Путевые и локомотивные устройства АЛСН числового кода

Системы автоматики на перегонах

5 курс 2-й семестр

Лекция 4 (часть 2)

Путевые и локомотивные устройства АЛСН числового кода.

План

1. Эксплуатационная характеристика системы АЛСН числового кода
2. Структурная схема системы.
3. Путевые устройства.
4. Локомотивные приемные устройства.

* * * * *

Рекомендуемая литература:

1. Путевая блокировка и авторегулировка. /Под ред. Н. Ф. Котляренко. М.: Транспорт, 1983.

* * * * *

1. Эксплуатационная характеристика системы АЛСН числового кода.

Непрерывными системами АЛС оснащены все двухпутные, а также большая часть однопутных участков, имеющих АБ. В них для передачи информации на локомотив используются числовые признаки кодовых сигналов.

Локомотивный светофор дает четыре основных сигнальных показания: зеленый — при приеме кодового сигнала 3 стремя импульсами в кодовом цикле; желтый — при приеме кодового сигнала Ж с двумя импульсами в цикле; желтый с красным — при приеме кодового сигнала КЖ, содержащего один импульс в цикле; красный — при отсутствии кодовых сигналов, если прекращению приема их предшествовали сигналы КЖ.

Кроме этих показаний, локомотивный светофор сигналюирует белым огнем о прекращении действия АЛС при движении поезда по путям, где не предусматривается посылка кодовых сигналов в рельсы (на боковых, а в некоторых случаях и на главных путях станций). Белый огонь зажигается при отсутствии кодовых сигналов, если перед прекра-щением приема сигналов передавались кодовые сигналы 3 или Ж. Во всех, случаях от закрытого светофора в рельсовую цепь навстречу поезду посылается кодовый сигнал КЖ, и локомотивный светофор на блок-участке перед закрытым светофором сигнализирует желтым с красным огнем. От путевого светофора с желтым или двумя желтыми огнями в рельсы посылается сигнал Ж, дающий на локомотивном светофоре также желтый огонь.

В трехзначной автоблокировке от путевого светофора с зеленым огнем посылается кодовый сигнал 3 , прием которого на локомотиве дает зеленый огонь и на локомотивном светофоре. Тот же кодовый сигнал посылается в рельсы и перед предупредительным светофором с желтым мигающим огнем, свидетельствующим о предстоящем приеме поезда на боковой путь станции, или зеленым мигающим огнем В четырехзначной автоблокировке кодовый сигнал 3 посылается в рельсовую цепь как от светофора с зеленым и желым огнями, горящими одновременно, так и от светофора с зеленым огнем. На локомотивном светофоре сохраняется одно и то же показание – зеленый огонь на блок-участке перед этими путевыми светофорами.

В отличие от трехзначной автоблокировки перед светофором с желтым мигающим огнем посылается кодовый сигнал Ж. Этим обеспечивается предупреждение о приеме на боковой путь на расстоянии, достаточном для снижения скорости поезда при коротких блок-участках. При движении поезда к погасшему светофору в момент, когда на нем должен гореть красный огонь , на локомотивном светофоре также горит красный огонь. То же самое имеет место и у погасшего входного светофора. Однако при зажигании пригласительного сигнала передача сигналов КЖ на предупредительном участке возобновляется.

При движении поезда к погасшему светофору в момент, когда он должен сигнализировать желтым огнем, на локомотивном светофоре горит желтый огонь Если поезд приближается к погасшему светофору в момент, когда он должен сигнализировать зеленым огнем, на локомотивном светофоре горит зеленый огонь. В некоторых случаях кодовый сигнал 3 заменяется сигналом Ж. Перенос кодового сигнала во всех случаях связан с переносом огней на путевых светофорах.

На главных приемных путях станции при пропуске поезда по от рытым светофорам кодовые сигналы используются таким же образом, как и на перегоне, т. е. в зависимости от показания выходного светофора. В рельсовые цепи стрелочных участков, входящих в маршрут приема, посылаются такие же кодовые сигналы, как и в приемные пути, только при запертых в маршруте стрелках, т. е. при входе поезда под открытый входной светофор. При закрытом входном светофоре кодовые сигналы в стрелочные участки не посылаются, и этим обеспечивается зажигание красного огня на локомотивном светофоре при въезде на станцию

С выходом поезда под открытый выходной светофор в рельсовые цепи стрелочных участков, входящих в маршрут отправления, посылаются такие же кодовые сигналы, как и на блок-участке удаления, в зависимости от показания первого проходного светофора.

Этим обеспечивается включение красного огня на локомотивном светофоре при выезде поезда с главного пути станции под закрытый выходной светофор.

Боковые пути станции, как правило, не оборудуются путевыми устройствами АЛСН. В данном случае с прекращением приема кодового сигнала Ж в момент входа поезда на станцию на локомотивном светофоре загорается белый огонь, который сохраняется до момента приема кодового сигнала на участке удаления. Белый огонь свидетельствует о том, что действие АЛС прекратилось, и машинист должен руководствоваться показаниями путевых светофоров. Время восприятия кодовых сигналов, т. е. время смены огней, составляет 5,5—6 с.

Устройства САР имеют некоторые отличия на локомотивах и мотор-вагонных поездах. Для обеспечения безопасности движения на локомотивах используется комплекс контрольных устройств:

• однократный контроль бдительности при каждой смене сигнальных огней, за исключением смены любого огня на зеленый;
• периодический контроль бдительности (через 15—20 с), действующий при желтом огне локомотивного светофора и скорости более vж а при желтом с красным, красном и белом огнях и скорости более vст (примерно 10 км/ч); контроль скорости vкж при желтом с красным огне и v0 (20 км/ч) — при красном огне.

При длительном движении поезда по участку, не оснащенному автоблокировкой и путевыми устройствами АЛСН, машинист, воспользовавшись специальной кнопкой, может увеличить период проверки бдительности до 60—90 с.

Белый огонь может быть включен искусственно одновременным нажатием вспомогательной кнопки и рукоятки бдительности РБ. Это необходимо делать перед отправлением поезда со станции после стоянки локомотива с выключенными устройствами АЛСН.

Программа сближения поезда с препятствием на участке с трехзначной автоблокировкой показана на рис. 1. Перед путевым светофором с зеленым огнем устройства авторегулировки не воздействуют на процесс ведения поезда. При вступлении на блок-участок, ограждаемый светофором с желтым огнем, и далее через каждые 15—20 с, если скорость поезда выше vж, машинист должен периодически подтверждать бдительность нажатием РБ. Он должен принять меры с таким расчетом, чтобы проехать светофор с желтым огнем со скоростью не более vж, и этим исключить принудительное экстренное торможение поезда, которое производит электропневматический клапан ЭПК через 6 с после предупредительного звукового сигнала (свистка).

При проследовании путевого светофора с желтым огнем (смена желтого огня на желтый с красным) машинист также должен подтвердить бдительность нажатием РБ и далее периодически подтверждать бдительность до тех пор, пока поезд движется. Если поезд проследует светофор о красным огнем (смена желтого с красным на красный), машинист должен также подтвердить бдительность и двигаться, не превышая скорость v0 (20 км/ч), во избежание принудительной остановки поезда и периодически подтверждать бдительность с готовностью остановиться перед препятствием.

Электропневматический клапан механически запирается ключом и, таким образом, не воздействует на тормозную магистраль поезда в тех случаях, когда выключается электрическое питание устройств. Поворотом ключа ЭПК приводится в готовность к автоматическому торможению, причем для контроля этого действия локомотивный светофор зажигается только при отомкнутом ЭПК. На ленте скоростемера делается отметка об отпирании ЭПК. Кроме того, на ней отмечаются показания локомотивного светофора, имевшие место в различных участках пути (красный, желтый с красным, желтый), а также перерывы цени питания ЭПК, требующие восстановления ее нажатием РБ.

В последнее время вводится блокировка, исключающая возможность сборки цепи тяги локомотива, если ЭПК не приведен в готовность к автоматическому торможению. На мотор-вагонных поездах из всех перечисленных контрольных устройств исключен периодический контроль бдительности при желтом огне. Это сделано в связи с необходимостью частых остановок у платформ, требующих от машиниста дополнительного внимания. Периодическое пользование РБ в этих условиях может мешать машинисту выполнять свои обязанности, связанные с точной остановкой поезда а пределах платформ.

2. Структурная схема системы.

В системе АЛСН числового кода (рис. 2) кодирующей аппаратурой, установленной у каждого проходного светофора, являются кодовый путевой трансмиттер КПТШ и трансмиттерное реле Т. Выбор сигнального кода производится схемой кодирования СК, составленной из контактов сигнальных и огневых реле.

При горении на светофоре зеленого огня цепь кодирования для включения реле Т замыкается через контакт 3 трансмиттера и в рельсовую цепь подается код зеленого огня 3, состоящий из трех импульсов в кодовом цикле. Если на светофоре горит желтый огонь, то цепь кодирования для включения реле Т замыкается через контакт Ж трансмиттера и в рельсовую цепь подается код желтого огня Ж, состоящий из двух импульсов в кодовом цикле. В случае горения красного огня на светофоре цепь кодирования для включения реле Т замыкается через контакт КЖ трансмиттера и в рельсовую цепь подается код желтого огня с красным КЖ, состоящий из одного импульса в кодовом цикле.

В рельсовую цепь при импульсной работе реле Т подается переменный кодированный ток, который протекает по рельсовым нитям под приемными катушками локомотива ПК и замыкается через передние скаты локомотива (цепь тока показана штриховой линией).

При прохождении сигнального тока вокруг рельса образуется переменное магнитное поле, охватывающее приемную катушку, в которой индуктируется переменная э. д. с. Направление токов в каждом рельсе встречное, поэтому индуктированные э. д. с, имеют также встречное направление. В случае встречного соединения катушек эти э, д. с. будут действовать встречно и взаимно уничтожаться.

Для правильного приема кодового сигнала катушки соединяют так, как показано на рис. 2. При этом индуктированные э.д.с. действуют согласованно и создают сигнальный ток /о проходящий через усилитель У. Необходимо учитывать, что по рельсовым нитям одновременно с сигнальным проходит тяговый ток. Тяговый ток Iт, проходя через дроссель-трансформатор ДТ, разветвляется и проходит по каждой рельсовой нити в одном направлении. Гармонические составляющие тягового тока создают вокруг каждого рельса переменное магнитное поле, охватывающее приемные катушки локомотива. В катушках при согласованном направлении тяговых токов в каждом рельсе индуктируется э. д. с. также согласованного направления.

За счет встречного соединения приемных катушек эти э.д.с. взаимно компенсируются и не оказывают влияния на приемные устройства локомотива. При продольной асимметрии тягового тока полной компенсации э.д.с. в катушках не происходит и появляются мешающие влияния тягового тока на устройства АЛСН.

Полная асимметрия тягового тока появляется в однониточных рельсовых цепях на станциях. Тяговый ток проходит только по одной рельсовой нити и индуктирует э. д. с. только в одной приемной катушке локомотива. За счет сильного мешающего влияния тягового тока однониточные рельсовые цепи на станциях не кодируются и АЛСН при прохождении поезда по этим рельсовым цепям не работает.

На станциях к главному кодируемому пути могут примыкать стрелки перекрестных съездов. В пределах рельсовой цепи стрелок с перекрестными съездами устраивают некодируемые однониточные рельсовые цепи. Для кодирования таких стрелочных участков используют шлейф, укладываемый вдоль рельсовых нитей участка. Кодированный ток подается в шлейф через кодовый трансформатор. Величину кодированного тока повышают, чтобы образовать вокруг шлейфа электромагнитное поле для наведения в приемных катушках э. д. с. требуемой величины и скомпенсировать влияние э.д.с. от тягового тока, проходящего по одной рельсовой нити пути.

Кодовый ток от приемных катушек ПК проходит через фильтр Ф, настроенный на частоту сигнального тока и не пропускающий токи других частот. После фильтра импульсы переменного тока проходят через усилитель У, в котором происходят их усиление и одновременно преобразование в импульсы постоянного тока. От этих импульсов работает импульсное реле И и передает их в дешифратор ДШ, который производит дешифрирование числового кода.

Принцип дешифрации основан на определении числа импульсов в кодовом цикле и включении сигнальных реле, управляющих огнями локомотивного светофора. Например, при приеме кода КЖ отсчитывается один импульс и срабатывает реле КЖ, включающее на локомотивном светофоре желтый огонь с красным.

Схема включения огней ЛС контактами сигнальных реле (сами реле не показаны) приведена на рис. 1. При приеме кода Ж отсчитываются два импульса, срабатывают реле КЖ и Ж и включают на ЛС желтый огонь; при приеме кода 3 отсчитываются три импульса, срабатывают реле КЖ, Ж и 3 и включают на ЛС зеленый огонь. Более разрешающий огонь ЛС включается при большем числе возбужденных сигнальных реле, чтобы при отказе одного из них на ЛС включился менее разрешающий огонь и выполнялись требования по обеспечению безопасности движения поездов.

Чтобы предупредить проезд закрытых сигналов или открытых сигналов с недопустимо высокой скоростью, устройства АЛСН на локомотиве дополняются устройствами автостопа. Эти устройства по способу воздействия на тормоза могут быть следующими:

• устройства с контролем бдительности машиниста и неабсолютно действующим автостопом— в случае смены показаний ЛС с более разрешающего на менее разрешающее включается предупреждающий свисток. Если машинист в течение 6—8 с после начала действия свистка подтверждает свою бдительность кратковременным нажатием рукоятки бдительности РБ, то автостоп отключается и автостопного торможения не происходит. Машинист путем служебного торможения производит остановку поезда перед закрытым сигналом. Если машинист в течение 6—8 с не подтвердит свою бдительность нажатием РБ, то включается автостоп и производит экстренное торможение поезда;
• устройства с контролем скорости и абсолютно действующим автостопом — экстренное торможение осуществляется при сближении поездов с препятствиями, а также в случаях превышения фактической скорости над скоростью, с которой разрешается проезд светофора с данным сигнальным показанием. Подтверждение бдительности нажатием рукоятки бдительности не исключает автостопного торможения;
• устройства с авторегулированием скорости— в систему закладывается программная скорость движения поезда по каждому перегону. Во всех случаях превышения скорости над программной автоматически включается служебное торможение и длится до тех пор, пока фактическая скорость не снизится до программной..

3. Путевые устройства.

Для работы АЛСН кодовые сигналы, несущие информацию о показаниях путевых светофоров, передаются на локомотив при помощи рельсовых цепей. Формирование, включение и выключение кодовых сигналов числового кода осуществляются схемами кодирования. Для образования этих схем у каждого путевого светофора устанавливают кодовый путевой трансмиттер КПТШ и трансмиттерное реле Т.

Кодовый путевой трансмиттер вырабатывает сигнальные коды, необходимые для передачи всех сигнальных показаний путевого светофора на локомотив; трансмиттерное реле передает импульсы выбранного сигнального кода в рельсовую цепь. Построение схем кодирования зависит от системы автоблокировки и принятого включения путевого реле и источника питания по концам рельсовой цепи.

Схемами кодирования осуществляются:

• автоматическое переключение непрерывного или импульсного питания рельсовой цепи постоянного или переменного тока при свободном ее состоянии на кодированное питание с момента ее занятости (непредварительное кодирование);
• автоматическое переключение на кодированное питание до момента вступления поезда на рельсовую цепь (предварительное кодирование);
• передача кодированного питания в рельсовую цепь всегда навстречу движущемуся поезду, чтобы кодированный переменный ток проходил под приемными катушками локомотива;
• выбор сигнального кода в соответствии с сигнальным показанием путевого светофора, к которому приближается поезд;
• переключение рельсовой цепи с кодированного на нормальное питание после ее освобождения поездом;
• автоматическая смена сигнальных кодов при перегорании ламп путевых светофоров; подача кодированного питания вслед движущемуся поезду от светофора, расположенного перед переездом, для контроля освобождения участка приближения и открытия переезда.

В автоблокировке постоянного тока аппаратура кодирования добавляется к аппаратуре автоблокировки и включается только на время прохождения поезда по блок-участку перед данным светофором; в кодовой автоблокировке аппаратура кодирования является общей как для автоблокировки, так и для АЛСН, поэтому специальную аппаратуру кодирования не устанавливают.

4. Локомотивные приемные устройства

Приемные катушки. Для приема кодовых сигналов из. рельсовой цепи на локомотиве укрепляются приемные катушки (рис. 3). Катушка 6 надета на сердечник 1, собранный из листов трансформаторной стали. Обмотка катушки имеет 3200 витков медного провода марки ПБД или ПЭЛБД диаметром 0,41 — 0,51 мм, пропитана изолирующей массой и помещена в защитный силуминовый кожух, также залитый изолирующей массой.

Крепление я подвеска катушки выполняются с помощью косынок 2 и угольников 7. Выводы от начала и конца обмотки выведены через штуцер 5 и резинотканевый шланг 4 на клеммную коробку 3. Катушки подвешивают перед передней колесной парой так, чтобы середина сердечника располагалась над осью рельса.

Высота подвески катушки над уровнем головки рельса с учетом износа частей и проката бандажей колес составляет не менее 100 мм и не более 180 мм. По высоте подвески приемные катушки не должны быть ниже путеочистителя, защищающего их от механических повреждений. Высоту подвески катушек измеряют шаблоном при каждом контрольно-техническом осмотре и ремонте локомотива в депо.

Катушки соединяют между собой последовательно и согласно. Для этого правый штырь одной катушки соединяют с левым штырем другой. Сопротивление изоляции всех токоведущих частей приемных катушек по отношению к корпусу должно быть не менее 2 МОм.

Локомотивный приемник. Приемные устройства состоят из фильтра и усилителя. Фильтр настраивается на частоту сигнального тока и не пропускает в усилитель токи других частот, а также подавляет помехи от тягового тока.

В приемнике с усилителями типа УК 25/50 на полупроводниковых элементах (рис. 4, а) применены два фильтра: 50 Гц для работы на линиях с электрической тягой на постоянном токе и автономной тяге, 25 и 75 Гц — на линиях с электрической тягой на переменном токе.

Переключение фильтров осуществляется с помощью вспомогательного реле В. При возбуждении реле В по входам Bxl и Вх2 включается фильтр 50 Гц. Одновременно на вход Вх2 путем нажатия вспомогательной кнопки В к подается +50 В для возбуждения реле В. При невозбужденном реле В на входы Вх2 и ВхЗ включается фильтр 25 и 75 Гц. Конструктивно этот фильтр представляет отдельный блок, включенный между приемными катушками и усилителем (рис. 4, б).

Фильтр для частоты 50 Гц состоит из двух контуров: первый контур включает индуктивность двух приемных катушек и индуктивность связи, образованную первичной обмоткой трансформатора Tpl и конденсатором С1; второй контур включает индуктивность вторичной обмотки трансформатора Tpl и емкость конденсатора С2. От части витков вторичной обмотки Tpl принятый сигнал подается в первый каскад усилителя. Полоса пропускания фильтра 45—55 Гц.

Фильтр для частот 25 и 75 Гц типа ФЛ 25/75 имеет две полосы пропускания (16—32 и 67—88 Гц) и обеспечивает большое затухание для основной частоты тягового тока 50 Гц, а также его гармонических составляющих. Фильтр собран по Т-образной схеме. В каждом плече фильтра включены заграждающие контуры ДрЗ-С3 и Дрб-С6, создающие большое затухание сигналу тягового тока на основной частоте 50 Гц. В параллельной ветви соединены последовательно контуры Др2-С2 и Др4-С4, настроенные соответственно на частоты 25 и 75 Гц. Эти контуры оказывают большое сопротивление для прохождения токов 25 и 75 Гц и в то же время пропускают токи 50 Гц, создавая большое затухание этих токов перед усилителем. Для защиты от первой гармоники тягового тока 100 Гц на выходе фильтра включена шунтирующая цепь, составленная из последовательно соединенных Др7 и С7, настроенных на эту частоту.

На участках, оборудованных устройствами АЛСН числового кода, в зависимости от рода тяги поездов кодирование рельсовых цепей осуществляется токами частот 50, 25 и 75 Гц. В связи с этим независимо от рода тяги принят единый тип усилителя УК 25/50, обеспечивающий работу АЛСН на всех участках.

Усилитель имеет три каскада усиления, выполненные на транзисторах Т1, Т2 и ТЗ; цепи автоматической регулировки чувствительности (СЗ, Д7 и С5, Д1, R8, С7, Д6, R16); импульсное реле И. При отсутствии сигнала на входе усилителя в коллекторных цепях транзисторов Т1 и Т2 протекает постоянный ток (ток покоя); транзисторы ТЗ и Т4 закрыты, реле И выключено и замыкает тыловой контакт.

Под действием кодового сигнала образуется коллекторная цепь транзистора Т1 через нагрузочный резистор R7, на котором появляется переменный усиленный кодовый сигнал. Этот сигнал проходит по цепи эмиттер—база транзистора Т2 через конденсатор С6 и рези сторно-емкостную связь, состоящую из С5, R8, Д1, C7, R16 и Д6. В коллекторной цепи транзистора Т2 появляется вторично усиленный кодовый сигнал, который выделяется на первичной обмотке трансформатора ТрЗ. Под действием напряжения, снимаемого со вторичной обмотки этого трансформатора, поочередно открываются транзисторы ТЗ и Т4.

Во время одного полупериода, когда на базу транзистора ТЗ поступает отрицательный потенциал, данный транзистор открывается и через реле И проходит импульс тока. В другом полупериоде открывается транзистор Т4 и также создает импульс тока через реле И. На время каждого импульса кодового сигнала реле И удерживает якорь притянутым, а на время интервала отпускает якорь. Для 'Сглаживания пульсаций тока реле И за-шунтировано конденсатором С8-

В усилителе предусмотрена автоматическая регулировка чувствительности в процессе следования поезда по рельсовой цепи

PAGE 1

Путевые и локомотивные устройства АЛСН числового кода