейном шкафу и т.д (для муфты In = 1 и); /р — длина кабеля для разделки в
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 определен-
ном 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
ведут по формуле
г _ К (ПцПц
ст"гк/р \ПпП0 ) '
где La — максимально допустимая длина стрелочного кабеля, м; А — допустимое
падение напряжения, В; /р — расчетный рабочий ток (ток фрикции) двигателя; гх — со-
противление 1 м жилы кабеля, Ом; ITn, По — число жил кабеля соответственно в прямом
и обратном проводах.
Число жил кабеля для включения ламп светофоров в кабель-
ной сети светофоров и маршрутных усилителей
определяется по принципиальным схемам каждого светофора. В случае
центрального питания светофоров от сети напряжением 220 В макси-
мальные длины кабелей без дублирования жил зависят от типа сиг-
нальных трансформаторов, огневых реле, мощности и числа одновре-
менно горящих ламп на светофоре. Поэтому при проектировании даль-
ность 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 уста-
новлены лампы мощностью 25 Вт, то соответствующие расстояния со-
ставляют 3 и 2,5 км. При больших расстояниях жилы кабеля не дубли-
руют, а переходят на питание светофоров от местных источников.
Кабель к маршрутным указателям рассчитывается по специальным
номограммам в зависимости от мощности и числа одновременно горя-
щих ламп. Дальность управления указателем скорости (зеленая полоса)
2,5 км.
39
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 кабе-
ля, указана в нормалях рельсовых цепей.
При построении к а б е л ь н о й сети питающих транс-
форматоров станционных рельсовых цепей переменного тока
частотой 50 Гц их подключают к одной фазе трансформаторов ТС ре-
лейной панели, а частотой 25 Гц — к гфеобразователю ПЧ 50/25-300.
Напряжение переменного тока на первичной обмотке питающего и ко-
дирующего трансформаторов должно быть не менее 200 В.
Питающие трансформаторы рельсовых цепей группируют в от-
дельные лучи так, чтобы нарушение питания одного луча выводило из
действия по возможности меньшее число маршрутов. Лучи группиру-
ют по горловинам станции, по районам и в зависимости от расположе-
ния их на путях относительно друг друга и трассы кабеля. В отдельные
лучи объединяют питающие трансформаторы рельсовых цепей глав-
ных и кодируемых путей.
Для монтажа и подключения кабелей, проложенных от аппарату-
ры рельсовых цепей, служат кабельные стайки, которые состоят из кор-
пуса с крышкой. Корпус закреплен на опорной конструкции, состоя-
щей из труб с фланцами (одной у концевых или двух у проходных), при-
варенных к стальной пластине. Кабельные стойки подключаются к
рельсам тросовыми перемычками.
Разветвительные муфты (рис. 2.7) предназначены для устройства
ответвлений от группового кабеля к светофорам, путевым трансфор-
маторным ящикам рельсовых цепей и стрелочных электроприводов и
другим устройствам.
Корпус и крышка муфты — литые, чугунные. В пазах крышек уло-
жены прокладки из резинового зубчатого шнура. Муфты комплекту-
ются металлическими трубами для защипы вводимых кабелей от меха-
нических повреждений. Трубы крепятся к корпусу муфты болтами с
510
Рис. 2.7. Разветвигелыия муфта:
1 — два отверсгиа диаметром 28 мм; 2 — четыре
отверстия диаметром 16 мм; розетка; 4— от-
верстие диаметром 21 мм
40
Рис. 2.8. Универсальная муфта УКМ-12
Рис. 2.9. Универсальная муфта УПМ-24
гайками. Внутри муфты установлены клеммные панели на семь контак-
тов и съемные перегородки для выделения зон прокладки жил каждого
ответвляющего кабеля. Муфта снабжена розеткой для подключения те-
лефона.
Универсальные концевые муфты УКМ-12 (рис. 2.8) предназначены
для присоединения жил кабеля в аппаратуре, установки малогабарит-
ной 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. 2.9) служат
для тех же целей, что и муфта УКМ-12, а также для соединения ка-
белей и установки блока селеновых выпрямителей ВВС. В этом случае
снимают две клеммные панели. В муфте имеется два отверстия диа-
метром 25 мм для ввода кабелей.
Корпуса и крышки муфт — литые, чугунные. Муфты комплек-
туются металлическими трубами для защиты вводимых кабелей от ме-
ханических повреждений: муфта УКМ-12 — одной трубой, муфта
УПМ-24— двумя.
Чугунные муфты СМ применяют для подземного соединения сиг-
нально-блокировочного кабеля. Они состоят из верхней и нижней
полумуфт, двух полухомутов, крышки и болтов, стягивающих полу-
муфты и крепящих крышку.
41
Глава 3
РЕЛЬСОВЫЕ ЦЕПИ
3.1. Виды рельсовых цепей
Рельсовая цепь является основным элементом современных систем
автоматики и телемеханики, регулирующих движение поездов на же-
лезных дорогах. Она выполняет функции датчика информации о сво-
бодности и целости рельсового пути изолированного участка, а также
используется в качестве телемеханического канала связи между про-
ходными светофорами и между путевыми и локомотивными устройст-
вами.
Рельсовой цепью называют совокупность рельсовой линии и аппа-
ратуры, подключаемой к ней в начале и конце (рис. 3.1). Проводами
рельсовой линии РЛ служат рельсы железнодорожного пути. Рельсо-
вая линия — это электрическая цепь с равномерно распределенными
параметрами (продольное электрическое сопротивление рельсов и
проводимость изоляции между рельсами). Изоляцией между прово-
дами рельсовой линии являются шпалы, балласт и земляное полот-
но. В начале рельсовой линии через устройства согласования УСН
включен источник питания (генератор) G, а в конце рельсовой линии
через устройства согласования УСК включен приемник П. Смежные
рельсовые цепи электрически разграничивают разделительными уст-
ройствами РУ.
Первичные параметры рельсовых линий. Рельсовая линия состоит
из отдельных рельсовых звеньев, электрически соединенных между
Рис. 3.1. Структурная схема рельсовой цепи
42
собой в пределах одной рельсовой цепи. Длина звена 12,5 или 25 м.
Применяют также звенья (плети) длиной 800 м. Электрически рельсы
соединяют между собой стыковыми соединителями, а также стыковы-
ми накладками, создающими параллельную цепь для пропуска тока.
На основе опытных данных установлены следующие границы из-
менения удельного километрического сопротивления рельсовой цепи
на постоянном токе в зависимости от состояния стыков и температуры
окружающей среды: 0,3—0,6 Ом/км при штепсельных соединителях;
0,1—0,2 Ом/км при стальных приварных.
Предельные значения удельного сопротивления учитывают при со-
ответствующих режимах работы рельсовой цепи.
В общем случае рельсовую линию рассматривают в виде двух цепей
"рельс—земля", связанных взаимной индуктивностью Мп и соответст-
вующим удельным сопротивлением взаимоиндуктивности.
При протекании переменного тока по цепи "рельс—земля" вокруг
каждой рельсовой нити образуется переменное магнитное поле, кото-
рое наводит в ней ЭДС самоиндукции, а в соседней цепи, образованной
второй рельсовой нитью и землей, ЭДС взаимоиндукции.
Полное удельное километрическое сопротивление переменному
Току z является комплексным; оно возрастает с повышением частоты
тока. На значение активной и индуктивной составляющей полного со-
противления рельсов влияют частота тока, форма сечения рельсов,
проводимость и магнитная проницаемость стали. Взаимная индуктив-
ность является комплексной величиной; мнимая часть ее отражает по-
тери энергии в земле.
Полное сопротивление петли, образованной рельсами участка дли-
ной / (рис. 3.2, а),
zl = Uli = zil + zzl — 2zMl = (zi + Z2 — 2zMy,
где zi н Z2 — удельные километрическне полные сопротивления первого н второго рель-
СОВ.
Для симметричной рельсовой линии:
zl = 2(zi — zMy; z — 2(z i —— zM). (3.1)
Удельное сопротивление двух параллельно включенных одинако-
вых рельсов (рис. 3.2, б):
, й 1 . ., 1 . ч 1 _2
= j = 2<z 1+Zm)/; z3 = ^(zi+zm) = ^z£ ,
где E= ^1 + (4 zM / z) — коэффициент, учитывающий взаимоиндукцию между рельса-
МИ.
43
6) 1/2 2,1
Рис. 3.2. Эквивалентные схемы продольно-
го сопротивления рельсов
Значения параметров полного сопротивления рельсов Р65 в зависи-
мости от частоты сигнального тока приведены в таблице.
Ток утечки из рельса в рельс протекает по проводникам с различ-
ным типом электропроводимости. Рельсы и металлические детали
верхнего строения пути обладают электронной проводимостью; бал-
ласт, шпалы, земляное полотно и грунт, в которых всегда имеется
влага, обладают ионной-проводимостью, их можно рассматривать как
своеобразные электролиты. Поэтому протекание тока утечки из рельса
в рельс возможно лишь при условии, что на границах раздела элемен-
тов с электронной и ионной проводимостью имеют место определен-
ные электрохимические реакции, в результате которых возникают не-
обходимые носители электричества (ионы и электроны).
Сопротивление изоляции рельсовой линии является распределенным
параметром. Обычно его выражают через удельное сопротивление,
включенное между рельсами, отнесенное к 1 км рельсовой линии. Нор-
мативное значение минимального удельного сопротивления изоляции
рельсовой линии 1 Ом- км.
Частота, Гц Расчетное сопротивление Нормативное сопротивление Взаимная индуктивность Е
Модуль, Ом/км Аргу- мент, град Моду- ль, Ом/км Аргу- мент, град Модуль мГн/км Аргумент, град Модуль Аргумент, град
25 0,45 52 0,5 52 1,35 —6,40 1,61 9,54
50 0,68 60 0,8 65 1,28 —7 1,73 6,10
75 0,92 64 1,07 68 1,24 —7,15 1,76 5,4
125 1,39 68 1,53 70 1,19 —7,35 1,78 4,10
175 1,8 71 2,0 72 1,16 —7,47 1,88 3,40
225 2,3 73 2,0 75 1,13- —7,58 1,85 2,32
475 4,5 77 — — 1,06 —8,30 1,96 1,40
725 6,6 80 — — 1,02 —8,53 1,96 0,25
1000 8,9 81 — — 0,985 —9,10 1,94 —0,25
2000 17,3 84 — — 0,915 —9,54 1,9 —1,25
3000 23 85 — — — — — —
5000 42 86 — — 0,83 —10,55 1,86 —2,28
44
Неблагоприятные метеорологические условия, прикоторых сопро-
тивление изоляции линии минимально, бывают летом при высокой
температуре и влажности, так как в этом случае повышается интенсив-
ность электрохимических процессов. Засорение балласта солями улуч-
шает условия протекания электрохимических процессов, что приводит
к существенному снижению сопротивления изоляции. С понижением
влажности и температуры интенсивность электрохимических процес-
сов снижается, и сопротивление изоляции рельсовой линии увеличива-
ется. Зимой при отрицательных температурах сопротивление изоляции
50—100 Ом- км, что позволяет в расчетах принимать его равным беско-
нечности.
Часть тока утечки, попадая в балласт и землю, растекается в них
сложным образом. Поэтому в случае разрыва рельсовой нити непре-
рывность электрической цепи не нарушается, так как сохраняются пути
продольного распространения тока в земле. Протекание тока может
быть отражено с помощью эквивалентной схемы сопротивления изоля-
ции (рис. 3.3). Параметры гИ1 и ги2 характеризуют переходные сопро-
тивления между каждым рельсом и землей, сопротивление которой,
как провода с очень большим сечением, принимается равным нулю.
Сопротивление гн12 характеризует часть тока утечки, проходящего как
бы непосредственно из рельса в рельс по верхнему слою балласта и
шпалам.
Наряду с сопротивлением изоляции гн первичным параметром
рельсовой линии является также проводимость изоляции g, представ-
ляющая собой величину, обратную сопротивлению изоляции, т.е. g =
= i/Ги; gi = 1/Гн1; g2 = 1/ги2; g!2 = 1/ГИ12.
Значения сопротивлений гИ1 и гИ2 при отсутствии посторонних под-
ключений к рельсам, например опор контактной сети, в большинстве
случаев одинаковы: ги1 = Гн25 g\ - g2, т.е. рельсовые линии являются
симметричными.
Рис. 3.3. Эквивалентная схема сопротивле-
ния изоляции рельсовой линии
Рис. 3.4. Схемы соединения смежных рель-
совых цепей
45
Коэффициент поверхностной проводимости т характеризует отно-
шение между составляющими сопротивления изоляции в симметрич-
ных рельсовых цепях: т = giz/gi = Гн1/Гн12-
Полные сопротивление и проводимость изоляции рельсовой линии
могут быть выражены через их составляющие:
Я1 2 2/я
g=gn + y ; gn~g \+2т’
(3.2)
2ги1Ги12 , , 1+2/и . 1 +2>и
г _ ------------ Ги1 = Ги ------,-- > ги12 = гл «
2ГИ1+ГИ12 2
Первичные параметры рельсовой линии существенно влияют на
уровень сигнала на входе путевого приемника. При исправной и сво-
бодной рельсовой цепи на входе путевого приемника имеет место
такой уровень сигнала, при котором обеспечивается его нормальная
работа. Путевой приемник в этом случае фиксирует свободность кон-
тролируемого участка.
В случае нахождения подвижной единицы на рельсовой цепи или
при электрическом размыкании рельсовой нити сигнал на входе путе-
вого приемника уменьшается настолько, что приемник возвращается в
исходное состояние, соответствующее отсутствию сигнала на его
входе, и выдает дискретную информацию о занятости контролируемо-
го участка.
Принципиальные схемы и параметры элементов согласующих и
разделительных устройств (УСН.УСК, РУ) рельсовых цепей зависят от
области их применения (перегон, станция), вида тяги (автономная,
электрическая), рода сигнального тока (постоянный, переменный), ре-
жима питания (непрерывный, импульсный, кодовый), типа путевого
приемника (постоянного тока — нейтральный и поляризованный;
переменного тока — одноэлементный и фазочувствительный), способа
наложения кодовых сигналов АЛСН (непрерывный, после вступления
поезда, при задании маршрута).
Протеканию тока в смежные рельсовые цепи препятствуют разде-
лительные устройства. Чем меньше значение составляющих тока ис-
точника питания, ответвляющихся в смежные рельсовые цепи, тем
лучше заградительные свойства разделительных устройств. Наилуч-
шие заградительные свойства удается получить, если рельсовые нити
смежных рельсовых цепей соединяют специальными изолирующими
элементами.
Рельсовые цепи с изолирующими стыками (рис. 3.4, а) имеют наи-
более широкое применение. Однако наряду с положительными качест-
вами изолирующие стыки обладают рядом недостатков, главным из
которых является низкая надежность. Поэтому применяют рельсовые
46
цепи без изолирующих стыков двух видов: неограниченные и с элект-
рическими стыками.
Неограниченные рельсовые цепи (рис. 3.4, 6) характеризуются тем,
что согласующие устройства смежных рельсовых цепей подключают к
рельсам в одних и тех же точках. В этом случае составляющие тока ис-
точника питания в своей и смежной рельсовых цепях оказываются оди-
наковыми.
Электрические стыки в рельсовых цепях (рис. 3.5) уменьшают со-
ставляющую тока источника питания, ответвляющуюся в смежную
рельсовую цепь. Заградительные свойства электрического стыка про-
являются вследствие того, что ток в смежные рельсовые цепи ответвля-
ется через относительно большое сопротивление параллельного конту-
ра, образованного конденсатором и индуктивностью отрезков рельсо-
вых нитей и соединительных перемычек. Известно большое число
различных схем электрических стыков. На рис. 3.5 приведена одна из
схем с S-образной укладкой соединительной перемычки.
Виды рельсовых цепей в зависимости от рода тяги поездов. При
автономной тяге все приборы рельсовой цепи обеспечивают протека-
ние только сигнального тока. При электрической тяге по рельсам,
кроме сигнального тока 1С, течет также тяговый ток 7Т, что обусловли-
вает ряд особенностей в схемах УСН и УСК.
В рельсовых цепях с изолирующими стыками необходимо обеспе-
чивать непрерывность электрической цепи тягового тока. Это достига-
ется применением дроссель-трансформаторов ДТ (рис. 3.6). Тяговые
токи первого /Т1 и второго Лг рельса протекают через путевые полуоб-
мотки ДТ в противоположных направлениях, вследствие чего магнит-
ные потоки, создаваемые этими токами в сердечнике ДТ, направлены
встречно. При равенстве тяговых токов в рельсах магнитные потоки
взаимно компенсируются, и во вторичной обмотке ДТ, к которой под-
ключена аппаратура рельсовой цепи, напряжение не индуцируется.
Сигнальный ток протекает через путевую обмотку дроссель-трансфор-
матора в одном направлении, вследствие чего в ней индуцируется на-
пряжение, необходимое для работы рельсовой цепи.
При неравенстве тяговых токов в рельсах, которое может возник-
нуть в случае асимметрии рельсовой линии, тяговый ток и его гармони-
Гис. 3.5. Схема электрического стыка
47
ческие составляющие индуцируют во вторичных обмотках ДТ напря-
жение, которое воздействует на устройства рельсовой цепи. На участ-
ках с электрической тягой переменного тока при некоторых аварийных
ситуациях (например, в случае электрического разрыва цепи одного из
рельсов) напряжение, создаваемое в аппаратуре рельсовой цепи тяго-
вым током, может быть значительным и опасным для обслуживающе-
го персонала. Кроме того, оно может вызвать порчу приборов рельсо-
вой цепи.
Для обеспечения нормальной работы рельсовой цепи и защиты об-
служивающего персонала при повышенном влиянии тягового тока в
аварийных ситуациях схемы рельсовых цепей в зависимости от вида
тяги содержат различные защитные элементы.
В рельсовых цепях применяют постоянный (при автономной тяге) и
переменный ток, непрерывное и импульсное питание. Чем ниже часто-
та сигнального тока, тем меньше сопротивление рельсовых нитей и
лучше условия работы рельсовых цепей, поэтому в основном применя-
ют переменный ток в диапазоне частот до 500 Гц. Для передачи необхо-
димой информации по рельсовой цепи, как по телемеханическому ка-
Рис. 3.7. Схема рельсовой цепи с путевым
преобразователем частоты
Рис. 3.8. Схема рельсовой цепи с локомо-
тивным приемником
48
налу связи, используют различные виды модуляции: амплитудную,
частотную, фазоразностную. При кодировании информации использу-
ют также числовые и временные признаки.
В рельсовых цепях с путевыми преобразователями частоты (рис.
3.7) источник питания и путевой приемник включают на одном конце
рельсовой линии. Особенность этих цепей заключается в том, что они
питаются от тока частотой f\, а путевой приемник работает от тока
частотой /2 благодаря включению на противоположном конце линии
путевого преобразователя частоты ППЧ. Наибольшее применение по-
лучили рельсовые цепи, которые питаются током частотой 50 Гц. В ка-
честве путевого преобразователя частоты используется вентиль, а путе-
вым приемником является реле постоянного тока.
В рельсовых цепях, описанных выше, приемник подключен гальва-
нически (кондуктивно) и является потенциальным. В рельсовой цепи
(рис. 3.8) приемник подключен индуктивно и является токовым. Пере-
менный сигнальный ток /с, протекая от источника питания по рельсам,
создает вокруг них магнитное поле, которое наводит в приемных ка-
тушках индуктивности ЭДС, вызывающую срабатывание приемника.
Приемные катушки могут быть установлены на пути под подошвой
рельса (тогда токовый приемник называется путевым) или на локомо-
тиве перед первой колесной парой над головкой рельса (тогда токовый
приемник называется локомотивным Л77).
Приемники, срабатывание которых зависит только от уровня сиг-
нала, имеют один воспринимающий элемент (см. рис. 3.5—3.8). Наряду
с одноэлементными применяют приемники, срабатывание которых за-
висит не только от амплитуды сигнала, но и от его фазы. Такие прием-
ники имеют два воспринимающих элемента. На один из них (путевой)
поступает рабочий сигнал, амплитуда и фаза которого зависят от со-
стояния рельсовой линии, а на другой (местный) поступает сигнал, не-
изменный по амплитуде и фазе. Эти приемники называют фазочувстви-
тельными, или двухэлементными (рис. 3.9), соответственно называются
и рельсовые цепи, в которых используют эти приемники.
Рис. 3.9. Схема рельсовой цепи с фазочув-
ствигельным приемником
Рис. 3.10. Схема одноканальиойрельсовон
цепи
49
Рис. 3.11. Схема даухканальной рельсовой
цепи
Виды рельсовых цепей в зависимости от числа организуемых в них
телемеханических каналов связи. Одноканальные рельсовые цепи пи-
таются сигнальным током только одного вида. В кодовых одноканаль-
ных рельсовых цепях переменного тока, применяемых на перегоне при
электрической тяге, используют одни и те же кодовые сигналы для
передачи информации по рельсовой линии между проходными свето-
форами и между путевыми и локомотивными устройствами. В этом
случае питание рельсовой цепи (рис. 3.10) осуществляется навстречу
движению поезда, чтобы кодовые сигналы могли восприниматься ло-
комотивным приемником ЯП после вступления поезда на рельсовую
цепь.
В двухканальной рельсовой цепи (рис. 3.11) используют два вида
сигнального тока: один для обеспечения работы путевого приемника,
другой для работы локомотивного приемника. В этом случае на одном
или на обоих концах рельсовой линии (в зависимости от направления
движения поездов) устанавливают передатчики АЛС (ПАЛС), которые
посылают в рельсовую линию кодовые сигналы. Эти сигналы воспри-
нимаются локомотивным приемником и дешифрируются устройства-
ми автоматической локомотивной сигнализации, дающими машинис-
ту информацию о допустимой скорости движения. Передатчики АЛС
могут подключаться к рельсовой линии непрерывно или с помощью
устройств управления УУ после вступления поезда на рельсовую цепь
или предварительно при задании маршрута.
При автономной тяге на перегоне применяют импульсные рельсо-
вые цепи постоянного тока. При вступлении поезда на блок-участок в
рельсовую линию посылаются числовые кодовые сигналы переменно-
го тока частотой 50 Гц для работы устройств АЛС. Станционные рель-
совые цепи нормально имеют непрерывное питание, а при вступлении
поезда включается кодовый ток частотой 25, 50 или 75 Гц.
В многоканальной рельсовой цепи используется частотное уплот-
нение рельсовой лиши. По рельсам на разных частотах одновременно
50
осуществляется связь между несколькими приемниками и соответству-
ющими им передатчиками.
Конфигурация рельсовых цепей. В неразветвленных рельсовых
цепях, применяемых на перегонах и станционных путях, от одного ис-
точника питания работает только один путевой приемник (см. рис.
3.9—3.11). Разветвленные рельсовые цепи применяют в горловинах
станций для контроля свободное™ стрелочных секций, т.е. участков
пути, имеющих стрелки. Особенность разветвленных рельсовых цепей
(рис. 3.12), усложняющая их работу, заключается в том, что один ис-
точник питает несколько путевых приемников.
3.2. Режимы работы и их критерии
Обеспечение безопасности движения поездов связано с выполнени-
ем трех основных режимов работы рельсовой цепи — нормального,
шунтового иконтрольного.
Нормальный режим. Нормальным режимом называется такое
состояние рельсовой цепи, когда она свободна от подвижного соста-
ва и путевой приемник выдает дискретную информацию "свободно"
(1). Обозначим логическую функцию, реализуемую приемником,/п
(рис. 3.13). Значаще функции fa = 1, если уровень сигнала на входе при-
емника 7вх выше порога срабатывания 7ср;/п = 0, если уровень входного
сигнала меньше порога возврата 7В приемника в исходное положение.
Если в качестве путевого приемника применяется электромагнитное
реле, то 7ср — это ток притяжения якоря, а 7В — ток отпускания
.‘псоря (70), указанный в паспорте реле.
Коэффициент возврата приемника Кв = 7в/7Ср.
В нормальном режиме при наихудших условиях необходимо обес-
печить уровень сигнала на входе приемника не меньше некоторого ра-
бочего значения 7Р.
Коэффициент запаса по срабатыванию приемника Кз ср = 7р/7ср.
Коэффициент запаса выбирают таким, чтобы обеспечивались тре-
буемые характеристики приемника с учетом влияния дестабилизирую-
щих факторов. Например, в импульсных рельсовых цепях требуемое
быстродействие и стабильность времени срабатывания импульсного
Рис. 3.13. Логическая функция, реализуе-
мая путевым приемником
51
путевого реле обеспечивается при Аз ср = 1,2. В электронных путевых
приемниках коэффициент запаса выбирают с учетом возможного изме-
нения параметров элементов схемы при колебаниях температуры окру-
жающей среды, точности настройки фильтров и др.
Наихудшими условиями нормального режима являются такие, при
которых уменьшается сигнал на входе приемника рельсовой цепи: ми-
нимальное напряжение источника питания; максимальное сопротивле-
ние рельсовых нитей; минимальное сопротивление изоляции рельсовой
линии; максимальное сопротивление элементов согласующих уст-
ройств, включенных последовательно с приемником; минимальное со-
противление элементов согласующих устройств, включенных парал-
лельно приемнику.
Шунтовой режим. Шунтовым режимом называется такое состояние
рельсовй цепи, при которой ее приемник выдает дискретную информа-
цию "занято" (fn - 0) при наложении в любой точке рельсовой линии
поездного шунта сопротивлением не ниже нормативного.
Эффект снижения тока в приемнике рельсовой цепи при наложении
поездного шунта называется шунтовым эффектом. Вследствие шунто-
вого эффекта значение сигнала на входе приемника рельсовой цепи
должно снижаться до тока надежного возврата 7Вн (см. рис. 3.13), при
котором /п = 0, т.е. приемник находится в исходном состоянии, соот-
ветствующем отсутствию сигнала на его входе:
/вн ~ Кзо1&, (3 3)
где Кю — коэффициент запаса по отключению приемника (для реле — коэффициент за-
паса по отпусканию якоря или сектора) (Кю < 1).
Коэффициент надежного возврата приемника
Квн = /вя/Zp (3 4)
Если в качестве приемника используется электромагнитное реле, то
значение сигнала на его входе, при котором fn = 0, зависит от режима
питания рельсовой цепи (непрерывный или импульсный).
52
При непрерывном питании рельсовой цепи ток на входе приемника
в нормальном режиме имеет постоянное значение, равное рабочему
току 7Р, и/п = 1 (рис. 3.14, а). В этом случае вследствие шунтового эф-
фекта ток на входе приемника должен снизиться до тока отпускания
якоря реле 10, т.е. при непрерывном питании:
7в(н) = 7о! Ав(в) = lollcf, 7вв(в) = 7он! 7ов = Кзо1о,
где /он — ток надежного отпускания якоря (сектора) реле.
При ЭТОМ
I вн _ ТС 30 7 о _ Кзо Кв(н)
л вн(в) ~ т ~ v т ~ V
/р Л зср г ср л зср
Для электромагнитных и индукционных реле при непрерывном пи-
тании в расчетах принимают Кз ср = 1, т.е. 7Р = 7ср-
Поэтому
-Квн(н) — КзоКз(я) (3.5)
При импульсном питании рельсовой цепи ток на входе приемника
во время импульса равен рабочему 7Р и/п = 1, а во время интервала ток
приемника полностью отсутствует, и/п = 0 (рис. 3.14, б). В этом случае
вследствие шунтового эффекта ток на входе приемника должен сни-
зиться до тока несрабатывания 7И ср для того, чтобы после выключения
приемника во время интервала (когда/п = 0) не произошло срабатыва-
ние приемника при очередном импульсе тока в рельсовой линии:
7в(и) = 7вср — Кз вср7ср, (3.6)
где Кз вер — коэффициент запаса по несрабатыванию, равный 0,9.
Ток несрабатывания 7Иср всегда больше тока отпускания 70. Это
объясняется тем, что оба тока (7Иср, /о) создают практически одно и то
же тяговое усилие. Однако ток срабатывания 7нср создает тяговое уси-
лие при большом воздушном зазоре в магнитной системе реле, когда
якорь отпущен, а ток отпускания 70 создает тяговое усилие при малом
воздушном зазоре, когда якорь притянут.
Таким образом, при импульсном питании
/дер
К в(и) = » = 0,9 ; 7вв(и) = ТСзвср 7q> .
7 ср
Поэтому
Квн = ХзверТКзер- (3.7)
53
Из сравнения выражений (3.5) и (3.7) следует, что
АГвн(и) > К.вн(н)>
т.е. при импульсном питании создать условия, при которых/п = О,
легче, чем при непрерывном, а следовательно, проще обеспечить шун-
товой режим.
Наихудшими условиями шунтового режима являются такие, при
которых увеличивается сигнал на входе приемника: максимальное на-
пряжение источника питания; минимальное сопротивление рельсовых
нитей; максимальное сопротивление изоляции рельсовых линий; мини-
мальное сопротивление элементов согласующих устройств, включен-
ных последовательно с приемником; максимальное сопротивление эле-
ментов согласующих устройств, включенных параллельно приемнику.
Контрольный режим. Контрольным режимом называется такое со-
стояние рельсовой цепи, при котором путевой приемник передает дис-
кретную информацию, эквивалентную "занято" (/п = 0), при полном
электрическом размыкании рельсовой нити в любой точке рельсовой
линии.
При обрыве рельсовой нити электрическая цепь между источником
питания и приемником сохраняется, так как создаются пути для проте-
кания сигнального тока по земле в обход места обрыва. Значение тока
при этом существенно зависит от места обрыва рельса и сопротивления
изоляции рельсовой линии.
Критическими называют сопротивление изоляции ги кр и место об-
рыва .Гкр, при которых ток в приемнике рельсовой цепи оказывается
максимальным.
В контрольном режиме ток приемника при неблагоприятных усло-
виях должен снижаться до значения тока надежного возврата.
Наихудшими условиями контрольного режима являются такие,
при которых увеличивается сигнал на входе приемника: максимальное
напряжение источника питания; минимальное сопротивление рельсо-
вых нитей; сопротивление изоляции рельсовой линии равно критичес-
кому; обрыв происходит в критическом месте; минимальное сопро-
тивление элементов согласующих устройств, включенных последова-
тельно с приемником, и максимальное сопротивление элементов
согласующих устройств^ включенных параллельно приемнику.
Критерии оценки работы рельсовых цепей. Количественно работу
рельсовых цепей в нормальном, шунтовом и контрольном режимах
оценивают с помощью ряда критериев.
Коэффициент перегрузки характеризует работу рельсовой цепи в
нормальном режиме. Он представляет собой отношение фактического
значения сигнала на входе приемника к рабочему значению сигнала:
Кпе^ — /рнф/7р.
(3 3)
54
Коэффициент перегрузки Апер min минимален при наиболее небла-
гоприятных условиях работы в нормальном режиме. Наибольшее фак-
тическое значение коэффициент перегрузки Апер ф имеет место при м ак-
симальных значениях напряжения источника питания и сопротивления
изоляции рельсовой линии, которое должно быть меньше максимально
допустимого значения Апер д.
Нормальный режим выполняется, если соблюдаются условия:
Апер mm 1,’ Апер ф — Апер д- (3.9)
Критерии шунтового режима количественно оценивают шунтовой
эффект в рельсовой цепи. Применяют два основных критерия шунтово-
го режима работы рельсовой цепи.
Абсолютная шунтовая чувствительность представляет собой
сопротивление поездного шунта, при котором ток в приемнике рельсо-
вой цепи уменьшается до тока надежного возврата приемника при наи-
худших условиях шунтового режима.
Коэффициент шунтовой чувствительности к нормативному поезд-
ному шунту Кшн — это отношение тока надежного возврата приемни-
ка рельсовой цепи к фактическому току приемника 7ршф, протекающе-
му при наложенном нормативном шунте и наихудших условиях для
шунтового режима:
Аши = /вя//ршф. (3.10)
Шунтовой режим выполняется, если
Аш £ Кшн или Ашн 2 1, (3.11)
где Яшн — сопротивление нормативного шунта (для магистральных железных дорог
0,06 Ом).
Коэффициент чувствительности рельсовой цепи к оборванной (по-
врежденной) нити количественно оценивает эффект снижения тока в
приемнике при контрольном режиме. Он представляет собой отноше-
ние тока надежного возврата приемника к наибольшему возможному
току приемника при контрольном режиме и наихудших условиях рабо-
ты:
Акп = /вн/ /ркф. (3.12)
Контрольный режим выполняется, если
Акп Si 1. (3.13)
55
Критерии (3.8), (3.10) и (3.12) используют при детерминированных
расчетах рельсовых цепей. В этих расчетах учитывают наиболее небла-
гоприятные сочетания параметров элементов аппаратуры и рельсовой
линии в каждом из расчетных режимов. При детерминированном мето-
де расчета рельсовые цепи регулируют так, что их работоспособность
во всех режимах обеспечивается во всем диапазоне изменения сопро-
тивления изоляции рельсовой линии от минимального расчетного до
бесконечности. Если фактическое сопротивление изоляции рельсовой
линии в процессе эксплуатации окажется меньше минимального рас-
четного, то работоспособность рельсовой цепи во всех режимах может
быть обеспечена лишь с некоторой вероятностью.
Учитывая, что параметры элементов аппаратуры, а также характе-
ристики рельсовой линии в каждый момент времени являются случай-
ными величинами, предложены следующие критерии оценки: вероят-
ность выполнения нормального Р„, шунтового Рш и контрольного РКп
режимов.
Параметры элементов аппаратуры рельсовой цепи, а также пара-
метры рельсовой линии — величины случайные, поэтому случайными
являются также значения токов на входе приемника в нормальном 1ри,
шунтовом 7рш и контрольном 7рк режимах. Прибором, определяющим
состояние рельсовой цепи, является путевой приемник, реагирующий
на амплитуду входного сигнала. Пороги срабатывания 7ср и возврата 7В
приемника являются также случайными величинами.
Условия выполнения нормального, шунтового и контрольного ре-
жимов работы рельсовых цепей при вероятностном расчете соответст-
венно следующие:
7рн — 7ср — А н > 0;
7В — 7рШ — А ш > 0; *
7В — 7рк — А кп > 0,,
(3.14)
где А в — разность значений фактического тока приемника в нормальном режиме и тока
срабатывания; Д ш — разность значений тока возврата и фактического тока приемника
в шунтовом режиме; Д кв — разность значений тока возврата и фактического тока при-
емника в контрольном режиме.
Разности случайных величин А и, А ш и А кп также являются слу-
чайными величинами.
С учетом условий (3.14) выражения вероятностных критериев нор-
мального, шунтового и контрольного режимов работы рельсовых
цепей примут вид:
7’н - 7’( А н >0) — 7’(7рн > /ср);
Рш ~ Р(, Ащ > 0) = Р(1ъ > 7рШ);
РкП = Р( А КП > 0) = Р(7в > 7рк).
(3.15)
56
Таким образом, вероятностные критерии работоспособности рель-
совой цепи могут быть сформулированы следующим образом.
Вероятность выполнения нормального режима — это вероятность
того, что фактическое значение тока на входе приемника в нормальном
режиме больше порога срабатывания приемника.
Вероятность выполнения шунтового режима — это вероятность
того, что ток возврата приемника больше фактического тока на входе
приемника в шунтовом режиме.
Вероятность выполнения контрольного режима — это вероятность
того, что ток возврата приемника больше фактического тока на входе
приемника в контрольном режиме.
Методы расчета критериев работы рельсовых цепей приведены в
книге [2].
3.3. Схемы рельсовых цепей
Участки с электрической тягой постоянного тока. На перегонах
применяют кодовые рельсовые цепи частотой 50Гц
(рис. 3.15). При нормальном режиме работы питание кодовых рельсо-
вых цепей осуществляется от высоковольтной линии автоблокировки
импульсами переменного тока промышленной частоты 50 Гц. Датчи-
ками импульсов (кодов) являются трансмиттеры типов КПТШ-5 и
КПТШ-7, чередующиеся в смежных рельсовых цепях, и трансмиттер-
ные реле ТШ-65В. Приборы питания всегда размещают на выходных
по направлению движения поезда концах рельсовых цепей. Таким об-
разом, рельсовые цепи всегда кодируют навстречу движению поезда.
Это обусловлено тем, что кодовый ток рельсовых цепей воспринимает-
ся локомотивными устройствами и используется для работы АЛС. В
Рис. 3.15. Схема кодовой рельсовой цепи при электрической тяге постоянного тока
51
результате абстрактного синтеза рельсовой цепи было установле-
но, что максимально допустимая длина рельсовой линии составляет
2,6 км, а модуль входных сопротивлений по концам равен 0,2 Ом.
Сопротивление на питающем конце Z вхн приближенно можно рас-
сматривать как параллельное соединение сопротивлений основной об-
мотки путевого дроссель-трансформатора ZOT и ограничивающего со-
противления Z'o. Через основную обмотку путевого дроссель-транс-
форматора, включенную между рельсами, ответвляется часть тока
источника питания, в связи с чем общая мощность, потребляемая рель-
совой цепью, повышается. Очевидно, что эта составляющая тока источ-
ника питания, а следовательно, и мощность рельсовой цепи уменьшают-
ся с увеличением сопротивления Zw. Исследования показали, что для
наибольшей длины рельсовой цепи |ZOT| = 0,6 Ом. При значениях со-
противления основной обмотки дроссель-трансформатора больше 0,6
Ом затраты на сталь и медь не оправдываются уменьшением потребляе-
мой мощности. При \Z№\ = 0,6 Ом для обеспечения |Z'Bxh| = 0,2 Ом долж-
но быть |Z'H| = 0,3 Ом. С учетом потерь в меди обмоток дроссель-транс-
форматора, а также потерь вследствие магнитного рассеяния сопро-
тивление ограничителя Zo, пересчитанное к основной обмотке
дроссель-трансформатора, оказывается равным 0,2 Ом.
В нормальном режиме в начале рельсовой линии максимальной
длины напряжение составляет 14,1 В. Его рассчитывают из условия
обеспечения в конце линии при наложенном нормативном шунте тока
2 А при сопротивлении изоляции ги mm- Этот ток является минимально
допустимым по условию обеспечения работоспособности АЛС. Значе-
ние этого тока выбирают на основе экспериментальных исследований
помех, воздействующих на локомотивный приемник. Выбранное зна-
чение тока АЛС соответствует требуемому соотношению "сигнал/по-
меха", при котором обеспечивается нормальная работа локомотивных
устройств АЛС.
Коэффициент трансформации дроссель-трансформатора выбира-
ют максимально возможным для уменьшения размеров элементов ап-
паратуры, включаемых в цепь дополнительной обмотки. Ограниче-
нием при выборе коэффициента трансформации является значение
максимально допустимого напряжения питания, которое по услови-
ям техники безопасности не должно превышать 250 В. При измене-
нии питающего напряжения на 20 % расчетное значение напряжения
17т = 250/1,2 = 208 В. В этом случае коэффициент трансформации дрос-
сель-трансформатора п = 208/14,1 = 15, а сопротивление ограничителя,
включенного в цепь дополнительной обмотки дроссель-трансформато-
ра, |Zo| = n2|Z о| = 152-0,2 = 45.
Для настройки в резонанс входного контура дроссель-трансформа-
тора необходимо параллельно дополнительной обмотке включить
конденсатор емкостью 24 мкФ.
58
Контакт трансмиттерного реле Т для облегчения условия его рабо-
ты включают между конденсаторами Cnt и Си. Экстратоки, возникаю-
щие при размыкании цепи из-за энергии, накопленной в дроссель-
трансформаторе и реакторе РОБС-3, замыкаются через конденсаторы
Спь Сп2 и Си. Для исключения искрения в момент замыкания контакта
Т из-за перезаряда конденсаторов СП1 и Си последовательно с конден-
сатором Си включают резистор Яи, который шунтируется после отпус-
кания якоря реле ТИ. Благодаря этому не ухудшаются условия искро-
гашения в конце импульса при размыкании контакта Т.
Мощность, потребляемая от путевого трансформатора в нормаль-
ном режиме, в случае компенсации ее реактивной составляющей для
рельсовой цепи максимальной длины составляет примерно 150 В-А.
При коротком замыкании на питающем конце потребляемая мощ-
ность составляет примерно 500 В А. Номинальная мощность применя-
емых путевых трансформаторов ПОБС равна 300 В-А. При импульс-
ном питании трансформаторы могут быть использованы в рельсовых
цепях, потребляющих мощность до 500 В-А.
При коротком замыкании изолирующих стыков на релейный
конец поступает напряжение с питающего конца смежной рельсовой
цепи. В этом случае напряжение на дополнительной обмотке дроссель-
трансформатора повышается до значения, при котором путевое реле
может выйти из строя. Для уменьшения перегрузки реле параллельно
дроссель-трансформатору включают нелинейный защитный дроссель
Ьз, сопротивление которого изменяется с изменением приложенного
напряжения. Дроссель имеет большое сопротивление (2000—4000 Ом),
когда напряжение на нем не превышает 6 В. При возрастании напряже-
ния до 12 В и выше сердечник дросселя насыщается, сопротивление его
резко падает (до 20 Ом и ниже) и шунтирует путевое реле, имеющее
входное сопротивление 200 Ом. Поступающее напряжение падает на
специально включенном сопротивлении R3. Сопротивления Z3 и R3 вы-
бирают такими, чтобы обеспечивалось требуемое снижение тока на
путевом реле, а потери мощности при нормальном режиме были бы
минимальны.
Для защиты путевого реле от воздействия гармоник тягового тока
включают защитный фильтр, представляющий собой последователь-
ный резонансный контур на частоте 50 Гц, составленный из индуктив-
ности Ьф = 2,5 Гн и конденсатора Сф емкостью 4 мкФ. Для тока сиг-
нальной частоты фильтр имеет сопротивление примерно 60 Ом, а для
первой гармоники частотой 300 Гц, появляющейся при шестифазном
выпрямлении, сопротивление фильтра составляет примерно 5000 Ом.
Кодовая рельсовая цепь должна быть рассчитана и отрегулирована
так, чтобы ток АЛС на релейном конце составлял 2 А. Приближенно
можно принять, что ток в конце рельсовой линии равен току АЛС. В
этом случае при |ZBxk| = 0,2 Ом мощность сигнального тока S = 72|ZBXk| =
= 22-0,2 = 0,8 В-А. Мощность срабатывания путевого приемника типа
59
ИМВШ-110 или ИВГ примерно 0,09 В-A. На релейном конце имеется
значительный избыток мощности, который должен быть скомпенсиро-
ван. Поэтому необходимо, чтобы на релейном конце рельсовой цепи
был дроссель-трансформатор с минимальным сопротивлением, кото-
рое только может быть допущено из условия обеспечения |Zbxk| = 0,2 Ом.
На релейном конце используют дроссель-трансформатор ДТ-0,2 с со-
противлением основной обмотки 0,21 Ом. Коэффициент трансформа-
ции дроссель-трансформатора выбирают равным 23 из условия согла-
сования уровня сигнала АЛС и рельсовой цепи.
Основным типом станционной рельсовой цепи является рельсо-
вая цепь с фазочувствительным путевым реле
ДСШ-12 (рис. 3.16). На обоих концах рельсовой цепи устанавливают
дроссель-трансформаторы ДТ-0,2 с коэффициентом трансформации
п = 40, обеспечивающим согласование высокого сопротивления аппа-
ратуры и низкого сопротивления рельсовой линии. Благодаря высоко-
му коэффициенту трансформации можно использовать соединитель-
ный кабель длиной примерно 2 км без дублирования жил, что позволя-
ет располагать всю аппаратуру на посту ЭЦ. В этой схеме применен
емкостный ограничитель-конденсатор Со, который на частоте 50 Гц
составляет резонансный контур с индуктивностью дополнительной об-
мотки дроссель-трансформатора ДТ-0,2 и с реактивным сопротивлени-
ем рельсовой линии. Емкость конденсатора 16 мкФ при длине рельсо-
вой линии до 500 м и 12 мкФ при длине 500—1500 м. Сопротивление
активного ограничителя Ro с учетом сопротивления кабеля должно
быть не менее 50 и не более 150 Ом. При нахождении поезда на питаю-
щем конце обмотка дроссель-трансформатора шунтируется, т.е. в пос-
ледовательной цепи, состоящей из конденсатора Со и индуктивности
дроссель-трансформатора, индуктивность шунтируется. Это приводит
к увеличению эквивалентного сопротивления цепи и уменьшению по-
Рш ' Пост ЭЦ
К отсасыдаюииену
фидеру Т/П или зазеи-
ляеной конструкции
ДТ-0,6-1000(п*15)
Ш220>С У "Х220
Рис. 3.16. Схема фазочувствигельной рельсовой цепи
60
требляемого тока, вследствие чего мощность рельсовой цепи в шунто-
вом режиме оказывается ниже, чем в нормальном.
Для обеспечения идеальных фазовых соотношений и компенсации
индуктивной составляющей тока параллельно путевой обмотке реле
ДСШ-12 включают конденсатор емкостью 4 мкФ.
Фазочувствительную рельсовую цепь можно кодировать с питаю-
щего и релейного концов. Посылка кодовых сигналов АЛСН с питаю-
щего конца осуществляется с момента размыкания фронтового контак-
та путевого реле, так как трансмиттерное реле начинает работать в ко-
довом режиме при занятии предыдущей секции маршрута. При этом
включение кодирования ускоряется.
Рельсовую цепь регулируют так, чтобы в режиме АЛС ток в рель-
сах был не менее 2 А, при этом напряжение на путевом элементе реле
ДСШ-12 должно быть не менее 14 В.
Участки с электрической тягой переменного тока. Поскольку для
электрической тяги применяют переменный ток промышленной часто-
ты 50 Гц, то рельсовые цепи должны питаться током частоты, отлич-
ной от 50 Гц. Проведенные, исследования показали, что применение
тока частоты 25 Гц удобно, поскольку благодаря более низкому сопро-
тивлению рельсов потери энергии при передаче ее по рельсовой линии
уменьшаются. В этом случае уменьшается отношение уровцей сигнала
на входе путевого приемника при изменении сопротивления изоляции
от минимального в нормальном режиме до расчетного в контрольном
или шунтовом режиме. Вследствие этого улучшаются условия обеспе-
чения шунтового и контрольного режимов и увеличивается предельная
длина рельсовой линии.
Кодовые рельсовые цепи переменного тока
частотой 25 Гц (рис. 3.17) применяют на перегонах. Питание
осуществляется от преобразователей частоты ПЧ-50/25 мощностью
100 В-А. Преобразователи получают питание от высоковольтной
линии племенного тока частотой 50 Гц. В качестве резервного пита-
ния могут бвпъ использованы источники тягового тока.
Импульсное реле устанавливают на входном конце рельсовой цепи
для того, чтобы кодирование осуществлялось навстречу поезду и обес-
печивалась работа АЛС. Для нормальной работы устройств АЛС не-
обходимо, чтобы при шунтировании входного конца рельсовой цепи
ток в рельсах был не менее 1,4 А.
В этих рельсовых цепях применяют дроссель-грансформаторы
типа ДТ-1-150, у которых через каждую полуобмотку может протекать
ток 150 А. Сердечник дросселя не имеет воздушного зазора, поэтому он
насыщается в аварийном режиме при большой асимметрии, например
в случае обрыва рельсовой нити. Вследствие низкого коэффициента
трансформации на дополнительной обмотке высокое напряжение не
индуцируется. Автоматический выключатель многократного действия
в этом случае отключает аппаратуру от дополнительной обмотки.
61
2ДТ-1-150 (п = 3)
ОРТ-А
ПХ220
РВНЩ-250
*0
Он
4
РШ
НТ п*9,15
25Г^К\ПЧ 50/25
4 100 8-А
1 qSOTi4o4 (г-3)
ДТ- 0,6-5000 (п=3)
0X220
2ДТ-1-150 (п-3)
Рис. 3.17. Схема кодовой рельсовой цепи переменного тока частотой 25 Гц
Защита путевого реле от влияния асимметрии тягового тока осу-
ществляется фильтром ФП-25. Его характеристическое сопротивление
равно сопротивлению путевого реле и составляет 200 Ом. При согласо-
вании входного сопротивления фильтра с низким волновым сопротив-
лением рельсовой линии коэффициент трансформации изолирующего
трансформатора равен 9,15. При этом входное сопротивление в конце
рельсовой линии равно приблизительно 0,26 Ом.
Рис. 3.18. Схема фазочувствигельной рельсовой цепи частотой 25 Гц
62
В качестве ограничителя на питающем конце применяют активное
сопротивление Ro = 200 Ом. Коэффициент трансформации изолирую-
щего трансформатора должен быть равен 9,15, чтобы получить требуе-
мое значение обратного входного сопротивления в начале рельсовой
линии.
Фазочувствительные рельсовые цепи часто-
той 25 Гц (рис. 3.18) применяют на станциях. Сопротивление кабеля
между изолирующим трансформатором ИТ и путевым реле П не долж-
но превышать 75 Ом. Сопротивление электрической цепи между транс-
форматорами ПТ и ИТ и рельсами должно быть соответственно 1 и
0,5 Ом. Резистор Лп обеспечивает необходимое значение сопротивле-
ния Z'bxh по условиям шунтового режима, а также ограничение мощ-
ности при шунтировании поездом питающего конца.
Выключатели АВМ предназначены для отключения приборов в
тех случаях, когда асимметрия тягового тока в рельсах превышает рас-
четное значение. Фактически АВМ1 срабатывают при токе, равном
примерно 40 А. Ток асимметрии меньшего значения замыкается через
внутреннее сопротивление источника питания или через защитный
блок ЗБ-ДСШ на релейном конце.
Срабатывание реле ДСШ-13 от тягового тока исключается, так как
оно не срабатывает уже в том случае, если частоты токов в его путевом
и местном элементах отличаются более чем на 5 Гц. Однако воздейст-
вие на путевой элемент тягового тока частотой 50 Гц вызывает некото-
рое дрожание сектора реле, вследствие чего ускоряется его механичес-
кий износ. Включение параллельно путевому элементу последователь-
ного контура с сопротивлением на резонансной частоте 50 Гц, равным
20 Ом, полностью исключает дрожание сектора реле ДСШ-13. На час-
тоте 25 Гц блок ЗБ-ДСШ имеет емкостное сопротивление, благодаря
чему компенсируется ицдуктивная составляющая сигнального тока.
Идеальные фазовые соотношения в рельсовой цепи обеспечивают-
ся благодаря питанию рельсовой цепи и местной обмотки путевого
реле от двух разных делителей частоты, фазы напряжений на выходе
которых сдвинуты друг относительно друга на угол 90°. Это достигает-
ся благодаря свойству делителя частоты, заключающемуся в том, что
фаза выходного напряжения частотой 25 Гц вдвое меньше фазы вход-
ного напряжения частотой 50 Гц. В частности, если на вход одного де-
лителя частоты подать напряжение частотой 50 Гц с нулевой фазой, т.е.
Ф *50 = 0, а на вход второго делителя — напряжение частотой 50 Гц в
противофазе, т.е. ф П5о = 180°, то на выходе делителей появятся напря-
жения с начальными фазами ф !25 = 0 и фИ25 = 90°. Первый делитель
используется для питания местных элементов, а второй — путевых.
Участки с автономной тягой. На перегонах применяют импульсные
рельсовые цепи постоянного тока (рис. 3.19). Питание осуществляется
от одного аккумулятора АБН-72, работающего в буферном режиме с
63
Рис. 3.19. Схема импульсной рельсовой цепи постоянного тока
выпрямителем ВАК-14А. При нормальном режиме в рельсовую линию
через контакт маятникового трансмиттера МТ-1 подаются импульсы
постоянного тока длительностью 0,24—0,3 с и периодом следования
0,52—0,63 с. Путевое реле поляризованного типа имеет сопротивление
обмотки 0,3 Ом, поэтому короткое замыкание изолирующих стыков
контролируется чередованием полярности тока в смежных рельсовых
цепях. Путевое реле устанавливают на выходном конце рельсовой
линии, чтобы исключить попадание кодовых сигналов АЛСН в его об-
мотку при освобождении блок-участка.
Импульсное путевое реле И воздействует на дешифратор импульс-
ной работы РД, на выходе которого включено реле П. Если реле И на-
ходится без тока, замыкая тыловой контакт, или непрерывно под
током, замыкая фронтовой контакт, реле П отпускает якорь и выдает
информацию о занятости рельсовой цепи.
При организации двустороннего движения по одному пути двух-
путной линии во время капитального ремонта другого пути кодирова-
ние может осуществляться также и с питающего конца. Ток АЛСН час-
тотой 50 Гц на входном конце должен быть не менее 1,2 А.
На станциях применяют рельсовые цепи с непрерывным питанием
постоянного и переменного тока.
Глава 4
СИСТЕМЫ ПУТЕВОЙ БЛОКИРОВКИ
4.1. Автоблокировка с импульсными рельсовыми
цепями постоянного тока
Система автоблокировки с импульсными рельсовыми цепями по-
стоянного тока относится к проводным и применяется только на участ-
ках с автономной тягой при ненадежном электроснабжении. Ее проек-
тирование ограничено, однако ею оборудовано 30 % протяженности
железнодорожных линий.
Основным элементом автоблокировки являются импульсные рель-
совые цепи постоянного тока. Показания попутных сигналов увязыва-
ются по линейным цепям, как правило, подвешенным на опорах высо-
ковольтно-сигнальной линии. На упрощенной схеме для нечетного
пути (рис. 4.1) состояние цепей автоблокировки и показания путевых
светофоров соответствуют указанному расположению поездов А и Б.
Каждый блок-участок перегона оборудуют импульсной рельсовой
цепью постоянного тока. Датчиком импульсов в рельсовой цепи явля-
ется маятниковый трансмиттер МТ (МТ-1). На приемном конце им-
пульсы постоянного тока воспринимает путевое реле И (ИМШ1-0,3),
воздействующее на дешифратор импульсной работы ДИР, на выходе
которого включено путевое реле П (АНШ2-700). Для передачи сиг-
нальной информации между сигнальными точками используют линей-
ное реле Л комбинированного типа КШ1-280.
Контакты сигнального реле С (АНШМ2-380), являющегося мед-
леннодействующим повторителем нейтрального якоря линейного реле
Л, используют в цепях управления светофором и трансмищерным реле
Т для исключения проблеска красного огня при смене показаний свето-
фора с желтого на зеленое. Трансмиттерное реле Т (ТШ-65В) кодирует
рельсовую цепь числовым кодом, передавая сигнальную информацию
локомотивным устройствам автоматической локомотивной сигнали-
зации при нахождении поезда на данной рельсовой цепи. Огневое реле
О (АОШ2-180/0,45) контролирует исправность нити горящей лампы и в
случае необходимости обеспечивает перенос огней. Огневое реле крас-
ного огня КО (НМШ2-900) непрерывно контролирует исправность
нити лампы красного огня для передачи информации о ее повреждении
по системе диспетчерского контроля.
3 3 а к 14Ь2
65
s
Рис. 4.1. Схема двухпутной автоблокировки постоянного тока
На двухпутных участках предусмотрена возможность организации
временного двустороннего движения по одному из путей перегона при
капитальном ремонте другого пути: в правильном направлении поезда
следуют обычным порядком (по сигналам автоблокировки и АЛС), а в
неправильном — только по сигналам АЛС. Границы блок-участков в
неправильном направлении определяют путевые светофоры автобло-
кировки, на мачтах которых для улучшения видимости устанавливают
указательные таблички с отражателями белого цвета. Прием на стан-
66
0 0. 1 з с-----------------УЛСН
*НШ5' Г>лсн
ISOO \^А __________________член
цию при движении в неправильном направлении осуществляется по до-
полнительному входному карликовому или мачтовому светофору с
левой стороны. Отправлять поезда по неправильному пути с неисправ-
ными устройствами автоматической локомотивной сигнализации за-
прещается. В этом случае переходят на телефонные средства связи и
поезд отправляют на свободный перегон. Следование в неправильном
направлении по сигналам АЛС разрешается при горящем зеленом огне
на локомотивном светофоре с установленной скоростью, при желтом
3* 67
Продолжение рис. 4.1.
огне — не более 50 км/ч, при желтом огне с красным — со скоростью до
20 км/ч и готовностью остановиться перед путевым светофором
встречного направления.
Для организации двустороннего движения на двухпутном перегоне
при строительстве автоблокировки выполняют все необходимые мон-
тажные работы, а при капитальном ремонте предусматривают допол-
нительные приборы и необходимые перемычки. Устройства автобло-
кировки переключаются с одного направления на другое с использова-
68
нием двухпроводной схемы смены направления движения. Для работы
этой схемы могут быть использованы провода двойного снижения на-
пряжения. При этом аппаратуру ЧДК от этих проводов отключают.
Кодирование рельсовых цепей кодами АДС для движения в непра-
вильном направлении выполняется с питающего конца, т.е. без разво-
рота рельсовых цепей в отличие от кодирования при однопутной авто-
блокировке.
Для переключения схем автоблокировки на двустороннее движение
необходимо в каждом релейном шкафу установить реле Н,ДТ пДКВ и
замонтировать на клеммной панели четыре специальные настроечные
перемычки. Две из них включают питание схемы реле ПН, а другие две
переключают провода ДСН, ОДСН в схему смены направления движе-
ния. На обмотку репе ДСН подается местное питание. При этом оно
остается под током, обеспечивая нормальный режим питания свето-
форных ламп.
Переключение цепей для действия схемы в зависимости от установ-
ленного направления движения осуществляют реле направления Н и
его повторитель ПН (см. рис. 4.1). Для управления движением в непра-
вильном направлении дежурный станции приема с помощью специаль-
ного ключа изменяет полярность тока в проводах ДСН. Получив пита-
ние током обратной полярности, реле Н переключают поляризованные
якоря и своими контактами 121-123 и 11-12 подают питание на обмотки
реле ПН. Контактами 51-52-53 реле ПН отключают лампы на светофо-
рах и включают питание реле О по вспомогательной цепи. Контактами
71-72-73 реле ПН размыкаются цепи питания реле Т и готовятся цепи
подключения обмоток дополнительных трансмиттерных реле ДТ к
контактам КПТШ. Контактами 11-12-13, 31-32-33, 21-22-23, 41-42-43
реле ПН переключают линейные цепи для действия схемы при движе-
нии поезда в неправильном направлении. При этом линейное реле Л на
сигнальной установке 3 получает питание из релейного шкафа свето-
фора 5 и контролирует свободность впереди лежащих блок-участков
5П и 7П. Если участки 5П и 777 свободны, на сигнальной точке 5 воз-
буждено реле С, в линейную цепь Л—ОЛ и на светофор 3 подается пи-
тание прямой полярности и готовится цепь питания реле ДТ в режиме
кода 3. При занятом участке 777 реле 77 и С в релейном шкафу светофо-
ра 5 обесточены, реле 77 светофора 3 получает питание током обратной
полярности и готовит кодирование рельсовой цепи ЗП кодом Ж. Если
участок 577 занят, в релейном шкафу светофора 3 релеИ,ПпП1 обес-
точены. Фронтовыми контактами 11-12 и 31-32 реле 777 размыкается
цепь питания реле 77. Затем обесточивается его повторитель реле С и
тыловым контактом 71-73 готовиг цепь кода ЮК.
Окончательное включение кодов АЛС при движении поезда в не-
правильном направлении обеспечивает кодово-включающее реле ДКВ,
обмотка которого включена последовательно с реле 77. Нормально в
цепи протекает ток, достаточный для работы линейного реле и недо-
69
Рис. 4.2. Схема релейного дешифратора
статочный для реле ДКВ. С вступлением поезда на участок ЗП на
сигнальной точке 1 обесточиваются реле И, П, Ш и ПИ Контактами
11-13, 31-33 реле Ш и 71-73 реле ПИ замыкается накоротко линейная
цепь, возрастает ток в обмотке реле ДАВ, и оно возбуждается. Фронто-
выми контактами 51-52, 71-72 реле ДКВ включается электродвигатель
кодового трансмиттера и замыкается цепь реле ДТ. Начинается коди-
рование рельсовой цепи ЗП соответствующим кодом. Для подачи ко-
дированного импульса в рельсовую цепь используется один общий ко-
довый трансформатор КТ, первичная обмотка которого при правиль-
ном направлении движения включается тыловым контактом реле П, а
при неправильном фронтовым контактом кодово-включающего реле.
После освобождения участка ЗП в интервале кода в релейном шкафу
светофора 1 возбуждается путевое реле и снимается шунт с линейной
цепи. На сигнальной точке 3 выключается реле ДКВ и прекращается
подача кодов АЛС в рельсовую цепь ЗП. Работа схем автоблокировки
при дальнейшем следовании поезда в неправильном направлении про-
исходит аналогично.
Наиболее ответственные функции в системе автоблокировки вы-
полняет дешифратор импульсной работы, на выходе которого включе-
но путевое реле П. Применяемая ранее в импульсных рельсовых цепях
схема конденсаторного дешифратора не обеспечивала безопасную ра-
боту системы автоблокировки в случае образования мостового кон-
такта импульсного реле И, т.е. одновременного замыкания фронтово-
го, тылового и общего контактов этого реле. При таком повреждении
путевое реле П оказывается под током при занятой рельсовой цепи.
Применяемый релейный дешифратор импульсной работы (рис. 4.2) со-
держит следующие реле: И1 (ИМШ1-170) — повторитель импульсного
реле; ПИ (АНШМ-620) и ПИ1 (АНШ2-520) — вспомогательные реле;
70
ПмШ (АНШ2-520) — основное путевое реле и его повторитель. При
занятой рельсовой цепи все реле обесточены.
После освобождения рельсовой цепи поездом от первого импульса
срабатывает реле И и создаются цепи возбуждения реле И1 и ПИ (с
проверкой обесточенного состояния ПИ Г). При дальнейшей импульс-
ной работе И реле ПИ получает питание через собственный контакт и
удерживает якорь притянутым благодаря замедлению на отпускание.
При напряжении батареи выше номинального значения (12 В) во время
первого импульса через тыловой контакт реле П успевает сработать
также реле ПИ1. При пониженном напряжении батареи реле ПИ1 сра-
батывает от второго импульса. Возбудившись, реле ПИ1 получает пи-
тание при импульсах кода по цепи самоблокировки, а также до момен-
та срабатывания реле П через тыловой контакт последнего.
Основное путевое реле П возбуждается в интервале кода (первом
или втором в зависимости от напряжения батареи) через тыловые кон-
такты реле И, И1 и фронтовые реле ПИ и ПИ1. При свободной рельсо-
вой цепи реле ПИ и ПИ] получают подпитку от каждого импульса, а
реле П получает питание в каждом интервале. Включенные в шунти-
рующие цепи реле диоды VD1, VD2 и VD3 создают замедление на от-
пускание, благодаря которому реле П удерживает якорь притянутым
на время каждого импульса, а реле ПИ и ПИ] — в течение каждого
интервала. Диоды защищают контакты реле И и И] от износа. Варис-
торы, включенные параллельно диодам, защищают их от разрушения
при перенапряжениях. Схема защищена от ложного возбуждения путе-
вого реле П при возможных повреждениях элементов, в частности мос-
тового замыкания контактов реле И и И1, а также в случае попадания
в рельсовую линию непрерывного постоянного сигнала, либо кодовых
импульсов частотой 50 Гц из соседней рельсовой цепи при коротком
замыкании изолирующих стыков.
4.2. Унифицированная самопроверяемая автоматическая
блокировка (УСАБ-М)
Унифицированная система автоблокировки разработана для при-
менения на электрифицированных и неэлектрифицированных линиях,
на однопутных и двухпутных участках. Предусмотрена возможность
организации двустороннего движения при капитальном ремонте одно-
го из путей двухпутного перегона. Для контроля состояния блок-участ-
ков в системе используются фазовые рельсовые цепи с непрерывным
питанием на частоте 25 Гц. При вступлении поезда на блок-участок
рельсовая цепь кодируется импульсами числового кода АЛС. Проход-
ные светофоры увязаны посредством двух пар линейных проводов Л—
ОЛ и О — ОИ, по которым передается информация о состоянии впере-
ди лежащих блок-участков и участков приближения.
71
Рис. 4.3. Схема рельсовых цепей и управления сигналами
На всей протяженности перегона используются еще три пары про-
водов: двойного снижения напряжения —ДСН — ОДСН, смены на-
правления — Н — ОН-, передачи в рельсовую цепь сигнального тока
частотой 25 Гц — 7777— ПМ. По проводам ДСН — ОДСН с использо-
ванием ЧДК передается также информация о работоспособности пере-
гонных устройств. Схемы выполнены на новых малогабаритных реле I
класса надежности РЭЛ, поляризованных реле ПЛ с активной памятью
и реле НМШ. На стыке двух смежных блок-участков располагаются
либо релейные (Р), либо питающие (77) концы первой и второй рельсо-
вых цепей. Соответственно на перегоне чередуются сигнальные уста-
новки типа Р/Р с установками типа 77/77. В релейном шкафу каждой
сигнальной точки расположена аппаратура двух смежных по стыку
концов рельсовых цепей (777,277в РШ П/П; 1Р, 2Рв РШ Р/Р). Соответ-
ственно в каждом релейном шкафу устанавливаются два комплекта
местных реле, имеющих номера 1 и 2 и одинаковые схемы включения
(например, 1ТП и 2ТН, 1Си2Си т.п.).
Унифицированная система по сравнению с существующей автобло-
кировкой обладает следующими эксплуатационно-техническими каче-
ствами: повышенным уровнем защищенности рельсовых цепей от
опасных влияний и от воздействия при сходе изолирующих стыков; со-
хранением запрещающего показания на светофоре, ограждающем
блок-участок, при потере шунта подвижной единицы; тестовой провер-
кой достоверности разрешающего показания на проходном светофоре,
осуществляемой в процессе движения поезда; наличием активного кон-
троля правильности функционирования основных схемных узлов и
элементов сигнальной установки при движении поезда.
При движении поезда изменение запрещающего показания сигнала
на разрешающее осуществляется с контролем дополнительных условий
того, что поезд занял следующий по ходу движения блок-участок, на
следующем проходном светофоре горит лампа красного огня; состоя-
ние основных реле сигнальной установки соответствует предусмотрен-
ному принципом действия схемы для данной поездной ситуации.
В релейном шкафу сигнальной установки Р/Р установлен блок ин-
дикации работы конкретных схемных узлов и элементов.
Схема рельсовой цепи. Для оборудования перегонов применяют
фазовые рельсовые цепи переменного тока с непрерывным питанием
на частоте 25 Гц, с путевым реле ДСШ-15 и наложением локомотивной
сигнализации числового кода (рис. 4.3). Для питания путевых и мест-
ных обмоток реле в сигнальных установках Р/Р используют два пара-
метрических преобразователя ПЧ 50/25 (выходы 7777, ПМ и МП, МО).
Соответствие фазовых соотношений на обмотках путевых реле при из-
менении фазы питания на выходе одного преобразователя частоты
обеспечивается релейным фазирующим устройством. Прямая фаза
контролируется возбужденным состоянием прямого фазоконтрольно-
го реле, а обратная фаза — возбужденным состоянием обратного фазо-
73
контрольного реле. Эти реле имеют прямые повторители, у которых
есть групповой прямой повторитель. В нормальных условиях фазо-
контрольные реле и их повторители находятся под током.
При шунтировании рельсовой цепи путевое реле (777, 277) обесто-
чивается, при снятии шунта встает под ток. Для обеспечения работы
локомотивной сигнализации в рельсовые цепи при вступлении пбезда
на соответствующий блок-участок подаются коды АЛС. Кодирование
включается контактом кодово-включающего реле (ГКВ, 2КВ). Код вы-
бирается контактами сигнальных и линейных реле. Кодирование пре-
кращается после освобождения рельсовой цепи. Для обеспечения коди-
рования используют кодовый путевой трансмиттер КПТШ, кодовый
трансформатор (на рис. 4.3 не показан), трансмиттерное реле ТШ65В.
Для продления срока службы контактов трансмиттерного реле комму-
тация кодовых посылок осуществляется бесконтактным коммутато-
ром тока.
Тесювая проверка рабо>ы ну 1 свою реле. Автоматическая тестовая
проверка состояния путевого реле осуществляется при проходе поез-
дом сигнальных точек для обеспечения более жестких требований без-
опасности. В этом случае принудительно снижается до расчетного зна-
чения напряжение питания в рельсовой цепи соответствующего блок-
участка; путевое реле должно надежно обесточиться, если его якорь не
удерживается притянутым из-за постороннего воздействия. Если якорь
реле при тестовой проверке не отпускается, то соответствующий про-
ходной светофор перекрывается. Замедление на отпускание якоря сиг-
нального реле несоизмеримо больше времени прохождения тестовой
проверки. Поэтому в нормальных условиях не изменяется разрешаю-
щее показание на светофоре.
При отсутствии поездов на перегоне реле тестовой проверки 1ТП,
1ТП1 (2ТП, 2ТП1 на рис. 4.4 не показаны) находятся под током по цепи
самоблокировки (рис. 4.4). С вступлением поезда на участок приближе-
ния обесточивается линейное известительное реле 1ЛИ и его медленно-
действующие повторители 1ЛИ1 и 1ЛИ2. Из-за неодновременного
размыкания фронтового контакта 71-72 1ЛИ1 и замыкания тылового
61-63 1ЛИ2 в цепи питания реле 1ТП и 7 7777 тестовые реле кратковре-
менно теряют питание и отпускают якоря. Своими фронтовыми кон-
тактами 41-42 они снимают шунт с дополнительного резистора R2 в
цепи питания рельсовой цепи (см. рис. 4.3). Напряжение питания реле
ШР снижается до расчетного значения.
При отсутствии подпитки от постороннего источника и механичес-
ких повреждений якоря путевое реле обесточивается и выключает свой
повторитель 7777. Через тыловой контакт 31-33 1П1 восстанавливается
цепь питания реле 1ТП и 1ТП1 (см. рис. 4.4). Возбудившись, эти реле
своими фронтовыми контактами 41-42 шунтируют резистор R2 в схеме
рельсовой цепи (см. рис. 4.3). Путевое реле 777 и его повторитель 7777
встают под ток. Фронтовым кошактом 41-42 1П1 восстанавливается
74
ten ijihi co input гкз
tc
Рис. 4.4. Схемы местных реле сигнальной установки Р/Р
цепь шпация сигнального реле 1С, управляющего огнями проходного
светофора (см. рис. 4.4). Проходной светофор сохраняет свое разре-
шающее показание.
Если при снижении напряжения питания в рельсовой цепи до рас-
четного значения путевое реле не отпускает якорь, тестовые реле 7777 и
1ТП1 не возбуждаются, сигнальное реле 1С, выдержав замедление, от-
пускает свой якорь. Разрешающее показание на светофоре сменяется на
запрещающее. Аналогично осуществляется тестовая проверка работы
путевого реле освобождаемой поездом рельсовой цепи. В этом случае
тестовые реле кратковременно теряют питание из-за небдновременно-
го размыкания тылового контакта 21-23 1СЗ и замыкания фронтового
контакта 21-22 реле 1С4.
Контроль занятости рельсовой цепи поездом. Такой контроль осу-
ществляется реле 1КЗ, 1К31 (2 КЗ, 2КЗТ) (см. рис. 4.4). Эти реле встают
под ток при освобождении рельсовой цепи (замкнут фронтовой кон-
такт 51-52 1171) с контролем вступления на следующую по ходу движе-
ния поезда рельсовую цепь (замкнут фронтовой контакт 51-52 реле
1АВ). Нормально реле контроля занятости находятся подтоком, полу-
чая питание по цепи самоблокировки с контролем свободности перво-
го участка приближения фронтовым контактом 41-42 реле 1ЛИ1. При
ложной занятости рельсовой цепи и свободном участке приближения
75
СтЛп^ ff]
СНП
9П
ip го
7П
гп I in
5П
ip j гр
зп гп /77
/ *
у
5!
*
5
*1
он
л
1ЛИП
п~^^1~ц
' 1ЛИ
юг гсз
i*'
11
11
лпг юз гсг | и
з—«з/
2t\
/ЛИП
лпг 1лит 1лич
i—jr77
лиг
31
И
1ЛИП
лпг /со гсг
2-ГзГЗ—з~г7
лпг
ПЛ ЗУ
2700/4500
лт 1сз
лпг t8t
ЛП1
ол 1сг гсз лт
11 01 .СО ЛП1
гП—
гли/
п гли и
/лит
\п глинах t
глиг
П 1ЛИ1 s~x 11
РЭЛ1М
600
гсг
он
3!
________\л
глип ;
СО ЛМ1
•он гл из глипг лт
71
гли
1ЛИ1
П 1ЛИ ^х
1ЛИП1
П 1ЛИП О и
1ЛИП2
П 1ЛИП1 ^х п
1ЛИ2
П 1ЛИ1 s-х
Рис. 4.5. Схемы линейных реле
п /ли
н
1ЛИ,Д1ЛИ
п
лт тит 1лиз
г лич /липглт-
3!
31
5!
/лит п
П 1ЛИП ?
1ЛИ
лт /сз гсг
он
ои\
и
J 5' 71 л
глип
гли п ол /
~^^—\гли п дгли^-х~ глит 1 51
юг
6!
1СЗ ЛП1
'“~^С0 ЛМ1 глип
1сз лт гли
I СО Л П1 гП-*
п
л
ол
1ЛИ1 п_
^x Д1ЛИ -- _ ,
' ' - яншпг
3io глипг
П ЗЛИЛ! z-ч п •
лэлт^я'
ПоГ’мг ,пи
М f*\ 1ЛИ
1ЛИЗ
и~Х 1ЛИ2
РЭЛ1П
соо глш I
дгли п ।
глиг
j п гли о. и
; „ J глит
\п глип^х п
1ЛИ!
П 1ЛИ
7ЛИП1
П 1ЛИПтх !
лишпг^
310 1ЛИЧ
I п и~х ijjhi
РЗЛ1МI
гли /^\£D i
глиг
1/7 1ЛИ1 Л~\ 71
7ЛИП2
П 1ЛИП1<Х М
глиг
Чг /7
глиз глиг
и~Х Н
1лиг
П 1ЛИ1и~х/1
t Чр' лншт I
—7in~
гли! ,~х 1лиз J u п
реле 1КЗ и 1К31 остаются под током по цепи самоблокировки. При
движении поезда вначале занимается рельсовая цепь первого участка
приближения (обесточивается реле 1ЛИ1), а затем рассматриваемая
рельсовая цепь (обесточиваются реле 1П1,1С, 1С4). В этом случае реле
1КЗ и 1К31 отпускают якоря, фиксируя занятость рельсовой цепи поез-
дом.
Построение схем унифицированной автоблокировки позволяет
осуществлять фиксацию освобождения данной рельсовой цепи с кон-
тролем вступления поезда на следующий по ходу движения блок-учас-
ток. Это дополнительное техническое решение дает возможность: ис-
ключить появление разрешающего показания на ограждающем свето-
форе при кратковременной или полной потере шунта подвижной
единицей, находящейся в пределах одного блок-участка; исключить не-
правильную работу схемы смены направления при потере шунта; ис-
ключить сбои в работе схем извещения о приближении поезда к стан-
ции; обеспечить по мере прохождения каждого поезда, автоматический
активный контроль правильности функционирования основных схем и
элементов сигнальной установки.
Контроль вступления поезда на следующую по ходу его движения
рельсовую цепь. Такой контроль обеспечивается схемой включения
реле 1АВ (2АВ) (см. рис. 4.4). В нормальном состоянии реле 1АВ нахо-
дится без тока и возбуждается с вступлением поезда на следующую по
ходу движения рельсовую цепь (замкнут тыловой контакт 81-83 реле
2КЗ). При этом замкнутым фронтовым контактом 51-52 повторителя
огневого реле СО проверяется включение лампы красного огня на пре-
следуемом проходном светофоре. Возбудившись, реле 1АВ самоблоки-
руется и находится под током до полного освобождения данной рель-
совой цепи и срабатывания реле первой сигнальной группы (1СЗ). Ос-
тальные цепи включения реле 1А В предназначены для восстановления
его нормальной работы при нарушениях, вызванных выполнением
работ и переключением электроэнергии или при движении по перегону
хозяйственного поезда.
Схема линейных реле (рис. 4.5). В процессе движения поезда по
перегону изменяется состояние реле схем сигнальных установок. В уни-
фицированной автоблокировке эти схемы связаны между собой по ли-
нейным цепям.
В сигнальных установках Р/Р линейное реле прямой полярности
1ЛИП, обеспечивающее контроль состояния третьего участка прибли-
жения, и линейное реле нейтрального типа 1ЛИ, обеспечивающее кон-
троль состояния второго участка приближения, включаются в линей-
ную цепь И — ОИ. Реле 2ЛИП и 2ЛИ предназначены соответственно
для контроля третьего и второго участков удаления и включаются в ли-
нейную цепь Л — ОЛ. В сигнальных установках П/П линейные реле
прямой полярности (1ЛИП, 2ЛИП) контролируют состояние второго
участка, а линейные реле нейтрального типа (1ЛИ, 2ЛИ) — первого
77
участка. При свободном перегоне на всех сигнальных точках линейные
реле находятся под током. При дальнейшем рассмотрении работы
схемы используются рис. 4.3 — 4.5.
После установления маршрута отправления со станции А в линей-
ной цепи извещения меняется полярность питания. Поэтому на сиг-
нальной точке 7 обесточиваются реле 1ЛИП и его медленнодействую-
щие повторители 1ЛИП1 и 1ЛИП2. Из-за неодновременное™ размы-
кания фронтового контакта 1ЛИП1 и замыкания тылового контакта
1ЛИП2 обесточиваются реле 1ТП и 1ТПГ, проводится тестовая про-
верка работы путевого реле первого участка удаления (9Z7). В том слу-
чае, если при снижении напряжения питания в рельсовой цепи, путе-
вое реле не отпускает якорь, то это состояние фиксируется как опас-
ное. Реле 1ТП и 1ТП1 остаются в обесточенном состоянии и своими
фронтовыми контактами размыкают цепь питания сигнального реле
1С (см. рис. 4.4). Выдержав замедление на отпускание, обесточиваются
все реле первой сигнальной группы. В этом случае открытие выход-
ного светофора на станции А исключается.
После выхода поезда в горловину станции А выключается питание
линейной цепи извещения И —ОИ (см. рис. 4.5). В результате этого в
релейном шкафу сигнальной точки 7 опускают якоря реле 1ЛИ и его
повторители 1ЛИ1 и 1ЛИ2. Из-за неодновременности размыкания
фронтового и замыкания тылового контактов этих реле кратковремен-
но выключается питание реле 7777 и ТП1 (см. рис. 4.4) и проводится
тестовая проверка работы путевого реле второго участка удаления
(777). В случае фиксирования опасного состояния все реле первой сиг-
нальной группы обесточиваются, на светофоре 7 включается запре-
щающий сигнал.
При вступлении поезда на первый участок удаления (977) в релей-
ном шкафу сигнальной установки 7 обесточиваются путевое реле 777,
его повторитель 7777 и реле первой сигнальной группы 1С, 1С1, 1С2,
1СЗ, 1С4 и реле 1КЗ и 1К31. Тыловым контактом 11-13 реле 1КЗ замы-
кается цепь кодово-включающего реле ИОВ, и начинается кодирование
рельсовой цепи 9П с релейного конца. Разомкнутые фронтовые кон-
такты 51-52 реле 1КЗ и 1К31 дополнительно включают сигнальное реле
1С, фиксируя состояние занятости участка поездом. Восстановление
работы схемы первого участка удаления возможно только при усло-
вии, если поезд, освободив участок 9П, находится на участке 717 и ог-
ражден запрещающим показанием светофора 7. При замыкании кон-
тактов 31-33 и 81-83 реле 1СЗ меняется полярность питания в линейной
цепи извещения И — ОИ на сигнальной установке 5 (см. рис. 4.5). В ре-
лейном шкафу светофора 5 обесточиваются реле 1ЛИП и его повтори-
тели. Тыловыми контактами 31-33 и 51-53 1ЛИП1 включается питание
обратной полярности в линейную цепь извещения И — ОИ на сигналь-
ной установке 3. В релейном шкафу светофора 3 обесточиваются реле
1ЛИП и его повторители. Таким образом обеспечивается контроль
78
вступления поезда на второй участок приближения к светофору 5 и на
третий участок приближения к светофору 3. Фронтовыми контактами
41-42 и 51-52 реле 1С2 размыкается линейная цепь Л — ОЛ и передается
извещение о выходе поезда на первый участок удаления от станции А.
После освобождения маршрута отправления в линейную цепь
И— ОИ подается питание прямой полярности. В релейном шкафу све-
тофора 7 встают под ток реле 1ЛИП, 1ЛИ и их повторители 1ЛИП1,
1ЛИ1, 1ЛИ2.
После вступления поезда на второй участок удаления от станции
(777) в релейном шкафу светофора 7 обесточиваются путевое реле 277,
его повторитель 2777 и реле второй сигнальной группы 2С, 2С1, 2С2,
2СЗ, 2С4 и реле 2КЗ, 2К31. На светофоре 7 (аналогично светофору 5)
включается лампа красного огня, контактами 11-13 и 61-63 реле 2СЗ
переключаются выводы источника питания в цепи извещения на стан-
цию — Л — ОЛ. Разомкнутыми фронтовыми контактами 21-22 и 31-32
реле 2С2 выключается питание линейной цепи извещения 77 ОИ на сиг-
нальной установке 5. В релейном шкафу сигнала 5 (см. рис 4.5) обесто-
чиваются реле 1ЛИ и его повторители Д1ЛИ, 1ЛИ1, 1ЛИ2, 1ЛИЗ,
1ЛИ4. Прекращается подача питания в цепи извещения на сигнальной
установке 3. В релейном шкафу сигнальной установки 3 обесточивают-
ся реле ЗЛИ и все его повторители. Таким образом фиксируется заня-
тие поездом первого участка приближения к светофору 5 и второго
участка приближения к светофору 3. Из-за неодновременное™ размы-
кания и замыкания контактов реле 1ЛИ1 и 1ЛИ2 на сигнальной уста-
новке 3 включается схема тестовой проверки работы путевого реле
рельсовой цепи 577.
В случае фиксирования опасного состояния на светофоре 5 включа-
ется запрещающий сигнал. В релейном шкафу замыкается цепь пита-
ния кодово-включающего реле 2КВ, и в рельсовую цепь 777 посылают-
ся коды АЛС, соответствующие показанию сигнала 5. Тыловым кон-
тактом 81-83 реле 2КЗ в релейном шкафу сигнала 7 включается питание
реле 1АВ. Так фиксируется занятое поездом рельсовой цепи, ограждае-
мой светофором 7, и готовится цепь включения реле 1КЗ и 1К31 (см.
рис. 4.4). Восстановление работы схемы участка 777 при обесточенных
реле 2КЗ и 2К31 возможно только при занятии поездом следующей по
ходу движения рельсовой цепи 577.
После освобождения поездом первого участка удаления (977) в ре-
лейном шкафу светофора 7 возбуждаются путевое реле 777 и его повто-
ритель 7777. Через фронтовой контакт 51-52 реле 7777 с контролем воз-
бужденного состояния реле 1АВ (замкнутконтакт 51 -52 1АВ) получают
п тание реле 1КЗ и 1К31. Замкнутые фронтовые контакты 51-52 реле
1К31Л1К31 создают цепь питания реле 7С. Далее возбуждаются осталь-
ные реле первой сигнальной группы 7Cl, 1С2, 1СЗ, 1С4.
Из-за неодновременное™ размыкания тылового контакта 21-23
реле 1СЗ и замыкания фронтового контакта 21-23 реле 1С4 кратковре-
79
менно размыкается цепь питания реле 1ТП и 1ТП1. Эти реле, обесточи-
ваясь, включают тестовую проверку работы путевого реле участка 977.
В случае фиксирования опасного состояния обесточатся все реле сиг-
нальной группы, и на выходном светофоре станции А включается за-
прещающее показание. При нормальной работе рельсовой цепи в слу-
чае замыкания контактов 41-42 и 51-52 реле 1С2, по проводам Л — ОЛ
на станцию поступает извещение об освобождении поездом первого
участка удаления.
С вступлением поезда на участок 577 в релейном шкафу светофора
3 обесточатся путевое реле 777, его повторитель 7777 и реле первой сиг-
нальной группы 1С, 1С1, 1С2. 1СЗ, 1С4. Фронтовыми контактам'; Л7-
42 и 51-52 реле 1С2 выключается питание в линейной цепи Л — ОЛ, и на
сигнальной точке 5 обесточиваются реле 2ЛИП, 2ЛИ и их повторители
2ЛИП1, 2ЛИП2.Д2ЛИ, 2ЛИ1, 2ЛИ2, 2ЛИЗ, 2ЛИ4 (см. рис. 4.5). Обесто-
чившись, реле 2ЛИЗ выключает на светофоре 5 разрешающее показа-
ние и включает запрещающее (см. рис. 4.3). Тыловыми контактами
31-33 и 51-53 реле 2ЛИП2 готовится питание обратной полярности в
цепи Л — ОЛ на сигнальной точке 7. В релейном шкафу светофора 7
фиксируется занятие поездом участка 577 и ограждение его запрещаю-
щим показанием сигнала 5. Из-за неодновременности переключения
контактов сигнального реле и его повторителя в релейном шкафу 3
обесточиваются реле 2ТП и 2ТП1 и включают тестовую проверку ра-
боты путевого реле рельсовой цепи ЗП.
В случае фиксирования опасного состояния обесточиваются все
реле второй сигнальной группы, и на светофоре 3 включается запре-
щающее показание. В схеме сигнальной установки 3 тыловыми контак-
тами 31-33 и 81-83 реле 1СЗь линейную цепь извещения И— ОИ на сиг-
нальной точке 7 включается ток питания обратной полярности.
Таким образом осуществляется извещение о приближении поезда
за два блок-участка. При размыкании фронтовых контактов 51-52 реле
1С и 1С4 обесточиваются реле 1КЗ и 1К31 (см. рис. 4.4). Тыловым кон-
тактом реле 1КЗ включается реле 1КВ и начинается кодирование рель-
совой цепи 577.
После освобождения поездом участка 777 в релейном шкафу свето-
фора 7 возбуждаются путевое реле 277 и его повторитель 2777. Через
фронтовой контакт реле 2П1 с контролем замкнутого фронтового кон-
такта 2АВ встают под ток реле 2КЗ и 2К31. Это приводит к возбужде-
нию реле второй сигнальной группы 2С, 2С1, 2С2, 2СЗ и 2С4- На свето-
форе 7 контактом 11-12 реле 2С4 включается лампа желтого огня.
Фронтовыми контактами 11-12 и 61-62 реле 2СЗ включается ток пря-
мой полярности в цепь Л —ОЛ на станции А. Из-за неодновременности
переключения контактов реле 2СЗ и 2С4 успевают обесточиться реле
2777 и 2ТП1. При этом включается тестовая проверка работы путевого
реле рельсовой цепи 777. В случае фиксирования опасного состояния
80
обесточиваются все реле второй сигнальной группы, и на светофоре 7
включается запрещающее показание.
Контактами 21-22 и 31-32 реле 2С2 включается питание прямой по-
лярности в линейную цепь И — ОИ извещения на сигнальную точку 5
(см. рис. 4.5). В этом релейном шкафу срабатывают реле 1ЛИП, 1ЛИ и
их повторители, затем — реле 1ЛИП и 1ЛИ на сигнальной точке 3.
При вступлении поезда на участок ЗПв релейном шкафу светофора
3 обесточиваются путевое реле 2П, его повторитель 2П1 и реле второй
сигнальной группы 2С, 2С1, 2С2, 2СЗ, 2С4. На светофоре 3 включается
лампа красного огня. Фронтовыми контактами 21-22 и 31-32 реле 2С2
выключается питание в линейной цепи извещения И — ОИ. Таким об-
разом передается информация о вступлении поезда на первый участок
приближения к сигнальной точке 1. В релейном шкафу светофора 3
обесточиваются реле 2 КЗ и 26131 (на рис. 4.3 — 4.5 не показаны), чем
фиксируется занятость поездом рельсовой цепи ЗП. Тыловым контак-
том реле 2КЗ включается реле 2КВ, и начинается кодирование рельсо-
вой цепи ЗП; встает под ток реле 1А В. Тыловыми контактами 11-13 и
61-63 реле 2СЗ готовится подача тока обратной полярности в линей-
ную цепь Л — ОЛ на сигнальную точку 5.
После освобождения поездом участка 5П в релейном шкафу свето-
фора 3 возбуждаются путевое реле 1П и его повторитель 1П1 (см. рис.
4.3). Через фронтовой контакт реле 1П1 с контролем занятия поездом
участка ЗП и включения на светофоре 3 красного огня (реле 1АВ под
током) возбуждаются реле 1КЗ и 1К31 (см. рис. 4.4). Фронтовыми кон-
тактами этих реле включается питание реле 1С. После возбуждения
реле 1С встают под ток повторители 1С1, 1С2, 1СЗ, 1С4. Из-за неодно-
временности переключения контактов реле 1СЗ и 1С4 кратковременно
размыкается цепь питания реле 1ТП и 1ТП1. Эти реле обесточиваются
и включают тестовую проверку путевого реле рельсовой цепи 577. В
случае фиксирования опасного состояния обесточиваются все реле пер-
вой сигнальной группы, и на светофоре 5 включается запрещающее по-
казание. При нормальной работе схемы фронтовыми контактами 41-42
и 51-52 реле 1С2 в линейную цепь Л— ОЛ в сигнальную установку 5
подается питание обратной полярности. В релейном шкафу светофора
5 встают под ток реле 2ЛИ и его повторители. На светофоре 5 включа-
ется лампа желтого огня. Контактами 31-32 2ЛИ4 и 71-72 2ЛИЗ в ли-
нейную цепь Л— ОЛ на сигнальную точку 7 подается питание. В релей-
ном шкафулигнальной точки 7 возбуждается реле 2ЛИ, и на светофоре
7 включается лампа зеленого огня.
При дальнейшем движении поезда по перегону схемы усовершенст-
вованной автоблокировки работают аналогично рассмотренным. В
зоне подхода к станции осуществляется схемная увязка автоблокиров-
ки с устройствами электрической централизации.
В схеме управления огнями проходного светофора предусмотрено
резервирование нитей лампы разрешающих и запрещающего огней
81
(см. рис. 4.3). Исправность каждой нити запрещающего огня контроли-
руется двухобмоточным огневым реле в двух состояниях: холодном
(лампа не сигнализирует) через последовательно включенные высоко-
омную 4-83 и низкоомную 1-2 обмотки реле КО и РКО\ горячем (горит
красный огонь) через низкоомные обмотки 1-2 реле КО и РКО. В слу-
чае перегорания основной нити реле КО обесточивается и через его ты-
ловой контакт и обмотку реле РКО включается резервная нить. При
перегорании обеих нитей запрещающего огня обесточиваются реле
КО, РКО и их повторитель СО. Фронтовыми контактами 11-12, 21-22
реле СО обрывается питание током обратной полярности линейной
цепи Л— ОЛ (см. рис. 4.5), и красный огонь переносится на предшест-
вующий светофор.
Исправность нитей ламп разрешающих огней контролируется ог-
невым реле 01 (см. рис. 4.3). При перегорании основной нити реле 01
обесточивается и своим тыловым контактом 41-43 включает резервную
нить.
На предвходных светофорах предусмотрен контроль правильности
работы приборов мигания. В схемах усовершенствованной автоблоки-
ровки обеспечивается переключение светофоров на режим пониженно-
го напряжения питания, осуществляемое с использованием реле ДСН.
Для переключения аппаратуры на однопутных участках и при ор-
ганизации двустороннего движения на двухпутных участках использу-
ется двухпроводная схема смены направления. Разработаны схемы для
автоматического извещения о приближении поезда к переезду в уста-
новленном и неустановленном направлениях движения, а также схемы
управления переездными устройствами с автошлагбаумами.
При выполнении ремонтных и профилактических работ на участ-
ках, оборудованных УСАБ, возможно нарушение алгоритма, заложен-
ного в схемные зависимости. Поэтому в системе дополнительно пред-
усмотрены технические решения, которые позволяют восстановить
нормальную работу схемы сигнальной установки независимо от поезд-
ной ситуации.
4.3. Числовая кодовая автоблокировка
переменного тока
Числовую кодовую автоблокировку проектируют при всех видах
тяги поездов. При электрической тяге постоянного тока используют
рельсовые цепи, работающие на сигнальной частоте 50 Гц, при элект-
рической тяге переменного тока — на сигнальной частоте 25 Гц, а при
автономной тяге возможно применение частоты 50 или 25 Гц. В осталь-
ном схемы автоблокировки идентичны.
Числовая кодовая автоблокировка — беспроводная. Информация
между сигнальными точками передается по рельсовым нитям кодовы-
82
ми сигналами КЖ, Ж, 3 с числовыми признаками. Этими же кодовыми
сигналами на локомотив транслируется информация о показании впе-
реди стоящего светофора. При свободном состоянии блок-участка ко-
довые сигналы воспринимают импульсные путевые реле, а при вступ-
лении на блок-участок поезда локомотивные катушки. Кодовые сиг-
налы посылаются всегда навстречу поезду.
В упрощенной принципиальной схеме числовой кодовой автобло-
кировки с сигнальной частотой 25 Гц для проходных светофоров 5, 7и
9 нечетного пути двухпутного перегона (рис. 4.6) питание рельсовых
цепей осуществляется от преобразователя ПЧ-50/25 (ПЧ.ДПЧ). От ме-
шающего действия тягового тока и его гармонических составляющих
путевое реле защищено электрическим фильтром ФП-25(Ф). Кодовые
сигналы посылаются в рельсовую цепь в результате замыкания контак-
та трансмиттерного реле Т(ДТ). Для уменьшения новообразования на
контактах реле Т и настройки рельсовой цепи на питающем конце
включают конденсаторы и резисторы.
Состояние цепей и показание путевых светофоров на схеме соответ-
ствуют расположению поезда на рельсовой цепи 5П. На каждой сиг-
нальной точке непрерывно работают кодовые путевые трансмиттеры
КПТШ, вырабатывая числовые коды, необходимые для работы авто-
блокировки и АЛС. При нахождении поезда на рельсовой цепи 577 им-
пульсное путевое реле на сигнальной установке 5 зашунтировано ска-
тами поезда и не работает в кодовом режиме. Сигнальные реле Ж и 3 на
выходе дешифраторной ячейки обесточены, и на светофоре 5 по цепи,
проходящей через тыловой контакт реле Ж и низкоомную обмотку ог-
невого реле О (АОШ2-180/0,45) получает питание красная лампа. Реле
О контролирует целостность нити красного огня. Если она исправна,
то через тыловой контакт реле Ж и фронтовой контакт реле О к кон-
тактам КЖ кодового путевого трансмиттера подключается обмотка
трансмиттерного реле Т, коммутирующего контактом питающий
конец рельсовой цепи 777. При этом в рельсовую цепь 777 подаются ко-
довые импульсы красно-желтого огня. Если при указанной поездной
ситуации красная лампа на светофоре 5 неисправна, то цепь репе Тра-
зомкнута, и в рельсовую цепь 777 импульсы не подаются. В этом случае
красный огонь переносится на предыдущий по ходу поезда светофор 7.
Перегорание ламп при разрешающих показаниях светофора (жел-
тый или зеленый) не приводит к изменениям в кодировании и, следова-
тельно, переноса огней не происходит. При приеме импульсным путе-
вым реле И на сигнальной точке 7 кодового импульса КЖ на выходе
дешифраторной ячейки ДА возбуждается сигнальное реле Ж. На свето-
форе 7 загорается желтый огонь, а трансмиттерное реле Т, подключен-
ное к контактам Ж трансмиттера КПТШ, обеспечивает подачу в рель-
совую цепь 9П кодового импульса желтого огня. Реле О сигнальной
точки 7 включается высокоомной обмоткой через фронтовой контакт
реле Ж последовательно с нитью лампы красного огня, контролируя ее
83
Рис. 4.6. Схема числовой кодовой автоблокировки
исправность в холодном состоянии. В случае ее обрыва информация об
этом передается на ближайшую станцию посредством устройств дис-
петчерского контроля. Импульсные посылки кода Ж воспринимает пу-
тевое реле И на сигнальной точке 9. На выходе дешифраторной ячейки
возбуждаются сигнальные реле Ж и 3, в рельсовую цепь 11П контакта-
ми трансмиттерного реле Т подается кодовый импульс зеленого огня.
84
Огневое реле О на сигнальной точке 9 контролирует в холодном состо-
янии целостность нити лампы красного огня. На следующей сигналь-
ной точке 11 (на рис. 4.6 не показана) импульсы кода 3 принимаются
так же, как и импульсы кода Ж, т.е. на светофоре загорается зеленый
огонь. При нахождении поезда на любой из рассматриваемых рельсо-
вых цепей кодовые импульсы принимают локомотивные катушки.
85
пдт
; ОН
\ДСН
|/7х far
НП7 ПН Ж
нптш
ДА
пч
НШ1
~аГ
нмпшг пдт
чоо
нмш
ИП 750
ИП! ПН
РШ сВетофо-
pa s
дм
м---
доч
|/7Л ]ох
лншг
7600
имею
170
ДП ИП1 пн
ИП1
ОИ
ПДТ
ТШ-65В
ТШ-65В
СВетофор 5
с хи
ДСН
мех
лошг ।
7 30/0,4 5'
лншнг
760
одсн
и
Продолжение рис. 4.6.
дсн
ЯНШ5
7600
Н*.
ип
ННШ717
360
71
нмшг
900
пн
схго
ИП1
и
Коды зеленого и желтого огней различаются локомотивным приемни-
ком, зажигая на локомотивном светофоре соответственно желтый и зе-
леный огни. Реле двойного снижения напряжения ДСН, обмотки кото-
рых включены на каждой сигнальной точке параллельно в пределах
перегона в ядтьДСН — ОДСН, определяют яркость горения огней све-
тофора. На соответствующий режим работы лампы переключает де-
журный по станции или диспетчер.
86
РасшифровываниекодовыхкомбинацийКЖ, ЖпЗ осуществляется
дешифраторной ячейкой ДА. Конструктивно ячейка выполнена в виде
трех блоков: ЕС — блока счетчиков, БИ— блока исключения и БК—
блока конденсаторов. Схема дешифратора должна решать следующие
основные задачи: обеспечение декодирования кодовых комбинаций;
исключение появления более разрешающего огня на путевом светофо-
ре при коротком замыкании изолирующих стыков; исключение появ-
ления разрешающего огня при отказах элементов схемы. Основными
элементами ячейки являются (рис. 4.7, а): реле-счетчик 1, регистрирую-
щий прием первого импульса любого кодового сигнала; реле-счетчик
1А, фиксирующий первый интервал; вспомогательное реле В и повто-
ритель трансмиттерного реле ПТ (на рис. 4.7 не показаны), исключаю-
щие возможность включения более разрешающих показаний на свето-
форе при коротком замыкании изолирующих стыков. Питание ячейки
постоянным током осуществляется от выпрямителя.
Сигнал расшифровывается подсчетом числа импульсов в кодовом
цикле. Для этого используются реле-счетчики 1 и 1А. При приеме пер-
вого импульса возбуждается реле И и фронтовым контактом создает
цепь питания реле-счетчика 7. Тыловым контактом реле-счетчика 1А в
этой цепи проверяется его исходное обесточенное состояние. Во время
замедления на срабатывание счетчика 7 (0,15 с) создается цепь для заря-
да конденсатора С1. Включением тылового контакта трансмиттерного
реле смежной рельсовой цепи Т(см) в схему заряда конденсатора С1
проверяется то, что импульс поступил от источника питания собствен-
ной рельсовой цепи. Таким образом, в дешифраторе фиксируется вы-
полнение следующих условий: свободность собственной рельсовой
цепи; отсутствие короткого замыкания изолирующего стыка; обесто-
ченное состояние реле-счетчиков.
После окончания первого импульса реле И обесточивается. Через
его тыловой контакт и фронтовой контакт реле-счетчика 7 получает
питание реле-счетчик 1А, которое срабатывает и самоблокируется.
Реле-счетчики 7 и 1А имеют замедление на отпускание якоря, большее
длительности малого интервала между импульсами и меньшее д литель-
ности большого интервала между циклами. Поэтому в интервале
между кодовыми циклами счетная схема возвращается в исходное со-
стояние.
При приеме второго импульса снова притягивает якорь реле И.
При этом образуются цепи из замкнутых фронтовых контактов реле И,
1 и 1А. Те же процессы происходят и при приеме третьего импульса в
кодовой комбинации.
При расшифровывании кодового сигнала КЖ на выходе дешифра-
тора возбуждается одно, реле Ж, а при расшифровывании кодовых сиг-
налов Ж и 3 — дра реле Ж и 3 (рис. 4.7, б, в). Кодовый сигнал КЖ пред-
ставляет собой один импульс и большой интервал в кодовом цикле. С
момента возбуждения реле-счетчика 7 размыкается цепь заряда кон-
87
Рис. 4.7. Схема дешифратора кодов и диаграммы его работы
денсатора С1 и начинается его разряд на обмотку реле Ж и конденса-
тор С2. Реле Ж возбуждается, а конденсатор С2 заряжается, обеспечи-
вая питание реле Ж в большом интервале. При приеме последующих
циклов кода схема работает аналогично. Через фронтовой контакт
реле Ж и тыловой 3 на светофоре включается лампа желтого огня, а
88
обмотка реле Т(см) подключается к конгакту Ж кодового путевого
трансмиттера.
В смежную рельсовую цепь подаются кодовые сигналы желтого
огня (два импульса в кодовом цикле, разделенные коротким интерва-
лом). При приеме первого импульса дешифратор работает так же, как
и при приеме кодового сигнала ЮЖ. В малом интервале между импуль-
сами реле-счетчик 1 благодаря замедлению удерживает якорь притяну-
тым. С приходом второго импульса в кодовом цикле создается цепь
возбуждения реле 3 и заряда конденсатора СЗ, изменений в цепи пита-
ния реле Ж не происходит. Поскольку реле-счетчики 1 и 1А удержива-
ют якоря притянутыми, то конденсатор С1 продолжает разряжаться на
обмотку реле Ж и конденсатор С2. В большом интервале реле-счетчики
1 и 1А отпускают якоря. Таким образом, реле-счетчики устанавлива-
ются в исходное состояние, и схема готова к расшифровыванию оче-
редного цикла. На все время приема кода Ж сигнальные реле Ж и 3
удерживают якоря притянутыми.
Через фронтовые контакты реле Ж и 3 на светофоре включается
лампа зеленого огня, а обмотка реле Т(см) подключается к контакту 3
трансмиттера. В смежную рельсовую цепь подаются кодовые сигналы
3 (три импульса в кодовом цикле). При приеме первых двух импульсов
кода 3 возбуждаются реле Ж и 3. При третьем импульсе изменений в
цепи реле Ж не происходит, а реле 3 и конденсатор СЗ дополнительно
подключаются к источнику питания. В большом интервале реле Ж по-
лучает питание от конденсатора С2, а реле 3 — от конденсатора СЗ.
Если дешифратор работает нормально, запас энергии в конденсаторах
периодически пополняется. При возникновении отказа в схеме и пре-
кращении импульсной работы реле-счетчиков конденсаюры nepecia-
ют подзаряжаться, и реле Ж и 3 отпускают якоря. Включение контакта
реле-счетчика 1А в цепь конденсатора С1 позволяет увеличить про-
межуток времени, в течение которого реле Ж получает питание от
конденсатора С1. Это дает возможность уменьшить емкость конденса-
тора С2, замед ление реле Ж на отпускание якоря и ускорить включение
красного огня на светофоре при вступлении поезда на блок-участок.
В системе числовой кодовой автоблокировки предусмотрены меры
защиты от появления на путевом светофоре более разрешающих пока-
заний при коротком замыкании изолирующих стыков. Возможны два
варианта короткого замыкания. Первый вариант — непрерывное за-
мыкание. В этом случае импульсное путевое реле будет работать син-
хронно с трансмитгерным реле смежной рельсовой цепи. Второй вари-
ант — перемещающееся короткое замыкание изолирующих стыков. В
этом случае срабатывание путевого реле от источника смежной рельсо-
вой цепи имеет случайный характер. Время срабатывания реле И зави-
сит от длительности короткого замыкания и может быть самым разно-
образным.
89
Защита откороткого замыкания изолирующих стыков осуществля-
ется временным способом. Она основана на независимости работы им-
пульсного путевого реле от трансмиттерного реле смежной рельсовой
цепи при исправных изолирующих стыках. Таким образом, реле И
должно возбуждаться в момент времени, когда в смежную рельсовую
цепь импульс не посылается. Поэтому достоверно можно считать, что
путевое реле возбуждается от источника питания собственной рельсо-
вой цепи и можно подзаряжать конденсаторы С2 и СЗ. Для выполне-
ния этого условия в смежных рельсовых цепях применяют трансмитте-
ры КПТШ-5 с продолжительностью кодового цикла 1,6 с и КПТШ-7 с
продолжительностью кодового цикла 1,86 с. Трансмиттеры работают
асинхронно, и периодически возникают ситуации, когда в данной рель-
совой цепи имеется импульс, а в смежной — интервал.
При нахождении поезда на собственной рельсовой цепи в смежную
подается кодовый импульс ЮК. Если происходит короткое замыкание
изолирующего стыка, то реле И работает синхронно с реле Т(см), и
цепь заряда конденсатора С1 не создается (см. рис. 4.7, а). Однако при
наличии замедления на отпускание якоря реле И (что всегда имеет
место благодаря энергии, накопленной в реактивных элементах рель-
совой цепи) возникает ситуация, при которой после окончания импуль-
са в смежной рельсовой цепи замкнуты фронтовой контакт реле И и
тыловой контакт реле Т (см). Чтобы при этом не создавалась цепь за-
ряда конденсатора С1, в нее включен тыловой контакт реле-счетчика 1.
Это реле срабатывает во время импульса и обесточивается после отпус-
кания якоря реле И, т. е. конденсатор С1 заряжается только в начале
импульса в рельсовой цепи.
При перемежающемся коротком замыкании изолирующих стыков
опасная ситуация может возникнуть, если после возбуждения реле И от
импульса смежной рельсовой цепи короткое замыкание прекращается
до срабатывания реле-счетчика 1 (рис. 4.8, а и 4.9, а). При этом после
замыкания тылового контакта Т(см) благодаря заземлению реле 77 со-
здается цепь заряда коцденсатора С1. В следующем цикле короткое за-
мыкание изолирующего стыка может длиться дольше. Реле-счетчик 1
успевает сработать, что вызывает возбуждение реле Ж. Для исключе-
ния подобной опасной ситуации в схему введен мед леннодействующий
повторитель трансмиттерного реле ПТ (см). Замедление на отпускание
якоря реле ПТ (см) должно быть больше максимально возможного
времени замед ления реле И. Тыловой контакт реле ПТ(см) включается
в цепь заряда коцденсатора С1 последовательно с тыловым контактом
реле Ж.
Для исключения появления зеленого огня на светофоре вместо жел-
того при приеме кодового импульса КЖ из собственной рельсовой
цепи и коротком замыкании изолирующих стыков применяются два
способа защиты. Первый способ осуществляется благодаря включе-
нию В цепь возбуждения реле-счетчика 1А фронтового контакта реле
90
Т(см). При коротком замыкании изолирующих стыков реле-счетчик
1Л не возбуждается, так как при срабатывании реле Т(см) сразу же
встает под ток реле И. Цепь питания размыкается, и реле-счетчик 1А не
успевает сработать. Однако такой способ защиты в некоторых случаях
недостаточен. Так, реле И может получить замедление на притяжение
якоря, большее времени срабатывания реле-счетчика 1А, например
при нахождении поезда на смежной рельсовой цепи на расстоянии
50— 100 м от светофора. При этом накладывается шунт на источник пи-
тания, снижается напряжение на реле И и уменьшается его быстродей-
ствие. Второй способ осуществляется при перемещающемся коротком
замыкании, когда реле И срабатывает от первого импульса, поступаю-
щего из собственной рельсовой цепи. После этого срабатывает реле-
счетчик У, а в интервале реле-счетчик 1А. Затем происходит короткое
замыкание изолирующих стыков, срабатывает реле И, и создается цепь
для заряда конденсатора СЗ и возбуждения реле 3. Эти недостатки уст-
раняются включением тылового контакта реле ПТ (см) в схему пита-
ния реле 3 (см. рис. 4.8, а).
Возможна также ситуация, при которой реле И срабатывает от вто-
рого импульса кода Ж в смежной рельсовой цепи при перемежающемся
коротком замыкании изолирующих стыков. Для устранения этого не-
достатка также используется второй способ защиты: в схему включает-
ся дополнительное реле В, которое срабатывает, если первый импульс
после большого интервала поступает из собственной рельсовой цепи.
Такой режим работы обеспечивается включением в цепь питания реле
В тылового контакта реле ПТ (см). Другой случай исключения ложной
работы дешифратора с помощью реле В показан на временной диа-
грамме (рис. 4.9, 6).
Реле В срабатывает не в каждом кодовом цикле. Это ухудшает ус-
ловия работы схемы. Для обеспечения нормальной работы дешифра-
тора второй способ защиты используется при появлении на светофоре
зеленого огня, так как реле ПТ (см) не работает при передаче кодового
сигнала 3 (рис. 4.8, б). Влияние короткого замыкания изолирующих
стыков в этом режиме исключается первым способом защиты. Для кон-
троля работы реле ПТ (см) его фронтовой контакт включается в цепь
возбуждения реле Т(см). При таком включении обмотки трансмиттер-
ного реле длительность импульсов кода уменьшается на время сраба-
тывания реле ПТ(см). Это ухудшает условия работы дешифратора,
особенно при кодовом сигнале ЮЖ. Д,пя восстановления длительности
импульсов при кодовом сигнале КЖ диодом VD7 создается дополни-
тельное замедление на отпускание якоря реле Т(см). Чтобы диод VD7
не создавал дополнительного замедления реле ПТ(см), в схему вклю-
чается диод VD6.
Остальные диоды, применяемые в схеме дешифратора, имеют сле-
дующее назначение: VD1 и VD3 предотвращают возможность разряда
конденсатора С1 на любые цепи, кроме обмотки реле Ж и конденсатор
91
Рис. 4.8. Схема дешифраторной ячейки ДА
С2; I'D 2 исключает разряд конденсатора СЗ по обходным цепям, ис-
ключая реле 3; VD4 повышает замедление на отпускание реле В; VD5
исключает возможность попадания циркулирующих через диод VD4 и
обмотку реле В токов в другие цепи. Резисторы RqI и Rq2 ограничива-
ют зарядный ток конденсаторов С7 и СЗ; резистор Rq3 обеспечивает
разряд конденсатора С1 в отсутствие приема кодовых сигналов; резис-
тор Ro4 ограничивает зарядный ток конденсатора С1, исключая воз-
можность ложного возбуждения реле Ж при случайном одиночном
срабатывании реле И, например от помех тягового тока; резистор R$5
ограничивает ток разряда СЗ, увеличивая замедление реле 3. Конденса-
торы СцЗ; Сц2; Си3 совместно с резисторами Rul, Ru2 и Ru3 образуют
искрогасящие контуры. Все реле и другие элементы схемы собраны в
дешифраторную ячейку типа ДА.
92
В схеме включения огней светофора (рис. 4.8, в) предусмотрены ре-
зерв нити лампы красного огня и контроль целостности основной и ре-
зервной нитей, осуществляемый в холодном и горячем состояниях со-
ответственно огневыми реле О и ОД. При перегорании основной нити
реле О осуществляет переключение на резервную нить. Информация об
исправности основной и резервной нитей лампы красного огня прибо-
рами диспетчерского контроля передается на ближайшую станцию.
При переходе на двустороннее движение в неправильном направле-
нии для управления поездом используются сигналы АЛС; границами
блок-участков являются проходные светофоры правильного направле-
ния. Для организации двустороннего движения предусматривают:
применение двухпроводной схемы смены направления; кодирование
рельсовых цепей при движении в неправильном направлении с релей-
ного конца при занятии рельсовой цепи; использование цепей извеще-
ния о приближении поезда при движении в неправильном направлении
для линейных цепей, а реле ИП (см. рис. 4.6) для выбора значности
кодов; при установленном неправильном направлении движения пере-
вод рельсовых цепей на работу в импульсном режиме вместо кодового
щих стыков
93
с применением для импульсного питания кода КЖ. В релейном шкафу
каждого светофора устанавливают дополнительные реле Н, ПН, ДТ,
ПДТ, ОИ, ИП и ИП1, подключаемые к схеме настроечными перемыч-
ками.
Реле И входят в состав схемы смены направления и при установлен-
ном правильном движении возбуждаются током прямой полярности.
При переходе на неправильное направление движения реле Н на всех
сигнальных точках получают питание током обратной полярности,
переключают свои поляризованные якоря и включают питание реле
ПН. Тыловыми контактами 11-13 и 41-43 реле ПН выключаются цепи
разрешающих огней светофоров и кодирования для правильного на-
правления. В цепях обмоток дополнительного трансмиттерного реле
ДТ и его повторителя ПДТ замыкаются фронтовые контакты 21-22
реле ПН. Окончательное замыкание этих цепей осуществляется фрон-
товым контактом реле ОИ, которое срабатывает при вступлении поез-
да на рельсовую цепь. Фронтовым контактом 41-42 ПН реле / подклю-
чается к контакту КЖкодового путевого трансмиттера. Через контак-
ты реле Т осуществляется импульсное питание рельсовых цепей.
При приеме и дешифрировании кодов КЖ на каждой сигнальной
установке возбуждается реле Ж, чем фиксируется свободность блок-
участков. Фронтовыми контактами реле ПН замыкаются линейные
цепи, в которые на всем перегоне включены реле ИП.
С вступлением поезда, движущегося в неправильном направлении,
на участок 577 (впереди идущий поезд находится на участке 11П), путе-
вое реле И в релейном шкафу сигнальной установки 5 перестает прини-
мать сигналы кода КЖ, обесточивается и через дешифратор выключает
реле Ж. Обратный повторитель ОИ импульсного путевого реле воз-
буждается и включает реле ДТ и ПДТ. Известительные реле приближе-
ния ИП в данной поездной ситуации на перегоне находятся в следую-
щих состояниях: в релейном шкафу светофора 9 без тока; в релейном
шкафу светофора 7 под током обратной полярности; в релейном
шкафу светофора 5 под током прямой полярности. Возбужденные реле
ИП включают свои повторители ИП1.
На сигнальной точке 5 контактами поляризованного и нейтрально-
го якорей реле ИП и ИП1 включается цепь для работы трансмиттерно-1
го реле ДТ в режиме кода 3 Тыловыми контактами реле ПДТ от рель-
совой цепи 5П отключается импульсное реле И, а фронтовыми под-
ключается контакт ДТ’. В рельсовую цепь 5/7 навстречу поезду
посылается код 3.
При вступлении поезда на рельсовую цепь 7/7 у светофора 7 выклю-
чаются реле И и Ж. Навстречу поезду контактами реле ДТ подается
сигнал кода Ж. Фронтовыми контактами реле Ж размыкается линей-
ная цепь И — ОИ на сигнальной точке 5. В релейном шкафу сигналь-
ной точки 5 выключаются реле ИП и ИП1. Через тыловой контакт реле
ИП1 включается цепь для работы реле ДТъ режиме кода КЖ.
94
С вступлением поезда на рельсовую цепь 9И у светофора 9 выклю-
чаются реле И и Ж. Навстречу поезду контактами реле ДТ подается
сигнал кода КЖ. Фронтовыми контактами реле Ж размыкается линей-
ная цепь И — ОИ на сигнальной точке 7, и в релейном шкафу выключа-
ются реле ИЛ и ИП1. Через тыловой контакт реле ИП1 включается
цепь для работы релеДТ’в режиме кода КЖ. После освобождения поез-
дом участка 777 восстанавливается импульсное питание реле И по этой
рельсовой цепи. Вначале в рельсовую цепь 777 с обоих концов поступа-
ют сигналы кода КЖ\ с питающего конца через контакты реле Т, с ре-
лейного — через контакты реле ДТ! Поскольку на сигнальных точках 5
и 7 установлены трансмиттеры разных типов, то реле Т пДТработают
асинхронно. На сигнальной точке 7 в длинных интервалах кода КЖ,
посылаемого с релейного конца, периодически срабатывает реле И от
импульса кода КЖ, посылаемого с питающего конца. После прохожде-
ния нескольких кодовых циклов на сигнальной установке 7 через де-
шифратор возбуждается реле Ж и своим тыловым контактом включает
реле ОН. Разомкнутым фронтовым контактом реле ОИ выключается
цепь питания реле ДТ и ПДТ. Кодирование с релейного конца прекра-
щается. В рельсовую цепь посылаются импульсы только с питающего
конца. Работа следующих рельсовых цепей по мере их освобождения
восстанавливается аналогично.
4.4. Система централизованной автоблокировки (ЦАБ)
с бесстыковыми рельсовыми цепями тональной част о гы
Перегон, оборудованный системой ЦАБ с бесстыковыми рельсо-
выми цепями тональной частоты, делят на блок-участки, границы ко-
торых отмечают оповестительными табличками с отражателями, ниже
которых укрепляют светофорные литерные знаки с номером блок-
участка. Знак "Граница" необходим машинисту для определения гра-
ницы блок-участка при получении запрещающего кодового сигнала
КЖ на локомотивном светофоре. Для повышения безопасности движе-
ния поездов в системе предусматривают защитные (некодируемые)
участки ЗУ за хвостом поезда. После проследования блок-участка с ко-
довым сигналом КЖ и после вступления на защитный участок на локо-
мотивном светофоре появляется красный огонь, наступает автостоп-
ное торможение, если скорость поезда превышает 20 км/ч.
Основу ЦАБ составляют рельсовые цепи без изолирующих стыков
(рис. 4.10). На каждые две рельсовые цепи устанавливается один гене-
ратор. Рельсовые цепи 777 и 277 получают питание от генератора П с
несущей частотой fi, а рельсовые цепи ЗП от 4П — от генератора ГП с
несущей частотой/ц. Состояние рельсовых цепей контролируются пу-
тевыми приемниками 777 и 7777, каждый из которых представляет собой
резонансный усилитель, настроенный на прием сигналов частот fi и/ц
95
Рис. 4.10. Структурная схема рельсовых цепей ЦАБ
соответственно. Влияние генератора 77, запитывающего рельсовые
цепи Ш и 2П, на приемник 777 рельсовой цепи 577, работающий на той
же частоте, исключается благодаря затуханию сигнала в рельсовых
цепях 277, SIT и 4П.
В бесстыковых рельсовых цепях отсутствуют четкие границы. За-
нятие и освобождение рельсовой цепи поездом фиксируется на некото-
ром расстоянии от ее концов. Это расстояние называется зоной допол-
нительного шунтирования /шп. В случае приближения поезда к рельсо-
вой цепи 277 занятие последней фиксируется на расстоянии /дш1 от нее.
Освобождение рельсовой цепи 4П фиксируется лишь при удалении по-
езда на расстояние /дш? отнее. Наличие зон дополнительного шунтиро-
вания накладывает определенные особенности на построение схем сис-
темы и исключает возможность (без организации дополнительных вы-
сокочастотных рельсовых цепей) установки напольных сигналов. В
данной системе в качестве сигнальных частот рельсовых цепей на же-
лезнодорожных линиях используются несущие частоты /в = 420 Гц и
/9 = 480 Гц, на линиях метрополитена/14 = 720 Гц и/15 = 780 Гц. Несу-
щие частоты /и и /15, а также /н = 580 Гц можно использовать и на
железнодорожных линиях. Как показывают расчеты, в случае исполь-
зования частот fi, и/9 максимальная длина рельсовой цепи I = 1000 м, а
/дш < 150 м при минимальном рабочем сопротивлении изоляции Гц = 0,7
Ом км. Для исключения опасных ситуаций при объединении рельсовых
нитей соседних путей на двухпутных и многопутных участках железно-
дорожных линий предусмотрена амплитуда манипуляции несущих час-
тот низкими частотами Fi = 8 Гц и F2 = 12 Гц. При этом образуются
четыре сигнала:/si,/82 с несущей частотой 420 Гц и модулирующими
частотами 8 и 12 Гц соответственно /91,/92 — с несущей частотой 480
Гц и теми же модулирующими. Сигнальные частоты /si и /92 использу-
ются в рельсовых цепях одного пути, a fs2 и /91 — другого. Питание
рельсовых цепей системы для однопутного перегона (рис. 4.11) осу-
ществляется генераторами Г1 и Г2 сигналов /si и/92 соответственно.
Генераторы чередуются в пределах перегона и каждый из них запиты-
вает две смежные рельсовые цепи, расположенные по обе стороны от
точки его подключения к рельсовой линии. Между генераторами к
рельсовой линии подключаются два селективных приемника П1 и 772,
настроенных на прием частот /si и /92 соответственно. Вся аппаратура,
96
за исключением согласующих элементов СЭ (трансформаторы при
автономной и дроссель-трансформаторы при электрической тяге), раз-
мещается на станциях, ограничивающих перегон, и соединяется с со-
гласующими элементами кабельными линиями КЛ.
Рассмотрим работу централизованной автоблокировки на одно-
путном перегоне при электрической тяге постоянного тока примени-
тельно к случаю передачи в рельсовые линии сигналов только число-
вой АЛС (рис. 4.12 — 4.14). Перегон оборудован четырьмя рельсовыми
цепями. Питание рельсовых цепей 1П и 2П (ЗП и 4П) осуществляется со
станции А (5) от комплекта передающих устройств, состоящего из пу-
тевого генератора 1/2 ПГ(3/4 ПГ) и путевого усилителя 1/2 ПУ (3/4 ПУ).
Путевой генератор 1/2 ПГ (3/4 ПГ) генерирует амплигудно-манипули-
рованные колебания с несущей частотой 420 Гц (480 Гц) и частотой ма-
нипуляции 8 Гц (12 Гц). Путевой усилитель 1/2 ПУ (3/4 ПУ) усиливает
эти колебания и подает в рельсовую цепь. Свободность рельсовых
цепей контролируется путевыми реле Ш—4П, включенными на выхо-
де соответствующих селективных путевых приемников 1ПП — 4ПП.
Путевые приемники так же, как и путевые усилители, подключаются к
рельсовой линии через кабельные линии КЛ и дроссель-трансформато-
ры Д Г.
Рис. 4.11. Структурная схема централизованной автоблокировки с бесстыковыми рельсо-
выми цепями
4 Зак. 1462
97
ОСО-4 ¥
н
tn гп
зп
чп
Стан-
ции й
ДТ
~ТПГ_
ДТ
ДТ
Дт
Дт
Пост
стан-
ции Я
Г ТЯГ
ш чг
M-ODO
Стан-
\ции Б
яи
Пост
стан-
ции Б
Си
ОНП
Си
ОНИ.
ОХЦ\
---1 охл
Си
ох к
Си
tnn
Я)\ te;
|Д] \1/глг
‘Ст *»/*>
гпппзпп\ I
Ци/»)\W/tz) I
w
З/ч ПУ
ЧПП
fao/tz)
3/ЧПГ
\ЧЯО/!г)
ЧП
Рис. 4.12. Схема включения аппаратуры рельсовых цепей на перегоне
Кодовые сигналы числовой АЛС подаются в рельсовую линию от
кодового трансформатора (зажимы ПХК и ОХК) контактами транс-
миттерных реле Т в точках подключения питающей и релейной аппара-
туры. Резисторы Rh и конденсаторы Си служат для искрогашения на
контактах трансмиттерных реле Т, а также для пропуска сигнальных
Рис. 4.13. Схема включения сигнальных, трансмиттерных и кодово-включающих реле на
посту станции Л
98
токов рельсовых, цепей. Передача кодовых сигналов АЛС в рельсовую
линию начинается с момента занятия поездом данного участка пути.
Например, при д вижении в четном направлении кодирование путевого
участка 2П начинается с замыкания тылового контакта путевого реле
2П в цепи трансмиттерного реле 1/2 КВ. Тыловой контакт реле 2П за-
мыкается в момент, когда поезд находится на расстоянии /дш от вход-
ного конца рельсовой цепи 2П. При этом возбуждается реле 1/2 Tvl на-
чинается кодирование участка 277. Кодовый сигнал, подаваемый в
рельсовую цепь, определяется состояниями путевых участков, располо-
женных перед данным участком по ходу движения. Перед входными
светофорами кодовые сигналы, подаваемые в рельсовую цепь, опреде-
ляются также состоянием управляющих и сигнальных реле входных
светофоров. Для обеспечения работы системы на заданном перегоне
необходимо передать на станцию А информацию о состоянии участка
4П, а на станцию Б — о состоянии участков 777, 277 и ЗП. На каждую из
станций необходимо также передать информацию о состоянии нити
красного огня (КО) и включении разрешающего огня на входном све-
тофоре (РУ) соседней станции. Эти задачи решаются в зависимости от
установленного направления движения схемой линейных цепей.
Реле 1Ж, ЖЗП, 3, РУ — сигнальные реле входного светофора Ч,
КО — огневое реле красного огня и ЗП реле зеленой полосы этого све-
Рнс. 4.14. Схема линейных цепей между станциями А и Б
4*
99
Рис. 4.15. Схема контрола кабельных цепей
тофора. В данной системе централизованной автоблокировки макси-
мальное расстояние между пунктами размещения аппаратуры без дуб-
лирования жил кабеля при автономной тяге составляет 30 км, а при
электрической тяге — 20 км.
В централизованной автоблокировке дня передачи сигналов рель-
совой цепи и АЛС на расстояние до 10—15 км применяют симметрич-
ные кабели с парной скруткой жил. Передающие и приемные жилы
рельсовых цепей в большинстве случаев размещают в разных кабелях,
т.е. применяется двухкабельная магистраль. При этом обеспечивается
высокое переходное затухание между передающими и приемными це-
пями и малый уровень взаимных помех. Однако исходя из требований
безопасности необходимо учитывать увеличение взаимных влияний
между цепями при различных повреждениях, в частности при однопо-
люсном замыкании цепей. Из-за дефицита кабеля систему централизо-
ванной автоблокировки целесообразно реализовать в однокабельном
варианте, при котором питающие и приемные жилы рельсовых цепей
расположены в пределах одного кабеля. Поэтому для повышения без-
опасности в случае замыкания кабельных цепей, а также для примене-
ния однокабедьной магистрали с совмещением питающих и приемных
100
концов необходимы средства контроля исправности кабельных цепей.
Они служат для исключения опасных ситуаций, которые могут возник-
нуть при непосредственном сообщении между жилами кабеля или через
оболочку, а также в случае понижения сопротивления изоляции между
цепями или по отношению к земле. В указанных ситуациях схема кон-
троля должна обеспечить отключение передающих устройств рельсо-
вых цепей от кабельной линии. Схема контроля для трех питающих и
трех приемных цепей (рис. 4.15) содержит д ве идентичные цепи, каждая
из которых состоит из последовательно соединенных источников пита-
ния постоянного тока (блок БВЗ) и высокоомных контрольных реле
(АНШ5-1230) между контролируемыми кабельными цепями. Одно из
контрольных реле {КПЗ, КРЗ) включено между контролируемой цепью
и заземлителем, а другое {ОКП, ОКР) — между кабельной цепью и
одним из полюсов блока питания.
При исправном состоянии цепей обмотки всех контрольных реле
обтекаются током и на табло дежурного по станции горит ровным
белым светом лампа EL. Возбуждено также общеконтрольное реле ОК.
Через фронтовые контакты всех контрольных реле КП, КР и ОК замы-
кается цепь питания генераторов рельсовых цепей. Схема работает в
режиме контроля. В случае обрыва кабельной жилы все контрольные
реле соответствующей цепи контроля лишаются питания (цепи возбуж-
дения контрольных реле замыкаются через кабельные жилы и высоко-
омные обмотки согласующих трансформаторов в путевых коробках).
При этом обесточивается реле ОКП (при обрыве питающей жилы) или
ОКР (при обрыве релейной жилы), и на табло д ежурного мигает крас-
ная лампочка КЛ, цепь питания гендгаторов размыкается.
При замыкании какой-либо кабельной жилы с другой одноимен-
ной (например, жилы, подключающие питающие цепи) или ее заземле-
нии, а также при снижении сопротивления изоляции между одноимен-
ными жилами или при снижении сопротивления изоляции относитель-
но земли отпускают якоря одно или несколько контрольных реле. Реле
ОК обесточивается, что приводит к размыканию цепи питания путевых
генераторов и миганию белой лампы КЛня табло у дежурного. Встреч-
ное включение двух источников питания (блоков БВЗ), запитывающих
контрольные цепи питающих и приемных жил кабеля, и заземление их
объединенной общей точки обеспечивают контроль замыкания или
снижения сопротивления между разноименными жилами кабеля, т.е.
приемной и питающей. При всех указанных выше повреждениях раз-
мыкается цепь общеконтрольного реле ОК, Которое через 8—10 с от-
пускает свой якорь и переводит схему контроля в режим запуска, шун-
тируя своими контактами резисторы R2, R5, R3viR6. После устранения
повреждения схема автоматически переходит в режим контроля. При
этом возбуждаются все контрольные реле и замыкают цепь питания
реле ОК, после чего восстанавливается цепь питания генераторов рель-
совых цепей. Наличие резисторов R2, R5, R3 и R6, включаемых после-
довательно с контрольными реле в режиме контроля, позволяет повы-
101
сить чувствительность схемы к понижению сопротивления изоляции
кабельных испей. Сопротивления резисторов R1 и R4 определяются в
зависимости от количества контролируемых в кабеле цепей. Данная
схема позволяет размещать в одном кабеле питающие н релейные
жилы рельсовых цепей.
4.5. Автоблокировка на участках с пониженным
сшфотивлешем балласта
На ряде участков железных дорог при определенных погодных ус-
ловиях из-за низкого сопротивления изоляции рельсовых нитей проис-
ходит массовое нарушение действия рельсовых цепей, что приводит к
необходимости закрытия автоблокировки на продолжительное время
и к значительным потерям пропускной способности.
Низкое сопротивление балласта является следствием природных
условий (солончаковые почвы, заносимость песками и т.д.) и потерь
при перевозке сыпучих грузов (руда, уголь, соль, минеральные удобре-
ния и тщ.).
Наиболее эффективной мерой обеспечения работоспособности
рельсовых цепей при пониженном сопротивлении балласта является
сокращение их длины. Считается, что уменьшение длины рельсовой
цепи в 2 раза позволяет снизить минимальное рабочее сопротивление в
2 раза. Уменьшение длины рельсовой цепи обеспечивается устройст-
вом в пределах блок-участка трансляционных точек. Каждая трансля-
ция искажает временные параметры кодовых импульсов АЛС. Кроме
того, реализация каждой трансляции связана с установкой изолирую-
щих стыков и необходимостью оборудования ее устройствами
электроснабжения и установкой релейного шкафа. Устройство же
трансляций на участках с рельсовыми плетями не представляется воз-
можным.
Целесообразным способом обеспечения работы автоблокировки
па участках с низким сопротивлением балласта является использова-
102
Бле к - участок 9
блок - участок 1
Рис. 4.17. Структурная схема автоблокировки на участках с низким сопротивлением изо-
ляции при одностороннем движении
ние в пределах существующих блок-участков тональных рельсовых
цепей без изолирующих стыков. Для обеспечения работоспособности
рельсовой цепи при падении сопротивления изоляции г до 0,05 Омкм
длины бесстыковых рельсовых цепей I должны быть 200—250 м
(рис. 4.16).
В схеме автоблокировки для участков с низким сопротивлением
изоляции при одностороннем движении (рис. 4.17) показана аппарату-
ра для точки 7 и частично аппаратура тональных рельсовых цепей для
точки 9. У каждого светофора, кроме шкафа с аппаратурой типовой
автоблокировки РШ АБ, устанавливается шкаф с аппаратурой тональ-
ных рельсовых цепей РШ ТРЦ. При работе тональных рельсовых
цепей включается реле Г, и типовые рельсовые цепи отключаются. С
выключением реле Г, которое может быть включено персоналом непо-
средственно в релейном шкафу или по цепи ДСН с пульта ДСП нажати-
ем кнопки, отключаются тональные и подключаются типовые рельсо-
вые цепи. Восстанавливается действие типовой автоблокировки. Вход-
ное сопротивление аппаратуры тональных частот, подключаемой к
рельсовой линии в путевых коробках К, дня сигнального тока доста-
точно велико. Поэтому при нормальном состоянии балласта и пере-
ключении на типовую кодовую систему отключение аппаратуры то-
103
нальных рельсовых цепей не требуется. В случае же подключения им-
пульсных рельсовых цепей постоянного тока аппаратура тональных
рельсовых цепей в путевых коробках должна отключаться от рельсо-
вой линии. Таким образом, при нормальном состоянии балласта то-
нальные рельсовые цепи резервируют аппаратуру числовой кодовой
автоблокировки. В пределах рассматриваемого блок-участка оборудо-
вано восемь рельсовых цепей без изолирующих стыков.
Аппаратура рельсовых цепей Б1 —Б4 размещена в релейном
шкафу светофора 9, а аппаратура рельсовых цепей А1 — А4 — в релей-
ном шкафу светофора 7. В релейных шкафах тональных рельсовых
цепей размешены генераторы Г и приемники 77. В их обозначениях
в числителе указаны несущие частоты (420 или 480 Гц), а в знамена-
теле — частоты манипуляции (8 или 12 Гц). Логическая схема ЛС осу-
ществляет подключение устройств кодирования УК к передающим и
приемным концам тональных рельсовых цепей. Кодирование осущест-
вляется числовым кодом на сигнальной частоте 25, 50 или 75 Гц после-
довательно с занятием поездом соответствующей тональной рельсовой
цепи. Увязка между показаниями смежных светофоров осуществляется
по линейным цепям Л — ОЛ и С — ОС.
Для рельсовых цепей с одинаковыми несущими и модулирующи-
ми частотами используется один комплект передающей аппаратуры
(рис. 4.18), состоящий из генератора несущей частоты с манипуляцией
(ГМ 42078 или ГМ 480/12), путевого усилителя 77У и индивидуальных
фильтров ФП. Так, комплект передающей аппаратуры ГМ 420/8 на сиг-
104
нальной точке 7 обеспечивает питание рельсовых цепей Б1 и Б2. АЗ и
А4. Выходные трансформаторы между общим путевым усилителем 77У
и фильтром ФП обеспечивают регулировку рельсовых цепей. В пре-
дающие цепи, а также в цепи путевых приемников ПП последовательно
включены конденсаторы С емкостью 4 мкФ и резисторы R = 39 Ом,
осуществляющие развязку каналов тональных рельсовых цепей и чис-
ловой АЛС и выполняющие функции искрогасительных контуров. Пу-
тевые приемники ПП являются пороговыми селективными усилителя-
ми, настроенными на соответствующие несущие и модулирующие час-
тоты. На выходе каждого путевого приемника установлено путевое
реле соответствующего участка. Группы путевых участков А и Б имеют
общие путевые реле АП и БП.
Передающая и приемная аппаратура подключается к рельсовой
линии посредством кабеля через согласующие трансформаторы
ПОБС-2А, размещаемые в путевых коробках К. В этих коробках нахо-
дятся также защитные приборы — предохранители, резисторы, разряд-
ники. Дроссель-трансформаторы устанавливаются только на концах
типовых кодовых рельсовых цепей у изолирующих стыков. Кодирова-
ние числовыми кодовыми импульсами осуществляется от каждой
точки подключения аппаратуры с занятием поездом соответствующей
рельсовой цепи (от общего группового трансмиттерного реле и общего
трансформатора). Группа рельсовых цепей Л на сигнальной точке /ко-
дируется трансмитгерным реле А Т (рис. 4.19), группа рельсовых цепей
Б—трансмитгерным реле БТ. Реле А Т осуществляет также кодирова-
ние типовой кодовой рельсовой цепи, а реле А ТИ при этом решает за-
дачи искрогашения.
Общие кодирующие трансформаторы обозначены соответственно
ТА (на рис. 4.19 не показан) и ТБ. Кодирование рельсовых цепей по
всей длине блок-участка осуществляется одним кодовым сигналом в за-
висимости от показания впереди стоящего светофора. С вступлением
поезда на следующую тональную рельсовую цепь кодирование данной
рельсовой цепи прекращается. Эти зависимости осуществляются кон-
тактами путевых реле. Контроль свободности блок-участка между
сигнальными точками 5 и 7 осуществляет реле Ж1. Это реле в случае
работы типовой рельсовой цепи является повторителем реле Ж, вклю-
ченного на выходе дешифраторной ячейки ДА-, в случае же работы то-
нальных рельсовых цепей Ж1 возбуждается при свободности всех рель-
совых цепей группы Б (контакт БП) и группы А (контакт реле С).
Дешифраторная ячейка используется только для контроля состоя-
ния блок-участка при работе кодовой автоблокировки. Путевые реле
группы А расположены на сигнальной точке 5, поэтому для передачи
информации отточки 5 на точку 7 организуется линейная цепь, на вы-
ходе которой включено реле С, возбужденное при свободности всех
участков группы А и исправности нити красного огня на светофоре 5.
Поляризованное линейное реле Л на сигнальной точке 7 воспринимает
105
информацию о состоянии блок-участков 5 и 3, необходимую для выбо-
ра сигналов для кодирования путевых участков ipynn А и Б.
Кодовые сигналы в цепи трансмиттерного реле А Т выбираются
контактами сигнальных реле Ж1 и 3 (повторитель нейтрального якоря
реле Л), а в цепи БТ—контактами линейного реле Л и реле 3.
Аппаратура релейного конца тональной рельсовой цепи числового
кода подключается постоянно, а аппаратура питающего конца — ты-
ловыми контактами реле Г (рис. 4.20). Необходимость отключения ап-
паратуры питающего конца кодовой рельсовой цепи при включении
тональных рельсовых цепей определяется тем, что конденсатор С1 за-
мыкает накоротко рельсовую линию на тональных частотах. Аппара-
тура тональных рельсовых цепей подключается к рельсовым нитям
через согласующие трансформаторы СТ, в низкоомную обмотку кото-
рых включены защитные резисторы R3 « 0,3 Ом, ограничивающие под-
магничивание согласующих трансформаторов тяговым током асим-
метрии. Защита согласующих трансформаторов от уровней асиммет-
рии, превышающих расчетные, осуществляется предохранителями FA
на 20 А.
Технические решения для реализации системы автоблокировки
предусматривают использование на несущих частотах 420 и 480 Гц.
Рис. 4.19. Схема включения устройств кодирования, сигнальных и линейных цепей на
сигнальной точке 7
106
Рис. 4.20. Схема увязки с системой числовой кодовой автоблокировки
Помимо указанных, используется также частота 580 Гц. В этом случае
при длинах рельсовых цепей / > 250 м (ги >0,07 Ом-км) применяются
две частоты, указанные на рис. 4.20. Все три частоты используются,
если I < 250 м (ги <0,07 Ом-км). Необходимость использования трех не-
сущих частот в бесстыковых рельсовых цепях малой длины определя-
ется требованиями исключения влияний между источником и приемни-
ком различных рельсовых цепей одного пути.
4.6. Автоблокировка с тональными рельсовыми цепями
без изолирующих стыков (АБТ)
Система АБТ предназначается для применения при модернизации
действующих устройств автоблокировки на двухпутных участках с
электрической тягой, а также при новом строительстве. Технические
решения АБТ разработаны с учетом возможности организации посто-
107
Рнс. 4.21. Структурная схема рельсовых цепей АБТ
яшюго двустороннего движения по обоим путям. Движение по пра-
вильному пути предусмотрено по светофорам автоблокировки, апо не-
правильному — по сигналам локомотивных светофоров.
В системе автоблокировки для контроля состояния блок-участков
используются два типа рельсовых цепей (рис. 4.21): первый (ТРЦЗ) —
рельсовые цепи частотой сигнального тока 420 и 480 Гц, контролирую-
щие участки пути длиной до 1 км; второй (ТРЦ4) — для контроля
участков пути на границе блок-участков в зоне расположения путевых
светофоров. Частота сигнального тока этих рельсовых цепей 5000 и
5555 Гц, а длина 100—300 м. В ТРЦЗ и ТРЦ4 сигнальный ток рель-
совой цепи модулируется частотой 8 или 12 Гц. Исключение подпит-
ки от рельсовых цепей соседнего пути осуществляется применением
для каждого пути комбинаций несущих и модулирующих частот, от-
личных друг от друга: для нечетного пути применяются комбинации
420/8, 480/12, 5000/12, 5555/8 Гц; для четного — 420/12, 480/8, 5000/8,
5555/12 Гц. Исключение подпитки от рельсовых цепей этого же пути
осуществляется чередованием комбинаций несущих и модулирующих
частот таким образом, что любой путевой приемник данной рельсовой
цепи удален от путевого генератора с ивдентичными комбинациями
частот на расстояние, обеспечивающее затухание сигнала настолько,
что он не воспринимается путевым приемником.
108
Зона предварительного шунтирования ТРЦ4 не более 15 м. Поэто-
му для исключения появления на светофоре красного огня в случае
приближения к нему поезда этот светофор размещают на расстоянии
/1 = 20 м от питающего конца ТРЦ4. Передача сигналов АЛС обеспе-
чивается с момента занятия рельсовой цепи поездом. С вступлением
поезда за светофор 7 и обесточиванием приемника 1АП сигналы АЛС
начинают передаваться из релейного шкафа сигнальной точки 7 в рель-
совые цепи 1А и 2А с передающего конца РЦ 2А/2Б.
После занятия поездом РЦ 2Б сигнал АЛС начинает передаваться в
нее с приемного конца РЦ 2Б/1Б. Кодирование РЦ 1Б с передающего
конца РЦ 1Б/1А наступает также после занятия ее поездом. Кодирова-
ние рельсовой цепи между сигналами 5 и 7 обеспечивается только при
свободном состоянии всех рельсовых цепей этого блок-участка, а
также РЦ 1А за светофором 5. Эта рельсовая цепь выполняет функцию
защитного участка. Разрешающее показашю на светофоре 7 появляется
также при свободности РЦ 1А за светофором 5. Наличие защитного
участка повышает безопасность движения поездов и улучшает условия
для передачи сигналов АЛС.
Устройство рельсовых цепей системы АБТ для сигнальной точки 5,
а также цепи кодирования, осуществляемого от трансформатора коди-
рования ТК (рис. 4.22), аналогично применяемым для участков с пони-
женным сопротивлением изоляции (см. рис. 4.17). Для защиты аппара-
туры от влияния тягового тока и выравнивания его в рельсовых нитях
при электрической тяге у каждого светофора устанавливают дроссель-
трансформатор (ЦТ-0,6-500 или ДТ-1-150 соответственно при тяге по-
стоянного или переменного тока).
Использование сигнального тока тональной частоты позволяет
значительно снизить потребляемую мощность, применить для постро-
ения аппаратуры современную элементную базу и методы обработки
сигналов.
Передающая и приемная аппаратура при выполнении условий ос-
новных режимов работы рельсовых цепей должна соответствовать тре-
бованиям безопасности, предъявляемым к устройствам СЦБ. Аппара-
тура должна был» универсальной по возможностям ее применения в
различных системах автоблокировки и по условиям эксплуатации в по-
стовых помещениях и релейных шкафах. Применение для передачи ин-
формации амплитудно-модулированных сигналов обеспечивает на-
дежную защиту приемных устройств от воздействия гармонических и
импульсных помех тягового тока.
Аппаратура тональных рельсовых цепей ТРЦЗ разработана с уче-
том работоспособности при низком сопротивлении балласта и содер-
жит путевой генератор ГП, путевой фильтр ФПМ и путевой приемник
ПП.
Управление огнями путевых светофоров и выбор кодовых сигна-
лов АЛС осуществляются линейными реле 1Л и 2Л (рис. 4.23) комбини-
109
рованного типа и их повторителей Л, ЖиЗ (схема на рис. 4.23 дана для
одностороннего движения). Реле ЗЛ и 2Л включены в линейную цепь,
которая используется для передачи информации о сигнальном показа-
нии путевого светофора, переноса красного огня на предыдущий свето-
фор при перегорании лампы красного огня на светофоре, ограждаю-
щем занятый блок-участок, и включения кодирования при вступлении
поезда на блок-участок. Линейные реле получают питание от впереди
расположенной по ходу движения сигнальной установки. В линейной
цепи фронтовыми контактами повторителей путевых реле АП и БП
проверяется свободного» блок-участков, фронтовыми контактами
ЗАП—свободность защитного участка. При разрешающем показании
светофора через фронтовые контакты реле О в линейную цепь подается
ток прямой полярности. На предыдущей сигнальной установке линей-
ные реле возбуждают реле Ж и 3, и на светофоре горит лампа зеленого
огня. Цепь возбуждения высокоомных линейных реле сигнала /прохо-
дит через низкоомную обмотку кодово-включающего реле КВ на сиг-
нальной установке 5. Однако вследствие малого тока в линейной цепи
реле КВ не возбуждается. Оно возбуждается только с момента занятия
блок-участка 7, т.е. при обесточенном состоянии реле ЗАП или 2АП в
замыкании тыловыми контактами АП линейной цепи на сигнальной
точке 7. Фронтовой контакт реле КВ включает цепь трансмиттерного
реле Т для кодирования РЦ ЗА и 2А с питающего конца РЦ 2А/2Б.
Рис. 4.22. Схема рельсовых цепей АБТ на сигнальной точке J
110
Рне. 4.23. Схемы линейных реле, устройств кодирования и включения огней светофора
С вступлением поезда на РЦ 2Б и далее 1Б цепь трансмиттерного
реле замыкается через тыловой контакт БП. При перегорании ламп
разрешающего показания светофора 5 (обесточивание реле О) или
когда горит красный огонь на этом светофоре, через тыловые контак-
ты реле О и фронтовые КО в линейную цепь подается ток обратной
полярности. Реле 1Л и 2Л возбуждается током обратной полярности,
реле 3 без тока, на светофоре 7 включается лампа желтого огня. Если
занят блок-участок 7 или перегорела нить лампы красного огня (основ-
ной и резервной) на светофоре 5 (при запрещающем показании свето-
фора), то линейная цепь размыкается, линейные реле и их повторители
Ж и 3 на сигнальной точке 7 обесточиваются и на этом светофоре вклю-
чается красный огонь.
На всех огнях светофора предусмотрены двухнитевые лампы. Горе-
ние ламп.разрешающих огней контролируют огневые реле РО и О, со-
единенные последовательно с основной нитью. В случае перегорания
основной нити обесточивается РО и тыловым контактом подключает
резервную нить лампы последовательно с реле О. Таким образом, реле
О находится под током при горении основной и резервной нитей
лампы разрешающего огня. Основная и резервная нити лампы красно-
ш
го огня контролируются раздельно огневыми реле КО1 и КО2 в холод-
ном и горячем состояниях. При перегорании основной нити обесточи-
вается реле КО1 и тыловым контактом включает резервную нить
лампы.
4.7. Микроэлектронные системы автоблокировки
На сети железных дорог России широкое распространение получи-
ла числовая кодовая автоблокировка. В этой системе используется
один частотный канал, организованный по рельсовой линии. В зависи-
мости от ввда тяги частота несущего колебания 25, 50 или 75 Гц. Пере-
дача информации осуществляется в результате амплитудной манипуля-
ции несущей и числовым кодированием. Система кодовой автоблоки-
ровки позволяет передавать сообщения КЖ, ЖпЗ.Иа. выходе дешиф-
ратор а включены два сигнальных реле, поскольку кодовые
комбинации Ж и 3 приемником воспринимаются одинаково. В качест-
ве элементной базы использованы электромагнитные реле. Из-за огра-
ниченности функциональных возможностей, высокой энерго- и мате-
риалоемкости аппаратуры, низкой помехозащищешюсти и надежнос-
ти эта система не в полной мере удовлетворяет возросшим
требованиям, предъявляемым к современным устройствам интерваль-
ного регулирования движения поездов. Анализ отказов числовой кодо-
вой автоблокировки показывает, что более 50 % из них приходится на
рельсовые цепи. Почти половина этих отказов вызвана ее неустойчи-
вой работой при флуктуациях сопротивления балласта и при мешаю-
щем действии помех от тягового тока.
Дальнейшее совершенствование систем автоблокировки связано с
переводом технических средств на современную, более надежную мик-
роэлектронную элементную базу. Это позволяет расширить их функци-
ональные возможности, снизить энерго- и материалоемкость аппарату-
ры. Применение новых, более совершенных алгоритмов обработки
сигналов контроля рельсовой линии (КРЛ), реализация которых на
старой элементной базе была принципиально невозможной, обеспечи-
вает повышение устойчивости функционирования системы КРЛ в ус-
ловиях воздействия дестабилизирующих факторов.
Рассмотрим особенности построения и способы технической реа-
лизации микроэлектронных систем автоблокировки.
Микропроцессорная система числовой кодовой автоблокировки
(АБ-ЧКЕ). Эта система разработана для повышения устойчивости
функционирования рельсовой цепи в условиях изменяющегося в широ-
ких пределах сопротивления изоляции, повышения надежности аппа-
ратуры, помехозащищенности системы контроля состояний рельсовой
линии, снижения энерго- и материалоемкости, а также эксплуатацион-
ных затрат на содержание устройств. Система АБ-ЧКЕ функщгональ-
112
но и электромагнитно совместима с релейной автоблокировкой. В от-
личие от эксплуатируемой системы микропроцессорный дешифратор
АБ-ЧКЕ различает кодовые комбинации желтого и зеленого огней и
имеет сигнальные реле Ж, ЖЗ и 3. Это позволяет реализовать четырех-
значную сигнализацию без дополнительных пар кабеля и аппаратуры.
Конструктивно аппаратная часть автоблокировки АБ-ЧКЕ (мик-
ропроцессорный путевой приемник МПП-ЧКЕ) выполнена в виде
одного металлического блока размерами 230x330x270 мм и массой, не
превышающей 5 кг. На раме блока размещаются съемные узлы, кото-
рые в процессе эксплуатации легко можно заменить. Масса типового
элемента замены (ТЭЗ) не превышает 400 г. В состав ТЭЗ МПП-ЧКЕ
входят источник питания, ячейка запуска, схема контроля и два узла
центрального процессора.
Конструкция аппаратуры АБ-ЧКЕ позволяет проводить модер-
низацию устройств, заменяя аппаратуру методом "шкаф на шкаф".
МПП-ЧКЕ может быть установлен в релейных шкафах любого типа
или размещен на стативах станционных систем централизации. После
замены релейной системы на АБ-ЧКЕ заново выполнять регулировку
рельсовой цепи не требуется.
Блок микропроцессорного путевого приемника включает в себя
следующие функциональные узлы числовой кодовой автоблокиров-
ки: БИ-ДА, БС-ДА, БК-ДА, КПТ-5 (КПТ-7); трансмиттерное реле
ТШ-65В и импульсное путевое реле ИМВШ-110 или ИВГ. Путевой
приемник МПП-ЧКЕ выполнен на современной элементной базе —
микросхемах средней степени интеграции серии 1533 и микропроцес-
сорном комплекте 1821. Аппаратура АБ-ЧКЕ рассчитана на работу
при колебаниях температуры окружающей среды от минус 45 до
плюс 65 °C и относительной влажности воздуха до 95 %. Расчетное
среднее время наработки на отказ 40 000 ч. Микропроцессорный путе-
вой приемник является универсальным. Он рассчитан для эксплуата-
ции на участках с электротягой постоянного и переменного тока, а
также автономными видами тяги; МПП-ЧКЕ имеет два режима рабо-
ты: трансляции и приемопередачи сигналов. Как транслятор МПП-
ЧКЕ можно использовать в устройствах автоматической переездной
сигнализации и электрической централизации для кодирования стан-
ционных рельсовых цепей. Режим и настройка МПП-ЧКЕ на кодовые
комбинации, формируемые трансмиттерами КПТ-5 и КПТ-7, выбира-
ются коммутацией настроечных перемычек.
В МПП-ЧКЕ процедуры контроля состояния рельсовой линии, де-
модуляции, декодирования и формирования сигналов выполнены на
программном уровне. Полезный сигнал обнаруживается методом по-
иска разладки случайного процесса. При разработке алгоритма обна-
ружения учитывались результаты экспериментальных исследований
статистических характеристик дестабилизирующих факторов, позво-
ляющие компенсировать их мешающее воздействие на функционцро-
113
вание системы КРЛ. Под разладкой понимается скачкообразное изме-
нение свойств случайного процесса.
Различают положительную и отрицательную разладки. Примени-
тельно к контролю состояний рельсовых линий под положительной
разладкой понимают скачкообразное изменение амплитуды сигнала
контроля в момент освобождения рельсовой линии подвижным соста-
вом. Отрицательная разладка заключается в скачкообразном сниже-
нии амплитуды сигнала контроля, происходящей под действием поезд-
ного шунта или при нарушении целостности рельсовых нитей.
Из рекуррентных методов обнаружения разладки широкое распро-
странение нашел алгоритм кумулятивных сумм с отражающим экра-
ном. Он представляет собой модифицированный последовательный
анализ Вальда. Правило обнаружения разладки строится на сравнении
на й-м шаге решающей статистики Sh с фиксированным порогом Г7Пв-
Статистика
где W\ (Кл| 0 г), Wo (Кл| 01) — условные плотности распределения вероятностей наличия
сигнала с параметрами 02 н 01 в выборке {Ул}; 01 — амплитуда сигнала на входе
приемника в шунтовом, а 02 — в нормальном режиме; { }+ - шах {0, 5л}.
Порог 17пв устанавливается исходя из требуемой вероятности пра-
вильного фиксирования свободного состояния рельсовой линии.
Таким образом, если на й-м шаге выполняется условие Sh > (7Пв, при-
нимается решение о свободном и исправном состоянии рельсовой
линии. Если Sh < Um, то справедливой считается гипотеза о занятом
или неисправном состоянии линии, и выполняется следующее (й + 1)-е
наблюдение. Если кумулятивная сумма на произвольном шаге отрица-
тельна, то на следующем шаге ее значение обнуляется, что в формуле
(4.1) обозначено (+).
02
иср
wi(Y\0z)
Шунтовой, режим
Нормальный режим
Uot
0f
Рис. 4.24. Диаграмма напряжений на входе путевого приемника
114
Поясним работу приемника, реализующего алгоритм (4.1), на при-
мере, когда подвижной состав освобождает рельсовую линию и проис-
ходит переход из шунтового режима в нормальный (рис. 4.24).
В шунтовом режиме на входе решающего устройства приемника
присутствует смесь Yh слабого полезного сигнала с амплитудой 0 и
помех n(th): Yh = Oi+ n(th)-
В этом случае значения функции Wo (Ул| 0 i) превышают W\ (УА| 0г),
с . ^1(УА|02)
а логарифм отношения правдоподобия 1п ----'—\---- вследствие
И''»(Кл |0i)
случайного характера помех л(гА) с одинаковой вероятностью прини-
мает положительные и отрицательные значения. Согласно алгоритму
(4.1) отрицательные значения кумулятивной суммы принудительно об-
нуляются. Таким образом, в шунтовом режиме решающая статистика
флуктуирует около нулевого значения (рис. 4.25).
В нормальном режиме на входе приемника действует смесь
полезного сигнала высокого уровня 02 и помехи. Значения функ-
ции Wi (УА| 02) в произвольный й-й момент превышают величину
Wo (Yh\ 01), и логарифм их отношения всегда положителен. В этом
случае кумулятивная сумма (4.1) с ростом номера шага h непрерывно
возрастает. После повышения решающей статистики Sh порога разлад-
ки (7пв приемник фиксирует свободное состояние рельсовой линии.
Аналогичным образом приемник работает при переходе из нормально-
го режима в шунтовой или контрольный.
Решение об изменении режима выносится не сразу после скачка
входного напряжения в момент времени и (см. рис. 4.24 и 4.25), а по
истечении некоторого времени Тр = (hp —hi) А -с, в течение которого
на каждом шаге проверяется факт наличия полезного сигнала [Ат —
интервал квантования входной реализации; (йр — hi) — количество от-
счетов на обнаружение разладки случайного процесса]. Значение вели-
чины (hp —hi) равно 4—5.
115
В течение временного интервала Гр на каждом отсчете hi е [Ль Лр)
приемник анализирует процесс накопления кумулятивной суммы. Если
такой процесс происходит, то после превышения решающей статисти-
ки Sh порога (7пв принимается решение об изменении режима работы
рельсовой цепи. Процесс накопления кумулятивной суммы Sh аналоги-
чен сглаживанию реализации сигнала Y (th). Благодаря этому свойству
исключаются ситуации ложного срабатывания приемника под дейст-
вием случайных импульсных помех или при кратковременной (до 3 —
10 с) потере поезд ного шунта.
Для повышения устойчивости работы автоблокировки при из-
менении в широких пределах сопротивления балласта приемник
МПП-ЧКЕ дополнен адаптивным алгоритмом обработки сигналов,
обеспечивающим автоматическую регулировку порога обнаружения и
коэффициента возврата. Приемник МПП-ЧКЕ имеет следующие рабо-
чие характеристики: вероятность ложного срабатывания при пороге
обнаружения разладки равна восьми и при соотношении "сигнал/поме-
ха", равном трем, не превышает 10~12.
Вход приемника соединен с рельсовой линией через дроссель-
трансформатор ДТ-0,2 (ДТ1-150) и устройство защиты и согласования
УЗС. В качестве УЗС используется защитный блок-фильтр ЗБФ-1 при
электрической тяге постоянного тока или полосовой фильтр ФП-25
(ФП-75) на участках с тягой переменного тока. Для защиты МПП-ЧКЕ
от грозовых перенапряжений на его входе (до фильтров) включен элек-
тронный блок защиты БЗЭ-1 с порогом ограничения напряжения 70 В.
Структурно микропроцессорный путевой приемник системы авто-
блокировки АБ-ЧКЕ выполнен по схеме "два по два" (рис. 4.26). Он со-
стоит из двух двухкомплектных каналов и интерфейсного модуля ИМ.
Каждый канал содержит два узла ЦП1 и ЦП2 центрального процессо-
ра и схему контроля СК. В интерфейсный модуль входят: узел выбора
канала и перезапуска; бесконтактный коммутатор тока БКТ; схемы
контроля передаваемой кодовой комбинации и контроля целостности
нитей накала светофорных ламп, а также схема сопряжения с аппарату-
рой системы частотного диспетчерского контроля.
Нормально оба канала МПП-ЧКЕ находятся в рабочем состоянии.
Один из них является ведущим (на рис. 4.26 слева), а другой — ведо-
мым. Ведущий канал через узел выбора и перезапуска ИМ подключен
к рельсовой линии, сигнальному реле, бесконтактному коммутатору
тока и камертонному генератору ГК-6 системы частотного диспетчер-
ского контроля. При исправных аппаратных средствах этот канал вы-
полняет технологический алгоритм обработки информации сигналь-
ной точки автоблокировки.
После демодуляции и декодирования принятого сигнала возбужда-
ются соответствующие сигнальные реле (Ж ЖЗ или 3). Для повышения
помехозащищенности при дешифрировании кодовых комбинаций Ж
иди 3 реле ЖЗ или 3 срабатывает при условии одинакового приема не
116
Рис. 4.26. Структурная схема системы АБ-ЧК.Е
менее трех кодовых циклов. Выключение сигнальных реле при скачко-
образном уменьшении полезного сигнала под действием поездного
шунта осуществляется сразу, а при смене кодирования — в конце пос-
ледней принятой кодовой комбинации. Таким образом, инерцион-
ность системы АБ-ЧКЕ, определяемая как интервал времени между мо-
ментами изменения сигнала в рельсовой линии и смены показания про-
ходного светофора, не превышает 3—4 с.
В МПП-ЧКЕ реализован метод приема сигналов в целом. Суть его
состоит в следующем. В ПЗУ декодера хранятся эталонные кодовые
комбинации, используемые в системе автоблокировки. В процессе де-
117
кодирования принимаемый сигнал сравнивается с контрольным. Для
идентификации кодовой комбинации временные различия длительнос-
тей импульсов, интервалов и цикла между эталонным и принятым сиг-
налами не должны превышать 0,05 с. Если кодовые комбинации не со-
впадают или разница длительностей посылок превышает 0,05 с, осу-
ществляется отбраковка сигнала. В противном случае происходит
выполнение команды — возбуждение соответствующих сигнальных
реле.
В процессе функционирования МПП-ЧКЕ с контрольных точек
ЦП1 и ЦП2 обоих каналов через специальные узлы сжатия данных на
входы схем контроля СК подаются тестовые сигналы, которые сравни-
ваются. При рассогласовании комплектов СК перезапускает их, кон-
тролируя восстановление синхронности функционирования. Сбой или
неисправность в ведущем канале одновременно фиксируется схемой
выбора, которая реконфигурирует структуру МПП-ЧКЕ, переключая
его выходы на ведомый. Для восстановления работоспособного состо-
яния неисправного канала в приемнике используется восемь импульсов
перезапуска. Если в течение этой серии импульсов канал не начнет нор-
мально функционировать, схема рестарта прекращает работу, а выхо-
ды МПП-ЧКЕ остаются подключенными к ведомому каналу. По
системе частотного диспетчерского контроля на станцию передается
информация о предотказном состоянии МПП-ЧКЕ. Для этого в интер-
фейсном модуле приемника имеется специальная ключевая схема, обес-
печивающая сопряжение аппаратуры МПП-ЧКЕ с камертонным гене-
ратором ГК-6 системы ЧДК. Если от импульсов запуска восстанавли-
вается синхронная работа комплектов, то вновь запущенный ведущий
канал подключается к выходам МПП-ЧКЕ.
В блоке МПП-ЧКЕ предусмотрен контроль целостности нитей на-
кала ламп проходного светофора. Наличие этой информации позволя-
ет на программном уровне осуществлять функции переноса красного
огня, изменять кодирование при перегорании ламп разрешающих
огней на светофоре в соответствии с требованиями Инструкции по сиг-
нализации на железных дорогах Российской Федерации.
В интерфейсном модуле с помощью БКТ осуществляется моду-
ляция сигнала, питающего рельсовую цепь, а также контроль пра-
вильности передаваемой кодовой комбинации. Для включения сиг-
нальных реле Ж, ЖЗ и 3 в блоке ИМ имеются три усилителя мощности,
обеспечивающие необходимое напряжение (10—12,5 В) для срабатыва-
ния реле. В качестве сигнальных используются нейтральные реле
АНШ2-1230.
Для удобства обслуживания аппаратуры АБ-ЧКЕ на лицевой пане-
ли корпуса МПП-ЧКЕ установлены световые индикаторы, сигнализи-
рующие о наличии питающего напряжения и рабочем состоянии веду-
щего и ведомого каналов. По характеру мигания световых ицдикато-
118
ров, включенных на входе и выходе МПП-ЧКЕ, можно судить о прини-
маемой и формируемой кодовых комбинациях.
Микроэлектронная система автоблокировки АБ-El. В состав аппа-
ратуры сигнальной точки автоблокировки входят: блоки приемопере-
датчиков непрерывного канала связи (БПП-НКС) и системы передачи
информации по проводной линии связи (БПП-СПИ); микропроцессор-
ный путевой приемник (МПП); устройства защиты и согласования с
рельсовой линией (УЗС) и проводной линией связи (УЗСЛ). УЗС вклю-
чает в себя трансформатор усилителя мощности БПП-НКС (ТКУ),
дроссель согласования (ДС), электронный блок защиты (БЗЭ) и блоки
конденсаторов БК-1 и БК-2. Конструктивно микроэлектронная аппа-
ратура автоблокировки выполнена в виде металлических корпусов,
внутри которых размещаются типовые элементы замены. Размеры ап-
паратуры АБ-El таковы: БПП-НКС и БПП-СПИ — 500x332x230 мм;
МПП — 420x332x230 мм; УЗСЛ— 195x120x140мм; блокиДС, БК-1,
БК-2 и ТКУ — 145x120x115 мм.
Автоблокировка АБ-El функционально и электромагнитно со-
вместима с автоматической локомотивной сигнализацией АЛС-ЕН.
Для повышения устойчивости функционирования системы КРЛ в
условиях воздействия дестабилизирующих факторов обработка полез-
ных сигналов в приемнике осуществляется по алгоритму кумулятив-
ных сумм. Благодаря его применению удалось обеспечить устойчивую
работу рельсовой цепи длиной 2500 м при колебаниях сопротивления
балласта от 50 до 0,45 Ом-км.
Проблема обеспечения безопасности микроэлектронных аппарат-
ных средств автоблокировки решается применением: трехкомплектно-
го резервирования стандартных модулей, выполняющих одинаковые
функции; мажоритарной структуры построения д ля обнаружения неис-
правного или отказавшего комплекта; жесткой синхронизации и по-
тактного сравнения сигналов в контрольных точках различных ком-
плектов; специальных устройств контроля с односторонними отказа-
ми, обеспечивающих надежное отключение неисправного комплекта и
последующий его ввод в работу.
В системе АБ-El использован один непрерывный частотный канал
(НКС) с несущей 174,38 Гц. Передача информации осуществляется в
результате двукратной фазоразностной манипуляции и кодирования
сообщений модифицированным кодом Бауэра.
Структура организации кодового цикла параллельная: по од ному
подканалу передаются кодовые комбинации (КК), а по другому —
сигналы цикловой синхронизации (ЦС) в виде синхрогрупп (СГ).
Применение двукратной ФРМ позволяет повысить помехоустойчи-
вость в 2 раза по сравнению с амплитудной модуляцией. Использова-
ние комбинаций кода Бауэра в информационном и синхроподканалах
обеспечивает эффективную кодовую защиту.
119
8
Рис. 4.27. Структурная схема сигнальных точек системы АБ-Е1
Lj—J-I S7Nl L—J-'*-
—I 5Л'0Л
В структурной схеме двух сигнальных точек микроэлектронной
автоблокировки АБ-El (рис. 4.27) показаны: блоки приемопередатчи-
ков сигналов непрерывного канала связи и системы передачи информа-
ции по линейной цепи; микропроцессорный путевой приемник; устрой-
ство защиты и согласования с рельсовой линией; путевое МП, сигналь-
ные реле 30, 3J, 32, реле двойного снижения напряжения ДСН и
извещения о приближении поездов ИП1—ИПЗ. Все перечисленные
реле нейтральные АНШ2-1230.
Приемник МПП предназначен для контроля состояния рельсовой
линии. При ее свободном и исправном состоянии возбуждается реле
МП. Если рельсовая линия занята подвижным составом или неисправ-
на, то реле МП обесточено.
Блок БПП-НКС предназначен для демодуляции и декодирования
ФРМ-сигналов, управления сигнальными реле, формирования и усиле-
ния сигналов, передаваемых в рельсовую цепь соседнего блок-участка.
Блок БПП-НКС рассчитан на подключение четырех сигнальных реле.
Однако реально в БПП-НКС используются только три: 30,31 и 32. На-
стройка блоков приемопередатчиков для формирования синхрогрупп
и кодовых комбинаций в зависимости от числа свободных блок-участ-
ков и разрешенной скорости движения осуществляется настроечными
перемычками НП.
Устройство УЗС разработано с учетом обеспечения требований
электромагнитной совместимости системы АБ-El с аппаратурой авто-
блокировки числового кода.
Питание микроэлектронных блоков БПП-НКС, БПП-СПИ и
МПП осуществляется через понижающие трансформаторы ТП
(ПОБС-5А). Для защиты устройств от воздействия импульсных помех
по цепям питания в первичные обмотки ТП включены сетевые фильт-
ры СФ. Электроснабжение сигнальной точки автоблокировки осу-
ществляется от высоковольтной линии. Мощность, потребляемая оди-
ночной сигнальной точкой, не превышает 80 ВА.
Приемник'МПП выполнен по двухкомплектной схеме с жесткой
синхронизацией (рис. 4.28). Каждый комплект содержит модули цент-
рального процессора ЦП1, ЦП2 и сигнатурные анализаторы СА. Кон-
троль правильности функционирования МПП осуществляет однокас-
кадная схема контроля СК. Первоначальный запуск приемника и син-
хронизация ЦП1 и ЦП2 осуществляет узел запуска УЗ. Входные цепи
приемника содержат: полосовой фильтр ПФ, детектор огибающей Д,
интегратор И и аналого-цифровой преобразователь АЦП.
Рассмотрим работу приемника. Полезный сигнал с выхода
рельсовой линии через полосовой фильтр ПФ поступает на детектор
огибающей, где выпрямляется, сглаживается в интеграторе И и затем с
помощью АЦП квантуется по амплитуде и дискретизируется по време-
ни. Значения сигнала в двоичной форме по шине данных 7ЛД подаются
на входные порты узлов ЦП1, ЦП2 обоих комплектов. Поступившие
121
Рис. 4.28. Структурная схема микропроцессорного путевого приемника системы АБ-Е1
данные обрабатываются в соответствии с хранящимся в ПЗУ алгорит-
мом. Если после выполнения расчетов значение решающей статистики
превысит порог, то на шинах У1 и У2 появляются управляющие им-
пульсы напряжения, открывающие входы схемы контроля. В этом слу-
чае контрольный сигнал V частотой 89,9 кГц с выхода узла запуска
через СК подается на усилитель мощности УМ для включения реле
МП. Если кумулятивная сумма не превышает порога, то сигналы на
выходах У1 и У2 отсутствуют, а якорь реле МП отпущен.
В процессе нормального функционирования приемника с кон-
трольных точек узлов ЦП1 и ЦП2 по информационным шинам ИШ на
схему сигнатурного анализатора СА подаются тестовые сигналы. СА
формирует общие контрольные сигналы 1КТ, 1КТ, 2КТ и 2 КТ, харак-
теризующиеработоспособностъ узлов ЦП1 и ЦП2. Если формы сигна-
лов 1КТ, 1КТи 2 КТ, 2/^Гсовпадают, то схема контроля фиксирует пра-
вильную работу комплектов. Свечение индикаторных светодиодов ЧО
и ПО свидетельствует об исправном состоянии приемника. В про-
тивном случае фиксируется сбой. На выходах Диагностика 1 и Диа-
гностика 2 появляются управляющие импульсы, воздействующие на
узел запуска УЗ, который с заданной выдержкой времени формирует
управляющие импульсы Запуск 1 и Запуск 2 для восстановления рабо-
тоспособного состояния комплектов приемника. Если в результате воз-
действия этих импульсов нормальное функционирование приемника
восстанавливается, то управляющие сигналы Диагностика 1 и Диагнос-
тика 2 снимаются. В противном случае, когда отказ в одном из каналов
приемника устойчивый и восстановления работоспособного состояния
приемника не происходит, ячейка защиты ЯЗ отсчитывает восемь им-
пульсов запуска и останавливается. Приемник переходит в устойчивое
положение безопасного отказа.
122
При первом включении питания, а также после перерывов электро-
снабжения работоспособное состояние приемника восстанавливается
узлом запуска по шинам Запуск 1 и Запуск 2. После включения напря-
жения на этих шинах появляется последовательность импульсов, уста-
навливающая микропроцессорные комплекты узлов ЦП1 и ЦП2 в ис-
ходное состояние. С этого момента начинается нормальное функцио-
нирование приемника МПП.
Номенклатура ТЭЗ МПП такая: узел центрального процессора и
ячейки запуска, узел схемы контроля, источник питания и полосовой
фильтр.
Блок БПП предназначен для приема, обработки, формирования и
передачи информации. Ои имеет два варианта исполнения. В пер-
вом варианте БПП рассчитан для работы по рельсовой линии —
БПП-НКС, во втором — по проводной линии связи — БПП-СПИ.
При работе по непрерывному каналу связи используется несущая
частота 174,38 Гц, а при работе с системой передачи информации —
2790 Гц.
Блок БПП имеет троированную мажоритарную структуру с аппа-
ратным резервированием (рис. 4.29). Мажоритарный принцип постро-
ения аппаратуры предполагает сравнение результатов функциониро-
ПФ УО
Огл
УЗС
!ПК
гля
тс
!ПК
- дн
гпк
“тс
♦4
Диагностика г
Диагностика I
А*
ЧГн
I
At
вг
ДК
4fH
ТГГ
вг
ШВСГ
-----£
швсз г*
АКК------
=J швкг
КТЗ
Фнс*
А*
гпк
т?
Ч/н
Запуск г
У Г
Синтеза тор
частот
§>—
.---
Ннвика-^^
тор
отказа
кокл
ЯЗ
лента
Рис. 4.29. Структурная схема приемопередатчика системы АБ-Е1
123
вания комплектов аппаратуры и принятие решения о правильности
работы устройства в целом методом голосования по большинству оди-
наково работающих узлов. Например, в системе АБ-El принято, что
микроэлектронные блоки автоблокировки отвечают требованиям без-
опасности, если в процессе работы как минимум два комплекта из трех
показывают одинаковые результаты выполнения алгоритма обработ-
ки сигналов.
Блок БПП-НКС выполнен на элементах жесткой логики с примене-
нием микросхем малой и средней степеней интеграции серий 133, 1533.
В состав БПП входят полосовой фильтр ПФ, усилитель-ограничитель
УО, трехкомплектные модем и кодек, схема контроля и модуль диа-
гностики СК и МД, ячейка запуска ЯЗ и синтезатор частот.
Полосовой фильтр ПФ в зависимости от исполнения БПП настроен
на несущую частоту канала 174,38 или 2790 Гц. Усилитель-ограничи-
тель обеспечивает формирование сигнала TTL-уровня, необходимого
для работы микросхем. Этот сигнал подается на входы трех комплек-
тов демодулятора. Демодуляция ФРМ-сигнала осуществляется по ме-
тоду однократной пробы. Измерение разности фаз сводится к оценке
временного интервала между фронтами информационных сигналов,
соответствующих максимуму отношения "сигнал/помеха" в течение
элементарной посылки ФРМ-сигнала.
На выходах демодуляторов образуются последовательные кодо-
вые комбинации. По первому подканалу передаются синхрогруппы
СГ, а по второму — кодовые комбинации КК. По фронту сигнала так-
товой синхронизации ТС принимается решение о разности фаз между
соседними посылками кодовых комбинаций.
Обработка информации непрерывного канала связи в БПП сводит-
ся к выделению сигнала цикловой синхронизации (ЦС), обеспечению
кодовой защиты от сигналов соседних блок-участков по сигналу ЦС,
декодированию КК, принятию решения об информационном значении
КК, формированию управляющего сигнала для возбуждения сигналь-
ных реле, формированию кодовых комбинаций в первом и втором фа-
зовых подканалах в соответствии с поездной ситуацией.
Поступающие по 1ПК и 2ПК данные декодер ДК преобразует из
последовательной формы в параллельную и обеспечивает сравнение
принятых кодовых комбинаций с контрольными, хранящимися в ПЗУ.
Для "разрешенных" синхрогрупп осуществляется декодирование кодо-
вой комбинации, которая затем преобразуется в информационную пос-
ледовательность, соответствующую количеству свободных блок-участ-
ков. Эта последовательность по шине управления реле ШУР подастся
на схему контроля для включения сигнальных реле 30, 31, 32, а также
по шинам выбора кода ШВКи синхрогруппы ШВС на датчик кодовых
комбинаций ДККдля формирования сигналов, передаваемых в рельсо-
вую цепь соседнего блок-участка.
124
Датчик кодовых комбинаций ДКК преобразует входную информа-
цию в последовательную для передачи по двум подканалам: D1 (син-
хрогруппы) и D2 (кодовые комбинации). Эти данные поступают на мо-
дулятор М. ФРМ-сигнал подается на усилитель мощности УМ, выход
которого через устройства защиты и согласования УЗС подключен к
передающему концу рельсовой цепи.
Схема контроля осуществляет контроль синхронности работы трех
комплектов БПП. При исправности комплектов контрольные сигналы
КТ и КТ идентичны. Если произошел сбой в одном из комплектов, то
БПП реконфигурирует и продолжает работать в двухкомплектном со-
ставе. СК фиксирует возникшую неисправность и с помощью модуля
диагностики осуществляет перезапуск комплектов. В процессе восста-
новления работоспособного состояния отказавшего комплекта инфор-
мация на выходах БПП не теряется. Если отказавший комплект не вос-
станавливается, то СК после восьми импульсов перезапуска отключает
выходы неисправного комплекта. Погашенное состояние светодиода
"Частичный отказ" свидетельствует о предотказном состоянии БПП.
На передней панели блока осуществляется индикация номера отказав-
шего комплекта. При возникновении отказов в одном из оставшихся
или обоих комплектах происходит переход схемы в защитное состоя-
ние. Тогда все выходы БПП отключаются. Гаснет светодиод "Полный
отказ", свидетельствующий о полной неработоспособности БПП.
Синтезатор частот вырабатывает сигналы рабочих частот, исполь-
зуемые для работы узлов БПП: 64/"н — сигнал тактовой частоты для ос-
новных узлов БПП; U—сигнал контрольной частоты; F3 — сигнал за-
пуска, с помощью которого осуществляется перезапуск комплектов.
Конструктивно узлы БПП размещены на четырех типовых элемен-
тах замены. ТЭЗ включают в себя: полосовой фильтр, три узла моде-
мов и кодеков, ячейку запуска, схему контроля, источник питания
вместе с усилителем мощности.
Питание рельсовых цепей (рис. 4.30) осуществляется навстречу дви-
жения поездов для того, чтобы передаваемую информацию могли вос-
принимать локомотивы, оборудованные системой АЛС-ЕН. Для про-
пуска тягового тока в обход изолирующих стыков на границах рельсо-
вых цепей устанавливают дроссель-трансформаторы ДТ-0,5 и ДТ-0,2
при электротяге постоянного тока и ДТ1-150 на участках, оборудован-
ных системой тяги переменного тока. Для защиты аппаратуры питаю-
щих концов от перенапряжений, возникающих при грозовых разрядах
и коротких замыканиях контактной сети, служат разрядники FU
(РВНШ-250). В рельсовых цепях участков переменного тока дополни-
тельно устанавливается автоматический выключатель многоразового
действия QF (АВМ-1). На релейных концах для защиты от мешающего
воздействия импульсных помех на микропроцессорный путевой прием-
ник, кроме рассмотренных устройств, устанавливается электронный
блок защиты БЗЭ-1 с гасящим резистором R1.
125
Рис. 4.30. Принципиальная схема рельсовой цепи автоблокировки АБ-El при электротя-
ге постоянного (а) и переменного (б) тока
Питание рельсовой цепи рабочими сигналами осуществляется от
усилителя мощности УМ (см. рис. 4.29) приемопередатчика, нагрузкой
которого служит питающий трансформатор ПТ (ТКУ). Напряжение на
выходе ПТ регулируется с использованием секционированной вторич-
ной обмотки. Трансформатор ДС выполнен на ленточном сердечнике с
зазором 0,5 мм, что исключает возможность его насыщения при боль-
ших электрических нагрузках. Емкость Сп блоков конденсаторов
БК-1 и БК-2 совместно с обмоткой дросселя согласования ДС образу-
ют последовательный колебательный контур, настроенный в резонанс
на несущую частоту рабочего сигнала. Добротность этого контура на
рабочей частоте составляет 8—10 единиц. Такая схема включения улуч-
шает условия передачи сигналов в рельсовую линию и обеспечивает за-
щиту выхода усилителя мощности от перегрузки при шунтировании
поездом питающего конца рельсовой цепи благодаря расстройке пос-
ледовательного контура, состоящего из коцденсатора Сп и обмоток
дросселя согласования ДС1.
Модули входных сопротивлении передатчика системы АБ-El на
частотах 50 и 25 Гц со стороны обмоток ХР1 1-1, 1-3 (рис. 4.30, а) и
ХР2 2-10, 2-12 (рис. 4.30, б) равны 6 и 5,2 Ом соответственно. Это позво-
ляет дс паточно просто обеспечить электромагнитную совместимость
126
автоблокировки числового кода и АБ-El. В схеме рельсовой цепи для
участков с электрической тягой постоянного тока передатчик сигналов
АЛСН подключается параллельно конденсаторам Соь СО2- Результи-
рующее сопротивление для рабочего сигнала АБ-El равно 22 Ом, а со-
противление рельсовой линии со стороны дополнительной обмотки
дроссель-трансформатора составляет 230 Ом. Поэтому потери мощ-
ности полезного сигнала на передатчике АЛСН незначительны.
В схеме рельсовой цепи включение питающей аппаратуры анало-
гично. Для исключения взаимных влияний передатчик сигналов число-
вого кода зашунтирован последовательным колебательным контуром
Ьф—Сф, настроенным в резонанс на частоту 174,38 Гц. Сопротивление
этого контура на рабочей частоте равно 50 Ом, а на частоте 25 Гц —
4 кОм. Дроссель Ьф имеет индуктивность 0,55 Гн, а емкость конденса-
тора Сф = 1,5 мкФ.
Для сопряжения сопротивления аппаратуры с рельсовой линией на
обоих концах рельсовой цепи (см. рис. 4.30, а) включены согласующие
трансформаторы с коэффициентом трансформации 1,82 на передаю-
щем и 4 на релейном концах. При электрической тяге переметпюго
тока согласование сопротивлений осуществляется с помощью изолиру-
ющих трансформаторов ИТ1 и ИТ2 (ПРТ-А). Коэффициент трансфор-
127
мацушИТ2 увеличен до 20,7 для получения требуемого значения сопро-
тивления приемного конца.
В системе автоблокировки АБ-El каждому блок-участку перегона
присваивается одна из четырех сицхрогрупп — СП, СГ2, СГЗ, СГ4. В
четном направлении движения принято использовать СГ2 и СГ4, а в
нечетном — СП и СГЗ. В рельсовых цепях соседних блок-участков для
обеспечения защиты от схода изолирующих стыков синхрогруппы че-
редуются.
Для передачи информации в системе АЛС-ЕН и управления про-
ходными светофорами автоблокировки используются 16 кодовых ком-
бинаций.
При кодовых комбинациях 0 и 1 возбуждено сигнальное реле 30,
при 2, 3, 5, 7, 9, 12— реле 30 и 31, при 4, 6, 8, 10, 13, 15— реле 30 — 32,
при 11 и 14—реле 30 — 33.
При разработке проекта оборудования участка железной дороги
системами АБ-El и АЛС-ЕН, как правило, используется только часть
из приведенных выше кодовых комбинаций.
Рассмотрим работу системы автоблокировки (см. рис. 4.27). Вы-
полнение нормального, шунтового и контрольного режимов работы
рельсовой цепи осуществляется микропроцессорным путевым прием-
ником. При исправном и свободном состоянии рельсовой линии ЗРЦЗ
на входе приемника ЗМПП действует полезный сигнал высокого уров-
ня (примерно 3 В). После вычислений в соответствии с алгоритмом
(4.1) и при условии исправного состояния комплектов МПП возбужда-
ется путевое реле ЗМП. Контактами 31-32 МП вход приемопередат-
чика 1БПП-НКС подключается к рельсовой линии РЦЗ. В блоке
1БПП-НКС принятый сигнал демодулируется и декодируется. Блок
1 БПП-НКС настроен на прием и дешифрирование кодовых сигналов
совместно с синхрогруппой СГ1. Если в принятом сигнале, кроме раз-
рядов кодовой комбинации, содержится первая синхрогруппа, то весь
сигнал декодируется. В результате на выходе блока 1БПП-НКС воз-
буждается сигнальное реле 30, соответствующее свободности одного
блок-участка. Фронтовыми контактами 51-52 реле ЗМП и 30 на свето-
форе Н1 включается лампа желтого огня. Горение лампы контролиру-
ется реле ЖО. В блоке БПП-НКС сигнальной точки 1 формируется
комбинация КК7, соответствующая свободности одного блок-участка.
В рельсовую цепь РЦ1 перед светофором Н1 передается кодовая ком-
бинация 7 совместно с синхрогруппой ЗСГЗ.
После освобождения поездом рельсовой цепи РЦ5 на путевом све-
тофоре НЗ зажжется лампа желтого огня. В рельсовую цепь РЦЗ пере-
дается КК7 совместно с СГ1. При исправной рельсовой цепи блок при-
емопередатчика 1 БПП-НКС расшифрует принятый сигнал и на его вы-
ходе дополнительно возбуждается реле 31. На светофоре Н1
одновременно горят лампы желтого и зеленого огней по цепям: Су 12,
128
11-12 ДСН, 21-82 ЖО, 51-52 ЗМП, 51-52 30, 31-33 32, лампа желтого
огня, МСу; Су 12, 11-12 ДСН, 21-82 ОЗ, 31-32 ЗМП, 31-32 30, 11-12 31,
11-12 ЖО, лампа зеленого огня, МСу. Контроль лампы зеленого огня
осуществляется реле ОЗ. В рельсовую цепь РЦ1 передается кодовая
комбинация КК10, соответствующая показанию светофора "желтый и
зеленый огни". При приеме кодовой комбинации КК10 на выходе БПП
возбуждаются сигнальные реле 30, 31. 32. На светофоре горит лампа
зеленого огня, а в рельсовую цепь блок-участка перед светофором
передается кодовая комбинация КК13.
В шунтовом режиме работы рельсовой цепи вход блока БПП-НКС
отключен отрельсовой цепи фронтовым контактом реле МП. Для про-
верки работоспособности блока и исключения возможности накопле-
ния необнаруживаемых отказов в комплектах блока БПП на его вход
через тыловой контакт реле МП подается тестовый сигнал, позволяю-
щий контролировать исправное функционирование приемопередатчи-
ка.
Для передачи информации о приближении поездов к станции или
переезду, а также для выполнения команды о двойном снижении напря-
жения питания ламп светофора на каждой сигнальной точке перегона
устанавливается блок БПП-СПИ.
Блок БПП-СПИ подключается к линейной цепи Л—ОЛ через уст-
ройство защиты и согласования УЗСЛ. С вступлением поезда за свето-
фор НЗ обесточивается реле 5МП и своим контактом 51-52 управляет
схемой выбора номера кодовой комбинации, формируемой для пере-
дачи в линию связи 5Л. На сигнальной точке эта информация воспри-
нимается и в зависимости от места положения поезда возбуждаются
сигнальные реле извещения приближения ИП1—ИПЗ. В системе АБ-Е1
извещение о приближении поезда передается за три блок-участка. К
четвертому выходу блока БПП-СПИ подключено реле ДСН. Команду
на снижение напряжения питания ламп светофора подает дежурный по
станции отправления поездов. Для этого он нажимает кнопку ДСН, от
которой после передачи кодового сигнала по линии Л—ОЛ на всех сиг-
нальных точках перегона обесточиваются реле ДСН.
В системе АБ-El защита отложного срабатывания аппаратуры при
сходе изолирующих стыков и подпитки с соседних путей осуществляет-
ся по форме сигналов. Для этого в смежных и соседних блок-участках
используются различные синхрогруппы, обладающие "хорошими"
корреляционными свойствами. Максимальный выброс нормирован-
ной взаимной корреляционной функции не превышает 0,3, а кодовое
расстояние между ними равно 4. При сходе изолирующих стыков у све-
тофора Н1 от сигнала передатчика 1БПП-НКС срабатывает путевой
приемник этой же сигнальной точки — ЗМПП и возбуждается путе-
вое реле ЗМП. Фронтовым контактом 31-32 ЗМП вход приемника
1БПП-НКС исключается к рельсовой, линии РЦЗ. Однако кодовые
5 Зак 1462
129
комбинации в блоке 1БПП-НКС не дешифрируются, поскольку его на-
стройка не совпадает с принимаемой синхрогруппой 3. Сигнальные
реле 30—32 остаются без тока. На проходном светофоре Н1 горит
красный огонь.
Перенос запрещающего показания при перегорании лампы красно-
го огня осуществляется схемой, собранной на контактах второй груп-
пы реле 30, МП и КО. При занятом блок-участке РЦ5 реле 30 и 5МП
обесточены. Сигнал с выхода передатчика ЗБПП-НКС подается в рель-
совую линию РЦЗ через фронтовой контакт КО. При обрыве нити на-
кала лампы красного огня контактом КО размыкается цепь питания
рельсовой цепи РЦЗ. На светофоре Н1 загорается красный огонь.
Глава 5
СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ЛОКОМОТИВНОЙ
СИГНАЛИЗАЦИИ
5.1. Назначение и классификация систем автоматической
локомотивной сигнализации
Автоматическая локомотивная сигнализация предназначена для
повышения безопасности движения поездов, увеличения пропускной
способности железнодорожных линий и улучшения условий труда ло-
комотивных бригад. Устройства АЛС осуществляют передачу сигналь-
ных показаний путевых светофоров в кабину машиниста. Систему
АЛС дополняют устройствами проверки бдительности машиниста и
контроля скорости поезда, а в наиболее совершенных системах — уст-
ройствами автоматического регулирования скорости. Автоматическая
локомотивная сигнализация с автостопом осуществляет торможение
поезда в случаях повышения допустимой скорости движения или не-
подтверждения машинистом бдительности.
Сигнальные показания на локомотив могут передаваться в опреде-
ленные моменты при движении поезда (точечно) или непрерывно на
всем пути следования (рис. 5.1). В точечных системах могут быть ис-
пользованы механический, оптический, индуктивный и другие спосо-
бы передачи информации. В непрерывных системах в качестве канала
связи между путевыми и локомотивными устройствами используют
рельсовые цепи и шлейфы, проложенные между рельсами.
Первой точечной системой (АЛСТ) было механическое устройство
(рис. 5.2). На путях у сигнала установлен поворачивающийся рычаг 7,
который при запрещающем показании сигнала повернут в вертикаль-
ное положение. При проезде локомотивом этого сигнала поворачива-
ется рычаг вентиля 2 в тормозной системе состава, что приводит к вы-
нужденной остановке поезда из-за выпуска сжатого воздуха. Необхо-
димым условием надежной работы в этом случае являются низкая
скорость движения поезда и способность поворота путевого рычага 1
при любых климатических условиях. Поэтому это устройство исполь-
зовалось до 90-х годов прежде всего на метрополитене.
В электроконтактном устройстве (рис. 5.3) для передачи сигналов
используется постоянный ток от источника питания, расположенного
на пути, который через переключатель полярности ПП подается на
контактную шину КШ, расположенную на шпалах между рельсами.
При проезде локомотива, снабженного контактными щетками, ток за-
5*
131
Рис. 5.1. Структурная схема классификации систем АЛС
мыкается через обмотку поляризованного приемного реле, находяще-
гося на локомотиве. Положение переключателя зависит от показания
светофора. Приемное реле реагирует на полярность тока. Наиболее за-
прещающее состояние соответствует бестоковому состоянию.
Наименее надежной частью этой системы являются щетки. Надеж-
ность передачи активного сигнала зависит от чистоты контактной
шины. Несмотря на этот недостаток, устройство использовалось до
70-х годов на французских железных дорогах.
В 30-х годах была испытана система оптической передачи сигналь-
ных знаков предупредительного светофора.
Перспективным казалось использование радиоизотопов, помещен-
ных в оловянные футляры у светофоров. Наличие у-частиц должны
были обнаруживать детекторы на локомотиве. При использовании
таких систем возникли затруднения, так как повышение интенсивности
передающего потока у-частиц могло бы привести к опасному для чело-
века облучению.
Индуктивные системы характеризуются тем, что связь между при-
емником и передатчиком осуществляется магнитным полем, постоян-
Рис. 5.2. Механический датчик системы
АЛСТ
132
Рис. 5.3. Электроконтактиое устройство
АЛСТ
ным или гармонически изменяющимся. У АЛСТ магнитное поле дейст-
вует на приемник при движении поезда только в течение короткого
времени.
Далее рассматриваются отдельные индуктивные системы АЛСТ в
соответствии с классификацией, представленной на рис. 5.1.
В системе АЛСТ с источником постоянного магнит-
ного поля на пути (рис. 5.4) фиксирующее релеР, размещенное
на локомотиве, реагирует на рабочий ток и притягивает якорь в мо-
мент замыкания магнитного потока путевого постоянного магнита
через магнитопровод катушки реле. Для возбуждения в обмотке реле
импульса с достаточной ЭДС локомотив должен иметь определенную
минимальную скорость (обычно v > 10 км/ч).
В системе АЛСТ с источником переменного магнит-
ного поля на пути приемная часть на локомотиве состоит из
катушки индуктивности, настроенной параллельно присоединенным
конденсатором на частоту передаваемого сигнала, или же из несколь-
ких таких цепей. При проезде над информационной точкой ЭДС, воз-
никающая в соответствующей резонансной цепи, усиливается, в ре-
Рис. 5.4. Схема АЛСТ с источником посто-
янного магнитного поля на пути
Рис. 5.5. Схема АЛСТ с источником посто-
янного тока на локомотиве
133
зультате чего возбуждается фиксирующее реле. Приемное устройство
построено аналогично устройству, представленному на рис. 5.4.
Принцип действия АЛСТ с источником постоянного
тока на локомотиве (рис. 5.5) заключается в следующем.
Обмотка А является возбуждающей, обмотка В присоединена к источ-
нику тока через фиксирующее реле Р и его фронтовой контакт. В нор-
мальном положении якорь реле притянут, и в сердечнике электромаг-
нита, собранного из листовой стали, создается поток, который опреде-
лен (при данной магнитодвижущей силе) большим магнитным
сопротивлением.
При проезде локомотива над путевым передатчиком (сердечник из
листовой трансформаторной стали) общая магнитная проводимость
цепи возрастает скачком, индуктированная ЭДС в обмотке В действует
встречно постоянно протекающему току, и реле Р обесточивается. По-
вторное возбуждение реле возможно только после нажатия пусковой
кнопки ПК. Устройство работоспособно лишь при скорости поезда не
ниже заданной.
Сердечник на пути снабжен обмоткой, которая в описанном случае
была отключена. Когда обмотка шунтируется управляющим контак-
том У, существенного изменения магнитного потока в цепи не происхо-
дит, и фиксирующее реле остается в возбужденном состоянии.
Наиболее широко используемой системой АЛСТ с источни-
ком переменного магнитного поля на локомоти-
в е является АЛСТ, построенная по резонансному принципу (рис. 5.6).
От источника переменного тока повышенной частоты f на локомотиве
питается основная обмотка локомотивного индуктора ЛИ. Параллель-
но обмотке индуктора с индуктивностью L1 подключен конденсатор
С1, а через усилитель — фиксирующее реле Р. Катушка локомотивно-
го индуктора и конденсатор С1 образуют параллельный контур, на-
строенный на резонансную частоту/• При этом на резонансном конту-
ре создается напряжение, достаточное для срабатывания фиксирующе-
го реле Р. При проезде локомотивного индуктора над аналогичным
путевым индуктором ПИ, образованным катушкой индуктивности L2
EL...A"
Рис. 5.6. Схема АЛСТ с источником пере-
менного магнитного поля на локомотиве
134
и конденсатором С2 и настроенным на ту же частоту f переменный
магнитный поток вызывает появление ЭДС в катушке путевого индук-
тора. В путевом контуре протекает ток, что вызывает появление маг-
нитного потока. Его направление по закону Ленца препятствует появ-
лению ЭДС, вызывающей этот поток.
Магнитный поток, создаваемый путевым индикатором, противо-
положен магнитному потоку от локомотивного индуктора. Значение
ЭДС в контуре локомотивного индуктора уменьшается, вследствие
чего реле Р отпускает якорь.
Если конденсатор С2 отключен, то при взаимодействии индукто-
ров реле Р остается под током, т.е. информация на поезд не передается.
Можно использовать две пары индукторов на разных частотах. В этом
случае объем передаваемой информации возрастает благодаря комби-
нации взаимодействий различных пар индукторов.
К достоинствам рассматриваемой системы можно отнести ее рабо-
тоспособность в широком диапазоне скоростей движения поезда (0 —
300 км/ч), непрерывный контроль исправности аппаратуры, установ-
ленной на локомотиве, отсутствие источника питания на пути. Не-
достаток системы — неконтролируем ость исправности путевых
устройств. Повреждение путевого индуктора приводит к тому, что ин-
формация не передается. Поэтому АЛСТ используется для передачи
информации, утрата которой снижает эффективность системы, но не
нарушает условий обеспечения безопасности движения поездов.
5.2. Технологические алгоритмы непрерывных
систем АЛСН
Для обеспечения безопасности движения поездов в зависимости от
решаемых эксплуатационных задач устройства автоматической локо-
мотивной сигнализации дополняют средствами контроля бдительнос-
ти машиниста, контроля скорости или автоматического регулирования
скорости поезда.
Системы АЛСН и АЛС-ЕН. В системе АЛСН с контролем- бдитель-
ности машиниста и ступенчатым абсолютным контролем скорости по-
езда (рис. 5.7) информация для устройств АЛС о состоянии участков
пути и соответственно о показаниях путевых светофоров, определяю-
щих допустимую скорость движения, выдается системой путевой авто-
блокировки ДП. Шифратор Ш сообщает определенные признаки пере-
даваемому сигналу в зависимости от числа свободных блок-участков и
допустимой скорости приближения к путевому светофору. Путевой
передатчик ПП передает информацию на локомотив по рельсовой
линии. Переменный электрический ток, протекая по рельсам, создает
вокруг них электромагнитное поле, которое воздействует на локомо-
тивные катушки ЛК и наводит в них электрический сигнал, поступаю-
135
щйй на вход локомотивного приемника ЛП. Дешифратор Д по призна-
кам принятого сигнала выделяет передаваемую информацию, которая
передается в блоки контроля бдительности КБ, контроля скорости КС,
управления локомотивным индуктором УЛИ. Блок УЛИ воздействует
на локомотивный индикатор ЛИ, на котором отображается принятая
информация для визуального восприятия машинистом Л/. В простей-
шем случае ЛИ представляет собой локомотивный светофор.ЛС.
При каждой смене сигнального показания КБ воздействует на из-
меритель контрольного времени КВ, отсчитывающий определенный
период времени (примерно 6 с). В течение этого времени включается
акустический сигнал А С, и машинист должен установленным действи-
ем (нажатием рукоятки или кнопки бдительности РБ) подтвердить
свою бдительность, после чего А С выключается и восстанавливается
исходное состояние устройств КБ. Подтверждая бдительность, маши-
нист берет на себя ответственность по управлению тормозами поезда.
Если в течение 6 с после смены сигнального показания рукоятка бди-
тельности не нажата, срабатывает срывной клапан СК, воздействую-
щий на тормозную магистраль ТМ. Осуществляется экстренное тормо-
жение поезда, которое нельзя отменить нажатием РБ или иным спосо-
бом. Срывной клапан СК, воздействующий на тормозную магистраль
ТМ, измеритель контрольного времени КВ и акустический сигнал А С
составляют узел автоматического управления тормозами, который на-
зывается электропневматическим клапаном ЭПК
Измеритель скорости ИПС, работающий от датчика, связанного с
колесом локомотива КЛ, измеряет фактическую скорость поезда ?ф,
которая сравнивается с допустимой уДОп блоком контроля скорости
Рис. 5.7. Структурная схема АЛСН с кон-
тролем бдительности машиниста и ступен-
чатым абсолютным контролем скорости
поезда
136
Показанием- нонотиПноге светофора о 0 е •
Кодовый сигнал 3 X КЖ к
Показание т- мнотиВнага сбетарора о о © е •
Кодовый сигнал 3 3 ж КЖ к
Рис. 5.8. Схема увязки между показаниями
путевых и локомотивных светофоров при
числовой системе АЛС:
а — при зрехзиачиой автоблокировке; б — при
четырехзначной автоблокировке
КС. Если Уф £ Удоп, блок КС воздействует на ЭПК так же, как и блок
КБ. При этом контроль бдительности осуществляется в зависимости от
принимаемых с пути кодовых сигналов АЛС и фактической скорости
поезда (УР — уравнительный резервуар).
Технологический алгоритм системы АЛСН зависит от ее совершен-
ства и объема передаваемой информации.
В соответствии со скоростными принципами на линиях с автобло-
кировкой устройства АЛС должны давать информацию о разрешае-
мой скорости движения, соответствующую показаниям путевых свето-
форов, к которым приближается поезд.
В эксплуатируемой на дорогах СНГ числовой системе АЛСН ис-
пользуются те же кодовые сигналы (КЖ, Ж, 3), что и в числовой кодо-
вой автоблокировке. При этом локомотивный светофор дает четыре
сигнальных показания (рис. 5.8): зеленый 3 огонь при приближении к
путевому светофору с зеленым огнем; желтый Ж при приближении к
путевому светофору с желтым огнем; желтый над красным КЖ при
приближении к закрытому путевому светофору; красный К огонь после
проезда путевого светофора, а также во всех случаях после прекраще-
ния приема кодовых сигналов КЖ. Кроме этих показаний, локомотив-
ный светофор сигнализирует также белым огнем о прекращении дейст-
вия АЛС при движении поезда по путям, не оборудованным устройст-
вами для передачи сигналов АЛС. Белый огонь зажигается при
отсутствии кодовых сигналов, если перед прекращением приема сигна-
лов передавался кодовый сигнал 3 или Ж.
Технологический алгоритм числовой системы АЛСН на железно-
дорожных линиях с трехзначной автоблокировкой (рис. 5.9) следую-
щий. При зеленом огне локомотивного светофора устройства АЛСН
не воздействуют на тормозную систему поезда. Допустимая по усло-
вию запаса прочности подвижного состава скорость vi не контролиру-
ется, т.е. поезд может набрать любую скорость и система автоматичес-
ки не включит его торможение. При вступлении на блок-участок перед
путевым светофором с желтым огнем (смена сигнала АЛС с 3 на Ж) с
помощью блока КБ (см. рис. 5.7) обеспечивается требование однократ-
ного нажатия рукоятки бдительности независимо от фактической ско-
рости поезда. В дальнейшем при движении по блок-участку и желтом
огне на Локомотивном светофоре блоком КС осуществляется сравне-
ние фактической Уф и допустимой уж (см. рис. 5.9) скоростей движения
поезда. Если Уф < уж, машинист ведет поезд без использования уст-
ройств АЛСН. Если Уф S уж, то блок КС обеспечивает периодический
контроль бдительности машиниста, который должен нажимать руко-
ятку бдительности через 20—30 с. В противном случае после предуп-
редительного акустического сигнала включается экстренное торможе-
ние. Скорость контроля бдительности уж = 50 км/ч для грузовых поез-
дов, у = 80 км/ч для пассажирских.
137
Абсолютный
контроль ско-
рости поезда
Периодический, контроль бди-
тельности машиниста (тол-
стая линия-аднакратный
контроль бдительности)
Рис. 5.9. Схематехнологического алгоритма системы АЛСН
Подтверждая бдительность, машинист должен принять меры по
снижению скорости с таким расчетом, чтобы проследовать путевой
светофор с желтым огнем со скоростью не более уж. Если фактическая
скорость не будет снижена до этого значения, то после проследования
путевого светофора с желтым огнем и появления на локомотивном све-
тофоре желтого огня с красным (КЖ) наступает абсолютное действие
устройств контроля скорости. Это приводит к автоматическому экс-
тренному торможению с использованием ЭПК, предотвратить которое
нажатием рукоятки бдительности невозможно. Если же к моменту
вступления на блок-участок перед запрещающим путевым светофором
фактическая скорость поезда не превышает уж, то машинист должен
подтвердить бдительность нажатием РБ и продолжать дальнейшее
движение со скоростью не более уж. Блок КС при этом обеспечивает
действие периодического контроля бдительности и абсолютный кои-:
троль выполнения условия Уф < уж. Скорость уж определяет ступень аб-
солютного контроля скорости и ее называют контролируемой.
Машинист должен остановить поезд перед запрещающим сигна-
лом. Если поезд проследует светофор с красным огнем со скоростью
более 20 км/ч, то действует абсолютный контроль скорости, обеспечи-
вающий автоматическое экстренное торможение с использованием
ЭПК. Проследование светофора с красным огнем (смена сигнала АЛС
с КЖ на К) разрешается только после остановки. Без остановки около
138
напольного светофора с красным огнем на перегоне разрешается про-
следование тяжеловесных поездов. Во всех случаях движение после
проезда светофора с красным огнем допускается со скоростью не более
20 км/ч. Блок КС обеспечивает действие периодического контроля
бдительности машиниста и абсолютный контроль выполнения условия
уф £ 20 км/ч. При этом машинист, периодически через 20—30 с нажи-
мая РБ, должен вести поезд с особой бдительностью и готовностью ос-
тановиться, если встретится препятствие для дальнейшего движения.
В числовой системе АЛСН осуществляется непрерывный абсолют-
ный контроль двух ступеней скорости (20 и 50 км/ч для грузовых поез-
дов и 80 км/ч для пассажирских), поэтому алгоритм получил название
алгоритма с двухступенчатым абсолютным контролем скорости.
Числовая система АЛСН имеет существенный эксплуатационный
недостаток, заключающийся в малой значности ее сигнализации. Трех
кодовых сигналов (3, Ж и КЖ) недостаточно для передачи всего объема
информации, выдаваемой путевыми светофорами. Например, при
четырехзначной автоблокировке из-за ограниченного числа кодо-
вых сигналов АЛС передается одинаковый сигнал 3 перед путевым
светофором с зеленым и одновременно горящими желтым и зеле-
ным огнями.
В первом случае разрешается движение с максимальной допусти-
мой скоростью Vi для всех поездов, а во втором — только для приго-
родных. Пассажирские и грузовые поезда могут проследовать этот све-
тофор со скоростью уж. Недостаточен объем передаваемой информа-
ции при приближении поезда к предвходным и входным светофорам
станций. Кодовый сигнал 3 передается при приближении к зеленому и
желтому мигающим (при трехзначной автоблокировке) огням пред-
входного светофора, т.е. по сигналам АЛС предвходные светофоры в
данном случае не отличаются от проходных. Кодовый сигнал Ж пере-
дается в случае приближения к входному светофору при следующих
сигнальных показаниях: два желтых огня; два желтых огня, из них
верхний мигающий; два желтых огня и одна зеленая светящаяся поло-
са; один желтый и один зеленый мигающий огни и одна зеленая светя-
щаяся полоса; один желтый и один зеленый мигающий огни и две зеле-
ные светящиеся полосы. Кодовый сигнал Ж передается также перед
желтым мигающим огнем на линиях, оборудованных четырехзначной
автоблокировкой. Во всех перечисленных случаях кодовый сигнал
АЛСН такой же, как и в случае приближения к проходному светофору
автоблокировки с желтым огнем.
С повышением скоростей движения тормозные пути увеличивают-
ся. Поэтому при существующей расстановке путевых светофоров, ко-
торая выполнена с учетом обеспечения необходимой пропускной спо-
собности грузовых поездов, в пределах тормозного пути высокоско-
ростного поезда может оказаться до шести блок-участков. Для
обеспечения безопасности движения необходима передача информа-
139
ции не только о свободности пути, но и о допустимой скорости в зави-
симости от технического состояния пути (кривые участки пути, недо-
статочная прочность отдельных участков пути, искусственных соору-
жений и Т.П.).
Требуемой информативностью обладает система нового поколе-
ния с абсолютным ступенчатым контролем всех градаций скорости
АЛС-ЕН, в которой передаются сообщения о числе свободных блок-
участков (до шести), о скорости проследования очередного светофора
(16 градаций в диапазоне от 0 до 200 км/ч), о длине впереди лежащего
блок-участка (больше или меньше тормозного пути нормативного по-
езда), о движении поезда по перегону (главному пути станции) или по
отклонению на боковой путь станции. Также передаются сообщения о
приближении поезда к закрытому светофору или светофору с пригла-
сительным огнем. На цифровом индикаторе машиниста отображается
информация о скорости, которая заключается в показаниях напольных
входных, маршрутных, выходных и проходных светофоров (32 сиг-
нальных показания). Таким образом^имеет место полное соответствие
показаний напольных светофоров и локомотивного индикатора. Тех-
нические средства системы АЛС-ЕН позволяют при зеленом и желтом
огнях напольного светофора передавать на локомотив, приближаю-
щийся к этим светофорам, различные кодовые комбинации, несущие
информацию о градациях постоянного ограничения скорости, о состо-
янии пути и искусственных сооружений в пределах блок-участка.
В системе АЛС-ЕН реализован ступенчатый абсолютный контроль
скорости. Предусмотрен абсолютный контроль всех градаций скорос-
тей, в том числе автоматическое ограничение максимальной скорости
движения на зеленый огонь напольного светофора и при движении по
лунно-белому огню локомотивного светофора. Максимальные скорос-
ти движения на зеленый огонь вводятся вручную в локомотивное уст-
ройство для различных категорий поездов перед началом движения.
Максимальная скорость движения по лунно-белому огню 20 км/ч явля-
ется предельной при выполнении маневровой работы.
Системы АЛС со ступенчатым абсолютным контролем скорости
обладают существенным недостатком: они допускают проезд путевого
светофора с красным огнем со скоростью уж, если машинист периоди-
чески подтверждает бдительность (см. рис. 5.9). Возможность возник-
новения такой ситуации обусловлена тем, что тормозной путь может
отличаться от расчетного из-за влияния большого количества случай-
ных факторов. Для исключения аварийных ситуаций необходимо за-
благовременно уменьшать скорость движения при следовании поезда
на желтый или красный сигналы путевых светофоров, что приводит к
уменьшению участковой скорости и пропускной способности линии.
Желание машиниста реализовать близкую к предельно допускаемой по
условиям безопасности скорость поезда нередко сопровождается за-
140
паздыванием в применении тормозов, что приводит к нарушениям без-
опасности движения.
Система АЛСН-САУТ. Для повышения безопасности движения по-
ездов, предупреждения проездов запрещающих сигналов и улучшения
использования пропускной способности линий устройства АЛСН до-
полняются системой автоматического управления торможением
(САУТ). Комбинированные системы получили название АЛСН-САУТ
и АЛС-ЕН-САУТ (рис. 5.10).
В начале блок-участка пропорционально его длине выделяется ак-
тивный участок рельсовой ниш ПА, к которому подключается генера-
тор Г. На локомотиве устанавливается индукционная катушка ЛК, со-
единенная с блоком приема информации БПИ. На буксе колесной
пары установлен датчик пути и скорости ДПС, соединенный с измери-
телями пути ИП и скорости ИС. К входам блока программной скорос-
ти БПС подключены выходы измерителя пути ИП и автоматической
локомотивной сигнализации АЛСН или АЛСН-ЕН. Входы блока уп-
равления тормозами БУТ соединены с измерителем скорости ИС, бло-
ком БПС, измерителем пути ИП и датчиком давления воздуха ДД в
тормозном цилиндре ТЦ. Выход блока управления тормозами под-
ключен к вентилям торможения и отпуска тормозной системы поезда.
За один оборот колеса датчик. ДПС вырабатывает фиксированное
число прямоугольных импульсов. Измеритель ИС осуществляет линей-
ное преобразование частоты импульсов с выхода датчика в напряже-
ние постоянного тока, пропорциональное действительной скорости
движения поезда. Измеритель ИП содержит суммирующий и вычитаю-
щий двоичные триггерные счетчики, которые в режиме приема инфор-
мации обеспечивают суммирование импульсов датчика ДПС. За время
движения по активному участку рельса общее число импульсов про-
порционально длине блок-участка. При движении поезда по блок-
участкудтроисходит вычитание импульсов с делением на коэффициент,
равный отношению длины блок-участка к длине активного участка
Рис. 5.10. Структурная схема системы
АЛСН-САУТ
Рис. 5.11. Кривые скорости движения
поезда
141
рельсовой нити, к которому подключен генератор. Таким образом,
блоком ИП определяется фактическое расстояние 5 до конца блок-
участка. Программные кривые движения поезда воспроизводятся про-
порциональным напряжением постоянного тока Un на выходе цифроа-
налогового блока программной скорости БПС в зависимости от пока-
заний АЛСН (АЛС-ЕН) и расстояния S до конца блок-участка.
Значение 5 представлено в двоичном коде па выходе измерителя пути.
Блок программной скорости БПС вырабатывает одновременно две
расчетные кривые движения (рис. 5.11): то — кривая скорости движе-
ния, по которой реализуется отпуск тормозов; тт — расчетная кривая
максимально допустимой скорости движения, по которой реализуется
торможение. Эти кривые разнесены по скорости на значение 5 км/ч и
по пути на 12 м в точке прицельной остановки поезда.
На расстоянии 51 от конца блок-участка фактическая скорость по-
езда равна максимально допустимой. В этой точке включается тормо-
жение. Вследствие инерционности скорость поезда в течение некоторо-
го времени продолжает превышать значение тт. Затем скорость поезда
уменьшается, и на расстоянии 5г от конца блок-участка происходит от-
пуск тормозов. Благодаря инерционности скорость поезда в течение
некоторого времени уменьшается, а затем начинает возрастать. На рас-
стоянии 5з от конца блок-участка вновь включается торможение, и
поезд останавливается у препятствия. На рис. 5.12 приведены траекто-
рии программных скоростей торможения и отпуска тормозов в зависи-
мости от расстояний до сигнала 3, требующего ограничения скорости,
и сигнала 1, требующего остановки.
Система АЛСЕ-САУТ. В комбинированной системе АЛСЕ-САУТ
(рис. 5.13) предусмотрены более жесткие условия проезда сигналов с
красным огнем. Система имеет непрерывный и точечный каналы пере-
дачи информации. По непрерывному каналу на локомотив передается
информация о поездной ситуации в виде сообщений о допустимой ско-
рости в конце блок-участка и о числе свободных участков перед поез-
дом. Блоки ДП, Ш, ПП, ЛК, ЛП, Д, УЛИ, ЛИ, РБ, УР выполняют те же
функции, что и в схеме непрерывной системы АЛСН (см. рис. 5.7).
Объем передаваемой информации по непрерывному каналу и его аппа-
ратные средства такие же, как и в системе АЛС-ЕН.
По точечному каналу связи передается информация о характерис-
тиках пути, хранящаяся в блоке БХП: данные о длине блок-участка, на
который вступает поезд; уклоне профиля данного и следующего блок-
участков; координате начала места ограничения скорости; длине места
ограничения скорости; допустимой скорости движения в пределах ло-
кального ограничения скорости. Точечный канал (шифратор ШТ, пу-
тевой передатчик ППТ, локомотивные катушки ЛКТ, локомотивный
приемник ЛИТ, дешифратор ДТ) соответствует непрерывному каналу.
Отличие состоит в использовании высокой несущей частоты (пример-
но 39 кГц). На такой частоте полное сопротивление рельсовых нитей
142
очень велико по сравнению с сопротивлением изоляции рельсовой
линии, поэтому при выбранных значениях чувствительности локомо-
тивного приемника ЛПТ и мощности путевого передатчика ППТ
длина зоны передачи информации 10 м.
Информация о поездной ситуации и о характеристиках пути посту-
пает в устройство обработки информации УОИ. Используя устройства
ввода информации о характеристиках объекта управления (УВХО), ма-
шинист перед началом движения передает данные о максимально раз-
решенной скорости на конкретном участке для данного поезда. Для по-
строения программы допустимой скорости приближения к препятст-
вию, кроме перечисленных выше сведений, необходимо иметь
информацию об эффективности тормозных средств, что обеспечивает-
ся блоком ИЭТС. Блок ИПС, связанный с колесом локомотива КЛ, из-
меряет пройденный путь и фактическую скорость поезда. Вычитанием
из начальной длины блок-участка, переданной по точечному каналу,
пройденного пути определяется расстояние до препятствия. С учетом
всей информации, переданной по непрерывному и точечному каналам
от блоков ИЭТС и УВХО, в блоке УОИ для этой точки блок-участка
вычисляется допустимая скорость поезда, которая сравнивается с фак-
тической, измеряемой блоком ИПС. Блок управления тормозной сис-
темой УТ С осуществляет прицельное служебное торможение, а при не-
обходимости— экстренное. Алгоритм регулирования скорости поезда
аналогичен алгоритму АЛСН-САУТ (см. рис. 5.11 и 5.12).
Машинист может установить рациональный режим движения поез-
да, пользуясь информацией с локомотивного индикатора, на котором
отображаются допустимая, фактическая и целевая (в месте ограниче-
ния) скорости движения, расстояние до цели, число свободных блок-
Рис. 5.12. Траектории программных ско-
ростей торможения vT и отпуска vo тормо-
зов в зависимости от расстояний до сигна-
ла 3, требующего ограничения скорости, и
сигнала 1, требующего остановки
Рис. 5.13. Структурная схема системы
АЛСЕ-САУТ
143
участков и давление в тормозной магистрали. Кроме индикатора, уста-
навливается также и локомотивный светофор, имеющий такие же сиг-
налы, как и в системе АЛСН: зеленый, желтый, желтый над красным,
красный и белый.
5.3. Автоматическая локомотивная сигнализация
чистового кода АЛСН
Автоматическая локомотивная сигнализация непрерывного дейст-
вия числового кода представляет собой совокупность путевых и локо-
мотивных устройств, обеспечивающих непрерывную передачу сигна-
лов путевых светофоров в кабину локомотива, периодическую провер-
ку бдительности машиниста при желтом, желтом с красным, красном и
белом огнях локомотивного светофора и однократную проверку бди-
тельности при любой смене сигналов, контроль скорости при желтом с
красным и красном огнях с принудительной остановкой поезда соот-
ветствующими устройствами в случае потери бдительности машинис-
том или превышении скорости.
Формирование числового кода у каждого проходного светофора
осуществляется кодирующей аппаратурой, состоящей из кодового пу-
тевого трансмиттера КПТ (рис. 5.14) и трансмиттерного реле Г, управ-
ляемого сигнальными реле автоблокировки 3, Ж и О. Трансмиттерное
реле Гкоммутирует цепь обмотки кодирующего трансформатора КТ.
При этом в рельсовую линию поступают импульсы переменного тока,
Рис. 5. 14. Структурная схема АЛСН чис-
лового кода
144
соответствующие передаваемой кодовой комбинации. Переменный
ток, проходя по рельсовым нитям, создает вокруг них переменное маг-
нитное поле, которое замыкается через сердечник приемных катушек
ПК локомотива и наводите последних ЭДС. Локомотивный приемник
ЛП усиливает ЭДС и преобразует ее в импульсы постоянного тока, от
которых срабатывает импульсное реле, включенное на выходе прием-
ника. Импульсное реле управляет работой блока дешифратора, состо-
ящего из собственно дешифратора ДШ и контрольного органа КО. В
зависимости от принятой кодовой комбинации дешифратор обеспечи-
вает зажигание соответствующего огня локомотивного светофора, а
также подачу на контрольный орган КО информации о допустимой
скорости движения уд. Фактическая скорость поезда Уф измеряется ско-
ростемером СК. Машинист подтверждает свою бдительность в необхо-
димых ситуациях нажатием рукоятки бдительности РБ. Моменты, в
которые возникает необходимость подтверждения бдительности, опре-
деляются машинистом по свистку электропневматического клапана
ЭПК.
Машинист управляет локомотивом, воздействуя на двигатель М и
тормозные устройства ТУ.
Локомотивный приемник предназначен для приема числовых ко-
довых сигналов на частоте сигнального тока 50 Гц при электрической
тяге постоянного тока и автономной тяге, а на частоте 25 или 75 Гц —
при электрической тяге переменного тока.
Сигнальный ток, протекая по рельсам, создает магнитное поле, в
котором перемещаются локомотивные катушки. Стальной сердечник
способствует концентрации магнитных силовых линий в зоне располо-
жения катушек. Центры катушек смещены в сторону оси пути, благода-
ря чему стабилизируется суммарная ЭДС на двух катушках при их го-
ризонтальных колебаниях во время движения локомотива. При таком
колебании одна из катушек приближается к рельсу, и сигнал на ней воз-
растает, другая катушка удаляется, и сигнал на ней убывает. Вследст-
вие встречного включения катушек ЭДС, наводимая тяговым током,
компенсируется; помехи создаются асимметрией тягового тока в
рельсах. Катушки имеют индуктивность (7,1 ± 0,3) Гн на электровозах
и (6 ± 0,25) Гн на тепловозах.
Катушки подвешены над каждым рельсом впереди первой колес-
ной пары на высоте 150 мм над головкой рельса. Ток в рельсах 10 А и
частотой 50 Гц наводит в каждой из них ЭДС не менее 0,75 В на
электровозе и 0,65 В на тепловозе. Индуцированные в приемных ка-
тушках кодовые сигналы усиливаются локомотивным приемником и
преобразуются в импульсы постоянного тока, которые подаются в де-
шифратор для восприятия передаваемого сообщения.
Локомотивные приемники характеризуются чувствительностью,
помехозащищенностью и временными параметрами, отражающими
145
искажение длительности импульсов кодовых комбинаций на выходе
приемника по сравнению с входом.
Чувствительность локомотивного приемника измеряется мини-
мальным кодовым током в рельсах под приемными катушками, при
котором срабатывает исполнительный орган, например электромеха-
ническое или электронное реле. Отношение максимального тока в
рельсах, при котором исполнительный орган не срабатывает, к току
чувствительности называется коэффициентом возврата локомотивного
приемника.
При электрической тяге переменного тока чувствительность локо-
мотивного приемника для частот сигнального тока 25 и 75 Гц состав-
ляет (1,05 ± 0,1) А. Для частоты 50 Гц при электрической тяге постоян-
ного тока чувствительность (1,45 ± 0,15) А, а при автономной тяге
(0,75 ± 0,15) А. Надежная работа приемника обеспечивается при мини-
мальном токе в рельсах на входном конце блок-участка 1,2 А при авто-
номной тяге, 1,4 А при электрической тяге переменного тока и 2 А при
электрической тяге постоянного тока.
5.4. Локомотивный приемник числовых
кодовых сигналов
При электрической тяге переменного тока возможно движение
электровоза по участкам, на которых применяется различная частота
сигнального тока (25 или 75 Гц).
Локомотивный фильтр ФЛ 25/75 (рис. 5.15) имеет две
полосы пропускания для обеспечения работы устройства АЛС на
любых участках при электрической тяге переменного тока. Первая по-
лоса охватывает диапазон частот 16—32 Гц, вторая — 67—88 Гц.
Фильтр обеспечивает большое затухание тягового тока частотой 50 Гц
и его гармонических составляющих. Последовательный контур, состо-
ящий из катушки L1 (приемные катушки) и конденсатора С1, настроен
на частоту 37,5 Гц, контур L3—СЗ — на частоту 50 Гц. В этой ветви
наступает резонанс напряжений при частотах 25 и 75 Гц и резонанс
токов при частоте 50 Гц. Выходная последовательная цепь содержит
параллельный контур L6—С6 с резонансной частотой 50 Гц, последо-
Рис. 5.15. Схема локомотивного фильтра
ФЛ25/75
146
Рис. 5.16. Схема локомотивного усилителя УК-25/50М-Д
вательные L5—C5 с резонансной частотой примерно 25 Гци L7—С7—
100 Гц. Два последних контура вместе настроены на частоту 37,5 Гц, а
во всей выходной последовательной цепи из трех контуров возникает
резонанс напряжений на частотах 25 и 75 Гц. В параллельную ветвь
фильтра включены контуры L3—СЗ и L4—С4 с резонансными час-
тотами 25 и 75 Гц. В этой ветви наступает резонанс напряжений на
частоте 50 Гц.
Фильтр имеет малое затухание в обеих полосах пропускания, по-
скольку в последовательных ветвях фильтра наступает резонанс напря-
жений, а в параллельной — резонанс токов. Заграждающее действие
фильтра для тягового тока частотой 50 Гц создается благодаря высоко-
му сопротивлению контуров L3—СЗ и L6—С6 на частоте 50 Гц и низ-
кому сопротивлению последовательно соединенных контуров L2—С2
и L4—С4. Контур L7—С7шунтирует выход фильтра на частоте второй
гармоники 100 Гц. Конденсатор С8 шунтирует вход фильтра от высо-
кочастотных помех. Расчетное сопротивление нагрузки фильтра 3 кОм.
Локомотивный усилитель УК-25/50М-Д (рис. 5.16)
подключается к выходу фильтра ФЛ 25/75 выводами Вх2, ВхЗ. Входное
сопротивление усилителя на частотах 25 и 75 Гц стабилизируется резис-
торами R3, R4.
С вступлением локомотива на участок с электрической тягой по-
стоянного тока или автономной тягой, где передача сигналов АЛС осу-
ществляется на частоте 50 Гц, машинист должен нажать вспомогатель-
ную кнопку. При этом возбуждается вспомогательное реле В, и к уси-
лителю кодовых сигналов вместо фильтра ФЛ 25/75 подключится
фильтр, настроенный на частоту 50 Гц. Резистор R26 предназначен для
ограничения тока в реле В. Конденсатор СЗ шунтирует высокочастот-
147
ные помехи, которые могут поступать на вход усилителя через источ-
ник питания.
На линиях с электрической тягой постоянного тока переключатель
П2 устанавливается в положение ЭТ, вследствие чего чувствительность
локомотивного приемника уменьшается по сравнению с той, которая
требуется при автономной тяге. Необходимость такого переключения
возникает лишь на локомотивах с автономной тягой, которые могут
двигаться по неэлектрифицированным и электрифицированным участ-
кам.
Фильтр, настроенный на частоту 50 Гц, состоит из двух связанных
контуров. Резонансная частота первого контура 47 Гц определяется в
основном индуктивностью приемных катушек и емкостью конденсато-
ра С1; добротность контура составляет 3—4. Второй контур настроен
на частоту 50 Гц, имеет добротность 10 и образован конденсатором С2
и обмоткой II трансформатора Т1. Индуктивность связи (обмотка
I трансформатора Т1) равна 0,7 Гн. При этом полоса пропускания на
уровне 0,7 Птах составляет 14—16 Гц. В диапазоне частот 45—55 Гц на-
пряжение на выходе фильтра не менее 0,85Птах-
Принимаемый сигнал усиливается четырьмя каскадами.
Первый каскад выполнен на транзисторе VT1 и работает в
классе А. Питание первых трех каскадов усиления осуществляется с
помощью делителя напряжения R24, R25—VD5 от локомотивного
источника напряжением (50+10) В. При этом напряжение питания
U\ - 11,5+14 В. Это то напряжение стабилизации, которым обладает
стабилитрон VD5. Положение рабочей точки, определяющей началь-
ный ток 7кн в коллекторной цепи транзистора, при отсутствии входно-
го сигнала задается током базы, протекающим по цепи: +С71, резисто-
ры R5 и R6, переход "эмиттер — база" транзистора VT1, участки цепей
входных фильтров с контактами реле ВР или Г2, резистор R12, UD3,
резистор R15, —U1.
Для стабилизации режима работы усилительного каскада необхо-
димо обеспечить неизменным начальный ток в коллекторной цепи
транзистора VT1. Это достигается отрицательной обратной связью по
постоянному току, создаваемой падением напряжения на резисторах
R5 и R6. Если под влиянием дестабилизирующих факторов (темпера-
тура окружающей среды, изменение напряжения источника питания
и др.) начальное значение тока 1КН возрастает, то падение напряжения,
которое является запирающим для транзистора VT1, на резисторах R5
и R6 также возрастает. В этом случае результирующее отпирающее-на-
пряжение между базой и эмиттером транзистора VT1 уменьшается,
вследствие чего компенсируется влияние дестабилизирующих факто-
ров, и начальный ток /кн изменяется незначительно.
Для того чтобы резистор R5 не уменьшал значение переменной со-
ставляющей сигнала, он шунтирован конденсатором С4. Резистор R6
создает отрицательную обратную связь по переменной составляющей.
148
Изменяя сопротивление этого резистора, можно регулировать коэффи-
циент усиления всего каскада.
Отрицательная обратная связь (ООС) по переменной составляю-
щей обеспечивается также конденсатором С5. Эта ООС сильнее дейст-
вует на частоте 75 Гц, вследствие чего компенсируется более высокий
сигнал, поступающий на вход усилителя при частоте 75 Гц с выхода
фильтра ФЛ 25/75. Основное назначение этой цепи состоит в том,
чтобы с помощью сильной отрицательной обратной связи ослабить
действие высокочастотных помех, которые могут проникнуть в усили-
тель из внешних цепей через емкости между проводами.
Второй каскад усиления выполнен на транзисторе VT2, включен-
ном по схеме эмиттерного повторителя. Эта схема наиболее экономич-
на по числу используемых элементов, однако обеспечивает усиление
сигнала лишь по току. В рассматриваемом случае этого вполне доста-
точно для обеспечения работоспособности третьего каскада на тран-
зисторе VT3 с учетом применения схемы автоматической регулировки
усиления (АРУ), выполненной на стабилитронах VD3, VD4 и конденса-
торах С7, С8.
Третий каскад на транзисторе VT3 также работает в классе А. По-
ложение рабочей точки, определяющей ток /Кн, задается делителем на-
пряжения, составленного из резисторов R15 и R8, R9. Стабилизация
режима работы третьего усилительного каскада (неизменность на-
чального тока 7кн в коллекторной цепи транзистора VT3) достигается
отрицательной обратной связью по постоянному току, создаваемой
благодаря падению напряжения на резисторе R19, так же, как в пер-
вом усилительном каскаде. Для того чтобы резистор R19 не умень-
шал переменную составляющую сигнала, он шунтирован конденсато-
ром С9.
Автоматическая регулировка усиления необходима для исключе-
ния искажений принимаемых кодовых сигналов. Уровень тока в рель-
сах под приемными катушками по мере движения локомотива может
изменяться в 10—20 раз в зависимости от длины рельсовой линии.
Амплитуда сигнала на выходе фильтра нарастает во время импульса и
спадает во время паузы по экспоненте. Если бы чувствительность локо-
мотивного приемника оставалась неизменной, то с возрастанием вход-
ного сигнала происходило бы удлинение импульса и укорочение
паузы, так как при неизменной постоянной времени переходного про-
цесса в этом случае уменьшался бы фронт импульса и увеличивалось
бы время спада амплитуды сигнала от установившегося значения до
порога чувствительности. С помощью АРУ чувствительность локомо-
тивного приемника уменьшается, что способствует неискаженному
приему кодовых сигналов.
По принципу действия схема АРУ представляет собой двусторон-
ний ограничитель входного сигнала третьего каскада. Нормально
через стабилитроны VD3 и VD4 подается ток смещения, от которого
149
зависят порог ограничения и эффективность действия автоматической
регулировки усиления. Цепь тока смещения VD3 : + J7i, R5, R6, переход
"эмиттер — база" транзистора VT1, R12, VD3, R15, —Ui. Цепь тока
смещения VD4: + C7i, R8, R9, VD4, R13, —U\. Во время импульса кодо-
вого сигнала в рельсах на вход третьего каскада поступает переменный
сигнал МвхЗ- При первой (7), мгновенной, полярности входного сигна-
ла, протекающего через переход "эмиттер — база" транзистора VT3,
заряжается конденсатор С8 по цепи: ивхз, R19, переход "эмиттер —
база" транзистора VT3, VD4, С8, R11, — ивхз. При второй (2), обрат-
ной, мгновенной полярности входного сигнала заряжается конденса-
тор С7 по цепи: — ивхз, R19, переход "эмиттер — база" транзистора
VT3, VD3, С7, R11, +мвхз. Возможность протекания тока заряда С7
через переход "эмиттер — база" транзистора VT3 обусловлена тем, что
этот переход смещен в прямом направлении током, создаваемым дели-
телем R15—R9, R8. Ток заряда конденсаторов С8 и С7 возрастает про-
порционально значению мвхз, т. е. уровню тока кодового сигнала в
рельсовой линии. Если мгновенная полярность входного сигнала ивхз
условно является первой, то конденсатор С7 разряжается по цепи:
+1<вхЗ, R19, переход "эмиттер— база" транзистора VT3, VD3, С7, RJ1,
— ивхз. Максимальный ток разряда конденсатора С7равен току смеще-
ния через стабилитрон VD3, который в основном определяется сопро-
тивлением резистора R19. Аналогично при второй (обратной) мгно-
венной полярности мВхЗ разряжается конденсатор С8 по цепи: —ивхз,
R19, переход "эмиттер— база" транзистора VT3 (смещен в прямом на-
правлении), VD4, C8,R11, +«вхз. Максимальное значение тока разряда
конденсатора С8 равно току смещения через стабилитрон VD4, кото-
рый в основном определяется сопротивлением резистора R13.
При малых значениях «вхз ток заряда конденсаторов С7 и С8 не
превышает ток смещения через стабилитроны VD3, VD4 и поэтому
равен току разряда конденсаторов, которые оказываются вследствие
этого разряженными. При увеличении уровня кодового сигнала в рель-
сах при некотором его значении ток заряда конденсаторов С7, С8 ока-
зывается больше тока смещения через стабилитроны VD3, VD4 и соот-
ветственно больше тока разряда конденсаторов. Вследствие этого на
конденсаторах оказывается остаточный заряд. Полярность напряже-
ния заряда конденсаторов показана на рис. 5.16. Это напряжение про-
тиводействует входному сигналу, и чувствительность локомотивного
приемника уменьшается. В интервалах между импульсами конденсато-
ры С7и С8разряжаются по цепям: +UC7, Rll, RIO, R8, R5, R6, переход
"эмиттер — база" транзистора VT1, R12, —UC7 и + UC8, R13, —Ui,
+ U\, R8, RIO, Rll, —UC8. Постоянные времени разряда могут быть
приняты равными С7 R12 и С8 R13, они выбираются такими, чтобы
обеспечить минимальное искажение параметров кодовых комбинаций.
Максимального значения напряжение на конденсаторах С7 и С8
достигает тогда, когда локомотив находится на выходном конце блок-
150
участка (на питающем конце рельсовой цепи). При этом чувствитель-
ность локомотивного приемника минимальна. С вступлением локомо-
тива на следующий блок-участок (релейный конец рельсовой цепи)
уровень сигнала снижается. Пока конденсаторы схемы АРУ не разря-
дятся, чувствительность локомотивного приемника оказывается недо-
статочной для восприятия кодового сигнала. Время восстановления
чувствительности усилителя tB при переходе с максимального уровня
7рм сигнала в рельсовой цепи на нормативный 7рн используется в каче-
стве критерия эффективности действия АРУ.
Повышение эффективности действия АРУ увеличивает помехо-
устойчивость локомотивного приемника при гармонических и им-
пульсных помехах в случае относительно высокого уровня полезного
сигнала. Как правило, уровень полезного сигнала при приближении к
питающему концу рельсовой цепи значительно превышает норматив-
ный ток срабатывания локомотивного приемника. Помехи могут быть
существенно ниже полезного сигнала, но также превышать норматив-
ную чувствительность. Если автоматически повысить ток срабатыва-
ния локомотивного приемника до уровня действующего в данный мо-
мент полезного сигнала, то помехи, меньшие сигнала по уровню, не вы-
зывают сбоя в нормальной работе АЛСН.
Повышение эффективности ограничено "сверху". При "слишком"
эффективной АРУ в случае малого уровня сигнала и сильной помехи
увеличивается вероятность дробления сигнала. Такая опасность осо-
бенно велика на станционных некодируемых рельсовых цепях, когда
питание осуществляется навстречу движению. При наличии относи-
тельно низкого уровня непрерывного сигнала сильная помеха, накла-
дываясь на сигнал, может раздробить его, "затрубить" чувствитель-
ность усилителя и увеличить время его восстановления. Для исключе-
ния указанного явления в схеме АРУ применена нелинейная обратная
отрицательная связь между входом АРУ и выходом третьего каскада
усилителя. Осуществляется она дополнительными резисторами R14,
RI7n R23. Эта цепь повышает термостабильностъ характеристик уси-
лителя. Введение отрицательной обратной связи способствует тому,
что автоматическая регулировка усиления начинает действовать толь-
ко при достижении определенного уровня сигнала, в результате чего
характеристики АРУ усилителя значительно улучшаются.
Действие отрицательной обратной связи нелинейно. При увеличе-
нии уровня входного сигнала в 2—3 раза по сравнению с чувствитель-
ностью усилителя транзистор VT3 работает в режиме ограничения, и
дальнейшее увеличение входного сигнала не изменяет уровня сигнала
отрицательной обратной связи.
Параметры схемы АРУ для участков с автономной тягой выбраны
с учетом параметров амплитудного ограничителя, функцию которого
выполняют диоды VDI и VD2, включенные последовательно встречно.
Уровень ограничения выбран таким, чтобы можно было стабилизиро-
151
вать время восстановления чувствительности усилителя при переходе
от высокого уровня сигнала в рельсовой цепи к низкому.
На участках с электрической тягой постоянного тока амплитудный
ограничитель не устанавливается. Ограничение времени восстановле-
ния чувствительности усилителя при переходе локомотива с одного
блок-участка на другой достигается ограничением сигналов в коллек-
торной цепи первого каскада, который входит в режим насыщения, так
как уровень сигнала в рельсах при электрической тяге почти в 2 раза
выше, чем при автономной.
Для повышения термостабильности характеристик локомотивного
приемника в цепь отрицательной обратной связи транзистора VT3 ус-
танавливается терморезистор R18 с отрицательным температурным
коэффициентом. Резисторы R16 и R22 используются для стабилизации
параметров цепи термокомпенсации, чему способствует и совместная
установка терморезисторов R]4, R17 и R23 С понижением температу-
ры сопротивление терморезисторов возрастает, вследствие чего отри-
цательная обратная связь уменьшается, и коэффициент усиления локо-
мотивного приемника увеличивается. Этим компенсируется уменьше-
ние коэффициента усиления благодаря возрастанию отрицательной
обратной связи по переменному току из-за увеличения активного со-
противления электролитических конденсаторов С], С4 и С9 при по-
нижении температуры.
Четвертый каскад выполняет окончательное усиление сигнала.
Этот каскад является двухтактным и выполнен на транзисторах VT4 и
VT5 с нагрузкой в виде импульсного реле постоянного тока КДР1 с со-
противлением обмотки 280 Ом и мощностью срабатывания не
более 40 мВт. Коллекторные цепи транзисторов VT4 и VT5 получают
стабилизированное питание напряжением 9—12 В, которое создается
делителем R20—VD6. Напряжение питания представляет собой напря-
жение стабилизации, которым обладает стабилитрон VD6.
При отсутствии тока в рельсах транзисторы VT4 и 1Т5 закрыты,
поэтому ток через обмотку импульсного реле И не протекает. Появле-
ние на полуобмотках трансформатора ТЗ переменного напряжения вы-
зывает поочередное открытие транзисторов VT4 и VT5 в соответст-
вующие полупериоды переменного тока входного сигнала. При этом в
каждом полупериоде через обмотку импульсного реле И проходит ток
в одном направлении. Для сглаживания пульсаций выпрямленного
тока и поддержания постоянного напряжения на обмотке реле И слу-
жит конденсатор СЮ.
Импульсное реле И является исполнительным органом локомотив-
ного приемника. Во время импульса тока в рельсовой цепи реле И за-
мыкает фронтовой контакт, через который подается питание к выходу
ИФ
При отпускании якоря реле И через его тыловой контакт питание
плюс 50 В подается на выход ИТ.
152
5.5. Дешифратор числовых кодовых
сигналов (ДКСВ)
Дешифратор ДКСВ расшифровывает принимаемые кодовые сиг-
налы и в соответствии с принятыми сообщениями управляет локомо-
тивным светофором, а также приборами контроля скорости поезда и
бдительности машиниста.
Схема дешифратора ДКСВ-1 (рис. 5.17) может быть разделена на
три функциональных узла, решающих задачи определения числа им-
пульсов в кодовых циклах, фиксации сигнального показания и контро-
ля соответствия фактической и допустимой скоростей движения поез-
да.
Схема реле счетной группы. Эта схема содержит пять реле в соот-
ветствии с суммарным числом импульсов и пауз в коде зеленого огня. К
этой же группе относится реле ПК, которое находится под током при
приеме кодовых сигналов.
Кодовые сигналы расшифровываются в результате последователь-
ного счета числа импульсов и пауз в кодовом цикле. Реле-счетчики им-
пульсов 1, 2 и 3 возбуждаются через фронтовой контакт реле И, а счет-
чики пауз 1А и 2А — через тыловой. После возбуждения счетчики бло-
кируются через собственные контакты, а затем в интервале кодового
цикла выключаются. Таким образом, в каждом цикле в зависимости от
принимаемого кодового сигнала происходит срабатывание и обесто-
чивание определенного числа реле счетной группы.
Цепь возбуждения каждого последующего счетчика проходит
через фронтовой контакт предыдущего. Отделение одного кодового
цикла от другого обеспечивает счетчик 1, который имеет замедление на
отпускание якоря 0,25 с, большее малой паузы (0,15 с), но меньшее ин-
тервала между циклами. В цепи возбуждения счетчика 1 контролирует-
ся обесточенное состояние остальных счетчиков в длинном интервале
кодового цикла.
Если осуществляется нормальный прием кодовых сигналов, реле
ПК непрерывно находится нод током, периодически получая импульсы
питания через тыловой контакт реле И и фронтовые контакты реле 1 и
1А. Из общей продолжительности кодового цикла 1,6 или 1,9 с суммар-
ная длительность интервалов питания реле ПК составляет при коде КЖ
0,5 с (за два цикла), при кодах Ж — 0,35,3 — 0,5 с. Для непрерывного
удержания якоря притянутым реле ПК имеет замедление 1,8 с, созда-
ваемое медной гильзой и конденсатором С1 сопротивлением 200 мкФ.
Если реле И начинает работать от серии импульсов помех, реле ПК
отпускает якорь. Принимаемые кодовые сигналы трансформируются в
серию помех, если в длинном интервале кодового цикла принимается
импульс помехи и таким образом соседние кодовые циклы оказывают-
ся неразделенными.
Серия импульсов помех фиксируется как отсутствие кодового сиг-
153
Рис. 5.17. Схема дешифратора ДКСВ-1
нала. При этом защита основана на том, что в правильной кодовой
комбинации не может быть более трех импульсов. После приема
третьего импульса реле 3 переключает цепи самоблокировки реле 1А
и 2. Цепь самоблокировки реле-счетчика 2 переводится в зависимость
от состояния фронтового контакта реле И. Реле 2 имеет замедление на
отпускание якоря примерно 0,4 с. Поэтому, если после третьего им-
пульса реле И отпускает якорь на время, большее, чем 0,04 с, реле-счет-
чик 2 отпускает якорь и размыкает цепь питания реле 1А. От четверто-
го импульса реле-счетчик 1 получает подпитку и удерживает якорь
притянутым, создавая цепь питания также и для счетчика 3. Вследствие
отпускания якоря реле-счетчика 2 обесточиваются счетчики 1А и 2А.
Таким образом, при приеме серии импульсов под током находятся
154
реле-счетчики 1 и 3, а остальные — без тока. Это вызывает отпускание
якоря реле ПК, и серия импульсов воспринимается как отсутствие ко-
дового сигнала. Такое состояние схемы сохраняется до тех пор, пока не
наступит длинный интервал между импульсами, больший времени за-
медления реле-счетчика 1, после отпускания якоря которого восстанав-
ливается нормальная работа счетной группы реле.
Таким образом, отпускание якоря реле-счетчика 1 примерно в сере-
дине длинного интервала фиксируется как окончание приема кодового
цикла и начало восприятия принятой комбинации, которое продолжа-
ется до конца длинного интервала. После отпускания якоря рсле-счет-
чика 1 помехи уже не искажают принятую информацию, так как цепь
возбуждения реле-счетчика 1 разомкнута до окончания длинного ин-
155
тервала контактами реле-счетчиков. На принятую кодовую комбина-
цию после отпускания якоря реле-счетчика 1 указывает возбужденное
состояние реле-счетчика 1А при коде КЖ, 2 — при коде Ж и 3 — при
коде 3.
Схема сигнальных реле. Схема реле (КЖ, Ж, 3, С, ПС) управляет
огнями локомотивного светофора и контрольными органами, прове-
ряющими наличие условий, обеспечивающих безопасность движения.
В схеме сигнальных реле можно выделить устойчивое состояние, когда
циклически воспринимается один и тот же кодовый сигнал, и переход-
ное, соответствующее моменту смены одного сигнального показания
на другое.
Сигнальные реле должны иметь замедление на отпускание и на сра-
батывание для того, чтобы обеспечить исключение ложных показаний
на локомотивном светофоре при искажении кодовых сигналов в мо-
мент прохода локомотива через изолирующие стыки на перегонах,
когда принимаются неполные кодовые циклы в предыдущей и после-
дующей рельсовых цепях. Сигнальные реле должны возбуждаться
после приема нескольких кодовых циклов, чтобы исключались кратко-
временные проблески неправильных показаний при случайном искаже-
нии помехой одного кодового цикла.
Схема сигнальных реле обеспечивает смену одного сигнального по-
казания на другое через промежуток времени, равный трем циклам
(примерно 6 с). Схема сигнальных реле имеет два каскада замедления:
первый с большим временем замед ления (реле Q, второй с меньшим
(реле КЖ, Ж, 3).
Основное замедление реализуется в схеме реле С, которое контро-
лирует соответствие между положением сигнальных реле и принимае-
мым кодовым сигналом. При коде КЖ должно быть возбуждено одно
сигнальное реле КЖ, при коде Ж — два сигнальных реле (КЖ и Ж), а
при коде 3 — три (КЖ, ЖиЗ).
Реле соответствия С имеет замедление на отпускание (5,5 + 0,5) с,
создаваемое медной гильзой, что обеспечивает достаточную стабиль-
ность при изменении напряжения питания. При отсутствии кодовых
сигналов реле С получает питание через тыловой контакт реле ПК, ко-
торый размыкается лишь после приема кодового сигнала. Если прини-
мается не менее трех кодовых циклов (примерно 6 с), реле С отпускает
якорь и подключает цепи возбуждения сигнальных реле КЖ, ЖиЗ. В
зависимости от принимаемого кодового сигнала срабатывают соответ-
ствующие сигнальные реле, цепь питания реле соответствия в длинном
интервале проходит через контакты реле счетной группы и контакты
сигнальных реле.
В каждом кодовом- цикле реле С получает импульс тока длитель-
ностью примерно 0,3 с, благодаря которому осуществляется пополне-
ние энергии для удержания якоря постоянно притянутым с необходи-
мым замедлением.
156
Особенность схемы питания реле С при коде 3 состоит в том, что
это питание подается через фронтовой контакт реле-счетчика 3.Благо-
даря этому длительность импульса питания оказывается большей по
сравнению с кодовыми импульсами КЖ и Ж', и реле С в одном цикле
имеет полное замедление на отпускание. Это обеспечивает более устой-
чивую работу схемы реле С при импульсных помехах тягового тока, а
также при проследовании поезда по коротким стрелочным секциям на
станциях, на которых воспринимается лишь один полный неискажен-
ный кодовый цикл. Отпускание якоря реле-счетчика 3 контролируется
в цепи реле ПК. Время замедления реле С при белом огне возрастает
примерно до 15 с благодаря подключению конденсатора Сп параллель-
но его обмотке через контакты реле КЖ и Ж. Увеличение замедления
реле С уменьшает вероятность смены белого огня на желтый с крас-
ным, а затем красный огонь под воздействием помех тягового тока,
имеющих более высокий уровень на некодируемых путях, особенно в
однониточных рельсовых цепях.
При смене кодового сигнала нарушается соответствие между рабо-
той реле-счетчиков и состоянием сигнальных реле, питание реле С пре-
кращается и, если новый сигнал поступает устойчиво в течение трех
циклов, реле С отпускает якорь, а его повторитель ПС размыкает цепи
блокировки сигнальных реле. Тыловыми контактами реле ПС сигналь-
ные реле подключаются к цепям возбуждения через контакты реле
счетной группы. Например, в момент смены сигнальных показаний
реле КЖ получает питание через тыловые контакты реле ПС, 1 и
фронтовые контакты реле 1А или 2А. Первоначальная цепь возбужде-
ния реле 3 проходит через фронтовые контакты реле 2А и 3, которые
замыкаются только при коде 3.
После срабатывания соответствующих сигнальных реле образуется
цепь питания реле С, а после его возбуждения притягивает якорь реле
ПС, переключая сигнальные реле на цепи самоблокировки. Реле КЖ, Ж
и 3 имеют небольшое замедление на отпускание (второй каскад), пре-
восходящее время переключения якоря реле ПС.
Особенность схемы сигнального реле Ж обусловлена тем, что это
реле остается под током в случае прекращения приема кодовых сигна-
лов Ж и 3, что происходит при проследовании поезда на некодируемый
путь. В этом случае на локомотивном светофоре включается белый
огонь. Если прекращается прием кодового сигнала КЖ, то на локомо-
тивном светофоре включается красный огонь.
Блокирование реле Ж с вступлением поезда на некодируемый учас-
ток пути осуществляется через собственный фронтовой контакт и ты-
ловой контакт реле бдительности Б. Реле Б нормально находится под
током, цепь его питания размыкается при смене сигнальных показаний
контактом реле ПС. Реле Б относится к контрольным органам АЛСН,
оно управляет электропневматическим клапаном и возбуждается после
нажатия рукоятки бдительности, цепь самоблокировки реле Ж сохра-
няется.
157
Если вместо кода Ж поступает кодовый сигнал код КЖ, то обесто-
чивается реле соответствия С и его повторитель ПС. Однако цепь пита-
ния реле Ж сохраняется через тыловые контакты реле Б, 1 и 1А. В пос-
ледующем кодовом цикле КЖ срабатывают реле-счетчики 1 и 1А, что
приводит к размыканию цепи питания реле Ж. После отпускания якоря
последнего в следующем кодовом цикле КЖ образуются цепи для сра-
батывания сигнального реле КЖ, реле соответствия С, ПС и создается
возможность возбуждения реле Б после нажатия рукоятки бдительнос-
ти РБ.
Отпускание якорей сигнальных реле контролируется в цепи воз-
буждения реле С, поэтому они могут быть кодового типа. Реле С долж-
но надежно отпускать якорь при смене кодовых сигналов, поэтому оно
должно быть I класса надежности. Контакты реле С и ПС вводятся в
цепь горения ламп локомотивного светофора, чем исключается про-
блеск огней в случае смены сигнальных показаний, когда осуществля-
ется переключение сигнальных реле.
Схема контрольных органов АЛСН. Эта схема содержит реле Б,
КС, РБ, скоростемер, ЭПК, а также кнопки РБ, ВК, КП,ДЗ и выполня-
ет следующие функции: однократный контроль бдительности маши-
ниста при смене сигнальных показаний на локомотивном светофоре;
периодический контроль бдительности машиниста через 15—20 с при
красном и желтом с красным огнях локомотивного светофора, а также
при желтом огне, если скорость поезда превышает контролируемое
значение; периодический контроль бдительности машиниста через
60—90 с при движении поезда по некодируемым путям (белый огонь на
локомотивном светофоре); абсолютный контроль скорости поезда то
(20 или 50 км/ч) при появлении на локомотивном светофоре красного
и желтого с красным огней.
Выполнение этпх функций обеспечивают реле бдительности Б, ру-
коятка бдительности и реле рукоятки бдительности РБ, реле кошроля
скорости КС с питающими конденсаторами Скж и Съ, скоростемер с
контактами vL-r, О—20; гкж и тж, размыкающимися при. скоростях выше
10 км/ч (vct), 20 км/ч (0—20), гкж, тж (уж = 1’кж).
Однократный контроль бдительности машиниста и абсолютный
контроль скорости поезда осуществляет реле бдительности Б, которое
нормально находится под током и отпускает якорь при смене сигналь-
ных показаний, так как его цепь питания размыкается контактом реле
ПС. Контактами реле Б при отпускании его якоря размыкается цепь
питания электропневматического клапана (ЭПК) и включается звуко-
вой сигнал. Машинист должен нажать рукоятку бдительности и возбу-
дить реле Б, чем подтвердить восприятие сигнального показания. Если
в течение 6 с реле Б не притянет якорь и цепь питания ЭПК не восстано-
вится, то начинается экстренное торможение, которое нельзя прервать
последующим нажатием рукоятки бдительности. Реле бдительности
возбуждается после нажатия рукоятки. В результате срабатывает реле
158
РБ и подает питание па реле Б через его собственный мостовой кон-
такт. Если на локомотивном светофоре появляется красный или жел-
тый с красным огонь, цепь возбуждения реле бдительности проходит
через контакты скоростемера го (0 20) или гкж, размыкающиеся в слу-
чае превышения скорости поезда соответствующих значений. Если
реле Б не возбуждается, то с помощью ЭПК осуществится экстренное
торможение. С появлением желтого, зеленого или белого огня реле Б
возбуждается после нажатия рукоятки бдительности независимо от
скорости поезда.
Периодическая проверка бдительности машиниста и непрерывный
когггроль скорости поезда осуществляются с помощью реле КС, кото-
рое получает непрерывное питание от источника через фронтовые кон-
такты реле 3, Ж и КЖ при зеленом огне на локомотивном светофоре, а
также при желтом, если скорость поезда ие превышает контролируемое
значение кж - При красном, желтом с красным или белом огне на
локомотивном светофоре, а также при желтом, если скорость поезда
превышает гж, источник тока отключается от реле КС. Оно продолжа-
ет получать питание от конденсатора Скж. Благодаря разряду конден-
сатора Сю* через резистор Rv и фронтовой контакт реле Б реле КС
удерживает якорь притянутым в течение 15—20 с. Отпуская якорь, реле
КС размыкает цепь питания ЭПК, что сопровождается звуковым сиг-
налом, по которому машинист в течение 6 с должен кратковременно
нажать рукоятку бдительности и возбудить реле РБ, в результате чего
подается питание на реле КС и конденсатор Сюк. После возвращения
рукоятки бдительности в исходное положение конденсатор Скж разря-
жается на реле КС. В цепи разряда при красном и желтом с красным
огнях локомотивного светофора контролируется замкнутое состояние
контактов скоростемера vo и Гкж- Бдительность контролируется перио-
дически, пока скорость поезда не снижается до значения ниже vo. Если
скорость поезда превышает vo при красном или Гкж при желтом с крас-
ным огнях, реле КС не возбуждается, происходит торможение поезда с
помощью ЭПК.
При желтом и белом огнях в случае периодической проверки бди-
тельности коцденсатора Сюк разряжается на реле КС через фронтовой
контакт реле Ж, минуя скоростемер, т. е. разрешается движение поезда
с установленной скоростью. На участках, не оборудованных путевыми
устройствами АЛСН, когда движение длительное время происходит
при белом огне, периодичность проверки бдительности возрастает до
I—1,5 мин в результате подключения коцденсатора Сб кнопкой допол-
нительного замедления ДЗ. После перехода поезда на контролируемый
участок кнопка ДЗ должна быть в исходном положении, соответствую-
щем меньшему периоду проверки бдительности. Выполнение этого
требования контролируется контактом кнопки ДЗ, включенным в цепь
лампы зеленого огня локомотивного светофора.
В случае остановки поезда, что фиксируется контактом скоросте-
мера Ver (замкнут при скорости менее 10 км/ч), реле КС получает непре-
159
рывное питание от источника, и периодический контроль скорости ис-
ключается.
Для контроля исправности работы схемы проверки бдительности
во время стоянки используется кнопка КП. Периодичность проверки
бдительности машиниста определяется временем отпускания якоря
реле контроля скорости КС. Это время зависит от многих дестабилизи-
рующих факторов, в том числе от регулировки самого реле, емкости
накопительного конденсатора, времени нажатия рукоятки бдительнос-
ти и др.
5.6. Работа автоматической локомотивной
сигнализации
Наиболее сложные условия работы числовой системы автомати-
ческой локомотивной сигнализации имеют место на участках с элект-
рической тягой постоянного и переменного тока. Это обусловлено тем,
что приемная система устройств АЛС находится под воздействием маг-
нитных полей тягового тока, протекающего по рельсам и ходовым час-
тям локомотива. Переменная составляющая этих полей индуцирует в
приемных катушках электродвижущую силу, которая при некоторых
условиях нарушает нормальный прием кодовых сигналов, и работа
устройств локомотивной сигнализации становится неустойчивой. Сте-
пень воздействия тягового тока на работу АЛС определяется главным
образом уровнем тягового тока и его гармоник в рельсовой линии, а
также степенью асимметрии канала "Рельсовая линия — приемные ка-
тушки АЛС". При электрической тяге переменного тока номинальное
напряжение в контактной сети относительно рельсов составляет 25 кВ.
Тяговые подстанции, расположенные на расстоянии 40—60 км одна от
другой, обеспечивают двустороннее питание участков контактной
сети. Суммарный расчетный ток контактной сети и тяговых подстан-
ций на двухпутных участках достигает 1000 А. При переходе на вынуж-
денный режим, когда одна подстанция отключается, ток в контактном
проводе вблизи работающей подстанции может возрасти до 1600 А.
В режиме короткого замыкания контактной сети ток кратковре-
менно (0,15—0,3 с) до момента срабатывания приборов защиты может
достигать 15 000 А. Гармонические составляющие переменного тягово-
го тока определяются нагрузкой и могут быть охарактеризованы коэф-
фициентами гармоник Кг, показывающими, какая часть общего тока I*
приходится на долю рассматриваемой гармоники If. Кг - 1гПк-
Максимальные значения этого коэффициента, полученные на осно-
ве длительных испытаний и теоретических расчетов, приводятся ниже:
Частот» гармоники, Гц.. 50 150 250 350 450
Коэффициент гармоники Кг 0,995 0,18 0,09 0,045 0,023
160
Четные гармоники тягового тока имеют уровень ниже уровня не-
четных. При электрической тяге постоянного тока номинальное напря-
жение контактной сети относительно рельсов составляет 3 кВ и, следо-
вательно, при одной и той же мощности электровозов постоянный тя-
говый ток приблизительно выше, чем при электрической тяге
переменного тока. Постоянный тяговый ток образуется в результате
шестифазного выпрямления переменного тока промышленной часто-
ты 50 Гц. Для подавления пульсаций выпрямленного тягового тока
(т.е. гармоник, кратных 300 Гц) на тяговых подстанциях применяют
сглаживающие фильтры, шунтирующие гармоники 300, 600, 900 и
1200 Гц. Вследствие этого при нормальном состоянии устройств
электроснабжения гармоники тягового тока не оказывают существен-
ного влияния на работу устройств АЛСН. Однако при ряде неисправ-
ностей и отклонениях от норм гармоники тягового тока появляются в
контактной сети. В случае нарушения работы выпрямительных уст-
ройств могут появиться гармоники с частотами 50, 100, 200,
300 Гц и т. д. Многочисленные измерения тяговых токов в рельсах по-
казали, что потребляемый локомотивом ток из контактной сети при
электрической тяге племенного и постоянного тока распределяется,
как правило, равномерно по обе стороны от движущегося электровоза
и, следовательно, этот ток в рельсовой линии под локомотивными ка-
тушками не превышает 50 % потребляемого электровозом тока.
Высокая проводимость рельсов по отношению к земле вызывает
резкое уменьшение обратного тягового тока в рельсовых нитях по мере
удаления от электровоза (обратный тяговый ток возвращается по
земле). Так, на расстоянии более 4—6 км от нагрузки и тяговой под-
станции обратный тяговый ток в рельсах близок к нулю.
Влияние тягового тока на приемные устройства АЛС всегда связа-
но с его неравномерным распределением между двумя рельсами, а
также с несимметричностью расположения приемных катушек (различ-
ное расстояние до рельсов и разброс электрических характеристик).
Причинами неравномерного расположения тягового тока являются
продольная и поперечная асимметрии рельсовой линии и наличие маг-
нитных влияний контактной сети, соседних путей и т. п. Продольная
асимметрия вызвана разностью сопротивлений рельсовых нитей тяго-
вому току (определяется главным образом состоянием стыковых со-
единителей), а поперечная асимметрия зависит от разности сопротив-
лений изоляции рельсовых нитей относительно земли. Магнитные вли-
яния контактной сети наблюдаются на двухпутных железных дорогах и
на станциях с количеством путей не менее двух. Это влияние определя-
ется главным образом разностью взаимной индуктивности контактно-
го провода одного пути с рельсовыми нитями другого пути.
Степень асимметрии тягового тока в рельсах оценивают коэффици-
ентом асимметрии:
6 Зак 1462
161
tfa=l/l -Z2I/(Z1+Z2),
где 7i, /2 —токи в рельсовых нитях.
На однопутных и двухпутных участках железных дорог с электри-
ческой тягой переменного тока коэффициент асимметрии принимают
соответственно равным 0,05 и 0,1. Расчетный максимальный тяговый
ток в рельсах под приемными катушками 7i + h = 250 А. При электри-
ческой тяге постоянного тока расчетный коэффициент асимметрии
принят равным 0,12. Разность высот подвески приемных катушек, раз-
брос их электрических параметров, а также колебания (вибрация) при-
емных катушек в вертикальной и горизонтальной плоскостях во время
движения способствуют возрастанию уровня помех на входе локомо-
тивного приемника.
Экспериментально установлено, что максимальное отклонение на-
веденной в приемных катушках ЭДС от среднего значения составляет
15 %, что соответствует коэффициенту асимметрии Кл » 0,075. Из-за
вибрации приемных катушек в магнитном поле тягового тока в них на-
водится ЭДС с частотой, зависящей от скорости движения. При этом в
случае повышения скоростей более 120 км/ч в приемных катушках по-
является ЭДС с частотой в пределах полосы пропускания фильтра ка-
нала 25 Гц. Наиболее сильная вибрация приемных катушек наблюдает-
ся при недоброкачественном обтачивании бандажей.
При наличии асимметрии тягового тока или несимметричности
приемных катушек на входе локомотивного приемника возникают по-
мехи вследствие неравномерности магнитного поля тягового тока
вдоль рельсов. Основной причиной такой неравномерности является
влияние металлической массы подкладок противоугонов и арматуры
железобетонных шпал на напряженность магнитного поля над рель-
сом. Если приемные катушки расположены над шпалой, то магнитное
поле в сердечнике на 1,5 % больше, чем когда приемные катушки нахо-
дятся между шпалами.
Наибольшее мешающее влияние на приемные устройства АЛС ока-
зывают импульсные помехи, возникающие от перераспределения тяго-
вого тока в ходовых частях локомотива и рельсах. В процессе движе-
ния электровоза изменение и перераспределение тягового тока проис-
ходит по следующим причинам:
1) смена машинистом режима работы двигателей;
2) нарушение контакта между токоприемником локомотива и кон-
тактным проводом (чаще всего в осенне-зимний период при обледене-
нии контактного провода);
3) нарушение контакта между колесом локомотива и рельсом. Не-
качественный токосъем локомотивом со стороны колесных пар может
возникать из-за попадания песка под колесные пары, боксования локо-
мотива, загрязнения и обледенения рельсов. Эти причины проявляются
наиболее часто на участках пути, где машинисты систематически поль-
162
зуются песком (затяжные спуски и подъемы), а также и на обычных
участках в осенне-зимний период;
4) перераспределение тягового тока электровоза по ряду парал-
лельных цепей.
Таким образом, скачкообразное перераспределение тягового тока
между различными ходовыми частями электровоза и рельсами, а также
скачки тягового тока из-за некачественного токосъема токоприемни-
ком оказывают ударные воздействия на вход приемника АЛС. Эти воз-
действия имеют непрерывный частотный спектр. Интенсивность помех
при электротяге постоянного и переменного тока падает с увеличением
частоты сигнального тока. Следовательно, при электрической тяге по-
стоянного тока повышение частоты сигнального тока является эффек-
тивной мерой уменьшения воздействия импульсных помех. При элект-
рической тяге переменного тока уменьшение влияния импульсных
помех достигается выбором сигнальной частоты, отличной от частоты
тягового тока 50 Гц. Так как тяговый ток при электрической тяге по-
стоянного тока больше, чем при тяге племенного тока, импульсные
помехи оказывают большее мешающее воздействие на устройства
АЛС на участках с электрической тягой постоянного тока. Защита от
непрерывных и импульсных помех тягового тока осуществляется раци-
ональным выбором частоты сигнального тока и его уровня, введением
устройств временной и частотной селекции, рациональным построени-
ем схемы приемника и другими методами.
Одной из причин сбоя в работе АЛСН па участках автоблокировки
с рельсовыми цепями частотой 25 Гц является неравномерная намагни-
ченность рельсов с объемной закалкой. Проведенные измерения маг-
нитного поля закаленных рельсов показали, что вдоль закаленного
рельса напряженность магнитного поля (вблизи поверхности головки
рельса) изменяется в несколько раз. Магнитное поле этих рельсов со-
здает в устройствах АЛСН помехи, интенсивность и частота которых
определяются скоростью движения локомотива. Если скорости свыше
80 км/ч, то частота этих помех находится в пределах полосы пропуска-
ния канала 25 Гц. Восприятие помех локомотивными катушками про-
исходит в моменты приема кодовых импульсов или интервалов. Пос-
ледний случай вызывает "засорение" интервалов и сбой в работе
АЛСН.
Существует метод размагничивания рельсов с объемной закалкой
вагоном-дефектоскопом. После использования этого метода достига-
ется приблизительно равномерная напряженность магнитного поля, не
влияющая на работу устройств АЛСН.
В местах пересечения железной дороги с линией электропередачи
(ЛЭП) последняя оказывает решающее влияние на приемную систему
АЛСН. Зона мешающего влияния невелика (примерно 30—40 м по
каждую сторону от оси ЛЭП). Однако на ряде дорог сбои в районе
пересечения с ЛЭП значительны (до 50 % всех сбоев АЛСН). Степень
163
6
влияния ЛЭП на приемные устройства АЛСН зависит от множества
факторов. К наиболее важным из них относятся: угол пересечения ЛЭП
железнодорожной линии, тип подвески проводов на опоре, фазовые
токи и их асимметрия, асимметрия приемных катушек локомотива и
др.
Мешающее действие помех, создаваемых ЛЭП, проявляется в слу-
чае приема кодовых сигналов и особенно в интервалах между ними и
наблюдается на всех участках, где для кодирования используется сиг-
нальная частота 50 Гц. Наибольшее влияние оказывают линии
электропередачи с горизонтальным расположением проводов при на-
пряжениях 500 кВ и выше, так как с увеличением напряжения возраста-
ют токи нагрузки и расстояния между фазными проводами. Макси-
мальная ЭДС помехи, наводимая ЛЭП в приемных катушках, может,
как показали измерения, достигать 800 мВ, что эквивалентно мешаю-
щему току примерно 5,5 А в рельсах.
Степень влияния ЛЭП на локомотивные приемные катушки опре-
деляется несимметричностью приемных катушек по отношению к про-
водам влияющей линии. Влияние ЛЭП на локомотивные приемные ка-
тушки определяется непосредственным влиянием электромагнитного
поля ЛЭП и близким расположением электромагнитных масс (рама,
тележки, корпус и т. д.). Влияние ферромагнитных масс при этом про-
является двояко: в металлических массах под действием токов ЛЭП
возникают вихревые токи, которые наводят в приемных катушках
ЭДС помехи; ферромагнитные массы искажают силовые линии поля
вблизи приемных катушек, и в катушках наводятся помехи.
Защита от помех, создаваемых тяговым током и ЛЭП, в определен-
ной степени обеспечивается эффективностью АРУ (рис. 5.18). Время гв
является обобщающим параметром, характеризующим эффективность
действия АРУ. Оно определяется как время, в течение которого чувст-
вительность усилителя после прекращения действия тока 7Р остается
ниже номинальной. Время fB при выключении тока, соответствующего
10-кратной перегрузке, составляет 1 с. Схема АРУ эффективно вступает
в действие и надежно защищает короткие паузы от импульсных помех
при токе в рельсовой цепи 7Р = 3 А.
При защите длинного интервала от помех необходимо иметь в
виду, что для правильной работы дешифратора достаточно защитить
только начальный промежуток его до момента отпускания якоря реле-
счетчика 1, т. е. в течение 0,25—0,28 с, так как после отпускания якоря
реле-счетчика 1 ложные срабатывания реле И дешифратором не фик-
сируются до полного деблокирования всех реле-счетчиков. Защита
длинного интервала от импульсных помех обеспечивается при токе 7Р =
= 4,5 А. В реальных условиях повышение устойчивости работы АЛСН
наблюдается при токах в рельсовой цепи 3 А, так как при этом надежно
защищаются короткие паузы. Вероятность же срабатывания импульс-
ного реле от помех в незащищенном промежутке времени д линного ин-
164
Рис. 5.18. Зависимость времени восстанов-
ления чувствительности усилителя от /р
в рельсовой цепи
Рис. 5.19. Графики эффективности и поме-
хозащитных свойств АРУ
тервала (0,15 с) и притом в трех соседних кодовых циклах подряд (что
необходимо для получения сбоя) существенно снижается для подавля-
ющего большинства блок-участков. Исключение составляют только
блок-участки, которые расположены на затяжных подъемах, где маши-
нисты систематически пользуются песком, начиная с входа рельсовой
цепи. Для повышения устойчивости работы АЛСН на таких рельсовых
цепях ток на входе их при шунтировании должен быть зимой (когда
наблюдаются сильные помехи) примерно 4,5—5 А.
Высокая эффективность действия АРУ позволяет успешно бороть-
ся не только с импульсными помехами, создаваемыми тяговыми тока-
ми, но и с влияниями, вызываемыми ЛЭП. Для правильной работы ло-
комотивных устройств АЛСН в зоне влияния ЛЭП необходимо, чтобы
напряжение кодовых сигналов на входе усилителя превышало уровень
помехи от ЛЭП.
Эффективность и помехозащитные свойства АРУ характеризуют
графики (рис. 5.19), где представлено максимальное значение тока по-
мехи, при котором обеспечивается нормальная работа АЛС при воз-
действии помехи в фазе с полезным сигналом (кривая 1) и в противофа-
зе (кривая 2). Помеха, представленная в виде тока, протекающего по
рельсам и эквивалентного сигнальному току, измеряется в амперах.
Помехозащищенность усилителя УК 25/50М возрастает с увеличением
уровня сигнального тока. f
Применение более эффективной АРУ уменьшает также временные
искажения кодовых импульсов. Эти искажения определяются в значи-
тельной степени переходными процессами во входном фильтре. Вслед-
ствие инерции фильтра напряжение на его выходе устанавливается с за-
держкой во времени по экспоненте и достигает значения напряжения
срабатывания Сср через время Гер. Время fcp зависит от тока в рельсо-
вой цепи и порогового значения [7q>. При окончании импульса тока в
фильтре происходит затухающий колебательный процесс, и напряже-
ние на выходе снижается от своего установившегося значения до на-
165
пряжения отпускания Uo через отрезок времени Го. Время Го зависит от
тока в рельсовой цепи и порогового значения J7o.
Искажения импульса Аг представляют собой разность между io и
Гер I АГ = to — tep-
Параметры схемы АРУ необходимо выбирать таким образом,
чтобы при изменении уровня тока в рельсовой цепи изменялись бы по-
роговые значения Ucp и Uo, а гСр и Го были бы примерно одинаковыми.
Благодаря эффективной АРУ искажение временных характеристик ко-
довых сигналов находится в пределах 0,03 — 0,02 с.
5.7. Структура системы автоматического
регулирования скорости на метрополитене
Система автоматического регулирования скорости (АРС) на мет-
рополитене обеспечивает повышение пропускной способности линий с
соблюдением требований безопасности движения поездов, а также со-
кращение локомотивной бригады до одного человека благодаря улуч-
шению условий работы.
Система АРС представляет собой замкнутую систему регулирова-
ния процесса движения поезда, содержащую комплекс путевых и локо-
мотивных устройств, обеспечивающих автоматическое регулирование
скорости так, чтобы расстояние до препятствия (занята или неисправна
рельсовая цепь, стрелка замкнута в маршруте и т. п.) было не менее
тормозного пути в каждый момент времени.
Устройства АРС предназначены для применения на поездах метро-
политена, оборудованных быстродействующими электрическими и
электропневматическими тормозами. За основу этой системы выбрана
унифицированная частотная система автоматической локомотивной
сигнализации, рассмотренная в предыдущей главе.
Информация о поездной ситуации подается по рельсовым цепям,
выполняющим функции датчиков информации ДИ о свободности и за-
нятости участков пути и линии связи между путевыми и поездными уст-
ройствами (рис. 5.20). В зависимости от поездной ситуации шифратор
Ш, устаповлешгый на пути, кодирует информацию о допустимой ско-
рости движения частотным кодом. Генератор автоматической локомо-
тивной сигнализации ГАЛС, управляемый шифратором, посылает в
рельсовую линию непрерывные частотные сигналы. Эти сигналы за-
мыкаются через колесные пары и в приемных катушках ПК, находя-
щихся в магнитном поле переменного тока, текущего по рельсам, наво-
дится ЭДС. С приемных катушек сигнал поступает в блок локомотив-
ных приемников БЛП, содержащий несколько частотных приемников
прямого усиления. Количество этих приемников определяется числом
команд о допустимой скорости движения поезда.
166
Рис. 5.20. Структурная схема системы А PC на метрополитене
Выходы локомотивных приемников подключены к входу сигналь-
ного блока БС, осуществляющего дешифрирование принятых команд.
Блок БС выдает информацию о допустимой скорости движения поезда,
которая высвечивается на пульте машиниста ИМ, а также поступает в
контрольный орган КО.
Контрольный орган сравнивает допустимую скорость движения
поезда с фактической ц и в случае превышения последней подает
команду в блок управления тормозами БУТ об автоматическом сниже-
нии скорости до значения уд.
Фактическую скорость измеряет датчик скорости ДС, непосредст-
венно связанный с осью колесной пары и блоком измерения скорости
БИС. В эксплуатируемой системе АРС передается информация о до-
пустимых скоростях движения поезда — 80, 70, 60, 40, 0 км/ч. В случае
приема информации о допустимой скорости движения 0 км/ч или при
отсутствии кодовых сигналов о допустимой скорости машинисту раз-
решается движение со скоростью менее 20 км/ч при нажатой кнопке
бдительности КБ. В случае превышения фактической скорости над до-
пустимой блок управления тормозами осуществляет отюпочение тяги
из головного вагона по электрической магистрали хода поезда MX, а
по электрической магистрали торможения МТ подает команду о вклю-
чении системы тормозов во всех вагонах. В каждом вагоне поезда име-
ется схема электрического торможения ЭТ. Тяговые двигатели отклю-
чаются от контактной сети и переключаются на генераторный режим.
Эффективность действия электрического тормоза в каждом вагоне
контролируется датчиком контроля электрического торможения
ДКЭТ. В случае отказа электрического тормоза торможешю автомати-
чески осуществляет пневматический тормоз с электрическим управле-
167
пием ЭПТ, функционирование которого контролирует датчик контро-
ля пневматического торможения ДКПТ.
Процесс служебного торможения продолжается до тех пор, пока
фактическая скорость не уменьшается до допустимой, после чего тор-
моза выключаются и продолжается движение на выбеге (за исключени-
ем тех случаев, когда принята команда гд = 0 км/ч, и торможение про-
должается до полной остановки). Информация о торможении всех ва-
гонов поезда в виде электрического сигнала поступает по контрольной
магистрали КМ в головной вагон. Если в каком-либо вагоне не сраба-
тывают электрические или пневматические тормоза, то контрольная
электрическая магистраль КМ не собирается и происходит экстренное
пневматическое торможение от электропневм этического клапана
ЭПК, который открывает воздушную магистраль поезда ВМ. В этом
случае процесс торможения продолжается до полной остановки поез-
да.
В системе АРС предусмотрена возможность автоматического сни-
жения эффективности торможения на открытых участках, что необхо-
димо для предотвращения на таких участках "юза" из-за плохого сцеп-
ления колес с рельсами. Для этого на открытых участках в рельсовые
цепи, кроме частотного сигнала о допустимой скорости движения, по-
дается непрерывный частотный сигнал (признак наземного участка) от
дополнительного генератора ГАЛСД на частоте, отличной от сигналь-
ной. Этот сигнал воспринимается соответствующим частотным прием-
ником, который воздействует на блок управления тормозами БУТ,
обеспечивающий требуемую интенсивность торможения.
Устройства АРС используются совместно с сигналами автоблоки-
ровки и при погашенных сигналах. В последнем случае путевые сигна-
лы используются для регулирования движения ночных хозяйственных
поездов и как резервная система регулирования движения дневных по-
ездов при неисправных поездных устройствах Л PC.
5.8. Микроэлектронная система АЛС-ЕН
Эксплуатационно-технические принципы построения системы
АЛС-ЕН. Система автоматической локомотивной сигнализации
АЛС-ЕН предназначена для передачи следующей информации с пути
на локомотив: число свободных блок-участков (до шести) впереди
поезда; скорость проследования очередного светофора (16 градаций
от 0 до 200 км/ч); длина впереди лежащего блок-участка (два значе-
ния — больше или меньше тормозного пути нормативного поезда);
путь, по которому движется поезд по перегону (главный путь станции
или отклонение на боковой); приближение поезда к закрытому свето-
фору (красно-желтый огонь КЖу, движение поезда по пригласительно-
му сигналу (белый мигающий огонь БМ)', номер пути (четный или не-
168
четный) при двухпутной организации движения (защита от подпиток с
соседних путей); четный или нечетный блок-участок данного пути (за-
щита от подпиток от смежных блок-участков и из-под колес впереди
идущего поезда).
Для предали указанного объема информации необходимо иметь
256 разрешенных кодовых комбинаций, что требует минимум восемь
бит безызбыточного кода.Однако по условиям безопасности движения
поездов требуется высокая помехозащищенность передачи информа-
ции и, как следствие, введение контрольных символов в кодовые ком-
бинации, что увеличивает длину кодовой последовательности и время
передачи одного сообщения.
Для уменьшения времени передачи информации и обеспечения вы-
сокой помехозащищенности в системе АЛС-ЕН используется двукрат-
ная фазоразностная модуляция, позволяющая организовать два неза-
висимых фазовых подканала. В каждом из подканалов используются
восьмиразрядные комбинации самосинхронизирующегося модифици-
рованного кода Бауэра с кодовым расстоянием d = 4 (четыре информа-
ционных разряда и четыре контрольных). Это позволяет в каждом фа-
зовом подканале иметь 2 -16 кодовых комбинаций, что обеспечивает
общую значностъ системы 16x16 = 256.
Использование в системе АЛС-ЕН двукратной фазоразностной мо-
дуляции и помехозащищенного кодирования позволяет значительно
уменьшить мощность передающих устройств, так как необходимый
уровень полезного сигнала на входе приемника достигается при сиг-
нальном токе в конце рельсовой линии 0,15 А, что в 8—10 раз меньше,
чем в системе АЛСН, и в 2 раза меньше, чем в системе АЛСЧ. Все сооб-
щения в системе АЛС-ЕН передаются с пути на локомотив по рельсо-
вому индуктивному каналу связи, причем использован один частотный
канал (присвоенная частота 175 Гц), что по сравнению с АЛСЧ позво-
ляет в 5 раз уменьшить диапазон используемых частот и тем самым уп-
ростить приемные и передающие устройства системы. Скорость пере-
дачи информации в каждом фазовом подканале 10,9 бит/с.
Система АЛС-ЕН относится к классу непрерывных систем и содер-
жит в своем составе путевые и локомотивные устройства (рис. 5.21).
Путевые устройства системы АЛС-ЕН имеют формирователь сиг-
налов ФС, с выхода которого фазоманипулированный сигнал (ФМС)
поступает на усилитель мощности УМ и далее через устройство защи-
ты и согласования УЗС в рельсовую линию РЛ. Формирователь сигна-
лов ФС формирует сигналы АЛС по информации, поступающей от уст-
ройств автоблокировки АБ или электрической централизации ЭЦ
(входы Ик и СГ).
Локомотивные устройства системы АЛС-ЕН содержат приемные
катушки КПУ-2, блок электронный локомотивный БЭЛ, блок индика-
ции локомотивный БИЛ и блок коммутации цепей локомотива БКЦЛ.
169
- -и.,:. - - ._^= --------РЛ
1 ,
УЗС I | АБилиЭЦ |
У* | | СГ
ум Фс
Рис. 5.21. Структурная схема системы
АЛС-ЕН
В блок БЭЛ входят приемник сигналов АЛС-ЕН, измеритель ско-
рости движения поезда с датчиком пути и скорости ДПС, устанавлива-
емым на редукторе или буксе локомотива. Блок БЭЛ осуществляет де-
кодирование сигналов АЛС, логическую обработку информации в ре-
зультате сравнения фактической, контролируемой и допустимой
скоростей движения поезда, контроль функционирования аппаратуры
и формирование сигнала управления клапаном экстренного торможе-
ния.
На блоке индикации БИЛ имеются сигнальные лампы желто-крас-
ного, красного и белого огней, назначение которых аналогично назна-
чению соответствующих ламп на локомотивном светофоре системы
АЛСН. Эти лампы имеют повторители на боковой стенке блока БИЛ в
зоне видимости помощника машиниста. Лампа белого огня использу-
ется для индикации работы локомотивной аппаратуры при отсутствии
сигналов в рельсовой линии и для индикации движения поезда по при-
гласительному сигналу в мигающем режиме. Индикация свободности
пути впереди поезда осуществляется шестью светодиодными индикато-
рами, позволяющими информировать машиниста о свободности до
шести блок-участков. Семисегментные светодиодные индикаторы от-
ражают показания фактической скорости движения поезда и контроли-
руемой скорости движения, т. е. скорости, которую поезд должен иметь
в конце данного блок-участка. При достижении поездом допустимой
скорости движения происходит экстренное торможение поезда. Для
предупреждения машиниста об этом в системе предусмотрена предва-
рительная световая сигнализация контроля бдительности, которая
включается за 3—6 с до включения свистка электропневматического
клапана.
170
Через блок коммутации цепей локомотива БКЦЛ с устройствами
БЭЛ связаны датчики информации о режиме работы локомотива: кон-
такты контроллера машиниста К и рукоятки реверса РР (для определе-
ния направления движения поезда и предотвращения скатывания), кон-
такты рукоятки (педали) бдительности РБ и кнопки выключения крас-
ного огня ВК при движении локомотива по некодируемому участку.
Через блок БКЦЛ к устройствам БЭЛ подключен электропневматиче-
сий клапан экстренного торможения ЭПК. Основное назначение блока
БКЦЛ — гальваническая развязка и согласование сигналов управле-
ния цепями локомотива.
Безопасность движения поездов при функционировании системы
АЛС-ЕН достигается введением структурной избыточности в аппара-
туру. Путевая аппаратура выполнена в виде троированной мажоритар-
ной структуры, а локомотивная — в виде дублированной структуры.
Структура сигналов в непрерывном канале связи системы АЛС-ЕН.
Условия передачи сигналов с пути на локомотив по непрерывному ка-
налу связи характеризуются высоким уровнем сосредоточенных, а
также флуктуационных и импульсных помех. Наличие мощных сосре-
доточенных помех в виде гармоник тягового тока обусловливает воз-
можность передачи сигналов в узкой полосе частот примерно 15 Гц. В
такой узкой полосе частот при заданной длительности элементарного
бита обеспечивается уверенный прием информации при использовании
двукратной фазоразностной модуляции, для которой требуется мини-
мальная полоса примерно
/7ф = 1,5/zo,
где (о — длительность элементарного бита.
Двукратная фазоразностная модуляция определяет параллельную
организацию кодового цикла, когда по одному подканалу передаются
кодовые комбинации о контролируемой скорости движения Гк, а по
другому — сигнал цикловой синхронизации в виде сосредоточенных
синхрогрупп (СГ) той же разрядности, что и кодовые комбинации. Ис-
пользование в качестве СГ нескольких кодовых слов позволяет увели-
чить объем передаваемой информации и реализовать кодовую защиту
по сигналу цикловой синхронизации от сигналов смежных блок-участ-
ков и путей на перегоне и станциях, в результате обработки которых
может быть получена информация о контролируемой скорости Гк, не
предназначенной данному локомотиву. Использование двукратной
|>азоразностной модуляции эффективно и с точки зрения помехоустой-
чивости, так как опа не уступает частотной модуляции и в 2 раза эффек-
тнее по мощности по сравнению с амплитудной модуляцией.
Структура сигнала цикловой синхронизации выбрана из условия
обеспечения равенства нулю вероятности получения ложной синхро-
|руппы СГ при выделении сигнала синхронизации методом скользяще-
171
го поиска. Суть метода заключается в том, что сигнал с выхода подка-
нала по сигналу тактовой синхронизации записывается в регистр сдви-
га, к выходу которого подключен дешифратор синхрогруппы. На
выходе дешифратора сигнал появляется только тогда, когда в регистре
сдвига записано кодовое слово, совпадающее со структурой синхро-
группы. Такой способ выделения синхросигнала обусловлен возмож-
ностью потери информации при проезде зоны изолирующих стыков.
В обоих подканалах используется модифицированный код Бауэра,
значения символов проверочной части которого определяются следую-
щим образом. Если 13 + iz + ц + io = 0, то гз = »з, гг = »2, и = Ц, а разряд
го равен инверсному значению разряда io. Если же /3 + iz + й + io = 1, то
го = io, а остальные разряды соответственно равны инверсным значени-
ям информационных разрядов, где ;п— информационные разряды, а
Гп— контрольные разряды.
Для уменьшения вероятности трансформации одной кодовой ком-
бинации в другую, разрешенную, данный код в системе АЛС-ЕН ис-
пользуется в режиме обнаружения ошибок. Обработка кодовой инфор-
мации в локомотивных устройствах системы сводится к выполнению
следующих операций: выделение сигнала цикловой синхронизации ме-
тодом скользящего поиска при поразрядном сдвиге; обеспечение кодо-
вой защиты от сигналов смежных блок-участков и путей по сигналу
цикловой синхронизации; декодирование комбинаций модифпцпро-
вашюго кода Бауэра; принятие решения о текущем значении кон-
тролируемой скорости по первой разрешенной кодовой комбинации в
течение защитного временного интервала, равного времени смены по-
казаний на локомотивном индикаторе. Время смены показаний не пре-
вышает 3 с.
При двукратной фазоразностной модуляции кодовые комбинации
модулируют несущую частоту посредством разности фаз несущего ко-
лебания двух соседних элементарных посылок Д ф. В табл. 5.1 приведе-
на зависимость разности фаз Дф несущего колебания соседних эле-
ментарных посылок от значений двоичных символов в подканалах.
Если Д ф = 180°, то надежно выделяются границы посылок на при-
емной стороне, что повышает устойчивость работы устройства такто-
вой синхронизации в условиях переходных процессов, порождаемых
полосовым фильтром приемника.
Модулятор двукратной фазоразностной модуляции может быть
легко синтезирован с помощью известных методов синтеза конечных
автоматов. Исходная постановка задачи: имеется формирователь
несущего колебания с четырьмя начальными фазами 0, 90, 180 и 270°
(—90°); выбор необходимого колебания возможен с помощью муль-
типлексора, на адресные входы которого подаются сигналы управле-
ния, а на информационные — несущие колебания; необходимо синте-
зировать конечный автомат, преобразующий биты информации в несу-
щие колебания в соответствии с табл. 5.1.
172
Таблица 5.1
Двоичные символы Д,,град Двоичные символы Д,,град
1ПК 2ПК 1ПК 2ПК
0 0 0 1 1 + 180
0 1 + 90 1 0 — 90
Таблица 5.2
Хх Хг Ti 7hi Xi x2 Tt Thi
Z| z2 Zi z2 Zi z2 Zi z2
0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0
0 0 0 1 0 1 1 0 0 1 0 0
0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1
0 0 1 1 1 1 I 0 1 1 0 1
0 1 0 1 0 1 1 1 0 0 1 1
0 1 0 1 1 1 1 1 0 1 0 0
0 1 1 0 0 0 1 1 1 0 0 1
0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 0
Составим таблицу возбуждения элементов памяти (табл. 5.2). Эта
таблица имеет 16 строк, и, следовательно, синтезируемый автомат
имеет два элемента памяти. В качестве элементов памяти выберем
двухступенчатые синхронные D-триггеры, которые заведомо исключа-
ют логические состязания.
Входными состояниями автомата являются значения битов инфор-
мации и Xi, а также выходные состояния элементов памяти в теку-
щий момент времени. Необходимо определить выходные состояния
комбинационной части автомата, выходы которой подключаются к
входам D-триггеров. На вход С-триггеров поступает сигнал тактовой
синхронизации, обеспечивающий установку триггеров в следующий
момент времени в соответствии с сигналами на выходах комбинацион-
ной части автомата.
На основании табл. 5.2 возбуждений составим карты Карно:
Zi Z2
00 01 11 10
00 0 0 1 1 001*
X\ X2 01 0 1 1 0 01- 1
11 1 1 0 0 110-
10 1 0 0 1 10* 0
173
Z1Z2
00 01 11 10
00 0 1 1 0 00» 1
Г1Г2 01 1 1 0 0 010.
11 1 0 0 1 11-0
10 0 0 1 1 101.
Используя карты Карно, определим функции возбуждения на
входа D-триггеров. Получим следующие выражения:
Zi(T1+i) =Х1Х221(7}) У ViX2Z2(7f) V xiX2Zi(Tf) У xmziiTt);
Z2(T1+1) = X1X2Z2(T|) V xiX2Zi(Ti) V х1Х2гХГ/) V xix2Zi(Ti) xiX2Zi(T,j .
Комбинационная часть автомата представляет собой два мультип-
лексора, на адресные входы которых подаются биты информации, а на
информационные входы поступают сигналы с выходов элементов па-
мяти. В качестве двух мультиплексоров целесообразно использовать
сдвоенный мультиплексор 2x4, адресные входы которого уже объеди-
нены внутри микросхемы. Формирователь сигналов несущего колеба-
ния с четырьмя начальными фазами синтезируем на основе счетных
триггеров. На один счетный триггер подается сигнал удвоенной несу-
щей частоты непосредственно, а на другой счетный триггер — через
инвертор. Полная принципиальная схема модулятора представлена на
рис. 5.22. Триггер D10 необходим для исключения логических состяза-
ний, возникающих в мультиплексоре D6 из-за неодновременного пере-
ключения сигналов на его адресных входах. Генератор вырабатывает
тактовые частоты 4/ц и 2/н, а с помощью делителя частоты из частоты
2/н получается тактовая частота FT, при этом сигналы на входах моду-
лятора Di и Di, являющиеся кодовыми комбинациями, должны быть
синхронизированы частотой FT.
Построение некогеренгного демодулятора сигналов с двукратной
ФРМ в локомотивном устройстве системы АЛС-ЕН основан® на непо-
средственном измерении информационного параметра — разности
фаз двух соседних элементарных посылок методом однократной
пробы. Измерение Д ф сводится к измерению временного интервала
между измерительными фронтами, моменты появления которых зада-
ются сигналом тактовой синхронизации, формируемым в демодулято-
ре с помощью системы фазовой автоподстройки частоты. Временное
положение измерительных фронтов сигнала соответствует максималь-
ному отношению "сигнал/помеха" на длительности элемента фазома-
нипулированного сигнала (в момент, когда переходные процессы во
входном полосовом фильтре заканчиваются).
174
Рнс. 5.22. Схема модулятора
Демодулятор (рис. 5.23) реализует описанный алгоритм. На вход
демодулятора поступает сигнал ФМС с выхода усилителя-ограничите-
ля приемника. Выделитель фронта несущей ВФН дифференцирует
входной сигнал. На его выходе имеет место последовательность фрон-
тов несущего колебания ФН. На выходе выделителя фронта данных
ВФД формируется последовательность фронтов данных ФД, временное
положение которых соответствует границам посылок информационно-
го сигнала. Схема тактовой синхронизации СТС вырабатывает стро-
бирующий сигнал (момент стробирования — МС), в соответствии с
которым отсчитывается Д ф в момент максимального отношения
"сигнал/помеха". Выделитель измерительного фронта ВИФ перемно-
жает входной сигнал, представленный последовательностью ФН, с
опорным, в качестве которого используется сигнал МС. На выходе
175
1ПК 2 ПК Рис. 5.23. Схема демодулятора
ВИФ имеет место последовательность измерительных фронтов ИФ, не-
сущих информацию о переданной разности фаз.
Динамическая память фазы ДПФ определяет временной интервал
между соседними импульсами ИФ. Определитель разности фаз (решаю-
щее устройство) РУ преобразует измеренный временной интервал в
последовательность двоичных символов по двум подканалам 1ПК и
2ПК. В таймере формируются тактовые сигналы, обеспечивающие син-
хронную работу всех функциональных узлов демодулятора.
Локомотивная аппаратура системы АЛС-ЕН. Блок БЭЛ (рис. 5.24)
содержит два идентичных синхронно работающих комплекта обработ-
ки информации с непрерывным сравнением сигналов в контрольных
точках схем и на выходе комплектов. Сигналы сравниваются специаль-
ным компаратором с односторонними отказами, чем достигается за-
щита локомотивной аппаратуры от опасных для движения поездов от-
казов. Каждый комплект аппаратуры включает в себя декодер ДК,
блок логической обработки информации ЛО, измеритель скорости
ИС, схемы связи с индикатором СИ и устройством управления тор-
мозами СУТ. Кроме этого, в блоке БЭЛ имеются демодулятор ДМ
двукратной фазоразностной модуляции и устройство контроля КВ, вы-
дающее сигналы отключения ЭПК через блок УМ и перехода на АЛСН
при неисправности устройств системы АЛС-ЕН или при отсутствии
сигналов АЛС-ЕН в течение 3 с. Существование перехода на АЛСН
обеспечивает возможность поэтапного внедрения аппаратуры
АЛС-ЕН и снятия с эксплуатации устройств АЛСН. При наличии сиг-
налов в каналах АЛС-ЕН и АЛСН гарантируется приоритетное вклю-
чение системы АЛС-ЕН.
Отключение питания ЭПК без перехода на АЛСН осуществляется
при проезде поездом запрещающего сигнала и скатывании локомоти-
ва. Экстренное торможение поезда выполняется при неподгверждении
машинистом бдительности или в случае превышения допустимой ско-
рости движения поезда.
В блоке БЭЛ предусмотрена выдача необходимой информации в
устройства САУТ, обеспечивающие автоматическое снижение скорос-
ти движения поезда при его следовании на запрещающий сигнал в ре-
жиме служебного торможения.
176
Входной полосовой фильтр, усилитель-ограничитель и усилитель
мощности сигналов управления ЭПК расположены в функциональном
секторе БВМ блока БЭЛ. Усилитель-ограничитель формирует из при-
нятых сигналов прямоугольные импульсы определенного уровня. По-
лосовой фильтр, являющийся фильтром Бауэра пятого порядка, имеет
семь параллельных контуров. Полоса пропускания фильтра на уровне
3 дБ не менее 12 Гц. Затухание в полосе частот 50—152 Гц не менее
50 дБ, а в полосе частот 198 —500 Гц не менее 40 дБ, в полосе пропуска-
ния не более 10 дБ, неравномерность затухания в полосе пропускания
не более 3 дБ.
В блоки декодеров ДК1, ДК2 и логической обработки информации
ЛО1, ЛО2 вводятся сигналы от переключателя направления ПН, руко-
ятки бдительности РБ, кнопки выключения красного огня ВК, а также
информация о категории поезда КП (специальным пломбируемым
переключателем). Диаметр бандажа колес локомотива вводится в из-
меритель скорости ИС1, ИС2 с помощью блока коммутации БК, при-
чем эту операцию выполняют в депо при установке аппаратуры на ло-
комотив. Датчик пути и скорости ДПС подключается к обоим ком-
плектам ИС1, ИС2 через оптронные развязывающие элементы,
исключающие влияние помех.
В ячейке контроля КВ сравниваются контрольные сигналы, посту-
пающие от блоков ДК, ИС и ЛО обоих комплектов. Для этого в каж-
дом блоке установлена специальная схема атитаратного контроля, вы-
рабатывающая определенную контрольную последовательность —
Рис. 5.24. Структурная схема блока БЭЛ локомотивной аппаратуры системы АЛС-ЕН
177
контрольный сигнал (КС). Сигналы КС каждого комплекта поступают
в свою схему сжатия СС контрольных сигналов, которая формирует
общий контрольный сигнал, характеризующий работоспособность
всех устройств комплекта. Этот сигнал поступает в ячейку КВ для срав-
нения с аналогичным сигналом, поступившим от СС второго комплек-
та. В ячейке КВ контролируется соответствие направления движения
локомотива установленному положению рукоятки реверса. При ней-
тральном положении рукоятки реверса экстренное торможение вклю-
чается при скатывании локомотива в любом положении, а в остальных
случаях — при движении локомотива в направлении, противополож-
ном установленному рукояткой реверса.
В качестве датчика скорости движения локомотива в системе
АЛС-ЕН можно использовать датчик любого типа, устанавливаемый
на буксе колеса, а также датчик ДПС-Е, размещаемый на кожухе редук-
тора локомотива. В измерителе скорости предусмотрена корректиров-
ка измеренной скорости в зависимости от числа зубьев на шестерне ре-
дуктора или от заданного числа импульсов датчика на буксе локомоти-
ва, а также в зависимости от диаметра колеса локомотива. Датчик
ДПС-Е вырабатывает две последовательности импульсов, сдвину-
тых по фазе между собой в зависимости от направления движения ло-
комотива, что используется для предотвращения скатывания. Факти-
ческая скорость движения поезда формируется в измерителе скорости
ИС блока БЭЛ по сигналам от датчика скорости с погрешностью не
ниже 1 км/ч.
Основная функция системы АЛС-ЕН — ступенчатый контроль ско-
рости движения поезда и контроль бдительности машиниста. Для
этого локомотивные устройства по полученной от путевых устройств
информации определяют контролируемую и допустимую скорости и
сравнивают их с фактической в ячейке логической обработки инфор-
мации ЛО. Контролируемая скорость, т. е. скорость проследования
впереди стоящего светофора, формируется по информации, получен-
ной от декодера (из канала связи) с учетом категории поезда. По этой
же информации формируется число свободных блок-участков, сигна-
лы "красный", "желтый с красным", "белый" и "белый мигающий" (при-
гласительный), тип блок-участка (нормальный или укороченной
длины) и маршрут следования (прямой или с отклонением), которые
передаются в блок индикации БИЛ.
Допустимая скорость движения, превышение которой вызывает
экстренное торможение поезда, формируется в ячейке логической об-
работки в результате сравнения контролируемой скорости с предыду-
щей скоростью. При повышении контролируемой скорости допусти-
мая скорость принимается на градацию больше, т. е. на 10—20 км/ч
больше, чем новая контролируемая скорость. При понижении кон-
тролгфуемой скорости допустимая скорость принимается равной
предыдущей контролируемой скорости. Во всех случаях допустимая
178
скорость не превышает максимально допустимую для данной катего-
рии поездов.
Существует три категории поездов (грузовые, пассажирские и вы-
сокоскоростные), для которых устанавливаются максимальные ско-
рости движения соответственно 90, 160 и 200 км/ч. Максимальная ско-
рость движения принимается системой АЛС-ЕН как максимально до-
пустимая для данного поезда, а максимальная контролируемая
скорость выбирается из ряда скоростей на одну градацию ниже.
Фактическая скорость поезда сравнивается с допустимой и контро-
лируемой скоростями в ячейке логической обработки информации.
Если фактическая скорость превышает допустимую, то формируется
сигнал на включение экстренного торможения, а если фактическая ско-
рость превышает контролируемую, то выполняется периодический
контроль бдительности машиниста с предварительной световой инди-
кацией. Бдительность машиниста контролируется включением (на
блоке БИЛ) оптического сигнала и через 6 с после него акустического
(свисток ЭПК), на которые машинист должен отреагировать нажатием
и отпусканием рукоятки бдительности. Бдительность машиниста кон-
тролируется однократно при смене сигнального показания на более за-
прещающее и периодически: с периодом 40 с при движении поезда со
скоростью, превышающей контролируемую скорость; с периодом 90 с
при движении поезда по участку, не оборудованному путевыми устрой-
ствами системы АЛС-ЕН.
При включении питания локомотивных устройств системы
АЛС-ЕН на декодируемом участке На локомотивном индикаторе
включается красный огонь. Машинист может выключить его нажатием
кнопки ВК при подтверждении своей бдительности рукояткой бдитель-
ности РБ. Включенное состояние локомотивной аппаратуры в этом
случае индицируется белым огнем на локомотивном индикаторе.
Защита аппаратуры от подпиток сигналами соседних путей осу-
ществляется в декодере выделением разрешенных комбинаций второго
фазового подканала. Защита аппаратуры от приема ложной для данно-
го поезда информации с разрешенной синхрогруппой с соседнего пути
или из-под колес впереди идущего поезда предусматривается фикса-
цией кодовой комбинации как единственно разрешенной второго фа-
зового подканала, из которой получен сигнал "желтый с красным" или
"белый мигающий", и дальнейшим приемом информации только в виде
этих комбинаций.
Кодовые комбинации, передаваемые с пути на локомотив, для каж-
дого возможного поездного состояния выбираются отдельно для каж-
дого блок-участка при проектировании оборудования с учетом посто-
янных ограничений скорости. Информация о числе свободных блок-
участков определяется имеющейся системой автоблокировки. Для
полного использования возможностей системы АЛС-ЕН необходимо
увеличить значность автоблокировки до пяти-шести блок-участков.
179
В соответствии с эксплуатационно-техническими требованиями
конкретных дорог в аппаратуре системы АЛС-ЕН предусмотрена воз-
можность изменения сигнализации контролируемой и допустимой ско-
ростей заменой одного элемента — постоянного запоминающего уст-
ройства в декодере блока БЭЛ.
Инерционность системы АЛС-ЕН, т. е. время между моментом из-
менения сигнала в рельсовой линии и моментом изменения показания
индикатора, а также время формирования сигнала "красный" иди
"белый" при прекращении приема сигналов АЛС-ЕН не превышает 3 с.
Устройства системы АЛС-ЕН можно использовать совместно с ап-
паратурой системы автоматического управления тормозами (САУТ),
для чего предусмотрены специальные выходы.
Локомотивные устройства системы АЛС-ЕН питаются от аккуму-
ляторной батареи локомотива с напряжением 50, 75 или НО В с по-
мощью встроенного в блок БЭЛ преобразователя напряжения.
Устройства системы АЛС-ЕН выполнены на микросхемах средней
степени интеграции серий КМ 155, 533, а в качестве постоянно запоми-
нающих устройств использованы микросхемы серии 556, благодаря
чему устройства системы имеют небольшие размеры и потребляемую
мощность, высокую надежность.
Глава 6
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ОГРАЖДАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА
6.1. Ввды ограждающих устройств и требования к ним
Пересечения железных дорог другими дорогами, трамвайными пу-
тями, автомобильными дорогами и городскими улицами называются
железнодорожными переездами. Для обеспечения безопасности движе-
ния поездов и транспортных средств переезды оборудуют различными
видами устройств, информирующих водителей транспортных средств
о наличии или отсутствии поездов на участках перед переездом.
Автоматическая светофорная сигнализация. При оборудовании
переезда автоматической светофорной сигнализацией на обочине до-
роги с правой стороны по движению транспортных средств устанавли-
вают переездные светофоры (рис. 6.1).
На переездном светофоре установлены две сигнальные головки с
мигающими красными сигнальными лампами.
Красные огни светофоров направлены в сторону автомобильной
дороги; они нормально не горят, указывая на возможное отсутствие на
подходах к переезду поездов и не запрещают автогужевому транспорту
двж'атъся через переезд, соблюдая правила дорожного движения. В мо-
мент приближения поезда к переезду огни переездных светофоров на-
чинают гореть попеременно красным мигающим светом, что для води-
телей транспортных средств означает сигнал "Стой! Движение через
переезд запрещено". Одновременно с горением мигающих красных
огней светофоров звонят электрические звонки, установленные на мач-
тах переездных светофоров. После проследования поезда через переезд
огни светофоров гаснут, а звонки выключаются.
Движение транспортных средств по переезду возможно при отсут-
ствии мигающих красных сигналов на светофоре, однако от водителей
транспортных средств требуется особая бдительность. Они должны до
въезда на переезд визуально убедиться в отсутствии приближающихся
к переезду поездов. В связи с этим требуется хорошая видимость желез-
нодорожных путей в обе стороны от переезда. Видимость считается
удовлетворительной, если с транспортного средства, находящегося на
расстоянии 50 м и менее от железнодорожного пути, приближающийся
с любой стороны поезд виден не менее чем за 400 м, а машинисту пере-
езд виден на расстоянии не менее 1000 м.
181
In
Участок
приближения
Пп
*-----------г-
Железная дорога
приближения Уеохраня
свободен емый
_____ переезд
Рис. б. 1. Схема переезда с автоматической светофорной сигнализацией
Устройства автоматической светофорной сигнализации предназна-
чены для обеспечения безопасности движения через переезд поездов и
транспортных средств, поэтому к устройствам электроснабжения, ап-
паратуре, светофорам, шлагбаумам, схемам включения и системы в
целом предъявляются повышенные требования, гарантирующие их на-
дежную работу. Например, на переездном светофоре установлены две
сигнальные головки, сигнализирующие красным попеременно мигаю-
щим огнем. Такое решение принято для сохранения "живучести" сигна-
лизации, т. е. при повреждении (перегорание) лампы на одной из голо-
вок другая сигнальная мигающая головка будет ограждать переезд.
Кроме названных устройств, на переездных светофорах устанавлива-
ются акустические датчики (звонки, ревуны), включаемые при занятии
поездом участка приближения для привлечения внимания пешеходов и
водителей транспортных средств к наличию поезда на подходах к пере-
езду.
Схемь! включения устройств автоматической светофорной сигна-
лизации составляют так, чтобы максимально выполнялось требование
по переключению сигнализации в ограждающее положение при раз-
личных повреждениях. Например, при повреждениях электрических
рельсовых цепей, цепей извещения и др. на переездных светофорах
должны включаться красные огни.
Система автоматической светофорной сигнализации работает в де-
журном самоконтролируемом режиме и всегда готова к включению в
рабочий режим при занятии поездом участка приближения перед пере-
ездом, состоящего из одной или нескольких электрических рельсовых
цепей. Число этих рельсовых цепей определяется расчетом в зависимос-
ти от максимальной скорости движения поездов на участке, длины
переезда, длины и скорости движения транспортных средств, движу-
щихся через переезд.
Автоматическая светофорная сигнализация с двумя сигнальными
головками, имеющая два состояния (красные сигнальные огни горят
182
или не горят), не позволяет информировать водителей транспортных
средств о неисправном (выключенное) состоянии сигнализации. На
переездном светофоре красные огни могут быть выключены из-за от-
сутствия поездов на участках приближения к переезду или неисправ-
ности сигнализации. Поэтому на более ответственных неохраняемых
переездах с большими размерами движения поездов и автотранспорт-
ных средств для усиления безопасности их следования применяется
автоматическая светофорная сигнализация с дополнительной третьей
сигнальной головкой с бело-лунным мигающим огнем. При этом све-
тофорами с дополнительным бело-лунным огнем на переездах с авто-
матической светофорной сигнализацией (рис. 6.2) подаются следующие
сигналы: два красных мигающих огня или один красный огонь, неми-
гающий, запрещают водителям транспортных средств выезжать на
переезд; бело-лунный мигающий огонь (красные огни выключены) —
переезд неохраняемый, устройства переездной сигнализации включены
в действие и находятся в исправном состоянии. Водитель транспортно-
го средства перед проследованием переезда должен убедиться в отсут-
ствии на подходах к нему поездов (дрезин); красные и бело-лунный
огни выключены — переездная сигнализация отключена или неисправ-
на; водитель транспортного средства должен до проследования через
переезд убедиться в отсутствии поездов (дрезин) на подходах к нему и в
возможности безопасного проезда.
К автоматической светофорной сигнализации с бело-лунным мига-
ющим огнем предъявляются повышенные требования по надежности
ее работы.
1. Включение красных огней и выключение бело-лунного огня обя-
зательно должно предусматриваться на двухпутных и многопутных
Участок
приближения
свободен
Рис. 6.2. Переездный светофор с бело-лун-
ным мигающим огнем
Неохраняемый
183
участках при движении поездов по правильному и неправильному
путям (в установленном и неустановленном направлениях).
2. При оборудовании переездов бело-лунным мигающим огнем ин-
формация о состоянии сигнализации обязательно должна передаваться
на пульт ближайшей к переезду станции, а при диспетчерской центра-
лизации — на пульт управления диспетчера. При этом может переда-
ваться информация как о предаварийном состоянии (горит белая
лампа на пульте), так и об аварийном состоянии, при котором на пуль-
те включаются мигающие красная и желтая лампы. Дежурный по стан-
ции и поездной диспетчер, получив извещение о повреждении на пере-
езде, должны сделать запись в журнале ДУ-46 о неисправности автома-
тики на переезде, а при аварийном состоянии передать сообщение
машинисту поезда, следующего в направлении переезда, о неисправ-
ности автоматики на нем и о необходимости проследования его со ско-
ростью не более 25 км/ч. О повреждении устройств автоматики ДСП
необходимо немедленно сообщить электромеханику СЦБ и дежурному
по соседней станции и до его устранения выдавать предупреждения на
все поезда установленным порядком.
3. Для исключения неправильной работы и несвоевременного вы-
ключения сигнализации при наложении на рельсовые цепи искусствен-
ных шунтов предусмотрено последовательное с временной защитой
срабатывание реле схемы счета, контролирующей занятие поездом
участка приближения, вступление на переезд и проследование его.
Схема счета работает лишь при движении поезда по правильному пути
или в установленном направлении.
На охраняемых переездах устройства автоматической светофорной
сигнализации дополняются автошлагбаумами (рис. 6.3), включение ко-
торых обеспечивается аналогично с автоматической светофорной сиг-
нализацией. Автошлагбаумы являются дополнительными, дублирую-
щими сигнализацию средствами ограждения переезда. Их применение
усиливает "живучесть" ограждения переезда от въезда на него транс-
портных средств, так как даже при выходе из действия переездного све-
тофора (выключении обеих сигнальных головок) переезд может быть
огражден брусьями автошлагбаумов.
При оборудовании переезда автоматической светофорной сигнали-
зацией с автошлагбаумами переездные светофоры совмещаются с авто-
шлагбаумами, а со стороны подходов железной дороги устанавлива-
ются заградительные светофоры (рис. 6.4).
Если на участках приближения к переезду поездов нет, брус шлаг-
баума находится в вертикальном положении и не препятствует движе-
нию транспорт пых ср еде 1 в через переезд. Брус шлагбаума в опущен-
ном (заграждающем) положении удерживается на высоте 1—1,25 м от
поверхности дороги и перекрывает часть дороги, оставляя другую по-
ловину открытой для движения и не препятствуя освобождению пере-
езда транспортными средствами встречного направления. Неперекры-
184
Рнс. 6.3. Автоматический шлагбаум:
I — бетонный фундамент; 2 — механизм управления автошлагбаумом; 3 — брус; 4 — светофор пере-
ездной сигнализации; 5 — коромысло ведущего вала; б — противовес
тая шлагбаумом проезжая часть дороги должна быть шириной не
менее 3 м.
Для исключения движения через переезд в объезд заградительных
брусьев шлагбаумов на проезжую часть дороги наносят осевую линию,
запрещающую выезд на левую сторону дороги. Осевую линию наносят
белой краской протяженностью не менее 20 м перед шлагбаумом.
Заградительный брус для лучшей видимости окрашен красными и
белыми полосами и снабжен тремя электрическими фонарями с крас-
ными огнями, направленными в сторону автомобильной дороги. Фо-
нари размещены у конца, в середине и у основания бруса. Концевой
фонарь двусторонний. Белый его огонь направлен в сторону железно-
Рис. 6.4. Схема установки автоматических шлагбаумов
185
2дб
Выключение
звонка
Приближение
нечетное
Поддержание
Мн
Включение
заграждения
Мч
Приближение
четное
Рис. 6.5. Щиток переездной сигнализации
дорожного пути для предотвращения в ночное время наезда транс-
портных средств, выезжающих с переезда, на заградительный брус.
Этот фонарь при горизонтальном положении бруса горит немигаю-
щим огнем. Остальные два огня горят мигающими огнями. Вместо сиг-
нальных фонарей на брусьях можно устанавливать световые отражате-
ли красного цвета.
Брус шлагбаума при приближении к переезду поезда опускается не
с началом работы сигнализации, а по истечении времени (10—12 с), до-
статочного для проезда за шлагбаум экипажа, если в момент включе-
ния сигнализации транспорт находится близко к шлагбауму и водитель
не может увидеть красные огни светофора. При горизонтальном поло-
жении заградительного бруса продолжают гореть огни на переездном
светофоре и брусе, а электрический звонок выключается. После про-
следования поездом переезда брус шлагбаума автоматически поднима-
ется в вертикальное положение, огни на брусе и светофоре гаснут, воз-
можно движение транспортных средств через переезд при соблюдении
правил дорожного движения.
Автоматические шлагбаумы в дополнение к устройствам, обеспе-
чивающим их автоматическую работу при движении поезда, оборуду-
ются приборами ручного управления. Кнопки размещаются на щитке
управления, место установки которого выбирают так, чтобы дежур-
186
ный по переезду, находясь у щитка, мог хорошо просматривать пути
подхода поездов и транспортных средств.
На щитке управления шлагбаумом (рис. 6.5) устанавливаются:
кнопка закрытия шлагбаума (непломбируемая двухпозиционная, с
фиксацией положения); кнопка открытия шлагбаума (пломбируемая,
без фиксации положения); кнопка включения заградительной сигнали-
зации (двухпозиционная, пломбируемая, с фиксацией положения);
лампы, контролирующие состояние (занят, свободен) участков при-
ближения с указанием направления движения поезда; лампы, контро-
лирующие исправность сигнальных ламп и электрических цепей загра-
дительных светофоров.
Нажатием кнопки Закрытие дежурный по переезду при необходи-
мости может включить переездную сигнализацию, которая в этом слу-
чае работает так же, как и при подходе поезда к переезду. После нажа-
тия кнопки загораются огни на переездных светофорах и включается
электрический звонок. Через 10—12 с начинают опускаться загради-
тельные брусья. Когда они примут горизонтальное положение, вклю-
чаются звонки. После возвращения (вытягивания) кнопки Закрытие в
нормальное положение брусья шлагбаума переводятся в вертикальное
положение, и красные огни на светофорах и брусьях гаснут.
В случае повреждения системы автоматического управления (на-
пример, рельсовой цепи) шлагбаумы остаются в заграждающем поло-
жении. В этом случае при отсутствии поездов на подходе дежурный по
переезду может пропустить автомобильный транспорт через переезд.
Для этого он должен нажать кнопку Открытие. Брусья переводятся в
вертикальное положение, после чего гаснут красные огни на светофо-
рах и брусьях. Кнопку Открытие шлагбаума необходимо удерживать
нажатой до тех пор, пока транспорт не проследует шлагбаум. С отпус-
канием кнопки Открытие шлагбаумы закрываются, и брусья перево-
дятся в горизонтальное положение.
Автоматические шлагбаумы выпускаются с заградительным бру-
сом длиной 6 м, вследствие чего они перекрывают, как правило, поло-
вину дороги. Перекрытие половины дороги дает возможность транс-
портным средствам беспрепятственно выезжать с переезда, если за
время нахождения его на переезде приближающийся поезд вступил на
участок приближения, включилась автоматическая сигнализация и на-
чали опускаться брусья шлагбаумов.
Переездные светофоры и автоматические полушлагбаумы должны
устанавливаться перед переездом на обочине дороги с правой стороны
(по движению автомобильного транспорта) на расстоянии не менее 6 м
от ближайшего рельса.
Оповестительная сигнализация с электрошлагбаумами (механизи-
рованные шлагбаумы). На охраняемых переездах, расположенных, как
правило, на пересечении станционных приемо-отправочных путей с
автодорогами и в других случаях, когда невозможно применить авто-
187
магические или полуавтоматические шлагбаумы, применяют оповес-
тительную сигнализацию и электрические или механизированные
шлагбаумы. При этом в устройствах оповестительной сигнализации
средством оповещения дежурного по переезду о движении поездов яв-
ляются акустические датчики, установленные снаружи и внутри поме-
щения дежурного по переезду, включаемые автоматически при движе-
нии со стороны перегона и при занятии поездом участка приближения,
а со стороны станции — после открытия сигнала и замыкания маршру-
та или в результате нажатия на пульте управления ЭЦ кнопки Закры-
тие дежурным по станции.
Порядок пользования кнопкой Закрытие установлен Инструкцией
по движению поездов и маневровой работе на железных дорогах Рос-
сийской Федерации. Для каждого переезда составляют инструкцию о
порядке пользования устройствами.
На переездах, оборудованных оповестительной сигнализацией, в
качестве средств ограждения используются переездные светофоры и
электрические или механические шлагбаумы, управляемые дежурным
по переезду. После получения сигнала о подходе поезда дежурный по
переезду нажатием кнопки и включением красных огней на светофорах
останавливает движение автомобильного транспорта. Одновременно с
этим шлагбаумы закрываются с задержкой 10—12 с. При оповести-
тельной сигнализации снаружи помещения дежурного по переезду ус-
танавливают щиток сигнализации, на котором имеются: лампы опове-
щения о приближении поезда (четного или нечетного); лампы, контро-
лирующие исправность ламп и электрических цепей заградительных
светофоров; электрический звонок, оповещающий о приближении по-
ездов; кнопка включения заградительной сигнализации — двухпозици-
онная с фиксацией положения, нормально опломбированная. Внутри
помещения дежурного по переезду устанавливают дополнительный
электрический звонок, оповещающий о приближении поезда.
Кнопкой Выключение звонка дежурный по переезду пользуется для
выключения звонка при повреждении устройств оповещения, когда
звонки непрерывно звонят при отсутствии поездов на подходах к пере-
езду.
Электрические шлагбаумы аналогичны автоматическим шлагбау-
мам, но в отличие от них управляются дежурным по переезду нажатием
кнопки Закрытие. Нормальное положение таких шлагбаумов закры-
тое. В некоторых случаях на переездах с особо интенсивным движени-
ем автомобильного транспорта начальник отделения может устано-
вить нормальное открытое положение неавтоматических шлагбаумов.
Светофорная сигнализация на подъездных путях. Для оборудова-
ния переездов, расположенных на подъездных и других путях с манев-
ровым характером передвижений, применяется светофорная сигнали-
зация, взаимоувязанная с маневровыми сигналами, установленными с
обеих сторон переезда. При этом маневровый светофор нормально сиг-
188
нализирует красным огнем. На переездном светофоре нормально
включены красные огни, транспортные средства могут следовать через
переезд с соблюдением правил движения.
Маневровый светофор на разрешающее показание (лунно-белый
огонь) переключает руководитель маневровых передвижений нажати-
ем кнопки на щитке управления, расположенном на мачте маневрового
светофора. После нажатия кнопки переездная сигнализация включает-
ся, а на маневровом светофоре выключается красный огонь и включа-
ется лунно-белый. После проследования маневрового состава через
переезд сигнализацию выключает руководитель маневровых передви-
жений.
Кроме изложенного, такая сигнализация может включаться авто-
матически при занятии маневровым составом электрических рельсо-
вых цепей и выключаться после их освобождения. Переездные светофо-
ры в этих случаях на подъездных путях можно оборудовать дополни-
тельной светофорной головкой с бело-лунным мигающим огнем.
Заградительная сигнализация. Охраняемые переезды с автомати-
ческими (полуавтоматическими) и электрическими шлагбаумами обо-
рудуют заградительной сигнализацией. Заградительная сигнализация
предназначена для ограждения переезда со стороны железнодорожных
путей при вынужденной остановке автомобильного транспорта или за-
громождении переезда грузом. В качестве заградительных сигналов
можно использовать специально устанавливаемые заградительные све-
тофоры, а также светофоры автоматической и полуавтоматической
блокировки и станционные светофоры, если они удалены от переезда
не более чем на 800 мне места их установки виден переезд. Специаль-
ные заградительные светофоры, как правило мачтовые, имеют отлич-
ную от обычных светофоров форму и окраску, а также нормально не-
горящие сигнальные (красные) огни.
Заградительные светофоры устанавливают с правой стороны по
движению поезда на расстоянии не менее 15 м и не более 800 м от
переезда.
Место установки светофора выбирают так, чтобы обеспечивалась
видимость огня светофора на расстоянии не менее тормозного пути, не-
обходимого в данном случае при экстренном торможении и макси-
мально реализуемой скорости.
Когда на переездах, расположенных на перегонах, не оборудован-
ных автоблокировкой, не обеспечивается видимость огней загради-
тельных светофоров на указанном расстоянии, то перед ними устанав-
ливают предупредительные светофоры такого же типа. Сигнальные
огни предупредительных светофоров, так же как и основных загради-
тельных, нормально погашены. При включении на светофоре загради-
тельного сигнала на предупредительном светофоре зажигается желтый
огонь.
189
Красные опш заградительных светофоров включает дежурный по
переезду нажатием установленной на щитке кнопки Включение заграж-
дения и выключает при возвращении (вытягивании) кнопки в нормаль-
ное положение. После включения заградительных сигналов на щитке
управления загораются контрольные лампы, сигнализирующие об ис-
правной работе заградительных светофоров. Если контрольная лампа
при включении заградительного сигнала не загорается, значит, свето-
фор неисправен, и дежурный по переезду должен принять дополнитель-
ные меры для ограждения переезда со стороны неисправного светофо-
ра.
На участках, оборудованных автоблокировкой, при включении за-
градительной сигнализации перекрываются на запрещающие показа-
ния ближайшие к переезду сигналы автоблокировки и прекращается
подача кодовых сигналов АЛС в рельсовые цепи перед переездом.
Показания локомотивного сигнала при включении заградительной
сигнализации зависят от места нахождения поезда. Если поезд в мо-
мент включения сигнализации находится на участке между проход-
ным светофором и переездом, то на локомотивном сигнале вместо жел-
того или зеленого огня появляется белый, а вместо красного огня с
желтым — красный. Если поезд находится на участке перед проход-
ным светофором, то на локомотивном сигнале горит красный огонь с
желтым. Смена сигнальных показаний на локомотивном светофоре об-
ращает внимание машиниста на необходимость вести поезд с особой
осторожностью и готовностью остановиться.
Требования ко всем видам ограждающих устройств. Автоматичес-
кая светофорная сигнализация, в том числе с автоматическими шлагба-
умами, должна подавать сигнал остановки в сторону автомобильной
дороги за время, необходимое для заблаговременного освобождения
переезда транспортными средствами (не менее чем за 30 с) до подхода
поезда к переезду. Автоматическая светофорная сигнализация должна
продолжать работу, а автошлагбаумы должны находиться в закрытом
положении до полного освобождения переезда поездом.
Для выключения переездной сигнализации на переездах, располо-
женных в границах станции, должны, как правило, использоваться су-
ществующие рельсовые цепи стрелочных изолированных участков и
путей. Чтобы избежать замыкания рельсовых цепей при проходе через
переезд тракторов, катков и других дорожных подвижных единиц, верх
настила устраивают выше уровня головок рельсов на 30—40 мм. На-
стил переезда должен иметь ровную поверхность без впадин и воз-
вышений, которые могут оказывать тормозящее воздействие на авто-
мобильный транспорт, снижая скорость его движения и тем самым
пропускную способность автомобильной дороги.
По железнодорожным переездам движутся два разнородных вида
транспортных средств, различающиеся по скоростям движения, массе
и эффективности тормозных устройств. Тормозной путь железнодо-
190
рожного поезда более чем в 10 раз превышает тормозной путь транс-
портных средств, движущихся по автомобильной дороге.
На железнодорожных переездах поезда имеют преимущественное
право беспрепятственного движения через переезд.
Светофорная сигнализация на переездах должна отличаться от сиг-
нализации на городских улицах и автомобильных дорогах для того,
чтобы водитель не мог принять железнодорожный переезд за обычный
перекресток или пересечение автомобильных дорог. Поэтому на желез-
нодорожных переездах применяется особая автоматическая светофор-
ная сигнализация с двумя мигающими красными огнями.
В нормальном положении огни переездного светофора выключе-
ны, они включаются в случае приближения поезда к переезду. Мигаю-
щие красные огни переездного светофора запрещают водителям въезд
на переезд и являются сигналами особой опасности.
6.2. Основы управления переездной сигнализацией
В зависимости от места расположения переезда (перегон, стрелоч-
ная горловина станции, станционные приемо-отправочные пути) и воз-
можностей подачи извещения на переезд имеют место автоматический
и полуавтоматический способы управления сигнализацией, а также
предусматривается управление дежурным по переезду.
Автоматический способ применяется в основном на переездах, рас-
положенных на перегонах. В этом случае сигнализация включается и
выключается автоматически в результате занятия поездом участка при-
ближения, расположенного перед переездом.
На однопутных участках железных дорог (рис. 6.6, а) участки при-
ближения к переезду располагаются с обеих сторон переезда. Это по-
зволяет включать сигнализацию в случае приближения поезда к переез-
ду в установленном и неустановленном направлениях. Такой способ
включения сигнализации называется двусторонним.
Рис. 6.6. Схема переезда на однопутном (а) н двухпутном (6) участках железной дороги:
1 — участок приближения; 2 — автомобильная дорога
191
На переездах, расположенных на двухпутных и многопутных
участках железных дорог (кроме переездов с бело-лунным мигающим
огнем), участки приближения, как правило, расположены только перед
переездом в направлении движения по правильному пути. Такой спо-
соб включения автоматической светофорной сигнализации называется
односторонним. В этом случае переездная сигнализация может автома-
тически включаться и выключаться лишь при движении поездов по
правильному пути. Поэтому при отправлении поезда по неправильно-
му пути на двухпутных и многопутных участках железных дорог де-
журные по станции (диспетчеры) должны принимать меры по оповеще-
нию дежурных по переезду и выдаче предупреждений машинистам по-
ездов.
На двухпутных участках (рис. 6.6, б) при оборудовании переездов
лунно-белым огнем обязательно предусматривается включение сигна-
лизации в случае движения поездов и по неправильному пути, т. е. пере-
езды имеют автоматический двусторонний способ включения сигнали-
зации.
Полуавтоматический способ управления сигнализацией применя-
ют на охраняемых переездах, расположенных в стрелочных горлови-
нах станций и на участках удаления от них. На таких переездах извеще-
ние о занятии поездом участка приближения перед поездом со стороны
перегона и включение сигнализации осуществляются автоматически.
Со стороны станции при наличии полной маршрутизации передви-
жений подача извещения на переезд и включение красных огнен на све-
тофорах и шлагбаумах осуществляются одновременно с открытием
сигнала и замыканием маршрута, а в случаях движения при закрытых
сигналах — нажатием дежурным по станции кнопки Закрытие на пуль-
те управления.
В этом случае сигнализацию (перевод шлагбаумов в открытое со-
стояние и выключение после этого красных огней на переездных свето-
форах) выключает дежурный по переезду нажатием кнопок Открытие
и Поддержание бруса шлагбаума на щитке управления шлагбаумами.
Кроме автоматического и полуавтоматического управления сигна-
лизацией и шлагбаумами, на всех охраняемых переездах предусматри-
вается управление дежурного по переезду. Для этого на щитках уп-
равления автоматических, полуавтоматических и электрических
шлагбаумов имеются соответствующие кнопки, пользуясь которыми,
дежурный по переезду имеет возможность (даже при отсутствии поез-
дов на подходах) включать переездную сигнализацию и переводить
шлагбаумы в закрытое состояние, а также выключать сигнализацию и
переводить шлагбаумы в открытое состояние.
192
6.3. Тоннельная и мостовая сигнализация
Устройства тоннельной и мостовой оповестительной сигнализации
предназначены для заблаговременного оповещения работников, нахо-
дящихся в тоннеле (на мосту), дежурных на вентиляционных установ-
ках и часовых на постах охраны о приближении и проследовании поез-
да, а также о направлении его движения.
Применение тоннельной и мостовой оповестительной сигнализа-
ции при эксплуатации мостов и тоннелей должно обеспечивать без-
опасность работников, находящихся в тоннеле или на мосту. Предус-
мотренный контрольный режим исправной работы устройств оповес-
тительной сигнализации, дающий работникам, находящимся в тоннеле
(на мосту), объективную информацию об исправности устройств опо-
вещения, кроме обеспечения безопасности работников, дает им психо-
логическую уверенность в том, что они защищены от внезапного появ-
ления поезда, а это позволяет повысить производительность их труда.
Основные положения работы оповестительной и заградительной
сигнализации. Оповестительная сигнализация в тоннеле, на постах
охраны и на вентиляционной установке предусматривается акусти-
ческая и оптическая, на мостах — акустическая оповестительная сиг-
нализация.
Нормально устройства оповестительной сигнализации в тоннеле
(на мосту) выключены. Перед началом работы в тоннеле (на мосту)
оповестительная сигнализация приводится в рабочее состояние нажа-
тием специальной кнопки на одном из постов охраны.
Устройства оповестительной сигнализации у часовых на постах ох-
раны и у дежурного по вентиляционной установке в тоннеле включены
постоянно.
Оповестительная сигнализация в тоннеле (на мосту) выключается
по окончании работ в тоннеле (на мосту) вытягиванием той же кнопки,
которой эта сигнализация была включена.
Автоматическая оповестительная сигнализация должна обеспечи-
вать подачу сигнала о приближении поезда, следующего с максималь-
ной скоростью, за 3 мин до вступления головы поезда в тоннель или на
мост.
Для остановки поездов перед мостом (тоннелем) в случаях опаснос-
ти для их движения или при угрозе опасности людям применяется за-
градительная сигнализация. Перед тоннелем или мостом с обеих сто-
рон для каждого пути на расстоянии не менее 50 м от портала устанав-
ливаются заградительные светофоры.
Предупредительные к заградительным светофоры устанавливают-
ся на участках без автоблокировки на расстоянии тормозного пути от
заградительных. На участках, оборудованных автоблокировкой, пре-
дупредительные светофоры к заградительным не устанавливаются, а
7 Зак 1462
193
ближайший к тоннелю или мосту проходной светофор при включении
заградительной сигнализации перекрывается на красный огонь.
Заградительная сигнализация включается нажатием одной из кно-
пок, устанавливаемых на постах охраны, на порталах тоннелей и внут-
ри тоннелей (мостов) в нишах для укрытия с одной стороны тоннеля
(моста). Заградительная сигнализация выключается нажатием специ-
альной пломбируемой кнопки, находящейся на одном из постов охра-
ны.
Для информации машиниста поезда о включении заградительной
сигнализации на участках автоблокировки должно обеспечиваться
прекращение подачи кодовых сигналов АЛС в рельсовые цепи, распо-
ложенные перед заградительными светофорами и за ними.
Для автоматического включения и выключения устройств оповес-
тительной сигнализации на участках приближения к тоннелю или мос-
там и пути внутри тоннеля (моста) применяют двухниточные нор-
мально замкнутые электрические рельсовые цепи на участках, обо-
рудованных автоблокировкой. Для этого используют рельсовые цепи
автоблокировки. Длины участков приближения определяются из усло-
вия обеспечения включения тоннельной (мостовой) оповестительной
сигнализации за 3 мин до появления головы поезда в тоннеле (на
мосту) при установленной максимальной скорости движения.
Работа схем управления тоннельной или мостовой сигнализации
организуется с использованием двух независимых участков приближе-
ния к тоннелю (мосту) и участка пути внутри тоннеля (моста).
Свободностъ тоннеля (моста) от подвижного состава контролиру-
ется применением одной или нескольких рельсовых цепей, которыми
оборудуются пути внутри тоннеля (моста).
Порядок и правила выполнения работ в тоннеле (на мосту) с тон-
нельной (мостовой) сигнализацией. Перед началом работы в тоннеле
(на мосту) старший по выполнению работ должен на щитке сигнализа-
ции любого из постов охраны нажатием специальной кнопки с фикса-
цией положения включить оповестительную сигнализацию в тоннеле
(на мосту) и убедиться в правильной ее работе по загоревшейся на
щитке лампе белого цвета и по горящей лампе на щитке, а также по
контрольным сигналам непосредственно в тоннеле (на мосту), и только
после этого он может дать разрешение бригаде приступить к работе.
Работая в тоннеле (на мосту), работники должны руководствовать-
ся акустическими и оптическими сигналами; при выключении этих сиг-
налов или наличии сигналов, не предусмотренных инструкцией, брига-
да должна считать сигнализацию неисправной.
Во всех случаях ненормального действия или неисправного состоя-
ния тоннельной (мостовой) оповестительной сигнализации порядок
нахождения в тоннеле (на мосту) и порядок выхода работников из тон-
неля (с моста) устанавливается приказом начальника дороги.
194
Получив заблаговременно (минимум за 3 мин) сигнал о приближе-
нии поезда и направлении его движения, все работники, находящиеся в
тоннеле (на мосту), обязаны принять меры к обеспечению безопасного
пропуска поезда через тоннель (мост), убрать инструмент и укрыть-
ся в специальных нишах и камерах (площадки, убежища), обяза-
тельно предусматриваемых при строительстве тоннеля (моста) через
каждые 40—50 м.
После освобождения поездом тоннеля (моста), убедившись в том,
что сигналы оповестительной сигнализации включены в контрольном
режиме, работники могут выйти из укрытий и продолжать работу.
По окончании работ в тоннеле (на мосту) и при его полном осво-
бождении от людей, работавших в нем, устройства оповестительной
сигнализации в тоннеле (на мосту) должны быть выключены. Ответст-
венность за включение и выключение сигнализации возлагается на ру-
ководителя работ в тоннеле (на мосту) и дежурных на посту охраны.
Часовые на постах охраны и дежурные вентиляционных установок
должны руководствоваться в своей работе звуковой (звонок) и свето-
вой (лампы сигнализации на щитках сигнализации, расположенных на
их постах) сигнализацией.
В случаях, угрожающих безопасности движения поездов через тон-
нель (мост) или безопасности работников, находящихся в тоннеле (на
мосту), работник (руководитель) обязан нажать одну из кнопок вклю-
чения заградительной сигнализации, находящихся на обоих постах ох-
раны, на обоих порталах тоннеля (моста) и в каждой нише тоннеля
(моста) на одной из его сторон.
После устранения препятствия для движения поезда устройства за-
градительной сигнализации включают нажатием специальной пломби-
руемой кнопки "Выключение заграждения" на щитке сигнализации
поста охраны. Порядок выключения заградительной сигнализации ус-
танавливается приказом начальника дороги.
В случаях близкого расположения тоннеля (моста) к станции, когда
станционные электрические цепи входят в участки оповещения, осу-
ществляется увязка работы станционных устройств с тоннельной (мос-
товой) сигаализацией. При этом для обеспечения оповещения не менее
чем за 3 мин возможна задержка открытия выходных (маневровых)
сигналов или перекрытие их на запрещающее показание при включе-
нии заградительной сигнализации.
Порядок работы дежурного по станции в таких случаях определя-
ется Инструкцией о порядке пользования устройствами СЦБ.
7
Глава 7
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЦЕНТРАЛИЗАЦИЯ СТРЕЛОК И СИГНАЛОВ
7.1. Управление технологическим процессом
движения поездов ня станциях
Электрической централизацией (ЭЦ) оборудуются раздельные
пункты железнодорожных линий, к которым относятся разъезды, об-
гонные пункты и станции. Разъезды — это раздельные пункты на одно-
путных линиях, имеющие путевое развитие для скрещения и обгона по-
ездов. Обгонными называются раздельные пункты на двухпутных лини-
ях, имеющие путевое развитие для обгона одних поездов другими и
допускающие в необходимых случаях перевод поезда с одного главно-
го пути на другой. Станциями называются раздельные пункты, имею-
щие путевое развитие, позволяющее выполнять операции по приему,
отправлению, скрещению и обгону поездов, операции по обслужива-
нию пассажиров, погрузке и выгрузке грузов и в необходимых случаях
маневровую работу по формированию и расформированию поездов,
подачу вагонов на подъездные пути, текущее техническое обслужива-
ние локомотивов и вагонов. По объему и характеру работы станции
делятся на промежуточные, участковые, сортировочные, пассажирские
и грузовые.
Для обеспечения безопасности движения поездов и строгого со-
блюдения правил охраны труда работников на каждой станции имеет-
ся техническо-распорядительный акт (ТРА), который устанавливает
порядок использования технических средств станции для выполнения
технологических операций. ТРА составляется в соответствии с ПТЭ и
инструкциями по сигнализации, движению поездов и маневровой ра-
боте.
Движением поездов на станции, а также маневровой работой (если
нет маневрового диспетчера) руководит один работник дежурный по
станции (ДСП), единолично распоряжающийся приемом, отправлени-
ем и пропуском поездов, а также другими передвижениями по главным
и приемо-отправочным путям станции. В своей деятельности ДСП вы-
полняет указания поездного диспетчера (ДНЦ) участка и действует в
соответствии с ТРА станции.
Технология работы каждой станции зависит от ее назначения,
объема транзитных и местных перевозок, расформирования и форми-
рования поездов, наличия ремонтных баз локомотивного и вагонного
196
хозяйств, наличия подъездных путей, объема грузовых операций и др.
В качестве примера рассмотрим технологию работы участковой стан-
ции полупродольного типа (рис. 7.1).
На этой станции останавливающиеся транзитные пассажирские по-
езда принимаются к платформам у пассажирского здания ПЗ на глав-
ные пути, а местные пассажирские поезда — на боковой приемо-отпра-
вочный путь. Скорые пассажирские поезда, не имеющие остановки,
пропускаются по главным путям.
Транзитные грузовые поезда нечетного направления принимают и
обрабатывают в парке ПО1, а четного направления в парке ПО2. При-
бывающий поезд встречают бригады пункта технического и коммер-
ческого обслуживания вагонов. После остановки поезда состав закреп-
ляют тормозными башмаками, а локомотив отцепляют от поезда и
затем маневровым порядком он следует в депо ЛХ. В результате осмот-
ра работники вагонной службы выявляют необходимость безотцепоч-
ного или отцепочного ремонта ходовой части вагонов. Одновременно
выбраковывают вагоны с коммерческими дефектами, угрожающими
сохранности грузов и безопасности движения (например, дефекты, воз-
никшие из-за некачественного закрепления груза), такие вагоны также
отцепляют. После выполнения безотцепочного ремонта старший ос-
мотрщик вагонов сообщает ДСП о готовности состава к отправлению.
После прицепки локомотива, изъятия тормозных башмаков и опробо-
вания автоматических тормозов ДСП отравляет поезд в требуемом
направлении.
Работа с местными поездами (участковыми и сборными) выполня-
ется в парке групповых поездов ГП. В этот парк принимаются участко-
вые поезда, имеющие вагоны под выгрузку и погрузку на данной стан-
ции, а также на промежуточных станциях прилегающих участков. Из
вагонов второй гругшы формируются сборные поезда с подборкой их в
отдельные группы по промежуточным станциям участка. Из вагонов,
погруженных на станции, формируют участковые поезда до соседней
участковой или сортировочной станции. Вагоны для формирования
участковых и сборных поездов накапливаются на путях сортировочно-
го парка С. Расформирование и формирование местных поездов вы-
Рис. 7.1. Схематический план участковой станции полупродольного типа
197
Рис. 7 2. Однониточный план горловины станции, оборудованной электрической центра-
лизацией
полняют с использованием вытяжных путей, устраиваемых с обоих
концов сортировочного парка.
Грузовую работу на рассматриваемой станции выполняют в грузо-
вом районе ГР. При необходимости вагоны взвешивают на вагонных
весах В. Тупиковые пути станции используют для пожарных и восста-
новительных поездов, отстоя неисправных вагонов, а также для ре-
монтных служб пути, сигнализации и связи и др.
Приведенная технология работы примерной участковой станции
показывает, что при ручном управлении стрелками на такой станции
потребуется значительный штат стрелочников для выполнения всего
объема работ. Время приготовления маршрутов велико, а главное, нет
уверенности в обеспечении безопасности движения поездов. Поэтому
целесообразность ввода электрической централизации очевидна. Обо-
рудование станции электрической централизацией увеличивает про-
пускную способность горловин станций, повышает безопасность дви-
жения поездов и сокращает штат работников эксплуатации, организу-
ющих движение поездов.
Электрическая централизация представляет собой систему управ-
ления движением поездов на железнодорожных станциях, в которой
предусматривается маршрутизация поездных и маневровых передви-
жений со светофорной сигнализацией.
При ЭЦ (рис. 7.2) главные и приемо-отправочные пути, а также
стрелочные и бесстрелочные участки пути (секции) оборудуют рельсо-
выми цепями, чем исключается перевод стрелок и открытие светофо-
ров при их занятом состоянии. На стрелках устанавливают стрелочные
электроприводы, что обеспечивает дистанционный перевод стрелок,
запирание и контроль положения стрелочных остряков. Светофоры в
198
соответствии с принятой маршрутизацией и Инструкцией по сигнали-
зации на железных дорогах Российской Федерации регулируют движе-
ние поездов. Такой способ управления (рис. 7.3) позволяет ДСП с одно-
го пульта руководить поездной и маневровой работой, контролируя
поездную ситуацию на табло. Действия ДСП на пульте управления
фиксируются аппаратурой наборной группы, условия безопасности
движения проверяются аппаратурой исполнительной группы, а для
перевода стрелок и открытия светофоров используется аппаратура уп-
равления и контроля напольных объектов. Все устройства имеют
электроснабжение от надежных источников электропитания.
Согласно ПТЭ устройства ЭЦ не должны допускать: открытия
входного светофора при маршруте, установленном на занятый путь;
перевода стрелки под подвижным составом; открытия светофоров, со-
ответствующих данному маршруту, если стрелки не поставлены в над-
лежащее положение, а светофоры враждебных маршрутов не закрыты;
перевода входящей в маршрут стрелки или открытия светофора враж-
дебного маршрута при открытом светофоре, ограждающим установ-
ленный маршрут.
Таким образом, основным понятием в системах ЭЦ является ма-
ршрут, его установка, замыкание и размыкание.
Маршрутом называется часть путевого развития станции, под-
готовленная для следования подвижного состава от начала этого путе-
вого развития до его конца. Началом маршрута является разрешающее
(открытое) показание соответствующего светофора (входного, выход-
ного, маршрутного или маневрового), а его концом -— элемент путево-
го развития станции или перегона в зависимости откатегории маршру-
та. Выделяют поездные и маневровые маршруты, причем среди поезд-
ных маршрутов различают маршруты приема, отправления и
передачи.
Рис. 7.3. Структурная схема электрической централизации
199
Процесс подготовки путевого развития станции для следования по-
езда или маневровой работы называют заданием или установ-
кой маршрута. Задать (установить) маршрут — это значит перевести
ходовые и охранные стрелки в требуемое положение и замкнуть их,
проверить условия безопасности движения по всем элементам маршру-
та, включить на соответствующем светофоре разрешающее показание.
При задании маршрута до открытия светофора, разрешающего
движение по задаваемому маршруту, в устройствах ЭЦ необходимо,
во-первых, исключить возможность перевода ходовых и охранных
стрелок, входящих в данный маршрут, Т. е. замкнуть стрелки, и, во-вто-
рых, ллючить возможность задания маршрутов, враждебных задава-
емому, т. е. необходимо выполнить замыкание маршрута. Далее с
проверкой фактического выполнения требований замыкания маршру-
та включить на светофоре разрешающее сигнальное показание. Такой
алгоритм функционирования систем ЭЦ гарантирует безопасность
движения поездов: вначале замыкаются стрелки и исключаются враж-
дебные маршруты, а затем открывается светофор. Процесс, обратный
замыканию маршрута, называется размыканием маршрута.
Различают предварительное и окончательное
замыкание маршрутов. В общем случае предварительное замыкание
наступает при открытии светофора, если на изолированном участке
перед светофором (на участке приближения) отсутствует подвижной
состав. При вступлении поезда на участок приближения наступает
окончательное замыкание. Вид замыкания определяет выдержку вре-
мени при отмене маршрута. В современных системах ЭЦ предвари-
тельно замкнутый маршрут (и, следовательно, его размыкание) отме-
няется, как правило, с выдержкой времени. Эта выдержка принята с
учетом максимально возможного времени потери шунта на участке
приближения. Отмена окончательно замкнутого поездного маршрута
выполняется с выдержкой времени 3 мин 15 с, а окончательно замкну-
того маневрового маршрута —с выдержкой времени 75 с. Эта выдерж-
ка учитывает необходимость остановки поезда, движущегося с макси-
мальной скоростью, на замкнутых стрелках.
При движении подвижного состава по трассе маршрута системы
ЭЦ обеспечивают автоматическое размыкание маршрута. Для защиты
от преждевременного размыкания при наложении и снятии шунта на
рельсовые цепи, а также при переключении фидеров питания фактичес-
кое движение поезда устанавливается проверкой последовательного
занятия и освобождения секций, входящих в маршрут. В цепях размы-
кания маршрута используются медленнодействующие на срабатыва-
ние повторители путевых реле, имеющие выдержку времени 6 с, что
примерно в 2 раза больше максимального времени потери шунта. В
системах ЭЦ нашли применение два вида автоматического размыка-
ния маршрутов при движении подвижного состава — маршрутное
и секционное. При маршрутном размыкании освобождение от
200
замыкания стрелок и враждебных маршрутов происходит при исполь-
зовании всего маршрута, т. е. при занятии и освобождении всех секций,
входящих в маршрут. Секционное размыкание предусматривает посте-
пенное по мере освобождения секций подвижным составом, снятие за-
мыкания стрелок и враждебных маршрутов.
Если после прохода поезда возникла неисправность рельсовой
цепи или потеря контроля положения стрелок, то для размыкания ма-
ршрута в этих случаях используется режим искусственной раз-
делки (искусственного размыкания), который выполняется с выдерж-
кой времени 3 мин 15 с после нажатия специальных кнопок.
7.2. Электрическая централизация с центральными зависимостями
и местным питанием
Характеристика системы. Электрическая централизация с местным
питанием (ЭЦМ) применяется на промежуточных станциях с числом
централизованных стрелок до 15. Эта система была разработана, когда
железнодорожные линии не обеспечивались надежным электроснабже-
нием, и получила широкое распространение. Вновь она не проектиру-
ется, что объясняется, во-первых, повышением надежности внешнего
электроснабжения, вследствие чего рассредоточивать аппаратуру и ис-
точники питания по горловинам станции экономически нецелесооб-
разно. Во-вторых, современные преобразователи постоянного тока в
переменный позволяют резервировать электропитание всех потребите-
лей от центральной батареи даже при ненадежных источниках электро-
снабжения.
Источником электроэнергии переменного тока в ЭЦМ служит, как
правило, высоковольтная линия автоблокировки (рис. 7.4), на которой
в каждой стрелочной горловине и у помещения ДСП устанавливаются
однофазные масляные трансформаторы ОМ-1,2 или ОМ-0,66, пони-
жающие напряжение с 10 или 6 кВ до 220 В.
У каждого входного светофора устанавливается аккумуляторная
батарея, работающая в буферном режиме с выпрямителем, для резерв-
ного питания ламп светофора. Она устанавливается в батарейном
шкафу (БШ) и имеет семь аккумуляторов АБН-72.
Реле электрической централизации, а в аварийном режиме и лампы
табло получают питание от батареи, состоящей из 12 аккумуляторов
АБН-72. Эту батарею устанавливают в БШ у помещения ДСП; она ра-
ботает в буферном режиме с двумя выпрямителями ВАК-13Б.
В каждой стрелочной горловине устанавливается аккумуляторная
батарея на напряжение 48 или 60 В (соответственно 24 или 30 аккумуля-
торов), которая служит для питания рабочих и контрольных цепей
стрелочных электроприводов и выходных светофоров. Эта батарея де-
лится на секции по шесть аккумуляторов, которые соединяются после-
201
Высоковольтная линия автоблокировки, напрягкенаем ЮкВ
Юкв
ггов
6Ш РШ Н
гп
in
ЗП
J РШ
Н/-НЗ
'Пост ЭЦ ।
Ч-НЗ кш
нг i-eo© \ г ©СШН *
... I .. V I '
HI1~»0^ХГ г
//зво© —ВТ
Рис. 7.4. Однониточный план промежуточной станции, оборудованной электрической
централизацией с местным питанием
довательно (рис. 7.5). Каждая секция батареи имеет напряжение 12 В и
заряжается отдельным выпрямителем типа ВАК-1 ЗБ. Рабочие стрелоч-
ных электроприводов подключаются к выводам ПБС и МБС и, следо-
вательно, через предохранители на 20 А к крайним выводам батареи.
Контрольные цепи подключаются аналогично к ПБ-48 и МБ (ПБ-60'п
МБ) через отдельный предохранитель на 5 А.
НПБ
НМБ
0X220 ™$ \ПХ1
Релейный шкаф светофоров 41- 43
С А С0БС-2А ПХ22О
ОШО
2Ж
ПХ22О™А о*]
Рнс. 7.5. Схема электропитания релейного шкафа выходных светофоров
202
Вывода ПБ24-МБ и ПБ48-ПБ24 предназначаются для резервного
питания ламп выходных светофоров с учетом равномерной загрузки
отдельных секций батареи. Остальные выводы от секций батареи, не
использованные для резервного питания выходных светофоров, пред-
назначены для измерения напряжений на секциях в релейном шкафу
{РШ). Питание реле от этих выводов недопустимо, так как случайное
заземление полюсов может привести к нарушению зависимостей, вы-
полняемых схемами ЭЦ.
Для питания реле из шкафа входного светофора подается питание
НПБНМБ (ЧПБЧМБ) напряжением 12 В.
Номинальное напряжение батареи (60 или 48 В) выбирают с учетом
максимального удаления стрелок от релейного шкафа, типа рельсов и
марок крестовины стрелочных переводов. При удалении стрелок от
РШ более чем на 150 м или при наличии на станции стрелок с пологи-
ми марками крестовин (1/18 или 1/22) применяют батарею напряжени-
ем 60 В.
Схема стрелочного электропривода при местном питании. Эта схема
получила название четырехпроводной в связи с тем, что для каждого
электропривода между постом ЭЦ и релейным шкафом прокладывают
четыре линейных провода, т. е. четыре кабельные жилы. Провода СУП
и ОСУП (рис. 7.6) используются в управляющей цепи схемы для управ-
ления стрелочным пусковым реле СУП. Провода К и ОК в контроль-
ной цепи для включения контрольных реле СК и СК1.
В каждую горловину станции прокладываются провода СЗ и СМБ,
которыми включается защитное реле СЗ. При необходимости органи-
зации местного управления стрелками дополнительно предусматрива-
ются провода РМ и МД (на рис. 7.6 не показаны).
Между релейным шкафом и электроприводом прокладывается де-
вять проводов. Однако в этом случае число проводов не равно числу
кабельных жил ввиду того, что провода рабочей цепи, как правило,
дублируются. Провода ПК МК и ОК являются элементами контроль-
ной цепи, провода ППС, МПС и ОПС элементами рабочей цепи. По
проводам ПБ и МБ подается питание в контрольную цепь и управляю-
щую местного управления электроприводом. Провод МУ является эле-
ментом управляющей цепи при местном управлении.
Контрольная цепь предназначена для получения на посту ЭЦ на-
дежного контроля нормального (плюсового), переведенного (минусо-
вого) и промежуточного (среднего) положений стрелки.
При нормальном положении стрелки контрольные реле СК и СК1
получают по проводам К и ОК питание прямой полярности от батареи
напряжением 48 В (в РШ полюса ПБ48 и МБ). Поэтому у контрольных
реле замкнуты фронтовые контакты нейтрального якоря и нормаль-
ные контакты поляризованного якоря, что обеспечивает срабатывание
плюсового контрольного реле ПК. При переведенном положении
стрелки реле СК и СК1 получают питание обратной полярности, в ре-
203
fins
ПК'
СПБ 3
„ ПНСф\^/
СПБ НСВ НСФ СМ б
с
сл
CMS
нсв
нсв л
С Л I впв!
п ТГ
СПб
СУП
вгч
СПБ i М
3 СП
МБ
ПБУВ
УП
ПК
СНБ
Релейное помещение
МУ
+ НСФ
Рис. 7.6. Схема управления стрелочным электроприводом при местном питании
СЗ гз
Релейный шкаф\
пт'
ппс\
ок\
мк\
СУП;
ПК
СУП
ПБС СУП Г
\МБ
Иб
чз суп fine
к
зультате чего срабатывает минусовое контрольное реле МК. Контакты
реле ПК и МК используются в схемах сигнальных реле ЭЦ для контро-
ля правильной установки стрелок по маршруту движения поезда.
Если при очередном переводе стрелка не занимает крайнего поло-
жения, то контрольные контакты автопереключателя привода разо-
мкнуты, реле СК, СК1 и, следовательно, ПК и МК выключены. Такое
положение контрольных реле фиксирует среднее положение стрелки,
движение по которой невозможно. Аналогичная ситуация возникает
при взрезе стрелки.
Применение двух контрольных реле позволяет выполнить схемную
защиту от возникновения ложного контроля при несрабатывании по-
ляризованного якоря одного из них. Защита контрольной цепи от лож-
ных срабатываний при однополюсном сообщении с другими контроль-
ными цепями, находящимися в одном кабеле, обеспечивается ее двух-
полюсным отключением контактами автопереключателя от источника
питания.
Управляющая цепь предназначена для включения пускового стре-
лочного реле СУП (СКПШ5-320/180/0,065), расположенного в релей-
ном шкафу, при переводе стрелки. В управляющей цепи проверяются
два условия безопасного перевода стрелки: отсутствие на данной
204
стрелке подвижного состава, фронтовые контакты стрелочного путе-
вого реле СП замкнуты; отсутствие установленных маршрутов по дан-
ной стрелке, фронтовые контакты замыкающего реле 3 замкнуты.
Защита от самопроизвольного срабатывания реле СУП при сооб-
щениях с другими цепями в кабеле обеспечивается двухполюсным от-
ключением этого реле контактами 3 и СП.
При нажатии кнопки П (плюсового перевода) реле СУП по обмот-
ке 320 Ом получает питание прямой полярности от станционной бата-
реи СПБ—СМБ, а при нажатии кнопки М (минусового перевода) об-
ратной. Схема (см. рис. 7.6) отражает нормальное (плюсовое) положе-
ние стрелки, поэтому рассмотрим цепь включения реле СУП при пере-
воде стрелки в минусовое положение после нажатия кнопки М: СПБ,
контакт кнопки М, контакты реле 3 и СП, провод СУП, тыловой кон-
такт МД, обмотка реле СУП сопротивлением 320 Ом (выводы 1-4), ты-
ловой контакт МД, провод ОСУП, контакты реле СП и 3, контакты
нажатой кнопки М и ненажатой П, обмотка реле НСВ, тыловой кон-
такт ПНСФ, СМБ. В релейном шкафу по этой цепи включается реле
СУП, у которого замыкаются фронтовые контакты нейтрального
якоря и переведенные — поляризованного, в результате чего образует-
ся рабочая цепь перевода стрелки в минусовое положение.
Одновременно в релейном помещении включается реле НСВ
(НМШ1-450) стрелочное времязадающее реле нечетной горловины.
Это реле подключает ранее заряженные конденсаторы С1 и С2 через
резистор R1 к обмотке реле НСФ (НМШ2-4000) — стрелочного фрик-
ционного реле. Реле НСФ срабатывает и удерживает якорь в притяну-
том положении 7—8 с. Своим контактом реле НСФ включает в релей-
ном шкафу стрелочное защитное реле СЗ (НМПШ-ЮОО)натеже 7-
8 с, т. е. на время, достаточное для последовательного перевода двух
спаренных стрелок. Таким образом, независимо от длительности нажа-
тия кнопки на пульте рабочая цепь замкнута кратковременно, что
предотвращает разряд батареи при затянувшемся переводе, если, на-
пример, между остряком и рамным рельсом попадает посторонний
предмет.
Повторитель реле НСВ и НСФ реле ПНСФ (НМШМ1-1500) пред-
назначен для того, чтобы при частых нажатиях пусковых кнопок обес-
печить время, необходимое для заряда конденсаторов С1 и С2, что ста-
билизирует время замыкания рабочей цепи независимо от характера
манипуляций на пульте управления.
Реле СА (НМШ2-4000) предназначено для перевода стрелки при не-
исправной рельсовой цепи. Оно включается нажатием нормально за-
пломбированной аварийной кнопки СА. При снятии пломбы ДСП
берет на себя ответственность за безопасность движения поездов по
данной стрелке.
Рабочая цепь предназначена для подачи питания к электродвигате-
лю привода. Защита рабочей цепи от самопроизвольного перевода
205
стрелки достигается двухполюсным отключением электродвигателя от
батареи фронтовыми контактами реле СУП и регламентированным во
времени замыканием рабочей цепи на 7—8 с контактом реле СЗ.
При переводе стрелки в минусовое положение после переключения
поляризованных и нейтральных контактов реле СУП и замыкания кон-
такта реле СЗ образуется рабочая цепь: ПБС, фронтовой контакт реле
СУП, переведенный контакт реле СУП, провод МПС, контакты 11-12
автопереключателя, минусовая обмотка возбуждения электродвигате-
ля, обмотка якоря, блокировочный контакт, фронтовой контакт СУП,
токовая обмотка сопротивлением 0,065 Ом (выводы 23-43) реле СУП,
фронтовой контакт реле СЗ, МБС. Одновременно контактом поляри-
зованного якоря, а затем и контактами 33-34 и 35-36 автопереключате-
ля размыкается контрольная цепь. Замкнувшимися контактами 41-42
подготавливается цепь для обратного перевода. Во время перевода
реле СУП удерживает фронтовые контакты замкнутыми благодаря
протеканию рабочего тока по обмотке сопротивлением 0,065 Ом, что
позволяет ДСП отпустить пусковую кнопку.
По окончании перевода стрелки размыкается контакт 11-12 авто-
переключателя, и электродвигатель отключается. Вслед за этим зам-
кнувшимися контактами 23-24 и 25-26 образуется цепь тока обратной
полярности для срабатывания контрольных реле.
Если стрелка не завершила перевод, то ее можно возвратить в ис-
ходное положение. При реверсировании стрелки происходит перемаг-
ничивание реле СУП. Однако фронтовой контакт этого реле не размы-
кается, так как в этот момент вспомогательной обмоткой сопротивле-
нием 180 Ом, включенной через выпрямительный мост, создается
дополнительная магнитодвижущая сила для удержания нейтрального
якоря.
Спаренные стрелки съездов управляются одной парой пусковых
кнопок и переводятся последовательно. Первой переводится стрелка,
расположенная ближе к релейному шкафу, а второй дальняя. При пос-
ледовательном переводе спаренных стрелок достигается экономия ка-
беля.
Местное управление стрелками. На промежуточных станциях ма-
невровая работа, как правило, незначительна и ограничивается отцеп-
кой и прицепкой отдельных вагонов к сборному поезду. Поэтому ма-
невры на станциях, централизованных по системе местного питания, не
маршрутизируются, а осуществляются по сигналам производителя ма-
невров главного кондуктора сборного поезда. При этом предусматри-
вается передача стрелок на местное управление, т. е. каждую стрелку
переводит кондуктор специальным ключом из путевой коробки непо-
средственно у привода.
Ключ местного управления, общий для всех стрелок горловины,
хранится в щитке местного управления, установленном на мачте одно-
го из выходных светофоров.
206
Рис. 7.7. Схема передачи стрелки на местное управление
Для передачи стрелок на местное управление (рис. 7.7) ДСП нажи-
мает кнопку разрешения местного управления НРМК, в результате
чего включается реле НУРМ (НМШ1 -1800). В цепи реле НУРМ прове-
ряются следующие условия передачи стрелок на местное управление:
плюсовое положение стрелки; свободностъ стрелочных участков райо-
на местного управления; отсутствие установленных маршрутов по дан-
ной стрелке.
Реле НУРМ включает реле проблестковой сигнализации МГ
(НМПШ2-400) в импульсном режиме и реле разрешения местного уп-
равления НРМ (НМШМ1-1500). Обмотки реле МГ включены встреч-
но, поэтому при замыкании контакта реле НУРМ реле МГ не притяги-
вает якорь до тех пор, пока не зарядится конденсатор СЗ. Переключе-
ние якоря реле и его удержание обеспечиваются благодаря разряду
конденсатора. Контактами реле МГн НУРМ лампа восприятия мест-
ного управления НВМЛ включается в импульсном режиме.
Контактом реле НРМ последовательно соединяются обмотки со-
противлением 100 Ом реле НВМ (НМШ4-100/1300) и сопротивлением
4000 Ом реле РМ (НМШ2-4000). При этом срабатывает высокоомное
реле разрешения местного управления РМ, а реле восприятия местного
управлений не срабатывает. Реле РМ включает на щитке местного уп-
равления белую лампу, сигнализирующую кондуктору о разрешении
местного управления.
В таком состоянии схема находится до изъятия кондуктором ключа
SA. После изъятия ключа размыкается цепь питания реле К (НМШ2-
1000), которое, выключаясь, подключает резистор сопротивлением 220
207
Ом параллельно обмотке реле РМ. Сопротивление цепи реле РМ и
НВМ при этом резко уменьшается, ток в обмотке НВМ возрастает, и
оно срабатывает.
Контактами реле НВМ выключаются реле МГ и НУРМ, а лампа
НВМЛ горит ровным светом, сигнализируя ДСП об изъятии ключа и
начале маневров. В релейном шкафу включается децентрализующее
реле местного управления МД (НМШ1-1800), контактами которого ос-
новная обмотка реле СУП отключается от управляющей цепи поста
ЭЦ и подключается к управляющей цепи местного управления, т. е. к
контактам электрозамка путевой коробки. На этом передача стрелки
на местное управление заканчивается.
Кондуктор сборного поезда вставляет ключ SA в замок путевого
ящика и поворотом ключа переводит стрелку. Полярность питания ос-
новной обмотки реле СУП определяется положением ключа, посколь-
ку контакт реле К соединен через резистор со средней точкой батареи
ПБ24.
При местном управлении стрелка переводится без проверки ее сво-
бодности от подвижного состава, что сокращает пробег маневрирую-
щего локомотива. Схема временного отключения электропривода
также не работает, так как контакт реле НСФ в цепи реле СЗ (см. рис.
7.6) шунтируется контактом реле НВМ. Однако опасные последствия
таких решений исключает руководитель маневров, находящийся в
непосредственной близости от стрелки. В момент ее перевода до полу-
чения контроля звенит звонок, расположенный в путевом ящике.
Для возвращения стрелки на центральное управление с пульта
ДСП руководитель маневров должен освободить зону маневров, пере-
вести стрелку в плюсовое положение и вставить ключ в щиток местного
управления.
При размыкании тыловых контактов реле К (см. рис. 7.7) и соблю-
дении вышеуказанных условий выключаются реле НВМ, отключая
реле НВМ, РМ и МД.
Схемы установки маршрутов приема. При задании маршрута при-
ема дежурный по станции должен по индикации на пульте убедиться в
свободности секций и приемо-отправочного пути, перевести стрелки в
требуемое положение и нажать кнопку управления светофором. Испол-
нение своих команд ДСП наблюдает по изменению индикации.
В схемах ЭЦ при этом проверяются все зависимости, обеспечиваю-
щие безопасность движения по маршруту приема: положение стрелок,
свободность стрелочных и бесстрелочных участков горловины стан-
ции (секций), свободность приемо-отправочного пути, отсутствие за-
данных враждебных поездных и маневровых передвижений, отсутствие
местного управления стрелками. Если указанные зависимости выпол-
няются, то срабатывает постовое сигнальное реле приема. Это первый
каскад установки маршрута. Во втором каскаде сигнальное реле вы-
ключает замыкающее реле, которое исключает перевод стрелок, входя-
208
щих в маршрут (т. е. выполняется замыкание стрелок), и исключает за-
дание всех маршрутов, враждебных устанавливаемому. В третьем кас-
каде проверяется фактическое выключение замыкающего реле и
включение сигнальных реле, установленных непосредственно в релей-
ном шкафу у светофора. Эти сигнальные реле включают на светофоре
разрешающее сигнальное показание. Установка маршрута завершает-
ся проверкой правильности (в соответствии с Инструкцией по сигнали-
зации на железных дорогах Российской Федерации) сигнального пока-
зания. Такой четырехступенчатый алгоритм установки маршрута обес-
печивает безопасность функционирования ЭЦ.
Рассмотрим выполнение указанного алгоритма для станции, при-
веденной на рис. 7.4. Рассмотрим установку маршрутов приема по
входному светофору Н на один из трех приемо-отправочных путей по
каскадам установки маршрута:
1. В схеме постового сигнального реле НПС (рис. 7.8) правильное
положение стрелок контролируется фронтовыми контактами кон-
трольно-маршрутных реле КМ, устанавливаемых по два на каждый
приемо-отправочный путь (Н1КМ, Ч1КМ и т. д.). Контрольно-ма-
ршрутные реле являются повторителями плюсовых ПК и минусовых
МК контрольных реле схем управления стрелочными электропривода-
ми.
Свободное состояние стрелочных и бесстрелочных секций в горло-
вине станции контролируется в цепи реле НПС фронтовыми контакта-
ми путевых реле НАП, 1-5 СП и 3 СП, свободность приемо-отправоч-
ных путей контактами путевых реле 1П, 2Пи ЗП.
Отсутствие заданных враждебных маршрутов отправления по све-
тофорам 41, 42 и 43 проверяется фронтовым контактом замыкающего
реле маршрутов отправления 403: отсутствие заданного встречного
(лобового) маршрута приема по светофору 4 контролируется фронто-
вым контактом замыкающего реле 4ПЗ. Ввиду того, что реле 4113 вы-
ключается при установке маршрута приема на любой путь, а вражде-
бен устанавливаемому маршруту лишь один встречный на тот же путь,
то контакт реле 4ПЗ шунтируется тремя параллельными цепями (по
числу путей). Каждая из этих цепей содержит последовательно соеди-
ненные фронтовой контакт КМ противоположной горловины и тыло-
вой — рассматриваемой. Если стрелки в обеих горловинах установле-
ны на один и тот же путь, то шунтирующая цепь разомкнута, и поэтому
размыкание контакта реле 4ПЗ исключает возможность срабатывания
сигнального реле НПС.
Отсутствие местного управления стрелками в цепи реле НПС про-
веряется тыловыми контактами реле разрешения маневров в нечетной
и четной горловинах НРМ и 4РМ.
Таким образом, если выполняются перечисленные условия без-
опасности и нажата кнопка управления входным светофором НП, то
реле НПС включается. В цепь реле НПС включен фронтовой контакт
209
гп
нгкм
15СП
HIKM
in
чкж
403 HPM 4РМ
HIKM НПЗ НПС п
НПС
НЛП
ЗСП НЗКМ ЗП
онс
41 км hi км'
!ЗКМ нзкм\
нгкм
чгкм нгкм
ОНС НП
НПС НРУ
НП
час
м
В релейный шкаф светофора
НГС
нсс
онсс
НПС
ОНПС
НРУ
НКУ
Н6С
0НГ6С
нгкм
5МК г~\
_,пс„ НПЗ НПС
НЛо С
нгкм игру
нгк>
Н1РЧ
НЗКМ НЗР1
п
чгкм
HPM
нлп i-scn НПЗ
___HI км
ЗСП '~ЪзкМ
кг
гпн
1—гп п
сг
час чоз нгкм
чгс
~ , HIKM
П l/ЗПК 5ПК
п UJ"
1/3 М к
НЗКМ
НПП
нгрр м п нпк
НПП
4РУ
41РУ
М
НЛБС
НЛБС
ЧКЖ
ч1ПМч/бпк гмк[ п
узки
ч/емк
м
чкж
L Н1км
м час 4оз
П
чгс
нзкм
чзс
43
43
чз
42РУ
чгру
НЛБС
п
ЧКЖ НЛП
ЧЗРУ
ОНС
ЧЗРУ
м
— НБУ
П НП 40 НПС НРУ 40С ЧРУ
НБУ
Пост ЭЦ
Рис. 7.8. Схема задания маршрутов приема и отправления
НКУ
043
очс
4 2 РУ
Ч1РУ
Ч1РУ
ЧЗРУ
04 РУ
В релейный шкаф светофора 41-43
реле ОНС обратного повторителя сигнальных реле НПС и ЧОС.
После включения сигнального реле НПС и получении контроля пра-
вильности сигнального показания на светофоре, т. е. после срабатыва-
ния указательного реле НРУ, контакт кнопки НП и реле ОНС шунти-
руются фронтовыми контактами НПС и НРУ. Такое построение схемы
исключает повторное автоматическое открытие входного светофора
при западании кнопки НП. Для повторного включения сигнального
реле кнопка НП должна быть возвращена в исходное состояние и
вновь нажата;
2. После включения реле НПС его тыловым контактом выключает-
ся реле НПЗ (рис. 7.9), которое в схемах стрелочных электроприводов
отключает управляющие цепи от органов управления, поэтому перевод
стрелок, участвующих в задаваемом маршруте, становится невозмож-
ным. Эта ситуация получила название "замыкание стрелок в маршру-
те". Реле НПЗ, возбуждаясь, исключает возможность задания враждеб-
ных маршрутов, в данном случае по выходным светофорам 41, 42, 43
и входному светофору 4, а также передачу стрелок на местное управле-
ние. Маршрут замкнут;
3. Замыкающее реле НПЗ выключается тыловым контактом реле
НПС, которое не является реле I класса надежности. Поэтому, прежде
чем включить на светофоре разрешающее показание, необходимо про-
верить фактическое выключение реле НПЗ. Для этого сигнальные реле
ГС и БС (рис. 7.10) маршрутов приема на главный и боковые пути
включаются через фронтовой контакт реле НПС и тыловой контакт
реле НПЗ. В цепи этих реле тыловым контактом реле ПС проверяется
отсутствие на светофоре включенного пригласительного сигнала. Кон-
такт реле HIKM (см. рис. 7.8) предназначен для разделения цепей реле
ГС и БС при установке маршрута на главный и боковые пути.
Если поезд принимается на главный путь с остановкой, то срабаты-
вает реле ГС, которое включает на светофоре желтый огонь. Исправ-
ность желтой лампы контролируется огневым реле БО (А0Ш2-
180/0,45) по обмотке сопротивлением 0,45 Ом (выводы 61-21). При
сквозном пропуске по главному пути в РШ входного светофора кроме
реле ГС срабатывает сигнальное реле сквозного пропуска СС по цепи,
проходящей через фронтовые контакты реле Н1КМ (маршрут установ-
лен на главный путь) и Н1РУ (на выходном светофоре HI разрешающее
сигнальное показание (см. рис. 7.4 и 7.8). На входном светофоре вклю-
чается зеленый огонь. Исправность зеленой лампы также контролиру-
ется огневым реле БО (см. рис. 7.10).
При приеме поезда на боковой путь с остановкой срабатывает реле
БС, которое включает на светофоре два желтых огня. Причем, первой
включается нижняя желтая лампа, а с контролем ее исправности —
верхняя. Этим исключается появление на светофоре более разрешаю-
щего сигнального показания — одного желтого огня. Исправность
нижней лампы контролирует реле АО, а верхней — реле БО.
211
Рис. 7.9. Схема замыкания и размыкания маршрутов
При безостановочном пропуске по боковому пути в РШ входного
светофора включаются реле БС и СС, фронтовыми контактами кото-
рых включается маятниковый трансмиттер МТ, а через его контакт
реле проблесковой сигнализации МГ. Импульсную работу реле МГ
контролирует реле КМГ, имеющее замедление на отпускание якоря
(примерно 0,5 с), равное интервалу между замыканиями фронтового
контакта реле МГ. В результате на светофоре загораются два желтых
огня, из них верхний мигающий с частотой мигания 40 раз в минуту.
Исправность нижней лампы по-прежнему контролирует реле АО, а
верхней—реле БО. Причем в импульсе, когда реле Л/Рвключено, вер х-
няя желтая лампа горит полным накалом, ток проходит по обмотке со-
противлением 0,45 Ом (выводы 61-21). В интервале реле МГвыключе-
но, ток проходит через две обмотки сопротивлением 0,45 и 180 Ом,
включенные последовательно и согласно (выводы 61-21-62-41). При
этом яркость свечения лампы резко уменьшается, но огневое реле БО
не выключается. При неисправности проблесковой аппаратуры (МТ,
МГ и КМГ) на светофоре появляется менее разрешающее сигнальное
показание — два желтых огня.
212
Пригласительный сигнал на входном светофоре используется при
неисправностях в системе ЭЦ. Это сигнальное показание включается
контактами реле НЛБС и ПС при нажатии кнопки НПК, имеющей
счетчик числа нажатий (см. рис. 7.8). Для правильной регистрации
счетчиком числа нажатий после каждого включения пригласительного
сигнала проверяется возвращение кнопки в исходное состояние. Для
этого устанавливается противоповторное реле НПП, нормально нахо-
дящееся во включенном состоянии и имеющее замедление на отпуска-
ние, достаточное для срабатывания реле НЛБС. Если кнопка НПК не
возвращена в исходное состояние, то реле НПП выключается, и при
следующем нажатии реле НЛБС не срабатывает;
4. Соответствие сигнальных показаний на входном светофоре Ин-
струкции по сигнализации на железных дорогах Российской Федера-
ции контролируется посредством указательных реле. Реле НКУ кон-
тролирует исправность красной лампы, реле НБУ включение пригла-
сительного сигнала, а реле НРУ правильность разрешающих
сигнальных показаний.
Схемы установки маршрутов отправления. При задании маршру-
тов отправления также используется чегырехкаскадный принцип по-
строения схем ЭЦ (см. рис. 7.8).
Релейный шки<р
cBemotpopa Н
ох ----
।батарейный шкаф
Рис. 7.10. Схема включения ламп входного светофора
213
В цепи постового сигнального реле ЧОС (первый каскад) контакта-
ми реле HIKM, Н2КМ и НЗКМ проверяется правильность установки
стрелок в маршруте; контактами реле НАП, 1-5 СП и 3 СП свобод-
ность секций от подвижного состава; контактом реле ЧСН — установ-
ка требуемого направления движения на перегоне; контактом реле
ЧЖ — свободность первого участка удаления на перегоне; контактом
реле ЧКЖ — отсутствие на перегоне хозяйственных поездов или под-
талкивающих локомотивов, которым разрешено возвращение на стан-
цию отправления по ключу-жезлу; контактом реле НПЗ — отсутствие
враждебных маршрутов по входному светофору Н; контактом реле
НРМ — отсутствие передачи стрелок в нечетной горловине на местное
управление.
После нажатия кнопки ЧО реле ЧОС срабатывает и становится на
цепь самоблокировки с проверкой включения на светофоре разрешаю-
щего сигнального показания и отсутствия отмены маршрута. Реле
ЧОС выключает замыкающее реле ЧОЗ (см. рис. 7.9), которое замыка-
ет стрелки и исключает возможность задания враждебных маршрутов
(второй каскад).
Напольные сигнальные реле Ч1С, Ч2С и ЧЗС, находящиеся в релей-
ном шкафу светофоров 41—43 (рис. 7.11), включаются с проверкой вы-
ключенного состояния реле ЧОЗ (см. рис. 7.9), т. е. с проверкой факти-
ческого замыкания маршрута (третий каскад). Выбор включения сиг-
нального реле того или иного светофора выполняется контактами
контрольно-маршрутных реле Ч1КМ, Ч2КМп ЧЗКМ (см. рис. 7.8).
214
Включение желтого или зеленого сигнального показания на откры-
ваемом выходном светофоре зависит от числа свободных участков уда-
ления на перегоне. При свободности двух и более блок-участков на
пост ЭЦ поступает кодовый сигнал Ж или 3, поэтому включаются реле
ЧЖи 43 (см. рис. 7.4), а также реле ЗС в релейном шкафу светофоров
41 — 43 (см. рис. 7.11). На выходном светофоре включается зеленый
огонь. При свободности одного блок-участка поступает кодовый сиг-
нал КЖ, поэтому включается лишь реле ЧЖ, а на светофоре —