/
Текст
Illi 1Л1Л1КЫШ
К. M. Махмутов
1 УСТРОЙСТВА
ИНТЕРВАЛЬНОГО
РЕГУЛИРОВАНИЯ
ДВИЖЕНИЯ
ПОЕЗДОВ
<
ЦЕНТРАЛЬНЫЙ ПОСТ УПРАВЛЕНИЯ
РАБОЧЕЕ МЕСТО ДИСПЕТЧЕРА
МНЕМОСХЕМА ЛИНИИ
АППАРАТУРА
ДИСПЕТЧЕРСКОЙ
ЦЕНТРАЛИЗАЦИИ
(ДЦ)
станция N
станция 2
станция 1
АППАРАТУРА ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ
СТАНЦИОННОЕ
ТАБЛО
АСТРОНОМИЧЕСКОЕ
ВРЕМЯ
УПРАВЛЯЮЩИЙ
ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЙ
КОМПЛЕКС
СМ-2М
| АППАРАТУРА ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ
ИНТЕРВАЛЬНЫЕ
ЧАСЫ
ОТКЛОНЕНИЕ
ОТ ГРАФИКА
СТРУКТУРНАЯ СХЕМА АСУ-ДПМ
К. М. Махмутов
УСТРОЙСТВА
ИНТЕРВАЛЬНОГО
РЕГУЛИРОВАНИЯ
.ДВИЖЕНИЯ
ПОЕЗДОВ
МОСКВА "ТРАНСПОРТ" 1980
УДК 65^25-52:656.22.05:656.342
Махмутов К. М. Устройства интервального регулирования дви-
жения поездов иа метрополитене. — М.: Транспорт, 1986. — 351 с.
Описаны устройства автоблокировки, автоматической локомо-
тивной сигнализации с автоматическим регулированием скорости
и комплексные системы автоматического управления движением
поездов. Дано описание конструкций, . приборов, электрических
схем путевых и поездных устройств. Приведены технические харак-
теристики аппаратуры. Рассмотрены электрические схемы устройств
при централизованном размещении аппаратуры.
Книга издана для инженерно-технических работников метропо-
литенов.
Ил. 147, табл. 24.
Рецензент А. Т. ПетлЯК
Заведующий редакци g-ft В. 11, Репиева
Редактор Г. Г. Баюшкнна
„3604000000-359 й. як
М049(01)-86----- 61'86
© Издательство «Транспорт», 1986
ВВЕДЕНИЕ
Устройства автоматики и телемеханики являются важ-
ным звеном в комплексе технических средств метропо-
литена, обеспечивающих перевозочный процесс. Их экс-
плуатационно-технические характеристики определяют
безопасность движения поездов, пропускную способность
линий.
Устройства сигнализации, централизации и блокиров-
ки для метро создавались в то время, когда еще не было
опыта в их проектировании, строительстве и эксплуата-
ции. Впервые в отечественной практике при строитель-
стве Московского метрополитена создали автоблокиров-
ку с автостопом и защитным участком для работы в ус-
ловиях замкнутого металлического тоннеля. Много тех-
нических решений было реализовано в проектах без
предварительной проверки в реальных условиях. Поэто-
му первый опыт эксплуатации устройств СЦБ показал
необходимость их дальнейшего развития и совершенст-
вования
На линиях второй очереди Московского метрополи-
тена уже применили новую систему автоблокировки.
В отличие от предыдущей системы защитные участки
выделяли в самостоятельные секции, рельсовые цепи
оборудовали бесконденсаторными реле типа ДСР-9.
В автостопах новой конструкции использовали бескол-
лекторный двигатель трехфазного тока.
В послевоенные годы создали новую автоблокировку,
все элементы которой были переработаны. В рельсовую
цепь включалось два путевых реле. Схемы были по-
строены таким образом, чтобы проверялось фактическое
срабатывание каждого прибора вслед за прошедшим
поездом, чем исключалось формирование ложного сиг-
нала, разрешающего движение в случае неисправности
аппаратуры.
3
Одновременно решали проблемы, связанные с уве-
личением пропускной способности. Были найдены опти-
мальные варианты расстановки светофоров, усовершен-
ствована схема сигнализации: применены такие техни-
ческие решения, как внепоездной контроль поездов, при-
бывающих на станцию и уходящих с нее, и др. Все это
позволило сократить межпоездной интервал до 90 с пли
довести пропускную способность до 40 пар поездов в
час. Этой системой автоблокировки оборудованы линии
всех метрополитенов страны.
Постоянно растущая потребность населения в пере-
возках обусловила поиск новых путей повышения эф-
фективности работы метрополитенов.
В начале шестидесятых годов создали быстродей-
ствующую систему автоматической локомотивной сигна-
лизации с автоматическим регулированием скорости
(АЛС—АРС) частотного типа. Кодовые сигналы пере-
даются на подвижной состав по рельсовой линии токами
низкой частоты (75—275 Гц). Путевые преобразователи
и локомотивные приемники построены на полупровод-
никовых элементах. Система АЛС — АРС позволяет уве-
личить пропускную способность линии на 20 — 25% по
сравнению с автоблокировкой.
В процессе эксплуатации системы АЛС — АРС рас-
ширена ее функциональная способность, повышена по-
мехозащищенность, а также улучшены другие характе-
ристики, повышающие безопасность движения поездов.
Эти усовершенствования позволили, папример, на Харь-
ковском метрополитене выключить светофоры автобло-
кировки и перейти на регулирование движения поездов
по сигналам АЛС. Для повышения надежности системы
разрабатывают устройства резервирования, в том числе
с использованием комплекта аппаратуры хвостового ва-
гона поезда. Системой АЛС — АРС оборудуют линии
всех метрополитенов.
На метрополитене успешно решена проблема центра-
лизованного размещения аппаратуры на станциях. Вы-
нос аппаратуры из тоннеля повышает роль социально-
экономических факторов. Появилась возможность созда-
ния качественно новой прогрессивной технологии мон-
тажа и обслуживания устройств, улучшения усло-
вий труда и безопасности обслуживающего персо-
нала.
4
Наиболее эффективно решаются эксплуатационные,
экономические и социальные задачи при использовании
комплексной системы автоматизированного управления
движением поездов. Такая система содержит подсисте-
му АЛС—АРС, обеспечивающую высокую пропускную
способность и безопасность движения поездов, и подси-
стему автоведения, представляющую собой централизо-
ванную систему с управляющим вычислительным
комплексом на центральном посту. Внедрение таких си-
стем позволяет сократить численность локомотивной
бригады, оставив на поезде машиниста без помощника.
Творческая активность коллективов метрополитенов,
ученых институтов и работников промышленных пред-
приятий в настоящее время направлена на реализацию
научно-технической программы, в основе которой лежит
создание новой, более прогрессивной техники и техно-
логии для комплексной автоматизации перевозочного
процесса, совершенствование системы ремонта и обслу-
живания подвижного состава и технических средств, что
позволит повысить эффективность работы метрополите-
нов, улучшить транспортное обслуживание населения и
снизить себестоимость перевозок.
Г л а в a 1
ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ОСНОВЫ УСТРОЙСТВ
АВТОМАТИКИ МЕТРОПОЛИТЕНА
1.1. Общие сведения
Метрополитен представляет собой один из видов город-
ского пассажирского транспорта Его станции предна-
значены только для посадки и высадки пассажиров и
располагаются друг от друга на расстоянии от одного
до двух километров. Конечные станции имеют путевое
развитие для оборота и отстоя составов. Через каждые
6—8 км на линии сооружаются также промежуточные
станции с путевым развитием для диспетчерского регу-
лирования движения, т. е. возможности оборота состава
на промежуточной станции или постановки «больного»
состава на тупиковый путь.
При достаточно развитой сети метрополитен являет-
ся основным видом городского пассажирского транспор-
та. Для удовлетворения потребности населения в пере-
возках и получения пропускной способности до 40 —
50 пар поездов в час линии метрополитена оснащают
комплексом технических средств. Важная роль в этом
комплексе принадлежит устройствам автоматики и теле-
механики, обеспечивающим интервальное регулирование
движения поездов и его безопасность.
Устройства автоматики и телемеханики подразделя-
ются на перегонные и станционные.
Перегонными устройствами оборудуют пути перего-
нов и станций, не имеющих путевого развития. Они раз-
решают или запрещают отправление поезда на перегон
или занятие блок-участка; исключают возможность от-
правления поездов на занятый перегон или блок-участок,
превышения допустимой скорости, сближения с препят-
ствием менее чем на критическое расстояние. К перегон-
ным устройствам относятся: автоблокировка, в которой
участки пути ограждаются светофорами и автостопами
точечного действия, а управление сигнальными показа-
ниями светофоров и автостопами осуществляется авто-
6
магически при воздействии поезда на ограждаемые уча-
стки; автоматическая локомотивная сигнализация с ав-
томатическим регулированием скорости (АЛС — АРС),
при которой движение осуществляется по кодовым сиг-
налам, передаваемым в кабину машиниста. Фактическая
скорость поезда непрерывно контролируется и автома-
тически ограничивается в пределах, допустимых по усло-
виям безопасности движения.
ен Станционные устройства обеспечивают взаимную за-
висимость стрелок и сигналов при приеме и отправлении
поездов и маневровых передвижениях, контролируют по-
ложение стрелок, не допускают их перевода при занятом
стрелочном участке, замыкают стрелки и сигналы в за-
данном маршруте, исключая возможность установки
враждебных маршрутов, а также исключают возмож-
ность открытия светофора при маршруте на занятый
путь.
К станционным устройствам относится электричес-
кая централизация стрелок, обеспечивающая управле-
ние стрелками и сигналами с поста централизации. На
метрополитене применяют маршрутно-релейную центра-
лизацию с автоматизацией процесса задания маршрутов
приема и отправления поездов и оборота составов по
тупиковым путям. Система обладает большим быстро-
действием, что способствует увеличению пропускной спо-
собности станции; устройства телеуправления и теле-
Контроля, позволяющие управлять стрелками и сигнала-
ми линии с центрального диспетчерского пункта, конт-
ролировать положение стрелок, свободность путей пере-
гонов и стрелочных участков, показаний входных, выход-
ных и маневровых сигналов в пределах диспетчерского
круга.
Наибольший эффект в реализации максимальной про-
пускной и провозной способности достигается при обо-
рудовании линии комплексной системой автоматичес-
кого управления и регулирования движения поездов,
которая содержит подсистемы безопасности — устрой-
ства АЛС — АРС и автоведения.
В настоящее время на линиях используют несколько
модификаций комплексной системы автоматического уп-
равления движением поездов: САУДП— на метрополи-
тенах Москвы, Харькова и Ташкента, КСАУПМ— на
метрополитене Ленинграда.
7
1.2. Понятие об автоблокировке, блок-участие
и защитном участке
Автоблокировка относится к устройствам железнодо-
рожной автоматики и предназначена для регулирования
движения поездов по показаниям светофоров, работаю-
щих автоматически в результате воздействия поезда на
ограждаемые участки пути. На метрополитене автобло-
кировка служит для регулирования движения па пере-
гонах, а также на станциях без путевого развития.
Основу автоблокировки (рис. 1.1) составляет рель-
совая цепь, которая представляет собой непрерывную
электрическую цепь, изолированную от соседних, и со-
стоящую из участка рельсовой линии и источника тока
и приемника, подключенными на ее концах. Источником
тока является путевой трансформатор ПТ, а приемни-
ком — путевое реле П, контролирующее состояние рель-
совой цепи. Рельсовые линии смежных рельсовых цепей
изолируют друг от друга изолирующими стыками.
Если путь в пределах рельсовой цепи, например 2,
не занят поездом, то электрический ток от путевого
трансформатора 2ПТ протекает по ходовым рельсам и
обмотке путевого реле 2П. Путевое реле 2П находится
под током п его фронтовые контакты замыкают цепи
приборов, фиксирующих свободность контролируемого
участка. Когда на путь в пределах рельсовой цепи, на-
Рис. 1.1. Схема, поясняющая принцип действия автоблокировки
8
I ЗУ
БУЗ
БУ5
-S-
г~*
6У?
—5-
7~^
ЗУ
светофора 5
ЗУ
] светофора 7
ОУ светофора 3
ОУ светофора 5
*
" *
Рис. 1.2. Схема, поясняющая деление пути на блок-участки и за-
щитные участки
пример 1, вступает поезд, то путевое реле 1П обесточи-
вается. Фронтовые контакты реле размыкаются, а тыло-
вые замыкаются и включают приборы, фиксирующие
занятость участка.
Кроме того, рельсовая цепь контролирует целость
рельсовых нитей. В случае излома рельса (обрыв рель-
совой цепи) путевое реле также обесточивается, чем
фиксируется повреждение рельса на участке.
С правой стороны по ходу движения устанавливают
светофоры, что ограждает путь и разграничивает попут-
но следующие поезда предельно допустимым минималь-
ным интервалом. При свободности ограждаемого участ-
ка 2 путевое реле 2П фронтовыми контактами включает
на светофоре 2 сигнал, разрешающий движение, — зе-
леный огонь, а при занятости ограждаемого участка 1 на
светофоре 1 включается красный огонь—сигнал, запре-
щающий движение.
Для повышения безопасности движения автоблоки-
ровка метрополитена дополнена электромеханическими
автостопами точечного действия. Автостоп предназначен
для экстренной остановки поезда в случае проезда за-
прещающего сигнала. Автостоп расположен около свето-
фора и может находиться в двух положениях: открытом,
не препятствующем движению, и закрытом, при кото-
ром происходит воздействие на тормозные средства по-
езда для экстренной остановки. Сигнальные показания
светофора поставлены в зависимость от положения авто-
стопа. Сигнал, разрешающий движение, может вклю-
чаться только при открытом автостопе.
Блок-участком называется участок пути, расположен-
ный между смежными светофорами (рис. 1.2). Длина
блок-участка БУ соответствует тормозному пути поезда
9
при полном служебном торможении от максимальной
реализуемой скорости движения. По условиям пропуск-
ной способности на подходах к станциям расстояние
между смежными светофорами допускается равным
длине тормозного пути при скорости не менее 35 км/ч.
В этих случаях на светофорах предусматривают много-
численную сигнализацию.
В начале блок-участка для его ограждения устанав-
ливают светофор. Сигнальные показания этого свето-
фора поставлены в зависимость от состояния блок-уча
стка. При незанятом блок-участке на светофоре включа-
ется сигнал, разрешающий движение, а при занятом
на светофоре автоматически включается сигнал, запре-
щающий движение. В пределах блок-участка, как пра-
вило, устраивают одну рельсовую цепь. Однако по ус-
ловиям пропускной способности блок-участок может
быть разделен на две или больше рельсовые цепн.
Светофор и электромеханический автостоп точечного
действия предназначены для обеспечения безопас-
ности движения и исключения возможности наезда по-
езда на препятствие даже в тех случаях, когда маши-
нист по какой-либо причине не примет мер к остановке
поезда перед светофором с запрещающим показа-
нием.
Защитный участок устраивают между светофором с
автостопом и их ограждаемым участком. Длина его
должна быть не менее длины тормозного пути экстрен-
ного торможения при максимальной скорости движения
па линии. Таким образом, в случае проследования свето-
фора с запрещающим показанием путевой автостоп вы-
зовет автоматическое экстренное торможение поезда и
его остановку в пределах защитного участка, не допу-
ская наезда на ограждаемый участок, где может быть
опасность для движения. Светофор 5 (см. рис. 1.2) и его
автостоп ограждают участок, состоящий из рельсовых
цепей 5 и 5а. Между ограждаемым участком ОУ и све-
тофором с автостопом расположен защитный участок
ЗУ (рельсовая цепь За). При наличии препятствия для
движения на ограждаемом участке и непринятия мер
машинистом для остановки поезда перед запрещающим
показанием светофора 5 закрытый автостоп вызывает
экстренное торможение и остановку поезда на защитном
участке за светофором 5 (рельсовая цепь За).
10
БУЗ
БУ5
БУ7
з *
-f
7 Г
ЗУ светофора 3
ЗУ светофора 5
ЗУ светофора 7
ОУ светофора 1
ОУ светофора 3
ОУ светофора 5
5 Г
3
5
Рис. 1.3. Схема, поясняющая совмещение защитных участков на
длине блок-участков
Экстренное торможение электропоездов метрополи-
тена эффективнее служебного лримерпо на 15%, и длина
тормозного пути экстренного торможения соответствен-
но короче тормозного пути служебного торможения. Од-
нако, как правило, па блок-участке защитный участок
не выделяют в самостоятельную рельсовую цепь. Длину
блок-участка выбирают такой, чтобы она удовлетворяла
требованиям защитного участка, т. е. соответствовала
тормозному пути служебного и экстренного торможений.
Поэтому каждый блок-участок контролируется двумя
светофорами (рис. 1.3), блок-участок БУ7 контроли-
руется светофорами 5 и 7. Для светофора 7 блок-участок
БУ7 является защитным участком ЗУ, а для светофо-
ра 5 — ограждаемым участком ОУ. Блок-участок БУ5
является также защитнььм участком для светофора 5 и
ограждаемым участком для светофора 3.
По условиям пропускной способности на подходах к
станциям допускается применять защитные участки, со-
ответствующие тормозному пути экстренного торможе-
ния при расчетной скорости, определяемой режимом дви-
жения, но не менее 60 км/ч. Максимальную скорость дви-
жения на подходе к станции устанавливают по защитно-
му участку, длина которого соответствует тормозному
пути при наименьшем значении расчетной скорости, но
не менее 60 км/ч.
На подходе к станции длина защитного участка пре-
вышает длину блок-участка. Защитный участок ЗУ, как
правило, соответствует длинам двух блок-участков За-
щитный участок за светофором 7 (рис. 1.4) составляют
блок-участки БУ7а и БУ9, за светофором 9 — блок-
участки БУ9, рельсовая цепь 7 и т. д.
11
|tm. 4|
I.3 I >..»- 5.1- ’ I » 1 ч I w I
5НЭО 7НЭ® »Н</ ] I
’ |, 595597 J|_ 599 г|_ _ 59// |
_, ЗУ светофора 5 |... , I I I
1 • г Г' 4ЛилАдтлтллл Ъ . •
•joycaemopop । 5 ।
•; - -- 7 ОУ светофора 7
ЗУ ctonfopopa 7
ЗУ светофора S
ОУ светофора 9
I —t
। ЗУ светофора II I
ОУ свет ирора 11 I
J79 светофора 13
(60м)
Рис. 1.4. Схема, поясняющая деление пути на блок-участки и за-
щитные участки в зоне станции
По условиям пропускной способности защитные уча-
стки за выходными светофорами также допускаются
равными длине расчетного тормозного пути экстренного
торможения при скорости не менее 35 км/ч. В связи с
этим скорость безостановочного проследования станции
установлена не более 35 км/ч.
1.3. Назначение сигналов
Сигналы служат для обеспечения безопасности и четкой
организации движения поездов на линиях метрополите-
нов. «Сигнал является приказом и подлежит беспреко-
словному выполнению.» (ПТЭ метрополитенов). Работ-
ники метрополитенов должны выполнять требования
сигнала, используя для этого всевозможные средства.
На метрополитенах применяют только те сигналы,
которые утверждены Министерством > путей сообщения.
В качестве сигнальных приборов в устройствах автома-
тики служат линзовые светофоры и локомотивные ука-
затели на пульте машиниста.
Светофоры относятся к постоянным сигналам и по
своему назначению подразделяются на:
входные, предусматриваемые для ограждения стан-
ций со стороны прилегающих перегонов. Они служат для
разрешения или запрещения поезду следовать на стан-
12
дию. К входным относятся светофоры, расположенные
перед станцией, сигнальные показания которых зависят
от свободности или занятости станционного пути;
выходные, разрешающие или запрещающие поезду
отправиться со станции на перегон;
проходные, разрешающие или запрещающие поезду
проследовать с одного блок-участка на другой;
предупредительные, предупреждающие о показании
впереди расположенных светофоров, видимость которых
не обеспечивается с расстояния служебного тормозного
пути;
повторительные, повторяющие показания входного
или проходного светофора, когда по местным условиям
видимость основного светофора не обеспечивается с
требуемого расстояния. Повторительный светофор уста-
навливают в створе с основным и в большинстве случа-
ев с левой стороны пути. Повторительный светофор име-
ет обозначение основного светофора, показания которого
он повторяет, с добавлением оповестительной таблички
с одной наклонной полосой на ней;
маневровые, разрешающие или запрещающие ма-
невры.
Один светофор может совмещать несколько назначе-
ний (входной и выходной, выходной и маневровый и
Т.Д.).
По способу управления светофоры могут быть авто-
матического и полуавтоматического действия, У свето-
форов автоматического действия сигнальные показания
меняются автоматически в результате воздействия по-
езда на ограждаемые участки пути. Условно принято
считать нормальным показанием автоматического свето-
фора наличие на нем разрешающего сигнала при сво-
бодное™ ограждаемых участков пути. Светофоры полу-
автоматического действия нормально имеют запрещаю-
щий сигнал. Разрешающее показание светофора вклю-
чают нажатием на пульте управления кнопки дежурным
поездным диспетчером или дежурным по станционному
посту централизации. Разрешающее показание светофо-
ра меняется на запрещающее автоматически в резуль-
тате воздействия поезда на ограждаемые участки пути.
Светофоры полуавтоматического действия, кроме ма-
невровых светофоров на станциях, разрешающих дви-
жение поездов по главному пути в неправильном на-
13
правлении, оборудуют пригласительными сигналами.
Пригласительные сигналы светофоров главных путей
автоматизируют для того, чтобы повысить оперативность
в регулировании движения поездов.
Сигнальные огни на светофорах могут быть нормаль-
но горящими и погашенными. При регулировании движе-
ния поездов по устройствам автоблокировки светофоры
имеют нормально горящие сигнальные огни. Если регу-
лирование движения поездов осуществляют по локомо-
тивным сигналам, то сигнальные огни на светофорах
автоматического действия следует выключать. Светофо-
ры полуавтоматического действия следует выключать.
Светофоры полуавтоматического действия остаются
включенными.
На линиях метрополитенов применяют светофоры
двух типов: малогабаритные — типа «Метро», которые
устанавливают на путях подземных линий, и закрытых
наземных участках. Линзовый комплект светофорной
головки имеет ламподержатель на две светофорные лам-
пы; линзовые мачтовые, используемые на сети железных
дорог. Эти светофоры в условиях метро размещают на
укороченных мачтах, парковых путях электродепо и пу-
тях открытых наземных участков. В линзовом комплек-
те имеется одна светофорная лампа. На мачтах всех
светофоров находятся таблички с обозначением светофо-
ров. Светофоры автоматического действия обозначают
цифрами, светофоры полуавтоматического действия —
буквами с цифрами или одними буквами.
На линиях, оборудованных устройствами АЛС —
АРС, машинист при управлении поездом руководствует-
ся показаниями локомотивного сигнала, который заго-
рается в виде прямоугольного очка молочно-белого цве-
та с изображением на нем цифр, указывающих допус-
тимую скорость движения (рис. 1.5).
«Показания светофоров должны быть отчетливо раз-
личимы с приближающегося поезда на расстоянии не
менее расчетного тормозного пути, определенного для
данного места при полном служебном торможении и мак-
симальной реализуемой скорости.» (ПТЭ метрополите-
нов) .
На участках пути в тоннеле, не имеющих кривой ма-
лого радиуса и затяжных уклонов, видимость сигналов
обеспечивается на расстоянии нескольких блок-участков,
14
Рис. 1.5. Локомо-
тивный указатель
АЛС и указатель
скорости на пуль-
те машиниста
что позволяет машинисту своевременно реагировать на
показания светофоров и принимать соответствующие ре-
шения по управлению поездом. На кривых участках пу-
ти расстояние, с которого обеспечивается видимость сиг-
налов, сокращается и становится тем меньше, чем круче
кривая.
Светофоры устанавливают, как правило, с правой
стороны пути по направлению движения поездов на пря-^
мых участках или в начале кривых в местах видимости
их машинистом. Однако если по расчетам место для
светофора приходится на кривую, где видимость сигна-
ла оказывается недостаточной, то устанавливают пре-
дупредительный светофор, предупреждающий машини-
ста о показаниях основного светофора. Кроме того, в од-
нопутных тоннелях в местах плохой видимости допус-
кается располагать светофоры с левой стороны пути по
направлению движения поездов.
1.4. Система сигнализации
Главные пути метрополитена специализированы и каж-
дый путь предназначен для движения только в одном на-
правлении. Поэтому применяют автоблокировку для
одностороннего регулирования движения поездов. Сиг-
налы подаются светофорами, которые находятся с пра-
вой стороны пути по направлению движения.
В сигнализации, связанной с движением поездов, ис-
пользуют три основных сигнальных цвета: красный, тре-
бующий остановки; желтый, разрешающий движение и
требующий уменьшения скорости; зеленый, разрешаю-
щий движение с установленной скоростью.
Требуемая окраска сигнальных огней на светофорах
осуществляется специальными цветными линзами. Сиг-
нальные показания светофоров могут подаваться одним
сигнальным цветом или сочетанием двух одновременно
горящих сигнальных огней.
В основу системы сигнализации положена двузна-
чная сигнализация. Ее выбор и применение стали воз-
можными в результате учета ряда особенностей метро-
политена, а именно: электроподвижной состав отличает-
ся небольшой массой и значительным коэффициентом
замедления при торможении, что позволяет иметь срав-
нительно небольшие длины тормозных путей; сравни-
тельно невысокая максимальная скорость движения
(для различных типов вагонов 70 — 90 км/ч); обеспече-
ние хорошей видимости сигнальных показаний в тонне-
лях. На участках, не имеющих кривых и уклонов,
сигналы воспринимаются на расстоянии нескольких
блок-участков; поезда, следующие друг за другом, могут
разграничиваться сравнительно небольшим интервалом,
с соблюдением необходимых условий по обеспечению
безопасности движения.
Совокупность указанных факторов позволила исполь-
зовать для регулирования движения поездов двузначную
систему сигнализации с двумя основными сигнальными
показаниями на светофорах: красного и зеленого.
В случае если на светофоре горит зеленый огонь, ма-
шинист ведет поезд с заданной скоростью. При наличии
на светофоре красного огня машинист принимает меры
для остановки поезда перед этим светофором. Причем
торможение поезда может быть начато после проследо-
вания зеленого огня на светофоре, предшествующем
светофору с красным огнем, поскольку длина блок-уча-
стка соответствует тормозному пути служебного тормо-
жения. Начало торможения поезда перед каждым свето-
фором с запрещающим сигналом машинист определяет,
учитывая некоторые факторы скорости движущегося по-
езда, профиля пути, загруженности поезда и его дина-
мических характеристик, фактической длины блок-уча-
стка.
Если светофор находится на участке пути с кривой
малого радиуса или путь перед светофором имеет про-
филь в виде ломаной кривой и по этой причине не обес-
печивается видимость сигнала на расстоянии тормозного
16 1*
Рис. 1.6. Установка предупредительно-
го светофора при .недостаточной види-
мости основного сигнала
пути служебного торможения, то на предыдущем свето-
форе предусматривают третье сигнальное показание —
желтый огонь, предупреждающий, что па следующем
светофоре горит красный огонь. Движение поезда на
желтый огонь светофора происходит с установленной
скоростью и после его проследования осуществляется
торможение поезда для остановки у следующего свето-
фора, на котором горит красный огонь (рис. 1.6).
Если по какой-либо причине длина блок-участка за
светофором с желтым огнем оказывается менее тормоз-
ного пути служебного торможения, то на светофоре,
предшествующем светофору с желтым огнем, преду-
сматривают четвертое сигнальное показание-—одновре-
менно горящие желтый и зеленый огни. Движение поез-
да на одновременно горящие желтый и зеленый огни
происходит с установленной скоростью. После просле-
дования этого светофора скорость снижают для обес-
печения остановки поезда перед светофором с красным
огнем (рис. 1.7).
На наземных участках применяют трехзначную сиг-
нализацию с добавлением на светофорах к красному и
Рис. 1.7. Установка четырехзначного светофора
на перегоне
2-1064
зеленому огням третьего показания — желтого огня. Это
позволяет при неблагоприятных погодных условиях и
ухудшении видимости показания светофоров заблаго-
временно предупредить машиниста о возможном нали-
чии запрещающего сигнала.
В зоне подхода к станциям по условиям пропускной
способности на светофорах используют четырехзначную
сигнализацию: красный, желтый, одновременно горящие
желтый и зеленый и зеленый огни. В этом случае сиг-
нальные показания имеют скоростное значение, так как
блок-участки и защитные участки могут иметь мини-
мально допустимые длины и быть рассчитаны соответст-
венно на скорости 35 и 60 км/ч. Поэтому светофорная
сигнализация на подходах к станциям предусматривает
следующие скорости движения: зеленый огонь разреша-
ет движение с установленной скоростью, но не выше
60 км/ч; желтый и зеленый одновременно горящие огни
разрешают движение с установленной скоростью, по не
выше 55 км/ч; желтый огонь разрешает движение и тре-
бует уменьшения скорости до 35 км/ч; красный огонь
требует остановки.
Для регулирования движения на линиях, оборудо-
ванных устройствами АЛС— АРС, имеются четыре сту-
пени допустимой скорости движения: 40, 60, 75 и
90 км/ч — при эксплуатации вагонов серии 81-717 (714),
и 40, 60, 70, 80 км/ч — для вагонов серии Е всех моди-
фикаций. При передаче сигналов на локомотив каждая
рельсовая цепь по мере удаления от нее проследовавше-
го поезда кодируется сигнальными токами различной ча-
стоты, определяющих ступень допустимой скорости. Ма-
шинист поезда руководствуется сигнальными показания-
ми АЛС на пульте, выполненными черными цифрами
(40, 60, 80) на молочно-белом фоне светящегося прямо-
угольника (см. рис. 1.5). В случае превышения скорости
движения устройства АЛС — АРС автоматически отклю-
чают режим «Ход» и включают тормозные средства для
приведения фактической скорости в соответствие с до-
пустимой. Сигнальные показания «0» (допустимая ско-
рость 0 км/ч) или «ОЧ» (отсутствие частоты) требуют
остановки поезда.
Правилами технической эксплуатации метрополите-
нов допускается движение поездов по некодируемым
участкам со скоростью не выше 20 км/ч при нажатой
18
кнопке бдительности. При движении поезда по устрой-
ствам АЛС—АРС разрешающие показания путевых
светофоров имеют общее значение «Разрешается дви-
жение со скоростью не более допустимой сигнальным по-
казанием АЛС на пульте в кабине управления электро-
поездом». Красный огонь на светофоре является сигна-
лом «Остановка».
В связи с эксплуатацией на ряде линий автоблоки-
ровки совместно с устройствами АЛС — АРС па свето-
форах введено дополнительное показание: красный и
желтый одновременно горящие огни. Этот сигнал пред-
ложили в связи с необходимостью кодирования станци-
онных рельсовых цепей для приема поезда на станцию,
не ожидая открытия выходного сигнала, чтобы не сни-
жать пропускную способность. Так как в этом случае
остановка поезда перед красным огнем светофора уст-
ройствами АЛС — АРС не обеспечивалась, то была
предусмотрена смена красного огня красным и желтым
одновременно горящими огнями после освобождения за
выходным светофором участка пути, соответствующего
тормозному пути при скорости 40 км/ч. Этот сигнал
включается на всех перегонных светофорах при полном
или частичном освобождении блок-участка за ними и
при закрытом автостопе.
Поэтому для поездов, не оборудованных устройства-
ми АЛС — АРС, одновременно горящие красный и жел-
тый огни означают сигнал «Остановка». Поезда, осна-
щенные устройствами АЛС—АРС, также должны быть
остановлены перед этим сигналом, чтобы не вызывать
экстренного торможения в результате взаимодействия
поездного и путевого автостопов. Вместе с тем таким
поездам допускается проследование красного и желтого
одновременно горящих огней в режиме торможения.
1.5. Требования, предъявляемые к автоблокировке
Автоблокировка метрополитена построена на основе
требований Правил технической эксплуатации метро-
политенов, которыми определяются основные принципы
интервального регулирования движения и обеспечения
его безопасности. Согласно этим требованиям устрой-
ства автоблокировки не должны допускать открытия
2* 19
Рис. 1.8. Показания светофоров в зависимости от положения по-
езда на пути
светофоров до освобождения ограждаемых ими участ-
ков пути. Запрещающее показание светофора (входно-
го, выходного и проходного), закрывшегося после про-
хода поезда, может смениться на разрешающее только
после того, когда освободится блок-участок за этим
светофором и защитный участок за следующим свето-
фором, который переключился на красный огонь, а
его автостоп принял заграждающее положение. До сме-
ны показания светофора с запрещающего на разреша-
ющее его автостоп должен переключиться в'разрешаю-
щее положение.
Необходимо, чтобы все светофоры и их автостопы
автоматически закрывались при входе поезда на огра-
ждаемые ими участки пути, а также в случае наруше-
ния целости рельсовых цепей этих участков.
Если путь свободен (рис. 1.8,д), то на светофорах 5,
7 п 9 горят разрешающие огни и их автостопы открыты.
В случае занятия поездом путевого участка 3 (рис.
1.8,6) на светофоре 5 включается запрещающий огонь
и автостоп переключается в закрытое положение. При
дальнейшем следовании поезда и занятии им путевого
участка 5 (рис. 1.8, в) на светофоре 7 также включает-
ся запрещающий огонь и автостоп переходит в закрытое
положение, а на светофоре 5 горит запрещающий огонь.
Поезд, находящийся на путевом участке 5, ограждается
запрещающим сигналом светофора 5 и его закрытым
20
автостопом, расположенным на расстоянии не менее
тормозного пути экстренного торможения. Безопасность
поезда, находящегося на участке 5, будет обеспечи-
ваться закрытым автостопом светофора 5 даже в том
случае, если следующий поезд проследует запрещаю-
щий сигнал светофора 5. Этот поезд будет заторможен
автостопом и остановлен в пределах защитного участ-
ка (путевого участка 3). Таким образом, когда на уча-
сток пути, ограждаемый светофором, вступает поезд,
на светофоре включается сигнал, запрещающий дви-
жение, и автостоп переходит в закрытое положение.
Запрещающий сигнал включается также и в случае
нарушения целости рельсовых цепей на путевых участ-
ках, ограждаемых светофором.
Разрешающий сигнал на светофоре восстанавлива-
ется после проверки следующих зависимостей: освобо-
ждения участков пути, ограждаемых светофором, т. е.
блок-участка за данным светофором и защитного участ-
ка за следующим светофором; включения на следую-
щем светофоре запрещающего сигнала и перехода ав-
тостопа в закрытое положение; открытия собственного
автостопа (рис. 1.8, г). Таким образом, указанные за-
висимости контролируют свободность блок-участка для
движения и ограждения проследовавшего поезда за-
прещающим сигналом и закрытым автостопом.
1.6. Пропускная способность линии,
оборудованной автоблокировкой
Пропускная способность оценивается числом поездов,
которые можно пропустить по участку пути в течение
1 ч. Во время движения поезда могут сближаться на
предельно допустимое расстояние. Это расстояние за-
висит от расстановки светофоров, выполняемой с уче-
том характеристики подвижного состава, плана и про-
филя пути. Разграничивающее расстояние образует
интервал между поездами, которым и определяется
пропускная способность.
Сближение поездов для определения разграничива-
ющего расстояния между ними (рис. 1.9, а). Поезд П2
находится на расстоянии одного блок-участка и защит-
ного участка от поезда П1. Поезд П2 движется на раз-
21
Рис. 1.9. Разграничение поездов при следовании их по перегону:
а — минимально допустимое сближение ио условиям безопасности дви-
жения; б — минимально допустимое сближение при нормальном движе-
нии; в — время, составляющее межпоездной интервал
решающее показание светофора 7. После светофора 7
машинист должен приступить к торможению для того,
чтобы остановить поезд П2 перед светофором 9, на ко-
тором горит красный огонь. Дальнейшее движение по-
езда П2 станет возможным только после смены на све-
тофоре 9 запрещающего показания на разрешающее,
которая произойдет при удалении поезда П1 от свето-
фора 9 на расстояние одного блок-участка и защитно-
го участка. Если два поезда при движении будут раз-
граничены только одним блок-участком и защитным
участком, то второй поезд будет следовать на запреща-
ющее показание каждого светофора и останавливаться
перед ним в ожидании смены запрещающего сигналь-
ного показания на разрешающее. Такое разграничение
не позволяет осуществлять непрерывное движение без
подтормаживаний, и оно не сможет быть предусмотре-
но в графике движения.
Разграничение поездов двумя блок-участками и од-
ним защитным участком (рис. 1.9, б). На светофорах
5 и 7 включены зеленые огни, а на светофоре 9 — крас-
ный. Такое поездное положение соответствует моменту
включения на светофоре 7 зеленого огня; поезд П1 ос-
вободил защитный участок за светофором 9 и просле-
довал дальше ид расстояние /сп (путь, проходимый за
22
время срабатывания приборов). После освобождения
защитного участка за светофором 9 создается условие
для смены на светофоре 7 запрещающего сигнала на
разрешающий, а путь /Сп поезд П1 проходит за время
срабатывания автостопа светофора 7 на открытие.
Время tcn, в течение которого поезд проходит расстоя-
ние 1СП, принимают в расчетах равным 3 с. Поезд П2
находится от светофора 5 на расстоянии 1В (пути, про-
ходимого поездом за время восприятия сигнала маши-
нистом). К моменту приближения поезда П2 перед све-
тофором 5 на расстояние /в на светофоре 7 должен по-
явиться разрешающий сигнал. В таком случае машинист
поезда П2, находящегося от светофора 7 на расстоянии
4+/бу, должен увидеть на нем разрешающий сигнал
и принять решение о режиме ведения поезда по блок-
участку, расположенному за светофором 5. Время tB,
в течение которого поезд проходит расстояние 1В, на-
зывают временем восприятия сигнала машинистом и
принимают равным 2 с. При указанном разграничении
поезд П2 после проследования светофора 5 будет про-
должать движение с установленной скоростью, так как
впереди расположенный светофор 7 имеет разрешаю-
щее показание. За время следования поезда П2 по
блок-участку перед светофором 7 поезд П1 также про-
следует расстояние, равное длине блок-участка, и соз-
даст условие для смены на светофоре 9 запрещающего
сигнального показания на разрешающее.
К моменту подхода поезда П2 к светофору 7 на рас-
стояние /в на светофоре 9 должен включиться разреша-
ющий огонь. Таким образом, поезд П2 будет следовать
без торможения, реализуя режим, установленный
графиком движения. -Следовательно, предельное сбли-
жение поездов при безостановочном движении на пе-
регоне допустимо на расстояние не менее двух блок-
участков и защитного участка. Длину предельно допу-
стимого сближения попутно следующих поездов на
перегоне определяют по формуле:
Ч -1В + 2'6у Н- 'Зу + lQn, (Ы)
где /в — путь, проходимый поездом за время восприятия сигнала ма-
шинистом, м;
fey — длина блок-участка, м;
/зу — длина защитного участка, м;
fen — путь, проходимый поездом за время срабатывания приборов м.
23
Т аблица 1.1
Длина расчетного тормозного пути при экстренном
пневматическом торможении, м
Скорость в начале
торможения, км/ч
мень- онов Б, £ « Я 05 « О <s Подъем, •/,, Я} X Спуск, / (И
s S 5 о 54 4) _д Н Р « и я аз о/ SS 60 50 40 30 20 ю В о 10 20 30 40 50 60
и a аз s я s С
90 200 205 210 220 245 265 295 320 360 405 450 465 530
— 85 180 185 190 200 220 235 265 280 315 355 395 420 475
75 80 160 165 170 180 195 205 220 245 275 310 345 375 425
70 75 140 145 150 160 170 180 190 215 240 270 305 330 375
65 70 120 125 130 140 145 155 165 185 210 235 265 290 330
60 65 100 105 ПО 120 125 135 145 160 180 205 230 255 285
55 60 92 93 95 100 110 115 125 135 155 175 195 220 245
50 55 75 78 80 85 95 100 105 115 130 150 170 185 205
45 50 62 63 65 70 80 85 90 95 110 125 140 155 170
40 45 52 53 55 60 65 70 75 80 90 100 115 130 145
35 40 41 53 45 48 50 55 60 65 72 80 95 100 110
30 35 35 36 37 38 40 45 50 53 58 65 75 80 85
25 30 27 28 29 30 31 35 40 42 45 50 55 60 65
20 25 19 20 21 22 23 27 30 32 34 37 40 45 50
15 20 15 16 17 17 18 20 22 23 25 27 30 32 35
10 15 10 И 13 13 14 14 15 16 17 18 20 22 23
— 10 6 6 10 11 И 12 12 13 14 15 16 18 19
Длину блок-участка /бу принимают равной тормоз-
ному пути служебного торможения:
'бу ='сд.т = М5'эк.т, (1.2)
где 1,15 — эмпирический коэффициент;
/эк.т — длина пути служебного и экстренного торможений, м.
Длина тормозных путей экстренного торможения для
различных типов вагонов с учетом скорости движения
и профиля пути приведена в табл. 1.1.
В случае когда защитный участок не выделяется в
самостоятельную изолированную секцию в пределах
длины блок-участка, уравнение (1.1) можно записать
£п₽ = *в + З'бу +'сп. (1-3)
Для определения интервала во времени, в течение
которого поезд П2 проследует разграничивающий уча-
сток и займет местоположение поезда П1, необходимо
учитывать и длину поезда.
24
Интервал между not ср,
Г = (£пр (1-4)
где 1п — длина поезда, м;
Vcp — средняя скорость поезда, м/с.
Чтобы обеспечить выполнение графика с учетом воз-
можных отклонений в режиме движения, вызванных
различием в характеристиках подвижного состава, ко-
лебаний напряжения в контактной сети и других фак-
торов, к расчетному интервалу прибавляется запас вре-
мени (факультатив), равный не менее 15 с при движе-
нии поезда на . ‘не и не менее 4 с на участке
подхода к станции, „ •'внение (1.5) можно записать
как
“ (''пр + Wcp Мез. (1-5)
По уравнениям (1.1) и (1.5) можно определить ин-
тервал, при котором светофор на перегоне обеспечит
безостановочное движение поездов.
Пропускная способность
Я = 3600/Г, (1.6)
где 3600 — время 1 ч, с;
Т — интервал между поездами, с.
Пример. Рассмотрим интервал для движения, который будет
обеспечивать светофор на перегон^. За исходные данные примем:
поезд семивагонный из вагонов типа Е; максимальная скорость
движения 80 км/ч; путь расположен на площадке (уклон равен
нулю). Тормозной путь для вагонов типа Е на площадке при ско-
рости 80 км/ч (табл. 1.1) составляет 220 м. Подставив значения
исходных данных в (1.5), определим предельно допустимое рассто-
яние между двумя поездами:
£пр — 2-22,22 + 3-1,15-220 + 3-22,22 = 870 м.
Интервал между поездами определим по (1.5)
Т = (870 + 140)/22,22 + 15 = 61 с.
Пропускная способность при этом интервале
N = 3600/61 = 59 поездов/ч.
При скорости 75 км/ч:
Т = (870 + 140)/19,44 + 15 = 67 с;
N = 3600/67 = 54 поезда/ч;
25
при скорости 65 км/ч:
Т = (840 4- 140)/18,09 + 15 = 71 с;
N = 3600/71 51 поезд/ч.
Из рассмотренных примеров видно, что пропускная способность
перегона, оборудованного автоблокировкой, достаточно высокая
и зависит от реализуемой скорости движения.
Однако пропускная способность линии определяется
по критическому участку — зоне станции, где интервал
между поездами увеличивается за счет остановки по-
ездов для посадки и высадки пассажиров.
При нахождении поезда на станционном пути
(рис. 1.10, а) он огражден красными огнями светофо-
ра 5 и 7 и их закрытыми автостопами, на светофоре 9
горит зеленый огонь. При занятом станционном пути
следующий поезд может двигаться на участке подхода
к станции только до светофора 9, затем поезд должен
тормозить и остановиться перед светофором 7, на ко-
тором горит красный огонь. Для того чтобы движение
могло осуществляться без остановок перед входными
светофорами (в данном случае 7 и 5), между поезда-
ми устанавливают интервал, необходимый первому по-
езду на высадку и посадку пассажиров на станции и
освобождение станционного пути, а второму поезду сле-
довать к станции на разрешающее показание входных
светофоров.
Для определения минимального интервала, при ко-
тором будет выполнено безостановочное движение на
подходе к станции, проанализируем предельно допу-
стимое сближение двух поездов в зоне станции. На пе-
регоне безостановочное движение поезда возможно
при свободности двух блок-участков и одного защитно-
го участка. При движении по разрешающему показа-
нию светофора 7 (рис. 1.10, б) поезд П2 находится
перед светофором 9 на расстоянии 1В. Поезд П1 осво-
бодил защитный участок за светофором 3 и продвинул-
ся дальше на расстояние 1СП, что соответствует момен-
ту смены на светофоре 7 запрещающего показания на
разрешающее. Таким образом, движение поезда П2 по
блок-участку перед светофором 7 может происходить
также безостановочно.
Межпоездной интервал в зоне станции, при котором
26
будет обеспечиваться безостановочное движение поез-
да по светофору, установленному на подходе к станции,
будет определяться временем, в течение которого поезд
П2 проследует участок, разграничивающий два поезда,
и займет положение поезда П1:
+ *х + *т + *ст + ^ух + ^сп + ^рез, U-?)-
где tB— время, отводимое машинисту для восприятия сиг-
нала;
= Лприбл/^ср — время хода поезда по участку приближения до на-
чала торможения при остановке на станции, с; дли-
ну участка приближения 7-прибл определяют для каж-
дого случая в зависимости от светофора, для кото-
рого рассчитывают интервал безостановочного дви-
жения. Момент начала торможения [точку Т на
кривой скорости /(S)] определяют также расчетом
с учетом режима движения на подходе к станции.
В нашем случае начало торможения условно принято
у светофора 5;
tT — время торможения при остановке на станции, равное
19—21 с (определяют также расчетом для условий
конкретной станции);
tст — время стоянки поезда на станции, равное 20—45 с
в зависимости от пассажиропотока на станции;
Тух — время ухода, т. е. время с момента трогания поезда
при отправлении со станции до освобождения за-
щитного участка впереди стояшего светофора по от-
ношению к светофору, для которого рассчитывают
интервал безостановочного движения;
ТСп — время срабатывания прибора, равное 3 с;
Трез — запас времени горения разрешающего огня свето-
фора для реализации заданного графика движения
поездов.
Пример. Определим интервал при безостановочном движении
по светофору 7. Состав семивагоиный типа Е; максимальная ско-
рость движения 80 км/ч; скорость движения на подходе 60 км/ч;
путь расположен на площадке (уклон i=0); стоянка поезда на
станции /От = 30 с; время торможения и время ухода /т = /ух =
= 19 Qi время срабатывания приборов /Сп=3 с; время резерва
/рез=4 с. Блок-участки в зоне подхода к станции можно было бы
рассчитывать на длину служебного торможения при заданной ско-
рости движения 60 км/ч. Однако при двузначной сигнализации
блок-участок является одновременно полным защитным участком
и его длину следует рассчитывать на экстренное торможение при
максимальной скорости движения. Для принятых исходных данных
по табл. 1.1 определим длину блок-участка /сУ = 220 м.
Длина участка приближения в данном случае будет составлена
из длин двух блок-участков, которые должен проследовать поезд
перед занятием станционного пути.
27
Lcn Lrt,
I Станция ।
Рис. 1.10. Разграничение поездов ла подходе к станции при дву-
значной сигнализации
5 .,j.hg
w
Подставив в уравнение (1.7) исходные данные, получим
Т = 2 + (2-220)/16,6 + 19 + 30 + 19 + 3 + 4 = 104 с.
Пропускная способность
N = 3600/104 = 34 поезда/ч.
Определим интервал при движении поезда по све-
тофору 5 (рис. 1.10, в). Так как участок приближения
перед поездом П2 состоит из одного блок-участка, со-
кратится и время хода G- Поезд П1 находится на рас-
стоянии /сп от защитного участка за выходным свето-
фором. Составляющая интервала увеличивается на
время хода поезда по защитному участку длиной 60 м
за выходным светофором. Средняя скорость движения
на этом участке 50 км/ч.
Подставив исходные данные в (1.7), получим значение интер-
вала при движении по светофору 5
Т = 2 + 220/16,6 + 19 + 30+19 + 60/13,9 + 3 + 4 - 95 с.
Пропускная способность по светофору 5
N = 3600/95 = 38 поездов/ч.
28
Пропускную способность станции определяют по
критическому участку. В данном случае таким участ-
ком является движение по светофору 7. Следовательно,
пропускная способность станции составит 34 поезда/ч.
Из рассмотренных примеров следует, что при дву-
значной сигнализации пропускная способность станции
значительно ниже пропускной способности перегонов.
Поэтому практически реализуемая пропускная способ-
ность на линии будет определяться возможностями
пропускной способности станций.
Пропускную способность увеличивают за счет умень-
шения межпоездного интервала. Для этого на подходе
к станции сокращают длины блок-участков и применя-
ют четырехзначную светофорную сигнализацию
(рис: 1.11). Длина блок-участков равна 62,5 м, что со-
ответствует тормозному пути служебного торможения
при скорости 35 км/ч. Длина защитных участков рав-
на 125 м, что соответствует длине тормозного пути
экстренного торможения при скорости 60 км/ч для
электроподвижиого состава из вагонов типа Е и их
модификаций. Станционный путь разделен на три рель-
совые' цепи, что ускоряет открытие входных светофоров
по мерс освобождения каждой из них поездом, уходя-
щим со станции. Сигнальные показания на светофорах
имеют скоростные значения. Поезд, находящийся на
станции, огражден красным огнем светофора 9 и его за-
крытым автостопом, расположенными на расстоянии
защитного участка. На светофоре 11 горит желтый
огонь. Скорость поезда в момент проследования этого
светофора должна быть не более 35 км/ч для того, что-
бы остановиться у светофора 9, на котором горит крас-
ный огонь. У светофора 13, на котором горят одновре-
менно желтый и зеленый огни, скорость поезда не дол-
жна быть более 55 км/ч, чтобы при движении по блок-
участку к светофору 11 она могла быть снижена
до 35 км/ч. К светофору 15, на котором горит зеле-
ный огонь, поезд подходит со скоростью не более
60 км/ч в соответствии с длинами защитных уча-
стков.
Для того чтобы движение поездов на участке при-
ближения к станции было безостановочным, необходи-
мо создать такой интервал между поездами, при кото-
ром отправившийся со станции поезд должен освобо-
29
дить часть станционного пути, в результате чего поме-
няются показания на входных светофорах. Тогда сле-
дующий поезд подойдет к станции с установленной
скоростью.
Поезд П1, отправившись со станции (рис. 1.12),
освободил защитный участок светофора 7 (рельсовые
цепи //, 9), и на светофоре 9 красный огонь сменился
на желтый; на светофоре 11 желтый огонь сменился на
желтый и зеленый одновременно горящие огни; на све-
тофоре 13 одновременно горящие желтый и зеленый
огни сменились на зеленый. Следовательно, если к
моменту приближения поезда 172 к светофору 15 на
расстояние 1В машинист увидит на светофоре' 13 зеле-
ный огонь, то он сможет вести поезд с установленной
скоростью (не превышая 60 км/ч). При указанном
разграничении поезда будут двигаться на зеленый
огонь светофоров. Если установить скорость не выше
55 км/ч, то сближение поездов в таком случае можно
сократить на один блок-участок, и поезда будут дви-
гаться под зеленый огонь светофора, т. е. машинист
будет вести поезд на желтый и зеленый одновременно
горящие огни светофора, а в момент приближения к
светофору на расстояние 1В на нем загорится зеленый
огонь.
По (1.7) определим интервал, при котором светофоры не
будут ограничивать скорость, установленную для движения на
участке приближения к станции. Для всех светофоров /в = 2 с;
/т = 19 с; /вт==30 с; /сп:=3 с; /рез==4 с.
Время хода поезда на участке приближения tx и ухода со
станции /ух рассчитывают при определении интервала каждого све-
тофора.
Скорость движения равна 55 км/ч (15,3 м/с). При расчете ин-
тервала светофора 13 tx будет определять время хода поезда от
светофора 15 до светофора 5 (на длине пяти блок-участков):
^“^6y/vcp = (5-62,5)/15,3 =20,4 с.
Время с момента трогания поезда при отправлении со станции
до освобождения защитного участка светофора 7
i = /25/а = 9 с,
где S — участок ставционного пути, ограждаемый светофором, м;
а — ускорение поезда, м/с2.
Подставив найденные значения, получим интервал светофора 13
Т = 2 + 20,4 -1- 19 + 30 + 9 + 3 + 4 = 87,4 с.
30
I । । I i ij " Станция i ।
Ш I ff ! Па L 15 1 13 I tt I gt~~ n7 V15 I 5a 3
^Lz £7 £7 p ]_j pi । £z ।
5|-ШЭ7|-ЯЮ©51-ЯЮ| I 51-ЖЗ !
I | । i । I । i ЗУсбетофороЗ
! । । ! j I ЗУ светофора 51 ПУ светофора 5|
| I । । । ЗЯс6етофоро71 W сбетофоро 7
I I j |_ ЗУ светофора 3 l'o9 светофора 9
। । । с 39 светофора И j 09 светофора Ц
I । 39светофора 13 09 светофора 13
!,г ЗУ светофора 15 [09 светоф]орд 15
Рис. 1.11. Расположение светофоров и их значность при четырех-
значной сигнализации на подходе к станции
15 |-ДЯ@ /ЛЧЗЯ® 1/Р-£Ж( 5H-CW. 71—ЖЭ© 5НЖЭ 1-ЯС
Рис. 1.12. Поездное положение и интервал для безостановочного
движения по светофору 13
ГГе
____________1-пр_
1х
ТЕП'7-
’7а ,5 I- ,J Зг
-*
«!^Ж© 5НЖ 7НОЯЙ 5НЯО
(ух_
I । Станция ।
l g h
р
Рис. 1.13. К расчету интервала безостановочного движения по
светофору 11
ух
IS
Станция |
н«с©
KWQ '
Рис. 1.14. К расчету интервала безостановочного движения по све-
тофору 9
31
Интервал для движения по светофору 11 будет определяться
поездным положением, показанным на рис. 1.13; составит время
хода поезда от светофора 13 до светофора 5 (па длине четырех
блок-участков): /х=4/ву /vcP= (4-62,5)/15,3= 16,3 с; ?ух=15 с —
время с момента трогания поезда при отправлении со станции до
освобождения защитного участка светофора 5, тогда
Т = 2 + 16,3 + 19 + 30 + 15 + 3 + 4 =89,3 с.
Интервал для движения по светофору 9 будет определяться
поездным положением, показанным на рис. 1.14; составит время
хода поезда от светофора 5 (на длине трех блок-участков): /х =
= 3 1бу/пср= (3-62,5)/15,3= 12,2 с; ^х = 23,35 с — время с момен-
та трогания поезда при отправлении со станции до освобождения
защитного участка выходного светофора 3, тогда
7’ --- 2+ 12,3 + 19 + 30 + 23,35 + 3 + 4 = 94 с.
При расчете интервала светофоров 9, 7 и 5 время
/ух принято одинаковым, так как зеленый огонь на све-
тофорах 9 и 7 включается одновременно при смене на
светофоре 5 красного огня на зеленый. Светофор 5
двузначный, а светофор 7 трехзначный.
Как следует из расчетов, для безостановочного дви-
жения па участке приближения к станции наименьший
интервал должен составить 94 с по светофору 9, имею-
щему наибольший интервал. Таким образом, пропуск-
ная способность станции при четырехзначной сигнали-
зации
N = 3600/94 =- 38 поездов/ч.
Если на участке приближения к станции скорость
движения принять 50 км/ч и рассчитать интервал для
«критического» участка по светофору 9, то полу-
чим
Т =2 + (2-62,5)/13,88 + 19 + 30 + 19 + 4,35 + 3 + 4 = 90 с.
В этом случае поезда будут двигаться на желтый и
зеленый одновременно горящие огни светофоров, а при
приближении на расстояние /в они сменятся на зеленый.
Пропускная способность при этом
N = 3600/90 = 40 поездов/ч.
Интервал между поездами зависит и от профиля
пути. Если путь на подходе к станции имеет спуск, то
длины блок-участков и защитных участков, рассчиты-
32 2*
ваемые на скорости движения 35 и 60 км/ч, будут уве-
личиваться, что увеличит интервал и уменьшит про-
пускную способность станции.
Рациональный режим движения с применением оп-
тимальной скорости, при которой наилучшим образом
используется подвижной состав, экономится электро-
энергия и достигается требуемая пропускная способ-
ность, определяют на основе тяговых расчетов при рас-
становке светофоров на подходе к станции.
1.7. Способы увеличения пропускной способности
В зоне станции увеличивается межпоездной интервал и
пропускная способность линии оценивается по про-
пускной способности станции. Повышение пропускной
способности достигается проведением целого ряда тех-
нических решений.
Длину защитных участков за светофорами на под-
ходе к станции допускается выбирать не менее расчет-
ного тормозного пути при экстренном торможении и
скорости движения не менее 60 км/ч, а длину блок-уча-
стков равными тормозному пути со скоростью движе-
ния поездов не менее 35 км/ч. На предшествующих
светофорах должны быть установлены соответственно
по ходу поезда желтый и зеленый одновременно горя-
щие и желтый огни. В период разработки автоблоки-
ровки с четырехзначной сигнализацией подвижной со-
став на линиях метрополитенов эксплуатировался ти-
пов Г и Д, тормозной путь экстренного торможения для
которых на площадке был 145 м. Приняли решение ус-
тановить длину блок-участков на площадке равной
62,5 м. Защитный участок, составленный двумя блок-
участками, был равен по длине 125 м (на площадке).
Не достающие до нормы 20 м дополнили выносом ав-
тостопа навстречу движению на 20 м (рис. 1.15). Та-
ким образом, защитный участок начинался на рас-
стоянии 20 м перед светофором и стал равным 145 м.
При движении поезда на закрытый сигнал автостоп
оказывал воздействие на тормозные устройства поезда
в 20 м от светофора, обеспечивая торможение поезда
на полной длине защитного участка. Таким образом,
применение четырехзначной сигнализации в совокуп-
3-1064
33
Рис. 1.15. Схема, поясняющая ускорение открытия сигналов выно-
сом автостопа и устройством контроля скорости
ности с выносом автостопа от светофора на 20 м
позволяет увеличить пропускную способность стан-
ции.
Тормозные пути экстренного торможения вагонов
типа Е и его модификаций при скорости движения со-
ставляют 125 м. Однако вынос автостопа можно при-
менять при расстановке сигналов автоблокировки с
учетом конкретных условий станции.
Ускорение открытия сигналов. Одним из элементов,
составляющих межпоездной интервал при автоблоки-
ровке, является время срабатывания приборов ten, КО-
торое определяется временем срабатывания автостопа
и принимается равным 3 с. Установлено, что в течение
1 с с начала работы автостопа на открытие ударный
рычаг выходит из заграждающего положения настоль-
ко, что не может взаимодействовать со скобой срывно-
го клапана поездного автостопа. Благодаря этому ста-
ло возможным включать на светофорах разрешающий
сигнал до окончания работы автостопа, учитывая, что
его начавшееся срабатывание практически не может
быть приостановлено. Для возможности ускоренного
открытия сигнала в приводе автостопа применяют ком-
мутатор измененной конструкции. Открытие сигнала в
этом случае ускоряется на 2 с. Автостопы с ускоренным
открытием сигнала устанавливают на входных и вы-
ходных светофорах, в результате чего межпоездной ин-
тервал уменьшается на 2 с.
34
Контроль скорости поездов, уходящих со станции.
Устройства контроля скорости используют также для
ускорения открытия входных сигналов. Сущность уст-
ройства контроля скорости поездов, уходящих со стан-
ции, состоит в том, что если в установленной точке пути
скорость поезда достигнет расчетного значения и в этой
точке внезапно произойдет экстренное торможение, то
поезд остановится, проследовав путь, равный по длине
тормозному пути от достигнутой скорости.
Устройства контроля скорости проверяют, что ухо-
дящий со станции поезд находится в движении и его
скорость в установленной (контрольной) точке дости-
гла расчетного значения. Следовательно, при наличии
устройств контроля скорости минимально допустимый
разграничительный участок между поездами может
быть сокращен на длину тормозного пути при расчет-
ной скорости, которая должна фиксироваться устрой-
ствами контроля скорости. Устройствами контроля ско-
рости оборудуют защитные участки в зоне станции и
входящие в зависимость входных сигналов. На защит-
ном участке точка контроля скорости выбирается с та-
ким расчетом, чтобы при начавшемся с этой точки
торможении поезд остановился, освободив полную дли-
ну защитного участка. Таким образом, фиксация рас-
четной скорости поезда в контрольной точке защитного
участка равноценна полному освобождению защитного
участка. В результате контроля скорости можно от-
крыть сигнал, не ожидая полного освобождения защит-
ного участка, и при этом не будет снижаться степень
безопасности движения.
Одним из условий для включения на светофоре 7 раз-
решающего сигнала (см. рис.. 1.15) является свобод-
ность блок-участка за светофором 7 и защитного участ-
ка за светофором 5, т. е. освобождение поездом стан-
ционного пути. Точка пересечения кривой скорости 7
для хвоста поезда, уходящего со станции, и кривой экст-
ренного торможения II (хвост остановившегося поезда
вышел за пределы защитного участка) К определяет
расчетную скорость, при которой в случае торможения
поезд остановится за пределами защитного участка.
Точка пересечения перпендикуляра, опущенного из точ-
ки К, и линии пути пг определяет на пути место кон-
троля скорости уходящего поезда.
3* 35
Если в точке т на пути скорость поезда достигнет
расчетного значения ур, то в случае экстренного тормо-
жения поезд остановится, полностью освободив защит-
ный участок. На светофоре 7 разрешающий сигнал
можно включать после освобождения части защитного
участка — отрезка 1К. Если при проследовании конт-
рольной точки скорость поезда окажется меньше рас-
четного значения Оф<оР, то устройства контроля скоро-
сти не сработают и не исключат из зависимости свето-
фора 7 отрезок защитного участка /т. Разрешающий
сигнал на светофоре 7 включается после полного осво-
бождения защитного участка за светофором 5. При
оборудовании рельсовых цепей устройствами контро-
ля скорости длина защитного участка за светофором
не сокращается, а остается в пределах расчетной дли-
ны; ускоряется только включение- разрешающего сигна-
ла на светофоре при движении поезда по защитному
участку, но при наличии гарантии, что в случае экст-
ренного торможения поезд остановится за пределами
защитного участка. Рассматриваемый защитный уча-
сток является одновременно блок-участком, состоящим
из двух отрезков: /к и 6. На первом отрезке
1К — 2 3 63---иоез^ на°иРает контролируемую ско-
рость -Пк и затрачивает на разгон до этой скорости время
V VK
t —--------£-----. Второй отрезок /т =-------------ха-
3,6 (а ±1(110) 2-3,6г (6 ± 1(110)
рактеризует минимальный путь до остановки поезда в слу-
чае внезапного экстренного торможения после достижения
скорости цк, где Ь — замедление поезда при торможе-
нии, м/с2.
Отсюда
_________У2к ЦК
+ 2-3.62(л ± z/110) + 2-3,62 (Ь ± 1/110)
Контролируемая скорость будет определяться сле-
дующим образом
Л 2(Zk + Q
’«“I/ I 1 \ ( 1
V \a±i(U0l +{^±1(1101
36
Интервал между поездами будет определяться по
формуле
Т = ** -I- +/ст + + ^рез.
Так как время tK меньше времени, затрачиваемого
на освобождение всего блок-участка tyx, интервал ме-
жду поездами сокращается и пропускная способность
увеличивается. Практически устройствами контроля
скорости оборудуют две-три точки в пределах станции,
чтобы ускорить открытие сигналов, зависящих от сто-
янки поезда на станции.
Устройствами контроля скорости оснащают также
контрольные точки на станционном пути при оборудо-
вании линии системой АЛС—АРС. В этом случае ус-
коряется подача кодовых сигналов в рельсовые цепи
на участке приближения, определяющие более высокую
ступень допустимой скорости.
1.8. Устройства автоматической локомотивной
сигнализации с автоматическим регулированием
скорости
На метрополитенах применяют систему автоматической
локомотивной сигнализации АЛС с автоматическим
регулированием скорости АРС, которая предназначена
для интервального регулирования движения поездов и
обеспечения его безопасности. Система АЛС — АРС
разработана в соответствии с требованиями метропо-
литена и обладает высокими технико-эксплуатационны-
ми характеристиками. Пропускная способность линии
метрополитена при оборудовании системой АЛС—АРС
увеличивается по сравнению с автоблокировкой на
20—25%. Повышается также и безопасность движения
поездов.
Система АЛС—АРС состоит из комплекса путевых
и поездных устройств. Путевые устройства с помощью
рельсовых цепей проверяют отсутствие препятствия
для движения и в зависимости от числа свободных
блок-участков формируют сигнал о допустимой скоро-
сти движения. Этот сигнал, преобразованный в ток раз-
личной частоты, посылают по рельсовой линии для пе-
редачи на подвижной состав. Приемные катушки поезд-
37
ных устройств индуктивно связаны с рельсовой цепью.
Поездные устройства непрерывно воспринимают сиг-
нал с пути, расшифровывают и сравнивают его с ин-
формацией о фактической скорости движения, поступа-
ющей от осевого вагонного датчика. Если фактическая
скорость не превышает допустимую, то поездные уст-
ройства не оказывают влияния на процесс управления
поездом.
В случае когда фактическая скорость превышает до-
пустимую или происходит сближение поезда с препят-
ствием, поездные устройства обеспечивают автомати-
ческое служебное торможение поезда до подной его
остановки. Автоматическое торможение поезда проис-
ходит и в том случае, когда фактическая скорость ока-
зывается выше допустимой в момент перехода поезда
с одного блок-участка на другой. Если после начавше-
гося торможения машинист подтвердит восприятие
торможения нажатием на кнопку бдительности, то
произойдет автоматический отпуск тормозов, как толь-
ко фактическая скорость снизится и не будет превы-
шать допустимую. Для обеспечения надежного тормо-
жения предусмотрен контроль эффективности действия
электрического тормоза и при его отказе автоматиче-
ское замещение электропневматическим. Эффектив-
ность действия электропневматического тормоза также
проверяется, а при его отказе вступает в действие экст-
ренный пневматический тормоз от электропневматиче-
ского клапана. Этим гарантируется высокая степень
безопасности движения.
В случае остановки поезда по сигналам АЛС—АРС
на затяжном подъеме системой предусмотрено исклю-
чение возможности скатывания поезда назад в момент
отпуска тормозов от поступающего сигнала, разреша-
ющего движение.
Система АЛС—АРС быстродействующая (рис. 1.16).
Кодовые сигналы на подвижной состав передаются по
рельсовой линии токами низкой частоты (75—275 Гц).
Путевые преобразователи и локомотивные приемники
построены на полупроводниковой элементной базе,
работающей безынерционно. Движение поезда в раци-
ональном режиме, с использованием оптимальной ско-
рости, достигается благодаря возможности автомати-
ческого регулирования скорости с учетом плана и про-
зе
Рис. 1.16. Схема, поясняющая принцип кодирования рельсовых це-
пей при системе АЛС-АРС:
П — путевое реле, контролирующее занятость нли свободность путевых
участков; Ш — шифратор — устройство, кодирующее информацию о допусти-
мой скорости движения; Г —генератор сигнальных частот: ПК — приемные
катушки
филя пути и в зависимости от сближения с препятст-
вием. Для условий метрополитенов предусмотрено пять
ступеней допустимой скорости от 0 до максимального
значения 80 (90) км/ч, реализуемой скорости электро-
подвижным составом метрополитена в зависимости от
типа вагонов. Каждой ступени допустимой скорости
соответствует определенное значение сигнальной часто-
ты, передаваемой по рельсовой линии:
Показания допустимых скоростей на
пульте управления машиниста, км/ч 80(90) 70(75) 60 40 0
Сигнальная частота, передаваемая по
рельсовой линии, Гц............ 75 125 175 225 275
Сигнал о допустимой скорости движения воспроиз-
водится в виде цифровой индикации на локомотивном
указателе в кабине машиниста. Во время движения
сигнальные показания о допустимой скорости меняют-
ся на большее или меньшее значение в зависимости от
изменения длины свободного пути перед движущимся
поездом.
Система АЛС—АРС обеспечивает более высокую
пропускную способность по сравнению с автоблокиров-
кой. При автоблокировке поезда разграничиваются
двумя блок-участками и одним защитным участком.
На защитном участке происходит автостопное тормо-
39
Жение поезда, если машинист не обеспечит его останов-
ку перед запрещающим показанием светофора. Авто-
стопное (экстренное) торможение включается в начале
защитного участка в месте установки путевого автосто-
па. При этом независимо от скорости торможения на
защитном участке длина его рассчитывается на тормо-
жение с максимальной скоростью движения, установ-
ленной на линии. В системе АЛС—АРС фактическая
скорость движения непрерывно сравнивается с допу-
стимой. На поезде в любой момент времени может про-
изойти автоматическое торможение в случае возникно-
вения опасности для движения: превышения допусти-
мой скорости или сближения с препятствием на рас-
стояние тормозного пути от допустимой скорости дви-
жения. Указанные достоинства системы позволяют без
ущерба для безопасности сократить разграничение ме-
жду поездами до двух блок-участков. Второй блок-уча-
сток предназначают для торможения при сближении
поездов и его длину рассчитывают с учетом допустимой
скорости движения на первом блок-участке
Длина второго блок-участка (рис. 1.17) может со-
кращаться дискретно по мере снижения ступени допу-
стимой скорости движения и быть равной тормозному
пути АЛС—АРС при наименьшей ступени допустимой
скорости (40 км/ч). Таким образом, разграничение по-
ездов при АЛС—АРС с учетом допустимой скорости
движения второго поезда позволяет предельно сокра-
тить межпоездной интервал и повысить пропускную
способность линии.
Систему АЛС—АРС можно эксплуатировать и од-
новременно с автоблокировкой. Реализуемая пропуск-
ная способность на линии в этом случае будет соответ-
ствовать расчетной пропускной способности автоблоки-
80(90)
70(75)
60
40
I4
S3-L3
S9-I2
Рис. 1.17. Ступени допустимой скорости и соответствующие
им длины тормозных путей
40
роьки. Однако наибольший эффект по пропускной спо-
собности достигается при использовании системы
АЛС—АРС в качестве основного средства сигнализа-
ции и связи с погашенными сигналами автоблокировки.
Устройствами АЛС—АРС оборудуют главные пути,
пути для оборота и отстоя подвижного состава и пути
соединительных ветвей, а также подвижной состав,
эксплуатируемый на этих линиях. При оборудовании
устройствами АЛС—АРС станций с путевым развитием,
кодирование рельсовых цепей кодовыми сигналами,
разрешающими движение, выполняется только при ус-
тановленных маршрутах.
1.9. Требования, предъявляемые
к устройствам АЛС—АРС
Устройства АЛС—АРС осуществляют интервальное
регулирование движения и обеспечивают его безопас-
ность на основе эксплуатационных требований, уста-
новленных Правилами технической эксплуатации ме-
трополитенов. В соответствии с этими требованиями
система построена непрерывно действующей, т. е. путе-
вые устройства непрерывно передают по рельсам кодо-
вые сигналы о допустимой скорости движения, а поезд-
ные устройства непрерывно принимают сигналы,
расшифровывают и реализуют содержащуюся в них
команду.
Благодаря непрерывности канала связи устройства
в любой момент времени приводятся в более запреща-
ющее состояние и обеспечивается торможение поезда
в случае возникновения ситуаций, опасных для движе-
ния. Любой перерыв в приеме кодовых сигналов на
время больше заданного равнозначен получению сиг-
нала, запрещающего движение. Это дает непрерывный
контроль исправного состояния устройств и обеспечи-
вает высокую безопасность движения. Непрерывность
передачи и приема электрических сигналов и высокое
быстродействие при их обработке позволяют быстро
получить информацию об изменении состояния пути.
Это повышает безопасность движения при внезапно
возникающих препятствиях и обеспечивает более высо-
кую пропускную способность. Вместе с тем во время
41
движения происходит кратковременный перерыв в при-
еме сигнала при проследовании изолирующих стыков
во время перехода с одной рельсовой цепи на другую,
при смене сигнальных показаний, от влияния тягового
тока. Допустимое значение этого перерыва нормирует-
ся. В системе АЛС—АРС метрополитена время на сра-
батывание аппаратуры 1,25 с.
В соответствии с эксплуатационными требованиями
устройства АЛС—АРС должны: контролировать состо-
яние пути и передавать кодовый сигнал только в том
случае, когда между препятствием и*блок-участком, по
которому разрешается движение, будет обеспечен тор-
мозной путь при фактической скорости поезда; непре-
рывно контролировать скорость поезда и автоматиче-
ски включать торможение, если фактическая ^скорость
превысит допустимую; автоматически включать тормо-
жение во всех случаях, создающих опасность для дви-
жения (перед занятым участком пути, перед участком
пути с поврежденным рельсом и т.п.); исключать сбли-
жение движущегося поезда с препятствием на рассто-
яние менее тормозного пути от фактической скорости
поезда.
Основные функциональные задачи в соответствии
с указанными требованиями выполняются путевыми и
поездными устройствами, работающими в строго уста-
новленном порядке.
Путевые устройства формируют и непрерывно пе-
редают по рельсовой линии кодовый сигнал, содержа-
щий информацию о допустимой скорости движения.
Кодовый сигнал формируется на основе информации
о состоянии пути, получаемой с помощью рельсовых
цепей. Рельсовые цепи определяют свободность или
занятость блок-участков, а также целость рельсовых
нитей. В зависимости от расстояния до препятствия,
которое определяется также рельсовыми цепями, путе-
вые устройства выбирают ступени допустимой скорости
для движения по каждому блок-участку. Необходимо,
чтобы от границы блок-участка, по которому разреша-
ется движение до препятствия, был обеспечен тормоз-
ной путь, соответствующий допустимой скорости дви-
жения. Полученная таким образом информация обоб-
щается шифратором и преобразуется в кодовый сигнал.
В качестве канала связи между путевыми и поездными
42
устройствами для передачи сигнала используют рель-
совую линию, по которой одновременно протекает сиг-
нальный ток для путевого приемника и обратный тя-
говый ток, содержащий гармонические составляющие.
Поэтому в системе предусмотрены меры для защиты от
помех. Диапазон частоты тока, который применяют для
передачи сигнала, выбирается в промежутке между гар-
моническими составляющими обратного тягового тока.
В приемной аппаратуре имеется устройство для от-
фильтровывания полезного сигнала и подавления помех.
Локомотивные устройства должны обеспечивать
непрерывный прием кодовых сигналов, их обработку и
реализацию содержащегося в нем приказа. Во время
движения скорость поезда непрерывно изменяется и
сравнивается с допустимой. Если фактическая скорость
поезда не превышает допустимую, поездные устройст-
ва не должны оказывать влияние на процесс управле-
ния поездом. Если же фактическая скорость превысит
допустимую, поездные устройства выключают двигате-
ли из тягового режима, а также включают электриче-
скую схему вагона на торможение, при котором двига-
тели переключаются в режим генератора, нагружаемо-
го на активное сопротивление.
Автоматическое торможение до полной остановки
поезда происходит и в том случае, когда прекращается
прием из рельсов кодовых сигналов или поступает
сигнал остановки.
Необходимо, чтобы в случае остановки поезда по
сигналам АЛС на затяжном подъеме и потери в это
время машинистом способности к управлению поездом
устройства АЛС—АРС исключили возможность скаты-
вания поезда назад после поступления сигнала, разре-
шающего движение. Тормоза отпускаются только в ре-
зультате действия машиниста по приведению поезда в
движение. Система оборудована устройствами для
контроля бдительности машиниста при экстремальных
условиях. Например, при наличии на локомотивном
указателе сигнала, запрещающего движение, машинист
может, подтвердив бдительность воздействием на
кнопку или педаль бдительности, вести поезд со ско-
ростью, не превышающей 20 км/ч, с готовностью немед-
ленно остановиться, если встретится препятствие. Ма-
шинист также подтверждает бдительность, когда про-
43
Исходит торможение поезда вследствие превышения
допустимой скорости. В таком случае после снижения
скорости до уровня допустимой происходит автомати-
ческая отмена торможения.
Устройства интервального регулирования, обеспечи-
вающие безопасность движения, должны обладать вы-
сокой надежностью. Для этого на метрополитенах соз-
дана система технического обслуживания устройств,
которой установлена периодичность контроля, провер-
ки и ремонта всех приборов и аппаратуры, с соблюде-
нием всех параметров в пределах установленных норм.
Электродепо и РТУ оснащают соответствующими
контрольно-измерительными устройствами и провероч-
ными стендами. При выдаче составов из депо на линию
поездные устройства проверяют на правильность функ-
ционирования и соответствия параметров аппаратуры
установленным нормам.
1.10. Пропускная способность линии,
оборудованной системой АЛС—АРС
При системе АЛС—АРС поезда, следующие друг за
другом, могут разграничиваться меньшим расстоянием,
чем при автоблокировке, так как системой не преду-
смотрено применение защитных участков. Система до-
пускает сближение поезда с препятствием на предель-
ное расстояние, равное тормозному пути от допустимой
скорости, а затем осуществляет автоматическое тормо-
жение до полной его остановки перед препятствием.
Минимальное расстояние между движущимися по-
ездами должно быть нс менее длины тормозного пути
при допустимой скорости, которая устанавливается в
соответствии с рациональным режимом движения. До-
пустимая скорость зависит от плана и профиля пути,
а также длины свободного пути для движения. В систе-
ме АЛС—АРС приняты четыре ступени допустимой
скорости: 40, 60, 70 и 80 км/ч для электроподвижного
состава из вагонов типа Е и его модификаций и 40, 60,
75 и 90 км/ч — из вагонов типов 81-717, 81-714. На
рис. 1.17 графически показаны ступени допустимой
скорости и соответствующие им длины тормозных пу-
тей Si, S2, S3 и S4. Если поезд П2-будет следовать со
44
Lpacv
a)
_________Lmiri_________
$m=
БУ1 БУ2
БУЗ
5У4
5]
Рис. 1.18. Минимально допустимое разграничение попутно-
следующих поездов при системе АЛС—АРС
скоростью не свыше 40 км/ч, то он приблизится к пре-
пятствию — к поезду П1 на расстояние /ь после чего
будет автоматически заторможен. При движении поез-
да П2 со скоростью, равной от 40 до 60 км/ч, его тор-
можение произойдет на расстоянии /2 от препятствия
и т. д. Таким образом, критические расстояния l\, l2, h,
Ц будут представлять собой минимальные длины раз-
граничительного участка между поездами по условию
безопасности движения в зависимости от допустимой
скорости.
Однако сближение поезда на критическое расстоя-
ние не обеспечивает движения с установленной скоро-
стью без подтормаживаний. Для того чтобы поезда мог-
ли следовать друг за другом, реализуя заданный ре-
жим движения, между ними должен сохраняться раз-
граничительный участок, содержащий не менее двух
блок-участков (рис. 1.18, а). Необходимо, чтобы длина
каждого блок-участка была не менее расчетного тор-
мозного пути при допустимой скорости движения. При
этом первый блок-участок должен кодироваться сиг-
нальным током с частотой, разрешающей движение с
установленной скоростью, а второй блок-участок — сиг-
нальным током с частотой, обеспечивающей торможе-
ние поезда в случае сближения его с препятствием. Ес-
ли допустить, что оба поезда движутся с одинаковой
скоростью, то за время проследования поездом П2 пер-
вой половины разграничительного участка длиной 1Т
(блок-участок БУГ) поезд П1 проследует также путь
длиной /т (блок-участок БУЗ) и создаст условие для
кодирования блок-участка БУ2 сигнальным током с
45
частотой, разрешающей движение (рис. 1.18, б). Блок-
участок БУЗ, пройденный поездом П1, будет предна-
значен для торможения поезда П2 в случае сближения
его с препятствием. Таким образом, расстояние между
поездами при их движении будет сохраняться равным
двум блок-участкам. Однако кодирование блок-участка
БУ2 начнется в момент, когда поезд П1, освободив
блок-участок БУЗ, проследует путь 1са за время сраба-
тывания приборов путевых устройств. Минимально до-
пустимое расстояние, разграничивающее два поезда,
будет определяться уравнением
S.3r₽=2'6y + 'cn, (1-8)
где /бу — блок-участок, равный длине тормозного пути АЛС—АРС
при допустимой скорости, м;
/сп — путь, проходимый поездом за время срабатывания при-
боров, м.
Так как длина блок-участка /бу должна быть равна
или больше длины тормозного пути АЛС—АРС
Stapc, то уравнение (1.8) примет следующий вид:
^разгр ~ 2$тЛРС + ^сп. (1-9)
Для расчета пропускной способности следует опре-
делить межпоездной интервал, т. е. время, в течение ко-
торого второй поезд проследует -расстояние, разграни-
чивающее два поезда, и займет положение первого по-
езда. При определении межпоездного интервала рас-
четную длину будет составлять минимально допусти-
мое расстояние между поездами и длина поезда:
^расч ~'’тАРС Т- ^Сп + ^п. (1>10)
В реальных условиях могут возникать факторы,
оказывающие влияние на точность выполнения задан-
ного режима движения. Поэтому при расчете межпоезд-
ного интервала предусматривают его увеличение на
15 с для перегонного участка и 5 с в зоне подхода
к станции или на соответствующее расстояние, прохо-
димое поездом за указанное время при допустимой ско-
рости. Таким образом, минимально допустимое значе-
ние расчетного межпоездного интервала по пути
^расч = 2^тАРС + Zcn’+Vn + ^рез/3,6, (1.11 >
где «д — допустимая скорость движения, км/ч;
3,6 — коэффициент для перевода км/ч в м/с.
46
Учитывая, что время срабатывания приборов исчис-
ляется сотыми долями секунды, значением 1СП можно
пренебречь, тогда
^расч =° 2^тАРС + + ид ^рез/3|6. (1.12)
Межпоездной интервал во времени
^=3,6Грас,/од. (1.13)
Пропускную способность перегона определяют по
уравнению (1.6).
Чтобы определить межпоездной интервал, следует
9 (1.12) подставить значение тормозного пути при со-
ответствующей допустимой скорости. Уравнение, опре-
деляющее длину тормозного пути поезда при системе
АЛС—АРС для вагонов типов 81-717, 81-714,
^гАРС = ^гг + + $разгр. (1.14)
где 5п=^п (Чд/3,6) — путь, проходимый поездом за время срабатыва-
ния аппаратуры АЛС—АРС и поездного обору-
дования с момента получения команды на тор-
можение и до начала ее реализации, м;
Гн — время срабатывания аппаратуры АЛС—АРС и
поездного оборудования с момента получения
команды на торможение и до начала ее реали-
зации, с;
Од — максимальное значение скорости в контролируе-
мом диапазоне, при которой может быть начато
торможение поезда, км/ч";
S — путь, проходимый поездом с момента начала
торможения до полной его остановки, зависит
от скорости движения и профиля пути, м; его
определяют по кривым тормозных путей, по-
строенным по данным табл. 1.1;
Ко — коэффициент, учитывающий увеличение длин тор-
мозных путей при АЛС—АРС на наземных
и приравненных к ним участках (ветки в депо,
участки пути тоннеля, прилегающие к открытым
участкам); Ко = 1,5 для открытых и приравнен-
ных к ним участков пути; Ко = 1,0 — для за-
крытых участков. Границы тоннельных участков
метрополитена, примыкающих к открытым и при-
равненным к ним по условиям торможения: для
соединительных и деповских веток — последний
светофор, по которому осуществляется выход
на главный путь; для участков тоннеля, приле-
гающих к открытым участкам — выходной свето-
фор ближайшей подземной станции (по направ-
лению движения от портала в тоннель);
— ПУТЬ, разграничивающий два остановившихся
поезда, м; для оборотных тупиков 5разгр=5 м.
-Г/ ——- 4-
-[ п 3,6 +
+ SKolo.l
47
Пример. Рассчитаем пропускную способность перегона (см.
рис. 1.18).
Два поезда разграничены минимальным расстоянием, состоящим
из двух блок-участков, каждый из которых соответствует тормозно-
му пути при допустимой скорости движения. Длину расчетного тор-
мозного пути Stapc определяют по (1.14). Если принять, что путь
расположен на площадке (1=0), а допустимая скорость изменяет-
ся в диапазоне до 40 км/ч, то
Sn = (^п ид)/3,6 = (4,125-40)/3,6 = 46 м;
$/<0 - 52 м; Spa3rp - (од/3,6) + S/<0] 0,1 =
= (46+52)0,1 =9,8 м. (1.15)
Длина тормозного пути
Stapc = 46 + 52 + 10 = 108 м.
Минимальный расчетный интервал по путл
^расч = 2^тАРС + 4" Уд ^рез/3>6 =
= 2-108 + 140 + (40-15)/3,6 == 523 м.
Минимальный интервал во времени с учетом запаса для реали-
зации заданного режима движения
Т = (3,6£расч)/ид = (3,6-523)/40 = 47 с.
Пропускная способность
N = 3600/47 = 76,6 поездов/ч.
Данные, полученные при расчете пропускной способ-
ности участка при различных допустимых скоростях
движения поезда, приведены ниже:
Допустимая скорость движения, км/ч........ 40 60 80 90
Пропускная способность перегона, поездов/ч . . 76,6 73 70 65
Наибольшая пропускная способность участка на пе-
регоне, оборудованного устройствами АЛС—АРС, до-
стигается при наименьшей допустимой скорости
(40 км/ч). При дальнейшем увеличении скорости воз-
растает длина тормозных путей и расстояние, разгра-
ничивающее два поезда, следующих друг за другом,
что в свою очередь приводит к увеличению межпоезд-
ного интервала и уменьшению пропускной способности.
Однако даже при максимальной скорости движения
(90 км/ч) пропускная способность перегона очень вы-
сокая. Она полностью не может быть реализована
48 3*
из-за необходимости остановки поездов на станциях.
Поэтому скорость движения на перегоне устанавлива-
ется в пределах максимального значения скорости под-
вижного состава, что позволяет реализовать ряд экс-
плуатационных преимуществ: увеличить участковую
скорость и ускорить оборот подвижного состава, орга-
низовать высокие размеры движения с меньшим числом
подвижного состава, сократить время поездки пасса-
жиров.
Проанализируем влияние профиля пути иа пропускную способ-
ность. Для этого определим пропускную способность в двух экстре-
мальных случаях, когда путь представляет собой затяжной подъем
(i=+40%o) и затяжной спуск (/=— 40 %о). Расчетная скорость
Од=70 км/ч.
При I = +40 °/оо:
S„ = 4,125-70/3,6 = 81 м;
sx0= 130 м;
Spa3rp = Va + $ко) 0,1 = (81 + 130) 0,1 = 21 м;
5тЛРС =81 + 130+21 =232 м:
£Раеч=25тдрС+'в+(1'л <рез)/3,6=2-232+140+(70-15)/3,6 =896 м;
Г = (3,6£расч)/од = (3,6-896)/70 = 46 с;
N — 3600fT = 3600/46 = 78 поездов/ч.
При I = —40 »/оо:
Sn = 81 м; SK0 = 340 м; Spa3rp = 42 м; StAPC = 463 м;
^-расч^ 13^8 м; Т = 70 с; N =51 поезд/ч.
На спуске увеличиваются длина тормозного пути
и межпоездной интервал, а уменьшается пропускная
способность участка и, наоборот, на подъеме уменьша-
ются длина тормозного пути и межпоезднон интервал,
а увеличивается пропускная способность.
Вместе с тем пропускная способность линии будет
определяться зоной станции, где останавливается поезд
для посадки и высадки пассажиров, что увеличивает
межпоездной интервал. Рассмотрим условия движения
поездов в зоне станции.
Для безостановочного следования поезда на стан-
цию необходимо, чтобы станционный путь и защитный
4-1064
49
участок за выходным светофором были свободными.
Для приема поезда на станцию при системе АЛС—АРС
также должны быть свободными станционный путь и
участок за выходным светофором, равный по длине
тормозному пути при скорости, которая допускается
для движения в месте остановки головного вагона по-
езда.
При системе АЛС—АРС станционный путь делят
на несколько рельсовых цепей, определяемых расчетом.
Рельсовые цепи в начале станционного пути кодируют-
ся для движения с допустимыми скоростями до
60—70 км/ч, а в конце станционного пути в месте ос-
тановки головного вагона поезда — для движения с
допустимой скоростью до 40 км/ч. Такой порядок коди-
рования станционных рельсовых цепей позволяет обес-
печить вход поездов на станцию без ограничения за-
данных скоростей движения.
Скорость поезда при входе на рельсовую цепь, рас-
положенную в конце станционного пути, не превышает
40 км/ч в связи с обязательной остановкой поезда для
посадки и высадки пассажиров. Поэтому она кодирует-
ся после освобождения за выходным светофором участ-
ка, равного по длине расчетному тормозному пути при
скорости движения 40 км/ч. Это удовлетворяет и усло-
вию безостановочного пропуска поезда по станции, при
котором скорость не должна быть более 35 км/ч, в со-
ответствии с ПТЭ метрополитенов.
Опыт эксплуатации метрополитенов показывает, что
реализуемая скорость на подходе к станции 60 км/ч
с небольшими отклонениями в сторону увеличения и
уменьшения. Поэтому при расстановке сигналов АЛС—
АРС на подходе к станции кодирование рельсовых це-
пей предусматривается для движения с допустимой
скоростью до 70 км/ч с использованием всех нижних
ступеней допустимой скорости (40 и 60 км/ч). Это по-
зволяет без ограничений реализовать заданный режим
движения.
Рассмотрим пропускную способность системы
АЛС—АРС на подходе к станции при допустимой ско-
рости движения 60 км/ч. При определении пропускной
способности станции по системе АЛС—АРС следует
рассчитать минимальный интервал, при котором будет
обеспечиваться безостановочное движение по каждому
50
Рис. 1.19. Разграничение поездов в пределах станции при
системе АЛС-АРС
блок-участку (рельсовой цепи) на подходе к станции.
Максимальный интервал из найденных для всех блок-
участков (рельсовых цепей) значений будет определять
пропускную способность станции.
На рис. 1.19 изображены кривые скорости подхода
поезда к станции, торможения и разгона при отправ-
лении. Торможение поезда на станции выполняет ма-
шинист или система автоведения. Положение поезда
П1 соответствует моменту подачи в рельсовые цепи
блок-участка, перед которым находится поезд П2, ко-
довых сигналов для движения со скоростью до 60 км/ч.
Расстояние между поездами П1 и П2 представляет
собой минимальный интервал, при котором обеспечи-
вается движение поезда П2 на блок-учаетке перед
входным светофором.
Расчетный разграничительный участок между по-
ездами
£расч = ^бу + ;ст + ;п, (116)
где 1бУ — блок-участок перед станцией, длина которого должна
быть не менее расчетного тормозного пути АЛС—АРС
при соответствующей ступени допустимой скорости, оп-
ределяют по уравнению (1.14);
/ст — длина станционного пути;
/п — длина поезда.
Интервал между поездами
Г^ЧЛ+^ + 'ух + 'рез, (’ 17)
3,6 (/бу+/ст—5сл)
где G —---------у ах-----— время хода поезда на участке при-
ближения до момента торможения при остановке на стан-
ции;
t/tnax — максимальное значение скорости, принятой для движения
на данном участке;
4*
51
V2
r. V<«a*
о с л = 2-3 62 (fr±Z/110) — ПУТЬ сл7жебного торможения при оста-
новке поезда на станции;
Ь — среднее замедление поезда при торможении [6=1,0 м/с2—
для вагонов типов Е и 81-717 (81-714)];
I — профиль пути на участке торможения, °/ов;
I/110 — коэффициент, учитывающий влияние профиля пути. На
подъеме принимают со знаком <+>, на спуске — со
знаком «—»;
, Отах
‘т = ~з~б j-^/iio) — вРемя> затрачиваемое на торможение
у станционной платформы до полной остановки поезда;
1ст = 30 с — время стоянки поезда на станции;
1ух = у ~а i/HQ 2 — время ухода, в течение которого поезд
освобождает станционный путь;
а —ускорение поезда при разгоне (а = 1,2 м/с2 для вагонов
типа 81-717 (81-714) и 1,1 М/с2 —для вагонов типа Е);
1рез = 5 с — резервное время, учитывающее возможное отклонение
поезда от заданного режима движения.
Пример. Рассчитаем межпоездной интервал при следующих
исходных данных: профиль пути 1=0 (площадка); а=1,2 м/с2;
вагоны типа 81-717 (81-714); допустимая скорость движения иа
подходе Од=60 км/ч. Максимальная реализуемая скорость должна
быть ниже допустимой примерно на 2 км/ч, чтобы прн разбросах
характеристик поездной аппаратуры не включилось торможение.
Следовательно, отах=58 км/ч. Состав семнвагониый, 1п=140 м.
По уравнению (1.14) определим
f6y e StAPC = Sn + S^0 + 5разгр,
где Sn = (1П Од)/3,6 = (4,125-60)/3,6 = 69 м; 5^=125 м; Spasrp =
= [(61 Нд)/3,6 + $К0] 0,1 = (6'9 + 125) 0,1 = 19,4 м.
Подставляя эти значения в (1.14), получим 1ву=214 м.
Длину станционного пути с учетом возможности движения
восьмивагоиных составов принимают равной /ст = 175 м.
Путь служебного торможения при остановке на станции
= vmax = 582 _
сл ~ 2-3,62(6 ±1/110) “ 2-3,6М,0 "
Время хода поезда на участке приближения
3,6 (16у + 1СТ--S„) 3,6(214-1-175-130)
1Х =-------------------- =----------~-----------= 16,0 с.
х "шах 58
Время торможения
_________________Vmax = 58
т ~ 3,6 (Ь ±1/110) 3,6-1,0 ’ с‘
52
Время ухода
1 / 1гст + гп
к а ±г/110
/175 + 140
1,2
2 — 22,9 с.
Подставив найденные значения в (1.17), получим интервал
между поездами
Т = 16+16,1+30+22,9+5 = 90 с.
Пропускная способность
N = 3600/90 = 40 поездов/ч.
Блок-участок перед станцией представлен в виде
одной рельсовой цепи, движение по которой допуска-
ется после полного освобождения следующего блок-
участка (станционного пути). Такой принцип построе-
ния зависимости напоминает принцип двузначной сиг-
нализации при автоблокировке. Если сравнить полу-
ченный результат при расчете с пропускной способно-
стью входного светофора при двузначной автоблокиров-
ке, то получается, что пропускная способность при си-
стеме АЛС—АРС возрастает почти на 20%• Вместе
с тем по сравнению с перегоном, оборудованным систе-
мой АЛС—АРС, пропускная способность на станции
снижается.
При реальном проектировании системы АЛС—АРС
на станционном пути и участке подхода к станции при-
меняют короткие рельсовые цепи, кодирование которых
осуществляется для возможности движения с исполь-
I I 40 I I 40 I I 60
60
60 I 70 I 70
40 40 ‘ M
140 *
-+ f40
04372 | )
i I, । । ।
J70co }j706^370flo ! J/0<!> 'J68co jj68a J66
>00/ *37.5/ 375/ 60/ 375/ 25 37.5
I Cm H 1
ISO 160
'70 } {80 I j
> 4 _I80 1
60 I 170’
60 T
*40 I |60~f°
+—K
____4B0
<4--------
,60 I I
:___i7o i
----170
160
J60
,40 *
I i i
1 * 1 I U------------1----1
I I O4370 I I 0-1366 04366
I I /“> I * /Н i /—>
366fljj66Z>! J66o [366)364a 364-
50 3Z5 375 ’ 62,5 375 62,5 025 625
Рис. 1.20. Распределение кодовых сигналов АРС
53
зованием всех ступеней допустимой скорости. На схе-
матическом плане (рис. 1.20) пути из реального проек-
та для одной из станций Московского метрополитена
показано деление станционного пути и участка подхода
к станции на рельсовые цепи, указаны нумерация
рельсовых цепей и их длины, а также принцип подачи
в них кодовых сигналов. Для каждой рельсовой цепи
показаны ступени допустимой скорости движения в за-
висимости от наличия за их границей свободного уча-
стка, равного по длине тормозному пути от допустимой
скорости. Так, например, в рельсовую цепь 366а пода-
ется кодовый сигнал для движения со скоростью до
40 км/ч при свободности рельсовых цепей 3666, 366в,
368, общая длина которых 125 м. Кодовый сигнал для
движения по этой рельсовой цепи со скоростью до
60 км/ч будет подаваться при свободности участка дли-
ной 237,5 м, т. е. включительно по рельсовую цепь 370.
На указанной станции пять рельсовых цепей обору-
дованы устройствами контроля скорости уходящих по-
ездов со станции. Это позволяет сократить расчетный
интервал между поездами и увеличить пропускную спо-
собность станции. Например, оборудование рельсовой
цепи 370 устройством контроля скорости позволяет ко-
дировать рельсовую цепь 366а для движения со ско-
ростью до 60 км/ч, не ожидая полного освобождения
рельсовой цепи 370. Расчетный разграничительный уча-
сток между поездами в этом случае сократится пример-
но на 40 м. Пропускная способность каждой рельсовой
цепи может быть определена аналитическим способом,
который был применен при рассмотрении пропускной
способности блок-участка на подходе к станции.
Аналитический расчет позволяет сделать вывод по
эксплуатационным характеристикам интервального ре-
гулирования и определить возможную пропускную спо-
собность, не прибегая к громоздким графоаналитиче-
ским расчетам. Однако расчетная пропускная способ-
ность станции при наиболее благоприятных режимах
движения определяется графоаналитическим способом,
где отражаются и границы рельсовых цепей и кодиро-
вание их токами различной частоты в зависимости от
числа свободных блок-участков для движения.
Глава 2
РАССТАНОВКА СВЕТОФОРОВ
2.1. Тяговые расчеты
При разработке проекта оборудования линии метро-
политена устройствами интервального регулирования
строят графики расстановки сигналов для обеспечения
заданных размеров движения. Графиком расстановки
сигналов определяется система сигнализации, коорди-
наты места установки каждого светофора и его знач-
ность, зависимость каждого светофора по ограждению
путевых участков для обеспечения безопасности дви-
жения, взаимная зависимость между показаниями све-
тофоров и др. С помощью графика расстановки сигна-
лов можно установить не только максимальную расчет-
ную пропускную способность участка, но и выявить
резервы по дальнейшему ее увеличению. Поэтому
график расстановки сигналов является основополага-
ющим документом, на основе которого разрабатывают
рабочие чертежи. Расстановку сигналов выполняют
графически на основе кривых скорости движения и вре-
мени хода поездов, полученных в результате тяговых
расчетов.
Графики расстановки сигналов строят для каждого
пути перегона, соединительной ветки, оборотных тупи-
ков. Исходными данными для построения графика яв-
ляются: характеристики подвижного состава, план и
профиль пути, длина перегона и станционных платформ,
число вагонов в составе, максимальная скорость дви-
жения на участке, заданные размеры движения при
соответствующих значениях времени стоянки поездов
на станциях, требования ПТЭ метрополитенов, предъ-
являемые к системам интервального регулирования по
условиям безопасности движения поездов и положения
СНиПа.
Основная задача построения графика состоит в оп-
тимизации расстановки сигналов для обеспечения за-
55
данной пропускной способности при использовании ра-
циональных режимов движения. Под рациональным
подразумевается режим, когда на основе характери-
стик подвижного состава, плана и профиля пути уста-
навливают оптимальную скорость, при которой реали-
зуются заданные размеры движения, экономно расхо-
дуется электрическая энергия на тягу поездов, эффек-
тивно используется подвижной состав. Расчетом опре-
деляется время хода поезда в режимах тяги, выбега,
места подтормаживания и начало торможения при
остановке на станции, общее время хода по пе-
регону, координаты места установки светофоров, знач-
ность сигнализации, длины тормозных путей и защит-
ных участков, координаты границ рельсовых це-
пей.
График расстановки сигналов строят в два этапа.
На первом этапе выполняют тяговые расчеты и на их
основе строят графики движения — кривую скорости
движения поезда по участку, выраженную функцией
v = f(S), и кривую времени хода t=f(S). На втором
этапе выполняют расстановку сигналов с учетом полу-
ченных кривых v—f(S) и t=f(S), как правило, на
максимальную пропускную способность.
Задачей тяговых расчетов является построение кри-
вых движения поезда — скорости v=f(S) и времени
хода
На метрополитене различают три вида скорости
движения поездов: максимальная допустимая скорость
движения поездов, которую устанавливает Министер-
ство путей сообщения в зависимости от типа подвиж-
ного состава и с учетом возвышения наружного рельса
в кривых участках пути, для вагонов типа Е — макси-
мальная скорость до 80 км/ч, а для вагонов типа 81-717
(81-714) — до 90 км/ч; техническая скорость движения
или средняя ходовая скорость — это средняя скорость
движения по всем перегонам линии без учета времени
стоянки на станциях; участковая скорость движения
поездов — это средняя скорость движения по всей ли-
нии, включая время стоянки на всех промежуточных
станциях, без учета времени стоянки на конечных стан-
циях и оборота по тупикам.
Техническая скорость движения равна примерно
50 км/ч и определяется по формуле
56
^техн = ^лип/2 /х,
где Длин — длина линии по осям конечных станция без оборотных
тупиков, км;
/х — время хода, с. Это время движения поезда по пере-
гону с момента трогания с одной станции до полной
остановки на другой. Время хода по каждому перегону
устанавливается графиком движения поездов.
В зависимости от линии метрополитена участко-
вая скорость равна 41—45 км/ч и определяется по фор-
муле
Мучает = ^лии/(2 /х + 2 ^ст),
где /ст — время стоянки па промежуточных станциях, с.
Движение поезда происходит всегда в одном из трех
режимов.
Первый режим — режим тяги, т. е. движение поез-
да с включенными двигателями. Режим тяги применя-
ют при трогании поезда и до набора требуемой скоро-
сти. Поезд может следовать в режиме тяги также при
больших или затяжных подъемах, когда выполняется
так называемое «вторичное» подключение тяговых дви-
гателей. В режиме тяги на поезд действуют две силы:
сила тяги FK, обусловленная работой тяговых двига-
телей, и сила сопротивления движению IV'o. Равнодей-
ствующая этих сил создает ускоряющее усилие Fy.
В расчетах пользуются удельным значением этих сил,
отнесенных к единице веса поезда, т. е. к 1 кН веса
поезда:
/у = 4-®о. (2-D
Значения удельно-ускоряющих усилий /у, исполь-
зуемых при выполнении тяговых расчетов, определяют
по кривым, полученным на основе пускотормозных диа-
грамм, составляемых для каждого типа вагона.
В уравнении (2.1) w0 характеризует основное сопротив-
ление движению, которое постоянно действует на дви-
жущийся поезд и поэтому всегда входит в расчет. Ос-
новное сопротивление создается внутренними трения-
ми в подвижном составе, взаимодействием с элемента-
ми пути и воздушной средой. Сопротивление воздушной
среды зависит от скорости движения, формы и размера
вагонов. Очевидно также, что тоннель, в котором
57
поезд движется, подобно поршню в цилиндре, в боль-
шой степени влияет на увеличение этого сопротивле-
ния.
В условиях метрополитена сопротивление воздуш-
ной среды в тоннеле входит в основное сопротивление
движению поезда и является его главной составляю-
щей. Таким образом, основное сопротивление движе-
нию поезда — это сопротивление, оказываемое ему на
прямом и горизонтальном участках пути в тоннеле.
Основное сопротивление рассчитывают по формулам и
учитывают при составлении кривой удельно-усКоряю-
щих усилий. Однако, помимо основного сопротивления
движению, возникают дополнительные сопротивления,
которые следует учитывать в тяговых расчетах, к кото-
рым относятся сопротивление при преодолении поездом
подъемов Wt и сопротивление при прохождении поез-
дом кривых участков пути Wr.
Таким образом, дополнительные сопротивления в
условиях метрополитена возникают при движении на
подъемах и кривых. Если на горизонтальном участке
пути сила тяжести поезда Р направлена вниз перпен-
дикулярно к рельсам и уравновешивается реакцией
рельсов, то на уклоне (подъем или спуск) сила тяжести
является равнодействующей двух сил: перпендикуляр-
ной рельсам силы Л и направленной вдоль пути силы
сопротивления движению от уклона W-t. На подъеме
сила сопротивления движению от уклона Wt направле-
на против движения и берется со знаком « + ». На спу-
ске эта сила направлена по движению и уменьшает
сопротивление движению и поэтому берется со зна-
ком «—».
Значение удельного сопротивления движению на
уклоне равно величине уклона. Например, если путь
имеет подъем i=+5%0, то дополнительное удельное
сопротивление движению будет Wf=-4-5,0 Н/кН. Если
путь будет иметь спуск i=—3 °/оО, то = —3,0 Н/кН.
Дополнительное сопротивление при прохождении
поездом кривых участков пути R
где 750 — эмпирический коэффициент для вагонов метрополитена
с тележками;
R — радиус кривой, м.
58
Дополнительное сопротивление движению, образу-
ющееся на кривых участках пути, нс учитывают отдель-
но, а выполняют «спрямление» кривой, перенося зна-
чение сопротивления на приведенный профиль. Напри-
мер, если фактический профиль составляет i=+5%0 и
путь имеет кривую радиусом /?=500 м, то определяют
№г= 1,50; приведенный профиль будет inp+ayr=54-
+ 1,50=6,50.
Второй режим — режим выбега, когда поезд дви-
жется по инерции. В режиме выбега управляемые силы
тяги или торможения отсутствуют, на поезд действуют
только неуправляемые силы сопротивления движению
со знаком « + » (на площадке или подъеме) или со
знаком «—» (на спуске). Удельно-ускоряющее усилие
в этом режиме
/у = ± (И>0 + О’/)
Третий режим — режим торможения, в котором на
поезд действует тормозная сила Ьт и сила сопротивле-
ния движению Wo. Равнодействующая сила в этом виде
движения
/у= - (*т + ^0)-
Если (Ьт + и+) >0, то скорость поезда при торможе-
нии снижается, если же 6т + и>о = О, то скорость поезда
поддерживается постоянной.
При выполнении тяговых расчетов следует иметь
в виду, что если удельно-ускоряющее усилие, действу-
ющее на поезд, положительно, то скорость поезда бу-
дет возрастать; если fy отрицательно, то скорость по-
езда будет уменьшаться; если fy=0, то поезд будет
следовать с постоянной скоростью.
Тяговые расчеты выполняют для конкретного участ-
ка пути (рис. 2.1 и 2.2), который в принятом масштабе
наносят на схему в однолинейном изображении.
Масштаб пути принимают, как правило, равным
1:2000.
Для облегчения построения графиков схему изобра-
жают на миллиметровой бумаге. Над линией пути также
в масштабе пути наносят другую линию, на которой че-
59
R-600
Рис. 2.1. Пояснение к тяговому расчету
рез каждые 100 м обозначают пикетные знаки с указа-
нием их порядковых номеров (51, ..., 58). Ниже линии
пути между двумя параллельными прямыми изобража-
ют профиль пути в виде ломаной линии, показываю-
щей отклонение железнодорожного полотна от гори-
зонтального уровня. Уклоны обозначают простой
дробью в тысячных (%о). В числителе указывают ве-
личину уклона, а в знаменателе — длину участка дан-
ного профиля.
Ниже профиля наносят элементы плана пути — кри-
визну с указанием радиуса, длину кривой и возвышение
наружного рельса.
Тяговые расчеты выполняют аналитически, опреде-
ляют по таблицам. Для расчета используют кривые
удельно-ускоряющих усилий и удельных сопротивлений
движению в режимах тяги и выбега, которые строят
для конкретного типа вагонов на основе пуско-тормоз-
ных диаграмм тяговых двигателей (рис. 2.3). Форма,
по которой проводят тяговые расчеты, приведена
в табл. 2.1.
60
Таблица 2.1
КМ/Ч &н, км/ч ск, км/ч »ср, км/ч 7у ~ w0, Н/кН 1, Ч» /у ± 1, Н/КН .31 АС - Лу±/> с С -= = ( Д^ср)/3,Ь\м
5 0 5 2,5 122,5 +3 119,5 1,3 1,3 0,9 0,9
5 5 10 1,5 122,7 +3 119,7 1,3 2,6 2,7 3,6
5 10 15 125 122,6 +3 119,6 1,3 3,9 4,4 8,1
5 15 20 17,5 122,4 +3 119,4 1,3 5,2 6,3 14,4
5 20 25 22,5 122,1 +3 119,1 1,3 6,5 8,13 22,53
5 25 30 27,5 121,0 +3 118,0 1,3 7,8 10,0 32,53
5 30 35 32,5 111,0 +3 108,0 1,44 9,25 13,0 45,53
5 35 40 37,5 99,0 ~3 96,0 1,62 10,87 16,8 62,33
5 40 45 42,5 86,0 +3 83,0 1,87 12,74 22,0 84,33
5 45 50 47,5 73,5 +3 70,5 2,2 14,94 29,0 113,33
5 50 55 52,5 61,8 +3 58,8 2,64 17,58 38,5 151,83
5 55 60 57,5 52,5 +3 49,5 3,13 20,71 50,0 201,83
5 60 65(62,5) 62,5 44,3 +3 41,3 3,78 24,49 65,2(33,0) 234,83
5 62,6 67,5 65,0 42,5 +5 37,5 2,12 2,12 37,8 272,63
•2,5 67,5 70 68,75 36,5 +5 31,5 4,9 7,02 92,0 364,63
5 70 65 67,5 7,9 +6,25 14,15 10,95 10,95 205,3 569,93
5 65 60(60,5) 62,5 6,9 +6,25 13,15 11,8 22,75 204(202) 771,93
1 60,5 59,5(60) 60,0 6,5 +5 11,5 2,7 2,7 45(36) 807,93
1 60,0 59(60) 59,5 6,4 -3 3,4 9,1 9,1 151(36) 843,93
В табл. 2.1 приняты следующие обозначения:
До — приращение скорости в расчетном интервале — задается
произвольно; при расчетах принимают равной 5 км/ч;
vH — скорость в начале выбранного расчетного интервала;
ик — скорость в конце выбранного расчетного интервала;
оср — средняя скорость в расчетном интервале;
/у — удельно-ускоряющее усилие при движении поезда под
током; определяют по кривой удельно-ускоряющих уси-
лий и удельных сопротивлений движению;
62
z0ob — основное удельное сопротивление движению на выбеге;
определяют по кривой удельных сопротивлений при дви-
жении поезда на выбеге;
z — профиль пути;
/у ± i — удельно-ускоряющее усилие с учетом дополнительных
сопротивлений движению, создаваемых профилем пути;
определяют алгебраическую разность удельно-ускоряю-
щих сил и величин уклона;
М = 31Av//y±l — приращение времени хода поезда, в тече-
ние которого достигается заданное приращение скорости;
31 — коэффициент, учитывающий ускорение силы тяжести и
инерцию вращающихся масс поезда;
Av — заданное приращение скорости;
/у — удельно-ускоряющее усилие;
t — 2 М — время, в течение которого скорость поезда достигает
значения vK на расчетном интервале;
AS — приращение пути, т. е. расстояние, которое проследует
поезд при равноускоренном движении, для изменения
скорости на заданное приращение До; приращение пути
определяют так AS = Aivcp и с учетом переводного
коэффициента 1/3,6; AS = оср Д</3,6;
S = 2 AS — сумма отрезков пути, полученных на промежутке каждо-
го расчетного интервала.
Рис. 2. 3. Кри-
вые удельного
сопротивления,
удельных уско-
ряющих сил
для вагонов
81-717 (81-
714):
Кривые удель-
ных ускоряющих
и замедляющих
сил построены
для вагонов с
различными на-
грузками:
56 тс (1) ; 52 тс
(2); 43 тс (3):
34 тс (4); 34—
56 тс(®ов)
Разветвление
кривой в точке
А связано с пре-
кращением авто-
матического ре-
жима
63
Пример. Проведем тяговые расчеты и построим кривые движе-
ния поезда — скорости v—f(S) и времени хода t=f(S) в функ-
ции пути при следующих исходных данных: примерный участок
пути между станциями А и Б с характеристиками в плане и профи-
ле (см. рис. 2.1); подвижной состав восьмивагонный из вагонов
типов 81-817 и 81-814; максимальная скорость движения 90 км/ч;
время стоянки поездов на станции 30 с; кривые удельно-ускоряю-
щих усилий и удельных сопротивлений движению (см. рис. 2.3).
При расчете имитируют движение поезда по участку с момен-
та трогания его с одной ст. А до момента прибытия и остановки
на следующей ст. Б. Поэтому за исходное принимают положение
поезда на ст. А с начальной скоростью он=0. В табл. 2.1 записыва-
ем значение пн = 0. Выбираем произвольное значение приращения
скорости Лп = 5 км/ч (чем меньше значение До, тем точнее постро-
ение графиков). Конечная скорость ок в расчетном интервале так-
же будет равна 5 км/ч; среднюю скорость оСр определяют так:
Цср = (он+ок)/2=2,5 км/ч.
Поезд 2 трогается со станции в режиме тяги, т. е. с включен-
ными тяговыми двигателями. Приращение скорости для рассмат-
риваемого типа вагонов 81-717 (81-714) достигается при удельно-
ускоряющем усилии /=122,5 Н/кН и определено по кривой fy—Wo
(см. риц. 2.3). Записываем значение fy и величину профиля пути i,
по которому будем определять дополнительное сопротивление дви-
жению.
В нашем примере ст. А расположена на подъеме 3%о. Следова-
тельно, дополнительное сопротивление движению составит -f-ЗН/кН.
Результирующее значение тягового усилия
/у_®0 = 122,5-3 =119,5.
Приращение времени хода поезда
Д/ = (31-5)/119,5= 1,3.
Время t для данного расчетного интервала будет равно 1,3.
Приращение пути на данном расчетном интервале
AS= (2,5-1,3)/3,6 = 0,9,
отсюда So = 0,9.
Аналогично проведем расчет для различных значений Av. Од-
новременно значения ок, SA1 и SAS наносим в масштабах пути,
скорости и времени на схему плана пути (см. рис. 2.1) и строим
кривую скорости движения v=f(S) и кривую хода поезда t=f(S).
Для построения кривых вычислены координаты 19 промежу-
точных точек. Каждая точка определена в расчетном интервале
приращения скорости, равной Ао=5 км/ч. В начале расчета
удельно-ускоряющие усилия возрастают, это соответствует режиму
движения с последовательно включенными тяговыми двигателями в
момент трогания. В дальнейшем в схеме вагона происходит пере-
ключение с усиленного поля тяговых двигателей 100% иа среднее
65%, а затем нормальное 40%. В соответствии с этим снижаются
удельно-ускоряющие усилия. Результирующее удельно-ускоряющее
усилие определено с учетом влияния профиля пути. В начале пере-
гона путь имеет подъем (3 %о), что создает дополнительное сопро-
тивление движению. Поэтому результирующее удельно-ускоряющее
усилие уменьшено с учетом этого сопротивления.
64
4*
При появлении точки перелома (изменение профи-
ля пути) кривую v—f(S) строят таким образом. Про-
филь пути при расчете до значения пк=60 км/ч оста-
вался неизменным — подъем равнялся 3 %0. В интерва-
ле между ин=60 км/ч и ик=65 км/ч профиль пути
изменился, подъем стал 5 % о. Расчет в этом интервале
выполняют по аналогии с предыдущим и к строящейся
кривой u=f(S) добавляют найденное значение
Av=f(AS). Принято считать, что влияние профиля на
движение проявляется с момента, когда середина по-
езда (центр тяжести) достигает точки фактического
перелома профиля пути. Поэтому для дальнейшего ра-
счета определяем точку перелома приведенного профи-
ля перенесением по ходу движения точки перелома
фактического профиля на расстояние, равное половине
длины поезда (пикет 53+ 56,0). Затем с прямой пути
из точки (пикет 53-\-56,0) восстанавливаем перпенди-
куляр до пересечения с кривой v=f(S) и определяем
значение скорости в точке перелома приведенного про-
филя пути. В нашем примере v=62,5 км/ч, эту ско-
рость нужно рассматривать как vK на данном интерва-
ле, и значения А/ и ЁА/ AS и SAS нужно откорректи-
ровать, принимая ин=60 км/ч и цк=62,5 км/ч (откор-
ректированные значения в таблице показаны в скоб-
ках). Следующий интервал рассчитывают при началь-
ной скорости ои=62,5 км/ч, и дальнейшее построение
кривой v=f(S) ведется также с ординаты пути, соот-
ветствующей точке перелома приведенного профиля.
Для упрощения расчета с учетом дополнительного
сопротивления движению в кривых участках «спрямля-
ют» кривую, перенося ее влияние на расчет через про-
филь, т. е. получают приведенный профиль пути, вели-
чину которого определяют следующим образом
z'p = I + Wr = i + 750//?.
На плане пути (см. рис. 2.2) показан приведенный
профиль inp= + 6,25, точками перелома которого явля-
ются начало и конец кривой. Порядок расчета с уче-
том точек перелома профиля прежний.
При расчете важно определить момент перехода с
режима тяги на выбег. Характер кривой скорости дви-
жения v — f(S) и времени хода t=f(S) будет опреде-
5-1064
65
ляться продолжительностью хода поезда в режиме тяги.
Чем длительнее движение поезда с включенными дви-
гателями, тем больше будет значение максимальной
скорости, средней участковой скорости, меньше время
хода по участку и больше расход электроэнергии. Поэ-
тому при выборе момента перехода на выбег следует
учитывать такие факторы, как средняя участковая ско-
рость, расход электроэнергии на тягу поездов, скорость
на подходе к станции (при оборудовании автоблокиров-
кой не должна превышать 60 км/ч с учетом защитных
участков), нежелательность повторных подключений
тяговых двигателей во время движения, возможность
при необходимости осуществлять режим нагона.' В на-
шем примере поезд следовал с включенными двигате-
лями 28,5 с и набрал скорость, равную 70 км/ч. После
этого перешел на выбег [стрелка, направленная вверх,
на кривой v—f(S) показывает точку отключения дви-
гателей].
Тяговое усилие, создаваемое двигателями, стало
равно нулю. Поезд испытывает сопротивление движе-
нию, которое определяют по кривой wOB (см., рис. 2.3).
Кроме этого, дополнительное сопротивление движению
создается элементами профиля пути (подъем 5% о)
в момент перехода на выбег. Результирующее сопротив-
ление движению представляет в данном случае сумму
значений /у—w0 и t. Вычисление остальных значений
табл. 2.1 не отличается от предыдущих расчетов.
В режиме выбега путь имеет две точки перелома
профиля: переход с 6%0-ного подъема на 5%0-ный подъ-
ем (переход с приведенного профиля на основной) и пе-
реход с 5%о-ного подъема на 3%0-ный спуск.
При расчете с учетом этих точек перелома фактиче-
ские значения vK, At AS указаны в скобках.
Кривую v=f(S) соединяют с кривой торможения
при остановке на следующей станции. Для построения
кривой торможения определяют длины тормозных пу-
тей при различных скоростях движения. Тормозные пути
и время торможения можно определить по формулам:
v2 V
S =-----------------; t =------------,
2-3,62(& ± г/110) 3,6 (6 ±//110)
где b — замедление поезда при служебном торможении;
i — величина уклона пути;
t/l 10 — эмпирический коэффициент.
66
Кривую торможения v—f(S) начинают строить с
конца тормозного пути, сначала определив место оста-
новки головы поезда на станции. Пересечение кривой
скорости и кривой торможения дает точку перелома —
начало торможения. Затем строят кривую времени хода
t=f(S) для головы и хвоста поезда. За исходную точ-
ку для головы поезда принимаем начало кривой скоро-
сти и в дальнейшем строим ее по точкам (см. табл.
2.1). Для построения кривой времени хода хвоста по-
езда переносят точки, принятые для головы, по гори-
зонтальной линии в масштабе пути на расчетную дли-
ну поезда. При определении длины поезда расчетную
длину вагона принимают равной 19,16 м. По этим точ-
кам, строят кривую времени хода хвоста поезда.
Затем выполняют тяговые расчеты и строят кривые
скорости и времени хода хвоста поезда со ст. Б. Пост-
роенные кривые u=f(S), t=f(S) позволяют в любой
точке пути определить скорость поезда и время, за-
траченное на проследование любого отрезка пути.
2.2. Расстановка светофоров автоблокировки
Пользуясь кривыми v=f(S) и t=f(S) (см. рис. 2.1 и
2.2), проведем расстановку сигналов автоблокировки
для пропуска 40 пар поездов в час.
При расстановке сигналов имитируют движение сле-
дующего поезда на расчетном участке с заданным ин-
тервалом и проверяют выполнение требований по усло-
виям пропускной способности и безопасности движения.
Для этого строят кривую времени хода головы второго
поезда от ст. А до ст. Б по точкам, полученным перено-
сом точек кривой первого поезда t—f(S) на заданный
интервал. Если пропускная способность на участке рав-
на 40 парам поездов/ч, то расстояние между кривыми
времени хода первого и второго поездов в любой точке
пути будет 90 с.
Число поездов, проходящих на участке за 1 ч, зави-
сит от межпоездного интервала
•V = 3600/7'.
Расстановка сигналов должна обеспечивать задан-
ную пропускную способность при рациональном режи-
5* 67
ме движения, принятом типе вагонов и длине состава
и заданном времени стоянки поезда на станции, а так-
же при необходимости позволять нагон.
Расстояние между светофорами (длина блок-участ-
ка) на подходе к станции по условиям пропускной спо-
собности допускается равным длине тормозного пути
служебного торможения при скорости движения не ме-
нее 35 км/ч. Сигнальные показания светофоров в этой
зоне зависят от нахождения поезда на станционном пу-
ти. Необходимо, чтобы длины блок-участков на перего-
не соответствовали тормозному пути служебного тор-
можения при расчетной скорости движения, предусмот-
ренной на этом участке.
Защитные участки за светофорами на подходе к
станции должны иметь длину не менее расчетного тор-
мозного пути при экстренном торможении и скорости,
предусмотренной расчетным режимом вождения поез-
дов, но не менее 60 км/ч. Длины защитных участков
за светофорами на перегоне должны быть не менее
расчетного тормозного пути при экстренном торможе-
нии и максимальной расчетной скорости движения для
данной линии.
Сигнализация светофоров на подходе к станции че-
тырехзначная, а на перегоне — двузначная. Если по
условиям плана и профиля пути не обеспечивается ви-
димость сигнала с требуемого расстояния, то на пре-
дыдущем светофоре предусматривают предупредитель-
ное показание — желтый огонь.
В случае если видимость светофора с желтым огнем
не обеспечивается с требуемого расстояния, то на пре-
дыдущем светофоре предусматривают четвертое си-
гнальное показание — одновременно горящие желтый
и зеленый огни.
При определении длин защитных участков можно
пользоваться таблицей длин тормозных путей экстрен-
ного торможения (см. табл. 1.1) или кривыми длин
тормозных путей экстренного торможения, выраженных
функцией от скорости и профиля пути Sm.T. — f(v, i),
составленных институтом Метрогипротранс.
Служебные тормозные пути для нахождения длин
блок-участков
'-’сл.т = I > 15 S3K.Tl
68
На наземных и приравненных к ним участкам дли-
ну тормозного пути следует принять увеличенной
в 1,5 раза. Это объясняется торможением с меньшей
эффективностью при неблагоприятной погоде. Грани-
цы тоннельных участков метрополитена, примыкающих
к наземным и приравненных к ним по условиям тормо-
жения, определены для: соединительных и деповских
веток — последний светофор, по которому осуществля-
ется выход на главный путь; участков тоннеля, приле-
гающих к открытым участкам, — выходной светофор
ближайшей подземной станции (по направлению дви-
жения от портала в тоннель).
Необходимо, чтобы для реализации расчетной про-
пускной способности при возможных отклонениях по-
езда от заданного режима движения при расстановке
светофоров был предусмотрен запас времени горения
огней разрешающих сигналов с момента включения на
светофоре разрешающего сигнала до момента появле-
ния перед ним поезда на расстоянии служебного тормоз-
ного пути. Этот запас (факультатив) должен состав-
лять не менее 15 с для светофоров на перегоне, ио не
менее 4 с для светофоров на подходе к станции.
Расстановку светофоров начинают проводить с вы-
бора места установки выходного и входного светофо-
ров на станции, затем определяют места размещения
светофоров на перегоне против направления движения
поездов.
Выходной светофор, разрешающий поезду отпра-
виться со станции на перегон, располагают в конце
платформы. Место его установки должно быть макси-
мально приближено к торцу станции. Чем ближе вы-
ходной светофор расположен к концу платформы, тем
скорее поезд при отправлении со станции освобождает
станционный путь и создаются условия для приема на
станцию следующего поезда. Изолирующий стык, оп-
ределяющий границу станционной рельсовой цепи, на-
ходится на расстоянии 5—8 м от торца платформы, где
заканчивается облицовка путевой стены и представля-
ется возможным (по условиям габарита) разместить
светофор с путевым автостопом. Выходной светофор 33
(см. рис. 2.2) установлен на расстоянии 8 м от края
платформы (пикет 61-j-10,0). Согласно требованиям
ПТЭ метрополитенов длина защитного участка за вы-
69
ходным светофором должна быть не менее расчетного
тормозного пути при экстренном торможении и скоро-
сти не менее 35 км/ч. Это требование обусловлено со-
ображениями пропускной способности, так как вклю-
чение разрешающего сигнала на светофоре в начале
станционного пути, по которому на станцию принима-
ется поезд, происходит только при свободности защит-
ного участка за выходным светофором. Каждый поезд
обязательно должен останавливаться на станции для
посадки и высадки пассажиров. Безостановочное про-
следование станции допускается только в исключитель-
ных случаях со скоростью не выше 35 км/ч с учетом
длины защитного участка за выходным светофором.
Длина защитного участка за выходным светофором 33
согласно расчету равна 58,7 м. С учетом длин типовых
рельсовых звеньев защитный участок принят равным
62,5 м. Необходимо, чтобы входной светофор также был
максимально приближен к началу платформы. Кон-
кретное место его установки зависит от длины станци-
онной платформы и состава (числа вагонов в поезде),
который предусматривается для обращения на линии.
Если длина станционной платформы рассчитана на
прием и отправление восьмивагонных составов (160 м)
и расстановку светофоров проводят для организации
движения восьмивагонных поездов, то минимальная
длина станционного пути (с учетом длин рельсовых
цепей, кратных рельсовым звеньям) может быть при-
нята равной 175 м. Входной светофор 31 (см. рис. 2.2)
установлен на расстоянии 10 м от края платформы на
пикете 59 + 35,0.
Действие светофора 31 можно проанализировать на
графике расстановки сигналов. Из точки нахождения
светофора 31 вверх проведена вертикальная штриховая
линия, пересечение которой с кривой хода головы пер-
вого поезда определяет момент времени вступления по-
езда на станционный путь (рельсовая цепь 27) и зажи-
гания на светофоре 31 красного огня (штриховая ли-
ния переходит в сплошную полосу, которой обозначает-
ся время горения красного огня). Смена запрещающего
показания на светофоре 31 на разрешающее произой-
дет после отправления поезда со станции и освобожде-
нии защитного участка за выходным светофором 33
(рельсовая цепь 31с). На графике показаны стоянка
70
поезда на станции (кривые времени хода головы и хво-
ста поезда в пределах станции переходят в вертикаль-
ные прямые, соответствующие в масштабе времени
стоянке поезда 30 с); кривая времени ухода хвоста
поезда. Однако восстановление разрешающего показа-
ния на светофоре 31 показано на графике не с момента
полного освобождения защитного участка — рельсовой
цепи 31с, а после проследования поездом части этого
участка длиной 10,97 м. Построение такой зависимо-
сти в данном случае является правомерным, поскольку
путь в пределах рельсовой цепи 31с оборудован устрой-
ством контроля скорости уходящего поезда. Устройство
контроля скорости определяет достижение скорости
уходящего поезда на контрольном участке длиной
10,97 м заданной величины ур=50 км/ч. В случае экст-
ренного торможения поезда при скорости 50 км/ч тор-
мозной путь составит не менее 90 м, что гарантирует
полное освобождение защитного участка. Согласно
расчетному режиму движения фактическая скорость
поезда на контрольном участке должна быть 58 км/ч.
Для определения момента освобождения поездом
контрольного участка проведена вертикальная штрихо-
вая линия из точки с координатами установки уст-
ройств контроля скорости (пикет 61 + 20,97) до пересе-
чения с кривой времени ухода хвоста поезда. Точка
пересечения 1 характеризует момент освобождения
контрольного участка и одновременно начало срабаты-
вания приборов по включению на светофоре 31 разре-
шающего показания. Горизонтальная линия, проведен-
ная из точки 1 до пересечения в точке 1' с полосой,
показывающей горение сигнальных огней на светофоре
31, определяет время смены сигнальных показаний и
поездное положение на пути в этот момент. Сплошная
полоса, показывающая горение красного огня, перехо-
дит в штриховую полосу, показывающую зажигание
одновременно желтого и зеленого огней. На линии сиг-
нальных показаний (линии 1—1') показано в масшта-
бе времени — время срабатывания автостопа Zcn=l с.
Входной светофор в начале станционной платформы
имеет, как правило, два сигнальных показания: крас-
ный, желтый и зеленый одновременно горящие огни.
Предусматривать большее число сигнальных огней не
имеет смысла, так как при размерах движения, близ-
71
кйх к расчетному (40 пар поездов/ч), поезда входят
на станцию при закрытом выходном светофоре, что
повлияло бы на показания входных светофоров и на
режим движения поездов.
На графике показана продолжительность горения
разрешающего огня на светофоре с момента его вклю-
чения и до появления поезда перед светофором на рас-
стоянии служебного тормозного пути. Это время соглас-
но нормативным документам (СНиП) должно быть не
менее 4 с и имеет целью способствовать реализации
пропускной способности при возможных отклонениях
поездов от установленного режима движения. Время
запаса (факультатив) отсчитывают по вертикальной по-
лосе, показывающей горение сигнальных огней свето-
фора, и начинается с момента включения одновремен-
но горящих желтого и зеленого огней — штриховая по-
лоса—и до момента касания этой полосы острия стрел-
ки, обозначающей длину служебного тормозного пути
перед светофором. В данном случае факультатив Фа/б =
= 11,5 с, тормозной путь перед светофором 31 150 м и
длина стрелки в масштабе пути соответствует этому
значению. В основании стрелки указана скорость 62 км/ч,
при которой рассчитан тормозной путь. Хвост стрел-
ки направлен под прямым углом на кривую времени
хода, в пересечении которых получена точка Т — на-
чало тормозного пути. Вертикальная часть хвоста стрел-
ки, равная в масштабе времени 2 с, определяет на гра-
фике время восприятия машинистом сигнала (время
реакции машиниста на сигнал) и принятия решения по
управлению поездом.
Смена на светофоре 31 разрешающего сигнала на
запрещающий произойдет, когда следующий поезд
вступит на станционный путь и на светофоре автома-
тически включится красный огонь. Время работы све-
тофора 31 в расчетный межпоездиой интервал таково: в
течение 67 с на светофоре включен запрещающий сиг-
нал и в течение 23 с — разрешающий. Причем 11,5 с
светофор имеет разрешающий сигнал до появления по-
езда перед сигналом на расстоянии служебного тор-
мозного пути.
На графике показано расстояние, с которого обеспе-
чивается видимость сигнальных, показаний светофоров,
которая может быть признана хорошей в том случае,
72
если это расстояние больше длины служебного тормоз*
ного пути перед светофором, т. е.
^вид ^сл.т -Ь ^в>
где /в — путь, проходимый поездом за 2 с, т. е. время восприятия
сигнала.
Так, например, сигнал на светофоре 31 виден с рас-
стояния 180 м, а длина тормозного пути перед свето-
фором равна 150 м. Следовательно, видимость гаран-
тирует своевременное восприятие сигнала машинистом
и принятие решений по режиму ведения поезда.
При построении электрических схем светофора 31
все путевые участки (рельсовые цепи 27, 29, 31 и 31с)
необходимо включать в схему зависимости светофора
31. Последняя рельсовая цепь, при освобождении кото-
рой на светофоре восстанавливается разрешающее по-
казание, имеет нумерацию светофора. Для светофора
31 такой рельсовой цепью является 31с. Буква с указы-
вает, что путь в пределах рельсовой цепи оборудован
устройством контроля скорости. Следующий светофор
29 со стороны подхода к станции устанавливают на
минимально допустимом расстоянии от светофора 31.
Согласно ПТЭ метрополитенов по условиям пропускной
способности это расстояние допускается равным длине
тормозного пути служебного торможения при скорости
движения не менее 35 км/ч. Рассчитано, что искомая
длина тормозного пути на данном профиле равна 55,2 м.
Длину блок-участка за светофором 29 с учетом длин
рельсовых звеньев принимаем равной 62,5 м. Действие
светофора 29 можно проанализировать на графике по
аналогии с работой светофора 31. Запрещающее пока-
зание светофора 29 меняется на разрешающее после ос-
вобождения защитного участка за светофором 31
(рельсовые цепи 27 и 29).
Согласно расчету длина защитного участка должна
быть равна 128 м, а длина рельсовых цепей — 112,5 м.
Полную длину защитного участка можно было бы полу-
чить увеличением длины рельсовой цепи 29, т. е. пере-
носом изолирующих стыков в сторону выходного свето-
фора. Однако такое решение задержало бы примерно
на 2 с открытие светофора 29 и смену сигнальных по-
казаний на других светофорах. Поэтому требуемую
длину защитного участка получаем в результате уста-
73
новки автостопа 31 с выносом на 20 м навстречу дви-
жению. Таким образом, защитный участок начинается
не от изолирующего стыка, в створе которого находит-
ся светофор 31, а от автостопа и длина его 132,5 м.
(На графике защитные участки показаны стрелками в
масштабе пути; цифра над стрелкой указывает факти-
ческую длину, а под стрелкой — расчетную; цифра в
основании стрелки показывает скорость, для которой
рассчитан защитный участок.) Смена сигнальных огней
на светофоре 29 изображена аналогично, как для све-
тофора 31. Только светофор 29 имеет три сигнальных
показания: красный, желтый и зеленый огни. Красный
огонь появляется- при вступлении поезда на рельсовую
цепь 25 (горение красного огня обозначено сплошной
полосой), он сменяется на желтый огонь (штриховая
полоса на линии горения огня на светофоре) при от-
правлении поезда со станции и освобождении им за-
щитного участка за светофором 31, и, наконец, желтый
огонь меняется на зеленый, когда на впереди стоящем
светофоре 31 включается разрешающий огонь. Линия,
показывающая смену сигнальных показаний светофора
31, из точки 1' продолжается вправо до пересечения с
линией, показывающей горение огней светофора 29, на
которой штриховая полоса меняется на сплошную свет-
лую полосу. Факультатив разрешающего показания
светофора 29 Фа/б=12,5 с, тормозной путь служебного
торможения перед светофором 161 м, видимость сигна-
ла обеспечивается с расстояния 117 м, так как перед
светофором имеется кривая, ограничивающая види-
мость. Поэтому при горении красного огня на светофо-
ре 29 на предыдущем светофоре 27 должен быть пре-
дупредительный сигнал — желтый огонь.
Необходимо, чтобы поезд, находящийся на станции,
был огражден запрещающим светофором и закрытым
автостопом, расположенными на длине защитного уча-
стка, равного не менее расчетному тормозному пути
экстренного торможения при скорости не менее 60 км/ч.
Поэтому на подходе к станции устанавливают свето-
фор 27, который находится на расстоянии 62,5 м от
светофора 29 и 125 м от станционного пути (светофора
31).
При нахождении поезда на станции на входных
светофорах 31, 29 и 27 будут гореть красные огни, а
74
их автостопы закрыты. Безопасность поезда обеспечи-
вается светофором 27', автостоп которого принудит при-
ближающийся к станции поезд к экстренному торможе-
нию, если машинист не примет мер к остановке перед
запрещающим светофором. Если поезд уходит со стан-
ции, то последовательно открываются входные свето-
форы. На светофоре 27 запрещающий сигнал поменя-
ется на разрешающий при свободности блок-участка за
светофором 27 и защитного участка за светофором 29,
который состоит из рельсовых цепей 25 и 27 общей
длиной 112,5 м. Согласно расчету длина защитного уча-
стка должна быть 123 м. Требуемую длину защитного
участка достигают выносом автостопа светофора 29
на 20 м вперед навстречу движению. Таким образом,
защитный участок начинается не от изолирующего сты-
ка, в створе с которым находится светофор 29, а от
автостопа и его длина 132,5 м. Действие светофора 27
происходит по аналогии с работой светофоров 29 и 3/.
Светофор 27 в отличие от светофоров 29 и 31 имеет
четыре сигнальных показания: красный, желтый, одно-
временно горящие желтый и зеленый, а также зеле-
ный огни.
На графике показана последовательность включе-
ния сигнальных показаний в зависимости от числа сво-
бодных для движения блок-участков и показаний впе-
реди установленных светофоров. Кроме входных свето-
форов, действие которых зависит от занятости станци-
онного пути, на перегоне предусматривают два свето-
фора 23 и 25. Местоположение их определено графиче-
ски с таким расчетом, чтобы движение поездов при
заданном интервале осуществлялось на зеленый огонь
этих светофоров при наличии нормативного факульта-
тива горения разрешающего показания. Так как види-
мость показаний светофоров 27 и 29 не обеспечивается
с требуемого расстояния, то светофор 25, установлен-
ный в кривой, имеет четыре сигнальных показания. Ви-
димость его показаний выполняется с расстояния 75 м.
Поэтому с левой стороны пути по ходу движения раз-
мещают его повторитель. В'идимость левостороннего
повторителя гарантируется с расстояния 143 м при дли-
не тормозного пути 170 м. В связи с этим предыдущий
светофор 23 имеет три показания, в том числе желтый
75
огонь, предупреждающий машиниста о показаниях впе-
реди стоящего светофора.
Светофоры 25, 23 и выходной 21 имеют значитель-
ный факультатив горения огней разрешающих сигна-
лов, поэтому приводы автостопов на этих светофорах
предусмотрены с коммутаторами, включающими цепь
разрешающих огней через 3 с после полного открытия
автостопа.
2.3. Расстановка сигнальных точек АЛС—АРС
При регулировании движения по сигналам АЛС—АРС
без путевых светофоров расстановка сигнальных точек
состоит в определении границ рельсовых цепей и выбо-
ре режима их кодирования частотными сигналами для
обеспечения заданной пропускной способности при ис-
пользовании рациональных режимов движения. Расста-
новку сигнальных точек АЛС—АРС проводят также в
два этапа. На первом этапе выполняют тяговые расче-
ты для построения кривых скорости движения и време-
ни хода поезда. На втором этапе определяют грани-
цы и длины рельсовых цепей и порядок их кодирования
с учетом выполнения требований по обеспечению безо-
пасности движения. График (рис. 2.4) выполнен для
примерного перегона. Кривые скорости движения и
времени хода поезда построены на основе тяговых рас-
четов (см. п. 2.2). Для упрощения построения кривых
v=f(S) и t=f(S) исходные данные приняты те же, что
ив п. 2.1. Координаты изолирующих стыков рельсо-
вых цепей начинают определять со станционного пути.
Для получения наибольшей пропускной способности
изолирующие стыки, ограничивающие станционный
путь, должны быть максимально приближены к стан-
ционной платформе. Станционный путь по входу огра-
ничен изолирующим стыком на пикете 59+32,5, а по
выходу — изолирующим стыком на пикете 61 + 20,0.
Необходимо, чтобы длины рельсовых цепей и выбор
частотных сигналов для кодирования обеспечивали
возможность реализации расчетного режима движения
без подтормаживания от устройств АЛС—АРС. Кро-
ме того, должна быть предусмотрена возможность осу-
ществления режима нагона, т. е. движения со скоро-
76
Рис. 2.4. График расстановки сигнальных точек АЛС-АРС
стью, превышающей расчетную. Кодирование перегон-
ных рельсовых цепей при стоянке поезда иа станции
должно гарантировать возможность максимального
приближения следующего поезда к станции при безус-
ловном обеспечении безопасности движения обоих по-
ездов.
Это достигается использованием для регулирования
движения всех ступеней допустимых скоростей. По ме-
ре сближения с препятствием в рельсовой цепи меня-
ется кодовый сигнал, которым определяется ступень
меньшей скорости. Необходимо, чтобы во всех случаях
от конца кодируемого участка до препятствия обеспе-
чивался тормозной путь при торможении с максималь-
ной скоростью, допустимой для движения по кодируе-
мому участку. Так, при стоянке поезда на станции рель-
совые цепи перед станцией на длине тормозного пути
77
от участка приближения будут кодироваться частотным
сигналом, запрещающим движение.
При занятом станционном пути рельсовые цепи 35,
37 и 39 кодируются сигнальным током частотой 275 Гц,
наличие которого вызывает принудительное автомати-
ческое торможение поезда. Общая длина рельсовых це-
пей 150 м, что превышает расчетную длину тормозного
пути при скорости 40 км/ч и недостаточна при скоро-
сти 60 км/ч (фактическую длину участка указывают
над стрелкой, обозначающей тормозной путь, а рас-
четную длину тормозного пути — под стрелкой; "в ос-
новании стрелки — скорость, на которую рассчитан
тормозной путь). Поэтому рельсовая цепь 33, предше-
ствующая тормозному пути, кодируется сигнальным то-
ком частотой 225 Гц, допускающим движение со скоро-
стью не более 40 км/ч. Рельсовая цепь 31 кодируется
сигнальным током частотой 175 Гц, что допускает дви-
жение со скоростью до 60 км/ч. При этом от границы
рельсовой цепи 31 до станционного пути обеспечен
тормозной путь при скорости 60 км/ч. Рельсовая цепь
29 при стоянке поезда на станции кодируется сигналь-
ным током частотой 125 Гц, допускающим движение
со скоростью до 70 км/ч, так как от границы этой
рельсовой цепи до станционного пути обеспечивается
соответствующий тормозной путь. По рельсовой цепи
27 допускается движение со скоростью 90 км/ч, так
как от ее границы до препятствия также гарантируется
тормозной путь требуемой длины. Таким образом ис-
пользованы ступени всех допустимых скоростей (от
90 км/ч до нуля), которыми располагает система АРС,
последовательным снижением допустимого значения по
мере сближения с препятствием.
Смена сигналов в рельсовой цепи с целью прибли-
жения следующего поезда к станции или движения в
повышенном диапазоне допустимой скорости происхо-
дит по мере удаления отправившегося со станции по-
езда. Как только хвост поезда освобождает рельсовую
цепь 41, появляется возможность кодировать рельсовую
цепь 35 сигнальным током частотой, допускающей
движение со скоростью до 40 км/ч. Рельсовые цепи
37, 39 и 41 образуют тормозной путь длиной 137,5 м
при расчетной длине 119 м. После освобождения рель-
совой цепи 43 появляется возможность кодирования
78
рельсовой цепи 37 для движения со скоростью до
40 км/ч и повысить допустимую скорость движения по
рельсовой цепи 33 до 60 км/ч, а по рельсовой цепи 31
— до 70 км/ч. После ухода поезда с рельсовой цепи
45 появляется возможность кодирования рельсовой це-
пи 39 для движения со скоростью до 40 км/ч и повы-
шения уровня допустимой скорости движения по рель-
совым цепям 35 и 33.
На графике показаны линии смены сигналов в рель-
совых цепях по мере освобождения поездом путевых
участков. Вертикальная линия, проведенная вверх из
точки с координатами, определяющими место установ-
ки изолирующих стыков 39/41, до пересечения с кри-
вой времени следования хвоста поезда (точка /), оп-
ределяет момент освобождения поездом рельсовой це-
пи 39. Горизонтальная линия, проведенная из точки 1
вправо до пересечения с вертикальными линиями, про-
веденными из точек, соответствующих месту размеще-
ния других изолирующих стыков, определяет момент
времени смены сигналов в рельсовых цепях. При про-
хождении этой прямой над зоной рельсовых цепей 39,
37 и 35 никаких обозначений не сделано, так как в
данный момент времени в этих рельсовых цепях сиг-
нал не меняется. В начале рельсовой цепи 33 по обе-
им сторонам горизонтальной линии проставлены числа,
из которых нижнее (0) показывает допустимую ско-
рость движения по этому участку до освобождения рель-
совой цепи 39, а верхнее — допустимую скорость дви-
жения (40 км/ч) с момента освобождения рельсовой
цепи 39. Линия смены сигнала проходит и над рельсо-
вой цепью 31, допустимая скорость движения по кото-
рой изменилась от нуля до 60 км/ч, а в рельсовой це-
пи 29 — с 60 км/ч. Линии, показывающие момент
смены сигнала, строят от конца (по ходу движения)
каждой рельсовой цепи, и, пользуясь ими, можно про-
следить изменение допустимой скорости движения по
каждой рельсовой цепи, как только освободились впе-
реди расположенные участки. Согласно расчету макси-
мальная скорость движения на данном перегоне 70 км/ч.
Однако предусмотрено кодирование перегонных рель-
совых цепей 27 и 29 сигнальным током, допускающим
движение со скоростью до 90 км/ч, что позволит при
необходимости осуществить режим нагона. В других
79
рельсовых цепях сигналы АЛС—АРС разрешают дви-
жение со скоростью до 70 км/ч, что вполне достаточ-
но, чтобы реализовать расчетный режим движения.
Чтобы не усложнять устройства, допускается не коди-
ровать рельсовые цепи сигналами, при которых допус-
тимые скорости не смогут быть использованы в расчет-
ном режиме движения (сигналы, разрешающие движе-
ние со скоростью до 50 км/ч в перегонные рельсовые
цепи и до 70 км/ч — в станционные). Факультатив
сигналов АЛС—АРС определен с момента подачи сиг-
нала в рельсовую цепь до момента занятия рельсовой
цепи поездом. Так как в рельсовых цепях сигналы ме-
няются с изменением допустимой скорости движения,
то факультатив указывают для каждой ступени скоро-
сти. Например, в рельсовой цепи 35 факультатив сиг-
нала, допускающего движение со скоростью до 40 км/ч,
— 17 с, со скоростью до 60 км/ч — 8,5 с и со ско-
ростью до 70 км/ч — 5 с. Нормативными документа-
ми установлены следующие значения факультативов
разрешающих сигналов АЛС—АРС: для рельсовых це-
пей, кодирование которых зависит от занятости стан-
ционного пути, — не менее 5 с, для остальных рельсо-
вых цепей — не менее 15 с. Построенные графики
определяют место установки сигнальных точек, распо-
ложение рельсовых цепей и их длины, включение сиг-
налов от наличия свободных для движения участков
пути и дают возможность анализировать пропускную
способность с учетом выполнения требований по обес-
печению безопасности движения поездов.
5*
Глава 3
ЭЛЕМЕНТЫ УСТРОЙСТВ АВТОМАТИКИ
И ТЕЛЕМЕХАНИКИ
3.1. Реле
Реле представляет собой электромеханическое устрой-
ство, которое контактами включает, выключает и пере-
ключает (коммутирует) электрические цепи, управляя
элементами автоматики и контролируя их состояния,
а также выполняя зависимости в электрических схемах.
Реле имеет электромагнитную и контактную систе-
мы. Электромагнитная система состоит из сердечника
с катушкой (неподвижная часть) и подвижного якоря
или сектора. Если катушка обесточена, то якорь или
сектор занимает исходное положение, установленное
расчетами при конструировании реле. При прохожде-
нии тока по катушке реле создается электромагнитное
поле, которое оказывает силовое воздействие на якорь
или сектор. Под действием электромагнитных сил якорь
или сектор переходит в рабочее положение: якорь —
притягиваясь к сердечнику, сектор — перемещаясь
вверх. Чтобы не допускать залипания якоря к сердеч-
нику при обесточивании катушки реле, сердечник и
якорь изготавливают из специальных сортов электро-
технической стали, которая не обладает остаточным
магнетизмом.
Контактная система имеет группы из трех контак-
тов: подвижных (осевых), связанных с якорем или сек-
тором, их положение определяется возбужденным или
обесточенным состоянием реле; неподвижных (фронто-
вых) контактов, с которыми замыкаются осевые кон-
такты, когда реле возбуждается; неподвижных (тыло-
вых) контактов, с которыми замыкаются осевые кон-
такты, когда реле обесточивается.
В рабочем цикле реле можно выделить три харак-
терных состояния: покоя (обесточенное), срабатыва-
ния (на притяжение или опускание) и рабочее (воз-
бужденное) .
6—1064
81
Состояние покоя устанавливается с момента замы-
кания тыловых контактов после отключения питания
реле до поступления следующего управляющего сигна-
ла, т. е. подачи напряжения на катушки реле. В состо-
янии покоя катушки реле обесточены, якорь занимает
исходное нерабочее положение, фронтовые контакты
разомкнуты, а тыловые замкнуты.
Срабатывание на притяжение характеризуется про-
межутком времени с момента подачи напряжения (то-
ка) на катушки реле до замыкания фронтовых контак-
тов. Ток, необходимый для обеспечения перемещения
якоря из исходного в рабочее положение и замыкания
фронтовых контактов, называется током срабатывания
Лр, а промежуток времени с момента подачи тока до
замыкания контактов — временем срабатывания tcp.
Ток срабатывания является важной характеристикой
реле, определяющей его чувствительность. В зависимо-
сти от назначения реле к его чувствительности предъяв-
ляют особые требования. В рельсовых цепях метропо-
литена путевые реле не должны иметь высокую чувст-
вительность, чтобы помехи обратного тягового тока не
смогли оказать опасного влияния на его работу. Чув-
ствительность реле устанавливают при его конструиро-
вании.
Рабочее состояние длится с момента замыкания
фронтовых контактов (после подачи питания на реле)
до момента отключения питания. В рабочем состоянии
реле должно надежно удерживать контакты в замкну-
том состоянии, обеспечивая между ними требуемое
контактное нажатие. Чтобы возможные колебания на-
пряжения в питающей сети не ослабили надежность
работы реле, необходимо, чтобы рабочее напряжение
(ток), подаваемое на катушки реле, было больше на-
пряжения (тока) срабатывания Up(Icp). Отношение
рабочего напряжения (тока) к напряжению (току)
срабатывания называют коэффициентом запаса: К3 =
— Up/UcV=Ip/Icp. Запас рабочего напряжения следует
устанавливать с учетом назначения реле. Для путевых
реле чрезмерный запас рабочего напряжения может
ухудшить условия работы рельсовой цепи в шунтовом
и контрольном режимах. Для реле, применяемых на
метрополитене, /С3= 1,2 ч-1,4. Срабатывание на отпу-
скание характеризует состояние реле с момента прек
82
ращения подачи питания на его катушки и перемеще-
ния якоря из рабочего положения в исходное с замы-
канием тыловых контактов. После отключения напря-
жения с реле ток в его катушках исчезает не мгновен-
но, а в течение определенного времени (доли секунды).
Перемещение якоря из рабочего положения в исходное
и размыкание контактов происходит также не при пол-
ном исчезновении тока, а при его уменьшении до оп-
ределенного значения.
Ток в катушке реле, при котором размыкаются фрон-
товые контакты, называют током отпускания /от, а вре-
мя с момента отключения напряжения до размыкания
его фронтовых контактов — временем отпускания /от-
Реле отпускает якорь при токе, несколько меньшем
тока срабатывания. Отношение тока отпускания к току
срабатывания называют коэффициентом возврата реле:
Kb=Uot/Ucp=IOt/Icp. Этот коэффициент имеет важное
значение в зависимости от назначения реле. Для обес-
печения шунтового и контрольного режимов рельсовых
цепей благоприятным фактором является использование
путевого реле с высоким коэффициентом возврата. На
метрополитене реле имеют Кв=0,3-^0,5.
Наиболее ответственным узлом в реле является
контактная система, поэтому к работе контактов предъ-
являются высокие эксплуатационные требования. Пре-
жде всего контакты должны обеспечивать надежное
электрическое соединение цепей и сохранять неизмен-
ным механические (контактное нажатие) и электриче-
ские (переходное сопротивление) свойства в процессе
длительной работы. При замкнутых контактах поверх-
ности контактных тел прижимаются одна к другой с
некоторой силой, называемой контактным нажатием.
Чем больше контактное нажатие, тем больше площадь
соприкосновения контактов и тем меньше их переход-
ное электрическое сопротивление, что имеет существен-
ное значение для надежной работы контактов. Значе-
ния контактного нажатия и переходного электрическо-
го сопротивления устанавливают при конструировании
реле.
При размыканиях и замыканиях контакты подверга-
ются различным видам износа: механическому, электри-
ческому (эрозии), свариванию и т. п. В момент размы-
кания контактов между ними образуется электрическая
6* 83
дуга (искра), которая вызывает сильный разогрев кон-
тактной поверхности и некоторое испарение с нее мик-
рочастиц. При размыкании цепи переменного тока
режим работы контактов облегчается, так как электри-
ческая дуга периодически гаснет (при переходе напря-
жения через нулевое значение) и каждое последующее
зажигание происходит при все более возрастающем
расстоянии между контактами. Это позволяет увеличить
мощность в цени, размыкаемой контактами, по сравне-
нию с цепью постоянного тока.
Режим работы контактов при замыкании отличает-
ся от режима размыкания. Когда расстояние между
сближающимися контактами становится очень малым,
возникает искра, которая гасится в момент соприкосно-
вения контактов. Если контакты замыкаются без
вибрации, то этот режим работы не опасен, так как эро-
зия контактов небольшая. При наличии вибрации кон-
такты реле после первого соприкосновения вновь раз-
мыкаются и образуется дуга. Вследствие малых рассто-
яний и больших токов разрушающее действие дуги на
контакты при замыкании (если они вибрируют) может
быть значительно большим, чем при размыкании. В та-
ких случаях не только сокращается срок службы кон-
тактов, но и появляется вероятность нарушения рабо-
ты реле.
3.2. Классификация реле
Реле, применяемые в устройствах автоматики и теле-
механики метрополитена, можно классифицировать по
следующим основным признакам;
по роду питающего тока — реле постоянного, пере-
менного и постоянно-переменного тока;
но принципу действия — электромагнитные реле,
действие которых основано на притяжении якоря к сер-
дечнику при протекании тока по катушке реле.
Контактной системой в этих реле управляет якорь;
индукционные реле двухэлементные, секторные. Дейст-
вие этих реле основано на взаимодействии вихревых
токов в секторе, индуцированных одним элементом, с
магнитным потоком, создаваемым другим элементом,
т. е. на принципе перемещения проводника с током, по-
84
мещенного в магнитное поле. Роль проводника выпол-
няет сектор, в котором наводится ток одним из элемен-
тов, а другим элементом — взаимодействующий маг-
нитный поток. Контактной системой в этих реле управ-
ляет сектор.
В зависимости от времени срабатывания реле под-
разделяют на: быстродействующие — с временем сра-
батывания на притяжение и отпускание якоря до
0,03 с; нормалыюдействующие — с временем срабаты-
вания до 0,2 с; медленнодействующие — с временем
срабатывания до 1,5 с; временные — с временем сраба-
тывания выше 1,5 с.
По надежности действия различают реле I, II клас-
сов надежности и реле облегченного типа. Реле I клас-
са надежности отличаются тем, что после обесточива-
ния катушек якорь гарантированно опускается под соб-
ственным весом. Фронтовые контакты в них применены
угольные, а осевые — серебряные. Сочетание разно-
родных материалов исключает сваривание контак-
тов между собой в момент размыкания электриче-
ских цепей. Реле I класса применяют во всех от-
ветственных цепях, осуществляющих основные зависи-
мости.
Реле II класса надежности отличаются тем, что от-
пускание или возврат якоря происходит как за счет
собственного веса, так и под действием реакции кон-
тактных пружин. Подвижные и неподвижные контакты
изготавливают из однородных материалов. Эти реле
можно использовать в ответственных цепях, но с допол-
нительным контролем отпустившего положения якоря
при обесточенном реле. У реле облегченного типа воз-
врат якоря в исходное положение при обесточенной ка-
тушке осуществляется за счет реакции контактных
пружин. Поэтому эти реле можно применять во вспо-
могательных цепях принудительным контролем пра-
вильной работы якорей на притяжение и на возврат
или отпускание.
В устройствах автоматики метрополитена предус-
матривают малогабаритные штепсельные реле постоян-
ного и переменного тока. На линиях, построенных еще
до шестидесятых годов и которые не реконструировали,
использованы нештепсельные реле с болтовыми кон-
тактными стержнями для подключения. Затем для уско-
85
рения замены эти реле снабдили съемными штепсель-
ными платами (HP) и колодками (ДСР).
Для различия реле по типам и характеристикам
приняты условные обозначения, состоящие из сочета-
ния букв и цифр. Буквы указывают на конструктивный
тип реле и его временные характеристики, а цифры —
число групп контактов и сопротивление катушек. Пер-
вая буква или сочетание двух первых букв в обозна-
чении указывает на принцип действия реле: Н — ней-
тральное, П — поляризованное, К — комбинирован-
ное, СК — самоудерживающее комбинированное, ДС —
индукционное переменного тока (двухэлементное сек-
торное). Буква М указывает на малогабаритное испол-
нение. У пусковых реле в условном обозначении имеет-
ся буква П, а у реле с выпрямителями — буква В.
Следующая буква обозначает способ соединения реле
с электрическими цепями: Ш — штепсельное или Р —
посредством болтовых контактных выводов.
У реле медленнодействующих на отпускание послед-
ней в обозначении ставится буква М, например
НМШМ — нейтральное малогабаритное штепсельное
медленнодействующее на отпускание; НРМ — нейтраль-
ное медленнодействующее на отпускание с болтовыми
выводами.
Цифра после букв характеризует контактную систе-
му реле. У штепсельных реле 1 указывает на наличие
восьми контактных групп на переключение (8 фт, где
ф — фронтовой ит — тыловой контакты), 2 — реле
с четырьмя контактными группами (4 фт); 3 — реле с
двумя контактными группами на переключение и дву-
мя фронтовыми контактами (2 фт, 2 ф); 4 — реле с
четырьмя группами на переключение и четырьмя фрон-
товыми контактами (4 фт, 4 ф); 5 — реле с двумя
группами на переключение и двумя тыловыми контак-
тами (2 фт, 2 т). У реле типа HP цифра 1 указывает
на наличие шести групп контактов на переключение,
2 — четырех групп, 3 — двух групп.
Число, которое пишется через дефис, указывает на
общее сопротивление катушек постоянному току при
последовательном их соединении (НМШ1-1800,
НР1-750). Если катушки включают раздельно или они
имеют различное сопротивление, то их сопротивление
указывают дробным числом: в числителе сопротивле-
86
ние первой катушки (расположенной ближе к основа-
нию у штепсельных реле и левой — у реле типа HP),
а в знаменателе — сопротивление второй катушки. На-
пример, НМШ1-1800 — нейтральное малогабаритное
штепсельное реле с восемью контактными группами и
общим сопротивлением катушек, включенных последо-
вательно, равным 1800 Ом; НМШМ2-640 — нейтраль-
ное малогабаритное штепсельное с замедлением на
отпускание реле с четырьмя контактными группами и
общим сопротивлением катушек, включенных последо-
вательно, равным 640 Ом; НМВШ2-900/900 — ней-
тральное малогабаритное штепсельное реле с выпрями-
телем и четырьмя контактными группами с раздель-
ным включением катушек, сопротивление каждой
900 Ом.
До семидесятых годов при изготовлении малогаба-
ритных штепсельных реле катушки наматывали прово-
дом марки ПЭЛ (провод медный одножильный, покры-
тый электроизоляционной эмалью и поверх нее одним
слоем лака). Затем катушки стали наматывать прово-
дом марки ПЭВ-1 (провод медный одножильный, по-
крытый электроизоляционной эмалью и поверх нее
одним слоем высокопрочного лака), обладающим по-
вышенными электроизоляционными свойствами. Про-
вод марки ПЭВ-1 имеет более толстый слой изоляции
по сравнению с проводом того же диаметра марки ПЭЛ,
поэтому при намотке катушек одинакового габаритного
размера в катушке из провода ПЭВ-1 витков будет мень-
ше, чем в катушке из провода ПЭЛ. Собственное со-
противление катушек, намотанных из провода ПЭВ-1,
будет меньше сопротивления катушек, намотанных про-
водом ПЭЛ. Поэтому в эксплуатации могут находиться
однотипные реле с различным сопротивлением катушек.
Например, реле НМШ1-500 (катушки намотаны про-
водом ПЭЛ) и реле НМШ1-400 (провод ПЭВ-1); реле
НМШ1-2000 (провод ПЭЛ) и реле НМШ1-1200 (про-
вод ПЭВ-1). Небольшая разница в сопротивлениях ка-
тушек не оказывает влияния на характеристики реле.
Некоторое уменьшение числа витков катушек, намо-
танных проводом ПЭВ-1, компенсируется при создании
ампер-витков возрастанием тока в этих катушках.
Реле постоянного тока подразделяют на нейтраль-
ные, поляризованные и комбинированные. Нейтраль-
87
ные реле срабатывают при подаче в катушки тока
независимо от его направления. Поляризованные элек-
тромагнитные реле отличаются от нейтральных тем,
что контакты замыкаются в зависимости от направле-
ния тока, протекающего в катушках.
Комбинированные реле обладают признаками ней-
трального и поляризованного реле. Они имеют ней-
тральный якорь, реагирующий на протекание тока в
катушке независимо от его направления, и поляризо-
ванный, крайнее положение которого зависит от направ-
ления тока в катушках реле. Каждый из якорей уп-
равляет собственно нейтральными и поляризованными
контактами.
3.3. Нейтральные и огневые малогабаритные
штепсельные реле
Нейтральное малогабаритное штепсельное реле типа
НМШ (рис. 3.1) состоит из карболитового основания 9,
к которому прикреплена электромагнитная система,
имеющая сердечник 12 с насаженными на него дву-
мя катушками 10, ярмо 7 и якорь 13 с противове-
сом 11,
Якорь реле снабжен бронзовым упором высотой
0,2 мм, благодаря которому между якорем и сердечни-
ком образуется воздушный зазор при возбужденном ре-
ле и исключается залипание якоря при обесточивании
реле. Над катушками к основанию прикреплена контакт-
ная система из контактных групп. С помощью карболи-
товых прокладок контакты собраны в четыре колонки,
по две группы в каждой колонке. Группа представляет
собой тройник, состоящий из неподвижного фронтово-
го 3 и тылового 2 контактов и подвижного осевого кон-
такта 5.
Двумя карболитовыми тягами 4 осевые кон-
такты шарнирно связаны с противовесом якоря и
управляются ими. Контакты изготовлены из плоских
бронзовых пластин. Контактирующие поверхности осе-
вых и тыловых контактов имеют серебряные наклепы, а
фронтовых — графито-серебряные. Сочетание разнород-
ного материала контактов (уголь — серебро) исклю-
чает возможность сваривания фронтовых контактов с
88
1
I
D О D О О О О
ООО 000 О
ODOODOO
о □ о о □ О О
Вид А
112
Il El
осевыми при пропускании по ним тока большего зна-
чения и обеспечивает хорошую проводимость (пере-
ходное электрическое сопротивление не более 0,3 Ом).
Другие концы контактов в виде плоских пластин выво-
дят наружу через отверстие в основании и образуют
часть штепсельного разъема, которую при установке
реле вставляют в штепсельную розетку.
Реле закрывают прозрачным колпаком из оргстек-
ла 6. К основанию прикреплены два направляющих
штыря 8, которыми фиксируется положение реле при
установке в штепсельную розетку. Реле закрепля-
ют в штепсельной розетке винтом 1, проходящим через
реле и оканчивающимся с лицевой стороны махови-
ком.
Штепсельную розетку реле крепят в раме релейного
шкафа или к панели релейного статива. От контактных
гнезд штепсельной розетки на монтажную сторону вы-
ведены контактные лепестки, к которым напаивают
монтажные провода. Каждый контакт реле нумеруют
цифрой. Первая цифра указывает на порядковый номер
контактной группы, а вторая — на принадлежность
контакта к осевому, фронтовому или тыловому. Все
осевые контакты обозначены цифрой 1 (11, 21, 31
и т. д.), фронтовые — цифрой 2 (12, 22, 32 и т. д.), ты-
ловые — цифрой 3 (13, 23, 33 и т. д.), Например, кон-
такты первой группы имеют нумерацию (рис. 3.2):
11 — осевой, 12 — фронтовой, 13 — тыловой; контак-
ты второй группы: 21 — осевой, 22 — фронтовой,
23 — тыловой и т. д. Нумерация контактов начинается
со стороны основания. Такая же нумерация присвоена
контактам штепсельной розетки со стороны напайки
монтажных проводов.
Под контактными выводами расположены четыре
вывода, имеющие нумерацию 1, 2, 3, 4, которые пред-
ставляют собой также контактные пластины и внутри
реле к ним напаяны выводы катушек. Катушку, поме-
щенную на сердечник со стороны его крепления, назы-
вают первой, ее подключают к контактным выводам 1
и 3, а катушку, расположенную иа сердечнике ближе
к якорю, — второй, ее подсоединяют к контактным вы-
водам 2 и 4. Благодаря самостоятельным выводам ка-
тушки можно включать раздельно, последовательно и
параллельно.
90
Рис. 3.2. Схема расположения контактов и соединения
обмоток реле (вид с монтажной стороны)
При обесточенном реле якорь под тяжестью проти-
вовеса находится в отпущенном положении, фронтовые
контакты разомкнуты, а осевые замкнуты с тыловыми.
При поступлении тока на катушки реле сердечник на-
магничивается и притягивает якорь. Противовес н при-
крепленные к нему вертикальные тяги перемещаются
вверх, размыкая тыловые контакты и замыкая осевые
с фронтовыми. Неподвижные контактные пластины до-
полнены упорными пластинами, посредством которых,
регулируется ход (отжим) контактных пластин н уве-
личивается их упругость. Зазор, образуемый между ос-
новными и упорными контактными пластинами при
замкнутых контактах, позволяет судить о надежности
контактирования соприкасающихся контактных поверх-
ностей.
Медленнодействующие штепсельные реле с замедле-
нием на отпускание типа НМШМ в зависимости от вре-
мени замедления имеют различное исполнение кату-
шек. Реле с замедлением на отпускание до 0,2 с имеет
две катушки, намотанные на шпули из красной меди;
реле, имеющие замедление свыше 0,2 с, имеют одну
катушку (вторую), намотанную на медную шпулю, а
на место первой катушки на сердечник надевается
сплошная медная гильза. При обесточивании реле в
91
Рис. 3.3. Схема изменения временных параметров реле
медных шпулях и гильзах убывающим магнитным по-
током индуцируется ток, которым создастся магнитный
поток, поддерживающий исчезающее магнитное поле.
Этим достигается замедление на отпускание. Время
замедления реле зависит от массы магнитных гильз и
тока, протекающего по катушкам реле. Чем больше
масса медных гильз, тем больше время отпускания
якоря. Наибольшее замедление реле НМШМ 0,6 с.
Контактная система реле НМШ и НМШМ различия
не имеет.
Для получения различного времени выдержки реле
на притяжение или отпускание применяют различные
схемы (рис. 3.3). Одним из эффективных способов яв-
ляется подключение конденсатора параллельно катуш-
ке реле (рис. 3.3, а). В момент подачи тока на реле Р
будет заряжаться конденсатор С до появления на об-
кладках разности потенциалов, соответствующей на-
пряжению на зажимах реле. Чтобы во время заряда
конденсатор С не оказал заметного влияния на время
притяжения якоря, последовательно ему включен ре-
зистор R, ограничивающий ток его заряда. После от-
ключения напряжения с реле конденсатор начинает раз-
ряжаться через катушки реле, поддерживая убываю-
щий магнитный поток и обеспечивая замедление на
отпускание якоря. Время замедления реле можно из-
менить подбором емкости конденсатора и сопротивле-
ния резистора.
Если последовательно с реле Р включить дополни-
тельно резистор R2 (рис. 3.3, б), то это вызовет замед-
ление срабатывания реле и на притяжение и на отпу-
скание, т.е. при подаче питания на реле падает напря-
92
жение на резисторе R2, определяемое током заряда
конденсатора 1К и нарастающим током реле /Р. В ре-
зультате продолжительность нарастания напряжения
на обкладках конденсатора (заряд) и тока в катушках
реле до значения срабатывания увеличивается, чем
достигается замедление на притяжение якоря. При от-
ключении напряжения с реле конденсатор начинает
разряжаться через катушки и отпускание якоря замед-
ляется.
На схеме (рис. 3.3, о) параллельно катушкам реле
подключен диод V. В момент возбуждения реле диод
не оказывает никакого влияния на время срабатывания
реле. Зато при размыкании цепи реле экстраток, воз-
никающий в катушках, будет замыкаться через диод и
катушки, поддерживая убывающий магнитный поток и
замедляя время отпускания якоря.
Комбинированная схема (рис. 3.3, г) с разделением
цепей заряда и разряда конденсатора с помощью дио-
да позволяет осуществить быстрый заряд конденсатора
через диод V п резистор R1 с малым сопротивлением
и более продолжительный разряд конденсатора на ка-
тушки реле через резистор R2 с большим сопротивле-
нием. Подбором емкости конденсатора при указанной
схеме можно получить большое замедление на отпуска-
ние якоря.
Срабатывание реле происходит с замедлением, если
одну из катушек накоротко замкнуть (рис. 3.3, д). При
отключении тока в основной катушке изменяющийся
(убывающий) магнитный поток индуцирует в витках
короткозамкнутой катушки ток, который стремится
поддержать убывающий магнитный поток и замедляет
процесс отпускания якоря реле. В витках короткозамк-
нутой катушки ток индуцируется и в момент подачи
его на основную обмотку. Наведенный ток создает
магнитный поток, который ослабляет действие основ-
ного потока, имея противоположное направление, чем
замедляется срабатывание реле на притяжение.
Обмотку катушки можно замкнуть накоротко через
собственный контакт — фронтовой или тыловой. Если
в момент подачи тока на основную катушку другая
катушка будет замкнута с помощью тылового контак-
та, то реле будет иметь замедление на притяжение
(рис. 3.3, е). При возбужденном реле и разомкнутых
93
Тип реле при намотке катушек проводом марки Сопротивление кату- шек постоянному току, Ом, при намотке проводом марки Напряжение
отпускания, не менее
ПЭЛ ПЭВ1 ПЭЛ ПЭВ1 в Л
4МШ1-500 НМШ1-400 2x250 2x200 2,5
4МШ1-2000 НМШ1-1800 2X1000 2x900 6-9 —
1МШ1-7000 НМШ 1-7000 2 X3500 2x3500 15 —
4МШМ1-10 НМШМ1-10*1 1X10 1X10 — 0,05
— НМШМ1-20*2 ——. 2x10 — 0,025
4МШМ1-180 НМШМ1-180*3 1X180 1X180 2,3 —
НМШМ 1-360 НМШМ 1-360 2X180 2X180 2,3 —.
НМШМ 1-750 НМШМ1-700 1X750 1X700 5 —
4МШМ1-1300/ НМШМ 1-1000/ 1300/750 1100/700 6/5 —
50 700
4МШМ1-1500 НМШМ1-1400 2x750 2x700 5 —
4МШ2-1000 НМШ2-900 2x500 2x450 2,3 —
4МШ2-4000 НМШ2-400 2 x2000 2x2000 5 —
4МШМ2-1.7 НМШМ2-1.7*4 1X1,7 1X1,7 — 0,07
1МШМ2-350 НМШМ2-320*3 1 х350 1X320 2,3 —
1МШМ2-700 НМШМ2-640*3 2x350 2x320 2,3 —
4МШМ2-1750 НМШМ2-1500 1X1750 1X1500 5 —
1МШМ2-10/ НМШМ2-10/ 10/1750 10/1500 — 0,032
1750 1500*3
4МШМ2-3500 НМШМ2-3000 2x1750 2x1500 5 —
1МШМЗ-250/ .— 250/400 — — 0,005
400 0,004
4МШЗ-550/400 — 550/400 — — 0,0036
—- 0,004
1МШ4-3.4 НМШ4-3.4 2x1,7 2X1,7 — 0,45
4МШ4-720 НМШ4-600 2x360 2x300 2,3 —
4МШ4-3000 НМШ4-3000 2x1500 2X1500 5
4МШМ4-280 НМШМ4-250*3 1X280 1x250 2,3 —
4МШМ4-560 НМШМ4-500*3 2X280 2x250 2,3 —
-1МШМ4-100/ НМШМ4-100/ 100/1100 100/1100 -/5 0,016/-
1300 1100*5
* Т"К полного подъема якоря.
♦♦ Ток прямого подъема якоря.
Особые условия изменения замедления на опускание: ♦’ при токе 0,22 и 0,25 А;
на обмотке 10 Ом при токе 0,25 А: *• — на обмотке 100 Ом при токе 0,07 А.
Таблица 3..
или ток Номинальное напряжение или ток Время замедления на от- пускание, не менее, с, при напряжении, В
полного притяже- ния, не более перегрузки
В А в А в Л 21,5 24
7,5 20 12
16 — 45 — 24 — — —
41 —— 100 — 60 — .— —
0,16 0,5 — 0,25 0,40 0,45
0,08 0,25 — 0,125 0,17 0,20
7,5 20 — 12 — 0,40 0,45
7,5 20 12 — 0,17 0,20
16 45 — 24 — 0,40 0,45
20/16 — 45/45 — 24 — — 0,15/0,21
16 45 24 — 0,17 0,20
7,5 20 — 12 .— — •—,
16 45 — 24 — .— —
0,23 — 0,7 — 0,35 •— 0,55
7,5 20 —- 12 — 0,55 0,6
7,5 20 — 12 — 0,25 0,3
16 45 — 24 — 0,55 0,6
0,11 — 0,5 — 0,17 — 0,3/0,г
16 45 — 24 — 0,25 0,3
— 0,017* — 0,075 — — —
0,013** — 0,055 — — — —
—— 0,012* — 0,055 — — — —'
— 0,013** — 0,055 — — —
— 0,135 •— 0,8 — 0,2 — —
7,5 20 — 12 — — —
16 45 — 24 .— — —
7,5 20 12 —- 0,45 0,5С
7,5 20 — 12 —. 0,17 0,21
-/16 0,045/- -/45 0,135/- -/24 0,07/- 0,15/0,1."
«з при токе 0,11 и 0,125 А; *’ при напряжении 10,8 и 12 В; ••
при токе 0,5 л
9;
тыловых контактах обмотка катушки перестает быть
замкнутой и не оказывает влияния па время отпуска-
ния якоря. В случае если предусмотреть замыкание об-
мотки фронтовым контактом (рис. 3.3,ж), то при обес-
точенном реле обмотка катушки не будет замкнута и
не окажет влияния на время притяжения якоря при
подаче тока на основную катушку реле. При возбуж-
денном реле обмотка катушки замыкается фронтовым
контактом, и она будет оказывать влияние на время
отпускания якоря при отключении тока в основной
катушке. Основные электрические и временные ха-
рактеристики реле НМШ и НМШМ приведены в
табл. 3.1.
Нейтральное малогабаритное штепсельное реле с
выпрямителями типа НМВШ по конструкции контакт-
ной и магнитной систем и принципу действия не отли-
чается от реле типа НМШ. На катушки реле подается
напряжение переменного тока через выпрямительную
приставку, которая состоит из четырех диодов типа
Д7Г, смонтированных на изоляционной панели. При-
ставка размещена внутри реле над контактами, в свя-
зи с чем контактная система имеет только четыре кон-
тактные группы. Катушки реле можно включать раз-
дельно, последовательно или параллельно (рис. 3.4).
Установка перемычек на штепсельной розетке реле
в зависимости от схемы выпрямителя и электрические
характеристики реле НМВШ приведены соответственно
в табл. 3.2 и 3.3.
а) б) б) г)
~12 72 -у ~!2 72;y -у /2 72 ~ -у 12 72^.
Л I 31 S'l.Jl 'll I J! 51 I Jl' 'll I Л 51 Г 77 11 31 51 I 71
Рис. 3.4. Схема включения выпрямительных элементов и катушек
реле типа НМВШ-2:
мостовые схемы выпрямления с последовательным (а) и параллельным (б)
соединением катушек, с включением второй катушкн для горочных рель-
совых цепей (в); одиополупериодная схема выпрямления с раздельным
включением катушек (г)
96
6*
Таблица 3.2
Схемы выпрямления Перемычки на розетке реле типа
НМВШ2 АНВШ2
Мостовая: соединение катушек после- 11-51, 4-51 21-42, 41-61
довательное соединение катушек парал- лельное Однополупериодная с после- довательным соединением кату- шек Мостовая с включением вто- рой катушки для горочных рельсовых цепей 31-71, 1-31 1-2, 2-31, 31-71 3-45, 3-51, 11-51 1-71, 2-31 4-51, 3-11 31-71, 4-71 11-51, 2-51 62-81 21-41, 21-42 62-81, 61-81 41-42 61-62
Реле типа НМВШ2 применяют на метрополитене в
качестве путевого в однониточных рельсовых цепях,
линейно-сигнального, огневого (при централизованном
размещении аппаратуры) и других исполнительных
реле.
Огневые малогабаритные реле переменного тока
типа ОМШ контролируют горение сигнальных ламп све-
тофоров. В зависимости от схемы сигнальных огней
светофоров реле типа ОМШ включают последовательно
со светофорными лампами или в контур с первичной
обмоткой сигнального трансформатора, к вторичной
Таблица 3.3
Напряжение, В Схемы выпрямления, соединение обмоток реле типа
AHBLII2 НМВШ2
мостовая, последова- тельное мостовая, параллель- ное однополупери- одная, пэсле- довательное мостовая, включена вторая обмотка
Отпускания, не ме- нее 10 5 17,5 10
Полного притяже- ния, не более Перегрузки 20 10,5 35 10
60 35 100 60
Примечание. Обмотку реле типа ДНВШ2-2400 наматывают проводом
марки ПЭВ1; обмотку реле типа НМВШ2-1000/1000 — проводом марки ПЭЛ, а
обмотку реле типа НМВШ2-900/900 — проводом марки ПЭВ1.
7-1064
97
Таблица 3.4
Характеристики реле Тип реле
ОМШ2-40 ОМШМ-1
Мощность лампы, Вт 15
25
Активное сопротивление обмоток реле, Ом Ток, А: 40 (2200 или 1300 витков) 1,0
отпускания, не менее 0,027 0,4
0,045
полного притяжения, не более 0,058 0,9
0,096
перегрузки 0,18 0,3 3,0
обмотке которого подключают лампы светофора
(рис. 3.5). Через огневые реле протекает большой ток,
и чтобы не создавать на них падения напряжения, их
катушки имеют небольшое сопротивление. В устройст-
вах автоматики метрополитена при размещении ап-
паратуры на перегонах используют два типа огневых
реле ОМШМ-1 и ОМШ2-40. Основные характеристики
реле приведены в табл.. 3.4.
Рис. 3.5. Схема включении обмоток и расположение
контактов огневых реле (вид с монтажной стороны)
98
Для контроля горения ламп в светофорных голов-
ках типа «Метро» (линзовый комплект имеет по две
лампы 12 Вх15 Вт) предусматривают реле типа
ОМШМ-1. Реле работает с перегрузкой до 3 А. Оно
также устойчиво работает и при горении только одной
лампы, т. е. когда через катушку протекает ток около
1 А.
Реле типа ОМШ2-40 применяют на наземных участ-
ках метрополитена, где устанавливают светофорные го-
ловки типа МПС с одной лампой в линзовом комплек-
те (12 Вх25 Вт). Оба типа реле имеют по четыре кон-
тактных группы. Обозначение реле ОМШМ-1 не соот-
ветствует общепринятому, так как цифра 1 указывает
на значение сопротивления катушки, а не на число
контактных групп.
По конструктивному исполнению контактной и маг-
нитной систем и принципу действия реле типа ОМШ не
отличается от реле типа НМШ. На катушки реле по-
дается напряжение переменного тока через выпрями-
тельные приставки, которые находятся внутри реле.
3.4. Нейтральное реле типа HP
Реле типа HP применяют на метрополитене в устрой-
ствах автоматики, которые не подвергали модернизации.
Реле относится к I классу надежности. Для включения в
электрические схемы контакты реле выводят на наруж-
ные болты с гайками, расположенные на верхней кар-
болитовой плате. В пятидесятых годах для реле типа
HP была разработана штепсельная колодка, которую
надевают на контактные болты с подключенными про-
водами.
Реле типа HP (рис. 3.6) состоит из магнитной и
контактной систем, а также защитного кожуха. Маг-
нитная система содержит два цилиндрических сердеч-
ника 2 с катушками 3, которые закреплены к карболи-
товой плате и заканчиваются внутри реле полюсными
наконечниками 7.
Сверху сердечники замыкает ярмо 4. Якорь 1 име-
ет две цапфы (полуоси), помещенные в подшипники
и укрепленные в специальные кронштейны. Ход якоря
на отпадание ограничивает винт 5. В момент при-
7*
99
Рис. 3.6. Реле типа HP:
а — вид сверху; б — боковой разрез; в — контактная система
тяжения якоря к сердечнику между ними сохраня-
ется зазор 0,2 мм за счет бронзовых наклепов, находя-
щихся на якоре против полюсов. Наклепы исключают
залипание якоря к сердечнику от остаточного магнетиз-
ма при обесточивании реле. На якоре жестко закрепле-
ны карболитовые контактодержатели 8 с двумя кон-
тактными пружинами (осевыми контактами). Число
контактодержателей определяется числом контактных
100
Рис. 3.7. Схема соединения об-
моток реле типа HP
а тыловые контакты Т че-
групп реле. С одной сторо-
ны контактные пружины за-
канчиваются приклепанной
и пропаянной серебряной
наклепкой 10 с двумя про-
резями, образующими три
контактных лепестка. На
другом конце контактных
пружин припаян гибкий ка-
натик 9, соединенный с
контактной стойкой СТ и
болтом платы реле.
Фронтовые контакты Ф
через коптактодержатель 6,
рез стойки 11 также соединены с болтами платы. На
конце тыловые контакты имеют серебряную наклепку,
а фронтовые контакты — графитовые пластинки с се-
ребряным наполнителем. Схема соединения обмоток ре-
ле типа HP показана на рис. 3.7.
После 100 тыс. гарантийных срабатываний нормаль-
нодействующих реле и 50 тыс. срабатываний медленно-
действующих реле электрические и временные характе-
ристики должны находиться в пределах, установленных
техническими условиями (табл. 3.5).
Таблица 3.5
Характеристики реле Тип реле
НР1-2 НР1-187 НР1-400 НР1-750 НР2-2 НР2-1000
Сопротивление обмоток ре- ле, Ом Напряжение, В: бфт бфт 1,4 бфт 2,5 бфт 4фт 4фт 5,2
отпускания, не менее — 2,5 —-
полного притяжения, не — 3,9 7,5 7,5 — 7,5
перегрузки Ток, мА: — 15,6 30 30 — 30
отпускания, не менее 57 — — .— 53 —
полного притяжения, не 134 —— — — 105 —
более перегрузки 536 — — 420 —
П римечание. При напряжении на обмотке 9,5 и 12 В замедление на от-
пускание якоря реле типа НР1-400 соответственно 0,7 и 0,9 с.
101
Отличие медленнодействующего реле от нормально-
действующего состоит в том, что между сердечником и
катушкой реле имеется медная гильза. Гильза явля-
ется короткозамкнутым витком, обеспечивающим за-
медление на отпускание якоря при обесточивании ка-
тушек реле. Для этого же на катушках медленнодей-
ствующих реле намотана дополнительная короткозамк-
нутая обмотка.
3.5. Двухэлементное секторное
штепсельное реле типа ДСШ
Реле типа ДСШ индукционное переменного тока
I класса надежности. Его выпускают взамен реле типа
ДСР. Реле типа ДСШ имеет меньшие габаритные раз-
меры и почти в 3 раза меньшую массу при равнознач-
ной по числу групп контактной системе. Реле снабжено
штепсельным разъемом для подключения в схему и
закрепления на раме релейного шкафа или панели ста-
тива.
Реле типа ДСШ состоит из основания 7, на котором
укреплена станина 8 с электромагнитной системой, и
контактной системы 9 (рис. 3.8, а).
Электромагнитная система имеет местный (МЭ) 15
и путевой (линейный) (ПЭ) 13 элементы и подвижной
алюминиевый сектор 14, помещенный в зазоре между
двумя элементами (рис. 3.8, б).
Местный и путевой элементы представляют собой
фасонные сердечники, собранные из трансформаторной
стали, на которые насажены по одной катушке. Сер-
дечник местного элемента имеет Ш-образную форму,
а сердечник путевого элемента — С-образную. Сердеч-
ники местного и путевого элементов расположены сим-
метрично относительно друг друга и закреплены на
металлической станине таким образом, что между их
полюсами образуется зазор, равный не менее 2 мм.
В вертикальной, плоскости этого зазора перемещается
легкий алюминиевый сектор, ось которого находится
в агатовых подшипниках, закрепленных в станине. По-
ворот сектора вверх и вниз ограничивают пластмассо-
вые ролики 2, которые одновременно амортизируют
удар сектора, перемещаясь в направляющих роликодер-
102
Рис. 3.8. Реле типа ДСШ
жителях 3, и обеспечивают надежное замыкание кон-
тактов (без отбоев). Контактная система 11 размещена
под станиной и прикреплена к основанию. Она состоит
из восьми контактных групп: четырех тройников, двух
пар фронтовых контактов и двух пар тыловых. Контак-
ты изготовлены из плоских бронзовых пластин в набо-
ре с карболитовыми прокладками. Контактирующие
поверхности неподвижных контактов (фронтовых и ты-
ловых) имеют графито-серебряные наклепы, а контак-
тирующие поверхности подвижных (осевые) контак-
тов — серебряные. Сочетание разнородного материала
контактов (уголь — серебро) исключает возможность
сваривания фронтовых и тыловых контактов с осевыми
при пропускании по ним большого тока и обеспечива-
ют также хорошую электропроводимость (переходное
сопротивление контактов не более 0,5 Ом). Другие кон-
цы контактов в виде плоских пластин 10 выводят нару-
жу через отверстия в основании и образуют часть
штепсельного разъема, который вставляют в гнезда
штепсельной розетки при установке реле. Чтобы избе-
жать перекоса реле и не допустить деформации контак-
тов, в штепсельной розетке предусмотрен прямоуголь-
ный выступ, а в основании реле (в месте выхода кон-
тактов) — выемка такой же формы, куда входит вы-
ступ. Контакты реле вставляют в контактные гнезда
штепсельной розетки через щели в выступе. Контакт-
ную систему переключает сектор, на ось которого на-
сажен кривошип 5, связанный с вертикальной пласт-
массовой тягой 12, которая в свою очередь шарнирно
связана с осевыми контактами. При повороте сектора
вверх замыкаются фронтовые контакты, при опускании
вниз — тыловые.
Реле закрывают прозрачным колпаком из оргстек-
ла 1. С лицевой стороны колпака имеется ручка 4.
Для фиксации реле в установленном положении в
основании предусмотрен замок — ригель на пружине 6.
Планка, закрепленная на розетке, входит через щель в
тело основания и замыкается ригелем, который запа-
дает в отверстие на планке. Реле снимают специаль-
ным рычажным ключом, которым поднимается ригель
и высвобождается планка.
Реле типа ДСШ срабатывает, если на катушки обо-
их элементов подается напряженине переменного тока.
104
В этом случае изменяющий-
ся магнитный поток ФМ) со-
здаваемый местным элемен-
том, пронизывает сектор и
индуцирует в нем ток iM,
отстающий по фазе Фм на
угол 90°. Изменяющийся
магнитный поток Фп, созда-
ваемый путевым элементом,
также индуцирует в секто-
ре ток i„, отстающий по фа-
зе от Фп на угол 90°. Вза-
имодействие индуцирован-
ных токов iM с магнитным
потоком Фп создает враща-
ющий момент Mi, а токов
in с магнитным потоком
Фм — вращающий момент
М2- Разность моментов
М2—Mi создает результи-
рующий момент М, под дей-
ствием которого сектор по-
ворачивается вверх, размы-
кает тыловые и замыкает
осевые контакты с фронто-
выми.
Допустим, на сектор С
(рис. 3.9, а) действуют пу-
тевой (ПЭ) и местный (МЭ)
электромагниты, питаю-
щиеся переменным током.
Если в рассматриваемый
момент в сердечнике ПЭ пе-
ременным током создается
возрастающий магнитный
поток Фп, то в секторе бу-
дет индуцирован вихревой
ток i„, стремящийся созда-
ваемым им магнитным по-
лем препятствовать усиле-
нию магнитного потока Фп,
т. е. направленный против
часовой стрелки. Если фазы
Рис. 3.9. Пояснение к взаимо-
действию вихревых токов in
и 1ф сектора с магнитными
потоками электромагнитов Фп
И Фм
105
магнитного потока Фм в сердечнике МЭ и потока Ф1П в
сердечнике будут совпадать, то в результате взаимо-
действия тока in с потоком Фм между ними обра-
зуется отталкивающее усилие Fi, стремящееся повер-
нуть сектор по часовой стрелке. Аналогично создается
отталкивающее усилие F2 в результате взаимодейст-
вия между током iM, индуцированным в секто-
ре переменным потоком Фм и потоком Фп сердечника
ПЭ (рис. 3.9, б). Эта сила взаимодействия будет стре-
миться повернуть сектор против часовой стрелки. При
равенстве возбуждающих токов 1„ и /м и при совпаде-
нии их по фазе указанные силы взаимодействия Fi и
F2 потоков и вихревых токов будут равны и противо-
положно направлены, т.е. сектор останется в покое и
будет только нагреваться вихревыми токами.
При сдвиге фаз между возбуждающими токами 1П
и /м (а следовательно, между потоками Фп и Фм) урав-
новешенность возникающих усилий нарушится и соз-
дастся некоторый результирующий вращающий момент
М=М[—М2, заставляющий сектор поворачиваться по
часовой стрелке или в обратном направлении
(рис. 3.9, в).
Для нахождения уравнения получившегося враща-
ющего момента построим векторную диаграмму токов
и потоков, приняв сдвиг'фаз между токами /„ и 1М рав-
ным углу « (рис. 3.10). Электродвижущие силы Еп и
Ем, индуцированные в секторе потоками Фп и Фм, бу-
дут отставать от потоков на 90°. Вихревые токи in и
iM в секторе, появляющиеся под действием индуциро-
ванных электродвижущихся сил Е„ и будут совпа-
дать по фазе с Еп и Ем (пренебрегая индуктивностью
сектора). По векторной диаграмме (рис. 3.10, а) нахо-
дим силу взаимодействия потока Фп и тока iM, которая
обусловит появление вращающего момента Afi секто-
ра,
Fl - М1 = К1 ФП Zm Cos I900 + я) = -Kj фп ZM Sin (-a)-
Сила взаимодействия потока Фм и тока in, которая
обусловит появление вращающего момента М2 сектора,
г2 ='М2 = К2 фм i„ COS (90° - а) - к2 фм /„ Sin а.
Результирующий момент
М = М2 - Afх = к2 Фм 1п sin а - Фп ZM sin (-а).
106
Рис. 3.10. Векторные диаграм-
мы, поясняющие работы ре-
ле типа ДСШ (а) и
ДСШ-2 (б)
Так как условия дейст-
вия потоков Фп и Фм тож-
дественны, то можно при-
нять, что коэффициенты
пропорциональности Ki и
К.2 равны между собой:
г'п^Фп,’ 1*м^=Фм*
При слабом насыщении
сердечников электромагни-
тов можно считать потоки
Фп и Фм пропорциональны-
ми возбуждающим токам
Л и /м, т. е. ЛГ=7СФпФмХ
Xsina=C/n/MSina. Отсюда
следует, что сдвиг по фазе
токов путевого и местного элементов на угол 90° явля-
ется, очевидно, идеальным случаем, при котором вра-
щающий момент достигает максимального значения.
При конструировании реле получают фазовые соот-
ношения между током одного и напряжением друго-
го элементов, при которых получается наибольший вра-
щающий момент. Эти значения указывают в техни-
ческих условиях прибора. Так, для реле типа ДСШ-2,
применяемого на метропо-
литене, ток путевого эле-
мента должен опережать
напряжение местного на
угол 20° (рис. 3.10, б). Уг-
лы между векторами Un и
/п, а также между вектора-
ми и /м получаются в
результате конструктивного
исполнения электромагни-
тов путевого и местного
элементов и остаются неиз-
менными.. Следовательно,
наилучшее фазовое соотно-
шение между токами’ 1П и 1М
для создания наибольшего
вращающего момента М
можно получить при регу-
лировке рельсовой цепи из-
менением угла между током
сти увеличения напряжения
на реле при отклонении дей-
ствительного угла от идеаль-
ного
107
путевого элемента 1М и напряжением местного элемен-
та UM и приведением его к значению 20°, что соответ-
ствует идеальному углу для реле типа ДСШ-2.
В случаях когда сдвиг фаз между токами 1П и /м
будет отличаться от 90° на некоторый угол р, вращаю-
щий момент Af = CZn/Msin (90°—р) =С7п/мСОзр, т. е. вра-
щающий момент уменьшится в cosfi раз. Для того что-
бы в таком случае получить момент, равный моменту М,
соответствующему при идеальном фазовом угле, нужно
один из токов 1П или 1М увеличить в 1/cosp раз или уве-
личить напряжение на одном из элементов Un или UM.
Практически может быть увеличено напряжение на пу-
тевом элементе Un.
Напряжение, которое должно быть подано на катуш-
ки путевого элемента, когда фазовые соотношения от-
личаются от идеального,
где аи, ад — идеальный и действительный фазовые углы.
Приведенное уравнение справедливо при аи>ад и
аи<ад, так как функция cosa одинакова при положи-
тельном и отрицательном углах. Отклонение действи-
тельного угла от идеального на 30° (рис. 3.11) сущест-
венного влияния на работу реле не оказывает. В этом
случае напряжение на одном из элементов требуется
увеличить примерно на 10%. Однако при дальнейшем
отклонении необходимость увеличения напряжения воз-
растает параболически.
При эксплуатации напряжение на путевом реле под-
держивают в пределах установленных норм, т. е. коэф-
фициентом запаса 1,1 — 1,3, для обеспечения устойчи-
вой работы рельсовой цепи с учетом возможного коле-
бания напряжения питающей сети или изменения па-
раметров рельсовой линии. Поэтому действительные
фазовые соотношения на реле не должны отличаться
от идеальных более чем на 15%.
В рабочем состоянии реле типа ДСШ можно выде-
лить три характерных положения сектора, которые оп-
ределяются напряжением на путевом элементе при но-
минальных фазовых соотношениях (путевой ток опе-
режает местное напряжение на 20±5°) и напряжении
на местном элементе (НО В): прямой подъем соответ-
108
ствует перемещению секто-
ра вверх на незначитель-
ный угол, при котором за-
мыкаются фронтовые кон-
такты с обеспечением от-
жима между контактирую-
щими пластинами и упор-
ными. В этом случае об-
жимка сектора не доходит
до верхнего ролика (t/пэ^
Рис. 3.12. Схема соединения
обмоток реле типа ДСШ-2
(вид с монтажной стороны)
^28 В). Полный подъ-
ем соответствует касанию
обжимки сектора верхнего
упорного ролика (Ппэ
^45 В); нормальная работа, при которой обжимка
сектора должна отжимать верхний упорный ролик от
нижнего положения вдоль направляющей на рассто-
яние, равное не менее 3 мм. При нормальной работе
напряжение на путевом элементе превышает напряже-
ние полного подъема примерно на 20—30%.
На метрополитене в качестве путевого и линейного
реле принимают реле тина ДСШ-2. При использовании
его в качестве путевого реле фазовые соотношения ме-
жду током путевого элемента и напряжением местного
элемента достигают регулировкой рельсовой цепи. При
использовании реле типа ДСШ-2 в качестве линейного
сдвиг фазы тока линейного элемента относительно на-
пряжения местного элемента достигается включением
последовательно с линейным элементом резистора и
конденсатора, которые закрепляют на штепсельной ро-
зетке со стороны монтажа. Схема соединения обмоток
реле типа ДСШ-2 приведена на рис. 3.12.
Было предложено техническое решение, позволив-
шее получить фазовое соотношение на линейном реле
ДСШ-2, упразднив из цепи линейного элемента рези-
стор и конденсатор. На местный элемент подается пи-
тание от 1-й и 2-й фазы трехфазной системы, а на ли-
нейный — от 2-й и 3-й фазы, в результате чего между
векторами напряжения линейного и местного элементов
создается угол 120°, отличающийся от идеального при-
мерно на 15°. Уменьшение вращающего момента в свя-
зи с отклонением угла сдвига фаз от идеального ком-
пенсируется напряжением на местном элементе, кото-
109
рое превышает номинальное значение примерно на
15%. На линейный элемент напряжение подается че-
рез трансформатор в пределах 60 В.
Реле типа ДСШ-2 может работать и при частотах,
отличающихся от частоты промышленного тока, что
было использовано на Московском метрополитене при
создании системы АЛС—АРС, когда питание путевых
реле осуществлялось токами сигнальной частоты
АЛС—АРС. Рельсовые цепи с реле типа ДСШ-2 при
частоте сигнального тока 275 Гц, разработанные
ВНИИЖТом, эксплуатируют на метрополитене в
Праге.
С увеличением частоты сигнального тока индуктив-
ное сопротивление обмоток возрастает примерно про-
порционально частоте. Для сохранения мощности сра-
батывания необходимо при увеличении ча-
стоты повышать напряжение на обмотках реле пример-
но пропорционально корню квадратному из частоты.
3.6. Двухэлементное секторное реле типа ДСР
Реле типа ДСР относится к I классу надежности, ин-
дукционное, работает от переменного тока. На метро-
политене его применяют в качестве путевого, линейно-
го и других исполнительных приборов. Реле состоит из
корпуса 6, станины 1, электромагнитной системы 2,
сектора 5 и верхней крышки 4, на которой укреплена
контактная система 3 (рис. 3.13). Схема соединения
обмоток реле типа ДСР показана на рис. 3.14.
Электромагнитная система имеет местный МЭ и
путевой ПЭ (линейный) элементы. Местный элемент МЭ
содержит две катушки, насаженные на два самостоя-
тельных С-образных сердечника, которые крепят к
станине в вертикальной плоскости. Магнитными полю-
сами сердечники обращены друг к другу и образуют
единый магнитопровод с небольшим зазором между
ними. В этом зазоре расположен легкий алюминиевый
сектор, ось которого находится в агатовых подшипни-
ках, установленных в станине. Катушки местного эле-
мента соединяют параллельно. (В реле более ранних
выпусков катушки отличаются характеристиками и их
соединяют последовательно).
110
4
Рис. 3.13. Реле типа ДСР
Путевой элемент состоит из С-образного сердечника
с двумя катушками, соединенными последовательно.
Его крепят к станине, располагая в горизонтальной
плоскости и образуя перпендикуляр с плоскостью сер-
дечников МЭ. Полюсные
наконечники путевого эле-
мента охватывают сектор
по наружным окружностям.
Таким образом, сектор ока-
зывается в межполюсном
пространстве местного и пу-
тевого элементов. Подвиж-
ные (осевые) контакты ре-
ле, укрепленные на верхней
крышке реле посредством
коромысла и тяги, шарнир-
но связаны с сектором и
замыкаются с группой непо-
движных контактов (фрон-
Рис. 3.14. Схема соединения
обмоток реле типа ДСР
Ш
товых или тыловых) в зависимости от положения сек-
тора (верхнего или нижнего). В нормальном обесто-
ченном состоянии реле сектор занимает нижнее поло-
жение под собственным весом. Угол поворота секто-
ра 47°.
Со стороны хвостовой части у сектора имеются об-
жимки, которыми он касается буферных роликов, огра-
ничивающих угол его поворота. Ролики находятся в
роликодержателях; прикрепленных к станине. Удар
сектора по роликам амортизируется перемещением ро-
ликов вдоль направляющей роликодержателя, -чем и
обеспечивается плавная без отбоя остановка сектора и
замыкание контактов.
При протекании тока по катушкам МЭ создается
переменный магнитный поток Фм, который пронизывает
сектор и наводит в нем вихревые токи /с. Ток, протека-
ющий по катушке ПЭ, создает магнитный ноток Ф„.
Взаимодействие токов сектора /с с магнитным потоком
Ф» создает усилие, под действием которого сектор по-
ворачивается на оси. Направление поворота сектора
зависит от направления тока в катушках путевого и
местного элементов и определяется по правилу левой
руки по аналогии определения направления перемеще-
ния проводника с током в магнитном поле. Роль про-
водника с током в данном случае выполняет сектор,
магнитное поле создается путевым элементом. Для то-
го чтобы изменить направление поворота сектора, до-
статочно изменить направление тока в одном из эле-
ментов, в местном или путевом.
Вращающий момент М будет максимальным при
совпадении ио фазе максимальных значений токов в
секторе /с и магнитного потока Фп. Как известно, ин-
дуцированный ток смещается по фазе на угол 90° от
создающего его магнитного потока. Так как магнитные
потоки фм и Фц пропорциональны токам /м и 1П, про-
текающим в катушках реле, то вращающий мо-
мент
М =С/МГП sin«,
где С — коэффициент пропорциональности;
ZM, /п — максимальные значения токов в местном и путевом элементах;
а — угол сдвига между- токами /м и /п местного и путевого
элементов.
112
7*
Максимальный вращаю-
щий момент будет реализо-
ван при а=90°, что возмо-
жно при некотором идеаль-
ном угле а между напря-
жениями UM и Un местного
и путевого элементов.
Вектор магнитного по-
тока путевого элемента
Фп и тока в секторе /с
изображены на одной пря-
мой, как совпадающие
по фазе (рис. 3.15). Век-
Рис. 3.15. Векторная диаграм-
ма реле типа ДСР-9
тор магнитного потока
местного элемента Фм опережает вектор /с на угол
90°. Согласно техническим условиям на реле на-
пряжение местного элемента Uu должно опережать
путевой ток на 162°, а путевое напряжение на 97°. Та-
ким образом, для реле типа ДСР-9 угол между током
путевого элемента и напряжением местного элемента,
равный 162°, или угол между напряжениями путевого
и местного элементов, равный 97°, являются идеальны-
ми, при которых реализуется наибольший вращающий
момент. Между напряжением и током в путевом эле-
менте угол равен 65°, а в местном элементе — 72°. Эти
значения определяются характеристиками катушек и
их сердечников и являются постоянными для дан-
ного типа реле при частоте переменного тока, равной
50 Гц.
При регулировке рельсовых цепей стремятся обес-
печить соотношение фаз тока и напряжения на обмот-
ках реле, близкое к идеальному. В условиях метрополи-
тена это достигается практически на всех рельсовых
цепях и сохраняется стабильным. Нормами эксплуата-
ционного обслуживания допускается отклонение дейст-
вительных фазовых соотношений от идеальных на угол
±15°, которое не оказывает влияния на работу реле.
Отклонение фазовых соотношений от идеального угла
на большее значение приводит к уменьшению вращаю-
щего момента. Для обеспечения нормальной работы
реле необходимо увеличить напряжение на одном из его
элементов в 1/cos (фи—<рд) раз, где <ри и <рд — идеальный
и действительный углы. Практически это осуществля-
8-1064
113
ется увеличением напряжения на путевом элементе,
которое определяют по уравнению
Utt ~ ^"COS (?и-?д) •
Фазовое соотношение измеряют фазометром. Токо-
вую обмотку фазометра подключают последовательно
с путевым элементом, а обмотку напряжения фазомет-
ра — параллельно с местным элементом реле. Шкала
фазометра отградуирована в пределах от 0 до 90° и
показывает опережение фазы измеряемого тока, отно-
сительно напряжения в любом из четырех квадрантов.
Для путевого реле типа ДСР-9 фазовые соотношения
измеряют в III квадранте.
3.7. Трансформаторы
Трансформатор представляет собой электромагнитное
устройство, преобразующее переменный ток одного на-
пряжения в переменный ток другого напряжения при
неизменной частоте.
Трансформатор состоит из замкнутого сердечника,
набранного из листовой стали, и двух (или большего
числа) обмоток, наложенных на этот сердечник
(рис. 3.16). Обмотка, подключаемая к питающей сети,
от которой получают электрическую энергию, называ-
ют первичной. Другую обмотку, к которой присоединя-
ют приемники электрической энергии, называют вто-
ричной. При протекании тока в первичной обмотке
создается магнитный поток, пронизывающий обе обмот-
ки. Электродвижущая сила э. д. с., наводимая во вто-
ричной обмотке, будет пропорциональна магнитному
потоку, числу витков и частоте тока. Отношение напря-
жений на зажимах обмоток при холостом ходе (без
нагрузки) трансформатора называют коэффициентом
трансформации:
К = = wjw2
Если число витков первичной обмотки превышает
число витков вторичной обмотки, т. е. Wi/w2>l(Ui>U2),
то трансформатор называют понижающим. Он пони-
114
жает первичное напряжение в более низкое напряже-
ние на вторичной обмотке.
В случае если коэффициент трансформации меньше
единицы, т. е. wi/w2<l то трансформатор
называют повышающим. Он преобразовывает первич-
ное напряжение в более высокое напряжение во вторич-
ной обмотке.
Трансформатор может быть изготовлен с коэффи-
циентом, равным единице: ®!/®2 = У1/^,2:=1. В этом
случае трансформатор используют в качестве изолиру-
ющего для исключения гальванической связи между
приемником и питающей сетью.
В соответствии с видом преобразуемого тока транс-
форматоры бывают однофазными и трехфазными.
В устройствах автоматики метрополитена применя-
ют трансформаторы следующих типов: ПОБС — путе-
вой, однофазный, броневой, сухой для питания рельсо-
вых цепей, а также ламп светофоров и табло; СОБС —
сигнальный, однофазный, броневой, сухой для питания
ламп светофоров и табло; СТ — сигнальный трансфор-
матор, предназначенный для питания ламп светофоров;
ТСТ — трансформатор трехфазный, трехобмоточный с
естественно-воздушным охлаждением, преобразует трех-
фазный переменный ток напряжением 380 В в трехфаз-
ный ток напряжением 115 В, используемый для пита-
ния аппаратуры СЦБ. Его устанавливают в релейных
помещениях и силовых шкафах на перегоне; ТСЗМ —
трехфазный, сухой, защищенный трансформатор с ес-
тественным воздушным охлаждением; предусматрива-
ют для питания устройств СЦБ метрополитена; преоб-
разует трехфазный ток напряжением 380 В в трехфаз-
ный ток напряжением 120 В. Его размещают в релей-
ных помещениях и в силовых шкафах на перегоне;
ТСЗ — трехфазный, сухой, защищенный от брызг
(брызгозащищенный), устанавливают на посту, приме-
няют для питания устройств СЦБ.
Трансформаторы типа ПОБС. Применяют три моди-
фикации трансформаторов: ПОБС-2, ПОБС-3 и
ПОБС-5. Первичная обмотка трансформаторов ПОБС
всех модификаций имеет две одинаковые катушки, вы-
воды которых подключены к контактным болтам, уста-
новленным на крышке трансформатора. Напряжение
питающей сети подводится к крайним болтам (зажи-
8*
115
Рис. 3.17. Путевые трансформаторы типа
ПОБС: плата трансформатора с нумерацией кон-
тактов (а); схемы соединения обмоток транс-
форматора типа ПОБС-2 (б); ПОБС-3 (в) и
ПОБС-5 (г)
мам) трансформатора И—14 (рис. 3.17, а). В зависи-
мости от напряжения питающей сети катушки первич-
ной обмотки соединяют параллельно или последова-
тельно. Если напряжение питающей сети 110 В, то ка-
тушки соединяют параллельно при помощи перемычек
между зажимами И—12 и 13—14 на крышке трансфор-
матора. При напряжении питающей сети 220 В катуш-
ки соединяют последовательно. Для этого перемычки
устанавливают между контактными болтами 12—13 на
крышке трансформатора.
Вторичные обмотки трансформаторов ПОБС раз-
личных модификаций отличаются числом витков и,
следовательно, значением вторичного напряжения.
Трансформаторы типа ПОБС всех модификаций имеют
одинаковую мощность, габаритные размеры 255Х140Х
Х204 мм и массу 9,2 кг. Основные характеристики
трансформаторов ПОБС приведены в табл. 3.6.
Трансформатор типа ПОБС-2 (рис. 3.17, б) имеет
первичную обмотку с двумя одинаковыми катушками,
соединяемыми параллельно или последовательно в за-
висимости от напряжения питающей сети. Вторичная
обмотка также имеет две катушки: основную и регу-
лировочную. Обе катушки секционированы. Основная
катушка состоит из трех секций с различным числом
витков в каждой секции, а регулировочная катушка —
из двух секций. Вторичное напряжение может быть
снято с любой секции каждой катушки трансформатора.
Основную и регулировочную катушки и их секции
соединяют согласованно или встречно. Общее напряже-
Таблица 3.6
Тип путевого трансформатора Номинал!» ное напря- жение пе ;>вичной обмотки, В Напряжение вторичной обмотки при холостом ходе, В МОЩНОСТЬ, В*А Ток первичной обмот- ки, А, при Ток вторичной обмотки, А
ХОЛОСТОМ ходе номиналь- ной нагрузке
ПОБС-2 110/220 0,4 -17,6 300 0,56/0,28 3,6/1,8 17
ПОБС-3 110/220 5,5 -247,5 300 0,56/0,28 3,6/1,8 1,21
ПОБС-5 110/220 5-55 300 0,56/0,28 3,0/1,5 6,1
ПОБС-2АУЗ 110/220 0,58-18,5 300 0,42/0,21 3,0/1,5 17
ПОБС-ЗАУЗ 110/220 5,7 -256,5 300 0,42/0,21 3,0/1,5 1,21
ПОБС-5АУЗ 110/220 1,1 -45,75 300 0,42/0,21 3,0/1,5 5,7
117
ние при согласованном соединении составит сумму на-
пряжений катушек или секций, соединенных между
собой, при встречном — разность напряжений соеди-
ненных между собой элементов. Благодаря такому со-
единению со вторичной обмотки трансформатора
ПОБС-2 можно получить 45 комбинаций напряжения
от 0,4 до 17,6 В, с разностью 0,4 В. Номинальный ток
вторичной обмотки 17 А.
Трансформатор типа ПОБС-3 (рис. 3.17, в) имеет
первичную обмотку с двумя катушками, которые мож-
но подключать к сети переменного тока с напряжением
ПО и 220 В. Вторичная обмотка также содержит две
секционированные катушки, которые позволяют полу-
чить 45 комбинаций вторичного напряжения от 5 до
250 В. Номинальный ток вторичной обмотки 1,21 А.
Трансформатор типа ПОБС-5 (рис. 3.17, г) имеет
первичную обмотку, состоящую из двух одинаковых ка-
тушек, которые можно соединять последовательно или
параллельно в зависимости от напряжения питающей
сети. Вторичная обмотка содержит одну катушку, по-
деленную на шесть секций, от которых сделаны выводы,
позволяющие получить 11 комбинаций вторичного на-
пряжения от 5 до 55 В. Номинальный ток вторичной
обмотки 6,1 А.
Характеристики обмоток и номинальные напряже-
ния на зажимах путевых трансформаторов даны соот-
ветственно в табл. 3.7 и 3.8.
Трансформаторы типов ПОБС-2АУЗ, ПОБС-ЗАУЗ,
ПОБС-5АУЗ начали выпускать в 70-х годах. Они отли-
чаются меньшими габаритными размерами 144Х124Х
Х170 мм (масса соответственно 9,45; 9,90 и 9,36 кг)
и меньшим количеством используемого обмоточного
провода прй практически неизменных электрических
характеристиках. В обозначении трансформаторов бук-
вы расшифровываются следующим образом: П — пу-
тевой; О — однофазный; Б — броневой; С — сухой;
цифры 2, 3, 5 — порядковые номера модификации тран-
сформатора; А — видоизменение трансформатора; У —
климатическое исполнение; 3 — категория размещения.
Первичные обмотки всех трансформаторов
(рис. 3.18) состоят из двух одинаковых катушек, кото-
рые можно соединять последовательно или параллель-
но. Напряжение сети подводят к зажимам II—14. Если
118
Таблица 3.7
Характеристики ПОБС-2 ПОБС-3 ПОБС-5
Обмотка 1 Марка провода ПЭЛ ПЭЛ ПЭЛ
Диаметр провода, мм 1,16 1,16 1,0
Число витков 2x256 2x256 2x264
Сопротивление обмотки, Ом 2,12 2,16 2,9
Обмотка II Марка провода ПЭЛ ПЭЛ ПЭЛ
Диаметр провода, мм 3,28 0,86 1,95
Число витков, выводы: III - 112 14 13 24
III - ИЗ 35 52 48
III - 114 42 78 72
III - III I — 96
III - III2 — — 120
III - II13 132
Сопротивление обмотки, Ом 0,0318 0,55 0,236
Обмотка III Марка провода ПЭЛ ПЭЛ
Диаметр провода, мм 3,28 0,86 —
Число витков, выводы: ПН - III2 2 169
III1 - II13 3 507 —
Сопротивление обмотки, Ом 0,0021 5,55 —
напряжение сети равно 220 В, то катушки соединяют
последовательно при помощи перемычек между зажи-
мами 12—13; если же напряжение сети ПО В, то кату-
шки соединяют параллельно установкой перемычек ме-
жду зажимами II—12, 13—14.
Вторичные обмотки также секционированы. Со вто-
ричных обмоток трансформаторов типов ПОБС-2АУЗ
и ПОБС-ЗАУЗ можно получить до 45 комбинаций на-
пряжения. Вторичная обмотка трансформатора ПОБС-
5АУЗ имеет четыре катушки, две из которых секциони-
рованы. Такая схема увеличивает число комбинаций
для получения вторичного напряжения.
Трансформаторы типа СОБС. Применяют три мо-
дификации трансформаторов: СОБС-2, СОБС-ЗАУЗ и
СОБС-2АУЗ.
119
Таблица 3.8
Тип тр энс ф орматора Первичная обмотка Вторичные обмотки
। Напряжение, В Зажимы Перемычка ХОЛОСТОМ и- ходе в» 1 номиналь- £ о . ной на- s 1 грузке ? 1 Номер обмотки Выводы
ПОБС-2 но 1-4 1-2 3-4 5,4 8,2 2,8 — II 1-2 2-3 3-4
220 1-4 2-3 0,8 0,4 — III 1-2 2-3
ПОБС-3 110 1-4 1-2 3-4 5,5 16,5 11,0 — II 1-2 2-3 3-4
220 1-4 2-3 71,5 143 — III 1-2 2-3
ПОБС-5 110 1-4 1-2 3-4 10 10 10 — II 1-2 2-3 3-4
220 1-4 2-3 10 10 5 — III II4—III1 1-2 2-3
ПОБС-2АУЗ ПО 1-4 1-2 3-4 4,62 8,09 4,045 4,4 7,7 3,85 II 1-2 2-3 3-4
220 1-4 2-3 1,16 0,58 1,1 0,55 III 1-2 2-3
ПОБС-ЗАУЗ ПО 1-4 1-2 3-4 5,7 17,1 11,4 5,5 16,5 11,0 II 1-2 2-3 3-4
220 1-4 2-3 74,1 148,2 71,5 143,0 III 1-2 2-3
120
Окончание табл. 3.8
Первичная обмотка
Вторичные обмотки
Тип
трансформатора
Напряжение,
В, при
ПОБС-5АУЗ
110 1-4 1-2
3-4
220 1-4 2-3
Трансформатор типа СОБС-2АУЗ (рис. 3.19): С —
сигнальный; О — однофазный; Б — броневой; С — су-
хой; 2 — порядковый номер типа; А — видоизменение
трансформатора; У — климатическое исполнение; 3 —
категория размещения.
Первичная обмотка высокого напряжения (ВН) со-
стоит из двух одинаковых катушек, концы которых раз-
дельно выведены на доску с выводами. Напряжение
питающей сети подводят к крайним болтам (зажимам)
трансформатора 11—14. В зависимости от напряжения
питающей сети катушки первичной обмотки соединяют
параллельно или последовательно. Если напряжение
питающей сети ПО В, то катушки соединяют парал-
лельно с помощью перемычек между зажимами 11—12
и 13—14 на доске с выводами. При напряжении пита-
ющей сети 220 В катушки соединяют последовательно.
Для этого перемычки устанавливают между контактны-
ми болтами 12—13 на доске трансформатора. Вторичная
обмотка низкого напряжения (НН) имеет четыре ка-
тушки, выводы которых подключены к контактным
болтам на доске трансформатора. Катушки IV и V вто-
ричной обмотки секционированы с устройством проме-
жуточных выводов. Благодаря этому представляется
возможным варьировать числом витков вторичной об-
мотки — соединять катушки согласованно или встреч-
ПОБС-ЗАУЗ
ПОБС-БАУЗ
Рис. З1.18. Схема включения обмоток (а) и нумерация кон-
тактов (б) трансформаторов типов ПОБС-2АУЗ, ПОБС-
ЗАУЗ, ПОБС-5АУЗ
но и, следовательно, получить большое число комбина-
ций вторичного напряжения в пределах от 0,95 до 38 В
при номинальной нагрузке трансформатора. Мощность
трансформатора 135 В-А. Ток в катушках первичной
обмотки при номинальной нагрузке 0,7 А.
Номинальный ток вторичных обмоток 2,8 А. Тран-
сформатор применяют для питания ламп светофоров,
табло и другой аппаратуры. Номинальные напряжения
приведены в табл. 3.9. Габаритные размеры трансфор-
матора 144X124X148 мм, масса 7 кг.
122
Рис. 3.19. Схема включения обмоток (а) и нумерация контактов
(б) трансформатора типа СОБС-2АУЗ
Трансформатор типа СОБС-2 — сигнальный, одно-
фазный, броневой, сухой, вторая модификация транс-
форматоров серии СОБС.
Первичная обмотка трансформатора (рис. 3.20) име-
ет две одинаковые катушки, концы которых выведены
раздельно на доску с выводами. Трансформатор можно
подключать к питающей сети с напряжением ПО или
220 В. Питающее напряжение подводят к зажимам
II и 14. Если напряжение питающей сети НО В, то ка-
тушки соединяют параллельно с помощью перемычек
между зажимами И—12 и 13—14 на доске с выводами
трансформатора. Вторичная обмотка имеет основную и
регулировочную катушки. Номинальное напряжение
вторичной обмотки 16 В, номинальный ток вторичной
обмотки 2,5 А, номинальный ток каждой катушки пер-
Таблица 3.9
Обмотка ВН Обмотка НН
Напряжение, В, при Номер обмот ки Выводы
Напряже- ние, В Выводы Перемычка холостом ходе номиналь- ной нагрузке
220 1-4 2-3 14,83 14,83 4,3 2,3 13,9 13,9 4,0 2,15 II III IV 1-2 1-2 1-2 2-3
НО 1-4 1-2 3-4 2-3 1,02 . 1,02 2,15 0,95 0,95 V 1-2 2-3 3-4
123
Рис. 3.20. Схема включения обмоток (а) и нумерация кон-
тактов (б) трансформаторов типа СОБС-2 и СОБС-ЗАУЗ
СОБС-ЗАУЗ
вичной обмотки 0,18 А. Мощность трансформатора
40 В-А. Габаритные размеры 165X15X140 мм, масса
3,2 кг. Напряжения на выводах трансформатора типа
СОБС-2 приведены в табл. 3.10.
Трансформатор типа СОБС-2 применяют для пита-
ния ламп светофоров и табло. В настоящее время вза-
мен ему выпускают трансформатор СОБС-2АУЗ.
Трансформатор типа СОБС-ЗАУЗ используют в ка-
честве питающего в резонансных рельсовых цепях ав-
тоблокировки метрополитена и линейного трансформа-
тора в цепях линейных реле.
При создании резонансных рельсовых цепей, кото-
рые отличались малым потреблением электрической
энергии, было признано целесообразным применять пи-
тающий трансформатор небольшой мощности, который
был изготовлен в условиях метрополитена на базе
Таблица 3.10
Обмотка ВН Обмотка НН
Напряжение, В Выводы Перемычка Напряжение при холостом ходе, В Выводы
220 1-4 2-3 13 III-II2
1 113-114
ПО 1-4 1-2, 3-4 2 H4-1I5
124
Таблица 3.11
Обмотка ВН Обмотка НН
Напряжение, В Зажимы Напряжение, В, при Выводы
холостом ходе номинальной нагрузку
по 1-2 2 4 14 42 28 1,9 3,8 12,9 38,5 25,5 3-4 4-5 6-7 7-8 8-9
трансформатора типа СОБС и получил наименование
СОБС-М. В дальнейшем стали выпускать трансформа-
тор типа СОБС-3. Затем его конструкцию унифициро-
вали и трансформатор получил наименование СОБС-
ЗАУЗ. Его стали изготавливать с уменьшением габа-
ритных размеров на базе трансформатора типа ПТМ.
Первичная обмотка трансформатора (см. рис. 3.20)
состоит из одной катушки и предназначена для вклю-
чения в сеть с напряжением ПО В. Вторичная обмотка
имеет две секционированные катушки с промежуточны-
ми выводами. Номинальное напряжение вторичной об-
мотки при холостом ходе 90 В, номинальный ток вто-
ричной обмотки 0,52 А, ток первичной обмотки при HO-
Та б л н ц а 3.12
Тип трансфор- матора Обмотка ВН Обмотка НН
Напряже- ние, В Выводы Перемычка Напряжение, В при Выводы
холостом ходе номиналь- ной на- грузке
220 1-5 2-3 12,5 11,3 6-7
СТ-4 195 1-4 2-3 1,4 1,3 7-8
110 1-5 1-2, 3-5 1,4 1,3 8-9
220 1-5 2-3 13,0 11,8 6-7
СТ-5 185 1-4 2-3 1,5 1,4 7-8
110 1-5 1-2, 3-5 1,5 1,4 8-9
220 3-4 2-1 13,0 11,8 5-6
СТ-6 110 3-4 3-2 1,0 0,9 7-8
1-4 2,0 1,8 8-9
Примечание. Колебания напряжения на выходах допускаются ±5%.
125
6)
Рис. 3.21. Схема включения обмоток (а) н нумерация контактов
(б) трансформаторов типа СТ
минальной нагрузке 0,455 А. Мощность трансформато-
ра 50 В-А. Габаритные размеры 94X81X135 мм, масса
3,05 кг. Напряжения на зажимах трансформатора типа
СОБС-ЗАУЗ приведены в табл. 3.11.
Сигнальные трансформаторы типов СТ-4, СТ-5 и
СТ-6. Если в схемах сигналов трансформатор, питаю-
щий светофорные лампы, размещен в месте установки
светофоров (в устройствах депо или при централизо-
ванном размещении аппаратуры), то применяют сиг-
нальные трансформаторы (рис. 3.21). Основные элек-
трические характеристики и напряжения на обмотках
трансформаторов приведены в табл. 3.12.
В схемах сигналов при централизованном размеще-
нии аппаратуры трансформаторы типа СТ снижают
напряжение, подаваемое на светофорные лампы. Их
применяют так же, как контрольные, для включения
контрольных огневых реле.
3.8. Штепсельнный блок питания типа БПШ
Блок питания типа БПШ представляет собой выпря-
мительное устройство, преобразующее переменный ток
частотой 50 Гц, напряжением НО или 220 В в постоян-
ный ток напряжением 16,2 В при токе нагрузки 100 мА
и 60 В — при токе нагрузки 50 мА. Конструктивно
блок выполнен в кожухе малогабаритного штепсельно-
го реле, его устанавливают на розетке панели релей-
ного статива или шкафа.
Электрические характеристики блока БПШ приведе-
ны в табл. 3.13.
Блок типа БПШ имеет трансформатор Т (рис. 3.22),
к которому подводят напряжение питающей сети. Пер-
126
Таблица 3.13
Номинальное нап. яжение переменного тока на входе блока питания, В Перемычка между контактными выводами штеп- сельной розетки Постоянное напряжение на выходе блока питания, В Выпрямитель- ный ток нагрузки, мд Напряжение переменной составляющей на нагрузке, В не более
но 11-13, 31-33, 73-32, 53-12 16±5% 100 8
220 33-11, 73-32, 53-12
НО 11-13, 31-33, 73-51. 53-12 20 ±5 % 100 8
220 33-11, 73-51, 53-12
110 11-13, 31-33, 73-71, 53-12 60 ±5 % 50 7
220 33-11, 73-71, 53-12
вичная обмотка трансформатора I состоит из двух оди-
наковых катушек, которые можно соединять параллель-
но или последовательно в зависимости от питающего
напряжения. Напряжение питающей сети подводят к
зажимам 13-31 штепсельной розетки, которые соеди-
нены соответственно с выводами 1-4 трансформато-
ра. Если напряжение пита-
ющей сети ПО В, то между
контактами штепсельной
розетки 11-13 и 31-33 ус-
танавливают перемычки,
что соответствует парал-
лельному соединению кату-
шек трансформатора. В слу-
чае, если напряжение пита-
ющей сети 220 В, то пере-
мычки располагают между
контактами 11-33, что со-
ответствует последователь-
ному соединению катушек
трансформатора. Вторичная
обмотка трансформатора
II имеет три секции с раз-
личным числом витков. В за-
Рис. 3.22. Электрическая схе-
ма блока типа БПШ
127
висимости от требуемого напряжения постоянного тока
на выпрямительные элементы подается напряжение пе-
ременного тока от соответствующих секций трансфор-
матора также с помощью перемычек между контакта-
ми штепсельной розетки. Для того, чтобы получить вы-
прямленные напряжения 16 В, перемычки устанавлива-
ют между контактами штепсельной розетки 12-53 и
73-32, 20 В — между контактами 12-53 и 73-52,
60 В — между контактами 12-53 и 73-71.
В качестве выпрямительных элементов использованы
кремниевые диоды Д-226А, собранные по мостовой схе-
ме. На выходе выпрямительных элементов для сгла-
живания пульсаций выпрямленного тока включен кон-
денсатор С1 емкостью 20 мкФ. Напряжение постоянного
тока снимают с контактов 52 и 72 штепсельной розетки.
Блок типа БПШ применяют для питания аппарату-
ры постоянного тока.
3.9. Трансформаторы типов ТСЗ, ТСТ
Трансформаторы ТСЗ — трехфазные, сухие, брызгоза-
щищенные, предназначены для работы в сетях перемен-
ного тока с номинальной частотой 50 Гц (60 Гц), отно-
сительной влажностью воздуха до 98% при температуре
окружающей среды до 40 °C. Трансформаторы могут
работать также в условиях вибрации и ударных сотря-
сений и допускают длительное повышение первичного
напряжения сети до 5%.
Трансформатор состоит из магнитопровода с обмот-
ками, верхней и нижней рам, доски с выводами, кожу-
ха и крышки.
Магнитопровод стержневого типа собирают из пла-
стин электротехнической стали в виде вертикальных
сердечников (стержней), соединенных сверху и снизу
ярмами. Сердечники и ярма магнитопровода прямо-
угольные, с одинаковой площадью сечения.
Обмотки прямоугольной формы по конфигурации
сердечника намотаны медным проводом концентриче-
скими слоями одна поверх другой. Между слоями по
узким сторонам обмоток имеются охлаждающие кана-
лы. После пропитки и запекания обмотки представля-
ют собой монолитный комплект, который насаживают
128 8*
на стержень магнитопровода и закрепляют гетинаксо-
выми клиньями.
С помощью шпилек рамы крепят к верхним и ниж-
ним прессующим ярмо скобам. К верхней раме прива-
рены уголки, на которых закрепляют кожух трансфор-
матора и доску с выводами. Нижняя рама снизу
закрыта стальной штампованной сеткой для предохра-
нения трансформатора от проникновения грызунов и
обеспечения притока воздуха к обмоткам и магнитопро-
воду. к нижним прессующим скобам прикреплены опор-
ные лапы трансформатора. На концах лап имеются от-
верстия для крепления трансформатора к полу. Доску с
выводами крепят к верхней раме.
Кабель подсоединяют к болтам при снятой крышке
трансформатора. Магнитопровод и обмотки закрыты
цельносварным брызгозащищенным кожухом, который
соединяют с рамами. К верхней раме кожух крепят
угольниками с отверстиями, приваренными изнутри к
стенкам, а к нижней раме — болтами по периметру.
Две боковые стенки кожуха имеют жалюзи, которые
закрыты штампованной сеткой и служат для циркуля-
ции воздуха. В верхней части двух торцовых стенок
кожуха находятся сальники для ввода кабелей. На
крышке трансформатора расположен заводской щиток
с основными техническими характеристиками. Все ме-
таллические части трансформатора защищены от кор-
розий гальваническими или лакокрасочными покрыти-
ями.
В устройствах СЦБ трансформаторы серии ТСЗ
применяют нескольких модификаций, отличающихся
по мощности.
Трансформатор ТСЗ-10/0,5 (рис. 3.23) — трехфаз-
ный, сухой, брызгозащищенный. Мощность трансфор-
матора (числитель) 10 кВ-А, класс напряжения (зна-
менатель) — не более 500 В; частота 50 Гц, схема и
группа соединения Л/Д — 11; устанавливают в поме-
щениях для питания аппаратуры, размещаемой в ре-
лейных. При номинальном напряжении на первичной
обмотке 380 В, напряжение вторичной обмотки 133 В.
Первичную обмотку трансформатора соединяют по схе-
ме «звезда» (х)> вторичную обмотку — по схеме «тре-
угольник» (Д). Первичная обмотка секционирована и
имеет промежуточные выводы, благодаря чему транс-
9-1064 129
Рис. 3.23. Схема включения обмо-
ток (а) и нумерация контактов (б)
трансформатора типа ТСЗ-10/0,5
Обттм НН
форматор может быть присоединен к сети напряжени-
ем 370, 380 и 400 В. Для этого выводы первичной об-
мотки следует подсоединять в соответствии с указани-
ем, приведенным на щитке трансформатора (табл. 3.14).
Схема соединения обмоток трансформатора опреде-
ляет группу соединения в условном обозначении. Груп-
пу соединения обозначают числом, которое при умно-
жении на 30 дает угол сдвига фаз между электродви-
жущими силами первичной и вторичной обмоток.
В частности, для трехфазных трансформаторов с сое-
динением «треугольник — треугольник» (Д/Д) или
«звезда — звезда» (а/"А) принята группа 12 (или 0),
т. е. сдвиг фаз между первичной и вторичной электро-
движущими силами 12X30=360°, или, что то же са-
мое, 0°. Для соединения «звезда — треугольник»
А /Д) или «треугольник — звезда» (Д/а) принята
группа 11, обозначающая сдвиг фаз, равный 11X30=
Таблица 3.14
Контактные зажимы Номинальное напряжение, В Выводы
Обмотка ВН
АВС 400 X - Хм Y - Yi; Z - Zi
АВС 390 X - Х2; Y - У2; Z - Z2
АВС 380 X - Х3; У - Y3; Z — Z3
АВС 370 X - Хм Y - Г4; Z - Z4
Обмотка НН
авс 133 -
130
= 330°. Трансформаторы с различными группами сое-
динений параллельно включать нельзя, так как элек-
тродвижущие силы их вторичных обмоток будут сдви-
нуты по фазе. Трансформатор типа ТСЗ-10/0,5 имеет
группу соединения 11.
В устройствах СЦБ метрополитена трансформаторы
имеют группу соединения 11. Использование трансфор-
маторов с различными группами соединения недопу-
стимо, так как в этом случае нарушаются фазовые
соотношения фазочувствительных приборов и не обес-
печивается их устойчивая работа. Применение транс-
форматоров, имеющих группу соединения 11, обуслов-
лено тем, что первые трехфазные трансформаторы
(ТМ, ТМТ), которые были разработаны для устройств
СЦБ, имели схему соединения «треугольник — звезда»
(Д/ Благодаря этому каждая фазная обмотка низ-
кого напряжения была секционирована и имела три
вывода, с помощью которых можно было получить
напряжение 105, 110 или 115 В при номинальном напря-
жении 380 В на первичной обмотке. Низкое напряже-
ние на силовом трансформаторе в условиях эксплуата-
ции практически не регулировали, поэтому при созда-
нии безмасляных трансформаторов с воздушным
охлаждением типа ТСТ вторичную обмотку изменили,
т. е. упразднили промежуточные выводы. Схему соеди-
нения обмоток «треугольник — звезда» (Д/^) со-
хранили, и она получила обозначение группы соедине-
ния 11, что позволяет обеспечить синхронное по фазе
напряжение по всей линии для питания устройств СЦБ.
В устройствах СЦБ применяют также трансформа-
торы типов ТСЗ-7/0,5, ТСЗ-4/0,5 и др. в зависимости
от мощности, потребляемой аппаратурой.
Данные испытания трансформатора приведены ниже:
Ток холостого хода, %....................... 13,6
Потери холостого хода, Вт .................. 89
» короткого замыкания (110°С), Вт . . . 276
Напряжение короткого замыкания, % .... 3,5
Линейное сопротивление обмотки, Ом:
ВН(20°).................................... 0,192
НН (20°)................................ 0,026
Сопротивление изоляции обмоток (20°), МОм:
ВН — корпус............................. 2000
НН — корпус ............................ 3000
ВН - НН.................................. 350
9'
131
Обпотна Обпотна
на 115 В на 128
здов
ООО
4 8 С
АВС
ООО
115В 115В
С О ОА
12В
Рис. 3.24. Трансформатор типа ТСЗМ-1.5У5:
а — общий вид; б — схема включения обмоток; в — расположение и ну-
мерация выводов
Для питания устройств автоматики и телемеханики
в условиях метрополитена специально разработан и
выпускают трансформатор типа ТСЗМ-1,6У5
(рис. 3.24) — трехфазный, трехобмоточный с естест-
венно-воздушным охлаждением. Габаритные размеры
400X340X260 мм, масса 32 кг. Он понижает трехфазное
напряжение 380 В в трехфазное напряжение на вторич-
ной обмотке, равное 121 В (в режиме холостого хода).
В трансформаторе имеется вторичная дополнительная
однофазная обмотка напряжением 12 В. Мощность
трансформатора 1,5 кВ-A при одновременной нагрузке
обеих вторичных обмоток, при этом мощность трехфаз-
ной обмотки 1,1 кВ-A, однофазной — 0,1 кВ-A. Транс-
форматор типа ТСЗМ.-1.6У5 имеет защитный кожух.
На противоположных стенках кожуха закреплены два
болта для заземления корпуса трансформатора. Для
присоединения к питающей сети и потребителям тран-
сформатор снабжен двумя досками с выводами, каж-
дая из которых прикреплена к одной из стенок кожу-
ха. Доска высокого напряжения ВН имеет три болта,
к которым подсоединены выводы первичной обмотки,
а доска низкого напряжения НН — пять болтов, рас-
положенных в два ряда. В верхнем ряду расположены
три болта, к которым присоединены выводы основной
132
Вторичной обмотки, к двум болтам нижнего ряда
присоединены выводы дополнительной обмотки транс-
форматора.
В устройствах СЦБ с рассредоточенной структурой
размещения аппаратуры трансформаторы типа ТСЗМ-
1,6У5 устанавливают в силовых шкафах на каждой
сигнальной точке, а также в постовые помещения, где
расположены панели электропитания. Мощность транс-
форматоров с избытком обеспечивает питание аппара-
туры сигнальных установок. В постовых помещениях
трансформаторы включают параллельно, число кото-
рых определяется мощностью потребителей электро-
энергии.
Аппаратура СЦБ питается от основной вторичной
обмотки трансформатора с равномерным распределе-
нием нагрузки по фазам (катушкам обмотки). Допол-
нительную вторичную однофазную обмотку используют
для питания ламп освещения в силовых и релейных
шкафах и автостопах.
Катушки первичной обмотки соединены «треуголь-
ником» (А), а катушки вторичной основной обмотки—
«звездой» (Y).
Трансформатор ТСТ-1,5 — трехфазный, сухой, трех-
обмоточный с естественным воздушным охлаждением,
понижает трехфазное напряжение 380 В в трехфазное
напряжение на вторичной обмотке 115 В (в режиме
холостого хода). Трансформатор имеет вторичную до-
полнительную однофазную обмотку напряжением 12 В
при нагрузке ее номинальным током 8,33 А. Мощность
трансформатора 1,5 кВ-А при одновременной нагрузке
обеих вторичных обмоток. Габаритные размеры
482X445X292 мм, масса 42 кг. Первичная обмотка
трансформатора соединена «треугольником» (Д), а
вторичная обмотка — «звездой» (д). Группа соеди-
нения обмоток 11.
Трансформатор типа ТСТ-1,5 — прототип трансфор-
матора типа ТСЗМ-1,6У5, поэтому он практически не от-
личается ни конструкцией, ни электрическими данными.
Схема включения обмоток трансформатора типа
ТСТ-1,5 и расположение выводов на досках соответству-
ют схеме трансформатора ТСЗМ-1,6У5 (см. рис. 3.24).
Трансформаторы типа ТСТ-1,5 создали в конце сороко-
вых годов взамен маслонаполненных трансформаторов
133
Таблица 3.15
< к Е Я >> X Обмотка ВН Обмотка НН
s § м л” О £ X О * X
тра нс ф ор м а торов |< О Ч ч 8 S® ой ч о
Осо 2 со < и л х = £ о Г и Л 4> х = О 5 я 3“ а
ТСЗМ-1.6У5 Д/А-П 1,5 380 2,28 3 121 5,25 3
12 33,3 2
ТСТ-1,5 Д/А-П 1,5 380 2,28 3 115 7,05 3
12 8,3 2
типа ТМТ. Ими оснащены линии ряда метрополите-
нов.
В табл. 3.15 приводятся основные электрические
данные трансформаторов типов ТСЗМ-1.6У5 и ТСТ-1,5.
3.10. Дроссель-трансформатор типа ДТМ-0,17
В рельсовых цепях метрополитена применяют дрос-
сель-трансформатор типа ДТМ-0,17-1000 (рис. 3.25),
который состоит из чугунного корпуса с крышкой 1,
сердечника с ярмом 2, основной 3 и дополнительной 4
обмоток.
Сердечник набирают из Ш-образных пластин транс-
форматорной стали толщиной 0,5 мм, изолированных
друг от друга тонким слоем лака. Шпильки, которыми
стягивают пластины, изолируют от сердечника фибро-
выми втулками. Сердечник помещают в корпусе стерж-
нями вверх. На дне корпуса предусмотрено посадочное
гнездо, в котором фиксируется положение сердечника
вдоль оси дроссель-трансформатора. Между боковыми
стенками корпуса и сердечником забивают деревянные
клинья. Сердечник дросселя изолируют от корпуса
прессшпановыми прокладками.
На средний стержень сердечника надевают основ-
ную обмотку, состоящую из двух секций, соединенных
между собой. Каждая секция имеет по 7 витков и рас-
считана на номинальный тяговый ток 1000 А. Средний
вывод обмотки рассчитан на 2000 А. Для технологич-
ности изготовления витки основной обмотки набирают из
134
18 медных шин сечением каждой 2,83x6 мм. Общая
площадь сечения основной обмотки 396 мм2, а ее со-
противление постоянному току между крайними выво-
дами 0,00045 Ом. Для подключения дроссель-трансфор-
матора в рельсовую цепь к выводам его основной
обмотки приварены медные наконечники, которые выве-
дены наружу через специальные окна, предусмотрен-
ные в корпусе. Для улучшения теплоотдачи основная
обмотка не имеет изоляционного покрова. От сердеч-
ника ее изолируют прессшпановыми прокладками. Вит-
ки основной обмотки отстоят друг от друга на рассто-
Рис. 3.25. Дроссель-трансформатор типа ДТМ-0,17-1000
135
Яйии 3 мМ, что достигается установкой между ними
также прессшпановых прокладок.
Дополнительную обмотку дроссель-трансформатора
выполняют проводом марки ПЭЛБО диаметром 1 мм,
она имеет 560 витков. Поэтому дроссель-трансформа-
тор имеет постоянный коэффициент трансформации 40.
Обмотку покрывают одним слоем киперной ленты, а
затем пропитывают влагостойким лаком МЛ-92. Допол-
нительную обмотку укладывают поверх основной. Вы-
воды дополнительной обмотки 5 подключают к контакт-
ным штырям кабельной муфты 6, которую крепят к
корпусу. Поверх дополнительной обмотки на стержнях
сердечника размещают ярмо, выполненное также из
листов трансформаторной стали, которым замыкается
цепь магнитопровода. С помощью прокладок между
ярмом и сердечником устанавливают зазор (3,7±0,5мм)
для обеспечения стабильности электрического сопро-
тивления дроссель-трансформатора при допускаемой
асимметрии тяговых токов, протекающих по каждой
секции основной обмотки.
Полное сопротивление дроссель-трансформатора пе-
ременному току частотой 50 Гц при напряжении 0,5 В
на его основной обмотке (между крайними выводами)
и при отсутствии подмагничивания постоянным током
должно быть не менее 0,165 Ом и не более 0,175 Ом.
При разности тяговых токов (асимметрия тягового то-
ка), протекающих в секциях основной обмотки, в 400 А
и при напряжении 0,5 В переменного тока частотой
50 Гц на основной обмотке (между крайними вывода-
ми), полное сопротивление дроссель-трансформатора не
должно быть менее 0,1485 Ом и отклонение от факти-
ческого сопротивления, замеренного при отсутствии
подмагничивания, должно составить не более чем
10%. Для охлаждения основной и дополнительной
обмоток дроссель-трансформатор перед установкой за-
ливают трансформаторным маслом до уровня контроль-
ного отверстия в корпусе. В собранном виде дроссель-
трансформатор закрывают крышкой, имеющей резино-
вое уплотнение. На поверхности крышки предусмотрены
четыре отверстия, в которые ввинчивают шпильки,
прижимающие ярмо к сердечнику.
Габаритные размеры 800X530X400 мм, масса без
масла 196 кг, объем заливаемого масла 28 л.
136
При протеканий обратного тягового тйка Но Секци-
ям основной обмотки создается два магнитных потока
Фо1 и Фо2, равных по величине и противоположных по
направлению. Результирующий магнитный поток Фо,
являющийся суммой потоков Фо1 и ФО2, оказывается
равным нулю, и сердечник дроссель-трансформатора
не намагничивается. Дроссель-трансформатор оказыва-
ет сопротивление обратному тяговому току по величи-
не, равному сопротивлению его основной обмотки, т. е.
0,00045 Ом. Несмотря на то что обратный тяговый ток
содержит гармоники, кратные промышленной частоте,
реактивная составляющая сопротивления вследствие
противоположного направления токов в секциях основ-
ной обмотки будет равна нулю. Таким образом, при
канализации обратного тягового тока дроссель-транс-
форматор выполняет роль электрического дросселя, не
оказывая существенного влияния протеканию постоян-
ного тока.
Сигнальный ток путевого трансформатора, протекая
по дополнительной обмотке дроссель-трансформатора,
создает в сердечнике переменный магнитный поток
Фд, значение которого будет пропорционально числу
витков дополнительной обмотки и протекающему по
ней току. По принципу работы трансформатора в ос-
новной обмотке дроссель-трансформатора будет инду-
цироваться напряжение V2=U\ln, где — первич-
ное напряжение (напряжение дополнительной обмотки);
п — коэффициент трансформации. Таким образом,
дроссель-трансформатор, преобразуя напряжение пер-
вичной обмотки в напряжение на вторичной обмотке,
выполняет роль трансформатора. При использовании
дроссель-трансформатора на питающем конце рельсо-
вой цепи в качестве первичной является дополнитель-
ная обмотка, а при использовании его на релейном
конце — основная обмотка. Напряжение преобразует-
ся на основе электромагнитной индукции, поэтому в
дроссель-трансформаторе происходят потери электри-
ческой энергии на преодоление сопротивления, име-
ющего активную и реактивную составляющие.
Дроссель-трансформатор работает в таком режиме
при условии, когда по рельсовым нитям протекает тя-
говый ток одинакового значения. При асимметрии рель-
совой цепи по рельсовым нитям протекает различный
137
обратный тяговый ток, что обусловливает создание й
дроссель-трансформаторе магнитного потока Фо, значе-
ние которого пропорционально разности токов, проте-
кающих по каждой секции основной обмотки. Поток
Фо, имея в сердечнике постоянное направление, будет
оказывать мешающее влияние на характер изменения
потока Фд, создаваемого сигнальным током. В резуль-
тате напряжение, индуцируемое на вторичной обмотке,
и сопротивление дроссель-трансформатора, оказывае-
мое сигнальному току, будут уменьшаться. Магнитный
поток Фд, создаваемый сигнальным током, резко сни-
зится, так как он не будет усиливаться сердечником.
Напряжение на вторичной обмотке дроссель-трансфор-
матора также снизится, что приведет к нарушению ра-
боты рельсовой цепи.
Глава 4
ЭЛЕКТРОПИТАНИЕ УСТРОЙСТВ
АВТОМАТИКИ МЕТРОПОЛИТЕНА
4.1. Электрические схемы панели СЦБ
на понизительных подстанциях
Электропитание устройств автоматики метрополитена
осуществляется трехфазпым переменным током напря-
жением 380 В при размещении аппаратуры в релейных
шкафах на перегоне и 220 В — при централизованном
размещении аппаратуры на станции.
На понизительных подстанциях ПП или совмещен-
ных тягово-понизительных подстанциях (СТП) предус-
матривают специальные ячейки, в которых устанавли-
вают два трансформатора СЦБ: основной и резервный.
Применяют трансформаторы типа ТЗСК (сухие) мощ-
ностью 63 кВ-А. Имеющиеся на ряде линий трансфор-
маторы типа ТМ (масляные) мощностью от 30 до
63 кВ-А заменяют на сухие. Обмотки трансформаторов
соединены по схеме «звезда—треугольник» с промежу-
точными выводами от фазных катушек первичной об-
мотки, благодаря чему на первичную обмотку может
подаваться напряжение 10; 10,5 и 11 кВ; вторичное нап-
ряжение 133, 230 и 400 В (напряжение 133 В использу-
ют на Московском метрополитене для питания уст-
ройств первой очереди).
На схеме электропанели, установленной на понизи-
тельной подстанции для подачи на устройства СЦБ
напряжения переменного тока 380 В (рис. 4.1), изоб-
ражены две секции, на которые подается напряжение
10 кВ от городской системы электроснабжения. Ввод 1
подключают на шины секции 1с через нормально вклю-
ченный высоковольтный выключатель на 10 кВ В1.
Ввод 2 подсоединяют к шинам секции Пс также через
нормально включенный высоковольтный выключатель
В2. Между шинами секций 1с и Пс включен секционный
выключатель на 10 кВ ВС, который нормально отклю-
чен. При необходимости секции 1с и Пс можно соеди-
нять между собой включением ВС. К шинам секций
139
jModl
к io«MIBl
Цш
fic
<|>
i Ввод 2
г] 82
Ljd gc ю „в
?Р2
Рис. 4.1. Принципиальная схема панели СЦБ на понизительной
подстанции для питания напряжением 380 В
подключены трансформаторы Т СЦБ1 и Т СЦБ2. В
первичную цепь этих трансформаторов включены разъ-
единители на 10 кВ Р1 и Р2 (нормально включенные)
и предохранители высоковольтные 10 кВ типа ПКТН-10
с плавкими вставками 8-10 А. Шины 380 В нормально
питаются от трансформатора Т СЦБ1. Трансформатор
Т СЦБ2 резервный и в случае пропадания питания хо-
тя бы на одной из фаз трансформатора Т СЦБ1 авто-
матически подключается к шинам 380 В. Во вторичную
цепь трансформатора включены контакты КК (нормаль-
но замкнутые) контактора К1, вводный рубильник РЗ
(нормально включен) и шины трансформатора тока Т.
Ко вторичной обмотке трансформатора тока под-
ключены токовые катушки счетчика электрической энер-
гии и амперметр для измерения нагрузки на трансфор-
маторе. Катушки напряжения счетчика подключены
140
непосредственно к шине 380 В через предохранители
FU5 с плавкими вставками, рассчитанными на номи-
нальный ток 5—6 А. Вторичное напряжение трансфор-
матора измеряют вольтметром, который подключают
через предохранители FU3, рассчитанные на номи-
нальный ток 5—6 А. К этим же проводам подключены
катушки контактора К1 через рубильник У1 (нормаль-
но включен) и замкнутый блок-контакт БК2 контакто-
ра К2.
Параллельно контакту К.К.1 включен обходный ру-
бильник Роб, с помощью которого можно переключить
нагрузку шины 380 В с основного трансформатора Т
СЦБ1 на резервный Т СЦБ2 без прекращения питания
устройств СЦБ. При включении рубильника РОб шун-
тируется контакт КК1 контактора. Затем рубильником
У1 отключают питание контактора Л7, который контак-
тами КК1 отключает цепь трансформатора Т СЦБ1 от
шин 380 В, а блок-контактом БК1 замыкает цепь кату-
шек контактора К2. Контактор К.2 срабатывает и кон-
тактом КК2 подключает шины 380 В к трансформатору
Т СЦБ2, а блок-контактом БК2 отключает цепь катуш-
ки контактора К/. После этого отключается рубильник
Роб и шины 380 В остаются подключенными к транс-
форматору Т СЦБ2.
На устройства СЦБ питание подается по двум фи-
дерам, кабели которых подключают к шинам СЦБ
380 В. Кабель первого фидера подключают через ру-
бильник Р5 и предохранитель FU6, а кабель второго
фидера — через рубильник Р6 и предохранитель FU7.
В устройства СЦБ фидерные кабели вводят в перегон-
ные силовые фидерные шкафы или на панель электро-
питания на станции.
При подаче на устройства СЦБ напряжения 220 В
используют схему (рис. 4.2), которая большого отличия
от предыдущей не имеет. Ячейка СЦБ на ПП содержит
два трансформатора, на первичные обмотки которых
подается напряжение 10 кВ от шин секций 1с и IIс.
Напряжение 10 кВ подается на секции по нескольким
вводам с учетом возможности резервирования. Секции
между собой нормально разъединены секционным вык-
лючателем ВС. В первичную цепь трансформатора
СЦБ также включены высоковольтные разъединители
Р1 и Р2 и предохранители FU1 и FU2. Вторичные
141
to кВ
Jc
. BSodl
tМосэнерго
I ВЗ
Кабельная перемычка
с соседней подстанции
He
Рис. 4.2. Принципиальная схема СЦБ на понизительной подстан-
ции для питания напряжением 220 В
обмотки трансформаторов СЦБ соответственно подклю-
чены на шины напряжением 220 В секций 1с и //с через
рубильники РЗ и Р4. Во вторичной цепи трансформато-
ров включены шины трансформаторов тока, к вторич-
ным обмоткам которых подключены счетчики учета
электроэнергии и амперметр для измерения тока на-
грузки. Катушки напряжения электросчетчиков подклю-
чены через предохранители FU4 и FU5 непосредственно
во вторичную цепь.
Вторичное напряжение измеряют вольтметром, кото-
рый подсоединяют через предохранители FU2 и FU3.
Шины напряжением 220 В секций 1с и Пс разъединены
друг от друга секционными рубильниками Р1 и Р2.
Кабели фидеров Ф СЦБ1 и Ф СЦБ2, по которым пода-
ется напряжение на устройства СЦБ, подключены на
142
шины 220 В соответственно секции 1с и Пс через рубиль-
ники Р5, Р6 и предохранители FU8, FU7. В устройст-
вах СЦБ кабель фидера Ф СЦБ1 подключают на ввод-
ную панель (ПВ) первого пути, а кабель Ф СЦБ2 —
на вводную панель второго пути.
4.2. Схема электропитания
при централизованном размещении аппаратуры
Для электропитания устройств автоматики при центра-
лизованном размещении аппаратуры в релейном поме-
щении на промежуточной станции без путевого развития
устанавливают две вводные панели ПВ-60 и панель
преобразования типа ПДЦ (рис. 4.3). На станциях
с путевым развитием дополнительно предусматривают
панель выпрямителей ПВ-24.
Одна из панелей ПВ-60 предназначена для питания
устройств пути In, а другая—для питания устройств пу-
ти Пп, причем на каждую панель возможно подключение
Рис. 4.3. Схема распределения питания в релейной при централи-
зованном размещении аппаратуры на станциях
143
двух вводов: основного и резервного фидеров. На
панель ПВ-60/n подключают кабель первого фидера
(основного), а на панель ПВ-60///2 — кабель второго
фидера (резервного). Обе вводные панели соединены
между собой двумя силовыми перемычками, с помощью
которых на панель пути In подается напряжение вто-
рого (резервного) фидера, а на панель пути Пп — на-
пряжение первого (основного) фидера. Благодаря это-
му устройства СЦБ обоих путей нормально получают
питание от основного фидера соответственно с панели
ПВ-60/n и Пп, а напряжение второго фидера на обеих
панелях предусматривается как резервное. С панели
ПВ-60/n трехфазное напряжение 220 В подается на
выводы релейных стативов I пути. Для надежности
электропитания выводы всех стативов соединены по
кольцевой схеме. С панели ПВ-607/n по аналогичной
схеме напряжение 220 В подается на релейные стати-
вы II пути.
Напряжение 220 В используют для питания рельсо-
вых цепей и светофоров. Для питания схемы автостопов
на стативы подается напряжение 127 В, получаемое с
помощью трансформаторов типа ТСВ-6/0,5 220/133, ус-
танавливаемых, как правило, возле панелей ввода ПВ-60.
Причем для устройств каждого пути предусматривают
два трансформатора: основной и резервный.
Для получения напряжений постоянного и перемен-
ного тока 24 В применяют панель преобразователей
ПДЦ. Релейная аппаратура питается постоянным током
напряжением 24 В, которое подается на релейные ста-
тивы с панели ПДЦ по двум кабелям, что позволяет
создать кольцевую схему электропитания стативов. На-
пряжение переменного тока 24 В используют главным
образом для питания контрольных ламп табло релейно-
го помещения.
Переменный ток напряжением 220 В подается на па-
нель преобразователя ПДЦ с вводной панели ПВ-60.
В релейном помещении в ряду стативов, на кото-
рых размещают реле, устанавливают «нулевой» статив,
на этом стативе находятся вольтметры для измерения
напряжения питающих цепи автостопов (127 В), сиг-
нализаторы контроля заземления проводов напряже-
нием 127 В, а также приборы контроля перегорания
предохранителей и др.
144 9*
Вводная панель типа ПВ-60 является элементом
железнодорожной автоматики и предназначена для пи-
тания устройств электрической централизации. На мет-
рополитене ее применяют для приема напряжения пе-
ременного тока с понизительной подстанции (ПП) и
распределения его между потребителями устройств
электрической централизации, устройств автоматики при
централизованном размещении аппаратуры на станции
и устройств автоведения. Конструкция панели ПВ-60
предусматривает возможность ввода с ПП двух питаю-
щих фидеров Ф1 и Ф2 напряжением 380 и 220 В. Один
фидер является основным (рабочим), другой — резерв-
ным. Основной фидер пользуется приоритетом и посто-
янно находится под нагрузкой. Переход на питание от
резервного фидера осуществляется автоматически при
пропадании на основном фидере напряжения хотя бы на
одной из фаз. Схемой допускается перевод питания па-
нели вручную с основного фидера на резервный и на-
оборот. Панель укомплектована коммутационной ап-
паратурой для переключений и измерительными прибо-
рами для контроля напряжения на вводах фидеров и
токов нагрузки на фазах. Предусмотрены также и при-
боры защиты панели на случай превышения токов в эле-
ментах схемы сверх допустимых значений. Коммутаци-
онная мощность панели определяется значением допус-
тимого тока контактора. На вводной панели установлен
контактор типа КТ6023 с номинальным током главных
контактов в продолжительном режиме 100 А. Таким
образом, допустимая нагрузка на каждую фазу состав-
ляет 100 А, или суммарная мощность нагрузки на па-
нель 600 кВ-А.
Тип, марка, площадь поперечного сечения проводов,
а также других комплектующих изделий предусматри-
вают обеспечение работы вводной панели при указан-
ных токовых нагрузках и напряжении до 380 В.
Питание устройств автоматики метрополитена при
централизованном размещении аппаратуры (рис. 4.4)
осуществляется трехфазным переменным током напря-
жением 220 В по трехпроводной системе (без нулевого
провода). Кабель ввода основного фидера подключают
на выводы 21-2, 11-1 и 11-2, а кабель резервного фиде-
ра — на выводы 27-2, 17-1 и 17-2. Для создания цепи
10—1064
145
питания контакторов 1КТ и 2К.Т перемычки устанавли-
вают на выводы: 11-2—26-1; 12-4—12-3; 12-2—12-1 и
17-2—26-2. На вводе каждого фидера Ф1 и Ф2 имеются
предохранители FU типа ПР2 на напряжение 500 В.
Плавкую вставку устанавливают на номинальный ток,
который рассчитывают для каждой станции с учетом
нагрузки потребителя.
Для питания рельсовых цепей и светофоров напря-
жение 220 В подается на стативы по кабелю, который
подключают на выводы 23-1, 23-2, и 23-3.
Выводы, предназначенные для подключения кабелей
от резервных электростанций, а также для подачи пи-
Рис. 4.4. Принципиальная схе
146
тания в мастерские, маневровые посты и устройства
связи, остаются свободными, так как на метрополитене
резервные электростанции не предусматривают, а для
питания устройств связи в кроссовые помещения пода-
ется самостоятельный фидерный ввод с понизительной
подстанции.
В случае если на перегоне устанавливают автостопы,
то на выводы 24-1, 24-2 и 24-3 подключают кабель, по
которому подается напряжение на основной трансфор-
матор 220/127, питающий автостопные цепи. К выводам
25-1, 25-2 и 25-3 подсоединен кабель, по которому пода-
ется напряжение на резервный трансформатор для пи-
ма вводной панели типа ПВ-60
10*
147
тания цепей автостопов. При наличии на линии уст-
ройств автоведения к выводам 16-1, 16-2 и 16-3 подклю-
чают кабель, по которому подается питание в релейную,
на аппаратуру автоведения.
К выводам на боковых сторонах панели подключают
сигнальные и силовые цепи при стыковке с другими
панелями. При этом к выводам 32-1, 32-2, 32-3 подклю-
чают кабели, по которым подается напряжение на
другие панели, а выводы 42-1, 42-2 и 42-3 используют
для создания сигнальных цепей контроля перегорания
предохранителей.
Ток нагрузки на фазах фидера Ф1 измеряют транс-
форматорами Tl, Т2 и ТЗ. Выводы катушек вторичных
обмоток подсоединены к пакетному выключателю 1АК,
к которому подключен вольтметр со шкалой, отградуи-
рованной в амперах. Напряжение на фидерах контроли-
руется с помощью реле контроля фаз Ф12, Ф23, Ф13
(типа РН-53/400) и их повторителя реле 1Ф (реле типа
АШ2-110/220). При напряжении питающих фидеров
220 В реле РН-53/400 регулируется на притяжение от
200 В. Реле контроля фаз при наличии напряжения на-
ходятся под током. Когда в фидере или в одной из фаз
пропадает напряжение, обесточивается соответствующее
реле контроля фазы и питание переключается с рабочего
фидера на резервный.
Состояние питающих фидеров контролируется лам-
почками на вводной панели и табло. Если на фидерах
напряжения нет, то на панели и табло горят красные
лампочки, а при включении фидера на нагрузку — бе-
лые лампочки. Кроме этого, отсутствие напряжения или
переключение фидеров сопровождается акустическим
сигналом. В цепи каждого фидера включены трехпо-
люсные выключатели ручного действия ПВ1 и ПВ2, с
помощью которых контакторы КТ1 и КТ 2 могут быть
отключены от нагрузки. Цепь тока рекомендуется раз-
рывать контактором, а затем выключателем ПВ кон-
тактор отключать от нагрузки. При отключенном вык-
лючателе и изъятых предохранителях на вводе фидера
контактор изолируют от схемы для его тщательного
осмотра и ремонта с соблюдением мер предосторож-
ности.
Панель выпрямителей типа ПДЦ предназначена для
электропитания постовых устройств диспетчерской цент-
148
рализации й станционной
кодовой централизации сис-
темы СКЦ-63.
Принципиальная схема
панели (рис. 4.5) предус-
матривает оснащение ее
двумя зарядно-буферными
выпрямителями типа ЗБВ-
12/20 для питания аппара-
туры совместно с аккумуля-
торной батареей в режиме
импульсного подзаряда,
двумя стабилизированными
выпрямителями типа ВСП-
12/10X2 для безбатарейно-
го питания приборов и дру-
гой аппаратурой. На метро-
политене панель ПДЦ ис-
пользуют для безбатарей-
ного питания приборов, по-
этому при сборке панели на
месте выпрямителя бата-
рейного питания ЗБВ-12/20
Рис. 4.5. Принципиальная схе-
ма панели типа ПДЦ
не устанавливают. В комплект панели входят: два ста-
билизированных выпрямителя типа ВСП-12/10Х2, тран-
сформатор на выходное напряжение 24 В и ток нагруз-
ки до 36 А для питания ламп табло; два полупровод-
никовых трансмиттера для импульсного питания ламп
табло; приборы защиты, измерения и коммутаций.
Панель ПДЦ питается напряжением 220 В от ввод-
ной панели типа ПВ-60. Два стабилизированных выпря-
мителя типа ВСП-12/10Х2 включены в параллельную
работу соединением соответствующих выводов. Выпря-
митель ВСП-12/ЮХ2 имеет два выпрямительных уст-
ройства В1 и В2 (рис. 4.6) с самостоятельными вывода-
ми (45-46 и 47-48), к которым может быть подключена
нагрузка до 10 А при напряжении 12 В. Объединение
выводов 46 и 47 выпрямителей В1 и В2 позволяет полу-
чить напряжение 24 В между выводами 45-48. Напря-
жение 12 В получают между выводами 45-48 и общими
выводами 46-47. От переменного тока напряжением
220 В и выпрямленного постоянного тока выпрями-
тели защищены предохранителями штепсельного типа
149
Рис. 4.6. Принципиальная схема стабилизированного выпрямителя
ВПС-12/10Х2
с банановыми контактами и контролем перегорания
нити.
В провода выводов 45 и 48 включены шунты, к ко-
торым подключают амперметр для измерения тока на-
грузки.
Выпрямитель имеет понижающий трансформатор Т1,
два выпрямительных моста В1 и В2, собранных на ди-
одах Д242А, сглаживающие фильтры, состоящие из
дросселя и конденсатора Др1, С2, Др2, СЗ, стабилизи-
рующий контур с конденсатором С1.
Напряжение постоянного тока 24 В, получаемое с
выпрямителя ВСП-12/10Х2, используют для питания
релейной аппаратуры. Напряжение 24 В, необходимое
для питания ламп табло, получают с трансформатора
Т1 (1,2 кВ-А, 220/24 В). В цепи первичной и вторичной
обмоток транформатора включены штепсельные предо-
хранители с банановыми контактами и контролем пере-
горания нити.
Для получения импульсного питания напряжением
24 В используют два полупроводниковых трансмиттера,
контакты которых являются датчиками импульсов.
Панель выпрямителей батарейной системы питания
ПВ-24/30 применяют на станциях метрополитена с
путевым развитием для питания постовых устройств
при совместной работе с аккумуляторными батареями.
150
Панель укомплектована двумя зарядно-буферными
выпрямителями ЗБП24/ЗО, предназначенными для рабо-
ты с аккумуляторными батареями 24 В. Зарядно-бу-
ферный выпрямитель комплектуют из трехфазных бло-
ков БФ (рис. 4.7), блока выпрямителя Б В и блока авто-
матического регулирования БАР.
Фазные блоки включают в трехфазную сеть перемен-
ного тока напряжением 220 В через предохранители с
контролем перегорания нити и пакетные выключате-
ли ПВ.
to
1 батарея 248(Зарят 1 батарея 24 8, Стативы Панель пдц
нагрузка
Рис. 4.7. Принципиальная схема полукомплекта панели выпрями-
телей ПВ-24/30
151
Блоки выпрямителя БВ рассчитаны на работу в ре-
жиме импульсного подзаряда совместно с аккумулято-
рами. Напряжение аккумуляторных батарей регулиру-
ется автоматически от 2,15 до 2,3 В на один аккумуля-
тор, т. е. напряжение контрольной батареи поддержива-
ется от 25,8 до 27,6 В.
Максимальный ток выпрямителя 30 А; минимальный
ток, при котором сохраняется режим автоматического
регулирования напряжения батареи, 0,7 А. Ток, дли-
тельно потребляемый нагрузкой, не должен превышать
22 А. Со стороны выпрямленного напряжения также
установлены пакетные выключатели, которые позволя-
ют отключить выпрямитель от батареи и нагрузки.
4.3. Схема электропитания устройств в тоннеле
Питающие (фидерные) кабели, идущие с понизитель-
ной подстанции, можно вводить на распределительную
панель станции или в силовые фидерные шкафы тон-
неля. В первом случае оба кабеля подключают к одной
панели через самостоятельную защиту (предохранители)
и рубильники (рис. 4.8). Один кабель условно обозна-
чают как фидерный ввод Ф1, другой — Ф2. На панели
размещены две секции шин: шины I пути Ш1 и шины
тона 127 В
Рис. 4.8. Схема распределения питания станционного поста
152
II пути ШИ. На эти шины подается напряжение соот-
ветственно с фидерного ввода Ф1 и Ф2. К шинам Ш1
через рубильники и предохранители подключены кабе-
ли, по которым подается напряжение на устройства I
пути, расположенные в обоих тоннелях, прилегающих
к станции. К шинам 1Ш1 подключены кабели, питающие
устройства II пути также в обоих тоннелях, прилегаю-
щих к станции. При отсутствии питания на одном из
фидерных кабелей шины Ш1 и ШП можно соединять
между собой рубильником Р1, чем достигается замеще-
ние отключенного фидера.
Для питания аппаратуры, размещенной на стативах
в релейном помещении, предусматривают трансформа-
торы типов ТСТ или ТСЗ 380/127. Напряжение 127 В
через предохранители на щитке предохранителей пода-
ется на релейные стативы для питания соответствую-
щей аппаратуры.
В случае распределения питания через перегонные
силовые шкафы в фидерный шкаф I или II пути вводят
силовой кабель с понизительной подстанции (рис. 4.9).
На вводе фидера включают предохранители и рубиль-
ник Р1. Между силовыми фидерными шкафами смеж-
ных путей предусматривают кабельную перемычку, что
позволяет взаимно замещать фидеры в случае выхода
из строя одного из них.
В одном из фидерных шкафов междупутную кабель-
ную перемычку подключают через предохранители, а в
другом фидерном шкафу — через рубильник Р2, нор-
мально отключенный. Рубильник Р2 включается после
отключения рубильника Р1 фидера, подлежащего заме-
щению. В фидерных шкафах через рубильники РЗ и
Р4 подключены кабели, по которым подается питание
в силовые шкафы смежных сигнальных точек.
Электрическая панель с рубильниками размещена
в верхней части силового шкафа. В нижней части шкафа
устанавливают силовой трансформатор Т, преобразую-
щий высокое напряжение (380 В) в низкое (127 В) для
питания аппаратуры данной сигнальной точки. На па-
нели силового фидерного шкафа устанавливают предох-
ранители FU2, FU4, включаемые в первичную и вторич-
ную цепи силового трансформатора.
Устройства СЦБ, расположенные на перегоне, пита-
ются от магистральной силовой линии. Ее проклады-
153
Рис. 4.9. Схема фидерных си-
ловых шкафов смежных пу-
тей
Рис. 4.10. Схема силового
шкафа раздела питания
вают вдоль каждого перегона и через все промежуточ-
ные силовые шкафы сигнальных установок. В силовых
шкафах магистральный кабель подключают к рубиль-
нику на панели силового шкафа. Включенное положе-
ние рубильника обеспечивает электрическую непрерыв-
ность магистральной линии, а при отключении рубиль-
ника магистральная линия разъединяется. К рубильни-
ку подсоединены монтажные провода, по которым по-
дается напряжение на первичную обмотку силового
трансформатора Т.
Вся магистральная линия делится на участки, нор-
мально разъединенные друг от друга. Каждый из уча-
стков питается от соответствующего силового фидер-
ного шкафа или от разных понизительных подстанций.
154
На границах участков, йолучающих питание от разных
подстанций, устанавливают шкафы раздела питания
(рис. 4.10). На электрической панели шкафа имеются
четыре рубильника. К рубильникам Pl, Р2 подключены
кабели магистральной линии, подходящие с обоих нап-
равлений перегона. При отключении рубильников Р1
или Р2 магистральная линия разъединяется и разоб-
щается питание разных подстанций. Таким образом, в
силовом шкафу раздела питания магистральные кабели
каждого из направлений перегона находятся под напря-
жением от разных подстанций. К рубильникам РЗ и Р4
подключены кабельные перемычки, соединяющие шкафы
раздела питания соседних путей. При включении ру-
бильников РЗ (Р4) создается кольцевая схема токопи-
тания устройств обоих путей, получающих питание от
одной подстанции. Такая схема позволяет обеспечить
токопитание устройств даже в случае выхода из строя
силового кабеля между промежуточными силовыми
шкафами.
С шестидесятых годов практически на каждой стан-
ции сооружают совмещенные тягово-понизительные под-
станции (СТП), в которых предусматривают ячейку с
трансформаторами СЦБ. В связи с этим протяженность
участков перегонных устройств, получающих питание
от одной СТП, сократилась. Упростилась электрическая
схема панели шкафа раздела питания в связи с упразд-
нением междупутных кабельных перемычек. На панели
шкафа раздела питания устанавливают один рубильник
Р, нормально отключенный. Кабели, подключенные к
рубильнику, находятся по'д напряжением, поступающим
от разных СТП. В случае выхода из строя кабеля обес-
печение электропитания устройств между промежуточ-
ными силовыми шкафами достигается увеличением про-
тяженности участка питания одной из СТП. Неисправ-
ный кабель отключают рубильниками от магистральной
линии, на обесточенный участок подается питание от
соседней СТП включением рубильника в шкафу разде-
ла питания.
Шкафом раздела питания может служить практиче-
ски любой промежуточный силовой шкаф, в котором
отключенным рубильником будет установлена граница
между участками магистральной линии, получающими
питание от разных подстанций. В настоящее время в си-
155
ловых шкафах вместо ру-
бильников открытого типа
применяют автоматические
выключатели, предназначен-
ные для включения и вы-
ключения электрических це-
пей. Коммутирующий ме-
ханизм и токоведущие час-
ти выключателей закрыты
карболитовым кожухом,
чем повышается личцая бе-
зопасность обслуживающего
персонала. В перегонных
устройствах СЦБ применя-
ют выключатели двух ти-
пов: А-3163/7 и А-3163. Вы-
ключатель А-3163/7, дред-
назначенный для включе-
ния и отключения электрических цепей вручную, уста-
навливают в промежуточных силовых шкафах.
Выключатель А-3163 автоматический, снабжен теп-
ловым расцепителем и в случае превышения допусти-
мого тока отключает электрическую цепь автоматически.
В фидерных шкафах используют автоматический
выключатель А-3163, выполняющий функции рубильни-
ка и предохранителя. Автоматический выключатель
можно включать и отключать вручную.
Силовые шкафы, предусматриваемые в качестве фи-
дерного, промежуточного или раздела питания в верх-
ней части, имеют электрическую панель, а в нижней ча-
сти — силовой трансформатор типа ТСТ или ТСЗ для
понижения напряжения с 380 до 127 В (рис. 4.11). Для
подключения первичной обмотки трансформатора пре-
дусмотрены две пары гнезд предохранителей; предохра-
нители же находятся в одной из них. Причем предпоч-
тительнее устанавливать предохранители в гнезда, кото-
рые соединены с кабелем, подходящим со стороны по-
дачи питания. Наличие второй группы гнезд предохра-
нителей позволяет переключить питание трансформа-
тора на другой кабель в случае необходимости отклю-
чения первого кабеля по неисправности.
Питание низкого напряжения распределяется с уче-
том равномерной нагрузки на фазы и осуществляется
156
через групповые предохранители, которые делятся на
пять групп.
Предохранители 1-й группы FU1, FU2, FU3 устанав-
ливают в цепи питания двигателей автостопов. Через
предохранители 2-й группы включаются сигнальные
трансформаторы, питающие светофорные лампы.
Предохранители 3-й группы устанавливают в рель-
совых цепях, в цепи питания путевого трансформатора
и местных обмотках путевых реле.
Через предохранители 4-й группы FU8, FU9 вклю-
чают цепи линейных реле, а также других вспомога-
тельных приборов.
Через предохранители 5-й группы FU10, FU11 пита-
ние подается от третьей обмотки трансформатора (12 В)
для питания ламп освещения силового и релейных шка-
фов. Все предохранители штепсельного типа с банано-
выми контактами.
Глава 5
РЕЛЬСОВЫЕ ЦЕПИ
5.1. Принцип работы
Электрическую цепь, состоящую из рельсов железнодо-
рожного пути, по которой протекает ток от источника
к потребителю, называют рельсовой цепью. Рельсовые
цепи автоматически контролируют состояние железнодо-
рожного пути — свободность или занятость подвижным
составом, а также целость рельсовых нитей. При уст-
ройстве рельсовых цепей железнодорожный путь делят
на отдельные участки, которые электрически изолируют
друг от друга изолирующими стыками. Путь в пределах
рельсовой цепи называют изолированным участком. В
начале рельсовой цепи подключают источник электри-
ческого тока (путевой трансформатор), в конце рель-
совой цепи — приемник электрического тока (путевое
реле).
В рельсовой цепи могут быть выделены три состав-
ные части: питающий конец, на котором находится вся
аппаратура, питающая рельсовую цепь и служащая для
выполнения некоторых других функций; рельсовая ли-
ния, ограниченная по концам рельсовой цепи изолирую-
щими стыками и используемая для передачи электри-
ческого тока от источника к приемнику, т. е. рельсовая
линия является объектом контроля рельсовой цепи; ре-
лейный конец, где расположены путевое реле и дру-
гая аппаратура, необходимая для работы путевого
реле.
В связи с использованием постоянного тока для тяги
поездов на метрополитене применяют рельсовые цепи
переменного тока (рис. 5.1). На питающем конце рель-
совой цепи включены: путевой трасформатор ПТ, кон-
денсаторный блок КБ и дроссель-трансформатор ДТ.
От путевого трансформатора ПТ рельсовая цепь пи-
тается переменным током промышленной частоты. Его
первичная обмотка через предохранители подключена
158
к сети напряжением ПО или 220 В. Со вторичной обмот-
ки в цепь подается напряжение, значение которого оп-
ределяется длиной рельсовой цепи.
Конденсаторный блок КБ выполняет роль ограничи-
теля тока во вторичной обмотке трансформатора при
шунтировании рельсовой цепи поездом, а также с по-
мощью него компенсируется индуктивная составляющая
входного сопротивления рельсовой цепи, что позволяет
снизить до минимума потребляемую мощность. Емкость
КБ зависит от длины рельсовой цепи и устанавливается
равной 12—16 мкФ. Конденсаторный блок позволяет
получить требуемое фазовое соотношение между напря-
жениями на обмотках путевого реле при регулировке
рельсовой цепи и улучшить шунтовую чувствительность.
Рельсовые цепи с емкостными ограничителями называ-
ют резонансными.
Дроссель-трансформатор ДТ типа ДТМ-0,17-1000
имеет коэффициент транформации га=40. Дополнитель-
ная обмотка подключена в контур с путевым трансфор-
матором. Крайние выводы основной обмотки с помощью
дроссельных соединителей (джемперов) подключены к
ходовым рельсам. Средний вывод с помощью медной
шины присоединяют к аналогичному выводу дроссель-
трансформатора смежной рельсовой цепи. Дроссель-
трансформатор на питающем конце рельсовой цепи вы-
полняет роль понижающего трансформатора.
На релейном конце рельсовой цепи включены: путе-
вые реле П1, П2, конденсаторный блок КБ и дроссель-
трансформатор ДТ.
Рис. 5.1. Схема рельсовой цепи
ВЗ CJ 8J
159
Дроссель-трансформатор такого же типа, что и на
питающем конце, но на релейном конце он выполняет
роль повышающего трансформатора.
В качестве путевого реле применяют реле типа
ДСШ-2 (двухэлементное, секторное, штепсельное).
Путевой элемент подключают в рельсовой цепи, мест-
ный элемент питается от сети напряжением ПО В. Для
работы реле ДСШ-2 необходимо, чтобы ток путевого
элемента опережал местное напряжение на угол (20±
±5) °. Требуемое фазовое соотношение на реле дости-
гают при регулировке цепи подбором емкости конденса-
тора на питающем и релейном концах.
Напряжение со вторичной обмотки трасформатора
ПТ подается на дополнительную обмотку дроссель-
трансформатора ДТ. Конденсаторный блок КБ, после-
довательно включенный в цепь, компенсирует индуктив-
ную составляющую рельсовой цепи и устанавливает
резонанс напряжений в контуре питающего конца. На
основной обмотке ДТ индуцируется напряжение, кото-
рое в п раз меньше, чем на дополнительной обмотке
(в соответствии с коэффициентом трансформации дрос-
сель-трансформатора). В контуре, составленном из ос-
новных обмоток ДТ питающего и релейного концов, а
также рельсовых нитей, протекает ток. На дополни-
тельной обмотке ДТ релейного конца индуцируется на-
пряжение, равное 50—60 В. Путевое реле притягивает
сектор в верхнее положение и замыкает фронтовые кон-
такты. Параллельно путевому элементу реле включен
конденсаторный блок КБ емкостью 12—16 мкФ, кото-
рым компенсируется индуктивная составляющая сопро-
тивления релейного конца и улучшается фазовое соот-
ношение на реле.
Замыкание фронтовых контактов путевого реле яв-
ляется признаком свободности путевого участка в пре-
делах рельсовой цепи. Эта информация используется для
реализации зависимостей в устройствах автоматики по
регулированию движения поездов, а также для контро-
ля состояния путевого участка на табло. Режим работы
рельсовой цепи при свободном путевом участке назы-
вают нормальным, или регулировочным. Для обеспече-
ния надежной работы рельсовая цепь должна быть от-
регулирована при исправном состоянии всех ее элемен-
тов. На путевой и местных обмотках подбирают рабочее
160 10*
напряжение и требуемое соотношение фаз (под рабочим
подразумевают напряжение, которое на 20—40% превы-
шает напряжение полного подъема. Рабочее напряже-
ние устанавливают в соответствии с Инструкцией по
техническому обслуживанию устройств СЦБ метрополи-
тенов). В притянутом положении сектор должен отво-
дить ролик вдоль направляющей на расстояние не ме-
нее 3 мм от исходного нижнего положения. Путевое ре-
ле будет надежно удерживать сектор в верхнем положе-
нии и выдавать информацию о свободности путевого
участка, если при совокупности критических значений
основных параметров, соответствующих неблагоприят-
ным условиям для работы рельсовой цепи (минималь-
ное питающее напряжение, максимальное сопротивле-
ние рельсовой петли, минимальное сопротивление изо-
ляции), напряжение на реле и фазовые соотношения
будут соответствовать установленным рабочим значе-
ниям. Если для работы рельсовой цепи будут созданы
благоприятные условия (максимальное питающее нап-
ряжение, минимальное сопротивление рельсовой петли,
максимальное сопротивление изоляции), то напряжение
на путевом реле должно быть также в пределах допус-
каемых рабочих значений.
Таким образом, параметрами нормального режима
рельсовой цепи при неблагоприятных условиях являют-
ся напряжение U, ток / и мощность S источника, при
которых происходит надежное срабатывание приемника.
При вступлении поезда на изолированный участок
рельсовая цепь (рис. 5.2) шунтируется, так как парал-
лельно аппаратуре релейного конца подключается
шунт — колесная пара с очень малым сопротивлением.
Ток в рельсовой цепи начинает замыкаться в основном
через колесные пары, лишь незначительно ответвляясь
через аппаратуру релейного конца. В путевом реле ток
резко падает. Кроме того, вследствие нарушения усло-
вий |резонанса на питающем конце, ухудшаются фазовые
соотношения между током в путевой и напряжением в
местной обмотках путевого реле. В результате вращаю-
щий момент реле уменьшается и сектор под собствен-
ным весом опускается в нижнее положение, размыкая
фронтовые контакты и замыкая тыловые. Такой режим
работы рельсовой цепи называют шунтовым. Размыка-
ние фронтовых контактов путевого реле является
11—1064 161
Рис. 5.2. Схема рельсовой цепи при нахождении на ней йодвиж-
ного состава
признаком наличия на рельсовой цепи препятствия для
движения.
Для шунтового режима важно, чтобы при самых не-
благоприятных условиях работы рельсовой цепи —
вступление поезда на изолированный участок хотя бы
одной колесной парой — было четко зафиксировано пу-
тевым реле, т. е. ток или напряжение на путевом реле
должны снизиться настолько, чтобы разомкнуть его
фронтовые контакты.
Неблагоприятными условиями для шунтового режима
являются максимальное напряжение источника питания,
минимальное сопротивление рельсов и максимальное
сопротивление изоляции.
Надежность работы рельсовой цепи в шунтовом ре-
жиме характеризуется шунтовой чувствительностью,
которая соответствует максимальному значению сопро-
тивления, включение которого между рельсами приво-
дит к шунтированию рельсовой цепи, т. е. к размыка-
нию фронтовых контактов путевого реле.
Для рельсовых цепей метрополитена шунтовая чув-
ствительность равна 0,06 Ом, т. е. такая же, как и для
магистральных железных дорог. Это значит, что при
наложении в любой точке рельсовой цепи типового шун-
та сопротивлением 0,06 Ом путевое реле должно на-
дежно разомкнуть фронтовые контакты. Следовательно,
и для колесных пар вводится предельное сопротивление,
которое должно быть не более 0,06 Ом. Сопротивление
шунта колесной пары складывается из сопротивления
собственно колесной пары и переходного сопротивле-
162
ния между бандажами колесной пары и головками
рельсов. При накатанных рельсах и бандажах сопро-
тивление шунта колесной пары составляет несколько ты-
сячных долей ома, поэтому шунтирование путевого реле
скатами поезда осуществляется, как правило, с боль-
шим запасом по надежности. Вместе с тем сопротивле-
ние шунта колесной пары может изменяться в широких
пределах в зависимости от наличия загрязнения и ржав-
чины на головках рельсов, качества и времени насадки
бандажей, скорости движения поезда. В связи с исполь-
зованием на подвижном составе метрополитена подре-
зиненных колесных пар (между бандажом и колесным
центром имеется резиновая прокладка) важным усло-
вием является качественная установка контактных пе-
ремычек, обеспечивающих электрическое соединение
бандажей с колесным центром. Однако во всех случа-
ях сопротивление колесной пары не должно быть боль-
ше 0,06 Ом.
Рельсовая цепь также контролирует целость рельсо-
вой линии — выявляет излом или изъятие рельсов. Ре-
жим работы рельсовой цепи при поврежденной рельсо-
вой линии (рис. 5.3) называют контрольным. Его сущ-
ность состоит в том, что путевое реле фиксирует по-
вреждение рельсовой линии (излом или изъятие рель-
сов), приводящее к разрыву электрической цепи, и вы-
дает информацию о наличии препятствия для движения.
Характер повреждения рельсов может быть самым раз-
личным: скрытые дефекты — внутренние раковины,
Рис. 5.3. Схема рельсовой цепи при поврежденной рельсовой ли-
нии
11
163
образовавшиеся во время литья и прокатки рельсов;
микротрещины, которые развиваясь, приводят к излому
рельса. Поэтому в системе эксплуатационного обслужи-
вания предусмотрена периодическая проверка пути с
помощью дефектоскопа, позволяющая выявить внут-
ренние раковины, образование микротрещин и другие
дефекты рельса.
На метрополитене условия работы рельсовых цепей
в контрольном режиме неблагоприятные. Прежде все-
го потому, что рельсовая цепь не обладает совершен-
ной изоляцией. И поэтому излом рельса не приводит,
как правило, к абсолютному разрыву электрической
цепи. Сигнальный ток, стекая с рельсов в землю, замы-
кается по множеству путей, в том числе и вдоль рельсо-
вой линии, обходя место повреждения рельса и продол-
жая затем движение по рельсовой цепи. Обходной путь
через землю обладает большим сопротивлением, чем
рельсовая линия, и ток, протекающий через реле, сни-
жается настолько, что становится недостаточным для
удержания сектора или якоря путевого реле в верхнем
положении. Значение тока, замыкающегося через путе-
вое реле в контрольном режиме, зависит от сопротив-
ления изоляции рельсовой линии. По мере уменьшения
сопротивления изоляции и стремлении его от макси-
мального значения к нулю ток в реле будет возрастать
и, достигнув определенного значения, начнет уменьшать-
ся, стремясь к нулю. Это объясняется тем, что с умень-
шением сопротивления изоляции ток, замыкающийся
через балласт между противоположными нитками, бу-
дет увеличиваться и стремиться к возможному макси-
мальному значению, а ток, протекающий вдоль рель-
совой линии, будет уменьшаться. Сопротивление изо-
ляции, при котором ток, протекающий через реле в
контрольном режиме, будет иметь наибольшее значе-
ние, называют критическим. Критическое сопротивление
изоляции зависит от места повреждения рельсовой ли-
нии. На ток в реле при критическом сопротивлении
изоляции оказывает влияние напряжение источника и
сопротивление рельсовой линии. Наибольшее значение
тока будет при максимальном напряжении источника и
минимальном сопротивлении рельсовой линии. Чтобы
не осложнять условия контрольного режима, не следует
при регулировке рельсовой цепи в нормальном режиме
устанавливать на путевом реле напряжение с большим
коэффициентом запаса.
Для контрольного режима рельсовых цепей метро-
политена неблагоприятными являются мероприятия по
улучшению условий работы устройств энергоснабже-
ния для тяги поездов. На метрополитене все вагоны
оснащены тяговыми двигателями, что позволяет реали-
зовать необходимые ускорения при отправлении со
станции и замедлении при торможении. При этом ток
в тяговой сети при относительно низком напряжении в
контактном рельсе (825 В) оказывается значительным.
Для улучшения условий канализации обратного тяго-
вого тока и функционирования устройств энергоснаб-
жения устраивают междупутные кабельные соединения,
подключаемые к средним точкам дроссель-трансфор-
маторов, находящихся в тоннелях одного и другого на-
правления. В результате применения децентрализован-
ной системы питания сокращаются расстояния между
точками подключения отсасывающих фидеров тяговых
подстанций. За счет указанных мероприятий увеличива-
ется продольная проводимость рельсов для тягового
тока, вследствие чего снижается падение напряжения
и уменьшается блуждающий ток, вызывающий корро-
зию подземных сооружений.
При установке междупутных соединений и увели-
чении числа подключений отсасывающих фидеров тя-
говых подстанций снижается асимметрия токов в рель-
совых нитях, что уменьшает уровень помех тягового
тока на работу рельсовых цепей. Однако вследствие
междупутных соединений образуются обходные цепи, по
которым могут замыкаться сигнальные токи рельсовых
цепей, находящихся в разных тоннелях. Например, при
обрыве рельсовой нити в рельсовой цепи ЗРЦ (рис. 5.4, а)
непрерывность электрической цепи между источни-
ком питания и путевым приемником может сохраняться
за счет протекания сигнального тока через рельсовые
цепи 6РЦ, 4РЦ и 5РЦ (рис. 5.4, б). Ухудшение условий
контрольного режима ограничивает число междупутных
соединений. Междупутные соединения, которыми были
оборудованы линии метрополитенов до восьмидесятых
годов, проектировали по нормативам, заимствованным
с магистральных железных дорог. Этими нормативами
регламентировалось подсоединение кабелей различного
165
a)
8РЦ
1РЦ
ЗРЦ
6РЦ
„ Репье 1
iffil 5РЦ
Репье 2
„ . Репье 1
'ffi w
Репье 2
Рис. 5.4. Схема рельсовой цепи при обрыве рельсовой нити (а) и
цепь прохождения сигнального тока по междупутным перемычкам
и рельсовым линиям соседнего пути в контрольном режиме рель-
совой цепи (б)
назначения к средним выводам дросселей не чаще, чем
через два изолирующих стыка. Однако опыт эксплуа-
тации обусловил необходимость проведения специаль-
ных исследований контрольного режима рельсовых це-
пей метрополитена с учетом междупутных перемычек.
Результаты исследований учтены в СНиП 11-40-80 «Мет-
рополитены», согласно которым провода и кабели раз-
личного назначения (отсос тягового тока, междупутные
рельсовые перемычки) при двухниточной рельсовой
цепи следует присоединять к рельсам через средний
вывод путевого дроссель-трансформатора не чаще, чем
166
через два изолирующих стыка. Длина пути для сигналь-
ного тока по смежным и параллельным рельсовым це-
пям через междупутные перемычки и цепи отсоса тяго-
вого тока должны быть не менее 1000 м. При меньшей
длине обходного пути в одной из перемычек следует
устанавливать дроссель или дроссель-трансформатор
сопротивлением сигнальному току частотой 50 Гц не ме-
нее 2 Ом. Таким образом учитывают влияние обходного
пути, что не было предусмотрено ранее действующим
нормативным документом. Вместе с тем при вводе новых
линий метрополитена в эксплуатацию междупутные пе-
ремычки подключают только после проверки обеспече-
ния рельсовой цепью контрольного режима. Такую про-
верку проводят при отсоединении на дроссель-трансфор-
маторе одного из дроссельных соединителей, подключа-
ющих рельсовую цепь. При отсоединении путевое реле
должно отпускать сектор или якорь в нижнее поло-
жение.
При оборудовании линии устройствами автоматиче-
ской локомотивной сигнализации с автоматическим ре-
гулированием скорости рельсовые цепи используют в
качестве канала связи для передачи информации на
локомотивные устройства о допустимой скорости движе-
ния. В связи с этим рельсовые цепи должны удовлетво-
рять требованиям режима АЛС, согласно которым ток
в рельсах при шунтировании рельсовой цепи поездом
должен быть не менее нормативного для обеспечения
падежного приема кодовых сигналов локомотивным
приемником. Необходимо, чтобы при частоте 75 Гц
минимальный расчетный ток кодового сигнала был 5 А.
Тогда сигнальный ток при других частотах устанавли-
вают без дополнительной настройки в пределах рас-
четных значений. Неблагоприятными условиями для
режима АЛС являются минимальное напряжение гене-
ратора, максимальное сопротивление рельсов и мини-
мальное сопротивление рельсовой линии.
Работа рельсовой цепи при шунтировании ее поез-
дом на питающем конце соответствует режиму коротко-
го замыкания. Для ограничения тока в пределах номи-
нального значения путевого трансформатора на питаю-
щем конце предусматривают ограничитель в виде ем-
кости, индуктивности или активного сопротивле-
ния.
167
тп
Рельсовую линию используют для канализации об-
ратного тягового тока (рис. 5.5). В качестве контактно-
го провода, на который подается положительный полюс
постоянного тока напряжением 825 В, применяют спе-
циальный контактный рельс КР, подвешиваемый сбоку
пути на специальных кронштейнах, закрепленных на
шпалах. Для питания электродвигателей подвижного
состава М электрический ток проходит через токопри-
емники Т вагонов, которые прижимаются к головке
контактного рельса. Минусовый полюс электродвигате-
лей соединен через корпус вагона с колесными парами
КП. Обратный тяговый ток стекает с колесных пар в обе
рельсовые нити и проходит по ним до границы рельсо-
вой цепи — до изолирующих стыков. На конце рельсо-
вой цепи ток с каждой рельсовой нити попадает в соот-
ветствующую полуобмотку дроссель-трансформатора
ДТ и по средней точке переходит в следующую рель-
совую цепь. В дроссель-трансформаторе Следующей
рельсовой цепи ток разветвляется в полуобмотки рав-
ными долями и стекает в каждую рельсовую нить. Так
обратный тяговый ток проходит в обход изолирующих
стыков. Отвод обратного тягового тока на тяговую под-
станцию осуществляется по кабелю, который подключа-
ется к шине, соединяющей средние точки дроссель-
трансформаторов смежных рельсовых цепей.
Таким образом, рельсовые цепи предназначены для
работы в различных режимах и должны удовлетворять
требованиям каждого режима с- учетом возможных не-
благоприятных условий.
168
5.2. Рельсовая линия
Рельсовая линия — это часть электрической непрерыв-
ной цепи, включающей в себя рельсовые нити. По кон-
цам участка линия ограничена изолирующими стыками.
Электрические свойства рельсовой линии определяются
ее первичными параметрами — сопротивлением балла-
ста (сопротивлением изоляции) и сопротивлением рель-
сов. Первичные параметры представляют собой удель-
ные значения, отнесенные к 1 км длины рельсовой ли-
нии. Устойчивая работа рельсовых цепей определяется
главным образом стабильностью первичных параметров
рельсовой цепи. Для лучшей передачи сигнального то-
ка рельсовая линия должна обладать по возможности
малым электрическим сопротивлением.
Рельсовая линия главных путей метрополитена на
прямых участках, а также на кривых радиусом более
300 м состоит преимущественно из рельсовых плетей
длиной до 300 м, сваренных из типовых рельсов марки
Р50. Рельсы сваривают в стационарных условиях элект-
роконтактным способом. Масса 1 м рельса 51,6 кг. На
линиях с грузонапряженностью, превышающей 25 млн. т
брутто па 1 км пути в год, укладывают рельсы марки
Р65 (64,64 кг 1 м).
Рельсовый стык, где соединяют рельсовые плети
или рельсовые звенья между собой, собирается с помо-
щью двухголовных стальных накладок. Накладки
прикладывают к концам соединяемых рельсов и бол-
тами стягивают. Перед сборкой стыка шейки
рельсов и поверхности накладок, контактирующие
с ними, зачищают до металлического блеска для
уменьшения переходного сопротивления. Однако сталь-
ные накладки в процессе работы не создают устойчи-
вый контакт. Переходное сопротивление в стыковых на-
кладках зависит от множества факторов: степени за-
грязнения и наличия ржавчины на соприкасающихся
поверхностях накладок и концов рельсов, затяжки бол-
тов и метеорологических условий. Поэтому переходное
сопротивление стыковых накладок может изменяться
от тысячных долей ома до бесконечности (обрыв цепи).
Для обеспечения стабильной проводимости рельсово-
го стыка применяют приварные стыковые соединители,
выполненные из медного троса площадью поперечного
169
сечения не менее 95 мм2. При установке стыковых со-
единителей переменное сопротивление между рельсами
и накладками шунтируется относительно малым сопро-
тивлением стыкового соединителя, что значительно
уменьшает общее сопротивление рельсового стыка и
стабилизирует его. Стыковые соединители обеспечива-
ют, кроме того, надежный пропуск обратного тягового
тока. При медных приварных соединителях состояние
контакта между рельсами и накладками существенного
значения не имеет. В этом случае сопротивление стыка
выражается в эквивалентном сопротивлении целого
рельса. По существующим нормам сопротивление сты-
ка не должно превышать сопротивления целого рельса
длиной 3 м.
В конце шестидесятых годов на линии метрополите-
на был применен опыт магистральных железных дорог
сборки рельсового стыка, предварительно обработанно-
го графитовой мазью. Мазь состоит из порошкового
графита (до 30%) и других наполнителей, обеспечиваю-
щих ей стабильную консистенцию при значительных
колебаниях температуры (мазь не сжижается при вы-
соких температурах и не теряет смазывающих свойств
при морозе).
При сборке стыка контактирующие поверхности
накладок и шейки рельсов тщательно зачищают до ме-
таллического блеска и покрывают тонким слоем графи-
товой мази (0,2—0,3 мм). Смазанные накладки затяги-
вают болтами обычным способом. Па следующую ночь
гайки на всех болтах следует подтянуть. В пазухи меж-
ду торцами накладок и шейкой рельса необходимо на-
бивать графитовую мазь. При нажатии накладки к
рельсу излишек смазки и ее жидкую часть выдавливают,
а графит заполняет все поверхности соединяемых час-
тей, благодаря чему увеличивается площадь контакти-
рования. Графит обеспечивает хорошую проводимость
электрического тока, а густая смазка предохраняет
места соприкосновения от загрязнения и коррозии, соз-
давая надежный контакт в условиях эксплуатации. При
хорошей обработке контактирующих поверхностей и
надежной затяжке гаек всех болтов удается получить
стабильное сопротивление стыка, эквивалентное сопро-
тивлению рельса длиной 1 —1,5 м без применения стыко-
вых соединителей. Однако при необеспечении надлежа-
ло
щего надзора переходное сопротивление рельсового
стыка, обработанного графитовой мазью, со временем
увеличивается. Поэтому стыки с приварными соедини-
телями обеспечивают более надежную работу рельсовых
цепей. При эксплуатации сопротивление рельсов, а точ-
нее рельсовой линии, может увеличиваться в результа-
те изменения переходного сопротивления рельсового
стыка. В случае когда рельсовый стык имеет привар-
ной соединитель, не исключаются возможность наруше-
ния сварного шва, обрыва части проводников соедини-
теля и другие неисправности соединителя. Если рель-
совый стык собран с применением графитовой мази, то
нарушение технологии сборки или неудовлетворительное
его содержание также может привести к увеличению
переходного сопротивления и, следовательно, к повыше-
нию сопротивления рельсовой линии.
Сопротивление рельсовой линии может увеличивать-
ся вследствие ухудшения контакта в месте подсоедине-
ния дроссельных соединителей (джемперов) к рельсам.
Дроссельные соединители подсоединяют стальными ко-
нусными болтами, закрепляемыми к шейке рельсов.
Необходимо, чтобы конусная поверхность болта и от-
верстие в шейке рельса были очищены от грязи и ржав-
чины.
При протекании переменного тока в рельсах проис-
ходят сложные электромагнитные процессы, характер
которых в значительной степени зависит от частоты то-
ка, формы сечения ферромагнитного проводника, тока
в рельсах, взаимного расположения рельсов между со-
бой и контактного рельса по отношению к ним. Указан-
ные факторы оказывают влияние на сопротивление
рельсовой петли.
Под электрическим сопротивлением рельсов подра-
зумевают сопротивление рельсовой петли, образуемой
обеими рельсовыми нитями, состоящее из сопротивле-
ния собственно рельсов и рельсовых стыков. Удельное
сопротивление рельсовой петли переменному сигнально-
му току является комплексной величиной, обусловлен-
ной наличием активной и индуктивной составляющих.
Нормативное полное сопротивление рельсовой петли,
составленной из рельсов марок Р50 и Р65 с медными
приварными соединителями, принимается равным Z=
= 0,6Z65° Ом/км.
171
Сопротивлением изоляции рельсовой линии называ-
ют сопротивление, оказываемое току утечки от одной
рельсовой нити к другой через шпалы и балласт. Это
сопротивление определяется конструкцией и состояни-
ем верхнего строения пути.
Для рельсовых цепей метрополитена нормативное
сопротивление изоляции принято таким же, как и для
магистральных железных дорог - - 1 Ом-км.
Рельсовые нити (рельсы) находятся на шпалах в
непосредственной близости от балласта и имеют с ним
хороший контакт через металлические детали ецрепле-
ния (подкладки, шурупы, противоугоны). Рельсы укла-
дывают на деревянные шпалы и заливают путевым бе-
тоном. Рельсы крепят к шпалам раздельными скрепле-
ниями типа «Метро». Между подошвой рельса и под-
кладкой помещают эластичную пластмассовую двузу-
бую прокладку, которая выполняет роль амортизатора
и улучшает изоляционные свойства рельсовой линии.
Однако полная изоляция рельсов от подкладки не обес-
печивается. Утечка тока от одного рельса к другому мо-
жет происходить через шпалы и поверхность путевого
бетона, на котором образуется токопроводящий слой
из-за наличия пыли и влаги, а также через путевой
бетон. Поэтому и электрическом отношении рельсовую
линию рассматривают как линию с несовершенной изо-
ляцией. Степень электропроводности балласта зависит
от многих факторов: качества путевого бетона и степе-
ни его влажности, химического состава грунтовых вод,
проникающих в тоннель, качества шпал и эксплуатаци-
онного обслуживания рельсовой линии. Указанные фак-
торы носят переменный характер и поэтому ток утечки
также не постоянен.
Опыт показывает, что сопротивление изоляции рель-
совой линии имеет минимальное значение, как прави-
ло, на линиях метрополитенов, вновь вводимых в экс-
плуатацию, когда путевой бетон, шпалы и атмосфера
тоннеля наиболее насыщены влагой. При эксплуатации
линии, вентиляции тоннелей и просыхания элементов
верхнего строения пути сопротивление изоляции рель-
совой линии на каждом перегоне приобретает опреде-
ленное значение и практически сохраняется стабильным
независимо от времени года и климатических условий.
Измерения показывают, что фактическое сопротивление
172
изоляции рельсовой линии на метрополитене несколько
выше, чем на линиях железных дорог и для рельсовых
линий, уложенных на бетонном основании, равно
1,0—10 Ом-км и более; на щебеночном основании — не-
сколько десятков омов на километр. Вместе с тем из-
мерения, проведенные после промывки тоннеля, показы-
вают, что сопротивление изоляции рельсовых нитей сни-
жается до 1 Ом-км.
В качестве минимального значения нормативного
сопротивления изоляции рельсовой линии на метропо-
литене принято сопротивление, равное 1 Ом-км, т. е.
такое же, как и на железных дорогах, поскольку мет-
рополитены имеют наземные участки и применяют рель-
совые цепи, унифицированные как на наземных участ-
ках, так и в тоннелях. Многолетний опыт эксплуатации
метрополитенов показывает, что рельсовые цепи, спро-
ектированные с учетом нормативного минимального со-
противления изоляции, равного 1 Ом-км, работают
устойчиво. Стабильность сопротивления рельсовой ли-
нии метрополитена может быть обеспечена при надле-
жащем эксплуатационном обслуживании рельсовых це-
пей. Прежде всего нельзя допускать касания подошвы
рельсов и противоугонов путевого бетона. Между подош-
вой рельсов и путевым бетоном должен быть зазор не
менее 20 мм, а на щебенке — не менее 30 мм. Поверхно-
сти шпал, а также путевого бетона не должны загряз-
няться и засоряться металлической пылью и пленками,
образующимися от подреза рельсов и бандажей колес-
ных пар. Важно не допускать касания ходовых рельсов
к токопроводящим, заземленным предметам (трубопро-
водам), проходящим вблизи ходовых рельсов. Ответвле-
ние обратного тягового тока через такой контакт может
привести не только к нарушению работы рельсовой цепи,
но и к более тяжелым последствиям.
5.3. Изолирующие стыки и стыковые соединители
Изолирующие стыки изолируют рельсовые нити смеж-
ных рельсовых цепей. Сигнальный ток замыкается в
пределах собственной рельсовой цепи, не оказывая вли-
яния на работу смежных рельсовых цепей. В задан-
ном месте рельсовая линия прерывается с образовани-
173
Рис. 5.6. Клееболтовой изолирующий стык
ем зазора между концами рельсов в пределах 8—12 мм
и в этот зазор устанавливают фибровые пластины, име-
ющие профиль рельса. Концы рельсов затем скрепляют
между собой накладками и болтами, которые изолиру-
ют от концов рельсов изолирующими материалами.
Способ изолирования болтов и накладок и применяемый
при этом материал определяются типом изолирующего
стыка. На метрополитенах в настоящее время исполь-
зуют в основном изолирующие стыки клееболтового
типа (рис. 5.6). Изолирующие стыки клееболтового ти-
174
па изготавливают в стационарных условиях, скрепляя
два типовых рельсовых звена металлическими наклад-
ками 1, обклеенными с внутренней стороны стекло-
тканью 2 с помощью эпоксидного клея. Стержни 3
болтов обклеивают стеклотканью, чтобы не допустить
электрического контакта с рельсами. При сборке стыка
концы рельсов также покрывают эпоксидным клеем и
накладки оказываются не только стянутыми болтами,
но и приклеенными к шейкам рельсов. Изолирующие
стыки клееболтового типа по сравнению с другими ти-
пами являются более надежными по механической проч-
ности и изоляционным свойствам.
В стрелочных рельсовых цепях и местах установки
контррельса (охранного или рабочего) изолирующие
стыки собирают с использованием лигнофолевых накла-
док 5 — продукт прессовки целлюлозы (рис. 5.7). Торцы
рельсов очищают от грязи и дважды прокрашивают
нитроэмалью. После установки торцовой фибры 6 кон-
цы рельсов вместе с фиброй также дважды покрывают
нитроэмалью. Торцовая фибра должна выступать за
подошву рельсов, чтобы металлическая пыль, пленки
стружки, попадающие па концы рельсов смежных рель-
совых нитей, не могли создавать токопроводящего мос-
тика через торцовую фибру и вызвать нарушение нор-
мальной работы рельсовой цепи. При закреплении лиг-
нофолевых накладок 3 под головки болтов 4 и гайки 1
прокладывают металлические пластины 2, не перекры-
вающие изолирующий стык. Таким образом устанавли-
ваются четыре металлические накладки, по две с каждой
стороны изолирующего стыка. Поэтому болты, стягива-
ющие лигнофолевые накладки, не изолируют от шейки
рельсов. Изоляционные свойства изолирующих стыков
с лигнофолевыми накладками достаточно высокие, но
по механическим свойствам они уступают стыкам с
металлическими накладками.
Приварной стыковой соединитель. Состоит из медно-
го гибкого провода марки МГГ — медный, гибкий
(рис. 5.8), неизолированный — площадью пеперечного
сечения не менее 95 мм2, заваренного по концам в сталь-
ные наконечники — манжеты. Манжеты стыкового со-
единителя приваривают к нерабочей грани головки рель-
сов на расстоянии 100 мм от торца рельсов на
12—15 мм ниже поверхности катания. Стыковой
175
б-б
Рис. 5.7. Изолирующий стык с лигнофолевыми накладками
соединитель имеет некоторый запас свободного троса
при перемещении рельсовых звеньев.
Механическую прочность приварки можно проверить
постукиванием молоточка по наконечникам рельсового
соединителя; при некачественной приварке наконечник
отрывается полностью или частично. Плохой электри-
ческий контакт вызывает нагрев соединителя при про-
текании обратного тягового тока по рельсовой нити.
Электрическое сопротивление приварного электросое-
176
11*
Рис. 5.8. Приварной стыковой соединитель:
1 — свободный зазор; 2 — манжета; 3 — медный трос; 4 — хомутик; 5 —
зона сплавления медных жилок латунным припоем
динителя не должно превышать сопротивление сплош-
ного рельса длиной 1,5 м.
В экстренных случаях вместо отдельных приварных
соединителей, вышедших из строя, разрешается уста-
навливать временные соединители (рис. 5.9), прикрепля-
емые. к подошве рельса специальными зажимами —
струбцинами. Не позднее, чем через трое суток, такие
соединители должны быть заменены приварными. Мес-
то присоединения временных соединителей необходимо
очистить от грязи и ржавчины и зачистить до металли-
ческого блеска.
Рис. 5.9. Временный стыковой
соединитель:
1 — кабель диаметром 14.3 мм;
2 — специальный болт (струбци-
на): 3 — гайка; 4 — пружинная
шайба; 5 — контактная скоба
12—1064
177
5.4. Расчет двухниточной рельсовой цепи
Исходные данные для расчета рельсовой цепи метропо-
литена с фазочувствительным путевым приемником ти-
па ДСШ-2 на частоте 50 Гц (рис. 5.10): длина рельсовой
цепи 7=0,2 км; удельное сопротивление рельсов типа
Р50 для переменного тока частотой 50 Гц при наличии
стыковых соединителей Z=0,6e^-65° Ом/км. В рельсо-
вых цепях метрополитена утечка, как правило, невели-
ка. При малой длине рельсовых цепей утечкой можно
пренебречь, т. е. сопротивление изоляции ZH = oot Путе-
вой приемник реле типа ДСШ-2 имеет следующие ха-
рактеристики: напряжение нормальной работы Up=
= 60 В; напряжение отпускания Upo не менее 20 В;
сопротивление путевого элемента ZP=600e7'7S° Ом;
при идеальном соотношении фаз путевой ток опережает
по фазе местное напряжение на угол 20°; сопротивление
двух реле, включенных параллельно, Zp=300e-,,75° Ом;
дроссель-трансформатор типа ДТМ-0,17 с коэффициен-
том трансформации п=40; сопротивление холостого
хода основной обмотки дроссель-трансформатора Z№=
=0,17е-,‘80° Ом. Для расчетов дроссель-трансформа-
тор заменяем четырехполюсником, коэффициенты кото-
рого равны:
Рис. 5.10. Схема рельсовой цепи для расчета ее основных режн'
мов
173
на релейном конце:
Лр = 0,029е--'-°’71°; Вр = 1,57«?—^-7а’10; Ср =0,173е-у-89°;
Пр=43,1е-'-1*3’;
на питающем конце:
Лп--43,1е-'''-1*зо°; Вп = 1 ,57е“-'-79’1'’; Са = 0,173е“7’89<>;
Оп = о.огэе--7'0-710.
Емкость конденсатора на релейном конце Ср=
= 16 мкФ, на питающем конце — С/ = 30 мкФ; фильтра
АЛС—АРС — C2—7Q мкФ. Сопротивление резистора
в цепи генератора ГАЛ CM R = 40 Ом, а реактора Z1—
Z=45e^'81 Ом; согласующий трансформатор ТС имеет
коэффициент трансформации п=2. Потери в согласу-
ющем трансформаторе невелики, поэтому ими пренебре-
гаем и рассматриваем трансформатор как идеальный.
Рельсовую цепь питает трансформатор ПТ-, номиналь-
ный ток вторичной обмотки 5,7 А, напряжение до 45,7 В.
Нормальный режим. При нормальном, режиме
(рис. 5.11) определяют напряжение и ток на вторичной
обмотке питающего трансформатора, которые должны
быть поданы в рельсовую цепь для обеспечения работы
путевых реле.
Ток, протекающий через путевые элементы реле,
У = У/р/2р = 60/300е''75' =- 0,2е-' °’75' А.
Ток конденсатора релейного конца
/ср = t/p/ATCp ~ 60«С Л О-6 е' ’90 J == 0,3<?'•90 А.
12*
179
Ток дополнительной обмотки дроссель-трансформа-
тора релейного конца
^₽.₽ = ^ + ^ср-о,2е-/-^ + о,з^^
= 0,2 cos (-75°) + /-0,2sin (-75°) + 0,3 cos90° + /-0,3 sin 90° =
= 0,2-0,2588 + JO,2 (-0,9659) + 0,3 (0) + /-0,3 (1) =
= 0,052 + J-0,107 A.
Преобразуем это выражение:
7др р = 0,052+7-0,107 = |/0,0522 + 0,1072 = 0,119;
tg а = 0,107/0,052 = 2,057; а = 64°;
'др.р-О.ПЭе'-640 А.
Определим напряжение и ток на основной обмотке
дроссель-трансформатора релейного конца.
Напряжение и ток на релейном конце рельсовой це-
пи с учетом потерь в дроссель-трансформаторе:
ич = ЛР иР + вр ^р.р = О,О29е-/ о’п’-6О +
+ 1,57е-'•79’1°-0,119e>'64°=l ,59<?7-3’25" В.
/к = Ср Up + Рр 7др.р = 0,173е~>'89" • 60 +
+ 43,1е-А1.3’.о,119<?Л64° = 6,34-7'66,5° А.
Напряжение на основной обмотке дроссель-трансфор-
матора питающего конца с учетом падения напряжения
в рельсах
ип = ик + /к Zl = 1,59<?' 3’25' + 6,34e~J' •66-5’ - 0,бе7' ’ 65° • 0,2 =
= 2,35e7‘I,7° В.
Ток, протекающий по основной обмотке дроссель-
трансформатора питающего конца, будет соответство-
вать току, замыкающемуся в контуре, составленном
рельсовыми нитями и обмотками обоих дроссель-транс-
форматоров, т. е.
I = / ^6,34е-Абб-5о А.
ПК'
180
Напряжение и ток на дополнительной обмотке дрос-
сель-трансформатора:
"лр.п = Л ин + вп /н = 43, le-J• -2,35е>' 1’7° +
+ 1,57е;-79’1О-6,34е_Л66’5> == 111,ОЗе'1,48 ;
'др.п = Сп</11+Лп/н = 0,173^-89\2,35^-1-7" +
+ 0>029_y’0>71°-6,34e_'GG’5° = 0,478е~'-79-16’ А.
Напряжение и ток, приведенные к обмотке согла-
сующего трансформатора:
"тр.с = "др.п ЧШ,03^-’-48"/2 =55,51^-1’48° В;
ZTP.c = 'др.п = 0,478е_;’79’1(;о-2 = О.Эбб-7'79’16’ А.
Напряжение между точками подключения аппарату-
ры кодирования сигналов АЛС—АРС (точки а и б)
"а б ~ "тр.с ”Ь 'тр.с ^с1 ~
=55,51е'’1,480 4-0,956е~',79’1б>.10б,16б~',90° = 47,58е~'158,2° В.
Ток, ответвляющийся через приборы АЛС—АРС;
/ф = ^аб/^ф; /ф = Я + (2др *с2)/(£др+*С2) = 327,7е-/ °-4Г Ом.
/ф -47,58e-;-1™’2'/327,7e-7'-0’44J = 0,145е~7'157’76' А.
Ток и напряжение вторичной обмотки питающего
трансформатора рельсовой цепи:
'пит = 'тр.с + 'Ф = 0,95бе-'-79’16° + 0,145е-7'157,76 =
= 1,0е“'-87’4° А.
"пит - "аб + 'пит ZAP = 47,58е~7’158,2° +
+ 1,0е—''87’4°-45e'’81" = 17,7е_'-89° В.
Идеальные фазовые соотношения имеют место при
сдвиге фаз между напряжениями на путевом и мест-
ном элементах, равном 90°. Угол расстройки реле
₽Р = Тпит ~ ?и = -89° “ (~9°в) = 1в-
181
Рис. 5.12. Схема замещения рельсовой цепи в шунтовом режиме
Значение расстройки угла 1° не оказывает сущест-
венного влияния на вращающий момент сектора реле и
нет необходимости определять приведенное напряжение
и ток питающего трансформатора:
^ПИТ = ^Пит/С°® Рр 1 7пит = 7пит/со® ^р.
Мощность, потребляемая рельсовой цепью,
S ^^пит *пит = 17.7_7'89О-1>0е;’87’4° = 17-7е“Л1’6° В’А-
где /пит — сопряженный вектор тока, т. е. аргумент вектора /иит
взят с противоположным знаком.
Результаты расчета показывают, что напряжение и
ток на питающем трансформаторе не превышают его
номинальных значений. Аргумент мощности 1,6° указы-
вает на то, что рельсовая цепь настроена практически
в резонанс (0°).
Шунтовой режим. При шунтовом режиме (рис. 5.12)
определяют чувствительность рельсовой цепи к нало-
жению нормативного шунта сопротивлением /?шп =
= 0,06 Ом. Сравнивают напряжения питающего транс-
форматора, полученные расчетами в нормальном и шун-
товом режимах. За напряжение при шунтовом режиме
£/Рш на путевом реле примем напряжения отпускания
реле, указанное в технических условиях, равное 20 В,
умноженное на коэффициент запаса, равный 0,9, т. е.
[/рШ=ПроКзо = 20Х0,9=18 В. Исходя из этих данных
определим допустимое напряжение питания в шунто-
вом режиме t/пит. доп и сравним его с напряжением U„HT,
учитывая фазовое соотношение.
182
Ток, протекающий через путевое реле,
/рш = 18/ЗООеТ75° =0 0бе-Л75'> А
Ток, протекающий через конденсатор на релейном
конце,
/срш = 18/^ср = UWMOe'-90" = О.ОЭе-'-900 А.
Ток дополнительной обмотки дроссель-трансформа-
тора релейного конца
/др.рш = 7Рш + /срш = О.Обе-^75 + О.ОЭе'-90’ = О.ОЗбе^64’2' А.
Напряжение на дополнительной обмотке дроссель-
трансформатора
^др.рш = Upta = 18 В.
Напряжение и ток на релейном конце рельсовой
цепи:
- Л £/др.рш + Вр /др.рш = 0,029е—z'0,7i°-18 +
+ 1,57еЛ79’1О-0,035е'-64>2’ = 0,479е/,4° В;
I кт ~ ^др.рш + В>р 7др рщ = 0,173е 7 -18 +
-I- 43 Де-7'1*30.0,035г7'64’2’ = 1,92г-7'67’30 А.
Ток, протекающий через нормативный шунт,
7ш - икш1Ншп == 0,4797’4°/0,06 — 7,98г7'4" А.
Ток в начале рельсовой линии
Л,ш = 'ш + 7кш = 7,98г7'4> + 1 ,92г-7'67’31 = 8,78е--'-8° А.
Напряжение в начале рельсовой линии
-I- ZP = 0,479е;,4° + 0,12^-65°.8,78e-7-Rn =
= 1,395^-41° В.
Напряжение и ток на дополнительной обмотке дрос-
сель-трансформатора питающего конца:
t/др.пш = Лп С7НШ + Вп/нш =43,1е-'-1>3°.1,395е'-4,° +
+ l>57e7’79’r-8,78e-^8° ^ 72,24е7-45-4'> В;
183
'др.пш = С„ t/HU, + Dn /нш = О.ПЗе-'-8®’. 1 ,395е'’4Р +
+ 0,029е-'-°,7Г-8,78г—''8° = 0,465е~''27’8° Л.
Напряжение и ток на согласующем трансформаторе:
С„.ш " ^Др.пш/« - 72,24е'’45’4°/2 = 36,12г'-45’4° В;
7ст.ш ~ /др.пш « = 0,465е-'-27’8’.2 = 0,93г-''27’8 Л.
Напряжение на емкостном ограничителе
uci = /ст.ш ХС1 = О,93г-'-27,8-1О6,16г“'-90 ЭвДЗе-'-^7’8’ В.
Напряжение между точками подключения аппарату-
ры кодирования сигналов АЛС—АРС (а и б)
77аб.ш = £7СТ.Ш + Uc, = 36,12г'-45’40 + 98,73г-'-117-8° =.
64,99г-' 108’560 В.
Ток утечки через аппаратуру АЛС—АРС
'ср.ш " ^б.„,/яф =64,99е-'-108’507з27,7г-'-0’44°..
— О,198е-'108’10 А.
Ток вторичной обмотки питающего трансформатора
I „г 4 / —л 93е”7’27,8 4-0 lQ8e''j/108’1° —
'пит.ш ’ 'ст.ш л-'ф.ш --u.yotf -t-v.iyoe —
0,98г-'-39’22’ А.
Напряжение на питающем трансформаторе
Г7 — 77 । / 7 — К4 оо^~/>108»56"
и пит. ш с/аб.ш л- 'пит.ш ^др —
+ 0,98e-'39,22°-45e'810 = 34,46е“'69’28° в-
Допустимое условное напряжение на питающем
трансформаторе с учетом расстройки фазового угла на
реле
Т/'ит = б'питдц/соБ ₽ = 34,46/cos (90°—69,28°) = 36,84 В.
Коэффициент шунтовой чувствительности
= ^ит.ш/</пит = 36,84/17,7 = 2,0.
184
Шунтовая чувствительность рельсовой цепи обеспе-
чивается при Аш>1, т. е. при шунтировании рельсовой
цени на релейном конце шунтовая чувствительность
обеспечивается.
Аналогично рассчитывают Кш при шунтировании
рельсовой цепи на питающем конце. Шунтовая чувст-
вительность будет минимальной на том конце рельсо-
вой цепи, для которого допустимое условное напряже-
ние питающего трансформатора получается меньшим.
5.5. Схемы рельсовых цепей
с наложением кодовых сигналов АЛС—АРС
При создании устройств АЛС—АРС проверили два
варианта рельсовых цепей. Первый вариант предусмат-
ривал питание путевого и локомотивного приемников
токами одной и той же частоты. Преобразователь час-
тоты (генератор) устанавливали на станции и по маги-
стральной линии, проходящей вдоль перегона, на сиг-
нальные точки подавали ток частотами АЛС—АРС
(ft—fi). На сигнальной точке контактами коммутирую-
щих реле выбирался ток требуемой частоты и питание
через усилитель подавалось в рельсовую цепь и на мест-
ный элемент путевого реле (рис. 5.13).
Рельсовые цепи с магистральным питанием, в кото-
рых путевые реле работают от тока с частотами от
75, 125, 175 и 225 Гц, обеспечивают надежную защиту
от влияний тяговых токов. Однако при этом требуются
магистральные цепи для тока каждой сигнальной час-
тоты, что вызывает необходимость применения кабелей
большой емкости, проходящих через все сигнальные
точки, а также большего числа контактов для переклю-
чения элементов схемы при необходимости изменения
частоты сигнального тока.
Предпочтение было отдано второму варианту, при
котором путевой приемник работает от тока промышлен-
ной частоты, а для локомотивного приемника в рельсо-
вые цепи параллельно накладываются сигнальные токи
частотой 75, 125, 175, 225 и 275 Гц. В схеме применены
разделительные фильтры для исключения взаимного
влияния двух источников, подающих в одну цепь токи
различных частот.
185
Первые рельсовые цепи с наложением частот АЛС—
АРС имели дроссели типа ДОМБ-ЮОО и низкоомные
реле типа ДСР-9М. Сигнальный ток (частотой 50 Гц)
в рельсовой линии около 5 А, а на реле — порядка
1 А. Было установлено, что при воздействии на путевую
обмотку двухэлементного реле токов двух частот одно-
временно, а на местную обмотку тока одной рабочей
частоты сектор начинает вибрировать. Вибрация тем
больше, чем ближе частота мешающего воздействия к
частоте сигнального тока рельсовой цепи и чем выше
уровень мешающего воздействия. Наибольшая вибра-
ция сектора наблюдается при наложении тока АЛС—
АРС частотой 75 Гц, который равен 4,5—5 А. Для по-
мехоустойчивости путевых реле их путевые обмотки
были включены параллельно, а местные — последова-
тельно, что обусловило повышение тока промышленной
частоты в рельсовой цепи вдвое и изменило соотноше-
ние «сигнал—помеха».
Повышением тока на путевом элементе и снижением
в местном элементе создали условия для устойчивой
Рис. 5.13. Схема рельсовой цепи с питанием токами различных ча-
стот от магистрали
186
Рис. 5.14. Схема рельсовой цепи с дроссель-трансформатора-
ми ДТМ-0,17 и реле типа ДСШ-2
работы путевого реле при наложении в рельсовую цепь
токов с частотами АЛС—АРС.
При переходе на рельсовые цепи с дроссель-транс-
форматорами типа ДТМ-0,17 и реле типа ДСШ-2
(рис. 5.14), а также для повышения помехоустойчивости
путевые обмотки реле включили последовательно, а
местные — параллельно.
Рельсовые цепи с наложением сигнального тока
АЛС—АРС имеют ряд преимуществ в эксплуатации:
упрощается регулировка и обслуживание рельсовых це-
пей; снижается потребляемая мощность токов повышен-
ной частоты по сравнению со схемой магистрального
питания, так как не требуется питать этим током мест-
ные обмотки путевых реле. Это позволяет уменьшить
габаритные размеры и удешевить преобразователи сиг-
нальной частоты.
Рельсовая цепь питается от путевого трансформато-
ра СПТ типа ПОБС-5А. На питающем конце предусмот-
рен фильтр, состоящий из индуктивности L типа
РОБС-ЗА и последовательно соединенного конденсатора
С емкостью 30 мкФ. Индуктивность L представляет со-
бой большое сопротивление для сигнальных токов
АЛС—АРС и исключает их замыкание через питающий
трансформатор. Конденсатор С настраивает питающий
конец рельсовой цепи в резонанс на частоте 50 Гц.
Для обеспечения требуемого рабочего тока в рельсах,
а также возможности применения всех типовых прибо-
ров на питающем конце рельсовой цепи включен допол-
нительный согласовывающий автотрансформатор ПТ
187
типа П0БС-2А с коэффициентом трансформации п = 2.
У трансформатора ПТ используют катушки первичной
обмотки. При этом токи и напряжения на элементах
схемы не превышают допустимых значений, в том числе
и с учетом требований техники безопасности t/Ron<
<250 В во всех режимах работы рельсовой цепи.
Нормальный, шунтовой и контрольный режимы ра-
боты рельсовой цепи осуществляются посредством не-
прерывной передачи по рельсовой линии сигнального то-
ка на частоте 50 Гц. В качестве приемника используют
два реле П1 и П2 типа ДСШ-2 с последовательным
соединением путевых элементов. На местные элементы
этих реле, включенных параллельно, подается напря-
жение НО В.
Конденсатор ПР емкостью 12—16 мкФ, включенный
параллельно путевым элементам, предназначен для по-
лучения соответствующего фазового соотношения между
током путевого и напряжением местного элементов. На
питающем и релейном концах применяют конденсато-
ры типа КБГ-МН с номинальным напряжением 1000 В
в блочном исполнении (КБ4Х4).
Рельсовая цепь кодируется токами сигнальных час-
тот АЛС—АРС с питающего конца от генератора
ГАЛСМ. Напряжение переменного тока 20 В для пита-
ния генератора подается с трансформатора ПОБС-5А,
питающего рельсовую цепь. Для выбора тока требуе-
мой частоты схема генератора коммутируется контак-
тами управляющих реле. В выходной цепи генератора
включен фильтр, представляющий собой контур из ин-
дуктивности L типа РОБС-ЗА и конденсатора С ем-
костью 70 мкФ. Этот контур настроен на частоту 50 Гц
и обладает большим сопротивлением при этой частоте.
Благодаря фильтру исключается замыкание тока путе-
вого трансформатора 50 Гц через генератор ГАЛСМ.
В цепь кодирования включен резистор сопротивлением
40 Ом, которым ограничивается ток генератора при
шунтировании рельсовой цепи на питающем конце. Для
защиты аппаратуры кодирования предусмотрен предох-
ранитель на номинальный ток 2 А.
На частоте 50 Гц рельсовую цепь регулируют при
отключенных токах АЛС—АРС изъятием предохрани-
теля в цепи выходного трансформатора генератора
ГАЛСМ. При настройке питающего конца в резонанс
188
на его элементах устанавливают следующее соотноше-
ние напряжений:
^сф = ^тс + ^фт>
где иСф — напряжение на конденсаторе емкостью 30 мкФ;
t/ю — напряжение на обмотке согласующего трансформатора,
подключенной к питающему трансформатору;
t/фт — напряжение на реакторе L1 питающего конца.
Напряжение на путевых реле предусматривают от
55 до 65 В. Наилучшие фазовые соотношения на реле
устанавливают, изменяя емкость конденсатора, включен-
ного параллельно путевым элементам.
В режиме АЛС—АРС рельсовую цепь регулируют
при зашунтированном амперметром дроссель-трансфор-
матора релейного конца. Сопротивление амперметра при
измерениях не должно превышать 0,01—0,005 Ом. Пи-
тание рельсовой цепи током частотой 50 Гц отключа-
ется, а провода вторичной обмотки питающего транс-
форматора соединяют между собой отключением одного
из проводов и подключением его на один зажим с дру-
гим.
Выводы на вторичной обмотке выходного трансфор-
матора генератора ГАЛСМ выбирают исходя из норма-
тивного уровня сигнала самой низкой частоты, приме-
няемой на регулируемой рельсовой цепи.
Данную схему приняли в качестве типовой при про-
ектировании устройств АЛС—АРС.
5.6. Схемы рельсовых цепей
с наложением сигналов АЛС—АРС
Схема рельсовой цепи с наложением сигналов АЛС—
АРС и фильтром 225 Гц. При создании системы АЛС—
АРС использовали схему поездных устройств, при кото-
рой срабатывание локомотивных приемников происхо-
дило независимо от числа кодовых сигналов, одновре-
менно передаваемых по рельсовой цепи. Однако было
предусмотрено срабатывание только одного приемника
с выбором соответствующего сигнала. Приоритетом
пользовался сигнал с наименьшей частотой, определяв-
ший большую ступень допустимой скорости. Так, на-
пример, если по рельсовой цепи передавались сигналы
189
на частотах 75 и 125 Гц, то оба приемника восприни-
мали эти сигналы, но в результате избирательности
схемы срабатывали исполнительные реле приемного
канала 75 Гц, отключая цепь исполнительных реле
канала 125 Гц. Такое построение схемы позволило при-
менять длинные рельсовые цепи с одновременным ко-
дированием двумя частотными сигналами, которые по-
давались от разных генераторов, подключенных в раз-
личных точках рельсовой цепи. При вступлении поезда
на рельсовую цепь локомотивный приемник срабаты-
вал от сигнала с меньшей частотой, которым определя-
лась большая ступень допустимой скорости, в соответ-
ствии с длиной пути, свободного для движения. После
проследования поездом точки подключения первого ге-
нератора срабатывал другой локомотивный приемник,
настроенный на сигнал с большей частотой.
До конца семидесятых годов систему АЛС—АРС
эксплуатировали на линиях метрополитена только сов-
местно с автоблокировкой.
В связи с использованием системы АЛС—АРС для
регулирования движения с выключенными сигналами
автоблокировки были реализованы технические реше-
ния, позволившие улучшить технические характеристи-
ки системы в соответствии с возросшими эксплуатаци-
онными требованиями.
Прежде всего была предусмотрена «числовая» за-
щита кодового сигнала с обеспечением срабатывания
локомотивного приемника при восприятии только одно-
го кодового сигнала с фиксированной частотой. Прием
локомотивным приемником из рельсовой линии двух и
более кодовых сигналов расценивается как непонятный
сигнал с приведением в действие тормозных средств
поезда. Однако кодовый сигнал, формируемый путевым
генератором, имеет импульсы не синусоидальные, а близ-
кие к прямоугольной форме, и содержит третью гар-
монику. В связи с этим при передаче по рельсовой
цепи кодового сигнала на частоте 75 Гц его третья гар-
моника, имеющая частоту 225 Гц, может оказать влия-
ние на локомотивный приемник. Для подавления треть-
ей гармоники сигнала на частоте 75 Гц, в цепь вторич-
ной обмотки выходного трансформатора генератора
ГАЛСМ (рис. 5.15) включен фильтр, состоящий из
ЛС-контура. В качестве индуктивности L3 использован
190
83 СЗ
Рис. 5.15. Схема рельсовой цепи с наложением сигналов АЛС—АРС
и фильтром 225 Гц
реактор типа РОБС-ЗА, параллельно ему включен кон-
денсатор СЗ емкостью 4 мкФ. Контур настроен в резо-
нанс на частоте 225 Гц и не пропускает эту частоту.
При подаче в рельсовую цепь сигналов с частотой,
отличной от 75 Гц, фильтр Ф типа ф-225 шунти-
руется тыловым контактом управляющего реле У, вы-
бирающего частоту 75 Гц. Резистор /? сопротивлением
25 Ом в шунтирующей цепи фильтра защищает контакт
управляющего реле от электроэрозии. В остальном дан-
ная схема рельсовой цепи не отличается от типовой.
Схема рельсовой цепи с наложением сигналов АЛС—
АРС и централизованным размещением аппаратуры на
станции. В связи с разработкой устройств с централи-
зованным размещением аппаратуры создали схемы рель-
совых цепей с наложением кодовых сигналов АЛС—
АРС (рис. 5.16). Рельсовая цепь построена с использо-
ванием типовой аппаратуры и оборудования. Для про-
пуска тягового тока в обход изолирующих стыков на
питающем и релейном концах имеются одинаковые
дроссель-трансформаторы типа ДТМ-0,17 с коэффици-
ентом трансформации п=40. Аппаратуру питающего и
релейного концов каждой рельсовой цепи подключают
к дополнительным обмоткам дроссель-трансформаторов
посредством кабельной линии. На схеме сопротивление
жил кабеля представлено в виде резисторов /?кп и
191
Рис. 5.16. Схема рельсовой цепи с наложением кодовых сигналов
АЛС—АРС при централизованном размещении аппаратуры
на питающем конце рельсовой цепи и /?кР и /?кр на ее
релейном конце. Рельсовая цепь питается от транс-
форматора СПТ типа ПОБС-5А. На ее первичную об-
мотку подается напряжение 220 В. Во вторичную обмот-
ку трансформатора СПТ включен фильтр, состоящий
из индуктивности L1 (реактор типа РОБС-ЗА) и кон-
денсатора С1 емкостью 30 мкФ. Индуктивность L1 ис-
ключает замыкание токов АЛС—АРС через обмотку
питающего трансформатора СПТ, емкость С1 настраи-
вает питающий конец рельсовой цепи в резонанс напря-
жений на частоте 50 Гц.
Кодовые сигналы АЛС—АРС подаются в рельсовую
цепь от генератора ГАЛСМ. Для исключения утечки
тока 50 Гц через генератор ГАЛСМ в цепь его выход-
ного трансформатора включен резонансный контур
L2C2, настроенный на частоту 50 Гц. В качестве индук-
тивности контура L2 использован реактор типа РОБС-ЗА,
а конденсатор С2 — емкостью 70 мкФ.
Для согласования параметров рельсовой цепи и пи-
тающей аппаратуры в режиме АЛС—АРС применен
согласующий трансформатор ТС, включенный по схеме
автотрансформатора с коэффициентом трансформации
п=2 (трансформатор типа ПОБС-2А, включаемый ка-
тушками первичной обмотки). В качестве путевого ре-
ле используют два реле типа ДСШ-2.
192 12*
Отличительная особенность данной схемы состоит в
том, что путевые элементы путевых реле соединены па-
раллельно, а местные элементы — последовательно,
так как на них подается напряжение 220 В. При таком
соединении путевых элементов реле входное сопротив-
ление релейного конца с учетом сопротивления кабель-
ной линии, включенной между путевыми реле и дрос-
сель-трансформатором, согласуется с параметрами
рельсовой линии и обеспечивается передача электри-
ческой энергии для устойчивой работы путевых
реле.
Нормальный, шунтовой и контрольный режимы ра-
боты рельсовой цепи осуществляют благодаря непре-
рывной передаче тока на частоте 50 Гц по рельсовой
линии.
Некоторое уменьшение входного сопротивления ре-
лейного конца в связи с параллельным соединением
путевых элементов реле восполняется сопротивлением
кабельной линии, соединяющей дроссель-трансформатор
с путевыми реле. Поэтому шунтовой режим обеспечи-
вается надежно; остаточное напряжение на путевых
реле при наложении нормативного шунта не превышает
18 В.
Напряжение на путевых элементах в нормальном
режиме 55—65 В. Наилучшее фазовое соотношение
между током путевого элемента и напряжением мест-
ного элемента достигается регулировкой емкости кон-
денсатора СЗ, включенного параллельно путевым эле-
ментам реле. Для коротких рельсовых цепей емкость
С5=16 мкФ, при длине рельсовой цепи выше 200 м —
12 мкФ. Питающий трансформатор СПТ и местные об-
мотки путевых реле П имеют общие предохранители. На
релейных стативах предусмотрены панели ИП, пред-
назначенные для измерения напряжений на питающих
и релейных концах рельсовых цепей. Аппаратура для
формирования сигнальных частот АЛС—АРС также яв-
ляется типовой. В качестве путевого генератора при-
меняют генератор ГАЛСМ. Коммутирование цепей по
выбору частот для кодирования рельсовых цепей вы-
полняется контактами управляющих реле У.
Рассмотренная схема при длине рельсовой цепи
300 м позволяет установить аппаратуру релейного и
питающего концов на расстоянии до 2400 м без дубли-
13-1064 193
рования жил кабеля. При этом рельсовая цепь рабо-
тает надежно во всех режимах и уровни сигнальных
токов сохраняются в пределах нормы.
5.7. Резонансные рельсовые цепи 50 Гц
с наложением сигналов АЛС—АРС
при централизованном размещении аппаратуры
Данная схема (рис. 5.17) выполнена на базе типовых
элементов рельсовых цепей метрополитенов. Для про-
пуска тягового тока по рельсовым нитям в обход изо-
лирующих стыков на питающем и релейном концах при-
менены дроссель-трансформаторы типа ДТМ-0,17. Ап-
паратура питающего и релейного концов каждой рель-
совой цепи подключается к дополнительным обмоткам
дроссель-трансформаторов посредством кабельной ли-
нии. Рельсовая цепь питается от трансформатора ПТ
типа ПОБС-ЗА, на первичную обмотку которого пода-
ется напряжение 220 В. Конденсатор С6 емкостью 10—
12 мкФ служит ограничителем тока на питающем кон-
це. С его помощью питающий конец рельсовой цепи
настраивается в резонанс напряжений на частоте 50 Гц.
В качестве приемника используются два реле типа
ДСШ-2, путевые обмотки которых включены парал-
лельно. Конденсатор С8 емкостью 14—16 мкФ предназ-
Рис. 5.17. Схема резонансной рельсовой цепи 50 Гц с наложением
сигналов АЛС—АРС с питающего конца
194
начен для получения необходимого фазового угла меж-
ду током в путевой обмотке и напряжением местной об-
мотки путевого реле. Нормальный, шунтовой и конт-
рольный режимы работы рельсовой цепи осуществля-
ются на частоте 50 Гц.
Для наложения на рельсовую цепь кодовых сигна-
лов АЛС—АРС используют типовой генератор ГАЛСМ,
который питается напряжением 20—22 В от трансфор-
матора ПТ Г типа ПОБС-5А. На нужную частоту 75,
125, 175, 225 и 275 Гц генератор настраивается контак-
тами управляющих реле 40У, 60У, 70У, 80У. С генера-
тора ГАЛСМ сигнал подается на выходной трансформа-
тор ВТ типа СОБС-ЗБ или СОБС-2А. При длине рельсо-
вой цепи до 250 м применяют трансформатор типа
СОБС-ЗБ, а свыше 250 м — СОБС-2А. Для устране-
ния влияния сигнала 75 Гц на работу путевых реле,
приводящего к зуммированию их секторов, на релейном
конце включен заграждающий фильтр типа Ф-75, обра-
зованный из параллельно включенных конденсатора
С9 емкостью 30 мкФ и индуктивности L3 (реактор типа
РОБС-ЗА).
Отличительной особенностью данной схемы являет-
ся включение резонансного контура в выходной цепи
путевого генератора, настраиваемого на каждую из сиг-
нальных частот: индуктивность L1 (реактор типа РОБС-
ЗА) с конденсатором С1 емкостью 3 мкФ образуют
резонансный контур на частоте 275 Гц; с конденсатора-
ми С1-\-С2 емкостью 4 мкФ — на частоте 225 Гц; с
конденсаторами Cl + С2А-СЗ емкостью 7 мкФ — на час-
тоте 175 Гц; с конденсаторами С1А-С2А-СЗА-С4 емко-
стью 14 мкФ — на частоте 125 Гц; с конденсаторами
С1-\-С2А-СЗ-[-С4+С5 емкостью 16 мкФ и фильтром ти-
па Ф-225 — на частоте 75 Гц.
Для точной настройки выходного фильтра для обес-
печения активной нагрузки на ГАЛСМ и уменьшения
потребляемой мощности конденсатор С1 состоит из
емкостей 2; 1; 0,5 мкФ; конденсатор С2 — из 1; 0,5 мкФ;
конденсатор СЗ — из 1; 2 мкФ; конденсатор С4 — из
4; 12; 2 мкФ; конденсатор С5 — из 2; 0,5 мкФ. Конден-
саторы С1—С5 и С7 типа МБГЧ-1-25. При длинах
рельсовых цепей, не превышающих 250 м, номинальное
напряжение этих конденсаторов 250 В, свыше 250 м —
500 В. Контур выходного фильтра настраивается на пе-
13* 195
редаваемую частоту контактами управляющих реле У.
Заграждающий фильтр типа Ф-225, состоящий из
параллельно соединенных индуктивности L2 (реактор
РОБС-ЗА) и конденсатора С7 емкостью 4 мкФ, вклю-
чается в контур выходного фильтра при передаче сиг-
нальной частоты 75 Гц. Он необходим для подавления
третьей гармоники при передаче сигнала с частотой
75 Гц. При передаче сигналов АЛС—АРС на других
частотах фильтр типа Ф-225 шунтируется тыловым кон-
тактом 80У. Дополнительный резистор /?д сопротивле-
нием 25 Ом в шунтирующей цепи фильтра типа Ф-225
защищает контакт реле 80У от электрической эрозии.
В рельсовых цепях, в которых не используется сигнал
частотой 75 Гц, фильтр типа Ф-225 и конденсатор С5
на питающем конце, а также фильтр типа Ф-75 на ре-
лейном конце не предусматривают.
В рельсовой цепи применена защита переключаю-
щих контактов управляющих реле от электрической эро-
зии с помощью контакта реле СКР, кратковременно
отключающего сигнал в момент переключения частот
генератора и конденсаторов выходного фильтра. В этом
случае резистор Рд не используют.
На частоте 50 Гц рельсовую цепь регулируют при
выключенном генераторе Г АЛ СМ. Настройка в резо-
нансе питающего конца осуществляется конденсатором
С6. При правильно проведенной регулировке должно
выполняться следующее соотношение:
иС6 = ит + ии>
где Uce — напряжение на конденсаторе С6\
Uma — напряжение на выводах статива, на которые подключен
кабель, соединяющий дополнительную обмотку дроссель-
трансформатора с аппаратурой питающего конца;
Uli — напряжение на индуктивности L1.
Напряжение на путевых реле 55—65 В. Наилучшее
соотношение фазового угла между током путевого эле-
мента и напряжением местного элемента подбирают из-
менением емкости конденсатора С8.
В шунтовом режиме при наложении нормативного
шунта остаточное напряжение на реле не превышает
18 В. Колебания напряжения на путевых реле при пе-
редаче сигналов АЛС—АРС на различных частотах
не превышают 2 В,
196
В режимах АЛС—АРС рельсовую цепь регулируют
при зашунтированном амперметром (с сопротивлением
0,01—0,005 Ом) дроссель-трансформаторе релейного
конца. При этом питающий трансформатор рельсовой
цепи отключается (отсоединяют один из проводов вто-
ричной обмотки и подключают на один зажим с другим
проводом). Выходной фильтр настраивают на каждой
частоте по максимальному показанию амперметра, шун-
тирующего релейный конец.
Напряжение со вторичной обмотки выходного транс-
форматора ВТ выбирается исходя из ‘нормативного
уровня сигнала с самой низкой частотой, применяемой
на регулируемой рельсовой цепи.
Основные значения токов и напряжений на элементах
рельсовой цепи в нормальном, шунтовом режимах и в
Таблица 5.1
Измеряемые величины Режим работы рель- совой цепи иа частоте 50 Гц режим АЛС — АРС на частоте передаваемого сигнала, Гц
нормальный шунтовой 75 125 175 225 275
U пт> В 122 125 __
1св, А 0,74 0,66 —. —
и ВТ, В — — 37 37 37 37 37
/вт> А — — 0,83 0,58 0,57 0,50 0,50
Uc6, В 205 180 54,0 20,0 13,5 6,50 6,80
^сфг, В 70 62 115 56,0 79,0 94,0 108
ULi, В 52 46 57,0 54,0 74,0 83,0 100
^дтп, В 143 110 68,0 66,0 84,0 88,0 105
/р.ц, А 9,5 13,0 — — — — —
/арс, А — — 5,60 3,40 3,00 2,40 2,30
Uдтр, в 64 11 5,60 3,20 2,70 2,05 2,00
UC8, В 60 10,5 1,80 2,00 1,60 1,10 0,90
4 60 10,5 1,80 2,00 1,60 1,10 0,90
^ельо В ।ельс’ 3,5 2,4 1,55 1,50 1,90 2,06 2,55
ик в рельс» ° 1,9 0,39 — — — — —
В 178 143 82,0 72,0 87,0 92,0 108
^кр. В 59 9,8 5,40 ‘3,00 2,30 1,50 1,30
б^Ф-225, В 16,5 14,5 70,0 15,5 15,0 13,0 13,0
Uф-75 , В 7,0 1,5 3,70 0,90 0,60 0,40 0,35
197
Рис. 5.18. Схема резонансной рельсовой цепи прн двустороннем ко-
дировании
режиме АЛС—АРС при длине рельсовой цепи 250 м,
удалении аппаратуры релейного и питающего концов
от изолированного участка на 2000 м приведены в
табл. 5.1.
Резонансная рельсовая цепь 50 Гц (рис. 5.18) раз-
работана для двустороннего кодирования сигналами
АЛС—АРС с учетом централизованного размещения
аппаратуры. Двустороннее движение может осуществ-
ляться по участкам, расположенным в пределах стан-
ций с путевым развитием, и максимальная скорость
в таких случаях, как правило, не реализуется. Поэто-
му в схеме рельсовой цепи не предусмотрена передача
сигнала АЛС—АРС на частоте 75 Гц, т. е. отсутствуют
заграждающий фильтр типа Ф-225 на питающем конце
и фильтр типа Ф-75 на релейном конце. Передача сиг-
налов на других частотах возможна с питающего и ре-
лейного концов рельсовой цепи.
Переключение кодирования сигналов АЛС—АРС в
зависимости от направления движения поездов осуще-
ствляется контактами реле направления Н. Контактами
реле Н к конденсаторам выходного фильтра подключа-
ется индуктивность L1 или L3. Индуктивность L1 или
L3 образует резонансный контур и настраивается с кон-
денсатором С1 на частоту 275 Гц; с конденсаторами
198
Cl-\-C2 — на 225 Гц; с конденсаторами С1-\-С2+СЗ —
на 175 Гц; с конденсаторами С1-\-С2+СЗ + С4 — на
125 Гц.
При кодировании с питающего и релейного концов
емкости конденсаторов С1—С4 не меняются и состоят
из тех же конденсаторов, какие предусмотрены в схеме
рельсовой цепи с наложением сигналов АЛС—АРС с
питающего конца.
Регулировку рельсовой цепи в режиме АЛС—АРС
и настройку выходного фильтра выполняют аналогич-
ным образом. Параметры рельсовой цепи на частоте
50 Гц в нормальном, шунтовом и контрольном режимах
практически те же, что и в рельсовой цепи, разработан-
ной для кодирования с питающего конца.
Схема включения реле смены кода СКР. Эффектив-
ным средством защиты от электрической эрозии контак-
Рис. 5.19. Схема включения реле У и СК.
199
тов реле, участвующих в коммутации цепей с большой
мощностью, является кратковременное отключение пи-
тания в этих цепях в момент переключения. Продолжи-
тельность отключения определяется длительностью пе-
реходных процессов в обесточенной цепи, содержащей
реактивное сопротивление, и не превышает 0,2 с.
В данной схеме резонансной рельсовой цепи наи-
большая мощность выделяется на резонансном контуре,
с индуктивности которого снимается полезный сигнал.
При перестройке контура сигнал изменяется контак-
тами управляющих реле У, которые в связи с эти^ под-
вержены электрической эрозии.
Для предотвращения разрушения контактов реле
У резонансный контур генератора шунтируют резисто-
ром в момент смены кодового сигнала, подключае-
мого при помощи специального реле смены кода СК.
Сопротивление резистора /?ш определяется из условия
срыва колебаний в задающем контуре генератора. По
результатам исследований ВНИИЖТа рекомендуется
выбирать /?ш=1 кОм.
Нормально реле СК (рис. 5.19) обесточено разомк-
нутыми тыловыми контактами реле У и путевого реле
рельсовой цепи, следующей по ходу движения поезда.
При вступлении поезда на третью рельсовую цепь пу-
тевое реле ЗП шунтируется и размыкает свои фронто-
вые контакты в цепи повторителя ПЗП (на схеме не по-
казано), а замкнувшимися тыловыми контактами соз-
дает цепь для возбуждения реле СК. Реле ПЗПР, обес-
точиваясь, разрывает цепь питания всех реле У второй
рельсовой цепи и одновременно замкнувшими фронто-
выми контактами реле СК шунтирует задающий контур
генератора сигнальных частот. К моменту окончания
переходных процессов в выходном перестраиваемом
контуре обесточенные управляющие реле У размыкают
фронтовые контакты, а тыловые замыкают. Реле СК
обесточивается и через 0,2 с снимает шунт с задающе-
го контура генератора (время на отпускание). Одновре-
менно тыловыми контактами реле 2—40У подготавли-
вается цепь для возбуждения реле 2СК, подключенного
к выводам 7-8. Цепь для возбуждения реле 2—40У от-
сутствует, так как собственный блокировочный фрон-
товой контакт реле 2—40У и включенный параллельно
ему фронтовой контакт реле 2СК разомкнуты.
200
Глава 6
АВТОБЛОКИРОВКА МЕТРОПОЛИТЕНА
6.1. Светофоры
Автоблокировка представляет собой систему регу-
лирования движения поездов, основанную на использо-
вании рельсовых цепей. В качестве сигнальных прибо-
ров применяют путевые светофоры. Конструкция свето-
фора разработана специально с учетом габаритов тон-
неля метрополитена, а светофорную головку используют
типа «Метро». Показания светофоров переключаются
автоматически от воздействия поезда на ограждаемые
ими путевые участки. При занятии поездом путевого
участка на светофоре включается запрещающий сиг-
нал, а при его освобождении — разрешающий.
В отличие от аналогичных устройств магистральных
железных дорог автоблокировка метрополитена допол-
нена электромеханическими автостопами точечного
действия, которые устанавливают у каждого светофора.
Автостоп вызывает принудительное, экстренное тормо-
жение поезда и его остановку в пределах специально
выделяемого для этого защитного участка. Показание
путевого светофора увязывается с положением авто-
стопа. Разрешающий сигнал на светофоре включается
при открытом автостопе. Закрытому положению авто-
стопа соответствует запрещающий сигнал на светофоре.
Автоблокировка метрополитена односторонняя, т. е.
обеспечивает регулирование движения поездов по каж-
дому из путей перегона только в одном направлении.
Для получения высокой пропускной способности в ав-
тоблокировке используют сравнительно короткие рель-
совые цепи длиной до 37,5 м и блок-участки между све-
тофорами длиной до 60 м. Сигнализация применяется
двух-, трех- и четырехзначной.
Светофоры типа «Метро». Светофоры предназначе-
ны для обеспечения безопасности движения поездов и
дают указания работникам, связанным с движением
поездов, цветом и числом сигнальных показаний.
201
На метрополитене применяют линзовые светофоры
типа «Метро», устанавливаемые в тоннеле, и мачтовые
светофоры, размещаемые на наземных участках. На
парковых путях депо предусматривают карликовые све-
тофоры. Светофоры типа «Метро» располагают на спе-
циальных мачтах из металлического профиля, закреп-
ляемых преимущественно к дроссельным • основаниям.
Светофорная головка типа «Метро» (рис. 6.1) сос-
тоит из чугунной коробки 2 на два или три линзовых
комплекта, крышки 1 с винтом для запора и кронштей-
на 3 для закрепления и регулировки головки. Конструк-
ция кронштейна допускает свободное перемещение го-
ловки светофора по горизонтали и вертикали, что дает
возможность направить световой поток в нужном нап-
равлении. Внизу головки имеется отверстие с патруб-
ком 4 для ввода и закрепления кабеля.
Линзовый комплект (рис. 6.2) имеет чугунный кор-
пус 2, с наружным защитным стеклом 3, внутренний
светофильтр — линзу 4, диаметром 139 мм и два лам-
202
Рис. 6.2. Линзовый комплект светофора типа «Метро»
повых держателя 1, закрепленных так, чтобы дальняя
светофорная лампа типа Ж С 12X15 находилась в оп-
тическом фокусе.
Ламповый держатель (рис. 6.3) состоит из фарфоро-
вой колодки / с отверстием в середине, патрона 4,
плоской пружины с контактным штифтом на конце 3
и двух болтов 2 для подключения жил кабеля. Патрон
помещается в отверстие колодки и имеет электрическое
Рис. 6.3. Ламповый держатель
203
соединение с оДним из болтов. Пружина электрически
соединяется с другим болтом 2 и контактирует с лам-
почкой. Контактную пружину лампового держателя ус-
танавливают так, чтобы при отжатии ее на 5—7 мм
контактный штифт располагался по центру патрона с
отклонением не более чем на 1 мм во все стороны. Сила,
приложенная к оси контактного штифта и необходимая
для прогиба пружины на 5—7 мм, должна быть 20 Н
(2 кгс).
Лампочку вставляют в патрон так, чтобы штифты
на ее цоколе вошли в вертикальные вырезы патрона, а
пружцну отжимают вниз. Затем лампочку поворачивают
вправо до упора, при этом штифты цоколя входят в го-
ризонтальные вырезы патрона. Оказывая давление на
цоколь, пружина прочно удерживает лампочку в пат-
роне.
Светофор устанавливают в тоннеле таким образом,
чтобы высота нижней линзы над уровнем головок рель-
сов была 2300 мм.
Светофорную головку надо закрепить так, чтобы при
наблюдении за ней из кабины машиниста сигнальное
показание светофора имело круглую форму. При непра-
вильно отрегулированной головке сигнальное показание
на светофоре приобретает форму овала, вытянутого по
вертикали или горизонтали, что является признаком то-
го, что центр светового потока смещен в сторону или
вверх.
Габаритные размеры светофорных головок типа «Ме-
тро» двузначных 505X215X250 мм, трехзначных —
670X215X250 мм и соответственно масса их 24,5 и
33,5 кг. Светофорные головки типа «Метро» по сравне-
нию с мачтовыми светофорами имеют облегченную мас-
су и уменьшенные габаритные размеры.
Светофорные лампы (рис. 6.4) для светофорных го-
ловок типа «Метро» используют типа ЖС 12X15. Лам-
пы типа ЖС — железнодорожные, светофорные —
предназначены для работы в условиях ударных и виб-
рационных нагрузок и рассчитаны на продолжительность
горения не менее 1000 ч при номинальном напряжении
12 В. Для надежной работы светофоров напряжение
на лампах светофоров типа «Метро» устанавливают
равным 7—10 В. При одной перегоревшей лампе нап-
ряжение не должно превышать 11 В.
204
50
Рис. 6.4. Светофорная лампа
типа ЖС
Рис. 6.5. Мачтовый светофор
В светофорах типа «Метро» при наличии в каждом
линзовом комплекте двух ламп и пониженном напря-
жении срок работы ламп допускается до двух лет. При-
чем лампы заменяют не одновременно, а с чередовани-
ем. В первый год заменяют лампу, расположенную бли-
же к линзе, а на второй год — лампу, установленную
дальше от линзы.
Все новые лампы следует испытывать в течение 1 ч
пульсирующим током при напряжении 12 В. Если стек-
лянная колба при испытании начнет тускнеть или по-
крываться белым налетом, то лампу бракуют. После
испытания нить лампы должна быть блестящей. Лампы
с потемневшей нитью не используют. Перед установкой
лямпы в патрон необходимо проверить целость штиф-
тов на цоколе, а после установки следует убедиться, что
лампа сидит прочно. В правильно установленной лампе
плоскость нити должна располагаться параллельно
цветной линзе.
Мачтовый светофор наземного типа (рис. 6.5) состо-
ит из фундамента 6, стяжного стакана 5, мачты 4, све-
тофорной головки 3 и двух кронштейнов 2.
205
Фундамент представляет собой бетонную конструк-
цию, изготавливаемую на заводе. В верхнюю часть фун-
дамента заделывают болты для стяжного стакана, ко-
торый состоит из двух частей и служит для укрепления
мачты на фундаменте. Мачта представляет собой сталь-
ную трубу с наружным диаметром 140 мм. Ее обхваты-
вают обеими частями стакана, которые стягивают бол-
тами. В зависимости от значности светофора и места
его установки длина мачты может быть от 2900 (укоро-
ченная мачта) до 6190 мм. Верхний конец мачты за-
крывается колпачком 1, чтобы в трубу не попадали
дождевая вода и снег.
Верхний и нижний кронштейны служат для укреп-
ления светофорной головки на мачте. Они сконструиро-
ваны таким образом, что позволяют поворачивать го-
ловку вверх, вниз и в стороны для возможности наводки
светофора.
Линзовый комплект (рис. 6.6) имеет чугунный кор-
пус 1, наружную ступенчатую бесцветную линзу 2,
внутренний светофильтр-линзу 3, отклоняющую встав-
ку 4 и ламподержатель 5. Линзы и ламподержатель
крепят к корпусу. В качестве наружных линз применя-
ют бесцветные ступенчатые линзы типа ЛСМ диамет-
ром 212 мм с восемью зонами концентрации светового
потока, а в качестве внутренних — светофильтры-линзы
Рис. 6.6. Линзовый комплект мачтового светофора
206
типа СЛ красного, зеленого, желтого или лунно-бело-
го цвета диаметром 139 мм. Наружную линзу устанав-
ливают с наружной стороны линзового комплекта и
закрепляют металлическим кольцом. Внутреннюю линзу
располагают с внутренней стороны и закрепляют латун-
ными лапками на винтах.
Световой пучок вблизи светофора достаточно узок
и может оказаться невидимым для машиниста. Для
отклонения части светового потока в направлении ма-
шиниста, находящегося в кабине поезда, в линзовом
комплекте имеется отклоняющая вставка — круглая
пластинка из прозрачного стекла с призматическими
бороздками. Отклоняющая вставка находится в цент-
ре между внутренней и наружной линзами и удержива-
ется спиральной пружиной. Так, отклоняющая вставка
диаметром 52 мм имеет номинальный угол рассеяния
30°, что позволяет обеспечить видимость сигнального
огня светофора с расстояния около 10 м.
Каждый линзовый комплект проходит фокусировку,
которая состоит в закреплении ламподержателя в таком
положении, чтобы нить лампочки, вставленной в патрон,
находилась в оптическом фокусе линзы.
Полностью разбирать линзовый комплект при об-
служивании светофоров не допускается. При повреж-
дении какой-либо его части линзовый комплект заменя-
ют новым. Разрешается снимать от линзового комплек-
та только цветную линзу для очистки внутренней части
комплекта от загрязнений и регулировки отклоняющей
вставки. На цветной линзе и корпусе линзового комп-
лекта наносят белые риски (черточки). При установке
в комплект цветной линзы необходимо совместить рис-
ку на линзе с аналогичной риской на корпусе. Для за-
мены линзового комплекта новым нужно отсоединить
провода от болтов ламподержателя. После отвертыва-
ния крепежных винтов линзовый комплект отсоединяют
от корпуса светофорной головки. При установке нового
комплекта нужно очистить от ржавчины и краски по-
верхность прилегания корпуса светофорной головки и
корпуса линзового комплекта. После замены линзового
комплекта с поезда следует проверить видимость сиг-
нальных показаний светофора.
Рассеивающие линзы применяют для увеличения
рассеяния. На кривых участках пути с малым радиу-
207
сом закругления угол рассеяния светового пучка необ-
ходимо увеличивать для того, чтобы машинист во вре-
мя движения по кривой находился в зоне светового пуч-
ка светофора. Дополнительные рассеивающие линзы
имеют гладкую выпуклую наружную поверхность и
рифленую внутреннюю поверхность с выступами, вытя-
нутыми в одну сторону. Рассеивающие линзы изготав-
ливают диаметром 222,5 мм для рассеяния светового
потока на 10, 20 и 30°. Рассеивающую линзу закрепля-
ют в специальной оправе и устанавливают перед на-
ружной линзой. На передней части корпуса линзового
комплекта для закрепления рассеивающей линзы пре-
дусмотрены два винта. Для правильного размещения
рассеивающей линзы на ней нанесена стрелка, острие
которой показывает направление отклонения луча. Пос-
ле установки линзы следует проверить видимость сиг-
нальных огней светофора со всех точек кривой.
Светофорные лампы типа ЖС 12X25 применяют на
наземных участках. Лампы меняют по методу последо-
вательного перемещения. На трехзначных светофорах
лампу красного огня через каждые 40 дней заменяют
новой. Старую лампу красного огня ставят вместо лам-
пы желтого огня, а лампу желтого огня — вместо зеле-
ного. Лампу зеленого огня считают отработавшей срок.
Новые лампы следует устанавливать по возможности в
один день на всех светофорах околотка или по крайней
мере на всех светофорах перегона.
При перегорании какой-либо лампы раньше установ-
ленного срока вместо нее ставят новую, причем порядок
перестановки ламп не изменяется. Замену ламп на све-
тофорах следует регистрировать в специальном журна-
ле. Напряжение на лампах светофоров наземных уча-
стков 9—11 В.
Линзовый комплект с ламподержателем для двухни-
тевой лампы устанавливают на магистральных желез-
ных дорогах иа линзовых светофорах с чугунными све-
тофорными головками взамен линзовых комплектов с
ламподержателем под однонитевую лампу с наружны-
ми бесцветными линзами диаметром 212 мм. Линзовый
комплект (рис. 6.7) состоит из бесцветной ступенчатой
линзы 1 диаметром 212 мм, ступенчатой цветной линзы
2 диаметром 139 мм, прижимного кольца 3, корпуса 4,
держателя лампы 5, винта 6.
208
13*
Рис. 6.7. Линзовый комплект для двухнитевой лампы
После установки линзы прижимное кольцо фиксиру-
ется незатвердебающей замазкой. Ламподержатель пос-
ле фокусировки фиксируется заливкой свинцовым спла-
вом (93% свинца и 7% сурьмы).
В линзовом комплекте применяют двухнитевую лам-
пу типа ЖЛС 12—154-15 или ЖЛС 12—254-25. Гаран-
тийная наработка на лампу 2300 ч со дня ввода в экс-
плуатацию.
6.2. Автостоп
Автостоп, применяемый в автоблокировке метрополите-
на, представляет собой совокупность путевых и поезд-
ных устройств. К поездным устройствам относятся
пневматический срывной клапан и универсальный авто-
матический выключатель автостопа УАВА.
Срывной пневматический клапан присоединен к тру-
бопроводу тормозной магистрали. При открытом клапа-
не тормозная магистраль разряжается в атмосферу че-
рез отверстие, имеющееся в корпусе клапана. При за-
крытом клапане атмосферное отверстие и тормозная
магистраль разобщены — выход для воздуха в атмос-
феру закрыт.
14-1064 209
Рабочим органом срывного клапана, взаимодейст-
вующим с путевой частью, является скоба, которая фик-
сируется в вертикальном положении двумя оттягиваю-
щими спиральными пружинами. Поворот скобы при уда-
ре о рабочий орган путевой части приводит к открытию
клапана и экстренному торможению поезда.
Универсальный автоматический выключатель авто-
стопа УАВА включен в тормозную магистраль перед
пневматическим срывным клапаном. При экстренном
торможении поезда от автостопа срабатывает УАВА и
отключает тяговые двигатели, если они работалй в тя-
говом режиме. С помощью УАВА локомотивная бригада
отключает поездной автостоп (перекрывает тормозную
магистраль перед клапаном) в случае проследования
запрещающего сигнала порядком, установленным ПТЭ
метрополитенов. Срывные пневматические клапаны, на-
ходящиеся в промежуточных вагонах поезда (между
головным и хвостовым вагонами), нормально отключе-
ны также посредством УАВА.
Для надежного взаимодействия поездного автостопа
с путевой частью высота подвески скобы срывного кла-
пана над уровнем головок рельсов составляет 53—
55 мм.
Рабочим органом путевого автостопа (рис. 6.8) яв-
ляется ударный рычаг; устанавливаемый с правой сто-
вагонная часть автостопа
Рис. 6.8. Автостоп метрополитена
210
Рис. 6.9. Электропривод автостопа типа ПАМ
роны пути по направлению движения поезда. Ударный
рычаг может занимать два положения: горизонтальное,
не препятствующее движению поезда, и вертикальное,
препятствующее его движению. При закрытом автосто-
пе ударный рычаг возвышается над уровнем головки
ходовых рельсов в пределах 85—90 мм.
В случае если машинист проезжает запрещающий
огонь на светофоре с нарушением ПТЭ метрополите-
нов, скоба срывного клапана поездного автостопа уда-
ряется об ударный рычаг путевого автостопа и откло-
няется от своего вертикального положения, что приводит
к открытию клапана и экстренной остановке поезда.
В прямоугольных тоннелях, а также в круглых тон-
нелях с диаметром 5,6 м устанавливают приводы авто-
стопа типа ПАМ-2 (привод автостопа метрополитена),
в круглых тоннелях с диаметром 5,1 м — приводы типа
ПАМ-3.
Электропривод автостопа ПАМ (рис. 6.9). Он сос-
тоит из корпуса 7, электродвигателя, передаточного ме-
ханизма с фрикцией 5, коммутатора 4, дросселей и ка-
бельной коробки. Корпус представляет собой две чугун-
ные коробки 6 и 8, разделенные перегородкой. В перед-
14*
211
ней коробке размещены электродвигатель, коммутатор
и дроссели. С левой наружной стороны крепят кабель-
ную коробку, штыри которой входят вовнутрь корпуса
через прямоугольное окно.
В верхней части перегородки имеется отверстие 1
для установки электродвигателя.
В задней коробке расположен передаточный меха-
низм с фрикцией. Фланцы, закрывающие подшипники
передаточного механизма, снабжены масленками для
смазки подшипников во время эксплуатации привода.
С правой стороны задней коробки имеется прямруголь-
ное смотровое окно для технического обслуживания ме-
ханизма и фрикции. Смотровое окно закрывается за-
слонкой 2, которую закрепляют из передней коробки
задвижкой 3.
Электродвигатель трехфазного переменного тока ти-
па МАС-0,1 (двигатель асинхронный) применяют в при-
воде автостопа. При рабочем напряжении ПО В мощ-
ность электродвигателя 0,1 кВт, а число оборотов
1400 об/мин.
Трехфазный асинхронный двигатель имеет неподвиж-
ную часть (статор) и вращающуюся часть (ротор).
Статор состоит из чугунного корпуса, внутри которого
закреплен сердечник кольцеобразной формы, собранный
из листовой трансформаторной стали толщиной 0,5 мм.
В пазы сердечника укладывают провода обмотки. Ро-
тор представляет собой цилиндр, собранный также из
листовой трансформаторной стали. Обмотка ротора вы-
полнена в виде беличьего колеса. В отверстия по на-
правляющим цилиндра помещают стержни обмотки, ко-
торые по концам соединяют кольцами.
Работа асинхронного двигателя основана на взаимо-
действии вращающегося магнитного поля, создаваемо-
го обмоткой статора, и тока, индуцированного этим
полем в обмотке ротора. Взаимодействие тока ротора
с вращающимся магнитным полем статора заставляет
ротор вращаться (по принципу перемещения в магнит-
ном поле проводника с током). При этом скорость вра-
щения ротора будет отличаться от скорости вращения
магнитного поля.
Регулятор числа оборотов электродвигателя (рис. 6.10)
ограничивает скорость вращения электродвигателя
для уменьшения удара в конце хода привода в узлах
212
передаточного механизма и предотвращения излома
шестерен.
Неподвижную часть регулятора составляет цилиндри-
ческий корпус 1, закрепленный на электродвигателе, а
подвижную часть — обойма 5, насаженная на ось ро-
тора.
Вдоль валика в обойме перемещаются две гильзы 3
с тормозными башмаками 2. Положение гильз на вали-
ках устанавливается спиральными пружинами 4. В не-
рабочем положении регулятора пружины отводят гильзы
с тормозными башмаками от поверхности корпуса. При
вращении электродвигателя гильзы под действием цент-
робежных сил будут перемещаться вдоль валиков, при-
жимая тормозные башмаки к рабочей поверхности кор-
пуса регулятора.
При работе привода с регулятором на закрытие и на
открытие число оборотов электродвигателя в конце
снижается на 400—600 об/мин. Необходимо, чтобы ре-
гулятор числа оборотов сидел на оси электродвигателя
плотно, без люфта и перекосов; плавающие гильзы с
тормозными башмаками свободно перемещались в обой-
ме регулятора без заеданий и перекосов; тормозные
213
башмаки всей сферической поверхностью прилегали к
радикальной поверхности корпуса регулятора.
Коммутатор (рис. 6.11, а) автоматически переклю-
чает электрические цепи управления собственным при-
водным механизмом и контролирует положение привода
автостопа. Он состоит из карболитовой колодки 1 с
контактными пружинами и коммутирующего валика 2
(рис. 6.11, б), на поверхности которого укреплены ла-
тунные контактные пластины.
Коммутирующий валик изготавливают из твердого
эбонита. В готовом виде коммутирующий валик пред-
ставляет собой полый цилиндр высотой 100 мм и диа-
метром 45 мм с учетом высоты пластин. Контактные
пластины, изготовленные из листовой латуни толщиной
3 мм, плотно прилегают к поверхности коммутирующе-
го валика. Коммутирующий валик насажен па ось ком-
мутатора, который проходит в переднюю коробку через
отверстие в перегородке.
Положение коммутирующего валика на оси фикси-
руется осевым штифтом и.вырезом в валике. Коммути-
рующий валик при посадке на ось опирается в штифт
на поверхности оси и закрепляется с помощью шайб и
гайки, навинчиваемой на ось.
Контактная колодка расположена над коммутирую-
щим валиком, охватывая .его контактными пружинами.
При установке контактную колодку закрепляют на спе-
циальном кронштейне, укрепленном винтами к перего-
родке. Выступы контактных пружин размещаются по
оси коммутирующего валика. Допускается отклонение
214
не более ±1 мм. Толщина контактных пружин из твер-
дой фосфоритной бронзы 1 мм. Контактирующий конец
контактной пружины разрезают вдоль оси для лучшей
регулировки и увеличения контактирующей поверхности.
Смещение контактной пружины колодки относительно
контактной пластины коммутатора может быть не бо-
лее 0,3 мм. Регулировка контактной пружины должна
обеспечивать ее отжим от контактной пластины при
повороте коммутатора не менее чем на 2,5 мм. При
этом полное контактное нажатие пружины на плас-
тину, замеренное граммометром в месте изгиба, долж-
но быть 150—250 гс. Контактная пружина не должна
касаться поверхности валика коммутатора. Развертка
поверхности коммутирующего валика с контактными
пластинами показана на рис. 6.12.
В электрических цепях автоблокировки предусмот-
рено использование контактов автостопа по типовой
схеме. В соответствии с этой схемой контактные пружи-
ны, расположенные на левой стороне контактной колод-
ки, при работе автостопа замыкаются попарно, образуя
четыре пары контактов: 1-2; 3-4; 5-6; 7-8. Контактные
пластины на коммутирующем валике установлены таким
образом, что при открытом автостопе замыкаются кон-
0 30° 60° 90° 106° О 30° 60° 90°Ю6°
Красный
огонь
Местная
(раза
Зеленый
огонь
Рис. 6.12. Развертка поверхности коммутирую-
щего валика
215
Рис. 6.13. Фрикционный меха-
низм
7-8 параллельно не вклк
тактные пружины 1-2 и 7-8,
а при закрытом автосто-
пе — 3-4 и 5-6. Контакты
1-2 и 7-8, как правило,
включают параллельно при
помощи перемычек на кон-
тактной колодке и подклю-
чают в цепь разрешающего
показания сигнальных ог-
ней светофора.
В случае если автостоп
размещают на станциях с
путевым развитием и по ус-
ловиям взаимозависимости
маршрутов требуется конт-
роль закрытого положения
автостопа, то в приводном
механизме предусматрива-
ют коммутирующий валик,
замыкающий контактные
пружины 1-2 в закрытом
положении автостопа. В та-
ком случае контакты 1-2 и
ают. Контакты 1-2 подклю-
чают в цепь реле, контролирующего закрытое положе-
ние автостопа, а контакты 7-8, замыкающиеся при от-
крытом автостопе, — в цепь разрешающего показания
сигнальных огней светофора.
Контактные пружины на правой стороне контактной
колодки переключают цепи управления электродвига-
телем собственного приводного механизма.
В автостопе используют трехфазный двигатель и его
реверсирование выполняют изменением двух фаз, под-
ключаемых к его обмоткам. Для переключения схемы
обмоток собственного двигателя на правой стороне кон-
тактной колодки предусмотрены две тройниковые груп-
пы контактов: 9-10-11 и 12-13-14, в которых контакты
10 и 13 выполняют роль осевых, и одна пара из контак-
тов 15-16.
Фрикционный механизм (рис. 6.13) состоит из зуб-
чатого колеса 6, насаженного на ось 2 с помощью ша-
рикоподшипника 1. Зубчатое колесо может свободно вра-
щаться на оси. По обеим сторонам к зубчатому колесу
216
прижимаются нажимные диски 4 и 5, которые переме-
щаются только вдоль оси, так как диски и ось в месте
их насадки имеют квадратную форму.
На один из нажимных дисков опирается трехлапча-
тая пластинчатая пружина 7, на которую давит регули-
рующая гайка 8, навинчиваемая на ось. Со стороны ре-
гулирующей гайки на оси нарезаны зубья малой шес-
терни 9 передаточного механизма. Поэтому детали фрик-
ционного механизма собирают с противоположного
конца, начиная с навинчивания регулирующей гайки.
Сборку заканчивают навинчиванием на ось упорной
гайки 3, которая ограничивает перемещение нажимных
дисков и зубчатого колеса вдоль оси в направлении от
регулирующей гайки. Для предохранения упорной гайки
от проворачивания она имеет специальный стопорный
винт, ввернутый в гайку, и нажимной диск.
Двигатель привода взаимодействует с зубчатым ко-
лесом. В случае если сила нажатия нажимных дисков
будет недостаточной, зубчатое колесо от воздействия
двигателя будет проворачиваться на оси. Если создать
необходимое фрикционное сцепление между соприкаса-
ющимися поверхностями зубчатого колеса и дисков, то
вращение зубчатого колеса через нажимные диски бу-
дет передаваться на ось и, следовательно, на малую
промежуточную шестерню. Фрикционное сцепление ре-
гулируют поворотом регулирующей гайки, которая уве-
личивает или ослабляет нажатие пластинчатых пружин
на нажимные диски. Для фиксации положения регули-
рующей гайки и предупреждения ее от случайного про-
ворота по окружности гайки имеется 12 вырезов. При
регулировке фрикционного сцепления один из вырезов
гайки устанавливают так, чтобы в него полностью за-
шел стопорный валик 10. Для увеличения силы фрик-
ционного сцепления регулирующую гайку следует пово-
рачивать по часовой стрелке, а для уменьшения — про-
тив. Регулирующую гайку поворачивают специальным
ключом с предварительным освобождением ее от стопор-
ного валика. Сила фрикционного сцепления равна не
менее 10 кгс и не более 14 кгс и проверяется специаль-
ным динамометром, закрепленным на оси. двигателя.
Взаимодействие узлов автостопа при работе привода
(рис. 6.14). При подаче в привод рабочего напряжения
двигатель 5 вращается против часовой стрелки (при сра-
217
батываиии на открытие), или по часовой стрелке (при
срабатывании на закрытие). Вращение двигателя через
малую шестерню 4 передается зубчатому колесу 3 и
всему фрикционному механизму 2. Промежуточная
шестерня 6, находящаяся на оси фрикционного механиз-
ма, поворачивает секторную шестерню 8, насаженную
на главный вал 9 привода. Одним концом главный вал
выходит в переднюю коробку, где на него насажен ва-
лик коммутатора 7, а другим концом выходит через
заднюю стенку привода наружу и заканчивается квадра-
том, на который насажен переводной рычаг 1. С помо-
щью переводного рычага вращательное движение глав-
ного вала преобразуется в поступательное движение
противовеса (груза) 10. Нижний конец противовеса свя-
зан с другим переводным рычагом, с помощью которого
поступательное движение противовеса вновь преобразу-
ется во вращательное движение осей шарниров Гука и
218
насаженного на конце оси ударного рычага 11 — рабо-
чего органа автостопа. При срабатывании привода глав-
ный вал поворачивается па 106°. В передней коробке
переключаются контакты в соответствии с положением
автостопа, а ударный рычаг поворачивается на 90°,
занимая горизонтальное положение, когда автостоп сра-
батывает на открытие, и вертикальное, когда автостоп
срабатывает на закрытие.
6.3. Схема линейного реле
Линейное реле предназначено для управления светофо-
рами и автостопами. Действие светофоров и автостопов
поставлено в зависимость от выполнения ряда требо-
ваний, предъявляемых Правилами технической эксплуа-
тации метрополитенов к устройствам автоблокировки.
Устройства автоматической блокировки не должны до-
пускать открытия светофоров до освобождения огражда-
емых ими участков пути.
Запрещающее показание светофора , (входного, вы-
ходного и проходного), закрывшегося после прохода
поезда, может смениться на разрешающее только после
того, когда освободится блок-участок за этим светофо-
ром и защитный участок за следующим светофором, ко-
торый переключился на красный огонь, а его автостоп
принял заграждающее положение.
Одним из условий появления на светофоре разре-
шающего сигнального показания является свободность
всех рельсовых цепей, входящих в ограждаемый учас-
ток. Чтобы управлять сигнальными показаниями све-
тофоров и автостопами в зависимости от состояния каж-
дой рельсовой цепи, строят схему линейного реле, цепь
которого проходит через фронтовые контакты путевых
реле всех рельсовых цепей, входящих в ограждаемый
участок. Таким образом, линейное реле контролирует
линию в пределах ограждаемого участка и возбуждает-
ся только в том случае, когда путевые реле всех рель-
совых цепей притянут якоря. Если только одно из путе-
вых реле, включенных в линейную цепь, будет без тока,
то оно фронтовыми контактами будет разрывать цепь
и исключит возможность возбуждения линейного реле.
Отсюда реле получило название линейного и цепь его
219
Рис. 6.15. Схема линейного реле перегонного светофора
питания, проходящая по линии вдоль ограждаемого
участка, также называется линейной.
В качестве линейного применено двухэлементное
секторное реле типа ДСШ или ДСР. Один из элементов
этого реле, который получает питание по линейным
проводам, называется линейным, а другой — местным.
Схему линейного реле Л (рис. 6.15) строят па основе
графика расстановки сигналов, которым определяется
зависимость каждого сигнального показания светофо-
ров. Линейная цепь начинается в релейном шкафу впе-
реди стоящего светофора, где расположено путевое реле
последней по ходу движения рельсовой цепи, входящей в
ограждаемый участок. В нашем примере показана схема
линейного реле, управляющего светофором 35. Этот све-
тофор согласно схематическому плану установлен на
перегоне. Действие светофора 35 должно быть постав-
лено в зависимость от состояния блок-участка за этим
светофором (рельсовая цепь 37) и защитного участка
за следующим светофором 33 (рельсовая цепь 35).
Линейная цепь начинается в релейном шкафу впере-
ди стоящего светофора 33, где находится путевое реле
рельсовой цепи 35. Питание осуществляется от линей-
ного трансформатора 35ЛТ типа (СОБС-ЗА), на пер-
вичную обмотку которого подается напряжение ПО В
от фаз А4 и С4. Со вторичной обмотки снимается напря-
жение около 56 В (зажимы II6-II8), что соответствует
рабочему напряжению для принятых токов реле типов
ДСШ-2, ДСР-2М. Линейный трансформатор ЛТ пони-
жает напряжение до требуемого значения, а также
220
исключает гальваническую связь линейной цепи от пи-
тающей сети, чем повышается помехозащищенность
схемы. Схема линейных реле типовая. К трансформато-
ру подключены два линейных провода: обратный ли-
нейный ОЛ и линейный Л. Провода линейного реле
имеют двухполюсное отключение, т. е. в прямой и обрат-
ный провода включены контакты путевых реле. Причем
в обратный провод включены контакты первого путево-
го реле, а в прямой провод — контакты второго пу-
тевого реле. Питающие провода подсоединяют к фрон-
товым контактам, а от осевых контактов цепь продол-
жается в сторону линейного реле.. Такой порядок вклю-
чения контактов путевого реле в линейную цепь устано-
вили при первоначальном создании схемы линейного
реле во время строительства второй очереди Московско-
го метрополитена (1938 г.) и сохраняется он по насто-
ящий день. Это обусловлено тем обстоятельством, что у
контактных групп, включенных в прямой и обратный
провода, тыловые контакты соединяли перемычкой.
В результате этого при вступлении поезда на рельсовую
цепь путевые реле фронтовыми контактами разрывали
линейную цепь, а тыловыми закорачивали накоротко
обмотку линейного реле, чтобы исключить возможность
его срабатывания в случае попадания постороннего пи-
тания в линейные провода. При последующем совершен-
ствовании автоблокировки (1949 г.) в рельсовые цепи
включили по два путевых реле, которые устанавливали
на разных полках релейного шкафа. Для того чтобы не
усложнять монтаж, было признано целесообразным
упразднить перемычки между тыловыми контактами
путевых реле. При этом было принято во внимание,
что для линейной цепи используют самостоятельный
кабель, а в условиях метрополитена кабели работают
с достаточной надежностью.
Цепь линейного реле любого светофора на протяже-
нии блок-участка до следующего светофора трехпровод-
ная. На впереди стоящем светофоре от прямого линей-
ного провода делается ответвление, в которое вклю-
чают контакт закрытого положения автостопа впереди
стоящего светофора. Этот провод называют восстанови-
тельным. Он предназначен для восстановления линей-
ного реле после освобождения поездом контролируемых
участков пути с проверкой закрытого положения авто-
221
стопа впереди стоящего светофора. Для осуществления
этой проверки в прямой провод линейного реле включа-
ют его собственный фронтовой контакт. Восстанови-
тельный провод подключают вновь к прямому проводу
в обход собственному контакту линейного реле. Возбуж-
дение линейного реле после замыкания его цепи контак-
тами путевых реле контролируемых участков пути ста-
новится возможным только по восстановительной цепи
в обход собственному контакту, с проверкой закрытого
положения автостопа впереди стоящего светофора. Пос-
ле возбуждения линейного реле питание его осуществ-
ляется по прямому проводу через собственный контакт
независимо от восстановительного провода. Таким об-
разом, в схеме линейного реле выполняется требование,
предъявляемое ПТЭ метрополитенов к устройствам ав-
тоблокировки.
В восстановительный провод параллельно контакту
автостопа включают фронтовой контакт линейного реле
впереди стоящего светофора. Благодаря этому контакту
восстанавливается состояние реле в случаях кратковре-
менного шунтирования рельсовых цепей или после про-
следования хозяйственного поезда ночью по неправиль-
ному пути. В последнем случае при отсутствии контакта
линейного реле впереди стоящего светофора на светофо-
рах с чередованием через один светофор сохранялось
бы горение красных огней.
Когда путевые участки свободны от подвижного сос-
тава, контакты всех путевых реле замкнуты, и линейное
реле 35Л находится под током. Непосредственно из
шкафа, где установлено линейное реле, напряжение
ПО В подастся на местный элемент от фаз В4 и С4.
Собственный контакт реле 35Л в прямом проводе и
фронтовой контакт линейного реле впереди стоящего
светофора ЗЗЛ в восстановительном проводе замкнуты.
Контакт автостопа впереди стоящего светофора показан
разомкнутым, так как автостоп нормально находится в
открытом положении. При вступлении поезда на рельсо-
вую цепь 37 путевые реле обесточиваются и фронтовыми
контактами размыкают цепь возбуждения реле 35Л.
Линейное реле 35Л отпускает якорь и размыкает соб-
ственный контакт в прямом проводе. При дальнейшем
следовании поезда и вступлении его на рельсовую цепь
35 путевые реле этой цепи обесточиваются и повторно
222
размыкают цепь 35Л. С размыканием фронтовых кон-
тактов путевых реле 35П1 отпускает якорь линейное
реле впереди стоящего светофора ЗЗЛ, которое размы-
кает фронтовой контакт в восстановительном проводе
линейного реле 35Л. Автостоп светофора 33 закрывает-
ся и замыкает контакт в восстановительном проводе
линейного реле 35Л. По мере проследования поезда
по ограждаемому участку встают под ток путевые реле
37П и 35П и фронтовыми контактами замыкают цепь
ЗЗЛ. Обратный провод от линейного трансформатора
до линейного реле оказывается полностью замкнутым,
а прямой провод разомкнутым собственным контактом
линейного реле 35Л. Питание поступает на линейное
реле 35Л в обход собственного контакта по восстанови-
тельному проводу через замкнутый контакт автостопа
впереди стоящего светофора 33, чем проверяется ог-
раждение поезда закрытым автостопом. После сраба-
тывания линейного реле 35Л и замыкания его фронто-
вых контактов восстанавливается цепь прямого прово-
да, по которому питается линейное реле независимо от
восстановительной цепи.
По цепи, проходящей через фронтовой контакт ли-
нейного реле впереди стоящего светофора, включенный
параллельно контакту автостопа, создается восстано-
вительная цепь в случаях кратковременного нарушения
питания линейного реле или после проследования хо-
зяйственных поездов ночью по неправильному пути. На-
личие фронтового контакта линейного реле впереди
стоящего светофора в восстановительном проводе поз-
воляет также создать цепь для возбуждения линейного
реле в случае повреждения автостопа впереди стоящего
светофора и отсутствия его контакта в восстановитель-
ной цепи. В этом случае линейное реле светофора 35
будет срабатывать после возбуждения линейного реле
последующего светофора 33 и оба светофора будут ра-
ботать практически параллельно. Действие светофора
35 будет поставлено в зависимость от светофора 33,
который восстановится, проверив ограждение поезда
закрытым автостопом светофора 31. Таким образом,
на светофоре 35 запрещающий сигнал поменяется на
разрешающий при свободности ограждаемого участка
с задержкой до получения контроля об ограждении по-
езда закрытым автостопом.
223
Рис. 6.16. Схема линейного реле светофора на подходе к станции
В зависимости от места установки светофора в схему
линейного реле может включаться различное числ.о
контактов путевых реле. Причем и блок-участок за рас-
сматриваемым светофором, и защитный участок за сле-
дующим светофором могут состоять из нескольких рель-
совых цепей, особенно в зоне станции. Блок-участок за
светофором 595 (рис. 6.16) состоит из одной рельсовой
цепи 591, а защитный участок за светофором 597 имеет
четыре рельсовые цепи. Таким образом, линейное реле
светофора 595 контролирует пять рельсовых цепей. Ли-
нейное реле 595Л питается из релейного шкафа не
впереди стоящего светофора, а из релейного шкафа све-
тофора 599, где размещаются путевые реле последней
по ходу движения рельсовой цепи, входящей в ограж-
даемый участок. На участке от линейного трансформа-
тора до светофора, на котором проверяется закрытое
положение автостопа, линейная цепь двухпроводная.
Между рассматриваемым светофором и впереди стоя-
щим линейная цепь трехпроводная по аналогии с рас-
смотренной выше схемой.
В случае когда блок-участок за рассмотренным све-
тофором будет иметь более одной рельсовой цепи, кон-
такты путевых реле первой по ходу движения рельсовой
цепи включаются непосредственно перед линейным реле
(в двухпроводную цепь), а контакты путевых реле по-
следующих рельсовых цепей подключаются до собст-
венного контакта реле в трехпроводную цепь, причем
во все три провода.
Рельсовая цепь 595с оборудована устройствами кон-
троля скорости уходящего поезда. В связи с этим в цепи
224 14*
линейного реле параллельно контактам путевых реле
595СП включены контакты реле контроля скорости.
Если поезд, отправившийся со станции, при разгоне дос-
тигает заданной скорости на контрольном участке (в
пределах рельсовой цепи 595с), то устройства контроля
скорости срабатывают и контактами зашунтируют кон-
такты путевых реле 595СП в цепи линейного реле. Ли-
нейное реле 595Л возбуждается, не ожидая полного
освобождения поездом рельсовой цепи 595с. Если при
проследовании контрольного участка скорость поезда
будет меньше расчетной, то устройства контроля ско-
рости не сработают, и линейное реле возбудится после
полного освобождения ограждаемого участка и замыка-
ния контактов всех путевых реле, включенных в линей-
ную цепь.
В линейную обмотку линейного реле подается нап-
ряжение 56 В от фаз А4 и С4, на местную — 110 В от
фаз А4 и В4. Благодаря этому на обмотках реле полу-
чается требуемое фазовое соотношение и необходимый
уровень напряжения для нормальной работы. Балласт-
ное сопротивление в цепи линейной обмотки и конденса-
тор, с помощью которых снижали напряжение и получа-
лось требуемое фазовое соотношение, на реле не нужны.
6.4. Схема линейно-сигнального реле
В автоблокировке метрополитена разрешающие сигналь-
ные показания светофоров при многозначной сигнали-
зации увязывают с показаниями впереди стоящих
светофоров. Эту увязку выполняют с помощью линейно-
сигнального реле, которое проверяет горение соответст-
вующего сигнального огня на впереди стоящем свето-
форе. Если на светофорах принята трехзначная сигна-
лизация, то смена сигнальных показаний после прохода
поезда происходит в следующей последовательности:
красный огонь меняется на желтый после освобожде-
ния ограждаемого участка и контроля на впереди стоя-
щем светофоре наличия красного огня и Закрытого по-
ложения автостопа; желтый огонь меняется на зеленый
после проверки горения разрешающего сигнала (жел-
того или зеленого огней) на впереди стоящем свето-
форе.
15-1064 225
При четырехзначной сигнализации смена сигналь-
ных показаний на светофоре происходит в такой после-
довательности: красный огонь меняется на желтый
после освобождения ограждаемого участка и контроля
на впереди стоящем светофоре наличия красного огня
и закрытого положения автостопа; желтый огонь меня-
ется на желтый и зеленый одновременно горящие огни
после проверки горения на впереди стоящем светофоре
желтого огня; желтый и зеленый одновременно горя-
щие огни меняются на зеленый огонь после проверки
на впереди стоящем светофоре одновременно горящих
желтого и зеленого огней.
В зависимости от включения соответствующих сиг-
нальных показаний линейно-сигнальное реле имеет сле-
дующие наименования: линейно-сигнальное реле ЛС
включает на трехзначном светофоре зеленый огонь с
контролем на впереди стоящем светофоре горения раз-
решающего сигнала (желтого или зеленого огня); жел-
то-зеленое линейно-сигнальное реле ЖЗЛС включает
на четырехзначном светофоре желтый и зеленый одно-
временно горящие огни с контролем на впереди стоя-
щем светофоре горения желтого огня; линейно-сигналь-
ное реле зеленого огня ЗЛС включает на четырехзнач-
ном светофоре зеленый огонь с контролем на впереди
стоящем светофоре одновременно горящих желтого и
зеленого огней.
Схема линейно-сигнального реле (рис. 6.17). Цепь
реле ЛС начинается на впереди стоящем светофоре и
проходит в одном кабеле с линейной цепью. Для эко-
номии жил кабеля обратный провод Л С объединяют
с обратным проводом линейного реле. В прямой провод
О—£29 О—£3/ О~£33 0О«-£35
__Ц--5д 37
М 35ЛТ ЗЗКО ЗЗРО
I_____1 I ' __1 ГТ7
35ЛС
« /гГ
Рис. 6.17. Схемы реле Л С
226
СН?» О-СЗ/ о-гзз ©О-С35
включают контакты контрольных огневых реле, с помо-
щью которых проверяют горение сигнальных огней на
впереди стоящем светофоре. Реле Л С питается от ли-
нейного т^нсформатора, питающего и линейное реле.
На зажимы реле ЛС подается напряжение переменного
тока около 60 В. В прямой провод реле ЛС включен
тыловой контакт реле красного огня, которым проверя-
ется отсутствие горения красного огня на впереди
стоящем светофоре, и фронтовой контакт реле разре-
шающих огней, с помощью которого проверяется горе-
ние желтого или зеленого огня. В проектах последних
лет в схему реле ЛС включают контакт только реле
разрешающих сигналов. Это не снижает достоверности
результата проверки горения разрешающего сигнала на
впереди стоящем светофоре и упрощает монтаж.
На схеме реле ЛС с использованием обратного про-
вода линейного реле (рис. 6.18) прямой провод ЛС идет
из схемы линейного реле. Таким образом, в цепь ЛС
оказываются подключенными контакты путевых реле,
включенных в схему линейного реле. Наличие контактов
путевого реле не оказывает влияния на работу ЛС.
Реле ЛС притягивает якорь при горении на впереди
стоящем светофоре разрешающих огней, и желтый огонь
переключается на зеленый.
Схема желто-зеленого линейно-сигнального реле
ЖЗЛС (рис. 6.19). Построение схемы ЖЗЛС аналогич-
15* 227
3
жз
С4
М
35П2
О~С 27
-----5—
35П1 3330_____
31
|аз ззжо
аг3-^
О-С29 О—[л „0-С33®»0-[35
—5----2-----5—2—i—Е-------j—
35 ЗЛС
3701 /2/^\72
421-|41 'АГУ
37/72 >2/С^ЖЖ
Г
к
3
Ж
ж
Рис. 6.19. Схема реле ЖЗЛС и ЗЛС
но схеме ЛС. Обратный провод объединяют с проводом
линейного реле. В прямой провод включен тыловой кон-
такт реле зеленого огня и фронтовой контакт реле
желтого огня впереди стоящего светофора. При таком
включении контактов цепь ЖЗЛС замыкается при го-
рении на впереди стоящем светофоре только одного жел-
того огня. Реле ЖЗЛС притягивает якорь и включает
на светофоре зеленый огонь для одновременного горе-
ния желтого и зеленого огней.
Схема линейно-сигнального реле ЗЛС на четырех-
значном светофоре (см. рис. 6.19). Данную схему при-
меняют на четырехзначном светофоре и строят вместе
со схемой ЖЗЛС. В цепь ЗЛС включен фронтовой кон-
такт реле зеленого огня впереди стоящего светофора,
который замыкается при горении на светофоре лампы
зеленого огня. Реле ЗЛС притягивает якорь и включает
на светофоре лампу зеленого огня, отключая цепь лам-
пы желтого огня. В цепи реле ЖЗЛС и ЗЛС используют
общую контактную группу реле зеленого огня. С фрон-
тового контакта реле зеленого огня 30 цепь подходит
к реле ЗЛС, а с тылового контакта — на реле ЖЗЛС.
При возбуждении реле зеленого огня оно тыловыми
контактами отключает цепь реле ЖЗЛС и фронтовым
контактом включает цепь реле ЗЛС.
6.5. Схема управления приводом автостопа
Привод автостопа работает от трехфазного переменного
тока напряжением НО В. Поэтому схему управления
приводом можно рассматривать как управление авто-
228
стопом в целом. Привод обеспечивает два крайних по-
ложения автостопа: открытое и закрытое. Срабатыва-
ние привода из открытого положения в закрытое и на-
оборот достигается переключением на зажимах его дви-
гателя двух фаз питающего напряжения, что приводит
к изменению направления вращения двигателя. Гарни-
тура привода автостопа имеет противовес (груз) для
приведения привода в закрытое положение в случае от-
ключения питающего напряжения. При открытом поло-
жении автостопа груз удерживается в верхнем положе-
нии приводом за счет удерживающего тока в двигателе.
Удерживающий ток создается в результате подачи на
двигатель всех трех фаз питающего напряжения через
реактивные сопротивления (дроссели), на которых па-
дает напряжение и уменьшается ток в двигателе до
такого значения, при котором двигатель не может вра-
щаться, проворачивая колесо фрикционного механизма...
Электромагнитный момент двигателя уравновешивает
механический момент на главном валу привода, созда-
ваемый под действием груза. Благодаря этому груз
удерживается приводом в верхнем положении, что соот-
ветствует открытому автостопу. Приводом управляет
линейное реле. Для типизации схемы и облегчения об-
служивания устройств на всех сигнальных точках в
цепях управления автостопом используют две постоян-
ные группы контактов линейного реле. Вторая и вось-
мая группы имеют нумерацию контактов соответственно
21-22-23 и 81-82-83 при использовании в качестве ли-
нейного реле типа ДСШ и 21-22-23 и 31-32-33—реле ДСР.
Питающее напряжение подводится к осевым кон-
тактам линейного реле Л (рис. 6.20): фаза А1 на кон-
такт 21 и фаза В1 — на контакт 81(31). В скобках ука-
заны контакты, если в качестве линейного реле исполь-
зуют реле типа ДСР. Фаза С1 подается непосредственно
в привод автостопа. Питающее напряжение с фронто-
вых и тыловых контактов линейного реле подается по
проводам в привод автостопа. Обозначение этих прово-
дов расшифровывается следующим образом:
АМО — провод фазы А1, моторный — открытия;
В МО — провод фазы В1, моторный — открытия;
АМЗ — провод фазы А1, моторный — закрытия;
ВМЗ — провод фазы BJ, моторный — закрытия;
С1 — провод фазы С/.
229
Рис. 6.20. Схема управления при-
водом автостопа
а — автостоп в открытом положении;
б — момент работы привода на за-
крытие; в — автостоп в закрытом по-
ложении; г — момент работы при-
вода на открытие
Фаза А1 через замкну-
тые контакты 21-22 ли-
нейного реле Л (рис.
6.20, а) по проводу АМО
подается на контакт 9
коммутатора привода. В
открытом положении ав-
тостопа его контакты 9-
10 разомкнуты, и фаза
А1 через дроссель Др1
подается на зажим 1 дви-
гателя М. Фаза В1 через
замкнутые контакты
31-32 (82-82) линейного
реле Л по проводу ВМО
подается на контакт 12
коммутатора привода.
Контакт 12 также не зам-
кнут с контактом 13 и
фаза В1 через дроссель
Др1 подается на зажим
2 двигателя М.
В цепь фазы С1 кон-
такты линейного реле не
включены, и эта фаза по
проводу С1 подается не-
посредственно в привод
автостопа на контакт 15
коммутатора. Контакт 15
также не замкнут с кон-
тактом 16 и фаза С1 че-
рез дроссель ДрЗ пода-
ется на зажим 3 двига-
теля М. Таким образом,
при открытом автостопе
на двигатель подаются
все три фазы питающего
напряжения и благодаря
наличию в цепи этих фаз
реактивных катушек в
двигателе создается удер-
живающий ток и привод
удерживается в открытом
230
положении. Удерживающий ток равен 0,5—0,65 А в каж-
дой фазе. Удерживающий ток регулируют изменением
сопротивления реактивных катушек, т. е. между яр-
мом и сердечником устанавливают бумажные про-
кладки различной толщины. При увеличении тол-
щины прокладок сопротивление катушек уменьша-
ется, а ток в двигателе увеличивается и, наоборот,
с уменьшением толщины прокладок сопротивление кату-
шек увеличивается, а ток уменьшается. При отсутствии
измерительного прибора удерживающий ток двигателя
определяют опытным путем. При открытом автостопе
груз, который находится в верхнем положении, отводят
рукой вниз на небольшое расстояние, т. е. настолько,
чтобы не допустить замыкания контактов коммутатора,
шунтирующих дроссели. После отпускания руки двига-
тель должен поднять груз под действием удерживаю-
щего тока в верхнее положение. При недостаточном
удерживающем токе двигатель не вытягивает груз в
верхнее положение. В этом случае удерживающий ток
нужно увеличить добавлением бумажных прокладок
между ярмом и сердечником дросселей. Повышенный
удерживающий ток вызывает перегрев двигателя (свы-
ше 70°), при проверке на ощупь он горячий. Чтобы при-
вести удерживающий ток к норме, толщину бумажных
прокладок между ярмом и сердечником дросселей нуж-
но уменьшить.
При открытом автостопе контакты коммутатора при-
вода подготавливают цепь двигателя для работы на
закрытие. Замкнутые контакты коммутатора 10-11 под-
ключают к двигателю провод ВМЗ, а контакты комму-
татора 13-14 — к двигателю провод АМЗ.
При вступлении поезда на участок, ограждаемый сиг-
налом и автостопом, линейное реле обесточивается и
переключает контакты (рис. 6.20, б). Фаза А1 подается
На зажим 2 двигателя по цепи: замкнутые тыловые кон-
такты линейного реле 21-23, провод АМЗ, контакты
14-13 привода автостопа. Фаза В1 подается на зажим
1 двигателя по цепи: тыловые контакты линейного реле
31-33 (81-83), провод ВМЗ, контакты 11-10 привода
автостопа.
Фаза С1 поступает на зажим 3 двигателя через
дроссель ДрЗ. На зажимах двигателя 1, 2 поменялись
местами фазы А и В, что обусловливает вращение дви-
231
гателя по направлению часовой стрелки для срабатыва-
ния привода на закрытие. В начальный момент двига-
тель работает при неполном токе в цепи фазы С из-за
наличия дросселя ДрЗ. После поворота коммутатора
на 16° контакты 15-16 замыкаются и шунтируют дрос-
сель ДрЗ, что устанавливает симметрию токов в обмот-
ках двигателя. Кроме того, при обесточивании линей-
ного реле его фронтовыми контактами отключается
удерживающий ток двигателя и под воздействием груза
автостоп закрывается (рис. 6.20, в).
В начале работы привода на закрытие после, пово-
рота главного вала на 16° образуются две группы трой-
никовых мостящих контактов: контакты 9-10-11 и
12-13-14. Через контакты 11-10 и 14-13 проходит цепь
питания двигателя на закрытие, а контактами 9-10 и
12-13 подготавливается цепь для срабатывания привода
на открытие (на схеме мостящие контакты 9-11 и 12-14
обозначены скобками). Когда автостоп закрывается,
размыкаются контакты 11-10 и 14-13, которыми отклю-
чаются провода АМЗ и ВМЗ, и работа двигателя прек-
ращается. Контакты 9-10 и 12-13 остаются замкнутыми,
создав цепь двигателя для работы привода на откры-
тие. Кроме того, замкнутыми контактами 9-10 и 12-13
шунтируются дроссели Др1 и Др2 в тепи двигателя.
Контакты 15-16 также остаются замкнутыми, шунтируя
дроссель ДрЗ, и фаза С1 не отключается от двигателя.
После освобождения поездом участков, ограждаемых
сигналом и автостопом, линейное реле встает под ток и
включает привод для работы на открытие (рис. 6.20, г)
Двигатель автостопа получает питание по следующей
цепи: фаза А1 — фронтовые контакты линейного реле
21-22, провод АМО, контакты привода автостопа 9-10,
зажим 1 двигателя; фаза В1 — фронтовые контакты
линейного реле 31-32 (81-82), провод ВМО, контакты
привода автостопа 12-13, зажим 2 двигателя; фаза С1—
провод С1, контакты 15-16 привода автостопа, зажим
3 двигателя. Все три фазы питающего напряжения по-
даются на двигатель и привод работает на открытие.
В начале работы привода контактная пружина 11 за-
мыкается с ранее замкнутыми контактами 9-10, а пружи-
на 14 — с ранее замкнутыми контактами 12-13. Таким
образом образуются две группы тройниковых мостящих
контактов 9-10-11 и 12-13-14. Контакты 9-10, 12-13 про-
232
должают поддерживать цепь тока на двигатель й про
цессе работы привода на открытие, а контакты 11 и 14,
подключившие провода АМЗ и ВМЗ к контактам 10
и 13, подготовили цепь двигателя для работы привода
на закрытие. Когда привод полностью срабатывает на
открытие, размыкаются контакты 15-16, а также кон-
такты 9 и 12 в тройниковых группах мостящих контак-
тов. В результате дроссели Др1, Др2 и ДрЗ оказыва-
ются расшунтированными и ток в двигатель поступает
через дроссели, создавая на них падение напряжения.
В двигателе снижается ток, и он прекращает вращаться,
но удерживает привод в открытом положении.
6.6. Схема включения сигнальных ламп светофоров
Сигнальные огни на светофорах включаются в полном
соответствии с требованиями Правил технической экс-
плуатации метрополитенов, предъявляемых к устройст-
вам автоблокировки. Поэтому основным управляющим
прибором в схеме включения сигнальных огней свето-
фора является линейное реле, которое проверяет сво-
бодность путевых участков, ограждаемых данным све-
тофором, — блок-участок за данным светофором и за-
щитный участок за впереди стоящим светофором — и на-
личие красного огня и закрытого автостопа на впереди
стоящем светофоре. Кроме того, в схему сигнальных
ламп светофоров включаются контакты собственного
автостопа, посредством которых показание светофора
ставится в зависимость от положения автостопа. Сигнал,
разрешающий движение, должен появиться на светофо-
ре только тогда, когда ударный рычаг (путевая скоба)
собственного автостопа не будет препятствовать движе-
ник\ т. е. автостоп будет открыт. При закрытом авто-
стопе на светофоре должен загораться красный огонь.
Лампы светофоров питаются от трансформатора типа
СОБС-2А, на первичную обмотку которого подается
напряжение 110 В от фаз А2 и В2. На вторичной об-
мотке трансформатора напряжение устанавливается та-
ким, чтобы на светофорных лампах напряжение было
не менее 7 В и не более 10 В (светофоры типа «Метро»).
В тоннельных светофорах типа «Метро» применяют
светофорные лампы типа ЖС 12X15, а на наземных
233
участках в мачтовых светофорах — типа ЖС 12X25.
Мощность, потребляемая двумя лампами, включенными
параллельно в тоннельных светофорах, около 25 Вт.
Ток в проводах схемы при одновременном горении двух
ламп может быть около 2,5 А.
Горение сигнальных ламп светофоров контролируется
включением в их цепь контрольных огневых реле. Эти
реле по своему назначению имеют следующие наимено-
вания:
КО — реле красного огня включают в цепь красного
огня на каждом светофоре. Это обусловлено необходи-
мостью проверки наличия красного огня на данном све-
тофоре в момент смены запрещающего сигнала на раз-
решающий на предшествующем светофоре. С помощью
реле красного огня горение красного огня светофора
контролируется на табло станции или центрального дис-
петчерского пункта;
30 — реле зеленого огня контролирует зеленый
огонь, но включается в схему не каждого светофора.
На двузначном светофоре реле 30 предусматривают
только в том случае, когда предшествующий светофор
имеет третье сигнальное показание — желтый огонь —
или возникает необходимость контролировать наличие
зеленого огня на табло станции или центрального пункта
управления. На трех- и четырехзначных светофорах реле
30 включается в тех случаях, когда предшествующий
светофор автоблокировки имеет четыре сигнальных по-
казания;
ЖО — реле желтого огня включают на трех- и че-
тырехзначных светофорах в тех случаях, когда пред-
шествующий светофор имеет четыре сигнальных показа-
ния;
РО — реле разрешающих огней включают на трех-
значном светофоре в общую цепь желтого и зеленого
огней; применяют в тех случаях, когда предшествующий
светофор является также трехзначным.
В качестве контрольного огневого реле применяют
специальное реле с малым сопротивлением катушек,
включение которого в цепь последовательно с лампами
не могло бы создать значительного падения напряжения
на его обмотках. К таким, реле относятся реле типа
ОМШМ-1,0 — малогабаритное, штепсельное с сопротив-
лением катушек 1,0 Ом, и реле типа СНРМ с сопротив-
234
лением катушки 1 Ом, используемое в устройствах,
оборудованных нештепсельной аппаратурой. Оба типа
реле медленнодействующие, удар якоря по сердечнику
в момент срабатывания реле смягчен. В схемах сигналь-
ных огней светофоров контакты управляющих прибо-
ров, а также контрольные реле включают в прямой
провод. В обратный провод, как правило, контакты не
включают. Прямой и обратный провода в схемах имеют
условные обозначения, которые расшифровываются та-
ким образом: СТ — провод прямой, подключенный к
сигнальному трансформатору и на контакт линейного
реле. Для однотипности в распределении контактных
групп реле в схеме включения сигнальных огней свето-
форов использована шестая контактная группа линей-
ного реле (61-62-63); ОСТК. — провод обратный крас-
ного огня, подключенный к сигнальному трансформато-
ру и непосредственно на лампы красного огня; ОСТЗ —
провод обратный зеленого огня, подключенный к сиг-
нальному трансформатору и непосредственно к лампам
зеленого огня; ОСТЖ — провод обратный желтого огня,
подключенный к сигнальному трансформатору, и пода-
ется непосредственно к лампам желтого огня.
Если в цепи сигнальных ламп прямые провода не
отличаются между собой наличием в них контрольных
огневых реле, то для таких сигнальных ламп допуска-
ется применять один общий обратный провод.
Самостоятельные обратные провода от ламп разных
сигнальных показаний используют в том случае, когда
прямые провода отличаются наличием контрольных огне-
вых реле. Для сигнальных ламп, в цепях которых име-
ются контрольные огневые реле, приходится устанавли-
вать большое напряжение с учетом его падения на реле.
Напряжение регулируют присоединением обратного про-
вода к соответствующему выводу вторичной обмотки
сигнального трансформатора. Обратные провода — раз-
дельные и даже в тех случаях, когда автостоп и свето-
фор находятся не в одном створе, а друг от друга на
расстоянии до 20 м. В таких случаях сопротивление
прямого провода разрешающих огней светофора увели-
чивается, что требует индивидуальной регулировки на-
пряжения с помощью самостоятельного обратного про-
вода, подключаемого на соответствующий вывод транс-
форматора. Схему включения сигнальных ламп свето-
235
Сбетосрор 35
Рис. 6.21. Схема управления двузначным светофором
форов автоблокировки изображают при свободных уча-
стках, ограждаемых светофором и горении ламп раз-
решающего сигнала.
Схема включения сигнальных ламп двузначного све-
тофора (рис. 6.21). Двузначную сигнализацию применя-
ют на линиях метрополитенов, где еще не реконструи-
ровали устройства в связи с внедрением системы АРС.
На светофоре 35 горят лампы зеленого огня по цепи:
вторичная обмотка сигнального трансформатора 35СТ,
провод СТ, фронтовой контакт 61-62 линейного реле
35Л, провод 32, фронтовой контакт 61-62 первого путе-
вого реле 37П1, провод 31, контакты 7-8 открытого
положения автостопа, провод 3, лампы зеленого огня,
обратный провод ОСТЗ, вторичная обмотка трансфор-
матора 35СТ. Контактами 35Л проверяется свобод-
ность блок-участка за светофором и защитного участка
за следующим светофором, ограждение проследовавше-
го поезда красным огнем на впереди стоящем светофо-
ре и его закрытым автостопом.
Контакты автостопа замыкают цепь зеленого огня
после срабатывания собственного автостопа в открытое
положение, чтобы привести показание светофора в со-
ответствие с положением автостопа.
Контакт путевого реле отключает на светофоре зеле-
ный огонь и включает красный в том случае, если по
какой-либо причине сектор линейного реле остается
в верхнем положении при вступлении поезда на блок-
участок за светофором. Путевое реле возбуждается
после освобождения поездом рельсовой цепи, проверив
отпускание сектора линейного реле. Если сектор линей-
ного реле останется в верхнем положении, то и путевое
236
реле не притянет якорь даже при свободности рельсовой
цепи, а на светофоре будет включен красный огонь.
Таким образом, вслед за каждым проследовавшим поез-
дом проверяется правильность срабатывания линейного
реле, чтобы не допустить появления ложного сигнала,
способного создать опасную ситуацию для движения.
При проследовании поезда за светофор обесточива-
ются путевое и линейное реле, контактами которых пе-
реключаются цепи сигнальных ламп с зеленого огня на
красный. Как только линейное реле отпустило якорь,
автостоп срабатывает на закрытие. При этом размыка-
ются контакты 7-8 автостопа в цепи ламп зеленого огня
и замыкаются в цепи ламп красного огня контакты 3-4,
соответствующие закрытому положению автостопа. Го-
рение ламп красного огня осуществляется по цепи: вто-
ричная обмотка сигнального трансформатора 35СТ,
провод СТ, тыловые контакты 61-63 линейного реле 35Л,
провод К1, обмотка реле 35КО, провод К, лампы крас-
ного огня, обратный провод ОСТК, вторичная обмотка
трансформатора 35СТ. Реле красного огия 35КО возбуж-
дается, фиксируя горение ламп красного огня. Парал-
лельно тыловому контакту линейного реле 35Л прохо-
дит цепь ламп красного огня через контакты 3-4 закры-
того положения автостопа. После освобождения поездом
блок-участка за данным светофором притягивает якорь
путевое реле 37П1 и переключает свои контакты с тыло-
вых на фронтовые. После освобождения защитного уча-
стка за следующим светофором и проверки ограждения
проследовавшего поезда красным огнем впереди стоя-
щего светофора и закрытым автостопом возбуждается
линейное реле и переключает контакты с тыловых на
фронтовые. Цепь ламп зеленого огня продолжает оста-
ваться разомкнутой контактами 7-8 автостопа, а цепь
лампы красного огня сохраняется через контакты 3-4
автостопа. С возбуждением линейного реле автостоп
открывается. Красный огонь переключается на зеленый
после размыкания контактов 3-4 и замыкания контак-
тов 7-8 автостопа, что соответствует его открытому поло-
жению. Между размыканием контактов 3-4 и замыка-
нием контактов 7-8 автостопа предусмотрен временной
промежуток, благодаря чему исключается проблеск
двойного показания на светофоре.
237
В цепи ламп зеленого огня контрольного огневого
реле нет, а в цепи ламп красного огня включено реле
красного огня КО. Поэтому обратные провода от ламп
зеленого и красного огней самостоятельные, они присое-
динены к различным выводам вторичной обмотки сиг-
нального трансформатора. В цепь ламп красного огня
с трансформатора подается большее напряжение с уче-
том падения его на катушках огневого реле. На лампах
зеленого и красного огней напряжение устанавливают
в соответствии с нормами. В цепи сигнальных ламп све-
тофоров важно соблюдать последовательность включе-
ния контактов линейного и путевого реле. От сигналь-
ного трансформатора первым следует включать контакт
линейного реле, а затем — контакт путевого реле. При
такой последовательности в момент вступления поезда
на блок-участок цепь красного огня создается практи-
чески контактом линейного реле и возможное кратко-
временное нарушение шунтирования рельсовой цепи
не приводит к подгару и разрушению контакта путевого
реле, что имеет место при обратной последовательности.
Если двузначному светофору предшествует трехзнач-
ный, то принцип работы схемы (рис. 6.22) не отлича-
ется от работы схемы (см. рис. 6.21). Отличие состоит
в том, что в цепи ламп зеленого огня включено конт-
рольное огневое реле, которым контролируется горение
зеленого огня. С помощью реле 30 создается цепь ли-
нейно-сигнального реле для работы предшествующего
трехзначного светофора. Обратный провод может быть
общим, если автостоп и светофор будут находиться в
створе, и раздельно от каждого сигнального огня, если
автостоп будет установлен от светофора на расстоя-
нии до 20 м.
Рис. 6.22. Схема управления двузначным светофором с огневыми
реле
238
Рис. 6.23. Схема управления трехзначным светофором
Схема включения ламп трехзначного светофора
(рис. 6.23). В схему дополнительно вводят контакт ли-
нейно-сигнального реле ЛС. Тыловой контакт реле Л С
включает на светофоре желтый огонь, а фронтовой —
зеленый. Для контроля горения желтого и зеленого
огней может быть включено одно общее контрольно-ог-
невое реле — реле разрешающих огней РО, или самос-
тоятельные реле в цепь каждой сигнальной лампы —
реле зеленого огня 30 и реле желтого огня ЖО. Если
предшествующий светофор трехзначный, то в схеме
применяют реле РО, а если предшествующий светофор
четырехзначный, — то самостоятельные реле 30 и
ЖО. Если же предшествующий светофор двузначный,
то в схему трехзначного светофора огневые реле в цепи
ламп разрешающих сигналов включать не будут.
Принцип работы схемы трехзначного светофора ана-
логичен работе схемы двузначного светофора. Отличие
состоит в том, что после возбуждения линейного реле
на трехзначном светофоре включается желтый огонь.
После появления разрешающего сигнала на впереди
стоящем светофоре возбуждается линейно-сигнальное
реле и переключает на светофоре желтый огонь на зе-
леный.
Схема включения сигнальных ламп четырехзначного
светофора (рис. 6.24). Работа четырехзначного свето-
фора, помимо контроля свободности ограждаемого
участка, увязана с показаниями впереди стоящего све-
тофора. Для включения желтого и зеленого одновремен-
но горящих огней и зеленого огня применяют два ли-
нейно-сигнальных реле: ЖЗЛС и ЗЛС. При нахожде-
239
Рнс. 6.24. Схема управления четырехзначным светофором
нии поезда на ограждаемом участке светофора линей-
ное реле будет без тока, его тыловые контакты замкну-
ты, автостоп закрыт, а на светофоре будет гореть крас-
ный огонь по цепи: трансформатор 35СТ, провод СТ,
контакты 61-63 реле 35Л, провод К1, обмотка реле
35К.О, лампы красного огня, обратный провод ОСТК,
трансформатор 35СТ. Параллельно контактам реле
35Л включены контакты 3-4 закрытого положения авто-
стопа, которыми поддерживается горение ламп красного
огня во время срабатывания автостопа на открытие.
После освобождения поездом участков, контролируемых
данным светофором и ограждения поезда красным ог-
нем впереди стоящего светофора и его закрытым авто-
стопом, притягивает якорь линейное реле 36Л. Фронто-
выми контактами реле 35Л подготавливается цепь
разрешающих огней светофора и замыкается цепь авто-
стопа для работы на открытие. В течение времени сра-
батывания автостопа горение ламп красного огня будет
поддерживаться через контакты 3-4 закрытого положе-
ния автостопа. Когда автостоп сработает на открытие,
разомкнутся контакты 3-4 и замкнутся контакты 7-8
автостопа. На светофоре загорится желтый огонь по це-
пи: трансформатор 35СТ, провод СТ, контакты 61-62
35Л, провод ЗЖ4, контакты 61-62 37П1, провод ЗЖЗ,
контакты 7-8 автостопа, провод ЗЖ2, контакты 21-23
реле 353ЛС, провод Ж1, обмотка реле 35ЖО, лампы
желтого огня, обратный провод ОСТЖЗ. Реле ЖО
притягивает якорь, контролируя горение ламп желтого
огня, и фронтовыми контактами подготавливает цепь
для включения ламп зеленого огня. По мере продвиже-
240 15*
Рис. 6.25. Схема управления трехзначиым св.етофором с левосто-
ронним повторителем
пия поезда на впереди стоящем светофоре красный огонь
сменится на желтый, и на данном светофоре возбуж-
дается линейно-сигнальное реле желтого и зеленого
одновременно горящих огней ЖЗЛС. Фронтовые контак-
ты реле ЖЗЛС включают на светофоре дополнительно
зеленый огонь к горящему желтому огню, который за-
горится по следующей цепи: ответвление провода ЗЖ2,
контакты 62-61 35ЖЗЛС, провод 32, контакты 62-61
35ЖО, провод 31, обмотка реле 3530, лампы зеленого
огня, обратный провод ОСТЖЗ, трансформатор 35СТ.
Зеленый огонь загорится дополнительно только в том
случае, если на светофоре уже будет гореть желтый
огонь. Когда на впереди стоящем светофоре появится
желтый и зеленый одновременно горящие огни, на
светофоре 35 возбудится линейно-сигнальное реле зе-
леного огня 353ЛС, а реле 35ЖЗЛС обесточится. Тыло-
вые контакты реле 353ЛС отключают цепь желтых ламп.
На светофоре будет гореть зеленый огонь по цепи:
трансформатор 35СТ, провод СТ, контакты 61-62 35Л,
провод ЗЖ4, контакты 61-62 37П1, провод ЗЖЗ, кон-
такты 7-8 автостопа, провод ЗЖ2, контакты 21-22
353ЛС, провод 31, обмотка реле зеленого огня 3530,
лампы зеленого огня, обратный провод ОСТЖЗ, транс-
форматор 35СТ.
Схема включения сигнальных ламп светофора с ле-
восторонним повторителем (рис. 6.25). На участках пу-
ти с правосторонней кривой, где ухудшается видимость
сигналов, с левой стороны пути дополнительно устанав-
ливают повторитель основного светофора. Схема вклю-
чения сигнальных ламп отличается наличием второго
16-1064
241
комплекта светофорных ламп для повторителя. Прин-
цип работы схемы с учетом значности светофоров соот-
ветствует рассмотренным выше схемам.
6.7. Централизованное размещение аппаратуры
В устройствах автоблокировки и АРС, построенных в
семидесятых годах, аппаратура находилась в релейных
и силовых шкафах, которые устанавливали в местах
расположения светофоров и разрезных точек тоннеля.
Совершенствование систем интервального регулирова-
ния, проводившееся для увеличения пропускной способ-
ности, повышения безопасности движения и надежности
работы устройств, осуществлялось внедрением целого
комплекса технических решений, в том числе сокраще-
нием длин блок-участков (до 62,5 м) и рельсовых цепей
(до 37,5 м). Все это в совокупности значительно уве-
личило количество аппаратуры и оборудования, прихо-
дящееся на 1 км пути. На линиях с высокой интенсив-
ностью движения, особенно в зоне станций, тоннели
достаточно плотно заполняли конструкциями и оборудо-
ванием СЦБ. Рассредоточение аппаратуры и оборудо-
вания вдоль тоннеля имеет ряд негативных факторов,
оказывающих влияние йа качество строительства и эк-
сплуатационного обслуживания устройств. Ограничива-
ется возможность применения индустриальных методов,
что увеличивает сроки монтажа устройств при строи-
тельстве новых линий метрополитенов и особенно сдер-
живает темпы реконструкции устройств на действующих
линиях, когда работы можно проводить только во вре-
мя непродолжительного ночного технологического
«окна». Кроме того, затрудняется возможность исполь-
зования средств резервирования, телемеханического конт-
роля электрических параметров аппаратуры и диагнос-
тики для повышения надежности работы устройств.
В условиях ограниченных габаритов тоннеля и высокой
интенсивности движения снижается оперативность при
устранении неисправностей, возникающих в работе уст-
ройств. В связи с этим была создана система интер-
вального регулирования движения с централизованным
размещением аппаратуры на станции с выносом ее из
тоннеля, что явилось важным этапом в развитии уст-
242
ройств автоматики и телемеханики метрополитена. Сос-
редоточение аппаратуры на станции позволяет приме-
нять более прогрессивные и экономичные методы строи-
тельства и обслуживания устройств, решить целый ряд
технических, экономических и социальных задач.
В системе интервального регулирования с централи-
зованным размещением аппаратуры до определенного
времени на перегоне сохранены путевые дроссель-
трансформаторы, светофоры и автостопы. Вся аппара-
тура, используемая для контроля и управления уст-
ройствами СЦБ на станциях, устанавливается в релей-
ных помещениях. В тоннеле у светофоров сохраняется
лишь один релейный шкаф, в котором используют одну
полку для сигнальных трансформаторов, а на колодках
с выводами расшивают магистральные кабели, подходя-
щие к сигнальной точке. Силовые шкафы и магистраль-
ные силовые кабели при централизованном размещении
аппаратуры в тоннеле не применяют. В релейном поме-
щении на станции устанавливают панель электропитания
устройств СЦБ, на которую подаются питающие фидеры
с понизительной подстанции. С панели питания напря-
жение 220 В подается через предохранители на соот-
ветствующую аппаратуру управления и контроля.
Решению проблемы выноса аппаратуры из тоннеля
предшествовал комплекс исследований и эксперимен-
тальных проверок. На основе расчетов экономического
расходования сигнально-блокировочного кабеля, учета
конструкций станций (возможности обеспечения требу-
емых размеров релейных помещений) и ряда других
специфических факторов было определено наиболее
приемлемое расстояние между пунктом размещения ап-
паратуры и объектами контроля и управления.
На основе анализа результатов расчета были опре-
делены максимальные длины рельсовых цепей, аппара-
тура которых размещается в удалении от питающего
и релейного концов. Соответственно изменились схемы
рельсовых цепей с учетом кодирования сигнальными
частотами АРС для одно- и двустороннего движения, а
также для открытых участков. Усовершенствованы схе-
мы контроля электромеханического автостопа, управле-
ния и контроля сигнальными огнями светофоров, а так-
же ряда управляющих и контрольных реле с учетом
16*
243
требований, предъявляемых к устройствам железнодо-
рожной автоматики и телемеханики.
Для улучшения технического обслуживания уст-
ройств автоблокировки и АРС в каждом релейном по-
мещении на станциях с путевым развитием, оборудован-
ных устройствами МРЦ, и на промежуточных станциях
без путевого развития устанавливают контрольные
табло, предназначенные для электромехаников СЦБ.
На табло имеются сигнальные лампочки, контролирую-
щие исправность путевых секций, огней светофоров, ли-
нейных реле автоблокировки, контрольных реле закры-
того положения автостопов, управляющих реле, а также
вспомогательных реле. Ввиду того что обслуживающий
персонал постоянно не находится в релейном помеще-
нии станции, табло можно включать специальной кноп-
кой. Наличие такого табло ускоряет обнаружение воз-
никающих неисправностей в устройствах.
Сосредоточение аппаратуры на станциях облегчает
эксплуатационное обслуживание устройств, сокращает
время нахождения обслуживающего персонала в тонне-
ле во время движения поездов, необходимое для устра-
нения неисправностей. Существенно улучшаются усло-
вия труда, повышается безопасность персонала и
оперативность устранения повреждений. Упрощаются и
удешевляются строительно-монтажные работы по ре-
конструкции устройств СЦБ на действующих линиях,
так как выполнение их становится независимым от не-
продолжительных ночных перерывов движения поездов.
Открывается перспектива для индустриализации и со-
кращения сроков строительства и монтажа, резервиро-
вания в устройствах, применения контрольно-диагности-
ческих установок. Кроме того, при централизованном
размещении аппаратуры схемы электропитания уст-
ройств упрощаются и повышается их надежность.
Решением Главного управления метрополитенов
МПС устройствами интервального регулирования дви-
жения с централизованным размещением аппаратуры
оборудуют вновь сооружаемые и действующие линии
метрополитенов, на которых реконструируют устройст-
ва СЦБ. Опыт эксплуатации этих устройств показы-
вает высокую надежность их в работе и существенные
преимущества по сравнению с расположением аппара-
туры в релейных шкафах и тоннеле.
244
Схема включения сигнальных ламп светофоров при
централизованном размещении аппаратуры. Схема уп-
равления светофорами (рис. 6.26) разработана с уче-
том особенности светофора типа «Метро», в котором
устанавливают две лампы в одном линзовом комплекте.
Учитывая удаленность светофора от релейного помеще-
ния, где размещаются управляющие реле, схема пост-
роена с использованием напряжения 220 В, которое
подается по линии на сигнальную точку. Трансформатор
ПСТ, от которого питается схема, является одновремен-
но изолирующим. Гальваническая развязка от питающей
сети с помощью изолирующего трансформатора предус-
мотрена для помехозащищенности схемы вследствие
однопроводного размыкания цепей. Для питания ламп
каждого линзового комплекта на сигнальной точке ус-
танавливают понижающий сигнальный трансформатор
типа СТ-5. Светофорные лампы применяют типа ЖС
12X15, на которые подается напряжение в соответствии
с нормами эксплуатационного обслуживания от 7 до
10 В. В качестве контрольных реле использованы реле
типа НМВШ2-900/900, которые включают в схему с по-
мощью контрольного трансформатора типа СТ-5. Вто-
ричную обмотку контрольного трансформатора последо-
вательно включают в сигнальную цепь, подобно транс-
форматору тока, а к зажимам 4-5 его первичной обмотки
подключают огневое реле. Выпрямительный элемент
реле НМВШ2-900/900 включают по мостовой схеме, ка-
тушки соединены последовательно. Огневое реле на-
дежно срабатывает при горении обеих ламп в линзовом
комплекте и одной (при перегорании второй), и его ра-
бота практически не зависит от изменения напряжения
на вторичной обмотке питающего сигнального транс-
форматора в пределах 180—200 В, а также длины ли-
нии. Ток в линии не превышает 140 мА. На работу огне-
вого реле не оказывает влияние колебание напряжения
сети и напряжения на светофорных лампах, устанавли-
ваемого при регулировке. При перегорании' на светофо-
ре обеих ламп напряжение переменного тока на реле
не превышает 0,16 В (при напряжении отпускания 10 В).
Изменения токов и напряжений в остальных элементах
схемы показывают, что во всех случаях они нс выходят
за установленные нормы. Увязка разрешающих показа-
ний светофора с открытым положением автостопа
245
Рис. 6.26. Схема управления
светофором при централизо-
ванном размещении
туры
аппара-
300 КПК
Об ИВ
I зоостж
§ z /V
5 Рг_|^0СГ ’,3.00П
§ I U- Li Т«-
В11 » г
Ш!
JH3
480
-220
3 Ё~
* Е
а §
Е
§ &
= §-<
-127
. ПС
2983П2
П1
300
КО.
30230
300 ВТК Vi
S6 ПВ Iff
61
6FU
300 КТЗ 1^2
П5 Л8 | 1--1
зоокткж ЕЗО®
Но П8
] ЗОР СТКЖ
и
Ш.
300Ж0
0300 СТКЖ
зоостз
Г5,
300СТК
г*’ 130030
«I кт|
51
ГЖВ
ж
2FUJ
0300CTK3
ПАШ
4FU
Л-.2
300С
ип
12
3000
ПВ127
2FU
Ц2
(23
3000
ДС127
3FU
5 2
»—I *
I аз
Всхеку J ~220
питания )
ЗООЗА
03003А
300АК01
300А/131
300ВК01
300ВМ31
300 С1
3РОТОР
озоотос
ж
ок
13А11
АКО\,д
акз£
т
lj2-2
03
к
РЖ
кж
300 СТЖ Ж1 /
Те Г3—1
Автостоп
(2-3)^|f
300 СТКЖ
gjy*M7
^^00 СТЗ 3_/Г 3
jTSidre '
зоо стк
“лЬкСГб
(2-3) 51С
Т5?> \ST
^ОЗА!
вкруг
^2 С/
Ж 2 Ъооюс
Освещение тш
Рис. 6.27. Схема управления приводом автосто-
па при цеитрализованном размещении аппара-
туры
осуществляется непосредственно на сигнальной точке.
В цепи ламп зеленого и желтого огней светофора вклю-
чаются контакты 7-8 и 1-2 автостопа, соответствующие
его открытому положению. Разрешающее показание све-
тофора включается при возбужденных линейном и пер-
вом путевом реле.
Увязка закрытого положения автостопа с красным
огнем светофора осуществляется тыловыми контактами
реле ЖО или 30, включенными в цепь красного огня.
Такой способ построения зависимости является косвен-
ным, но вполне достоверным, так как реле ЖО или 30
могут возбудиться только при полностью открытом по-
ложении автостопа.
Схема управления приводом автостопа при центра-
лизованном размещении аппаратуры. Автостопом управ-
ляют на расстоянии по схеме с использованием пятипро-
водной линейной цепи. Для реверсирования вращения
трехфазного двигателя привода автостопа фазы А и В
коммутируются контактами линейного реле 37Л
(рис. 6.27) или автостопно-выключающего реле. Авто-
стоп работает надежно при удалении управляющей ап-
паратуры на расстояние до 1300 м и подачи в линию на-
пряжения 127 В по сигнально-блокировочному кабелю
с диаметром жил 1 мм. Ток, протекающий в обмотках
двигателя при работе привода, соответствует установ-
ленным нормам. Увеличение длины линии, а следова-
тельно, и сопротивления компенсируется уменьшением
сопротивления дросселей, установленных в приводе
247
автостопа и включенных последовательно с обмотками
двигателя, за счет увеличения зазора между сердечни-
ком и якорем магнитопровода. Для получения контроля
закрытого положения автостопа в релейной с целью ис-
пользования этой информации при построении зависи-
мостей в схемах автоблокировки применено специальное
реле ЗА.
В качестве реле ЗА использовано реле постоянного
тока типа НМШ1-1800, которое включено параллельно
в начале двухпроводной контрольной цепи, проложенной
между релейной и приводом автостопа. В конце линии в
релейном шкафу у привода автостопа включен блок вы-
прямителей 37БВ типа БВС-80. Между реле ЗА и вы-
прямительным блоком в оба провода контрольной цепи
включены контакты 3-4 и 5-6 коммутатора электропри-
вода, замыкающиеся при закрытом положении автосто-
па. В схему подается напряжение переменного тока 127 В.
При открытом положении автостопа на катушки реле
ЗА поступает напряжение переменного тока и реле не
срабатывает. Когда автостоп приходит в закрытое по-
ложение, замыкаются контакты 3-4 и 5-6 его коммута-
тора и в схему подключается выпрямительный блок
37БВ. В течение одного полупериода ток замыкается
через выпрямитель, а в течение другого — через об-
мотку реле. За счет последовательно включенного кон-
денсатора емкостью 2 мкФ через реле проходит посто-
янная составляющая пульсирующего тока, по величине
достаточная для срабатывания реле. Для автостопов,
удаленных и расположенных вблизи релейного помеще-
ния, контрольное реле ЗА работает с запасом по напря-
жению, не превышающим норму более чем на 30%.
Напряжение постоянной составляющей тока на ре-
ле в зависимости от расстояния и напряжения сети ко-
леблется от 24 до 32 В. На измерительной панели ИП
имеются выводы для измерения напряжения на реле
ЗА.
Глава 7
АВТОМАТИЧЕСКАЯ ЛОКОМОТИВНАЯ
СИГНАЛИЗАЦИЯ С АВТОМАТИЧЕСКИМ
РЕГУЛИРОВАНИЕМ СКОРОСТИ
7.1. Выбор диапазона сигнальных частот АЛС—АРС
Система автоматической локомотивной сигнализации
с автоматическим регулированием скорости предназна-
чена для непрерывного контроля и регулирования ско-
рости поезда, ограничения ее в пределах допустимой
по условиям безопасности движения.
Благодаря автоматизации торможения при сближе-
нии поезда с препятствием можно получить более вы-
сокую пропускную способность и гарантировать при
этом безопасность движения поездов. Свойства систе-
мы АЛС—АРС можно характеризовать следующими
основными показателями: объемом передаваемой ин-
формации, быстродействием, защищенностью от влия-
ний тягового тока, надежностью действия. Эти свойст-
ва во многом зависят от основных технических реше-
ний, заложенных в систему, к которым следует отнести:
способ измерения максимальной допустимой скорости
движения поезда и сравнения с фактической скоростью,
тип линии связи между поездными и путевыми устрой-
ствами, способ кодирования передаваемой информации.
Система АЛС—АРС, применяемая на метрополитене,
характеризуется следующими свойствами: частотным
способом шифрования информации, передачей немоду-
лированных сигналов в рельсы, отличающихся по ча-
стоте от гармоник тягового тока, приемом кодовых
сигналов селективными приемниками на поезде. Систе-
ма дает требуемый объем информации, обладает высо-
ким быстродействием и надежной защищенностью от
влияний импульсных помех и гармонических составля-
ющих тягового тока. Применение немодулированных
сигналов позволяет в перспективе решить задачу с ча-
стотными рельсовыми цепями без изолирующих сты-
ков.. Систему АЛС—АРС можно накладывать на уст-
ройства автоблокировки метро, используя ее рельсовые
249
и линейные цепи, предназначенные для управления
сигналами.
Основным средством обнаружения подвижного со-
става на пути при системе АЛС—АРС являются рель-
совые цепи. Кроме того, рельсовые цепи служат линией
связи для передачи информации с путевых устройств
на поездные о максимально допустимой скорости дви-
жения поездов по данному участку. Создание рельсо-
вых цепей с параллельным наложением сигнальных ча-
стот позволяет легко увязывать систему АЛС—АРС
с действующими устройствами автоблокировки. Для
преобразования переменного тока частотой 50 Гц в си-
гнальные токи частотой 75, 125, 175, 225 и 325 Гц при-
меняют специальные генераторы. В зависимости от сво-
бодное™ и исправности пути сигнальная частота гене-
ратора выбирается контактами управляющих реле. Уп-
равляющие реле представляют групповой повторитель
путевых реле впереди расположенных участков, общая
длина которых обеспечивает торможение поезда, сле-
дующего по участку с максималыГо допустимой ско-
ростью. Схема путевых устройств АЛС—АРС и авто-
блокировки при рельсовых цепях с параллельным
наложением сигналов обеспечивает возможность совме-
стной работы этих устройств, а также раздельное дейст-
вие автоблокировки и устройств АЛС—АРС.
Сигнальный ток АЛС—АРС передается по рельсо-
вой цепи параллельным наложением. Таким образом,
в каждой рельсовой цепи присутствует переменный ток
частотой 50 Гц для работы путевого реле и переменный
ток сигнальной частоты АЛС—АРС для передачи ин-
формации на поезд, где осуществляется дешифрирова-
ние принятых сигналов селективными приемниками
прямого приема. Одной из основных задач при такой
системе является надежное отфильтрование кодовых
(частотных) сигналов АЛС—АРС от гармонических
составляющих тока промышленной частоты 50 Гц. Это
означает, что для передачи кодовых сигналов должны
быть выбраны диапазоны, частоты которых значитель-
но отличаются от гармонических составляющих. Гар-
моники тягового тока образуются при выпрямлении
переменного тока частотой 50 Гц. Обычно в тяговой се-
ти имеются 6, 12, 18-я (300, 600, 900 Гц) и более вы-
сокие гармоники, кратные шести.
250
Рис. 7.1. Возможная частота гармоник в рельсовой цепи
Однако при некоторых нарушениях в работе выпря-
мительных устройств имеют место и другие гармоники
с достаточно большим уровнем, в частности, 1, 2, 3, 4-я
(50, 100, 150, 200 Гц). Поэтому следует считать, что все
частоты, кратные 50 Гц, заняты гармониками тягового
тока. Именно по этим причинам для кодовых сигналов
АЛС—АРС выбраны частоты, расположенные в сере-
дине диапазона между гармоническими составляю-
щими.
Следовательно, значения частот сигнального тока
составляют 75, 125, 175, 225 и 275 Гц, что соответству-
ет допустимой скорости движения 80, 70, 60, 40 и
0 км/ч. Сигнальный ток частотой 275 Гц используется
для формирования команды на торможение до полной
остановки. Отсутствие сигнальных частот расценивает-
ся так же, как сигнал остановки. На рис. 7.1 показаны
порядковые номера гармоник тока промышленной ча-
стоты и между ними диапазоны сигнальных частот
АЛС—АРС.
7.2. Структурная схема системы АЛС—АРС
Система АЛС—АРС состоит из путевых и поездных
устройств (рис. 7.2). Путевые устройства имеют датчик
пути ДП, шифратор Ш, путевой генератор ПГ и линию
связи ЛС.
Поездные устройства содержат приемные катушки
ПК, блоки: согласующих устройств БСУ, локомотив-
ных приемников БЛПМ, сигнальный БСМ, управления
БУМ, измерителя скорости БИС, локомотивный указа-
тель ЛУ, электропневматический клапан ЭПК, прибо-
ры контроля эффективности торможения КТ, кнопку
бдительности, датчик скорости ДС.
Система работает по следующей схеме: датчик пути
ДП — путевые реле рельсовых цепей — проверяется
251
Рис. 7.2. Структурная схема системы АЛС—АРС
состояние пути, а также определяются число и длина
блок-участков, свободных для движения. Информация,
вырабатываемая путевыми реле, используется шифра-
торами Ш—управляющими реле. Смысл шифрирования
состоит в выборе частоты сигнального тока для посыл-
ки в рельсовую цепь. С помощью путевых реле управ-
ляющие реле определяют число и длину свободных
блок-участков и по результатам сравнения их с длина-
ми тормозных путей включают в схеме путевой генера-
тор для выработки соответствующей частоты сигналь-
ного тока. Каждому значению частоты сигнального
тока, определяющему ступень допустимой скорости,
предусматривается соответствующее управляющее
реле.
Путевой генератор ПГ преобразует ток промышлен-
ной частоты в ток сигнальных частот, который посы-
лается по линии связи Л С (рельсовой линии) для пе-
редачи на подвижной состав. Таким образом, по рель-
совой линии протекает ток сигнальной частоты, который
создает вокруг ходовых рельсов переменное магнитное
252
поле с частотой, соответствующей частоте сигнального
тока.
Приемные катушки ПК поезда подвешены перед
первой колесной парой над ходовыми рельсами и на-
ходятся в магнитном поле, создаваемом вокруг рельсов
сигнальным током. Э. д. с., наведенная в катушках, сум-
мируется и поступает через согласующее устройство
БСУ на вход локомотивного приемника БЛПМ. Согла-
сующее устройство согласует амплитудно-частотные ха-
рактеристики БЛПМ и сигнала, наведенного в прием-
ных катушках.
Блок локомотивных приемников принимает кодовый
сигнал, расшифровывает его и усиливает до уровня сра-
батывания исполнительных реле. Для каждого значе-
ния сигнальной частоты предусмотрен селективный
приемник, настроенный на прием сигналов в опреде-
ленном диапазоне частот. Для помехи, частота которой
выходит за пределы полосы пропускания, приемник об-
ладает большим сопротивлением, чем достигается ее
подавление. На выходе каждого приемника включено
исполнительное реле, возбуждение которого фиксирует
наличие в рельсовой цепи соответствующего кодового
сигнала. Сигнал, принятый блоком приемников БЛПМ,
передается в сигнальный блок БСМ. На основе этой
информации сигнальный блок определяет допустимую
скорость движения и запоминает ее. В сигнальном
блоке БСМ сравнивается фактическая скорость по-
езда с допустимой и по результатам формируется
команда для воздействия на схему управления по-
ездом.
Информация о фактической скорости поезда форми-
руется датчиком ДС на буксе вагона, связанным с
осью колесной пары. При движении датчик вырабаты-
вает импульсы тока с частотой, пропорциональной обо-
ротам колеса. Эти импульсы поступают в блок измери-
теля скорости БИС, имеющего резонансные контуры
с исполнительными реле, где определяется скорость
поезда. Информация о фактической скорости формиру-
ется исполнительными реле блока БИС и передается
в сигнальный блок. В случае когда фактическая ско-
рость не превышает допустимую, устройства АРС не
влияют на процесс управления поездом. Если фактиче-
ская скорость превышает допустимую, сигнальный блок
253
формирует сигнал и передает его в блок управления
БУМ. Блок управления воздействует на схему управ-
ления поездом. Если в момент превышения скорости
поезд следовал в режиме тяги, то блок управления по
магистрали хода MX выдает команду на отключение
тяговых двигателей от высокого напряжения на всех
вагонах поезда. Затем по магистрали торможения МТ
подает команду на электрическое служебное торможе-
ние, т. е. двигатели переключаются на генераторный
режим с подключением их к тормозным реостатам. Од-
новременно начинается отсчет времени выдержки элек-
тропневмэтического клапана ЭПК для приведения в
действие экстренного пневматического тормоза (если
произойдет отказ на одном из вагонов электрического
или электропневматического тормоза).
Для обеспечения надежного торможения предусмот-
рен контроль эффективности электрического тормоза
включением специального токового реле в тормозную
цепь. Если в тормозной цепи ток достигает установлен-
ного значения, то контрольные реле создают цепь для
возбуждения катушки ЭПК. В случае если на одном
из вагонов контрольное реле не срабатывает, то элект-
рический тормоз на этом вагоне замещается электро-
пневматическим также с контролем эффективности его
действия. Если не срабатывает прибор контроля элек-
тропневматического тормоза, то ЭПК, выдержав
замедление, приводит в действие экстренный пневмати-
ческий тормоз на всем составе. Выдержка ЭПК диффе-
ренцируется в зависимости от ступени допустимой ско-
рости.
При управлении поездом машинист руководствуется
сигналами о допустимой скорости, которые высвечива-
ются на локомотивном указателе ЛУ пульта управле-
ния поездом в виде цифровых показаний, а также ука-
зателем фактической скорости движения. Кроме того,
на ЛУ предусмотрена информация об отсутствии си-
гнальной частоты в рельсовой линии, отключении дви-
гателей и контроля торможения.
Ведение поезда по некодируемому участку или по
участку, на который по неисправности подается сигнал,
запрещающий движение, осуществляется при на-
жатии на кнопку бдительности со скоростью не свыше
20 км/ч.
254
7.3. Путевые устройства и генератор
Путевые устройства. В системе АЛС—АРС путевые
устройства выполняют основные функции по обеспече-
нию безопасности движения. Путевыми устройствами
контролируется состояние пути, определяется число
свободных блок-участков для движения, устанавлива-
ется режим кодирования рельсовых цепей для движе-
ния с допустимыми скоростями в соответствии с длина-
ми тормозных путей.
Постоянные ограничения скорости движения, пре-
дусматриваемые на участках по состоянию пути или
сооружений, также реализуются путевыми устройства-
ми. Путевые устройства должны обеспечивать достовер-
ность информации о состоянии пути и допустимых ско-
ростях движения, формирование качественного сигнала
в пределах заданного диапазона и его устойчивую пе-
редачу по рельсовой линии для надежного приема по-
ездными устройствами.
Основным структурным элементом путевых уст-
ройств являются рельсовые цепи. В системе АЛС—АРС
рельсовые цепи работают в сложных условиях, это свя-
зано с тем, что по рельсовой линии одновременно про-
текают два сигнальных тока, отличающихся частота-
ми: ток промышленной частоты 50 Гц, обеспечиваю-
щий работу путевого реле, и ток кодовых сигналов
АЛС—АРС, предназначенный для передачи на поезд-
ные устройства. Кроме того, рельсовую линию исполь-
зуют для канализации обратного тягового тока, имею-
щую большое значение, вследствие чего рельсовая цепь
подвергается воздействию непрерывных и импульсных
помех. Непрерывными помехами являются гармоники
тягового тока, которые образуются при выпрямлении
трехфазного тока.
Указанные обстоятельства обусловили применение
защитных мер для исключения воздействия помех на
путевой и локомотивный приемники и обеспечения фор-
мирования достоверной информации о состоянии пути.
Защиту путевого приемника достигают применением
малочувствительного реле типа ДСШ-2, отличающе-
гося повышенным потреблением мощности путевым
элементом и необходимостью создания соответствую-
щего фазового соотношения между током путевого
255
и напряжением местного элементов для срабаты-
вания.
Локомотивный приемник защищают от непрерывных
помех выбором частот сигнального тока в промежутке
между гармониками тягового тока и применением на
входе приемников селективных полосовых фильтров.
Импульсные помехи возникают за счет некачествен-
ного токосъема, перераспределения тягового тока в
рельсах при изменении переходного сопротивления ме-
жду колесом и рельсом и ряда других причин. Защита
от импульсных помех достигается выбором соответству-
ющего уровня сигнального тока. Кроме того, в прием-
никах предусмотрен селектор длительности сигнала,
время выдержки которого превышает максимально воз-
можную длительность сигнала помехи.
Для исключения взаимного влияния источников то-
ка на питающем конце рельсовой цепи предусмотрены
защитные фильтры. Весь комплекс технических реше-
ний обеспечивает выполнение системой высоких требо-
ваний по условиям безопасности движения.
Путевой генератор (ПГ) преобразовывает перемен-
ный ток промышленной частоты 50 Гц в ток сигналь-
ных частот 75, 125, 175, 225 и 275 Гц, используемых
для формирования кодовых сигналов, передаваемых по
рельсовой линии на подвижной состав. На метрополи-
тене применяют два типа путевых генераторов: ГАЛСМ
(генератор автоматической локомотивной сигнализа-
ции метрополитена) и ПГ, разработанный для много-
значной автоматической локомотивной сигнализации
магистральных железных дорог. Первые опытные образ-
цы генератора ГАЛСМ были изготовлены в мастерских
службы сигнализации и связи Московского метрополи-
тена. Серийное производство путевых генераторов на-
чали в 1964 г. В дальнейшем генератор переработали
для улучшения технологичности изготовления и повы-
шения его надежности, и он получил наименование
ГАЛ СМ-66.
Конструктивно генератор ГАЛ СМ-66 выполнен в
виде металлической коробки прямоугольной формы,
внутри которой на панелях смонтированы узлы элек-
трической схемы. На крышке имеется штепсельный
разъем с банановыми контактами и сигнальная лампа,
контролирующая выход из строя основных транзисто-
256 16*
Рис. 7.3. Принципиальная схема генератора ГАЛСМ
ров. На стенках корпуса сделаны отверстия для отвода
тепла, выделяемого полупроводниковыми элементами.
Генератор снабжен ручкой для переноски.
Генератор состоит из выпрямительного устройства,
задающего генератора, предварительного усилителя,
выходного усилителя и выходного трансформатора
(рис. 7.3). Рассмотрим схему генератора ГАЛСМ на
основе работы составляющих его блоков.
Выпрямительное устройство (ВУ) преобразовывает
напряжение переменного тока в постоянный ток, от ко-
торого работает схема генератора. Выпрямительное
устройство собрано на кремниевых плоскостных диодах
Д242А по мостовой схеме VD5—VD8. Переменный ток
напряжением 20 В подается на зажимы 17, 18 генера-
тора. Для уменьшения пульсации выпрямленного на-
пряжения на выходе выпрямительного моста включен
фильтр, состоящий из дросселя Др и конденсаторов СЗ
и С4. Дроссель Др, включенный последовательно с на-
грузкой, сглаживает пульсации, а конденсаторы, под-
соединенные параллельно нагрузке, отфильтровывают
переменную составляющую. Сигнальную частоту фор-
17—1064 257
мирует задающий генератор, который состоит из тран-
зистора VT1, трансформатора Т1 и конденсатора С275.
Задающий генератор питается от выпрямительного уст-
ройства. Зажим 4 трансформатора Т1 подключен к
+ВУ. От этого зажима через резистор R1 питание по-
дается на базу VT1 (цепь смещения). На эмиттер
+ВУ подается через катушку IV трансформатора Т1.
Коллектор VT1 подключается к —ВУ через резистор
R3 и катушку VI трансформатора Т1. Частота, генери-
руемая задающим генератором, определяется настрой-
кой колебательного контура, который состоит из.кату-
шек III и V трансформатора Т1 и конденсатора С275.
Нормально контур настроен на частоту 275 Гц. Катуш-
ка III в контуре основная, а катушка V — подстроеч-
ная. Задающий генератор возбуждается в момент откры-
тия VT1. В процессе нарастания тока, протекающего
через переход эмиттер—коллектор VT1 катушки IV и
VI трансформатора Т1 создают изменяющийся магнит-
ный поток. Под действием э.д. с., наводимой в катуш-
ках III и V, контур начинает генерировать электриче-
ские колебания частотой 275 Гц. Синхронно этим коле-
банием устанавливается режим работы VT1 и создастся
изменяющийся магнитный поток трансформатором Т1.
Задающий генератор может вырабатывать пять фик-
сированных частот: 275, 225, 175, 125 и 75 Гц. Переход
с одной частоты на другую выполняется за счет изме-
нения емкости контура путем дополнительного подклю-
чения к конденсатору С275 соответственно конденсато-
ров С225, С175, С125 и С75. Например, для получения
частоты 225 Гц к контуру подключаются конденсаторы
С275 и С225, а для генерирования частоты 75 Гц дол-
жны быть подключены вое конденсаторы С275—С75.
Для точной настройки генератора на заданную частоту
предусмотрены подстроечные конденсаторы С', С", С'".
В соответствии с выбираемой частотой конденсаторы
подключаются контактами управляющих реле. Ложное
генерирование частот ниже 275 Гц при сообщении мон-
тажных проводов исключает двустороннее подключение
конденсаторов к задающему генератору.
Промежуточный усилитель состоит из транзисторов
VT2 и VT3, которые собраны по двухтактной схеме и
работают в режиме ключа. Напряжение раскачки уси-
лителя, под действием которого открываются транзисто-
258
ры, подается с катушки II трансформатора Т1 на VT2,
а с катушки I — на VT3. Катушки I и II имеют одина-
ковое число витков и намотаны согласованно. База
VT2 через резистор R4 подключена к концу катушки
II, а база VT3 через резистор R5 — к началу катушки
I. При положительном (условно) потенциале в начале
катушек на базе VT3 будет положительный (запираю-
щий) потенциал, а на базе VT2 — отрицательный (от-
пирающий). Через переход эмиттер — база VT2 поте-
чет ток и откроется VT2. В результате в цепи с VT2
потечет ток: +ВУ, средний вывод 14 катушки III тран-
сформатора Т2, полуобмотка катушки III между выво-
дами 14-15, эмиттер — коллектор VT2, —ВУ.
С изменением уровней потенциалов на концах тран-
сформатора Т1 (в результате чередования фаз) на базу
VT2 поступит положительный потенциал, а на базу
VT3 — отрицательный, который обусловит открытие
VT3 и протекание тока через переход эмиттер — кол-
лектор по цепи: А-ВУ, средний вывод 14 катушки III
трансформатора Т2, полуобмотка между зажимами
14-13 катушки III, переход эмиттер — коллектор VT3,
—ВУ. Таким образом, частотный сигнал, усиленный по
мощности промежуточным усилителем, поступил на
вход трансформатора Т2 для последующего усиления
выходным усилителем.
Выходной усилитель собран на транзисторах по
двухтактной схеме (VT4 и VT6) и работают аналогич-
но промежуточному усилителю в режиме ключа. В гене-
раторе ГАЛСМ выходной усилитель отличается тем,
что транзисторы VT4 и VT6 в случае выхода из строя
замещаются резервными, соответственно резервными
транзисторами VT5 и VT7. Резервные транзисторы
включаются в схему автоматически контактами ава-
рийных реле А1 и А2. При работе основных транзисто-
ров реле А1 и А2 под током, получая импульсное пита-
ние в течение полупериода сигнального тока, когда
VT4 и VT6 попеременно закрыты. Неисправность одно-
го из транзисторов, например, короткое замыкание пе-
рехода эмиттер — коллектор VT4, приводит к обесто-
чиванию реле А1, которое своими контактами отключа-
ет из схемы неисправный VT4 и включает в работу
транзистор VT5. Напряжение раскачки выходного уси-
лителя, под действием которого обеспечивается ток в
17*
259
цепи базы транзисторов и их открытие, подается с ка-
тушки I трансформатора Т1 на VT4 и с катушки II —
на VT6. Предположим, что а данный момент времени
на базу VT6 подается положительный потенциал и,
следовательно, VT6 закрыт, а на базу VT4 — отрица-
тельный. Через переход VT4 потечет ток по цепи: за-
жим 6 катушки I трансформатора Т2, резистор R8, пе-
реход эмиттер — база VT4, резистор R6, зажим 5 ка-
тушки I. Транзистор VT4 открывается и через его пе-
реход эмиттер — коллектор протекает ток по цепи:
А-ВУ, средний вывод (зажим 14) первичной обмотки
выходного трансформатора, полуобмотка между зажи-
мами 14-13 трансформатора Т2, контакты 22-23 реле А,
переход эмиттер — коллектор VT4, — ВУ. Во время
следующего полупериода сигнального тока VT4 закро-
ется, а на базу VT6 поступит отрицательный потенциал,
от которого откроется VT6. Через его переход эмиттер—
коллектор потечет-ток по цепи: +ВУ, полуобмотка вы-
ходного трансформатора между зажимами 14-15, кон-
такты 22-23 реле А2, переход эмиттер — коллектор
VT6, — ВУ. После закрытия транзистора VT4 через
реле А1 проходит импульс тока по цепи: 4-ВУ, полуоб-
мотка 14-13 выходного трансформатора, резистор R8,
реле А1, диод VD9, —ВУ. При изменении полупериода
закроется эмиттер — Коллектор VT6 и импульс тока
пройдет через катушку реле А2. В течение этого полу-
периода откроется транзистор VT4 и начнется следую-
щий цикл работы усилителя.
7.4. Приемные катушки
Поездные устройства содержат две приемные катушки
для приема кодового сигнала из рельсовых линий. При-
емные катушки крепят к тележке вагона перед первой
колесной парой по ходу движения, благодаря чему осу-
ществляется непрерывная индуктивная связь поездных
устройств с путевыми. Приемные катушки соединяют
последовательно и согласованно. В результате полез-
ный сигнал, поступающий на согласующее устройство,
представляет сумму э. д. с., наведенных в катушках,
а помехи, наведенные в катушках, имеют встречное на-
260
правление и взаимно уравновешиваются. Величина
э. д. с., наводимая в катушках, зависит от тока в рель-
сах и его частоты, а также от взаимной индуктивности
между катушками и рельсами:
EK = 2r.fMfp, (7.2)
где f — частота сигнального тока;
М — взаимная индуктивность между рельсами н катушками;
/Р — ток в рельсах при данной частоте.
Взаимная индуктивность М зависит от высоты под-
вески h приемных катушек ПК и положения центра
сердечника относительно оси рельса (рис. 7.4, а). При
новых колесных парах, имеющих максимальный диа-
метр бандажей, высота подвески приемных катушек
(расстояние от нижней поверхности катушек до верх-
ней поверхности головки рельсов) 180 мм. По мере
износа бандажей колесных пар высота подвески при-
емных катушек уменьшается. Минимальная высота под-
вески катушек может быть 120 мм.
При движении поезда на кривом участке пути центр
смещается относительно оси рельсов. На кривой с ми-
нимальным радиусом наибольшее смещение около
60 мм (рис. 7.4, б, в). В связи с этим уменьшение М
не превышает 5% расчетного значения, что соответст-
вует индуктивности при движении на прямом участке
и высоте подвески катушек /г=180 мм. Расчетное зна-
чение М для определения э. д. с., наводимой в катуш-
ках, принимают равной Л4 = 0,45-10-3 Гн. Это значение
получено экспериментальным путем.
Рис. 7.4. Расположение приемной катушки над рельсом (а); вза-
имоиндуктивность между приемными катушками и рельсами в за-
висимости от высоты подвески (б), а также при смещении центра
сердечника (в)
261
Приемная катушка содержит 5600 витков, намотан-
ных проводом марки ПЭЛБО диаметром 0,38 мм на
прямоугольную гетинаксовую шпулю, имеющую разме-
ры 30X35X250 мм. Катушку обматывают киперной
лентой и пропитывают лаком. Для защиты обмотки от
механических повреждений шпулю со всех сторон за-
крывают гетинаксовыми пластинами. Влагозащищен-
ность катушек достигается заливкой их эпоксидной
смолой.
Сердечник катушки набирают из трансформаторной
стали толщиной 0,35 мм, его размеры 30x35X400 мм.
Индуктивность катушки 7,2 Гн, сопротивление'посто-
янному току 85—90 Ом, добротность при частотах
75—275 Гц равна 10, масса катушки 5 кг. Катушку
подключают к схеме посредством штепсельного разъема.
7.5. Блок локомотивных приемников БЛПМ
Блок БЛПМ предназначен для приема, дешифрирова-
ния и усиления тока сигнальных частот и содержит два
селективных приемника, каждый из которых настроен
на прием тока определенной сигнальной частоты. За-
воды выпускают блоки четырех типов (табл. 7.1), ко-
торые применяют в системе АЛС метрополитенов и
Таблица 7.1
Тип блока Номинальная частота приемника, Гц Область применения
БЛПМ 23 123,5 (2) 175,5 (3) Многозначная и частотная системы АЛС
БЛПМ 47 223,5.(4) 375,0 (7) То же
БЛПМ 56 274,5 (5) 323,0 (6)
БЛПМ 41 223,6 (4) 75,0 (1) Частотная система АЛС
Примечания. 1. Блоки обозначены двузначной цифрой. Каждая цифра
показывает индекс (порядковый номер) частоты, иа которую настроен приемник.
Так, частота 75 Гц обозначена индексом 1, частота 325 ГД —индексом 2 и т. л-
Таким образом, в блоке БЛПМ 23 один приемник настроен иа частоту 125 Гц, а
другой — на частоту 225 Гц.
2. Во второй колонке в скобках указаны индексы частот локомотивных при-
мников.
е
262
многозначной системе АЛС магистральных железных
дорог.
В частотной системе АЛС—АРС метрополитена ис-
пользуют пять сигнальных частот. Локомотивные уст-
ройства содержат три типа блоков: БЛПМ 23, БЛПМ 41
и БЛПМ 56. В схеме локомотивных устройств входы
приемников соединены последовательно и подключены
к приемным катушкам (рис. 7.5).
Входной фильтр Ф типа Т выделяет сигнальную
частоту, на которую настроен данный приемник, и обес-
печивает необходимое затухание гармоник остальных
частот, которые могут поступать от приемных катушек
вместе с сигнальной частотой. Фильтр ФЛ состоит из
четырех LC-контуров, связанных между собой. Конту-
ры L2T2 С2 и L4T4 С4 с учетом взаимного влияния
контуров остальных блоков, включенных в схему при-
емных устройств и приемных катушек, настроены на
номинальную частоту приемника, а контуры L1T1 С1
и L3T3 СЗ — на частоты близлежащих гармоник часто-
ты 50 Гц, расположенных по обе стороны от номиналь-
ной частоты. Благодаря такой настройке фильтр Ф вы-
деляет полезный сигнал — номинальную частоту при-
емника — и обеспечивает подавление не менее чем
в 10 раз (20 дБ) близлежащих гармоник частоты 50 Гц,
расположенных по обе стороны от номинальной часто-
ты. Так, фильтр Ф1 приемника, настроенного на прием
сигнальной частоты 75 Гц, подавляет гармоники на
частотах 50 и 10 Гц. Фильтр Ф2 приемника, настроен-
ного на частоту 125 Гц, подавляет гармоники на часто-
тах 100 и 150 Гц, фильтр ФЗ подавляет гармоники на
частотах 150 и 200 Гц и т. д. Таким образом, на выходе
фильтра Ф1 — вторичной обмотке трансформатора Т4,
с которого подается сигнал на вход следующего струк-
турного узла усилителя, напряжение на номинальной
частоте и граничных частотах может быть показано
кривой (рис. 7.6). Полоса пропускания фильтров Ф
в зависимости от типа приемника от 9 до 19 Гц. Дан-
ные, характеризующие полосу пропускания и величину
затухания гармоник помехи, приведены в табл. 7.2.
Входной фильтр оформлен в виде отдельного функ-
ционального узла, включающего в себя индуктивности
и конденсаторы. Индуктивности контуров выполнены
на броневых сердечниках из высокодобротного тер.мо-
263
Рис. 7.5. Прннципиаль
стабильного материала с начальной магнитной прони-
цаемостью р,= 1500±300. Конденсаторы пленочного
типа К70-7. Для обеспечения стабильности всех пара-
метров фильтра в условиях вибрации, влажности и ко-
лебаний температуры окружающей среды все его эле-
менты заливают пенополиуретаном.
Промежуточный двухкаскадный усилитель усилива-
ет сигнал, поступающий с входного фильтра. Уровень
преобразованного сигнала должен быть достаточным
для срабатывания следующего структурного блока при-
емника — амплитудного ограничителя (порогового
устройства).
Первый каскад усилителя (см. рис. 7.5) выполнен
по схеме с общим эмиттером на транзисторе VT1 и ра-
ботает в линейном режиме, т. е. ток в коллекторной
цепи пропорционален току базы. Входом усилителя яв-
ляются база и цепь эмиттера VT1, которые подключа-
ют соответственно к зажимам 4 и 10 вторичной обмот-
264
ная схема блока БЛПМ
ки трансформатора Т4 (фильтр Ф). Рабочая точка
транзистора VT1 устанавливается делителем напряже-
ния, которым задается требуемый ток смещения на ба-
зу (делитель напряжения собран на резисторах Rl, R2,
R3, R4 и R5). Температурный дрейф рабочей точки
компенсируется благодаря применению терморезистора
R4.
Второй каскад, состоящий из транзистора VT2, явля-
ется эмиттерным повторителем транзистора VT1 и слу-
жит для согласования входа амплитудного ограничи-
теля с первым каскадом усилителя. Между выходом
эмиттерного повторителя и входом амплитудного огра-
ничителя включен конденсатор С2, который разделяет
два структурных блока по постоянному току и подает
на вход амплитудного ограничителя сигнал, преобра-
зованный промежуточным усилителем. Промежуточный
усилитель и другие структурные блоки приемника пи-
таются напряжением постоянного тока 12 В.
265
Рис. 7.6. Частотные характе-
ристики фильтров ФЛ1 (а) и
ФЛП1 (б), а также выходно-
го тракта ЛПМ1 локомотив-
ного приемника (в)
Штриховой линией показано на-
пряжение на номинальной и гра-
ничных частотах
В исходном положении,
когда на входе усилителя
отсутствует сигнал, транзи-
стор VT1 закрыт, а его
эмиттерный повторитель —
транзистор VT2 — открыт.
В результате на левой об-
кладке конденсатора С2,
подключенной к эмиттеру
VT2, потенциал выше, чем
на правой обкладке, к кото-
рой подключен вход ампли-
тудного ограничителя. Ког-
да на промежуточный уси-
литель поступает сигнал и
его полупериод с отрица-
тельным потенциалом появ-
ляется на базе транзистора
VT1, через переход эмит-
тер — база транзистора
VT1 протекает ток по цепи:
зажим 4 фильтра ФЛ; кас-
кад соединенных резисто-
ров R2, R3, R4, R5, рези-
стор R7, переход эмит-
тер — база VT1, зажим 5
.фильтра ФЛ. Транзистор
VT1 открывается и начина-
ет протекать коллекторный
ток по цепи: ПБ 12 В, рези-
стор R9, переход эмиттер—
коллектор VT1, резистор
R6, МБ 12 В. При наличии
резисторов R6, R7, R8, R9
открытие транзистора VT1
приводит к возрастанию по-
тенциала на базе транзисто-
ра VT2 н уменьшению тока на его переходе эмиттер—
коллектор. Вследствие этого на обкладках конденсато-
ра С2 перераспределяются потенциалы, что приводит
к формированию сигнала на обкладках конденсатора
С2, в результате чего на входе амплитудного ограничи-
теля формируется сигнал.
266
Таблица 7.2
Фильтр Номиналь- ная часто- та, Гц Граничные частоты, определяющие полосы пропускания Затухание гармоники по сравнению с сигналом номинальной частоты, не менее
Нижняя, ие более, Гц Верхняя, не менее, Гн
Ф1 75 72 81 10 раз (20 дБ) на частотах 50 и 100 Гц
Ф2 123,5 116 132 25 раз (28 дБ) на частоте 100 Гц и 80 раз (38 дБ) на ча- стоте 150 Гц
ФЗ 175,5 167 184 15 раз (23,5 дБ) на частоте 150 Гц и 40 раз (32 дБ) на частоте 200 Гц
Ф4 223,5 214 213 12 раз (21,5 дБ) на частоте 150 Гц и 40 раз (32 дБ) на ча- стоте 250 Гц
Ф5 274,5 265 284 11 раз (20,6 дБ) на частоте 250 Гц и 20 раз (26 дБ) на ча- стоте 300 Гц
Ф6 323 315 333 11 раз (20,5 дБ) на частотах 300 и 350 Гц
Амплитудный ограничитель представляет собой
триггер (транзисторы VT3 и VT4), собранный по сим-
метричной схеме с раздельным входом и выходом. Вхо-
дом амплитудного ограничителя является база транзи-
стора VT3, на которую подается сигнал с конденсатора
С2 промежуточного усилителя, а выходом — коллек-
торная цепь транзистора VT4, в которую подключен
следующий структурный блок приемника — промежу-
точный фильтр.
При отсутствии сигнала на приемнике амплитудный
ограничитель находится в исходном состоянии: транзи-
стор VT3 открыт, а транзистор VT4 закрыт.
Поступление сигнала на приемник (при соответст-
вующем полупериоде) закрывает транзистор VT3 вслед-
ствие появления на его базе положительного потенци-
ала от конденсатора С2. В результате прекращения
тока в коллекторной цепи транзистора VT3 на резисто-
рах RU, R14, R16 перераспределяются потенциалы, так
как на базе транзистора VT4 появляется отрицательный
потенциал, и он открывается. В коллекторную цепь
267
транзистора VT4 включен первый колебательный кон-
тур промежуточного фильтра. Появление коллекторно-
го тока транзистора VT4 является сигналом на входе
промежуточного фильтра. В течение следующего полу-
периода сигнала, поступающего на приемник, триггер
возвращается в исходное состояние, т. е. транзистор
VT3 открывается, а транзистор VT4 закрывается. При
наличии сигнала достаточного уровня триггер сраба-
тывает с частотой сигнала. Чувствительность ампли-
тудного ограничителя (триггера) устанавливается из
условия его срабатывания на граничных частотах поло-
сы пропускания при токе, в 1,41 раза превышающем ток
срабатывания на номинальной частоте. Благодаря вы-
сокому коэффициенту возврата триггера приемник при-
обретает релейные свойства с высоким коэффициентом
возврата (около 0,8).
Амплитудный ограничитель ограничивает уровень
сигнала, подаваемого на вход промежуточного фильтра,
чем достигается дополнительное подавление помех, и
устанавливает порог срабатывания приемника (чувст-
вительность приемника), выполняя роль порогового
устройства.
Для повышения стабильности порога срабатывания
триггера и чувствительности приемника в целом пита-
ющее напряжение входного усилителя и триггера ста-
билизируется стабилитроном VD и резистором R7.
Промежуточный фильтр ФП представляет собой си-
стему двух резонансных контуров с индуктивной свя-
зью. Первый контур образован катушкой трансформа-
тора Т5, катушкой первичной обмотки трансформатора
Тб и конденсатором С5. Второй контур состоит из ка-
тушки вторичной обмотки трансформатора Тб и конден-
сатора С6. Оба контура настроены на номинальную ча-
стоту приемника для получения полного резонанса во
втором колебательном контуре. Промежуточный фильтр
выделяет номинальный сигнал приемника сравнитель-
но неширокой полосы, чем достигается дополнительное
надежное подавление сигналов помех. Фильтр ФП на-
гружен на вход выходного усилителя. Частоты настрой-
ки контуров промежуточного фильтра и ширина про-
пускания приведены в табл. 7.3.
Выходной усилитель ВУ усиливает сигнал до уров-
ня, необходимого для срабатывания исполнительных
268
Таблица 7.3
Фильтр Частота настройки, ±1 Гц Ширина полосы пропускания контура, замеренная иа уровне 0,7 от максимального сигнала, Гц
контура Т5С5 контура Т6С6
ФПГ 74,0 74,0 9-12
ФП2 122,0 122,0 9-12
ФПЗ 174,0 174,0 9-12
ФП4 222,0 222,0 9-12
ФП5 273,0 273,0 9-13
ФП6 322,0 322,0 9-12
реле. Выходной усилитель двухкаскадный. Первый
каскад — транзистор VT5 — собран по схеме с общим
коллектором, а второй (резонансный) — транзистор
VT6 — собран по схеме с общим эмиттером. Связь ме-
жду каскадами непосредственная. Входом усилителя
является база транзистора VT5, на которую поступает
сигнал от колебательного контура, образованного тран-
сформатором Тб и конденсатором С6 и настроенного
в резонанс на номинальную частоту приемника. Вслед-
ствие подключения базы VT5 к среднему выводу тран-
сформатора Тб, а эмиттера — к крайним выводам
трансформатора Тб транзистор VT5 усиливает оба по-
лупериода сигнала. Дальше сигнал усиливает второй
каскад. Нагрузкой выходного каскада являются испол-
нительные реле, включенные через выходной фильтр
ФВ, индуктивно связанный с коллекторной цепью тран-
зистора VT6. При поступлении на усилитель сигнала,
имеющего частоту в диапазоне полосы пропускания
приемника, ток выходного каскада оказывается доста-
точным для обеспечения срабатывания исполнительных
реле. Отклонение частоты сигнала от граничных значе-
ний уменьшает входной сигнал (за счет затухания, вно-
симого промежуточным фильтром ФЛП). Кроме того,
выходной фильтр ФВ воздействует на выходной тракт
усилителя. В коллекторной цепи транзистора VT6 по-
вышается индуктивное сопротивление, возрастает доб-
ротность контура Т1С1 и сигнал на исполнительных
реле резко падает. Таким образом, в случае поступле-
ния сигнала с частотой, выходящей за пределы поло-
сы пропускания приемника, элементы приемника вносят
269
затухание и снижают выходной сигнал до такого уров-
ня, при котором исполнительные реле не срабатывают.
Выходной фильтр ФВ защищает исполнительные
реле (надежное непритяжение или отпускание якоря)
при повреждениях элементов схемы приемника, нали-
чии пульсации питающего напряжения и попадании
в выходной тракт частот близлежащих гармоник сети.
Фильтр ФВ состоит из трансформатора Т1 и конденса-
тора С1. Катушка первичной обмотки трансформатора
Т1 включена в коллекторную цепь транзистора VT6, а
катушка вторичной обмотки с конденсатором С1 обра-
зует контур, настроенный в резонанс на номинальную
частоту приемника. Индуктивность катушек можно ре-
гулировать подвижной частью сердечника. При поступ-
лении в выходной тракт сигнала частотой в пределах
полосы пропускания приемника фильтр ФВ может ока-
зать влияние на затухание сигнала в пределах допу-
стимых значений, т.е. при частотах, соответствующих
граничным значениям полосы пропускания. Уровень
сигнала на исполнительных реле не должен снижаться
более чем на 30%.
7.6. Блок измерения скорости БИС-200А
Блоком БИС-200А измеряется фактическая скорость
поезда в диапазоне от 5 до 100 км/ч. Фактическая
скорость оценивается в блоке измерения скорости по
частоте переменного тока, поступающего от датчика
скорости (тахогенератора) ДС-1. Датчик скорости на-
ходится на специальной крышке буксы и сцепляется
с осью колесной пары. Частота переменного тока, вы-
рабатываемого датчиком ДС-1, пропорциональна часто-
те вращения оси колесной пары и, следовательно, ско-
рости поезда. Фактическая скорость преобразуется в
частоту выходного сигнала датчиком ДС-1 с коэффици-
ентом 5,5 Гц/км/ч. Этот коэффициент определяется
диаметром бандажей колесной пары и числом зубцов
на диске в датчике ДС-1, перекрывающих полюсы по-
стоянных магнитов и катушек статора. Для того чтобы
коэффициент преобразования был постоянным при из-
менении диаметра колесных пар (уменьшение износа
во время эксплуатации или увеличение при установке
270
Рис. 7.7. Приципиальная схема двухкаскадного усилителя блока
БИС-200А
новой колесной нары), предусмотрен комплект сменных
дисков с различным числом зубцов, которые крепят к
ротору датчика ДС-1 в зависимости от диаметра бан-
дажа колесной пары. Блок измерения скорости состоит
из усилителя, полосовых фильтров и электромагнитных
реле, фиксирующих скорость (скоростные реле). Си-
гнал, поступающий с датчика ДС-1, усиливается двух-
каскадным усилителем (рис. 7.7), собранным на тран-
зисторах с трансформаторным выходом. Коллекторы
выходных транзисторов (VT3, VT4) подключены к вы-
водам 2, 10 трансформатора ТЗ, куда подсоединены
два демпфирующих контура R.5, C1VD1 и R.6, C2VD2.
Они ограничивают пиковые импульсы напряжения, ко-
торые образуются на выходном трансформаторе в мо-
мент закрывания транзисторов. Мощность сигнала в
усилителе повышается до уровня (около 4—5 В-А),
обеспечиваюшето нормальную работу скоростных реле
на выходе. Напряжение с выходного трансформатора
подается на все фильтры, при этом один вывод транс-
форматора является общим для всех цепей. Для под-
бора требуемого напряжения выходной трансформа-
тор секционирован с устройством промежуточных вы-
водов.
271
В блоках БИС-200А, применяемых на метрополите-
не (рис. 7.8), использовано девять полосовых фильтров,
каждый из которых представляет собой систему из
двух связанных резонансных контуров. Первый контур
состоит из последовательно соединенных конденсатора
С1 и трансформатора Т1 (фильтр 1), второй — конден-
сатора С2 и трансформатора Т2. Часть витков транс-
форматора второго контура, заключенных между выво-
дами 6-4 Т2, входит также в первый контур. Эти вит-
ки определяют коэффициент связи между контура-
ми и, следовательно, ширину полосы пропускания
фильтра.
Для обеспечения полного резонанса каждый контур
в отдельности настраивается на одну и ту же резонанс-
ную частоту. Скоростные реле подключаются ко вто-
рому контуру через два выпрямительных клапана. С их
помощью осуществляется двухполупериодное выпрям-
ление переменного тока.
Основные электрические параметры блока измере-
ния скорости приведены в табл. 7.4. Частотные харак-
Рис. 7.8. Схема включения блоков фильтров
272
17*
Таблица 7.4
Ступень измеряемой скорости, км/ч Характеристики
фильтр ' Резонанс- ная частота фильтра, Га Реле на вы- ходе фильтре 1 Граничные частоты фильтра, Гц Скорости, соответствую- щие граничным частотам фильтра (по отпусканию якоря), км/ч
по притя- жению якоря реле по отпуска- нию якоря реле
5,5- 11,5 Ф1 45,5 Р1 28-63 19-77 3,5-14,0
10- 21 ;5 Ф2 86,5 Р2 55-118 45-141 8,2-25,7
20- 31,5 ФЗ 141,5 РЗ 110-173 97-196 17,6-35,7
30- 41,5 Ф4 197,0 Р4 165-228 152-251 27,6-45,7
40- 51,5 Ф5 252,0 Р5 220-283 207-306 37,6-55,7
50- 61,5 Ф6 306,5 Р6 275-338 260-361 47,3-65,7
60- 71,5 Ф7 361,5 Р7 330-393 312-416 56,7-76,7
70- 81,5 Ф8 416,5 Р8 385-448 367-471 66,7-85,7
80-101,5 Ф10 499,5 РЮ 550-668 410-596 74,5-108,4
теристики фильтров выбраны таким образом, что на
границах ступеней контролируемой скорости частотные
полосы несколько перекрываются. В результате при из-
менении скорости сначала возбуждается скоростное
реле следующей ступени скорости, а затем обесточива-
ется реле предыдущей ступени скорости. Этим гаран-
тируется возбужденное состояние хотя бы одного из
скоростных реле при движении поезда. Полоса возбу-
жденного состояния скоростных реле расширяется так-
же на 25—50 Гц за счет коэффициента возврата реле.
Напряжение срабатывания реле 5,5—7,8 В, а коэффи-
циент возврата не менее 0,35.
При стоянке поезда датчик ДС-1 не вырабатывает
сигнала и скоростные реле не возбуждены. Для сохра-
нения работоспособности схемы взамен скоростных ре-
ле предусмотрено реле остановки РО. После снижения
скорости поезда ниже 10 км/ч возбуждается скоростное
реле самой низкой ступени скорости Р1 и через его
фронтовые контакты с проверкой обесточенного состо-
яния всех остальных скоростных реле (тыловые кон-
такты реле Р2—РЮ) и пулевого положения рукоятки
контроллера машиниста притягивает якорь реле РО.
Это реле находится под током в течение всего времени
стоянки поезда и, таким образом, имитирует нулевую
скорость. Цепь реле РО размыкается при трогании по-
18—1064 273
езда контактами реле, контролирующими нулевое по-
ложение рукоятки контроллера машиниста. Однако
якорь реле продолжает оставаться в верхнем положе-
нии в течение 4—5 с за счет энергии конденсатора,
включенного параллельно обмотке реле. За это время
скорость поезда должна достигнуть не менее 5 км/ч,
чтобы возбудилось скоростное реле Р1, которое фрон-
товыми контактами замкнет цепь питания реле конт-
роля скорости. Схема реле РО рассматривается особо,
как и другие основные функциональные схемы поезд-
ной аппаратуры АЛС—АРС, в которых участвуют так-
же и контакты скоростных реле блоков измерения ско-
рости БИС-200А.
Помимо фиксации фактической скорости поезда ско-
ростными реле, блок измерения скорости обеспечивает
непрерывную подачу сигнала на указатель скорости
в кабине машиниста. В качестве указателя скорости
используют микроамперметр постоянного тока, шкала
которого отградуирована в единицах скорости. Указа-
тель скорости подключают к выходному трансформа-
тору усилителя через специальную схему, преобра-
зующую переменный ток в напряжение постоянного
тока.
На выходном трансформаторе усилителя предусмот-
рены также специальные зажимы для регистрирующего
устройства, обеспечивающего запись на лепте скоросте-
мера фактической скорости движения.
Блок измерения скорости устойчиво работает при
изменении температуры окружающего воздуха от —20
до +50 °C, относительной влажности его до 80%.
В комплект поездной аппаратуры АЛС—АРС входят
два блока БИС-200А, каждый из которых работает от
самостоятельного датчика ДС-1, установленных на обе-
их колесных парах первой тележки. Дублирование дат-
чика ДС-1 предусмотрено для получения достоверной
информации о фактической скорости поезда с учетом
возможного заклинивания одной из колесных пар. Кон-
такты, скоростных реле обоих блоков БИС-200А вклю-
чают в функциональные схемы последовательно. Блок
БИС-200А питается постоянным током напряжением
12 и 50 В для питания реле РО. Мощность, потребляе-
мая измерителем скорости, не превышает 5 Вт.
274
7.7. Сигнальный блок БСМ и блок управления БУМ
Сигнальный блок БСМ представляет собой релейный
блок (рис. 7,9), в котором имеются реле, выполняющие
контрольно-сигнальные функции, а также формирую-
щие команды на торможение поезда или невмешатель-
ства в процесс движения. Главное реле ГЭ контроли-
рует включение устройств АЛС—АРС на подвижном
составе. Через контакт реле ГЭ питание подается на
поездную аппаратуру АЛС—АРС. Сигнальными реле
СИР1—СИР5 контролируется ступень допустимой ско-
рости. Реле СИР возбуждаются по цепям, проходящим
через исполнительные реле Pl, Р2 приемника БЛПМ.
Каждой ступени допустимой скорости соответствует
свое реле СИР, включая ступень нулевой скорости (за-
прещение движения). Наивысшая ступень скорости
контролируется сигнальным реле, имеющим наимень-
ший порядковый номер СИР1. Прием локомотивными
устройствами сигнала, запрещающего движение
(275 Гц), фиксируется возбуждением реле СИР5.
Реле соответствия CPI, СР2 проверяют соответствие
положения сигнального реле фактическому значению
сигнала, поступающего на приемник. В качестве реле
СР использованы реле второго класса надежности, по-
этому их применено два. В схемах контакты реле СР
включают последовательно для обеспечения достовер-
ности информации. Сигнальные реле СИР и реле соот-
ветствия СР включают сигнальные лампы на пульте
машиниста о допустимой скорости движения. Реле
сравнения фактической и допустимой скорости КСР1,
КСР2 находятся под током, когда фактическая скорость
поезда не превышает допустимую. В случае превыше-
ния допустимой скорости реле КСР обесточиваются.
Реле контроля нулевого положения контроллера КРО
притягивает якорь при нахождении контроллера маши-
ниста в нулевом положении. Реле контроля ходового
положения контроллера КРХ возбуждается при нали-
чии напряжения в цепях управления двигателями. Реле
контроля сборки вагона в режиме торможения КРТ
встает под ток при наличии напряжения в проводах
тормозной цепи. Реле БР1, БР2 контролируют нажатое
положение кнопки бдительности. Реле ПР1 является
18*
275
Рис. 7.9. Схема блока БСМ
Рис. 7.10. Схема блока БУМ
повторителем скоростного реле Р1 блоков измерителя
скорости, контролирующих скорость поезда в диапазо-
не от 5 до 10 км/ч.
В блоке БСМ применены электромагнитные реле
второго класса надежности. Контроль правильности их
срабатывания и обеспечение достоверности созда-
ваемой ими информации достигаются схемным реше-
нием.
В блоке БСМ реле питаются постоянным током на-
пряжением 75 В от вагонной аккумуляторной батареи.
Блок устанавливают на стативе АЛС—АРС и подклю-
чают к схеме штепсельными разъемами.
Блок управления БУМ представляет собой блок ис-
полнительных реле (рис. 7.10). Имеются реле, которые
подготавливают цепи в схемах управления поез-
дом для возможности машинисту реализовать режим
«Ход».
Эти реле возбуждаются с проверкой непревышения
фактической скорости допустимого значения и нахож-
дения контроллера в нулевом положении. Другая груп-
па реле коммутирует электрические цепи по приведе-
нию в действие тормозных средств в случае превыше-
ния фактической скорости допустимого значения или
появления сигнала, запрещающего движение. В блоке
БУМ имеются: реле управления включением двигате-
лей РУВД; реле ручного торможения РБ (эти реле
позволяют машинисту включать двигатели в режим
«Ход», осуществлять ручное или автоматическое тор-
можение, если фактическая скорость поезда находится
в пределах допустимых значений; реле торможения ТР
коммутирует цепи по разбору вагонной схемы с режи-
ма «Ход» и возбуждению приборов, включающих тор-
мозные средства; реле ЭК удерживает катушку элек-
тропневмэтического клапана ЭПК под током в течение
заданного времени (времени проверки эффективности
действия тормозов); реле вентиля замещения РВ31;
реле электродинамического тормоза РЭТ; реле включе-
ния торможения РВТ1 — РВТ5; реле РЭТ, РВТ1 —
РВТ4 включают электродинамический тормоз, а реле
РВ31 и РВТ5 включают электропневматический тор-
моз; реле РИПП исключает повторное возбуждение
реле ЭК при срабатывании ЭПК.
278
7.8. Схемы включения исполнительных реле
Схема включения сигнальных реле СИР1—СИР5 и реле
соответствия CPI, СР2 (рис. 7.11). Сигнальные реле
контролируют сигнал, поступающий на локомотивный
приемник, о допустимой скорости движения. Сигнал с
наименьшей частотой (75 Гц) контролируется сигналь-
ным реле с наименьшим порядковым номером СИР1,
сигнал с наибольшей частотой (275 Гц) — соответст-
венно сигнальным реле с наибольшим порядковым но-
мером СИР5. Сигнальные реле включаются контакта-
ми исполнительных Pl, Р2 и контрольных РЗ реле бло-
ков БЛПМ, которыми фиксируется прием из рельсовой
линии сигнала соответствующей частоты. Цифры иа
схеме под контактами реле Р1—РЗ означают индекс
приемного канала, к которому относятся эти реле.
Реле соответствия СР проверяют соответствие поло-
жения сигнальных реле фактическому сигналу, посту-
пающему на локомотивный приемник из рельсовой
цепи.
На схеме показано положение приборов, когда уст-
ройства АЛС—АРС отключены и главное реле ГЭ,
279
включающее питание на поездные устройства
АЛС’—АРС, также обесточено.
При включении устройств АЛС—АРС на локомоти-
ве возбуждается реле ГЭ и через его притянутый кон-
такт в схему подается питание. При отсутствии в рель-
совой цепи частотного сигнала контрольные реле РЗ в
локомотивных приемниках находятся под током, а ис-
полнительные реле Pl, Р2 обесточены. Через замкнутые
фронтовые контакты реле РЗ и через замкнутые тыло-
вые контакты реле СИР1—СИР5 притянут якорь реле
соответствия CPI, СР2. Возбуждение реле CPI, СР2
через тыловые контакты реле СИР подтверждает, что
все сигнальные реле СИР1—СИР5 без тока и их осе-
вые контакты находятся в нижнем положении, что со-
ответствует отсутствию в рельсовой цепи частотного
сигнала. Если бы осевой контакт какого-либо реле СИР
остался в верхнем положении по неисправности, то реле
CPI, СР2 не возбудились бы, что привело бы к сбою в
работе устройств.
Допустим, что в рельсовую цепь подается сигнал
частотой 75 Гц. В первом приемнике блока БЛПМ
возбуждаются исполнительные реле Pl, Р2 и обесто-
чивается контрольное реле РЗ. Сигнальное реле СИР1
встанет под ток по цепи: ПБ, фронтовой контакт реле
ГЭ, тыловой контакт реле РЗ приемного канала 1, фрон-
товые контакты реле Pl, Р2 (1), тыловые контакты
реле СР2, СР1, обмотка реле СИР1, МБ. Реле СИР1
притянет якорь и его осевые контакты замыкаются с
фронтовыми. Возбуждается реле соответствия по цепи:
ПБ, фронтовой контакт реле ГЭ, тыловой контакт реле
Р3(1), фронтовые контакты Р1, Р2(1), фронтовой кон-
такт СИР1, обмотки реле CPI, СР2, МБ. После возбу-
ждения реле CPI, СР2, контакты СР1 переключают пи-
тание реле СИР1 по цепи самоблокировки: ПБ, собст-
венный фронтовой контакт СИР1, фронтовой контакт
СР1, обмотки реле СИР1, МБ. Реле СИР1 остается
под током в течение всего времени поступления на ло-
комотивный приемник сигнала частотой 75 Гц. Реле
СИР имеет замедление на отпускание примерно 0,05 с
за счет резистора R4 и диода V, подключенных парал-
лельно обмотке реле. Это замедление необходимо для
удержания якоря реле в верхнем положении во время
перелета контакта реле СР.
280
Рис. 7.12. Схема включения реле сравнения скоростей
Реле CPI, СР2 также находятся под током в тече-
ние всего времени поступления на локомотивный при-
емник сигнала неизменной частоты. При смене в рель-
совой цепи частотного сигнала цепь питания реле
CPI, СР2 отключается контактами реле Pl, Р2 и РЗ
блока БЛПМ. Реле CPI, СР2 вновь возбудятся через
контакты другого сигнального реле и контакты испол-
нительных реле приемного канала блока БЛПМ, фикси-
рующих прием нового частотного сигнала.
Реле CPI, СР2 имеют замедление на отпускание
порядка 0,4—0,6 с благодаря 7?С-цепочке, подключен-
ной параллельно катушке реле. Это замедление необхо-
димо для удержания якоря реле в верхнем положении
при кратковременном пропадании сигнала, например
при переходе «мертвой зоны» у изолирующих стыков.
Схема сравнения скоростей. Фактическая скорость
поезда непрерывно сравнивается с допустимой. Это де-
лается для того, чтобы в случае превышения фактиче-
ской скорости привести ее в соответствие с допустимой
путем автоматического служебного торможения поезда
от воздействия аппаратуры АЛС—АРС. Скорости срав-
ниваются реле КСР1 и К.СР2, включенными в схеме
последовательно (рис. 7.12). Реле находятся под током,
когда фактическая скорость не превышает допустимую,
и, наоборот, обесточиваются, когда фактическая ско-
рость превышает допустимую. В схеме реле КСР вклю-
281
чены контакты сигнальных реле СИР, которыми опре-
деляются ступень допустимой скорости движения, и
контакты реле РО—РЮ, которыми фиксируется фак-
тическая скорость поезда. Реле КСР1 и КСР2 возбуж-
даются только при согласованном положении всех ре-
ле, контролирующих фактическую и допустимую скоро-
сти, относящихся к определенной ступени скорости.
В схеме реле ДСР предусмотрен контроль правильно-
сти срабатывания «скоростных» реле обоих блоков
БИС (отсутствие залипания). При приеме сигнала ча-
стотой 225 Гц в случае, когда скорость движения на-
ходится в пределах допустимой, под током находятся
реле CPI, СР2, СИР4, Р4. Реле ДСР получают питание
по цепи: ПБ, фронтовые контакты реле ГЭ, CPI, СР2,
обмотка реле ДСР1, тыловой Р1, фронтовой Р4 (1БИС),
тыловой Р1, фронтовой Р4 (ИБИС), тыловые РЮ, Р8,
Р7, Р6, Р5 (обоих БИС), фронтовой СИР4, нормально
замкнутый контакт кнопки бдительности БД, фронто-
вые РНТ1, РНТ, тыловые БР2, обмотка реле ДСР2,
МБ. Если фактическая скорость превысила бы допу-
стимую 40 км/ч, то в блоках БИС возбудились бы реле
Р с большим индексом, чем реле Р4, и цепь реле ДСР
оказалась бы разомкнутой контактом соответствующе-
го реле Р5—Р8.
При приеме сигнала-частотой 175 Гц и фактической
скорости движения в пределах допустимой под током
находятся реле CPI, СР2, СИРЗ, Р6. Реле ДСР полу-
чает питание по цепи: ПБ, фронтовые контакты реле
ГЭ, CPI, СР2, обмотка реле ДСР1, фронтовой контакт
Р6, тыловой Р8, (1БИС), фронтовой Р6, тыловой Р5
(ИБИС), тыловые РЮ, Р8, Р7 (обоих БИС), фронто-
вой контакт реле СИРЗ, нормально замкнутый контакт
кнопки бдительности БД, фронтовые РНТ1, РНТ, ты-
ловые БР2, обмотка реле ДСР2, МБ.
При приеме сигналов на частотах 125 и 75 Гц реле
ДСР возбуждается с проверкой допустимой и факти-
ческой скорости фронтовыми контактами реле СИР2,
Р7 и СИР1, Р8 и контролем отпустившего положения
якорей скоростных реле Р более высоких значений ско-
рости (с помощью их тыловых контактов).
Отсутствие залипания якорей реле проверяется сле-
дующим образом. Допустим, скорость поезда равна
нулю и все скоростные реле обесточены. При трогании
282
поезда на короткое время возбуждается реле РО, за-
тем по мере увеличения скорости возбуждается реле
Р1 и т. д. Предположим, что при скорости более
10 км/ч якорь реле Р1 остался притянутым. Реле КСР
будут питаться по цепи, проходящей по ветвям, состав-
ленным следующими скоростными реле: фронтовой
РО — тыловой Р2; фронтовой Р1 — тыловой Р4, а реле
РО обесточивается; фронтовой Р2 — тыловой РО; реле
Р1 обесточивается, но якорь его остается в верхнем по-
ложении; фронтовой РЗ — тыловой Р5, обесточивается
реле Р2; фронтовой Р4 — тыловой Р1. Цепь КСР об-
рывается, так как якорь реле Р1 остался в верхнем по-
ложении с замкнутыми фронтовыми контактами. Таким
образом, при достижении скорости 30 км/ч реле КСР
обесточивается и происходит включение схемы на тор-
моз. Аналогично цепь контроля прерывает питание реле
КСР при залипании любого скоростного реле.
В цепь КСР включены контакты и других приборов,
которые выполняют следующие зависимости: нормаль-
но замкнутым контактом кнопки бдительности БД
контролируется отсутствие его запавшего положения;
контакты реле РНТ и РНТ1 размыкают цепь реле КСР
после начавшегося торможения поезда. Цепь реле КСР
восстанавливается контактами реле РНТ и РНТ1 после
кратковременного нажатия машинистом кнопки бди-
тельности, чем подтверждается его способность к веде-
нию поезда; контакты реле бдительности БР замыкают
цепь реле КСР при нажатой кнопке бдительности БД
для возможности, движения поезда со скоростью не бо-
лее 20 км/ч в случае приема сигнала, запрещающего
движение, или в случае отсутствия сигнальной частоты.
При сигнале, запрещающем движение, участвует кон-
такт реле БР1, при отсутствии частоты — контакт реле
БР2.
Реле КСР имеют замедление на отпускание около
0,25 с, необходимое для удержания якоря в верхнем
положении в момент переключения контактов сигналь-
ных и скоростных реле, которое происходит при смене
сигнала в рельсовой цепи или фактической скорости
поезда.
Схема включения реле, подготавливающих цепи для
управления поезда машинистом. Устройства АЛС—АРС
ие оказывают возмущающего влияния на процесс уп-
283
Рис. 7.13. Схема включения реле РВД, РУВД, РВЗ]
равления поездом в случае, когда фактическая ско-
рость не превышает допустимого значения и нет огра-
ничения для движения по условиям безопасности. Ап-
паратура АЛС—АРС подготавливает цепи электриче-
ских приборов, посредством которых машинист может
реализовать режим «Ход», т. е. вести поезд с включен-
ными тяговыми двигателями. Цепи приборов управле-
ния в силовой схеме вагона подготавливаются с по-
мощью реле включения двигателей РВД1, РВД2 и реле
управления включения двигателей РУВД (рис. 7.13).
Реле РВД и РУВД притягивают якоря, если фактиче-
ская скорость не превышает допустимого значения и
контроллер машиниста находится в нулевом положе-
нии. Реле РВД возбуждаются через фронтовые контак-
ты РУВД. Реле РУВД возбуждается по цепи: ПБ,
фронтовые контакты реле ГЭ, КСР, фронтовые КРО,
обмотка реле РУВД, МБ.
После возбуждения реле РУВД оно получает пита-
ние через собственный фронтовой контакт, которым
шунтируется контакт реле КРО, размыкающийся при
выводе контроллера машиниста из нулевого положения.
Фронтовые контакты реле РУВД замыкают цепь
в схеме реле РВД, которые получают питание по цепи:
ПБ, фронтовые контакты реле ГЭ, КСР, фронтовой КРТ,
фронтовой РУВД, обмотка реле РВД1 и РВД2, МБ.
По цепи, общей с реле РУВД, проходящей после кон-
тактов реле КСР, получают питание реле РБ и РВДЗ.
284
Фронтовые контакты реле РВД подключают к со-
ответствующим кулачкам контроллера приборы управ-
ления тяговыми двигателями в режиме «Ход», а к ку-
лачкам контроллера машиниста режима «Тормоз» по-
средством контактов реле РБ подключаются приборы,
управляющие тормозными средствами.
Таким образом, если фактическая скорость не пре-
вышает допустимую, машинист может включить двига-
тели в режим «Ход», осуществлять ручное и автома-
тическое торможение по своему усмотрению.
Схема включения реле, формирующих команду на
автоматическое служебное торможение. Команда на
автоматическое служебное торможение с использова-
нием электрических тормозов формируется с помощью
реле торможения ТР (рис. 7.14). Нормально реле ТР
находится под током и получает питание по цепи: ПБ,
фронтовые контакты реле КСР1, КСР2, обмотка реле
ТР, МБ. Параллельно обмотке реле ТР подключена
7?С-цепочка, которая создает замедление на отпуска-
ние якоря реле 0,15 с, необходимое для разбора ва-
гонной схемы с режима «Ход». Реле ТР имеет повто-
ритель реле ПТР, который получает питание через
фронтовой контакт реле ТР. За счет /?С-цспочки, вклю-
ченной параллельно катушке,
ление на отпускание якоря 2,
замедления реле ТР и ПТР
объясняется тем, что реле
ТР создает цепи питания
для приборов, включающих
электродинамический тор-
моз, а реле ПТР — для при-
боров, включающих элект-
ропневматический тормоз
для замещения электроди-
намического при его отказе.
В случае превышения до-
пустимой скорости обесто-
чиваются реле ДСР и фрон-
товыми контактами разры-
вают цепи питания реле
РВД, РУВД и ТР, ЭК. При
отпускании якоря реле ТР
через его тыловые контакты
реле ПТР имеет замед-
с. Отличие во времени
Рис. 7.14. Схема включения ре-
ле для автоматического слу-
жебного торможения
285
ПБ
Рнс. 7.15. Схема реле начала торможения
получают питание реле электродинамического тормоза
РЭТ и реле включения торможения РВТ1, РВТ4.
После обесточивания реле ТР через 2,4 с отпускает
якорь реле ПТР и его тыловые контакты создают цепь
для возбуждения реле РВТ5.
Реле. РЭТ, РВТ1, —, РВТ4 включают приборы, уп-
равляющие электродинамическим тормозом, а реле
РВТ5 — приборы, которыми приводится в действие элек-
тропневматический тормоз в случае отказа электроди-
намического.
Схема формирования команды на торможение поез-
да. В случаях когда обесточиваются реле КСР и ТР,
тыловыми контактами которых включаются цепи при-
боров, управляющих тормозными средствами, и начи-
нается автоматическое торможение поезда. Если при
начавшемся торможении машинист нажатием на кноп-
ку бдительности не подтвердит способность к управле-
нию поездом, то торможение происходит до полной ос-
тановки поезда. Можно было бы построить схему реле
КСР таким образом, чтобы оно вновь возбудилось, как
только скорость поезда в результате начавшегося тор-
можения снизится и не будет превышать допустимую.
Реле КСР оказало бы воздействие на соответствующие
приборы для автоматической отмены торможения. Од-
нако было признано целесообразным торможение от-
менять только после нажатия машинистом кнопки бди-
тельности, чем будет подтверждена его способность к
управлению поездом. Для выполнения этой зависимо-
сти предусмотрена схема реле начала торможения
РНТ, РНТ1 (рис. 7.15). Нормально реле РНТ и РНТ1
находятся под током через фронтовые контакты реле
КСР1, КСР2 и собственные фронтовые контакты.
286
При превышении фактической скорости контактами
реле КСР разрывается цепь реле РНТ и РНТ1, кото-
рые, обесточиваясь, размыкают цепь реле КСР1, КСР2.
После начавшегося торможения реле КРТ возбужда-
ется и замыкает фронтовые контакты в цепи реле РНТ
и РНТ1, шунтируя контакты реле КСР1, КСР2. Если
в этот момент машинист нажмет кнопку бдительности
и кратковременно возбудит реле БР1 и БР2, этого бу-
дет достаточно, чтобы реле РНТ и РНТ1 притянули
якоря. Реле РНТ и РНТ1, возбудившись, получают
питание через собственные фронтовые контакты и кон-
такты реле КРТ. Фронтовыми контактами реле РНТ
и РНТ1 подготавливается цепь для реле КСР, которые
возбудятся, как только фактическая скорость будет при-
ведена в соответствие с допустимой. После возбужде-
ния реле КСР их фронтовыми контактами замыкается
цепь реле РНТ и РНТ1, чем непрерывно обеспечивается
цепь питания, так как после отмены торможения реле
КРТ обесточивается.
Схема включения реле остановки. Реле остановки
РО фиксирует остановку поезда. Оно возбуждается
в момент, когда скорость поезда не превышает 10 км/ч,
управление поездом отключено от режима «Ход» и
контроллер машиниста находится в нулевом положе-
нии или в положении «Тормоз». Для этого в цепь воз-
буждения реле РО (рис. 7.16) параллельно включены
фронтовые контакты реле КРО и реле КРТ, тыловой
контакт реле КРХ, тыловые контакты скоростных реле
обоих блоков БИС; Р2—РЮ — косвенный контроль
того, что фактическая скорость в диапазоне от 10 км/ч
Рис. 7.16. Схема включения реле остановки
287
до максимального значения не зафиксирована, фрон-
товой контакт реле Р1, контролирующий фактическую
скорость до 10 км/ч; обмотка реле РО. Когда скорость
поезда становится меньше 3,5 км/ч, скоростное реле
Р1 обесточивается и размыкает контакт в цепи реле
РО. Однако питание реле РО сохраняется через его
собственный контакт, и по этой цепи реле продолжает
оставаться под током во время стоянки поезда. Реле
РО имеет замедление на отпускание якоря в течение
6—7 с за счет энергии конденсатора С, который под-
ключается параллельно обмотке реле собственным фрон-
товым контактом и тыловым контактом реле Р1.
При электрическом торможении, когда скорость по-
езда снижается и становится менее 10 км/ч, эффектив-
ность действия электрического тормоза ослабевает и
поезд останавливается в заданной точке пневматиче-
ским тормозом, который приводится в действие венти-
лем 1. Эту особенность и использовали для исключе-
ния возможности скатывания назад поезда, останов-
ленного устройствами АРС на подъеме, в момент
автоматического отпускания тормозов от воздействия по-
ступившего сигнала АЛС—АРС, разрешающего движе-
ние. Помимо приборов вагонной схемы, управление вен-
тилем 1 осуществляется приборами блока БУМ и реле
РВ31 (см. рис. 7.13).
Реле возбуждается через фронтовые контакты реле
РО и тыловые контакты повторителя реле Р1, т. е.
когда скорость поезда снижается до 3,5 км/ч. Через
фронтовой контакт реле РВ31 получает питание вен-
тиль 1. При стоянке поезда вентиль 1 продолжает ос-
таваться под током через контакт реле РВ31 и удер-
живает поезд в заторможенном состоянии. Возмож-
ность автоматического отпуска тормозов при этом ис-
ключена. Тормоза отпускаются только после того, как
машинист поставит рукоятку контроллера в ходовое
положение, при котором возбуждается реле К.РХ, от-
пускает якорь реле РВ31, а затем размыкается цепь
питания вентиля 1.
В схему реле РВ31 включен тыловой контакт реле
БР2, которым обесточивается реле РВ31, и, следова-
тельно, выключает вентиль 1 для возможности движения
поезда с малой скоростью при нажатой кнопке бди-
тельности.
288
18*
Рис. 7.17. Схема включения реле ЭК
При включении на поезде устройств АРС реле РО
возбуждается по цепи: ПБ, тыловой контакт реле ГЭ,
диод V2, обмотка реле РО, МБ. Реле РО, притягивая
якорь, создает цепь питания через собственный контакт,
так как первоначальная цепь возбуждения размыкает-
ся после окончания выдержки реле ГЭ на притяжение
якоря. Срабатывание реле РО обусловливает возбуж-
дение реле РВ31 и вентиля 1.
Схема включения реле ЭК. Реле ЭК (рис. 7.17) при-
водит в действие электропневматический клапан ЭПК
для экстренного торможения пневматическим тормозом
в случае неэффективности на поезде служебного элект-
рического тормоза или одновременного отказа электри-
ческого и электропневматического тормозов. В качестве
реле ЭК использованы два реле, включенные парал-
лельно, которые нормально находятся под током, и че-
рез их фронтовые контакты получает питание удержи-
вающая катушка ЭПК. Когда фактическая скорость по-
езда превышает допустимую, реле КСР обесточиваются
и выдают команду на автоматическое служебное тормо-
жение и одновременно разрывают цепь питания реле
ЭК. Якорь реле ЭК остается притянутым за счет энер-
гии конденсатора, включенного параллельно обмотке
реле. Время замедления реле ЭК на отпускание опре-
деляется временем, необходимым для проверки эффек-
19-1064 289
тивности электрического торможения. Если в течение
установленного времени на каждом вагоне будет про-
исходить электрическое торможение с достаточной эф-
фективностью, то сработают реле контроля эффектив-
ности торможения РКТТ. Будет создана также цепь
питания реле ЭК по контрольной магистрали, берущей
начало от хвостового вагона и проходящей последова-
тельно через контакты контрольных реле всех вагонов.
Возбуждение реле ЭК по контрольной магистрали оз-
начает, что торможение происходит на всех вагонах с
достаточной эффективностью и нет необходимости при-
водить в действие пневматический тормоз для замеще-
ния электрического. Если торможения не будет хотя
бы на одном из вагонов поезда или оно будет осуще-
ствляться с недостаточной эффективностью, то прибо-
ры контроля эффективности торможения на этом ваго-
не не срабатывают и цепь возбуждения реле ЭК по
контрольной магистрали не будет создана. По истече-
нии времени замедления реле ЭК отпустит якорь и
фронтовыми контактами разомкнет цепь питания ка-
тушки ЭПК, который сработает и приведет в действие
экстренный пневматический тормоз на всех вагонах по-
езда.
Во время движения, когда фактическая скорость не
превышает допустимую, реле ЭК получает питание по
цепи: + 75 В, резистор R22, тыловые контакты реле
РО, фронтовые КСР1 и КСР2, диод V2, обмотки реле
ЭК, ЭК1, —75 В. Одновременно получает питание кон-
денсатор СЗ, включенный параллельно обмотке реле.
Для форсирования заряда конденсатора СЗ включен ди-
од V3. Резистор R9 стабилизирует ток при разрядке
конденсатора через катушку реле. Диод V2 исключает
возможность ответвления тока от конденсатора СЗ че-
рез лампу ЛКТ. За счет энергии, запасенной конден-
сатором СЗ, реле ЭК после отключения его основной
цепи питания удерживает якорь в верхнем положении
в течение 3,3 с, что вполне достаточно для реализации
электрического торможения с требуемой эффективно-
стью при скоростях движения от 30 км/ч и выше. При
скоростях движения 30 км/ч и ниже увеличивается про-
должительность хода реостатного контроллера для вы-
бора соответствующей тормозной позиции и поэтому
увеличивается время реализации команды на торможе-
290
ние. В связи с этим увеличивается и замедление на
отпускание якоря реле ЭК до 5,5 с, что достигается
подключением дополнительных конденсаторов СЮ па-
раллельно конденсатору СЗ через контакты скоростных
реле Р2, РЗ.
В случае когда фактическая скорость превышает
допустимую, реле КСР обесточивается и фронтовыми
контактами размыкает основную цепь питания реле
ЭК, а тыловыми контактами подготавливает цепь воз-
буждения реле ЭК по контрольной магистрали. Если
за время выдержки на отпускание якоря на вагонах
наступит процесс торможения, то реле ЭК получит пи-
тание по контрольной магистрали: +75 В от батареи
хвостового вагона, контакт автоматического выключа-
теля вагона 5А, резистор R23, тыловой контакт реле
ГЭ комплекта АЛС—АРС хвостового вагона, фронто-
вые контакты устройств контроля эффективности хвос-
тового вагона, далее через контакты последовательно
включенных устройств контроля торможения всех ва-
гонов, фронтовой контакт реле ГЭ комплекта головно-
го вагона устройств АЛС—АРС, тыловые контакты ре-
ле КСР, обмотку реле ЭК, —75 В. Одновременно заго-
рается лампочка ЛКТ, сигнализируя на пульте маши-
ниста о том, что на поезде реализуется команда на
электрическое торможение. Когда скорость поезда сни-
зится и не будет превышать допустимую, реле КСР
притянут якоря и фронтовыми контактами восстановят
основную цепь питания реле ЭК.
Реле ЭК также получает питание и по другим па-
раллельным цепям в зависимости от режима и харак-
тера движения поезда. Так, при движении с постанов-
кой рукоятки контроллера в ходовое первое положение
и скорости поезда, не превышающей 10 км/ч, возбуж-
дается реле остановки РО и разрывает основную цепь
питания реле ЭК, а фронтовыми контактами подготав-
ливает другую, параллельную цепь: +75 В, резистор
R22, фронтовой контакт реле РО, фронтовой КРХ, ты-
ловые КРТ и КРО, фронтовой РО, фронтовые КРС1 и
КРС2, диод V2, обмотки реле ЭК, ЭК1, —75 В.
Когда в процессе торможения поезда рукоятка конт-
роллера находится в положении «Тормоз» и скорость
снизится ниже 10 км/ч, возбуждается реле остановки
РО и размыкает основную цепь питания реле ЭК, а
19* 291
фронтовыми контактами подготавливает цепь для воз-
буждения реле ЭК по контрольной магистрали, кото-
рая создается в результате участия электропневмати-
чески х тормозов, приводимых в действие вентилем 1.
Вентиль 1 в этом случае срабатывает при скорости,
равной 6—8 км/ч. Во время стоянки поезда реле ЭК
продолжает получать питание по рассмотренной конт-
рольной магистрали. После трогания поезда й набора
скорости свыше 10 км/ч реле РО обесточивается и пе-
реключает питание реле ЭК на основную цепь.
В процессе торможения поезда и нахождения руко-
ятки контроллера в нулевом положении основная цепь'
питания реле ЭК разрывается контактами реле РО
при скорости ниже 10 км/ч. Для питания реле ЭК в
этом случае создается промежуточная цепь: —75 В, ре-
зистор R22, фронтовой контакт реле РО, тыловой КРХ,
фронтовой ПР1, фронтовые КРО, РО, КСР1, КСР2, ди-
од V2, обмотки реле ЭК, ЭК1, —75 В.
При снижении скорости поезда ниже 3,5 км/ч про-
межуточная цепь питания реле ЭК размыкается фрон-
товым контактом реле ПР1 (реле ПР1 обесточивается),
но восстанавливается цепь питания реле ЭК по конт-
рольной магистрали.
Предусмотрена также промежуточная цепь подпит-
ки реле ЭК при движении поезда на малой скорости
(менее 3,5 км/ч) в режиме «Выбег». В этом случае ре-
ле ПР1 обесточено, цепь подпитки реле ЭК создается
при нажатии кнопки бдительности: +75 В, резистор
R22, фронтовой контакт реле РО, тыловой КРХ, фрон-
товой БР1 и тыловой БР2, фронтовые КРО, РО, КСР1,
КСР2, диод V2, обмотки реле ЭК1, ЭК2, —75 В.
Контактами реле ЭК, ЭК1 замыкается цепь катуш-
ки электропневматического клапана ЭПК, который по-
стоянно находится под током. Размыкание цепи катуш-
ки ЭПК контактами реле ЭК приводит к экстренному
пневматическому торможению на всех вагонах поезда.
Глава 8
СИСТЕМЫ АВТОВЕДЕНИЯ
8.1. Система автоматического управления
движением поездов
На метрополитенах нашей страны эксплуатируют сис-
темы автоматического управления движением поездов.
Такие системы принято сокращенно называть система-
ми автоведения. По принципу выполнения отдельных
функций управления движением, а также по конструк-
ции аппаратуры автоведения, установленной на стан-
циях, перегонах и подвижном составе, эти системы име-
ют некоторые отличия. Однако общим для всех систем
автоведения является применение управляющих вы-
числительных машин, с помощью которых осуществля-
ется централизованное управление всеми поездами с
одного центрального поста управления (рис. 8.1).
При работе системы автоматического управления
движением поездов машинист освобождается от выпол-
нения многих однообразных операций по управлению
поездом. Это дает ему возможность уделить больше вни-
мания обеспечению безопасности движения, а также
повышается точность выполнения графика движения
поездов, что позволяет уменьшить расход электриче-
ской энергии на тягу поездов. Система автоведения сос-
тоит из центрального поста управления (ЦПУ), станци-
онных (СУ), путевых и поездных устройств.
Центральный пост управления. На ЦПУ принима-
ется информация с линии о движении всех поездов,
эта информация обрабатывается и выдается команда
управления движением всех поездов.
Две управляющие вычислительные машины типа
М.6000 УВМ1 и УВМ2 (рис. 8.2) включены параллель-
но, что обеспечивает высокую надежность работы ЦПУ.
Обе машины одновременно получают всю информацию
с линии, но управляет движением поездов только од-
на машина. В случае отказа основной машины проис-
ходит автоматическое переключение на резервную. Каж-
293
Рис. 8.1. Рабочее место оператора на ЦПУ с ви-
дом на информационное табло
дая ЭВМ укомплектована дисплеем, печатающим уст-
ройством, устройством ввода с перфоленты, устройством
вывода на перфоленту, устройствами связи с объектом
и другими периферийными устройствами. Дисплей ис-
пользуют для отображения различной информации о
Рис. 8.2. Структурная схема основных устройств ЦПУ и их увяз-
ка с СУ
294
работе системы. С помощью устройства ввода с пер-
фоленты перед началом движения пассажирских поез-
дов оператор вводит в ЭВМ программу — график дви-
жения поездов и другие исходные данные для работы
системы автоведения. В качестве устройств связи с
объектом используются модули ввода инициативных
сигналов МВвИС и кодового управления бесконтакт-
ные МКУБ.
С помощью модулей МВвИС в ЭВМ поступают сиг-
налы о прибытии и отправлении поездов со станций,
проследовании поездом контрольной точки на перего-
не. Модули МК.УБ выдают из ЭВМ команды отправле-
ния поездов со станций и отключения тяговых двига-
телей поездов на перегонах.
На ЦПУ имеется релейный статив PC из реле типа
НМШ. Реле являются промежуточными элементами
между УВМ и станционными устройствами и служат
для передачи сигналов от станционных устройств в
ЭВМ и передачи команд управления из УВМ в стан-
ционные устройства СУ.
Переключающее устройство ПУ коммутирует цепи,
по которым передаются команды управления от обеих
УВМ до релейного статива. Устройство собрано на мо-
дулях кодового управления типа МКУ. Исполнитель-
ными элементами этого модуля являются реле типа
РЭС-22. При работающей основной машине эти реле
обесточены и через их нормально замкнутые контакты
команды управления подаются от первой машины
УВМ1. При ее остановке автоматически срабатывают
вое модули МКУ переключающего устройства. После
этого команды управления посылаются в линии от
УВМ2.
По информационному табло ИТ оператор контроли-
рует правильность поступления сигналов с линии и вы-
дачу команд управления поездам.
Станционные устройства. На каждой станции в по-
мещении автоведения по два комплекта: один из них
участвует в управлении поездами по четному пути, а
другой — по нечетному. Зона действия СУ распростра-
няется на один перегон. Станционное устройство пред-
ставляет собой статив размером 1250X665X335 мм, в
котором расположены генератор 5 и 30 кГц, источник
питания и девять реле типа НМШ.
295
К ЦПУ
I СУ
Плат/рориа
ст.А \
Шлейфной" \
Ходовые рельсы
' Направление движения
нццу~—}
[су
Платформ ст Б1—
Шлейф Ход"
। УОС
।
РЦ1 РЦЗ
i—t
П1
П2
ПЗ /74 ДИП1 ДКП2 ДИПЗВ
*-----------ft---------
ТП
Рис. 8.3. Расположение путевых устройств автоведения на одном
пути перегона и прилегающих станциях
От генератора 5 кГц по команде от ЦПУ возбуж-
даются путевые активные датчики «Отключения тяги».
Генератор 30 кГц предназначен для питания путевого
шлейфа «Ход».
С помощью реле станционного устройства СУ на
ЦПУ передается информация о прибытии поезда на
станцию, отправлении поезда со станции, проследова-
нии поездом контрольной точки на перегоне. Реле при-
нимают с ЦПУ команды отправления поезда со стан-
ции и команды отключения тяги и передают их на по-:
езд путем подключения генератора 30 кГц к шлейфу
«Ход» и генератора 5 кГц к путевым активным датчи-
кам «Отключения тяги».
Каждое станционное устройство соединено с ЦПУ
кабелем связи типа ТБГ или ТЗБГ.
Путевые устройства. К ним относятся шлейф «Ход»,
активные и пассивные датчики, тормозная программа,
а также устройство СЦБ, используемые в качестве дат-
чиков для системы автоведения (рис. 8.3).
Шлейф «Ход» длиной 6 м устанавливают на каждой
станции с левой стороны пути в зоне указателя оста-
новки головного вагона поезда. Он предназначен для
передачи от СУ на поезд команды отправления. В
шлейф подается переменное напряжение от генератора
30 кГц. Последовательно со шлейфом включены кон-
такты реле зеленого огня 30 выходного светофора. Это
обеспечивает подачу команды отправления поезда со
станции только при разрешающем показании свето-
фора.
296
Активные датчики АД
предназначены для переда-
чи на поезд команды отклю-
чения тяги. Их располагают
на перегоне в так называе-
мой зоне регулирования, где
можно отключать двигатели
при различных режимах
движения поезда.
В зависимости от длины
I w;
--3<М
в йлоя логики
1 t _ Направление
; —! движения поезда
От станцион-
Рис. 8.4. Поездной (а) и пу-
тевой (б) активные датчики
имеет П-образный магни-
них устройств
перегона, его профиля и
режима ведения поезда на
перегоне устанавливают от
10 до 40 датчиков.
Активный путевой датчик
топровод, выполненный из шихтованной электротехни-
ческой стали. Датчик имеет две обмотки (рис. 8.4), но
в настоящее время применяют только обмотку (об-
мотку, показанную штриховой линией, не используют).
Обмотки Wi всех датчиков соединены последовательно.
Для передачи от станционного устройства на поезд
команды отключения тяги все датчики возбуждаются
одновременно от генератора 5 кГц станционного уст-
ройства.
Пассивные путевые датчики П1, П2, ПЗ и П4
предназначены для формирования в поездном устрой-
стве сигнала при проследовании над ним датчика тор-
можения на головном вагоне поезда (см. рис. 8.3).
Первый пассивный датчик П1 устанавливают на пере-
гоне в начале зоны регулирования. При проезде П1
в поездном устройстве формируется сигнал, который
разрешает прием команды от активных датчиков для
выключения тяги. Следующий пассивный датчик П2
располагают в конце зоны регулирования. У этого дат-
чика отключаются тяговые двигатели, если поезд сле-
довал в режиме нагона и не получил команду отклю-
чения тяги от активных датчиков. В связи с этим пер-
вый датчик П1 именуют датчиком «Разрешение», а
второй — датчиком «Нагон».
Около датчиков ПЗ и П4, которые чаще всего уста-
навливают перед станцией, схема включается на тор-
моз для снижения скорости поезда перед станцией,
если его скорость выше допустимой. Эту пару датчиков
297
Рис. 8.5. Расположение тормозной программы на станции
называют датчиками «подтормаживания». Если по ре-
жиму ведения поезда предусмотрено ограничение ско-
рости на перегоне, то на этом участке размещают
несколько пар датчиков. Пассивный путевой датчик
представляет собой пакет из четырех пластин трансфор-
маторной стали размером 0,35X120X200 мм, который
закрепляют на деревянной прокладке толщиной 40 мм.
Пластины с прокладкой размещают на металлическом
кронштейне, который крепят к шпале внутри колеи.
Тормозная программа (рис. 8.5) расположена на
всем участке торможения поезда на станции. Она пред-
ставляет собой специальное основание из алюминиевых
уголков, которое установлено вдоль пути между рель-
сами. На алюминиевом основании находятся пассив-
ные путевые датчики ПД на деревянных прокладках.
Пассивные датчики и пакеты пластин тормозной про-
граммы установлены выше уровня головки ходового
рельса на 25 мм, а активные датчики АД и шлейфы
«Ход» — на 15 мм.
Во время эксплуатации системы была выявлена не-
обходимость повышения надежности формирования ин-
формации о прибытии и отправлении поезда со стан-
298
ции, а также о проезде по-
ездом контрольной точки на
перегоне. Раньше для этого
использовали одиночные
активные датчики на стан-
ции и перегоне с примене-
нием в станционных устрой-
контрольной точки
Рис. 8.6. Схема формирования
информации о проезде поез-
дом контрольной точки
ствах специальных приемни-
ков сигналов от этих датчи-
ков. Теперь в качестве ис-
гочника информации вмес-
то активных датчиков предусматривают приборы схемы
автоблокировки. Вместо датчика прибытия поезда на
станцию используют путевые реле станционных рель-
совых цепей РЦ1 и РЦЗ (см. рис. 8.3). Когда при въез-
де на станцию поезд занимает одновременно эти рель-
совые цени, через последовательно соединенные тыло-
вые контакты их путевых реле напряжение подается в
станционное устройство, где возбуждается специальное
реле, передающее на ЦПУ информацию о прибытии по-
езда на станцию.
В качестве датчика отправления поезда со станции
используется контакт реле 30 выходного светофора, а
в качестве датчика контрольной точки — путевое реле
рельсовой цепи на перегоне. Начало рельсовой цепи
должно находиться перед первым активным датчиком
зоны регулирования — это РЦ7. При вступлении по-
езда на рельсовую цепь через тыловой контакт путево-
го реле П кратковременно возбуждается реле конт-
рольной точки Рит в станционном устройстве (рис. 8.6).
Через контакты реле Ркт импульсный сигнал длитель-
ностью 0,5—0,8 с о проезде поездом контрольной точки
поступает на ЦПУ.
Поездные устройства. На поезде имеется два комп-
лекта аппаратуры: в головном и хвостовом вагонах, но
управляет поездом только один комплект в головном
вагоне.
Поездные устройства состоят из: статива с элект-
ронной и релейной аппаратурой, который расположен
вместе с поездной радиостанцией в левом приборном
отсеке; кнопок управления и сигнальных ламп автове-
дения, которые находятся на совмещенном пульте уп-
равления в кабине машиниста; разъединителя для от-
299
ключения электрических цепей автоведейия от схемы
вагона; индуктивных датчиков («Выбег», «Ход» и «Тор-
можение»), Все датчики крепят на вагоне специальны-
ми кронштейнами. Датчик «Ход» установлен на левой
буксе, а датчик «Выбег» — на правой буксе первой
колесной пары. Датчик «Торможение» закреплен на
втором тяговом двигателе. Поездной датчик «Выбег» по
конструкции аналогичен с путевым активным датчиком
(см. рис. 8.4).
При наезде поездного датчика «Выбег» на возбуж-
денный путевой активный .датчик в обмотке и>2 поезд-
ного датчика возникает сигнал (обмотку, изображен-
ную штриховой линией, не используют). В индуктивном
датчике «Ход» возникает сигнал, когда он находится
над возбужденным путевым шлейфом «Ход».
Поездной индуктивный датчик «Торможение» фор-
мирует сигнал, когда поезд проезжает над пассивными
путевыми датчиками.
От поездных датчиков сигналы воспринимаются
приемниками блока логики, который через релейные
блоки воздействует на электрические цепи управления
поездом.
Получив от ЦПУ команду «Ход», силовая схема на
каждом вагоне поезда собирается в режим «Ход-2» или
«Ход-3» (в зависимости от того, в какое положение ма-
шинист установит тумблер «Режим движения» на
пульте). То же происходит на поезде, когда он проез-
жает над шлейфом повторного включения тяги на пере-
гоне. При поступлении на поезд команды «Отключение
тяги» поездное устройство выключает силовую схему
поезда. В тормозном режиме поездное устройство соби-
рает схему вагонов в режим «Тормоз-1», «Тормоз-1А»,
«Тормоз-2» или разбирает схему из тормозного режима.
Поездное устройство увязано с устройствами АРС.
При срабатывании АРС в поездное устройство автове-
дения поступают команды на отключение тяговых дви-
гателей из ходового режима и включения режима
«Тормоз-2». Когда АРС отменяет эти команды, авто-
ведение прекращает их выполнение (без возобновления
тягового режима).
Функционирование системы. Система автоматиче-
ского управления отправляет поезда со станции, от-
300
ключает тяговые двигатели на перегоне, подтормажи-
вает поезд перед станцией и тормозит на станции.
На перегонах, где запланировано повторное подклю-
чение тяговых двигателей, система обеспечивает их ав-
томатическое включение в местах, предусмотренных
режимом, и последующее их автоматическое выключе-
ние.
На перегонах с затяжным спуском система автома-
тически ограничивает скорость, не допуская превыше-
ния скорости, установленной по данному режиму веде-
ния поезда.
Отправление поездов со станций и отключение тя-
говых двигателей на перегонах в пределах зоны регу-
лирования осуществляется по командам с ЦПУ, а пов-
торное подключение двигателей, подтормаживание на
перегоне и торможение на станции выполняют поезд-
ные устройства без участия ЦПУ.
При работе системы автоведения машинист откры-
вает двери поезда после его остановки на станции, а
также закрывает двери после окончания посад-
ки пассажиров. Одновременно с закрытием дверей
Автоматически отпускаются тормоза. После получения
сигнала контроля о закрытии дверей при разреша-
ющем показании выходного светофора поезд автома-
тически отправляется на перегон. В конце торможения
поезда на станции и перед закрытием дверей радиоин-
форматор включается автоматически.
Определение момента отправления поезда со стан-
ции. Раньше ЦПУ передавал команду отправления в
такой момент времени, чтобы поезд отправлялся со
станции точно по графику (если он прибыл на станцию
без опоздания). Но, учитывая, что в «непиковые» часы
движения число пассажиров на станциях уменьшается,
•возникает возможность сократить время стоянки и от-
править поезд со станции раньше графика. Реализация
этой возможности позволяет уменьшить расход элект-
роэнергии, не ухудшая качество обслуживания пасса-
жиров. В связи с этим в ходе эксплуатации системы
алгоритм определения момента отправления поезда со
станции частично изменен — команда отправления пе-
редается на поезд заблаговременно. При этом коман-
да отправления формируется на ЦПУ и передается на
301
поезд в момент времени ТОт.к (рис. 8.7). Для выработ-
ки этой команды необходимо, чтобы выполнялись ус-
ловия:
Т'от.к ~ 7"пр.ф + Т’оу к 5® То! г ^д; ^иф min, (81)
где Гпр.ф —время фактического прибытия поезда на станцию;
Гот. г — время отправления поезда по графику;
61ф, (ч min — фактический и минимально допустимый интервалы попут-
ного следования между поездами;
^ — допустимое время опережения графика движения.
На это время поезду разрешается отправляться со стан-
ции раньше графикового момента отправления Гот. г.
Если по какой-либо причине поезд прибыл на стан-
цию с опережением графика, значительно большим
времени то команда отправления поступит на поезд
не раньше момента времени 7\. Время (д выбирается
конкретно для каждой линии.
В «непиковые» часы движения практически во всех
случаях команда отправления передается на поезд че-
рез 5 с после его прибытия на станцию. В момент по-
ступления этой команды на поезд в кабине машиниста
кратковременно включается звонок, и после этого на-
чинает работать радиоинформатор для пассажиров.
Машинист, услышав звонок и окончание объявления
радиоинформатора, закрывает двери поезда, одновре-
менно автоматически отпускаются тормоза. После по-
лучения сигнала контроля о закрытии всех дверей по-
езд автоматически отправляется со станции. Опыт экс-
плуатации системы автоматического управления движе-
нием поездов метрополитена САУДПМ показал, что при
рассмотренном методе заблаговременной подачи коман-
ды отправления поезд в «непиковые» часы движения
фактически отправляется со станции примерно на 5 с
раньше графика.
Определение момента отключения тяговых двигате-
лей на перегоне. По ряду различных причин поезда от-
правляются со станций с некоторым отклонением от
графика. В связи с этим перед системой автоведения
поставлена задача — обеспечить отключение тяговых
двигателей на перегоне в такой момент времени, чтобы
поезд, отправившись с предыдущей станции с отклоне-
нием от графика движения, прибывал на следующую
станцию в установленное время. Если поезд отправился
со станции раньше графика, то ему необходимо отклю-
302
чить двигатели в такой мо-
мент, чтобы увеличить вре-
мя хода по перегону по
сравнению с графиковым
временем, и, наоборот, ес-
ли он отправился с опозда-
нием, время хода по пере-
гону следует сократить. Та-
ким образом, перед систе-
мой автоведения ставится
задача регулирования вре-
мени движения поездов на
каждом перегоне. Это мо-
жет осуществляться только
в определенных пределах,
что зависит от нескольких
причин, в том числе от про-
филя пути.
Для иллюстрации воз-
можных пределов регулиро-
вания на рис. 8.8. показаны
кривые движения v=f(S)
для двух граничных режи-
мов движения поезда при
одном подключении тяги на
перегоне. Режим / соответ-
ствует максимальному вре-
мени хода поезда по пере-
гону. В этом режиме тяго-
вые двигатели отключают-
ся в точке Si, и поезд въез-
жает на станцию с мини-
мально допустимой скоро-
стью 30—35 км/ч. Отклю-
чать тяговые двигатели
раньше точки Si не допу-
скается, так как в таком
случае поезд не сможет
въехать на следующую
станцию или его скорость
будет меньше umin- В режи-
ме 2 поезд движется под
током до точки S2, раз-
Рис. 8.7. Часть графика дви-
жения для станций А и Б:
-----плановый и----------— ис-
полнительный графики
Рис. 8.8. Кривые движения
поезда для двух режимов
Рис. 8.9. Зависимости /х =
^=f(fi) (о) и /оо = /(^д) (б)
303
вивая на этом участке максимально допустимую ско-
рость Umax. Время хода по перегону при этом будет ми-
нимальным.
Путевые активные датчики автоведения расположе-
ны на всем участке пути от точки Si до точки S2, ко-
торый называют зоной регулирования. Ее длина зави-
сит от профиля и практически изменяется от 50 до
600 м.
Время отключения тяговых двигателей на перегоне
в системе автоведения определяют по зависимости (рис.
8.9, а).
(8.2)
где tx — время хода поезда по перегону;
ti — время хода поезда под током с момента отправления по-
езда со станции.
Точка 2 соответствует отключению двигателей в
конце зоны регулирования, а точка 1 — отключению
двигателей в начале зоны регулирования.
Если обозначить оставшееся время хода поезда от
точки Si до следующей станции через toC, то характе-
ристику можно заменить аналогичной харак-
теристикой (рис. 8.9, б)
'ос = /('«)- (8-3)
где /д — дополнительное время движения поезда под током после
проследования точки Si.
Когда поезд подъезжает к точке Si (ее именуют
контрольной точкой), на ЦПУ от нее поступает сигнал.
ЭВМ фиксирует момент проследования поездом этой
точки 7\т. Зная время, когда поезду следует прибыть
на следующую станцию по графику Тпр.о определяют
время
'ос^пр.г-Лст. (8.4)
В зависимости от вычисленного времени toc рассчи-
тывают время in. По истечении времени 'д с ЦПУ на
поезд подается команда для отключения тяговых дви-
гателей. Поезд, получив команду на отключение двига-
телей, с этого момента до следующей станции движется
на выбеге.
Управление процессом торможения поезда. Тормо-
жение поезда иа станции и ограничение скорости на
перегоне проводится автономно каждым поездом без
304 19*
участия ЦПУ. На станции процесс торможения поезда
определяется путевой программой торможения. Вся
программа торможения по длине разделена на три
(иногда на четыре) программы. В конце каждой тор-
мозной программы находятся датчики конца програм-
мы ДКП1, ДКП2 и ДКПЗ.
Расстояние между двумя соседними пассивными
датчиками тормозной программы определяет допусти-
мую скорость поезда в режиме торможения. Если меж-
ду первыми двумя пакетами пластин допускается ско-
рость уД) то расстояние между ними должно быть
' = <Vn, (8.5)
где tu = 0,2 с — программное значение времени движения поезда
между соседними пакетами пластин (величина по-
стоянная и выбрана по условиям требуемой точно-
сти остановки поезда).
По мере движения поезда к месту остановки до-
пустимая скорость движения поезда уменьшается и по-
этому уменьшается расстояние между датчиками плас-
тин на каждой программе. Так, на первой программе в
ее начале расстояние между двумя соседними датчи-
ками 3,34 м (допустимая скорость 60,2 км/ч), а в кон-
це — 2,02 м (допустимая скорость 37,28 км/ч).
По такому принципу тормозной программой зада-
ется своя кривая допустимой скорости ид в зависимо-
сти от пройденного пути S
vA = /(S). (8.6)
При движении над тормозной программой поездное
устройство сравнивает фактическую Уф и допустимую
уд скорости движения. Поездным датчиком «Торможе-
ние» фиксируются моменты проследования поезда над
каждым датчиком тормозной программы. Блок логики
поездного устройства сравнивает фактическое время
движения между соседними пластинами /ф с програм-
мным значением /п. Пока t$>tn, поездное устройство
не выдает команду торможения, так как это означает,
что фактическая скорость поезда меньше допустимой.
Когда же /ф</п, это означает, что фактическая ско-
рость поезда равна или больше допустимой, поэтому
при движении на первой программе на поезде схема
20-1064
305
включается в режим «Тормоз-1», а затем для увеличе-
ния тормозного эффекта — в режим «Тормоз-1А»; при
движении на второй или третьей программе выдается
команда «Тормоз-2». При этом на второй программе ре-
остатные контроллеры доходят до девятой позиции, а
на третьей — до последней, восемнадцатой, позиции,
что приводит к полной остановке поезда.
Таким образом, при въезде поезда на станцию сбор
схемы в режим «Тормоз-1» осуществляется не в фик-
сированном месте пути, а в зависимости от фактиче-
ской скорости поезда. Это имеет важное значение для
обеспечения плавного торможения подвижного состава
с тиристорным регулированием поля возбуждения тя-
говыми двигателями.
Для ограничения скорости движения поезда перед
станцией или на перегоне с затяжным спуском исполь-
зуют отдельные пары путевых пассивных датчиков.
В этом случае при движении поезда над каждой парой
датчиков также сравниваются /ф и t„. Когда /ф</п, по-
езд подтормаживается. Если при этом скорость поезда
снизилась ниже допустимого значения, то при проезде
над следующей парой датчиков ограничение скорости
отменяется. Таким образом осуществляется автоматиче-
ское снижение скорости перед станциями или на пере-
гоне с затяжным уклоном.
Опыт эксплуатации САУДПМ показал, что точность
выполнения графика движения на перегонах и линии в
целом в абсолютном большинстве случаев ±5 с. Точ-
ность остановки поезда на станции ±1,5 м.
8.2. Комплексная система
автоматического управления движением поездов
метрополитена (КСАУПМ)
Система автоматизирует технологический процесс
управления и регулирования движения поездов на ли-
ниях метрополитенов. При ее внедрении повышается
ритмичность движения поездов и точность выполнения
графика, увеличивается пропускная и провозная способ-
ность линии, повышается безопасность движения,
сокращается численность локомотивной бригады с двух
человек до одного.
306
По своей структуре система КСАУПМ иерархиче-
ская. На верхней ступени находится центральный пост
управления; на средней ступени — станционные уст-
ройства, связанные с центральным постом управления
каналами телеуправления и телесигнализации, а на
нижней ступени — поездные устройства, индуктивно
связанные со станционными устройствами. С помощью
ЭВМ на центральном посту управляют движением всех
поездов, обращающихся на линии.
Система КСАУПМ содержит устройства интерваль-
ного регулирования движения АЛС—АРС и автомати-
ческого ведения поездов. Устройства АЛС—АРС обес-
печивают безопасность движения поездов, непрерывно
контролируя скорость движения поезда и автоматиче-
ски ограничивая ее в пределах допустимой по услови-
ям безопасности движения. На устройства автоведения
возложено выполнение основных функций по управле-
нию поездом, которые при ручном управлении выпол-
няет локомотивная бригада.
В настоящее время на метрополитенах эксплуати-
руют несколько систем автоматического управления
движением поездов, которые имеют общую структуру.
Отличаются они алгоритмами управления движением
поездов и связанными с этим конструктивными особен-
ностями поездных, путевых и станционных устройств.
Комплексная система автоматического управления
поездами метрополитена (КСАУПМ) построена по
централизованному принципу и состоит из устройств
центрального поста управления, путевых, станционных,
а также поездных устройств.
В устройствах центрального поста применен комп-
лекс технических средств агрегатной системы вычисли-
тельной техники (АСВТ-М). Комплекс технических
средств АСВТ-М представляет собой набор агрегатных
модулей, выполненных на элементах микроэлектронной
техники, из которых могут быть скомплектованы ав-
тономные информационные и управляющие вычисли-
тельные системы, работающие в реальном масштабе
времени.
Для обеспечения высокой эксплуатационной надеж-
ности на центральном посту управления применены два
типовых комплекса АСВТ-М и устройств связи с объ-
ектом УСО (рис. 8.10). Основной вычислительный комп-
20*
307
леке имеет оперативное запоминающее устройство ОЗУ,
процессор П, расширитель арифметический универсаль-
ный РАУ, расширитель ввода-вывода РВВ. Все они
задублированы.
Кроме модулей АСВТ-М, на центральном посту при-
менено линейное устройство для согласования аппара-
туры центрального поста с линией. На центральном пос-
ту управления обрабатывается информация, поступа-
ющая с линии о фактическом режиме движения поез-
дов и выработке для каждого поезда программы
движения по каждому перегону и станции, обеспечива-
ющей выполнение графика движения.
В качестве исходной информации, используемой
при расчете программы движения каждого поезда, яв-
ляется график движения, который вводится в память
вычислительного комплекса.
Основными параметрами графика движения явля-
ются: Тто — время графикового отправления поездов
со станции; Тя — время интервала попутного следова-
ния между поездами; Тх — время движения поезда по
перегону от момента отправления поезда со станции до
момента прибытия его на следующую станцию; Тс —
время стоянки поезда на станции.
Кроме того, для учета возможностей каждой стан-
ции и перегона по ликвидации возмущений вводится
308
дополнительная информация: ТсМ — время минималь-
ной стоянки поезда на станции; К — коэффициент на-
гона движения; Тоо — максимальное сокращение обще-
го времени движения поезда по перегону.
Для учета реального выполнения поездами графи-
ка движения на центральный пост управления с каждой
станции выдается информация о фактическом прибы-
тии поездов на станцию и фактическом отправлении
поездов со станции. Эта информация вырабатывается
датчиками станционной контрольной точки прибытия
К.ТСП и отправления КТСО, установленными в зоне ос-
тановки поезда па станции (рис. 8.11).
На основе сравнения исходной информации с ин-
формацией, поступающей со станции, о фактическом
режиме движения поездов центральный пост управле-
ния рассчитывает и выдает на станцию команду от-
правления поезда со станции, сигнал о времени допол-
нительного режима тяги на перегоне в случае опозда-
ния поезда, при этом учитываются возможности пере-
гона по ликвидации возмущений.
Для соблюдения общего времени хода с момента от-
правления со станции до момента прибытия на следу-
ющую станцию время хода поезда по перегону, преду-
смотренное графиком, регулируется методом дополни-
тельного режима тяги на перегоне (в случае когда на
линии обращается однотипный подвижной состав).
К центральному посту управления
Рис. 8.11. Схема путевых и станционных устройств при регулиро-
вании времени движения методом дополнительного режима тяги
309
Время дополнительного режима тяги на перегоне
рассчитывается на центральном посту управления пос-
ле фактического отправления поезда со станции.
В этом случае по сигналу датчика контрольной точки
отправления со станции КТСО определяется фактиче-
ское время отправления поезда со станции и устанавли-
вается время отклонения от графикового времени от-
правления:
Т __ ’Г 'Г
о 1 фо 1 го>
где Гфо — время фактического отправления поезда;
Тг0 — графиковое время отправления поезда.
При опоздании поезда по отправлению определяется
время дополнительного режима тяги на перегоне
Сигнал об этом времени выдается на станцию и ре-
ализуется после проследования поездом контрольной
точки пути, до которой поезд движется обязательно с
включенными двигателями. Проследование поездом
контрольной точки пути фиксируется датчиком конт-
рольной точки КТП.
Одновременно с расчетом Тм проверяется возмож-
ность ликвидации опоздания на ближайшем перегоне
сравнением времени опоздания с временем максималь-
ного сокращения общего времени движения поезда на
перегоне. В случае если на ближайшем перегоне ликви-
дировать опоздание невозможно, рассчитывается время
задержки впереди идущего поезда на ближайшей стан-
ции
Т —Т —Т
л 3 * о л оо.
Таким образом, при большом отклонении от графи-
ка движения данного поезда в регулирование общего
времени движения поезда по перегону включается и
впереди идущий поезд, помогая отстающему ликвиди-
ровать опоздание за счет выравнивания интервалов по-
путного следования.
Время стоянки поезда на станции регулируется
центральным постом управления при расчете и выдаче
команды отправления поезда со станции.
По сигналу датчика К.ТСП центральный пост опре-
деляет время фактического прибытия поезда на стан-
310
цию и рассчитывает время его отправления исходя из
условий прибытия данного поезда на станцию и от-
правления позади идущего поезда с предыдущей стан-
ции.
По условиям прибытия данного поезда на станцию
расчетное время отправления
T'pol “ Тфп "Ь Т’см»
где ТфП — фактическое время прибытия.
По условиям отправления позади идущего поезда
расчетное время отправления
Т =Т -4- Т
ро2 го “ 1 з>
где Т3 — время задержки позади идущего поезда.
Расчетные значения отправления сравниваются и в
качестве времени отправления принимается большее из
них, т. е.
если Гр01 > Т’рог- т0 Т'ро ~ ^"poi>
если T’poi < ^*ро2’ то ГРо “ Т'рог.
Таким образом, в зависимости от выполнения гра-
фика движения данным поездом и позади идущим по-
ездом время стоянки данного поезда может быть умень-
шено до времени минимальной стоянки или увеличено
на время задержки.
Сигнал об отправлении поезда выдается по кабель-
ным линиям связи.
Исходная информация и программа работы цент-
рального поста управления на все время суток работы
линии метрополитена вводятся перед началом движе-
ния поездов вводно-выводным устройством. Работа
центрального поста привязывается к реальному време-
ни таймером и подпрограммой времени.
Путевые и станционные устройства обеспечивают
требуемую пропускную способность при выполнении ус-
ловий безопасности движения поездов, выполнения ре-
жимов движения поездов по линии в соответствии с
графиком движения, торможения поездов на станци-
ях и в тупиках с необходимой точностью, управле-
ния вагонными дверями и оборота поездов по тупи-
кам.
311
Пропускная способность линии и безопасность дви-
жения поездов определяются технико-эксплуатацион-
ными характеристиками средств интервального регули-
рования. Составной частью КСАУПМ, предназначенной
для обеспечения безопасности движения, является под-
система АЛС—АРС, непрерывно контролирующая фак-
тическую скорость поезда и ограничивающую ее в пре-
делах допустимой по условиям безопасности. Пропуск-
ная способность линии может достигать 48 поездов/час.
Для контроля фактического исполнения поездами
графика движения и передачи на поезд команд по
управлению в путевые и станционные устройств^ вклю-
чаются: станционные контрольные точки прибытия по-
езда на станцию КТСП и отправления со станции
КТ СО; перегонная контрольная точка КТП; блок управ-
ления включением тягового режима при отправлении
поезда со станции и управлении дверями поезда БУТЦ;
блоки минимального и максимального времени стоян-
ки поезда на станции Tmin и Ттах/ программа включе-
ния двигателей в тяговый режим X; блок выключения
двигателей из тягового режима БВТ; генератор отклю-
чения двигателей ГОД; программа отключения двига-
телей из тягового режима ОД.
Прибытие поезда на станцию, отправление со стан-
ции, а также проследование им точки пути на перего-
не контролируются на контрольных точках КТСП,
КТСО и КТП. На контрольных точках (рис. 8.12) име-
ются два индуктивных датчика ИД, фильтр Ф, усили-
тель Ус и исполнительное реле Р. При контроле при-
Рис. 8.12. Схема контрольной точки
312
бытия и отправления датчики ИД устанавливают в
месте остановки поезда на станции, а также в месте
контроля проследования поездом точки пути перегона.
Датчики ИД располагают под подошвой одного и того
же рельса. Расстояние между датчиками определяется
зоной контроля. Так, при контроле прибытия и отправ-
ления поезда расстояние между датчиками может быть
в пределах допусков на точность остановки поездов на
станции. При контроле проследования поездом точки
пути перегона расстояние между датчиками определя-
ется скоростью поезда и временем срабатываиия ис-
полнительных элементов схемы.
Датчики ИД включают в разные точки мостовой
схемы МС, а их катушки соединяют согласованно. Ес-
ли рельсовая цепь свободна от поезда, то в катушках
ИД индуктируется э. д. с. одинаковой величины, а на
зажимах фильтра напряжение становится равным
нулю.
При наложении шунта на рельсовую цепь между
точками подключения ИД в их катушку наводится раз-
личная по величине э. д. с., что приводит к разбалансу
моста и срабатыванию исполнительного реле.
Момент прибытия поезда на станцию и проследова-
ние поездом точки пути фиксируется в момент вступ-
ления первой колесной пары поезда в зону между дат-
чиками, а момент отправления поезда со станции —
при освобождении первой колесной парой зоны между
датчиками.
Время стоянки поезда на станции ограничивается
минимальным и максимальным временем, которое за-
висит от пассажиропотока на станции и интенсивности
движения по линии. Время стоянки измеряется блока-
ми Tmin и Ттах и начинается с момента прибытия по-
езда на станцию. Время можно измерять от нуля до
60 с.
Выполнение режима движения поезда по перегону
при регулировании общего времени хода методом до-
полнительного режима тяги обеспечивается с помощью
программы включения двигателей в тяговый режим X,
программы отключения двигателей из тягового режима
ОД и блоков управления программами БУДТ, БВТ,
ГОД. Программы X и ОД выполнены в виде двухпро-
водного шлейфа, настроенного в резонанс.
313
При отправлении поезда со станции в программу X
подается ток высокой частоты от генератора в блоке
БУДТ, что является командой на включение двигателей
в тяговый режим. Эта команда вырабатывается при
свободности пути для движения, т. е. отсутствии
ограничения по условиям безопасности, получения сиг-
нала отправления от устройств центрального поста, фак-
тической стоянке поезда не менее минимальной.
В случае непоступления сигнала отправления поез-
да команда включения двигателей в тяговый режим
вырабатывается после выдержки максимального, време-
ни стоянки поезда на станции Ттах при наличии сиг-
нала, разрешающего движение по условиям безопас-
ности.
При отправлении со станции тяговые двигатели на
поезде можно включать как в режим «Ход-2», так и
«Ход-3» в зависимости от характеристики пути за стан-
цией и времени суток. Для включения двигателей в
режим «Ход-3» программу X устанавливают с правой
стороны по направлению движения поезда и запитыва-
ют частотой 32 кГц, а для режима «Ход-2» программу
располагают с левой стороны и запитывают частотой
20 кГц. Длину программы X определяют из расчета
достижения скорости поезда после трогания с места
15—20 км/ч и с учетом допуска на точность остановки
поезда на станции. Режим выключается в перегонной
контрольной точке программой отключения двигателей
ОД. Место контрольной точки на перегоне и длину
программы ОД определяют тяговыми расчетами.
Тяговыми расчетами (рис. 8.13) предусматривается
номинальный режим движения 3, при котором время
хода по перегону соответствует графиковому, а также
режим с реализацией максимальной скорости 2 для
возможности регулирования общего времени движения
по перегону. Перегонную контрольную точку КПТ ус-
танавливают в месте отключения двигателей при но-
минальном режиме, а программу ОД — вдоль зоны
регулирования с правой стороны по направлению дви-
жения, причем длина ее равна длине зоны регулиро-
вания. Тяговыми расчетами определяют также возмож-
ное сокращение общего времени движения поезда по
перегону Тоо и максимальное время дополнительного
режима тяги Тддтах. Полученные значения являются
314
Рис. 8.13. Кривые движения поезда:
1 — тяговый режим; 2 — максимальный режим движения; 3 — номи-
нальный режим движения; 4 — режим выбора; 5 — торможение
параметрами перегона при ликвидации опозданий в
движении. Сигнал отключения двигателей вырабатыва-
ет блок выключения тяги после проследования поездом
контрольной точки КПТ на основе информации цент-
рального поста управления о режиме движения поез-
да, отправившегося со станции. Для отключения двига-
телей в программу ОД подается ток частотой 20 кГц.
Программа ОД состоит из двух частей (см. рис. 8.11).
Первая часть нормально отключена и регулирует об-
щее время движения по перегону, а вторая часть по-
стоянно подключена к генератору ГОД и выключает
двигатели из тягового режима в точке достижения мак-
симальной скорости движения по перегону.
При необходимости подключения двигателей на за-
тяжных подъемах исходя из тяговых расчетов в соот-
ветствующих местах устанавливают программу вклю-
чения двигателей в тяговый режим и программу от-
ключения двигателей.
На станциях и тупиках поезда останавливаются в
соответствии с двухступенчатым принципом торможе-
ния. Каждую станцию и оборотный тупик оборудуют
программой торможения Т и генератором торможения
ГТ. Программу торможения располагают вдоль пути
торможения с левой и правой стороны и запитывают
током частоты 42 кГц. Для сравнения фактической ско-
рости с заданной программа Т выполнена в виде двух-
проводного шлейфа с перекрещиваниями, настроенного
315
в резонанс. Места скрещивания проводов являются
фиксированными точками пути и отстоят от точки ос-
тановки на расстоянии тормозного пути при заданной
скорости поезда.
Скорость начала торможения определяется фиксиро-
ванными отрезками пути между точками перекрещива-
ния проводов.
Шаг перекрещивания проводов и его изменение по
мере приближения к месту остановки, а следовательно,
и выбор скорости начала торможения определяются в
зависимости от требуемой точности остановки , поезда
на станции.
Программа Т рассчитана на два этапа торможения:
предварительный и прицельный. Во время предвари-
тельного торможения скорость поезда снижается до
15—18 км/ч независимо от скорости начала торможе-
ния, что достигается выбором шага перекрещивания
проводов. На этапе прицельного торможения расстоя-
ние между точками перекрещивания проводов програм-
мы обеспечивает остановку поезда в заданной точке
пути. Для разграничения ступеней торможения в прог-
рамме предусмотрен участок «выбега», на котором про-
вода программы укладываются без перекрещивания.
Длина этого участка выбирается с учетом изменения
тормозных характеристик подвижного состава в зави-
симости от его загрузки.
Программа торможения выдает сигналы, выполня-
ющие операции при торможении поезда в требуемой
последовательности. Торможение поезда должно начи-
наться со сбора схемы в тормозной режим, а затем по
истечении времени подготовки схемы должно вклю-
чаться автоматическое торможение. При необходимости
снижения скорости входа поезда на станцию после сбо-
ра схемы в тормозной режим выбирается позиция ре-
остатного контроллера РК. Для обеспечения такой по-
следовательности в начале программы торможения по
направлению движения имеется участок сбора тормо-
жения и выбора позиции РК. Длину этих участков оп-
ределяют максимальной скоростью входа поездов на
станцию и временем срабатывания приборов вагонной
схемы.
Дверями вагонов управляют с помощью программы
дверей Д и генератора высокой частоты в блоке управ-
316
ления включением тяги и дверями БУДТ. Программу
Д устанавливают на станции с левой стороны от оси
пути по направлению движения при открытии левых
вагонных дверей или с правой стороны при открытии
правых дверей и запитывают током частоты соответст-
венно 32 и 25 кГц. Программа Д выполнена в виде
двухпроводного шлейфа, настроенного в резонанс. Ее
располагают в месте остановки головы поезда на стан-
ции. Длина программы определяется точностью оста-
новки поезда.
Для автоматического оборота поездов по тупикам
каждый тупик оборудуют программами торможения,
автооборота, включения и отключения двигателей и
устройствами управления программами. Требования к
установке и работе программ в тупике не отличаются
от программ, находящихся на станции. Программу ав-
тооборота располагают с левой стороны от оси пути по
направлению движения и запитывают частотой 25 кГц.
Поездные устройства принимают сигналы от путе-
вых устройств, преобразовывают их и выдают команды
для управления поездом. Поездные устройства (рис.
8.14) состоят из аппаратуры автоведения АПУА и ап-
паратуры автоматического регулирования скорости
АЛС—АРС, которые имеют: индукторы ИП; датчики
скорости ДС; приемные катушки ПК; блоки: фильтров
БФ; преобразования сигналов БПС; сравнения скорости
БСС; вспомогательные БВ, формирования команд БФК;
тиристорных реле БТР; сигнальный БСМ; управления
БУМ; измерения скорости БИС; локомотивных прием-
ников БЛПМ; согласования СУ; электропневматический
клапан ЭПК. Здесь же показано условное расположе-
ние поездных индукторов ИП и обозначены восприни-
маемые ими сигналы, которые в дальнейшем преобра-
зуются в управляющие команды: Т42 — торможение (с
частотой 42 кГц), АО25 — автооборота (с частотой
25 кГц), ДЛ32 и ДП25 — открытие левых и правых
дверей (с частотами 32 и 25 кГц соответственно), Х220
и Х332 — включения двигателя в режимы «Ход-2» и
«Ход-3» (с частотами 20 и 32 кГц соответственно),
ОД20 — отключения двигателя (с частотой 20 кГц).
Взаимодействие устройств системы КСАУПМ при
управлении движением поезда. При движении поезда по
линии непрерывно контролируется фактическая ско-
317
Рис. 8.14. Поездные устройства
рость и сравнивается с допустимой. В случае когда
скорость поезда превышает допустимую, устройства ав-
томатического регулирования включают тормозные
средства и снижают скорость до требуемого значения.
Точное выполнение графика становится возможным при
соблюдении поездом заданного режима движения.
Когда поезд входит на станцию, программа тормо-
жения Т выдает на поездные устройства сигналы сбо-
ра схемы поезда в тормозной режим, выбора необхо-
димого числа позиций реостатного контроллера, авто-
матического торможения — в соответствующей точке
пути в зависимости от скорости поезда.
Выбор числа позиций реостатного контроллера за-
висит от профиля пути на станции и перегоне, а также
скорости входа поезда на станцию. Поэтому числа вы-
бираемых позиций реостатного контроллера перед ав-
томатическим торможением определяются индивидуаль-
но для каждой станции.
Торможение осуществляется по двухступенчатому
принципу, обеспечивающему необходимую точность ос-
тановки поезда на станции.
318
При занятом станционном пути или повреждении
станционных рельсовых цепей блок-участок, предшест-
вующий станционному пути, будет кодироваться кодо-
вым сигналом АЛС—АРС частотой 275 Гц (допустимая
скорость движения 0 км/ч). Поезд будет автоматически
заторможен и остановлен перед препятствием устройст-
вами АЛС—АРС.
После полной остановки поезда на станции по сиг-
налу, полученному из путевого шлейфа, открываются
двери поезда и автоматически включается радиоинфор-
матор для передачи информации пассажирам о наиме-
новании станции.
Прибытие поезда на станцию контролируется стан-
ционной точкой прибытия КТСП. Сигнал о прибытии
формируется датчиком ДИП, фиксируется станционны-
ми устройствами и передается на центральный пункт
управления. По этому сигналу в станционных устройст-
вах начинается отсчет времени максимальной и мини-
мальной стоянок поезда, а на центральном посту управ-
ления рассчитывается время отправления данного по-
езда со станции.
Стоянка поезда на станции продолжается до момен-
та поступления сигнала с центрального поста управле-
ния об отправлении поезда. При получении этого сиг-
нала, а также по истечении времени стоянки Тсм стан-
ционные устройства выключают программу управления
дверями. При выключении программы управления две-
рями поездной аппаратурой вырабатываются и реали-
зуются команды включения радиоинформатора и пере-
дачи пассажирам информации об отправлении поезда,
включения звонка, извещающего машиниста об оконча-
нии времени стоянки и отправлении поезда. После
окончания оповещения пассажиров машинист закрывает
двери вагонов. Одновременно с выключением програм-
мы управления дверями станционные устройства запи-
тывают программу включения двигателей (шлейф
«Ход») в режиме «Ход-2» или «Ход-3» при свободности
пути по условиям безопасного и безостановочного дви-
жения. После закрытия дверей поездная аппаратура по
сигналу программы X вырабатывает команду на включе-
ние тяговых двигателей в режим «Ход-2» или «Ход-3».
Если стоянка поезда равна максимальному времени,
предусмотренному программой (графиком), то команда
319
на отправление поезда формируется станционными уст-
ройствами по сигналу блока максимальной стоянки
Т’тах независимо от сигнала центрального поста управ-
ления. Поезд отправляется со станции после получения
поездными устройствами команды на включение дви-
гателей в тяговый режим от программы «Ход», уложен-
ной в зоне остановки первого вагона. Эта команда за-
поминается поездными устройствами, и двигатели оста-
ются в тяговом режиме до получения на перегоне
команды на их отключение. Благодаря такому алгорит-
му работы поездных устройств можно на станции при-
менять укороченную программу «Ход» длиной^ около
20 м. На протяжении этой программы обеспечивается
разгон поезда до скорости 15—20 км/ч.
Отправление поезда со станции контролируется стан-
ционной контрольной точкой отправления КТ СО. В мо-
мент вступления поезда на КТ СО его датчик ДИП фор-
мирует сигнал, который фиксируется станционными уст-
ройствами и передается на центральный пост управле-
ния ЦПУ. Если поезд отправится со станции позже
времени, указанного в графике, то устройства ЦПУ
рассчитывают этому поезду режим нагона, т. е. допол-
нительное время движения в режиме тяги Тдд для
ликвидации опоздания. Режим нагона будет реализо-
ван в пределах зоны- регулирования блоком выключе-
ния двигателей БВТ. После проследования поездом конт-
рольной точки перегона КТП с ЦПУ поступает значе-
ние времени Тм в блок БВТ, который задерживает вы-
дачу команды на выключение двигателей на это
время.
После реализации режима нагона блок выключения
двигателей вырабатывает сигнал, под воздействием ко-
торого от генератора ГОД запитывается программа от-
ключения двигателей. Поездные устройства восприни-
мают эту команду и отключают двигатели и дальше
поезд движется в режиме «выбега».
Если опоздание поезда будет большое и режим на-
гона в пределах зоны регулирования не позволит сокра-
тить время хода по перегону настолько, чтобы ввести
поезд в нитку графика, то устройства центрального
поста управления рассчитывают время задержки впере-
ди идущего поезда, чтобы упорядочить интервал между
поездами. Время задержки впереди идущего поезда бу-
320
20*
дет учитываться при расчете и выдаче сигнала на его
отправление со станции. Таким образом, при значитель-
ном опоздании поезда для равномерного распределения
пассажиров по составам и обеспечения скорейшего вос-
становления графика движения может подвергнуться
регулировке режим движения нескольких составов.
В случае необходимости повторного включения дви-
гателей в тяговый режим «Ход-2» или «Ход-3» на пере-
гоне в месте включения двигателей устанавливают со-
ответствующую короткую программу X, а в месте вы-
ключения двигателей из тягового режима — программу
отключения двигателей.
При управлении поездом на оборотной станции сос-
тав подается на тупиковый путь по сигналу с централь-
ного поста управления или маневрового машиниста.
Программа X возбуждается после предварительной про-
верки исправности программы «Торможение» в тупи-
ках, правильности приготовления и установки маршру-
та устройствами электрической централизации, а также
выдержки поездом минимального времени стоянки на
станции. В случае необходимости задержки состава на
станции машинист может воспользоваться кнопкой за-
держки поезда или кнопкой закрытия дверей на пульте
управления.
С помощью кнопки закрытия дверей машинист на
требуемое время приостанавливает реализацию коман-
ды закрытия дверей и тем самым задерживает вклю-
чение двигателей в тяговый режим. На время, в тече-
ние которого машинист нажимает кнопку задержки по-
езда, задерживается включение двигателей в тяговый
режим. Машинист может задержать отправление поезда
рукояткой реверсивного вала, установив ее в нулевое по-
ложение «О», что позволяет меняться поездным брига-
дам без выключения поездной аппаратуры. Вместе с
тем нажатием кнопки на пульте машинист может за-
крыть двери и включить двигатели в тяговый режим,
не дожидаясь поступления сигнала об отправлении сос-
тава.
Процесс торможения на тупиковом пути осуществ-
ляется также по двухступенчатой программе торможе-
ния. Длина программы на тупиковом пути короче, чем
на станционном, так как торможение происходит при
меньшей скорости.
21-1064
321
Полная остановка состава фиксируется поездными
устройствами по выходу реостатного контроллера в
первую позицию обратного хода при торможении.
Вывод состава из тупика становится возможным
после полной его остановки и установки маршрута при-
ема на станционный путь (открытие маневрового сиг-
нала на тупиковом пути). В этом случае включается
программа автооборота, находящаяся в месте останов-
ки головного (по входу в тупики) вагона, и програм-
ма «Ход», уложенная в месте остановки вагона, кото-
рый станет головным при выходе из тупика.
По сигналу программы автооборота и при вынутой
реверсивной рукоятке отключается питание поездной
аппаратуры автоматически в хвостовом вагоне по вы-
ходу состава из тупика. После отключения питания в
хвостовом вагоне и установки в положение «Вперед»
реверсивной рукоятки в головном по выходу из тупика
включается питание аппаратуры этого вагона.
По сигналу программы X поездная аппаратура вклю-
чает двигатели в тяговый режим, и состав выходит из
тупика. Дальнейшая работа системы при входе состава
на станцию и торможении происходит изложенным вы-
ше порядком.
Поездная аппаратура системы КСАУПМ и схема
поезда увязаны таким образом, что допускается одно-
временная работа системы автоматики и машиниста. В
случае несогласованности команд аппаратуры и маши-
ниста поездной схемой будет выполняться команда,
имеющая приоритет по безопасности. Если аппаратура
выдает команду на включение двигателей в тяговый ре-
жим, а машинист поворотом рукоятки главного вала со-
бирает схему в тормозной режим, то будет выполнять-
ся команда машиниста. Но если аппаратура автомати-
ки выдает команду автоматического торможения, а
машинист любую другую команду, то будет осуществ-
ляться команда автоматического торможения.
Внедрение системы КСАУПМ позволило начать под-
готавливать линии метрополитена к переходу на комп-
лексную автоматизацию всего перевозочного процесса.
Глава 9
НОВЫЕ СИСТЕМЫ
И ЭЛЕМЕНТЫ АВТОМАТИКИ
9.1. Автоматизированная система управления
перевозочным процессом
Для дальнейшего совершенствования перевозочного
процесса создается интегрированная автоматизирован-
ная система управления технологическими процессами
пассажирских перевозок (АСУТП—ПП), которая позво-
лит решить весь комплекс задач управления и регули-
рования, связанных с обеспечением перевозочного про-
цесса на линии метрополитена (рис. 9.1).
Структурная схема системы управления технологи-
ческим оборудованием на линии метрополитена состоит
из двух ступеней управления: центрального пункта уп-
равления ЦПУ линией и станционных постов централи-
зации СПД.
Центральный пункт управления линией предназна-
чен для автоматизации диспетчерского управления
всем технологическим оборудованием линии. Главная
задача ЦПУ — обеспечение диспетчерского управле-
ния выполнением графика движения поездов — основ-
ного планового документа работы линии метрополите-
на. Для выполнения графика движения поездов требу-
ется четкая и надежная работа всего технологического
оборудования, обеспечивающего пассажирские перевоз-
ки: подвижного состава, стрелок, сигналов и других
устройств СЦБ, тяговых электроподстанций, эскалато-
ров, санитарно-технических установок и др. Контроль и
централизованное управление работой каждого вида
технологического оборудования в настоящее время осу-
ществляют диспетчеры соответствующих служб: поезд-
ные, электротяговые, эскалаторные и санитарно-техни-
ческие, которые находятся в различных служебных
помещениях. Средства телеуправления технологическим
оборудованием, имеющиеся у каждого диспетчера, от-
личаются друг от друга по типу, техническим характе-
ристикам, элементной базе, конструктивному исполнению
21* 323
Рис. 9.1. Структурная схема системы АСУТП-ПП
и другим параметрам. Это ухудшает эксплуатаци-
онно-технические характеристики системы централизо-
ванного управления в целом.
На рассматриваемой структурной схеме диспетчеров
каждой службы оснащают современной типовой унифи-
цированной телемеханической аппаратурой типа РМОТ-
02 (рабочее место оператора-технолога), серийно
выпускаемой нашей промышленностью. Аппаратуру
РМОТ-02 подключают к центральной ЭВМ типа СМ-
2М, которая хранит графики движения и служит для
автоматизированного управления движением поездов и
устройств, расположенных на станционных постах цент-
рализации.
Центральный пункт управления представляет собой
первую ступень системы. Здесь устанавливают цент-
ральную управляющую ЭВМ линии типа СМ-2М и
центральный диспетчерский пункт управления линией
ЦДП. Последний включает оборудование рабочего мес-
та оператора-технолога РМОТ-02, которое имеется у
всех диспетчеров (поездного, электротягового, эскала-
торного и санитарно-технического). Рабочее место ти-
324
па РМОТ-02 состоит из микроЭВМ А135-1/3, цветного
графического дисплея для изображения мнемосхемы,
цветного графического дисплея для изображения графи-
ков, технологической клавиатуры для ввода-вывода дан-
ных и устройства для хранения суточной информации,
а также вычислительного комплекса СМ1634.02, име-
ющего микроЭВМ СМ50/60.
Аппаратуру РМОТ-02 каждого диспетчера подклю-
чают к комплексу СМ 1634.02. через модули связи
А723-7. В свою очередь СМ1634.02 подсоединяют к
центральной ЭВМ линии через модуль связи А721-11 и
стандартный модулятор-демодулятор (модем ЕС8006)
по четырехпроводному телефонному каналу. Канал свя-
зи между диспетчерским пунктом управления линией и
центральной ЭВМ организуют в случае их удаления
друг от друга на расстояние более 3 км. Такая необ-
ходимость возникает при размещении диспетчерского
пункта управления линией и центральной ЭВМ в раз-
личных служебных помещениях, расположенных на зна-
чительном удалении друг от друга. Подобное размеще-
ние служебных помещений характерно для наиболее
крупных, постоянно расширяющихся метрополитенов,
где требуются дополнительные помещения при вводе
новых линий для оперативно-диспетчерского оборудо-
вания.
При вводе в действие АСУТП-ПП выполняют наст-
ройку комплекса технических средств (КТС) линии:
центральную ЭВМ, станционные микроЭВМ и аппара-
туру РМОТ-02. Для этого в оперативную память цент-
ральной ЭВМ с магнитного диска переписываются прог-
раммы функционирования центральной ЭВМ и терми-
нального вычислительного субкомплекса связи с объек-
том ТВСО-01 на станции. Автоматически при вклю-
чении питания ТВСО-01 из центральной ЭВМ в
оперативную память станционных ТВСО-01 записыва-
ется загрузочный модуль программы работы станцион-
ной микроЭВМ. В оперативную память каждого
РМОТ-02 непосредственно с собственного магнитного
диска переписывается комплекс программ работы
РМОТ-02.
Станционные посты централизации (СПЦ) служат
для обмена информацией с ЦПУ автоматического конт-
роля и непосредственного автоматического управления
325
каждым видом технологического оборудования линии
метрополитена.
Вторая ступень системы СПЦ содержит типовой тер-
минальный вычислительный субкомплекс связи с объек-
том ТВСО-01, включающий микроЭВМ СМ50/60, опе-
ративное запоминающее устройство (ОЗУ) емкостью
64 кбайт, постоянно запоминающее устройство (ПЗУ)
емкостью 2 кбайт и набор функциональных устройств
связи с объектом (УСО). Объект ТВСО-01 подключа-
ют через УСО к станционному технологическому обо-
рудованию ТО (датчикам, путевым реле, счетчикам
электроэнергии, измерителям температуры, исполни-
тельным реле и т. д.). К центральной управляющей
ЭВМ линии ТВСО-01 подсоединяют по каналу передачи
данных, включающему модуль связи А721-22 и типовую
аппаратуру передачи данных (модем ЕС8006 и теле-
фонную четырехпроводную линию).
Программные средства ТВСО-01 обладают широки-
ми функциональными возможностями по решению за-
дач АСУТП. Они вводят и обрабатывают аналоговые
сигналы, в частности, о расходе электроэнергии на тя-
говых подстанциях. При вводе информации, на-
пример, от датчиков автоматических контрольных
пунктов типов АКП и ПКА, контролирующих чис-
ло пассажиров на входах и выходах станций, обес-
печивается ввод информации в соответствии с задан-
ным интервалом опроса, запоминание ее в памяти и
выдача в микроЭВМ по ее инициативе для предвари-
тельной обработки. С помощью программных средств
ТВСО-01 учитывается пребывание исполнительных эле-
ментов (например, эскалаторных лент) в состоянии
«Включено» или «Выключено»; осуществляется дуплекс-
ная телемеханическая связь данного субкомплекса с
центральной ЭВМ и обеспечивается автоматическая за-
грузка программ работы ТВСО-01 в его память при
включении напряжения пита!ния.
Под управлением загруженных программ станцион-
ный субкомплекс ТВСО-01 решает целый ряд задач для
различных технологических процессов. Для автомати-
ческого управления движением поездов по четному и
нечетному путям данной станции обеспечивается: прием
из центральной ЭВМ информации о плановом графике
движения и ее хранение в памяти; вывод на станцион-
326
ное табло для машинистов данных об отклонении по-
ездов от графика; ввод через модули А622-11 инфор-
мации от путевых реле о местонахождении поездов на
блок-участках перегона; ввод информации через модули
А623-4 от напольного станционного шлейфа с постоян-
ным шагом скрещивания о координате поезда на уча-
стке прицельного торможения, а также вычисление ско-
рости поезда, его замедление и регулирование процесса
прицельного торможения на станции; вывод через моду-
ли А642-17 команд управления торможением поездов
на станциях, а также включением и выключением тя-
говых двигателей поездов на перегонах и др.
Для автоматизации измерения и учета пассажиропо-
токов на линии в ТВСО-01 вводятся данные от датчи-
ков АКП и ПКА о пассажиропотоках на входах, выхо-
дах и переходах станций, вычисление параметров пас-
сажиропотоков станции, учет дневной выручки, переда-
ча информации на ЦПУ и т. д.
Для управления устройствами энергоснабжения осу-
ществляется ввод через модули А623-4 и обработка ин-
формации от счетчиков расхода электроэнергии на си-
ловых фидерах тяговых понизительных подстанций и
обеспечивается вывод через модули А641-17 команд на
реле управления силовыми агрегатами тяговых под-
станций и др.
Общесистемной информацией ТВСО-01 и централь-
ная ЭВМ обмениваются через модули А721-11 со скоро-
стью 1200 или 2400 Бод, обеспечиваемой типовой аппа-
ратурой передачи данных, например, типа ЕС-8006.
Работа центральной ЭВМ линии типа СМ-2М орга-
низуется под управлением системы программного обес-
печения и программ обработки информации от датчи-
ков технологического оборудования и предусматривает
выполнение ряда задач. Информация вводится в СМ-
2М по каналу передачи данных через модули А721-7 и
аппаратуру передачи данных от станционных ТВСО-01,
которые передают данные о состоянии технологическо-
го оборудования и его параметрах. Обработка получен-
ных с линии от ТВСО-01 данных и параметров преду-
сматривает их проверку на соответствие графиковым,
табличным и допустимым значениям. Управляющие воз-
действия вырабатываются при отклонении фактических
параметров графика исполненного движения от заданных,
327
после чего формируются управляющие команды и
передаются вместе со значениями отклонений на СПЦ
через модули А721-11 и аппаратуру передачи данных
АПД. В центральной ЭВМ предусмотрены также режи-
мы формирования оперативной информации о текущем
состоянии технических процессов на линии и вывода
этой информации по каналу передачи данных в аппара-
туру РМОТ-02 диспетчеров линии.
Аппаратура РМОТ-02, устанавливаемая каждому
диспетчеру линии, под управлением загруженной в па-
мять микроЭВМ программы из центральной ЭВМ или
магнитных дисков осуществляет следующие функции:
отображает на экране первый цветной графический
дисплей ЦГТ мнемосхемы участка технологического про-
цесса, выбранный диспетчером для контроля с помощью
клавиатуры технологического пульта;
отображает изменения состояния технологического
оборудования на мнемосхеме в соответствии с информа-
цией, получаемой с центральной ЭВМ по каналу пере-
дачи данных, о текущем состоянии соответствующего
технологического процесса;
отображает на экране второго цветного графическо-
го дисплея график изменения одного из параметров тех-
нологического процесса, выбранного диспетчером с по-
мощью клавиатуры технологического пульта;
хранит и обновляет информацию в памяти микро-
ЭВМ РМОТ-02 (оперативном запоминающем устройст-
ве и магнитном диске) о текущем состоянии оборудо-
вания технологического процесса;
автоматически выводит на экран графического дис-
плея информацию об аварийном состоянии параметров
технологического процесса (определенных при создании
программного обеспечения РМОТ-02) с подачей диспет-
черу звукового сигнала;
обрабатывает команды диспетчера, задаваемые с
технологического пульта по вызову на экран ЦГТ со-
ответствующей мнемосхемы участка, и команды диспет-
чера по управлению технологическим оборудованием;
выводит команды по каналу передачи данных (мо-
дуль А721-11 и АПД) в центральную ЭВМ;
записывает информацию о текущем состоянии тех-
нологического процесса за истекшие сутки на магнит-
ный диск для ее хранения;
328
выводит параметры, определенные для контроля дис-
петчером, на печатающее устройство.
При создании АСУТП-ПП важнейшими являются за-
дачи обеспечения достоверности обработки и передачи
информации, а также надежность комплекса техниче-
ских средств (КТС). Высокую достоверность информа-
ции достигают применением на всех стадиях функцио-
нирования АСУ программных и аппаратных средств
контроля. При вводе информации с датчиков техноло-
гического процесса станционный субкомплекс ТВСО-01
контролирует работоспособность устройств ввода ин-
формации и защищает ранее принятую информацию в
случае потери работоспособности оборудования подсис-
темы ввода; контролирует информацию, принятую от
датчиков, на достоверность; вводит поправки при изме-
нении давления и температуры.
При обмене информацией между станционным ТВСО-
01 и центральной ЭВМ, а также между РМОТ-02 и
центральной ЭВМ блоки информации, передаваемые по
каналу связи через АПД, сопровождаются контрольны-
ми суммами, по которым на приемной стороне проверя-
ется правильность принятой информации и при ошибоч-
ном приеме . передача повторяется.
На этапах логической обработки информации, хране-
ния ее в оперативной памяти ЭВМ, ТВСО-01 и РМОТ-
02 достоверность информации контролируется аппарат-
ными средствами. Случайные искажения информации,
возникающие в процессе функционирования системы,
не нарушают работу системы, так как совместные дей-
ствия аппаратно-программных средств контроля свое-
временно обнаруживают искажения информации и вос-
станавливают ее достоверность повторением последнего
этапа обработки. Так как преобладающая доля контро-
ля достоверности информации в АСУТП-ПП осуществ-
ляется программными средствами, то их совершен-
ствование позволит улучшить значения достовер-
ности.
Высокий уровень надежности КТС АСУТП-ПП обес-
печивается следующими факторами. КТС базируется на
использовании средств вычислительной техники (СМ-
2М, ТВСО-01, РМОТ-02) и других устройств (модемов,
каналов связи), имеющих высокие параметры надеж-
ности — наработка на отказ перечисленных устройств
329
превышает 104 ч; применением активного резервирова-
ния наиболее ответственных элементов структуры. В ка-
честве центральной ЭВМ выбрана СМ-2М с двумя про-
цессорами, работающими в режиме параллельной обра-
ботки информации. Для обмена данными станционного
субкомплекса с центральной ЭВМ используют основной
канал связи ТВСО—ЭВМ или дополнительный — через
соседний ТВСО.
На каждой станции устанавливают два вычисли-
тельных терминала ТВСО-01, каждый из которых нор-
мально обслуживает один впереди лежащий перегон ли-
нии. При отказе одного из ТВСО его функции автома-
тически передают второму ТВСО, имеющему для этого
необходимые резервы по памяти и вычислительной
мощности. Расчетные показатели надежности КТС име-
ют следующие значения: вероятность безотказной рабо-
ты Р=0,98 за 20 ч работы метрополитена, а наработка
на отказ более 104 ч.
9.2. Резонансная рельсовая цепь 50 Гц
с двухчастотными кодовыми сигналами АЛС—АРС
Для расширения функциональных возможностей систе-
мы АЛС—АРС, т. е. увеличения значности кодовых ко-
манд и информаций, передаваемой на поезд машинисту,
предусматривается кодирование рельсовой цепи сигна-
лами АЛС-АРС, составленными сочетанием двух час-
тот из пяти.
Схема двухниточной рельсовой цепи переменного то-
ка на частоте 50 Гц с фазочувствительными путевыми
приемниками и кодированием сигналами АЛС-АРС, со-
ставленными сочетанием токов двух частот (рис. 9.2),
разработана с учетом централизованного размещения
аппаратуры. В рельсовой цепи использованы типовые
элементы, применяемые в устройствах автоматики мет-
рополитена. На питающем и релейном концах дроссель-
трансформаторы типа ДТМ-0,17 с коэффициентом транс-
формации п=40. Рельсовая цепь питается от трансфор-
матора ПТ типа ПОБС-ЗА, на первичную обмотку ко-
торого подается напряжение 220 В частотой 50 Гц. Во
вторичную цепь трансформатора включен конденсатор
Со емкостью 10 мкФ, ограничивающий ток во вторич-
330
Рис. 9.2. Схема резонансной рельсовой цепи с двухчастотпыми ко-
довыми сигналами АЛС-АРС
Выбор
частот
АРС
302
~127В
ной цепи путевого трансформатора при шунтировании
рельсовой цепи на питающем конце и регулирующий
фазовое соотношение между током путевого элемента и
напряжением местного на фазочувствительном путевом
приемнике.
В качестве путевого приемника на релейном конце
используют реле П1 и П2 типа ДСШ-2 с параллельным
соединением путевых элементов. Параллельно обмот-
кам путевых реле включен конденсатор Ср, компенсиру-
ющий реактивную составляющую на релейном конце и
улучшающий фазовые соотношения на путевых реле.
Местные элементы путевых реле включены последова-
тельно и к ним подается питание напряжением 220 В
частотой 50 Гц. На питающем конце рельсовой цепи
включены два путевых генератора Г1 и Г2, с помощью
которых формируется двухчастотный кодовый сигнал.
Генератор Г1 вырабатывает частоты 125, 175 и 225 Гц,
331
а генератор Г2 — частоты 225, 275 и 325 Гц. Сочета-
ние токов двух частот составляет кодовый сигнал, име-
ющий определенный качественный признак. На выходе
каждого генератора Г1 и Г2 включены соответственно
фильтры Ф1 и Ф2, составленные из индуктивности и
емкости. Фильтры отфильтровывают помехи в виде гар-
монических составляющих, содержащихся в кодовом
сигнале. При изменении частоты сигнала, подаваемого
в рельсовую цепь, перенастраиваются и фильтры изме-
нением емкости, включаемой контактами управляющих
реле. Таким обазом, в рельсовую цепь подается от-
фильтрованный сигнал.
Рельсовую цепь на частоте 50 Гц регулируют во
всех основных режимах ее работы так же, как и ти-
повую рельсовую цепь. На питающем конце рельсовой
цепи исключаются вторичные обмотки трансформато-
ров ВТ1 и ВТ2 (на каждом трансформаторе провод с
одного из зажимов снимают и подключают на один за-
жим с другим проводом).
Во вторичной цепи путевого трансформатора ЗПТ
от фильтра Ф1 остается включенным контур, состоящий
из индуктивности L1 и конденсатора С1, а от фильтра
Ф2 — контур, состоящий из индуктивности L2 и кон-
денсатора С4. Подбором емкости ограничителя Со дол-
жен быть установлен резонанс напряжений на пита-
ющем конце. При правильной регулировке необходимо,
чтобы напряжение на Со было
uC0 = u„a + uLl + UL2t
где £/дтп — напряжение иа дополнительной обмотке дроссель-
трансформатора питающего конца (замеренное в ре-
лейной на выходе соединительного кабеля);
Un, Ulz — соответственно напряжение на реакторе фильтров
Ф1 и Ф2.
Емкость ограничителя Со принимают равной 10 мкФ,
и она практически не меняется даже при изменении
длины рельсовой цепи. Напряжение на путевом реле ус-
танавливают равным 55—65 В.
Рельсовую цепь настраивают в режиме АЛС—АРС
отдельно по каждому генератору. При настройке час-
тотных каналов по одному генератору выходной транс-
форматор ВТ другого генератора и вторичную обмотку
путевого трансформатора ПТ исключают из цепи. Уро-
вень тока кодового сигнала устанавливают при зашун-
332
Таблица 9.1
Частота настройки, Гц Фильтр Ф1 Фильтр Ф2
Конденсаторы Емкость, мкФ Конденсаторы Емкость, мкФ
125 Cl + С2 + СЗ 12-13
175 Cl + С2 6,5-7,0 — —
225 С1 3,75-6,0 С4+С5+ С6 7,5-8,0
275 — — С4 + С-5 4,5-5,0
325 — — С4 4,0-4,5
тированной амперметром (с сопротивлением 0,0.1—
0,005 Ом) основной обмотки дроссель-трансформатора
релейного конца. Напряжение со вторичных обмоток
трансформаторов ВТ1—ВТ2 подается исходя из норма-
тивного уровня тока кодового сигнала, имеющего самую
низкую частоту, используемую в кодировании регули-
руемой рельсовой цепи.
Фильтры Ф1 и Ф2 настраивают на каждой частоте
кодового сигнала по максимальному показанию ампер-
метра, шунтирующего релейный конец рельсовой цепи.
Фильтр Ф1 состоит из реактора (типа РОБС-ЗА) и
конденсаторов Cl, С2, СЗ, а фильтр Ф2 — из двух та-
ких реакторов, соединенных параллельно, и конденса-
торов С4, С5 и С6. Два реактора уменьшают сопротив-
ление параллельного контура, который создается этим
фильтром для сигнала первого канала. При одинаковой
индуктивности фильтров (по одному реактору) потери
сигнала первого капала на контуре фильтра Ф2 оказы-
ваются значительными при передаче сигнала в комби-
нации из близлежащих частот (например, 175 и 225,
225 и 275 Гц). При этом в длинных рельсовых цепях
(свыше 250 м) не достигаются нормативные уровни то-
ков кодовых сигналов в рельсовой линии.
В табл. 9.1 указаны частоты настройки фильтров Ф1
и Ф2 и соответствующие им емкости конденсаторов.
Ниже указан набор конденсаторов, с помощью кото-
рых достигают точной настройки фильтров Ф1 и Ф2 в
резонанс с частотой подаваемого сигнала:
Конденсатор ... Cl С2 СЗ С4 С5 С6
Номиналы емко-
стей, мкФ . . . 2; 2; 1; 0,5; 2; 1; 0,5 4; 2; 1 4; 0,5 1; 0,5 2; 1; 0,5
0.25
333
Конденсаторы Cl—С6 типа МБГЧ-1-2Б рассчита-
ны на номинальные напряжения 250 В. При длинах
рельсовых цепей, превышающих 250 м, устанавливают
конденсаторы с номинальным напряжением 500 В.
В качестве выходных трансформаторов ВТ1 и ВТ2
используют трансформаторы типа СОБС-ЗБ или СОБС-
2А. Применение различных типов трансформаторов
обусловлено длиной рельсовой цепи. При длине рельсо-
вой цепи до 250 м предусматривают трансформатор ти-
па СОБС-ЗБ, свыше 250 м — трансформатор типа
СОБС-2А.
Для питания генераторов напряжением 20—22 В ис-
пользуют трансформатор ПТГ типа ПОБС-5А. При
этом если в качестве выходных трансформаторов ВТ
применяют трансформаторы типа СОБС-2А, то генера-
торы должны питаться от гальванически развязанных
обмоток трансформатора ПТГ, чтобы токовая нагрузка
на секциях вторичной обмотки была в пределах номи-
нального значения.
9.3. Комбинации сигнальных частот
при составлении кодовых сигналов
При составлении кодовых сигналов используют следу-
ющие частоты генераторов: 125, 175, 225, 275 и 325 Гц.
Частоту 75 Гц в данной рельсовой цепи не предусмат-
ривают. В связи с этим отпадает необходимость в ус-
тановке на релейном конце фильтра Ф75, а на пита-
ющем конце — фильтра Ф225, что упрощает схему
рельсовой цепи и повышает надежность ее работы,
улучшает режим работы путевых генераторов. Как из-
вестно, при передаче кодового сигнала на частоте 75 Гц
от путевого генератора потребляется значительно
большая мощность, чем при передаче сигналов другими,
более высокими частотами. Рельсовую цепь регулируют
в режиме АЛС—АРС установкой прежде всего уровня
тока в рельсах при самой низкой сигнальной частоте
(75 Гц). При передаче сигналов на других частотах об-
мотки трансформатора ВТ не переключают и поэтому
уровень тока на этих сигнальных частотах (отличных
от 75 Гц) оказывается завышенным, что приводит к от-
бору излишней мощности от генератора.
334
Таблица 9.2
Наимено- вание комбинации Сигнальные частоты, Гц Сигналь- ные показания Наимено- вание комбинации Сигнальные частоты, Гц Сигналь- ные показания
23 125, 175 Резерв 35 175, 275 70П
24 125, 225 80 36 175, 325 60П
25 125, 275 70 45 225, 275 40
26 125, 325 60 46 225, 325 0(20)
34 175, 225 80П 56 275, 325 Резерв
Примечание. П — предупреждение (предварительная информация о сни-
жении на следующем блок-участке допустимой скорости движения).
При комбинации частот генераторов для составле-
ния кодовых сигналов необходимо, чтобы кодовые сиг-
налы, соответствующие более высокой допустимой ско-
рости, содержали более низкие частоты. Такое постро-
ение исключает появление в рельсовой цепи более
разрешающего кодового сигнала в случае обрыва кон-
денсатора в задающем контуре путевого генератора. Ком-
бинация сигнальных частот и соответствующие им сиг-
нальные показания приведены в табл. 9.2.
В комбинацию частот сигнальных показаний с пре-
дупреждением включена сигнальная частота 175 Гц. Это
позволило упростить построение схемы передающей и
приемной аппаратуры. Две комбинации частот резерв-
ные. В дальнейшем предполагается использовать их для
кодирования парковых путей депо для движения с
включенными устройствами АЛС—АРС.
9.4. Схема управления передающими
устройствами АЛС—АРС
Пропускная способность линии метро определяется зо-
ной станции и для сокращения межпоездного интерва-
ла в этой зоне применяют короткие рельсовые цепи,
длина которых 40—60 м. С их помощью создается дис-
кретная информация с малым промежутком времени
об изменении состояния станционного пути по мере
ухода с него поезда, которую используют для регули-
рования подхода следующего поезда с наименьшим ин-
тервалом. На перегоне длина рельсовых цепей может
быть 200—400 м.
335
Рис. 9.3. Диаграмма значений допустимых скоростей и ком-
бинации сигнальных частот
Если условно принять, что на станционном пути 7
(рис. 9.3, а) находится поезд, то блок-участки на под-
ходе к станции будут кодироваться для движения со
скоростями, указанными на диаграмме. Блок-участок 1
кодируется комбинацией из частот 24 (125 и 225. Гц),
что соответствует допустимой скорости движения до
80 км/ч. Блок-участок 2 кодируется кодовым сигналом,
составленным из комбинации частот 34 (175, 225 Гц),
также допускающим движение со скоростью до 80 км/ч.
Однако комбинация частот 34 предупредительная, при
336 21*
которой одновременно с сигнальным показанием о до-
пустимой скорости загорается сигнальная лампа, пре-
дупреждающая машиниста о том, что на следующем
блок-участке допустимая скорость движения будет на
ступень ниже. Блок-участок 3 кодируется комбинацией
из частот 35 (175, 275 Гц), при которой разрешается
движение со скоростью до 70 км/ч с одновременным
предупреждением о снижении допустимой скорости дви-
жения на следующем блок-участке.
Блок-участок 4 кодируется комбинацией частот 36
(175, 325 Гц), которая также является предупредитель-
ной. Движение по блок-участку 4 допускается со скоро-
Рис. 9.4. Схема включения управляющих реле У
22-1064
337
стью до 60 км/ч. По блок-участку 5 передается кодовый
сигнал, состоящий из комбинации частот 45 (225, 275
Гц), при которой допустимая скорость движения
40 км/ч. Блок-участок 6 кодируется комбинацией частот
46 (225, 325 Гц), при которой допустимая скорость дви-
жения равна нулю (автоматическое торможение под воз-
действием устройств АЛС—АРС), или при нажатой
кнопке бдительности, — со скоростью не более
20 км/ч.
По мере освобождения поездом станционного пути
будет изменяться комбинация частот кодовых сигналов
в блок-участках и, следовательно, допустимая скорость
движения по ним (рис. 9.3,6, в). И, наконец, при уда-
лении поезда от станции на расстояние, при котором
станционный путь и участки, приближенные к нему, бу-
дут кодироваться для движения следующего поезда со
скоростями, соответствующими наиболее рационально-
му режиму (рис. 9.3, г).
Для составления нужной комбинации при кодирова-
нии рельсовых цепей частоты путевых генераторов вы-
бираются контактами управляющих реле (рис. 9.4).
Причем контактами управляющих реле создается так-
же схема и для настройки фильтров Ф1 и Ф2 в резо-
нанс при соответствующем кодовом сигнале.
9.5. Схема исполнительных реле
для двухчастотного кодового сигнала
Схема включения сигнальных реле для приема кодово-
го сигнала, состоящего из комбинации двух сигнальных
частот (рис. 9.5), фиксирует прием кодовых сигналов,
несущих предварительную информацию о предстоящем
снижении допустимой скорости движения на следующем
блок-участке. Чтобы не подвергать значительным кон-
структивным изменениям блоки поездной аппаратуры,
схема построена таким образом, чтобы было сохранено
прежнее число сигнальных исполнительных реле \СИР1
—СИР5}. В связи с этим предусмотрено передавать
предварительную информацию о снижении скорости при
наиболее высоких ступенях скорости: 80, 70 и 60 км/ч.
В случае получения предупредительной информации на
пульте машиниста высвечивается показание допустимой
338
Рис. 9.5. Схема включения сигнальных реле с предварительной сиг-
нализацией
скорости и зажигается лампа П, указывающая машини-
сту на предстоящее снижение допустимой скорости на
следующем блок-участке.
Во всех кодовых сигналах, передающих предвари-
тельную информацию о снижении допустимой скорости,
содержится частота 175 Гц. В связи с этим для по-
строения схемы числовой защиты оказалось достаточ-
ным использовать по два-три переключающих контак-
та обратного повторителя РЗ приемных реле Pl, Р2.
Это позволяет при проведении монтажных работ не
вносить изменений в принципиальную схему приемни-
ков.
Допустим, что принимается кодовый сигнал, име-
ющий комбинацию частот 25, при котором допустимая
скорость движения 70 км/ч и отсутствует информация
о предстоящем снижении скорости на следующем блок-
участке. Реле СИР2 возбуждено через собственный
фронтовой контакт и фронтовой контакт реле соответ-
ствия СР2. Реле соответствия СР1 и СР2 включены па-
раллельно и находятся под током на следующей цепи:
22* 339
ПБ, фронтовой контакт 18-19 реле 6РЗ, тыловой 18-17
5РЗ, фронтовые 12-13 реле 5Р1 и 5Р2 (проверяется при-
ем сигнальной частоты 275 Гц), фронтовой 25-26 4РЗ,
фронтовой 18-19 ЗРЗ, тыловой 18-17 2РЗ, фронтовые 12-
13 2Р1 и 2Р2 (проверяется прием сигнальной частоты
175 Гц), фронтовой 28-29 6РЗ, тыловой 28-27 5РЗ, фрон-
товой 13-12 реле СИР2, тыловой 11-12 реле СИР1, об-
мотки реле СР1 и СР2, МБ. Наличием в цепи фронто-
вых контактов реле 6РЗ, 4РЗ и ЗРЗ проверяется отсут-
ствие приема других сигнальных частот.
При приеме кодового сигнала, имеющего комбина-
цию частот 35, 275 и 35 Гц (допустимая скорость дви-
жения по блок-участку 70 км/ч, но на следующем блок-
участке она будет снижена), реле второго приемника
2Р1 и 2Р2 обесточиваются, а их обратный повторитель
2РЗ притягивает якорь. Одновременно возбуждаются
реле третьего приемника ЗР1 и ЗР2 и отпускает якорь
их обратный повторитель реле ЗРЗ. Создается новая
цепь питания реле CPI, СР2: ПБ, фронтовой контакт
18-19 реле 6РЗ, тыловой 18-17 5РЗ, фронтовые 12-13
5Р1 и 5Р2 (повторяется прием частоты 275 Гц), фрон-
товой 25-26 4РЗ, тыловой 18-17 ЗРЗ, фронтовые 12-13
ЗР1 и ЗР2 (проверяется прием частоты 175 Гц), фрон-
товой 25-26 4РЗ, тыловой 18-17 ЗРЗ, фронтовые 12-13
тыловой 28-27 5РЗ, фронтовой 13-12 СИР2, тыловой 11-
12 реле СИР1, обмотки реле CPI, СР2, МБ. От кон-
такта 29 реле 2РЗ питание подается на сигнальную лам-
пу предупреждения ЛП. В момент переключения кон-
тактов реле приемников цепь реле СР1 и СР2 кратко-
временно нарушается, но якорь реле не успевает опус-
титься благодаря замедлению реле на отпускание.
Аналогично схема работает и при смене кодовых
сигналов 24 или 26 соответственно на 34 и 36. Смена
на другие кодовые сигналы происходит в соответствии
с принципом, заложенным в типовой системе сигналь-
ных исполнительных реле СИР.
В случае поступления кодового сигнала, содержа-
щего число частот, отличное от двух, ПБ источника пи-
тания попадает на тыловой контакт 11 реле СИР5
(СИР5, СИР4, СИРЗ и СИР2 были возбуждены). С ре-
ле СР1 и СР2 отключается питание, и они через 0,5 с
отпустят якоря и выключат питание для всех ранее
возбужденных сигнальных реле. После этого реле СР1
340
и СР2 возбудятся, создавая цепь горения лампы О
на пульте машиниста, и движение поезда разрешают
при нажатии кнопки бдительности КБ после отработки
команды на торможение и снижения скорости до
20 км/ч.
9.6. Бесстыковые рельсовые цепи
Первые разработки и испытания бесстыковых рельсо-
вых цепей были начаты на Московском метрополитене
в начале семидесятых годов, когда устройства автома-
тической локомотивной сигнализации с автоматическим
регулированием скорости были достаточно апробирова-
ны в условиях эксплуатации и открывалась перспекти-
ва регулирования движения поездов по локомотивным
сигналам путевых светофоров.
В 1974 г. Московским метрополитеном совместно с
ВНИИЖТом, МИИТом и КБ ЦШ МПС были разрабо-
таны эксплуатационно-технические требования к устрой-
ствам бесстыковых рельсовых цепей метрополитена
(БРЦМ) с централизованным размещением аппарату-
ры. В соответствии с этими требованиями предусмат-
ривалось разработать бесстыковые рельсовые цепи с по-
тенциальным приемником, т. е. приемником, подклю-
чаемым непосредственно к ходовым рельсам, а для
станционных путей, где необходима точная фиксация
границы рельсовых цепей, с токовым приемником, т. е.
индуктивно связанным с ходовыми рельсами.
Бесстыковая рельсовая цепь (рис. 9.6) на обоих кон-
цах имеет путевые генераторы ПГ, настроенные на од-
ну из фиксированных частот fi—fn и путевые индук-
Рис. 9.6. Бесстыковая рельсовая цепь с токовым путевым прием-
ником
341
PI
P2
i_r
Рис. 9.7. Схема включения
путевого реле
тивпые катушки ПК, соеди-
ненные с путевым приемни-
ком ПП, содержащим резо-
нансный усилитель РУ, на
выходе которого включено
реле Р. Рельсовая цепь об-
текается током от обоих
путевых генераторов nrfl и ПГ{2 с воздействием на пу-
тевые приемники соответственно /7/7/, и ПЩ2- Таким
образом, рельсовая цепь контролируется двумя путевы-
ми приемниками, настроенными в резонанс на различ-
ные частоты и подключенными к различным концам
контролируемого участка.
Возбужденное состояние путевых приемников /7/7fi
и ПП}2 фиксируется путевым реле П, которое по суще-
ству является датчиком информации о состоянии рель-
совой цепи (рис. 9.7). Путевое реле П обесточивается
при вступлении поезда на рельсовую цепь и шунтиро-
вании обоих токовых приемников. При нарушении це-
лости рельсовой линии контур тока обрывается. Э. д. с.,
которая наведена в приемных катушках за счет утечки
тока через балласт, становится недостаточной для удер-
жания путевых приемников в возбужденном состоянии.
Путевые приемники переходят в нерабочее состояние и
обесточивают путевое реле, фиксируя неисправность
рельсовых нитей.
Смежные рельсовые цепи питаются токами различ-
ных частот, что исключает влияние на путевой прием-
ник генератора смежной рельсовой цепи. Как показыва-
ют расчеты при длине рельсовых цепей более 200 м и
частотах сигнального тока свыше 250 Гц, повторное
применение одинаковой частоты путевого генератора
через три блок-участка не вызывает опасного влияния
на путевой приемник даже при самых неблагоприят-
ных условиях, когда для токов влияющих источников
сопротивление передачи оказывается наименьшим (рис.
9.8).
Питание рельсовых цепей на опытном участке тока-
ми сигнальных частот осуществлялось от генератора
ГАЛСМ с перенастройкой его задающего контура для
получения дополнительно частоты 425 Гц. В качестве
приемной катушки использовали индуктивный путевой
датчик, разработанный институтом Гипротранссигнал-
342
nrf, nrf2 nrf3 tlfy
nrif^ nnf? mH] mifs rwf? nnf3
Рис. 9.8. Пояснение к чередованию сигнальных частот вдоль рель-
совой линии
связь. Датчик состоит из катушки с сердечником, кото-
рая находится в силуминовом корпусе и для влагоза-
щищенности заливается эпоксидной смолой. Сопротив-
ление катушки постоянному току 150 Ом, индуктивность
2,1 Гн. Специальными скобами датчик крепят к подош-
ве рельса в шпальном ящике. При протекании тока в
рельсах, равного 2 А (50 Гц), датчик обеспечивает
э. д. с. не менее 700 мВ.
Путевой приемник состоит из двух избирательных
усилителей, разделенных ограничителем. Для подавле-
ния помех применена классическая схема селективного
приемника: широкополосный фильтр, ограничитель —
пороговый элемент, узкополосный фильтр. Приемник
питается постоянным током напряжением 12 В.
Для эксплуатационных испытаний бесстыковых рель-
совых цепей в увязке с действующими устройствами ав-
тоблокировки была составлена специальная коммути-
рующая схема. Специальной кнопкой типовая аппара-
тура (50 Гц) отключалась от рельсовой линии, закора-
чивались изолирующие стыки, к рельсовой линии под-
ключалась аппаратура питающего конца бесстыковой
рельсовой цепи и путевые реле действующих устройств
использовались в качестве повторителей путевых реле
бесстыковой рельсовой цепи.
Повторители путевых реле бесстыковых рельсовых
цепей выполняли все зависимости в действующих уст-
ройствах автоблокировки. Переключение автоблокиров-
ки на работу с бесстыковыми рельсовыми цепями фик-
сировалось на специальной панели в помещении де-
журного по станции.
Правильность работы автоблокировки с рельсовыми
цепями без изолирующих стыков определялась по сос-
тоянию путевых реле, сигнальных показаний светофоров
343
и положению путевых автостопов, а также непрерыв-
ной записью на самописец Н-320Б состояния токовых
путевых реле и их повторителей.
Во время опытной эксплуатации устройства автобло-
кировки с рельсовыми цепями без изолирующих сты-
ков с токовыми приемниками работали устойчиво, без
сбоев, обеспечивая регулирование движения пассажир-
ских поездов метрополитена.
Визуальный осмотр смены сигнальных показаний
светофоров на опытном участке показал четкую их ра-
боту в полном соответствии с требованиями ПТЭ,
предъявляемыми к устройствам автоблокировки Число
срабатываний путевых реле бесстыковых рельсовых це-
пей, зафиксированных электромеханическими счетчика-
ми, полностью соответствовало числу поездов, просле-
довавших по опытному участку в соответствии с
графиком движения.
Анализ осциллограмм уровней сигналов на элемен-
тах аппаратуры автоблокировки с бесстыковыми рель-
совыми цепями установил, что тяговый ток не вызыва-
ет ложных срабатываний токовых путевых реле и, сле-
довательно, не оказывает мешающего влияния на рабо-
ту автоблокировки с рельсовыми цепями без изолиру-
ющих стыков.
Комиссией на основании испытаний и опытной экс-
плуатации было сделано заключение, что система ав-
томатической блокировки с рельсовыми цепями без
изолирующих стыков с токовым съемом в реальных
эксплуатационных условиях функционирует нормально
в соответствии с принципами, заложенными при их раз-
работке, обеспечивая безопасность движения в соответ-
ствии с ПТЭ метрополитенов.
Бесстыковые рельсовые цепи с потенциальным при-
емником (рис. 9.9). В 1978 г. был оборудован опытный
участок для испытания бесстыковых рельсовых цепей с
потенциальным приемником.
Научную разработку устройств с бесстыковыми рель-
совыми цепями выполнили во ВНИИЖТе, разработку
конструкции аппаратуры и изготовление опытной пар-
тии - в КБ ЦШ МПС.
При создании БРЦМ приняли решение унифициро-
вать аппаратуру для применения ее на метрополитене
и магистральных железных дорогах. При разработке
344
Рис. 9.9. Бесстыковая рельсовая цепь с потенциальным приемни-
ком
рельсовых цепей использовали модулированный сигнал,
что повысило защищенность приемных устройств рель-
совых цепей от опасного влияния гармонических сос-
тавляющих тягового тока. Небольшие длины рельсовых
цепей метрополитена делают возможным применить в
качестве несущей частоты сигнального тока сравнитель-
но высокую частоту, которая позволяет уменьшить до-
полнительную зону шунтирования бесстыковых цепей
и повысить точность фиксации границ блок-участков.
Для формирования сигнала, подаваемого в рельсо-
вую цепь, используют две различные несущие частоты
и две частоты модуляции. Модулированный сигнал, со-
ставленный из этих элементов, будет иметь одинаковые
значения несущей частоты и сигнала модуляции только
через шесть рельсовых цепей. Разделение рельсовых це-
пей с одинаковыми сигналами расстоянием, кратным
длине шести рельсовых цепей, обеспечивает достаточ-
ное затухание сигнала и исключает возможность опас-
ного влияния на приемник источника другой рельсовой
цепи, подающий аналогичный сигнал.
Для формирования модулированного сигнала исполь-
зовали несущие частоты 725 и 775 Гц. Выбор этих час-
тот обусловлен обеспечением помехозащищенности пу-
345
тевого приемника от гармонических составляющих сиг-
нала АЛС—АРС. Зоны шунтирования — «плавающая
граница» рельсовых цепей — при указанных частотах
не оказывают заметного влияния на пропускную способ-
ность. Выбор частоты модуляции 8 и 12 Гц был обус-
ловлен необходимостью размещения полосы пропуска-
ния приемных устройств между гармониками тягового
тока, кратными 50 Гц.
Схема бесстыковой рельсовой цепи с потенциальным
приемником разработана с учетом наложения кодовых
сигналов АЛС—АРС в принятом диапазоне частот
75—275 Гц.
Модулированный сигнал для подачи в рел'ьсовую
цепь вырабатывается групповыми устройствами и уси-
ливается усилителем ПУ. Уровень сигнала, подаваемо-
го в рельсовую цепь, регулируется напряжением, сни-
маемым с вторичной обмотки выходного трансформато-
ра ПТ. В цепь вторичной обмотки трансформатора
ПТ включен фильтр из L1C1, которым исключается за-
мыкание сигнала АЛС—АРС через трансформатор ПТ.
Регулируемый резистор R1 (100 Ом) позволяет вырав-
нивать входное сопротивление схемы со стороны рель-
совой линии при различных длинах соединительного ка-
беля.
Для согласования параметров аппаратуры с рельсо-
вой линией используют трансформатор типа ПОБС-2А.
Дроссель-трансформаторы применяют для отсоса и вы-
равнивания асимметрии тягового тока.
На приемном конце рельсовой цепи имеется согла-
сующий трансформатор типа ПОБС-2А, регулируемый
резистор R1, фильтр L4C4. Через эти элементы сигнал
поступает на последовательно соединенные входы при-
емных устройств смежных рельсовых цепей. На выходе
путевого приемника, настроенного на несущую и мо-
дулированные частоты принимаемого сигнала, сраба-
тывает путевое реле. На выходе другого приемного уст-
ройства реле сработает, если соответствующий его на-
стройке сигнал поступит из смежной рельсовой цепи.
Кодовые сигналы АЛС—АРС подаются путем па-
раллельного подключения к схеме рельсовой цепи пи-
тания от путевого генератора. Причем кодовые сигналы
АЛС—АРС подключаются на релейном и питающем
концах рельсовой цепи.
346
Рис. 9.10. Структурная схема бесстыковых рельсовых цепей
Для исключения утечки сигнального тока через ап-
паратуру кодирования АЛС—АРС установлен заграж-
дающий фильтр L2C2, настроенный на частоту 750 Гц
— среднюю между несущими частотами сигналов смеж-
ных рельсовых цепей.
Конденсатором СЗ, включенным в цепь кодирования
сигналов АЛС—АРС, компенсируется индуктивная со-
ставляющая рельсовой линии на частоте 75 Гц, имею-
щей наихудшие условия передачи.
Для подачи в рельсовую цепь кодовые сигналы
АЛС—АРС выбираются обычным способом — контак-
тами путевых или управляющих реле, являющихся их
групповыми повторителями.
Для питания рельсовых цепей без изолирующих
стыков используют групповые источники Гкрц, которы-
ми вырабатываются токи несущей частоты и f2 и час-
тоты модуляции У7! и F2 (рис. 9.10). От каждого источ-
ника питаются две смежные рельсовые цепи, располо-
женные по обе стороны от точки его подключения к
рельсовой линии.
Несущие частоты и частоты модуляции чередуются
в пределах всего перегона..
Между источниками включены два селективных при-
емника П1 и П2, один из которых воспринимает сиг-
налы с несущей частотой а другой — f2.
Источники, подающие в рельсовую линию одинако-
вые сигналы, оказываются включенными через восемь
рельсовых цепей. Приемник и источник различных рель-
347
совых цепей, предназначенные для приема и передачи
одинакового сигнала, оказываются разделенными семью
рельсовыми цепями, что исключает опасное влияние ис-
точника на приемник другой рельсовой цепи.
Кодовые сигналы АЛС—АРС передаются с пита-
ющего и приемного концов рельсовой цепи от источни-
ка Гарс- Кодовый сигнал, передаваемый в рельсовую
цепь, выбирается контактами управляющих реле.
Аппаратуру питающего и приемного концов рельсо-
вой цепи подключают к рельсовой линии через согла-
сующий трансформатор ПТ.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение ................................3
Глава 1. Эксплуатационные основы устройств автоматики
метрополитена 6
1.1. Общие сведения . 6
1.2. Понятие об автоблокировке, блок-участке и защитном
участке . 8
1.3. Назначение сигналов ...... 12
1.4. Система сигнализации ...... 15
1.5. Требования, предъявляемые к автоблокировке . . 19
1.6. Пропускная способность линии, оборудованной автобло-
кировкой ........................... . 21
1.7. Способы увеличения пропускной способности ... 33
1.8. Устройства автоматической локомотивной сигнализации
с автоматическим регулированием скорости ... 37
1.9. Требования, предъявляемые к устройствам АЛС—АРС 41
1.10. Пропускная способность линии, оборудованной систе-
мой АЛС—АРС..................................... . 44
Глава 2. Расстановка светофоров 55
2.1. Тяговые расчеты ................................ . 55
2.2. Расстановка светофоров автоблокировки ... 67
2.3. Расстановка сигнальных точек АЛС—АРС . .. 76
Глава 3. Элементы устройств автоматики и телемеханики 81
3.1. Реле ............................ . 81
3.2. Классификация реле ...... 84
3.3. Нейтральные и огневые малогабаритные штепсельные
реле .••.. 88
3.4. Нейтральное реле типа HP ..... 99
3.5. Двухэлементное секторное штепсельное реле типа ДСШ 102
3.6. Двухэлементное секторное реле типа ДСР . .110
3.7. Трансформаторы ................ .114
3.8. Штепсельный блок питания типа БПШ 126
3.9. Трансформаторы типов ТСЗ, ТСТ 128
3.10. Дроссель-трансформатор типа ДТМ-0,17 .... 134
349
Глава 4. Электропитание устройств автоматики метрополи-
тена 139
4.1. Электрические схемы панели СЦБ на понизительных под-
станциях .............................139
4.2.. Схема электропитания при централизованном размеще-
нии аппаратуры ....................... 143
4.3. Схема электропитания устройств в тоннеле . . . 152
Глава 5. Рельсовые цепи 158
5.1. Принцип работы ...................158
5.2. Рельсовая линия ...................169
5.3. Изолирующие стыки и стыковые соединители . . 173
5.4. Расчет двухниточной рельсовой цепи . . , . г . 178
5.5. Схемы рельсовых цепей с наложением кодовых сигна-
лов АЛС—АРС ..............................................185
5.6. Схемы рельсовых цепей с наложением сигналов АЛС—
АРС .........................189
5.7. Резонансные рельсовые цепи 50 Гц с наложением сигна-
лов АЛС—АРС при централизованном размещении аппа-
ратуры 194
Глава 6. Автоблокировка метрополитена 201
6.1. Светофоры 201
6.2. Автостоп 209
6.3. Схема линейного реле ................................219
6.4. Схема линейно-сигнального реле .... 225
6.5. Схема управления приводом автостопа .... 228
6.6. Схемы включения сигнальных ламп светофоров . . 233
6.7. Централизованное размещение аппаратуры . . . 242
Глава 7. Автоматическая локомотивная сигнализация с ав-
томатическим регулированием скорости 249
7.1. Выбор диапазона сигнальных частот АЛС—АРС . . 249
7.2. Структурная схема системы АЛС—АРС .... 251
7.3. Путевые устройства и генератор.......................255
7.4. Приемные катушки 260
7.5. Блок локомотивных приемников БЛПМ . . . 262
7.6. Блок измерения скорости БИС-200А .... 270
7.7. Сигнальный блок БСМ и блок управления БУМ . . 275
7.8. Схемы включения исполнительных реле .... 279
Глава 8. Системы автоведения 293
8.1. Системы автоматического управления движением поез-
дов ...................................293
8.2. Комплексная система автоматического управления дви-
жением поездов метрополитена (КСАУПМ) . . . 306
350
Глава 9. Новые системы и элементы автоматики 323
9.1. Автоматизированная система управления перевозочным
процессом ..............................323
9.2. Резонансная рельсовая цепь 50 Гц с двухчастотиыми ко-
довыми сигналами АЛС—АРС...............................330
9.3. Комбинации сигнальных частот при составлении кодовых
сигналов ..............................334
9.4. Схема управления передающими устройствами АЛС—
АРС . ...................................335
9.5. Схема исполнительных реле для двухчастотиого кодо-
вого сигнала ...........................................: 338
9.6. Бесстыковые рельсовые цепи .... 341
1 р. 50 к
Устройства интервального
регулирования движения поездов
метрополитена благодаря непрерывному
измерению фактической скорости
поезда позволяют изменять ее
в пределах допустимых значений.
Широкий диапазон регулирования
скорости движения поездов
дает возможность снижать ступень
допустимой скорости по мере
сближения с препятствием
и достигать наибольшей
пропускной способности.