Ведущую роль по увеличению пропускной и провозной способности железных дорог, повышению перерабатывающей способности сортировочных, грузовых станций, сокращению времени оборота вагонов, увеличению скорости грузовых и пассажирских поездов при минимальных по сравнению с другими устройствами затратах играют устройства автоматики, телемеханики и связи, а также автоматизированные системы управления перевозками и технологическими процессами.

Для регулирования движения поездов на перегонах применяют автоматическую блокировку (автоблокировку), при которой показания сигналов (проходных светофоров) изменяются автоматически в зависимости от места нахождения поездов.

При автоблокировке перегоны делятся на блок-участки. Каждый блок-участок оборудуют рельсовыми цепями, автоматически контролирующими его состояние. Применение рельсовых цепей позволяет обеспечить действие автоматической локомотивной сигнализации и тем самым повысить безопасность движения поездов, особенно в неблагоприятных условиях видимости светофоров.

Устройства автоблокировки фиксируют свободное или занятое состояние блок-участков, поэтому их используют для диспетчерского контроля за движением поездов, а также извещения о приближении поездов к переездам в системе автоматической переездной сигнализации.

Автоблокировка, автоматическая локомотивная сигнализация (АЛС), диспетчерский контроль за движением поездов и автоматическая переездная сигнализация составляют единый комплекс устройств регулирования движения поездов.

Устройства автоблокировки не должны допускать включению на светофоре разрешающего сигнального показания до освобождения ограждаемого им блок-участка. Все светофоры автоблокировки должны автоматически включать запрещающие сигнальные показания при входе поезда на ограждаемые ими блок-участки, а также в случае нарушения целостности рельсовых цепей этих участков.

Разрешение на занятие поездом блок-участка служит разрешающее показание проходного светофора. На проходных светофорах (кроме предвходных), расположенных на затяжных подъемах, допускается в каждом отдельном случае с разрешения начальника дороги, устанавливается условно-разрешающий сигнал-щит с отражательным знаком в виде буквы «Т», который служит разрешением на проследование светофора с красным огнем без остановки грузовому поезду.

Внедрение автоблокировки на двухпутных линиях повышает их пропускную способность в 2-3 раза, по сравнению с линиями, оборудованными полуавтоматической блокировкой. Автоблокировка на однопутных линиях увеличивает пропускную способность на 35-50%. При этом на каждые 100 км. линий высвобождаются 60-70 человек эксплуатационного штата.

Автоблокировка может быть трехзначной или четырехзначной в зависимости от того, сколько сигнальных показаний подается проходными светофорами. Так же может быть односторонняя и двухсторонняя автоблокировка.

В схемах автоблокировки, как правило, применяют реле I класса надежности. Допускается использовать реле, не относящиеся к реле I класса надежности (например, в импульсных рельсовых цепях, дешифраторных ячейках), но следует контролировать их правильную работу. Повреждения в электрических схемах отдельных приборов: обрыв или короткое замыкание обмоток реле, обрыв монтажных проводов, выключение основного источника питания, перегорание предохранителей не должны приводить к опасным для движения поездов ситуациям.

На данный момент при оборудовании участка железной дороги устройствами выбирают из следующих систем:

-Унифицированная самопроверяемая автоматическая блокировка (УСАБ);

- Кодовая автоблокировка;

-Автоматическая локомотивная сигнализация, как самостоятельное средство сигнализации и связи (АЛСО);

-Автоблокировка с тональными рельсовыми цепями без изолирующих стыков;

-Автоблокировка с тональными рельсовыми цепями, с изолирующими стыками и централизованным размещением аппаратуры;

-Автоблокировка с тональными рельсовыми цепями, без изолирующих стыков и централизованным размещением аппаратуры.

1. Системы автоблокировки

1.1 Классификация систем автоблокировки на основе тональных рельсовых цепей

а) Способ размещения аппаратуры.

Различают системы децентрализованные и с централизованным размещением аппаратуры. Централизованное размещение аппаратуры приводит к увеличению расхода кабеля и снижает живучесть системы в целом, однако, обладает рядом существенных преимуществ:

- обеспечивает работу оборудования в благоприятных условиях отапливаемого помещения, что повышает надежность и долговечность приборов;

- исключает необходимость передачи информации между светофорами, на переезды и на станцию, что упрощает схемные зависимости АБ, диспетчерского контроля и схемы смены направления; в конечном итоге повышается надежность системы в целом;

- облегчает техническое обслуживание устройств и снижает затраты на обслуживание, значительно сокращает время поиска и устранения неисправностей;

- облегчает труд обслуживающего персонала, существенно уменьшает время работы на открытом воздухе и в зоне повышенной опасности в непосредственной близости движущихся поездов;

- снижает стоимость системы за счет исключения расходов на оборудование сигнальных точек релейными шкафами, линейными трансформаторами высоковольтных линий и кабельными ящиками, а также за счет упрощения схем.

б) Наличие проходных светофоров.

В системах АБ без проходных светофоров снижаются затраты на их установку и обслуживание, исключаются такие ненадежные элементы, как лампы накаливания. Системы без проходных светофоров целесообразно применять при централизованном размещении аппаратуры, т. к. при этом требуется меньший расход кабеля. Однако, с точки зрения безопасности движения и психологии работы машинистов, применение проходных светофоров является более предпочтительным. Кроме того, при отсутствии напольных светофоров основным средством регулирования становится система АЛС. Поэтому к ее надежности предъявляются высокие требования.

в) Наличие изолирующих стыков на границах БУ.

ТРЦ могут работать без ИС, что является положительным качеством.

Однако наличие зоны дополнительного шунтирования приводит к тому, что подвижная единица, приближающаяся к границе БУ, шунтирует ТРЦ впередилежащего БУ; на светофоре, к которому приближается поезд, ложно включается запрещающий сигнал. Поэтому на границах БУ приходится размещать короткие ТРЦ повышенной частоты с малой величиной зоны дополнительного шунтирования и смещать проходные светофоры относительно точки подключения приборов РЦ. При этом количество рельсовых цепей и, следовательно, оборудования увеличивается. Установка ИС на границах БУ позволяет исключить короткие РЦ и увеличить длину ТРЦ.

г) Приспособленность к работе на участках с пониженным сопротивлением балласта (ПСБ).

Принципы построения АБ с ТРЦ в основном не зависят от сопротивления балласта. Однако участки с низким сопротивлением балласта требуют уменьшения длины РЦ и приводят к некоторым особенностям технической реализации АБ и выбора параметров ТРЦ.

д) По элементной базе.

По этому признаку системы АБ с ТРЦ можно разделить на системы с релейно-контактными устройствами и микроэлектронные системы. В настоящее время подавляющее большинство разработанных и внедряемых в эксплуатацию систем относится к первой группе устройств. Однако более перспективными являются микроэлектронные системы, которые сейчас находятся в стадии доработки и проходят опытную эксплуатацию. Так, в децентрализованной микроэлектронной системе АБ-Е1 применяются адаптивные рельсовые цепи с частотой несущей 174,38 Гц, с изолирующими стыками, устанавливаются проходные светофоры. Увязка показаний светофоров осуществляется по рельсовой линии с использованием двоичного кода. В системе АБ-Е2 изолирующие стыки исключены, используется 4 частоты, логические зависимости реализуются при помощи микроэлектронной и микропроцессорной техники. В системе АБ-УЕ полностью исключены контактные электромагнитные приборы, все логические зависимости реализуются на программном уровне. Техническое обслуживание этих систем требует специальных знаний микроэлектронной техники и методов программирования, что существенно затрудняет широкое внедрение подобных устройств.

1.2 Разновидности систем автоблокировки

Числовая кодовая автоблокировка

Числовую кодовую блокировку проектируют при любых видах тяги поездов. При электрической тяге постоянного тока используют рельсовые цепи, работающие на сигнальной частоте 50 Гц, при электрической тяге переменного тока - на частоте 25 Гц.

Числовая кодовая блокировка - беспроводная. Информация между сигнальными точками передаются по рельсовым нитям кодовыми сигналами КЖ, Ж, З с числовыми признаками. Этим же кодовыми сигналами на локомотив транслируется информация о показании впереди стоящего светофора. При свободном состоянии блок-участка кодовые сигналы воспринимают импульсные путевые реле, а при вступлении на блок-участок поезда локомотивные катушки. Кодовые сигналы посылаются всегда на встречу поезда.

Унифицированная самопроверяемая автоматическая блокировка

Унифицированная самопроверяемая автоматическая блокировка разработана для применения на электрифицированных и неэлектрифицированных линиях, на однопутных и двухпутных участках. Для контроля состояния блок-участков в системе используются фазовые рельсовые цепи с непрерывным питанием на частоте 25 Гц. При вступлении поезда на блок-участок рельсовая цепь кодируется импульсами числового кода АЛС. Проходные светофоры увязаны посредством двух пар линейных проводов Л-ОЛ и О-ОИ, по которым передается информация о состоянии впереди лежащих блок-участков и участков приближения.

Унифицированная система обладает следующими эксплуатационно-техническими качествами:

- повышенным уровнем защищенности рельсовых цепей от опасных влияний и от воздействия при сходе изолирующих стыков;

- сохранением запрещающего показания на светофоре, ограждающем блок-участок, при потере шунта подвижной единицы;

- тестовой проверкой достоверности разрешающего показания на проходном светофоре, осуществляемой в процессе прохождения поезда;

- наличием активного контроля правильности функционирования основных схемных узлов и элементов сигнальной установки при движении поезда.

Автоблокировку с тональными рельсовыми цепями и изолирующими стыками (АБТс) применяют как на однопутных, так и на двухпутных линиях с любыми видами тяги. Эту систему можно применять на участках с низким (не менее 0,04 Ом. км) и нормальным (не менее 1 Ом. км) удельными сопротивлениями балласта. Максимальную длину рельсовой цепи в зависимости от требуемого минимального удельного сопротивления балласта, r_иmin можно выбирать в пределах от 150 до 1000м. При ограничении изолирующими стыками с двух сторон эта длина может составлять 1300 м.

На участках с низким сопротивлением балласта каждый блок-участок оборудуют несколькими рельсовыми цепями тональной частоты без установки дополнительных изолирующих стыков. Число рельсовых цепей и их длина зависят от минимально допустимого удельного сопротивления балласта. Эта длина не превышает 500 м.

Аппаратуру рельсовых цепей размещают в релейных шкафах на сигнальных точках. Как правило, на каждой сигнальной точке размещают два шкафа: в одном располагают релейную аппаратуру и аппаратуру числовой АЛС, в другом -- передающую и приемную аппаратуру до 10-12 рельсовых цепей (генераторы и приемники). Для работы рельсовых цепей используют три несущие частоты сигнального тока.

Сигнал АЛС подается в рельсовые цепи блок-участка по мере занятия их поездом. Начало кодирования определяется вступлением поезда на рельсовую цепь, а окончание -- моментом занятия следующей по ходу движения рельсовой цепи.

В путевых коробках непосредственно у линии размещают трансформаторы и приборы защиты.

На участках с нормальными удельными сопротивлениями изоляции блок-участок, как правило, содержит две рельсовые цепи (кроме блок-участков с переездами), максимальная длина которых может составлять 1000 м. При длине блок-участка (без переезда) не более 1300 м он может включать одну рельсовую цепь со стыками.

В обоих вариантах АБТс на участках с электротягой для пропуска тягового тока через изолирующие стыки используют типовые дроссель-трансформаторы ДТ-0,2, ДТ-0,6, ДТ-150. Дополнительные трансформаторы в местах подключения аппаратуры к рельсовой линии не устанавливают.

Основное электропитание аппаратуры рельсовых цепей предусматривают от высоковольтной линии автоблокировки. В качестве резерва можно использовать линии продольного энергоснабжения, а на участках с автономной тягой -- аккумуляторные батареи.

1.3 Обоснование выбора системы интервального регулирования движения поездов для заданного участка

В данном дипломном проекте в качестве системы интервального регулирования движения поездов для участка Бабаево-Тимошкино выбрана система АБТЦ-03, которая обладает несомненными преимуществами по сравнению с другими системами автоблокировки.

При АБТЦ основная часть аппаратуры размещается централизованно в помещениях постов ЭЦ станций, ограничивающих перегон, или в транспортабельных модулях. На поле устанавливаются светофоры, путевые ящики и дроссель - трансформаторы, при наличии переездов - релейные шкафы управления устройствами переездной сигнализации. Постовая и напольная аппаратура соединяется между собой кабельными линиями, также по кабельным линиям выполняется взаимная увязка комплектов аппаратуры АБТЦ, расположенных на соседних станциях, ограничивающих перегон.

Максимальная дальность управления рельсовой цепью составляет 9 км (по кабелю), максимальная дальность управления рельсовой цепью составляет 12 км (по кабелю) при автономной тяге и 10 км (по кабелю) при электротяге.

При организации транспортабельного модуля ЭЦ-ТМ целесообразно размещать его, по возможности, на середине перегона, что позволит сократить жильность применяемого кабеля. Количество ЭЦ-ТМ определяется протяженностью перегона.

Структура построения рельсовых цепей такова, что от одного генератора осуществляется питание двух рельсовых цепей, за исключением случаев подключения генератора у изолирующего стыка на границе со станцией. Подключение путевых приемников смежных рельсовых цепей к согласующему трансформатору в путевом ящике осуществляется одной парой жил кабеля. Кроме согласующих трансформаторов в путевых ящиках устанавливаются разрядники или выравниватели, защитные резисторы, а на участках с электротягой - автоматические выключатели многоразового действия (АВМ).

Указанные особенности системы позволяют существенно повысить производительность труда обслуживающего персонала, сократить время на обслуживание и устранение отказов в устройствах. Централизованное размещение аппаратуры на станциях в отапливаемых помещениях повышает надежность работы устройств, создаёт возможность для наиболее эффективного резервирования устройств.

Сокращение времени нахождения обслуживающего персонала на путях, т.е. зоне повышенной опасности, способствует более успешному решению задач связанных с улучшением условий труда и повышением техники безопасности. Это особенно важно для малонаселённых регионов с суровым климатом. Возможность выполнения практически всего графика технологического процесса обслуживания устройств в отапливаемых помещениях на станции сокращает затраты труда и времени на текущее обслуживание устройств, снижается число трудоёмких операций, повышаете качество выполнения работ. Эти особенности обеспечивают значительное повышение производительности труда обслуживающего персонала, сокращение его численности и снижение эксплуатационных расходов на техническое обслуживание устройств.

Централизованное размещение аппаратуры существенно упрощает решение задач, связанных с организацией диспетчерского контроля движения поездов, контроля приближения поездов к станциям и переездам, организацией двухстороннего движения по одному из путей двухпутного участка, сменой направления движения. Упрощаются также устройства электроснабжения.

Питание устройств АБТЦ - осуществляется от тех же источников, что и устройства электрической централизации. При наличии на станциях надёжных источников электроснабжения не требуются ни основная, ни резервная продольные высоковольтные линии автоблокировки, так как на перегонах источники электропитания не требуются. Потребляемая рельсовыми цепями мощность снижается в 5 - 10 раз по сравнению с традиционно применяемыми рельсовыми цепями.

1.4 Основные характеристики системы АБТЦ-03

АБТЦ-03 проектируется на однопутных и многопутных перегонах с электротягой постоянного или переменного тока, а также автономной тягой.

АБТЦ не допускает открытия выходного или проходного светофора до освобождения подвижным составом ограждаемого ими блок-участка, а также самопроизвольного закрытия светофора в результате перехода с основного на резервное электроснабжение или наоборот, если время перехода не превышает 1,3 с.

Система проектируется с автоматической локомотивной сигнализацией и дополняется устройствами диспетчерского контроля.

На однопутных и многопутных перегонах проектируется автоблокировка двухстороннего действия, движение может осуществляться в любом установленном направлении.

На однопутных перегонах проектируется двухсторонняя автоблокировка (в обоих направлениях движение осуществляется по показаниям напольных светофоров). На двухпутных и многопутных перегонах, как правило, проектируется односторонняя автоблокировка (движение осуществляется по показаниям напольных светофоров в одном (правильном) направлении, в противоположном (неправильном) направлении предусматриваются устройства, обеспечивающие движение по показаниям локомотивных светофоров).

Изменение направления движения по каждому пути осуществляется самостоятельными (не зависящими друг от друга) устройствами, что позволяет осуществлять двухстороннее движение по каждому пути не только при капитальном ремонте, но и в порядке регулирования.

Расстановка светофоров при АБТЦ осуществляется на основании «Руководящих указаний по расстановке светофоров автоблокировки и определению границ блок-участков на линиях с АЛСО» 660301.

За светофором с запрещающим показанием, ограждающим занятый блок-участок, предусматривается защитный участок протяженностью не менее длины тормозного пути автостопного торможения от допустимой скорости проследования путевого светофора с одним желтым огнем до полной остановки (с V_кж до 0 км/ч).

Проходной светофор принимает разрешающие показания при свободном состоянии ограждаемого им блок-участка, защитного участка и соблюдении условия последовательного освобождения рельсовых цепей, входящих в состав этих участков.

Двухнитевые лампы применяются для красных огней проходных светофоров и для красного и желтого огней предупредительного светофора.

При небольшой длине перегона аппаратура может быть размещена на одной из станций, ограничивающих перегон.

Деление перегона производится по сигнальной установке, управление светофором на границе деления перегона осуществляется, как правило, со станций отправления.

Граница деления перегона выбирается, исходя из удаления светофоров от станций, ограничивающих перегон, и возможности размещения аппаратуры на станциях. Аналогично производится деление перегона между модулем, расположенным в середине перегона, и станциями, ограничивающими перегон.

При необходимости, если длина перегона не позволяет управлять со станции объектами автоблокировки, аппаратура АБТЦ может быть размещена в транспортабельном модуле в середине перегона.

Питающие и релейные концы перегонных рельсовых цепей должны размещаться в разных кабелях парной скрутки с обязательной организацией схемы контроля исправности кабельных цепей ТРЦ.

1.5 Характеристика участка

На заданном перегоне Бабаево-Тимошкино имеющем протяженность 4 км применяется новая система автоблокировки с тональными рельсовыми цепями и централизованным размещением аппаратуры (АБТЦ-03).

Участок двухпутный с нормальным сопротивлением балласта, оборудованный системой электротяги переменного тока. Расстановка светофоров осуществлена на основе тяговых расчетов, с учетом заданных размеров движения и характеристик обращающихся поездов и локомотивов, с проверкой видимости светофоров.

На участке обеспечено двухстороннее движение поездов по каждому пути. Регулирование движения поездов в правильном направлении осуществляется по показаниям проходных светофоров и светофорной локомотивной сигнализации. В неправильном направлении движение поездов осуществляется по показаниям локомотивного светофора. Аппаратура автоблокировки, включая аппаратуру тональных рельсовых цепей (ТРЦ), размещается в релейных помещениях постов ЭЦ, а подключения аппаратуры ТРЦ к рельсам осуществляется через согласующие трансформаторы, размещенные в путевых ящиках, устанавливаемых непосредственно у точки подключения.

2. Схемные решения АБТЦ-2003

2.1 Путевой план и кабельная сеть перегона

В соответствии с инструкцией по содержанию технической документации на устройства СЦБ (ЦШ/617) путевой план перегона составляется на основании тяговых расчетов, согласовывается руководством дистанции сигнализации и связи, пути, руководством служб сигнализации и связи, пути, электроснабжения железной дороги, главным ревизором железной дороги по безопасности движения и утверждается руководством железной дороги.

На путевом плане перегона показываются сигнальные точки и ординаты их установки, путевые устройства УКСПС и другие, граница деления перегона, а также трассы магистральных кабелей СЦБ.

На путевом плане указывается название примененных при проектировании типовых альбомов.

Кабельная сеть составлена на основании путевого плана перегона.

Комплект чертежей кабельной сети состоит из двух частей. На первой части отображены пути перегона в однониточном виде и весь перечень устройств, показанный на путевом плане перегона. На второй части отображено распределение электрических цепей АБТЦ в магистральных кабелях СЦБ.

Кроме того, на первой части комплекта чертежей кабельной сети показаны:

- рельсовые цепи с указанием наименования и длины;

- путевые ящики, дроссель-трансформаторы, разветвительные муфты и др.;

- магистральные кабели СЦБ с указанием их длины, емкости (число пар) и количества запасных жил;

- кабели СЦБ к одиночным объектам АБТЦ и между ними, с указанием их длины, емкости (число пар) и количества запасных жил.

В связи с тем, что перегон Бабаево-Тимошкино составляет всего 4км и имеет по три блок-участка в каждом направлении, наименование рельсовых цепей выполнено следующим образом: по нечётному пути в нечётном направлении - Н1П, Н3П… Н15П; по чётному пути в чётном направлении - Ч2П, Ч4П… Ч20П.

У путевого ящика питающего конца указана комбинация частот рельсовой цепи (несущая/модулирующая). Длины рельсовых цепей определены на основании методики выбора частот и длин ТРЦ в системе АБТЦ.

На кабельных сети спроектированы две трассы магистральных кабелей. Магистральные кабели прокладываются со стороны своего пути.

Релейные и питающие концы ТРЦ должны прокладываются в разных кабелях, независимо от наличия схемы контроля жил кабеля. Разделка релейных и питающих концов ТРЦ в общих муфтах не допускается. Для ТРЦ, в качестве магистральных, использованы кабели с парной скруткой жил. Между разветвительными муфтами магистрального кабеля и путевыми ящиками с аппаратурой согласования рельсовой и кабельной линии может применяться кабель с непарной скруткой жил.

Для управления огнями перегонных светофоров использованы кабели с парной скруткой жил. Так как длина кабеля составляет более 4 км, прямые и обратные жилы управления огнями светофоров размещены в разных кабелях.

Для уменьшения количества кабелей в одном кабеле сгруппированы жилы управления светофорами и ТРЦ. В кабеле питающих концов ТРЦ размещены прямые, а в кабеле релейных концов ТРЦ - обратные провода управления светофорами. Также совместно с релейными и питающими концами ТРЦ проложены линейные цепи увязки комплектов аппаратуры АБТЦ, цепи смены направления движения и другие электрические цепи, частота тока которых отлична от диапазона частот, применяемых в ТРЦ.

Так же в одном кабеле с ТРЦ проложены цепи аварийно-восстановительной связи (АВС).

Для защиты кабелей АБТЦ от электромагнитного влияния тяговой сети переменного тока в данном дипломном проекте применены кабели с металлической оболочкой и броней в полиэтиленовом шланге.

При построении кабельных сетей АБТЦ приняты следующие обозначения:

- АВС - цепи аварийно-восстановительной связи;

- ДСН, ОДСН - прямой и обратный провода цепи двойного снижения напряжения;

- Н, ОН - прямой и обратный провода цепи смены направления;

- К, ОК - прямой и обратный провода цепи контроля перегона (схема смены направления);

- Л, ОЛ - прямой и обратный провода линейной цепи с указанием номера

- линейной цепи (Л1-ОЛ1);

- Р (П, М) - прямой и обратный провода релейного конца ТРЦ с указанием номера смежных рельсовых цепей 17-19Р (П, М), 5-7Р (П, М);

- П (П, М) - прямой и обратный провода питающего конца ТРЦ с указанием номера смежных рельсовых цепей 7-9П (П, М), 15-17П (П, М);

- З, Ж, РЖ, К, РК - прямые провода управления огнями светофора зеленым, желтым, резервным желтым, красным, резервным красным с указанием номера светофора, например 1С (З, Ж, РЖ, К, РК);

- ОЖЗ, ОК - обратные провода управления огнями светофора зеленым и желтым, красным с указанием номера светофора, например 1С (ОЖЗ, ОК).

В данном дипломе приведен вариант выполнения путевого плана перегона и кабельной сети для двухпутного участка при электротяге переменного тока. В этом случае, для выравнивания асимметрии, применены дроссель-трансформаторы типа ДТ-1-150 на границах перегона (на входных сигналах станций Бабаево и Тимошкино) так как длина перегона не превышает 6-ти км.

При электротяге постоянного тока и автономной тяге чертежи выполняются аналогично. В основном, отличие заключается в выборе типов и мест установки дроссель-трансформаторов и в выборе типа марки магистрального кабеля. Также, при электротяге постоянного тока для выравнивания асимметрии применяются дроссель-трансформаторы типа ДТ-0,6 или аналогичные, расстояние между ординатами установки ДТ принимается равным от 6 до 9 км.

Кроме того, на двухпутных участках предусматривается установка междупутных дроссельных перемычек, подключаемых, как правило, к средним точкам дроссель-трансформаторов. Расстояние между ординатами подключения междупутных перемычек рекомендуется принимать равным от 5 до 9 км при электротяге постоянного тока и от 9 до 12 км при электротяге переменного тока.

2.2 Схемы тональных рельсовых цепей

Основное назначение рельсовых цепей - контроль занятого и свободного состояния участков пути.

Для питания ТРЦ используются путевые генераторы типа ГП31-8,9,11 или ГП31-11,14,15, которые настраиваются на передачу амплитудно-модулированного сигнала одной из несущих частот 420, 480, 580 Гц или 580, 720, 780 Гц с модуляцией 8 или 12 Гц.

От генератора сигнал через путевой фильтр Ф типа ФПМ-8,9,11 или ФПМ-11,14,15, выходную цепь передающих устройств числовой АЛС, конденсатор «С» емкостью 4 мкФ, кабель и согласующий трансформатор типа ПОБС-2Г, устанавливаемый в путевом ящике, поступает в рельсовую цепь.

На релейном конце рельсовой цепи сигнал поступает через аналогичные элементы на вход путевого приемника ПП. В результате на выходе путевого приемника, настроенного на несущую и модулирующую частоты принимаемого сигнала, происходит включение путевого реле П типа АНШ2-310, контролирующего свободное или занятое состояние рельсовой цепи.

В зависимости от используемых несущей частоты и частоты модуляции применяются следующие типы путевых приемников ПП1-8/8, ПП1-8/12, ПП1-9/8, ПП1-9/12, ПП1-11/8, ПП1-11/12, ПП1-14/8, ПП14/12, ПП1-15/8, ПП1-15/12.

Кроме названной аппаратуры в состав схемы рельсовых цепей входят:

- реле П1 и П2 типа 1Н-340 - повторители путевых реле. Перед буквенным обозначением указывается наименование рельсовой цепи. Например, Н7П1, Н7П2;

- реле ПП типа РЭЛ1-600 - повторители путевых реле блок-участка. Перед буквенным обозначением указывается индекс горловины станции, к которой примыкает путь и номера рельсовых цепей блок-участка. Например, Н7-15ПП;

- реле зУ типа РЭЛ1-1600 - повторители путевых реле, входящих в состав защитного участка. Перед буквенным обозначением указывается номер светофора, ограждающего рельсовые цепи защитного участка. Например, 1зУ. Следует отметить, что защитные функции участок выполняет для предыдущего светофора, то есть участок 1зУ проверяется в показании светофора 3.

2.3 Схема управления светофором

Питание ламп светофора 3 осуществляется от станционных устройств через изолирующий трансформатор 3СТ типа ПРТ-МП-2. Напряжение вторичной обмотки устанавливается в зависимости от удаленности светофора. Для регулировки напряжения на лампах в трансформаторном ящике у светофора устанавливают сигнальные трансформаторы типа СТ-4МГ.

Выбор требуемого огня светофора осуществляется контактами сигнальных реле 3Ж и 3З. Реле 3Ж возбуждено при свободности ограждаемого блок-участка (Н5-11ПП), защитного участка за светофором 1 (1ЗУ) и замкнутом состоянии ограждаемого БУ (3Б2). Состояние сигнального реле 3З зависит от состояния реле 3Ж и 1Ж. Включение разрешающих огней светофора при смене показаний выполняется повторителями сигнальных реле 3Ж (типа 1НМ-950), 3Ж1 и 3З1 типа 2НМ-1000, в цепи возбуждения которых проверяется включенное состояние огневого реле.

Горение разрешающих огней и основной нити красного огня контролирует огневое реле 3О. Перегорание ламп фиксируется схемой повторителя огневого реле 3О2, которое включает на табло мигающий режим горения контрольной лампочки данного светофора. Информация о перегорании нити, то есть обесточенное состояние реле 3О2, сохраняется до устранения неисправности. После замены лампы возбуждение реле 3О2 производится установкой в гнездо 3ГН перемычки, которая затем извлекается.

При перегорании основной нити красного огня питание подается на резервную нить через тыловой контакт 3О1 с проверкой обесточенного состояния сигнальных реле 3Ж и 3Ж1.

В схеме управления огнями светофора при включении более разрешающего огня предусмотрена проверка исправности огневого реле 3О. Для этого введены реле 3Ж1 и 3З1. При возбуждении реле 3Ж реле 3Ж1 остается обесточенным. Это приводит к разрыву цепи огневого реле 3О, которое отпускает свой якорь и обеспечивает возбуждение реле 3Ж1. После этого организуется цепь питания лампы желтого огня и реле 3О включается. Реле 3О2 в течение этого времени остается в возбужденном состоянии за счет тока разряда конденсаторов (блока БКР-76). Если реле 3О не отпустит свой якорь, что свидетельствует о неисправности, то включение желтого огня не произойдет. Аналогично работает схема реле 3З1 при включении зеленого огня.

При коротком замыкании между прямыми и обратными жилами кабеля возникает опасная ситуация, в которой при погасшем светофоре огневое реле 3О остается возбужденным, то есть не контролирует горение лампы. Кроме того, может произойти накопление отказов, приводящих к включению более разрешающего сигнала. Для исключения такой ситуации предусмотрено реле контроля замыкания 3КЗ типа АОШ2-1 (ток притяжения якоря 0,265 А). Нормально реле 3КЗ обесточено. При перемыкании жил ток увеличивается, реле 3КЗ притягивает свой якорь и возбуждает реле 3КЗК, которое отключает питание прямых жил кабеля. В результате этого реле 3О обесточивается и фиксирует неисправность. Если длина кабеля не превышает 3 км, то вместо реле КЗ устанавливается предохранитель 0,3 А.

2.4 Схема рельсовых цепей

Основное назначение рельсовых цепей - контроль занятого и свободного состояния участков пути.

Для питания ТРЦ используются путевые генераторы типа ГП3-8,9,11 или ГП3-11,14,15, которые настраиваются на передачу амплитудно-модулированного сигнала одной из несущих частот 420, 480, 580 Гц или 580, 720, 780 Гц с модуляцией 8 или 12 Гц.

От генератора сигнал через путевой фильтр Ф типа ФПМ-8,9,11 или ФПМ-11,14,15, выходную цепь передающих устройств числовой АЛС, конденсатор С емкостью 4 мкФ, кабель и согласующий трансформатор типа ПОБС-2Г, устанавливаемый в путевом ящике, поступает в рельсовую цепь.

На релейном конце рельсовой цепи сигнал поступает через аналогичные элементы на вход путевого приемника ПП. В результате на выходе путевого приемника, настроенного на несущую и модулирующую частоты принимаемого сигнала, происходит включение путевого реле П типа АНШ2-310,контролирующего свободное или занятое состояние рельсовой цепи.

В зависимости от используемых несущей частоты и частоты модуляции применяются следующие типы путевых приемников ПП1-8/8, ПП1-8/12, ПП1-9/8, ПП1-9/12, ПП1-11/8, ПП1-11/12, ПП1-14/8, ПП1-14/12, ПП1-15/8, ПП1-15/12.

2.5 Схема кодирования рельсовых цепей

По назначению схемы кодирования рельсовых цепей можно разделить на следующие части:

- схемы групповых кодово-включающих реле;

- схемы выбора кодового сигнала;

- схемы индивидуальных кодово-включающих реле;

- схемы подачи кодов в рельсовую цепь;

- схемы контроля последовательного занятия рельсовых цепей.

Схемы кодирования рельсовых цепей представлены в приложении 4.

2.5.1 Схема групповых кодово-включающих реле

Схемы групповых кодово-включающих реле исключает подачу разрешающего кода в рельсовые цепи блок-участка, если последовательность занятия рельсовых цепей в его пределах нарушена. Эта мера исключает несоответствие показаний локомотивного и напольного светофоров в случае ложного шунтирования рельсовой цепи.

Схемы групповых кодово-включающих реле строятся для каждого блок-участка отдельно для каждого направления движения. Цепь возбуждения реле Н5-11КВ или Н5-11КВН замыкается фронтовыми контактами реле Н3Пз или Н13Пз. Этим проверяется соблюдение последовательности занятия рельсовых цепей предыдущего БУ. Кроме того, в цепи возбуждения проверяется разомкнутое состояние кодируемого БУ (фронтовой контакт 3Б1 или 1Б1).

Удержание кодово-включающих реле под током в процессе движения поезда по блок-участку осуществляется при помощи дополнительных цепей, в которых проверяется фактическое занятие каждой РЦ (тыловые контакты путевых реле Н5П, Н7П, Н9П, Н11П) и соблюдение последовательности их занятия (фронтовые контакты реле Н5ПзН, Н7Пз, Н9Пз, Н11Пз). При вступлении поезда на защитный участок групповое кодово-включающее реле обесточивается.

Замедление на отпускание якоря группового кодово-включающего реле предотвращает срыв кодирования при кратковременной потере шунта.

2.5.2 Схема выбора кодового сигнала

Схема обеспечивает выбор кодового сигнала АЛСН в соответствии с показанием светофора автоблокировки и входного светофора, а при установленном неправильном направлении движения на двухпутных участках в зависимости от числа свободных блок-участков или от показания входного светофора.

Рассмотрим схемы кодирования на примере схем 3БУ. Формирование кода АЛСН 3БУ выполняется кодовым путевым трасмиттером НКПТ типа КПТШ-515.

Выбор кодовых сигналов, то есть подключение трансмиттерного реле 1/3Т типа ТШ-65 к соответствующим контактам НКПТ осуществляется контактами сигнальных реле 1Ж2 и 1з (при движении в нечётном направлении).

Подключение трансмиттерного реле к НКПТ осуществляется при свободности защитного участка (фронтовой контакт 1зУ), установленном нечётном направлении (фронтовой контакт реле 1НО4) и наличии поезда на данном БУ (тыловой контакт Н5-11ПП). Для разрешающих кодовых сигналов проверяется также включенное состояние группового кодово-включающего реле Н5-11КВ.

При установленном направлении движения по неправильному пути кодовые комбинации выбираются контактами сигнальных реле неправильного направления 3ЖН и 3зН, а подключение 1/3Т к НКПТ осуществляют контакты реле 3зУН и 1ЧП4.

2.5.3 Схема индивидуальных кодово-включающих реле

Схема индивидуальных кодово-включающих реле определяет в какую из рельсовых цепей должен подаваться код АЛСН.

Индивидуальные кодово-включающие реле Н3-5КВ, Н5-7КВ, Н7-9КВ, Н9-11КВ, Н11-13КВ типа 2С-880 устанавливаются на каждую точку подключения аппаратуры ТРЦ.

Каждое реле имеет по две цепи питания - для установленного правильного и неправильного направлений движения, которые коммутируются контактами реле 1ЧП4 и 1НО4 (повторители реле направления). Цепь включения каждого индивидуального кодово-включающего реле замыкается тыловым контактом путевых реле рельсовых цепей перед точкой подачи кодового сигнала и размыкается при вступлении поезда на следующую РЦ. Так, например, при правильном направлении движения реле Н3-5КВ возбуждается по цепи через контакт реле 1НО4 при вступлении поезда на Н3П через тыловой контакт реле Н3П1 и обесточивается при размыкании фронтового контакта реле Н5П2. При установленном неправильном направлении движения это реле включается через контакт реле 1ЧП4 при вступлении поезда на участок Н5П.

В соответствии с Указаниями ГТСС от 23.09.02 с целью обеспечения устойчивости работы схемы контроля жил кабеля рельсовых цепей в цепь возбуждения каждого индивидуального кодово-включающего реле введен тыловой контакт кодово-включающего реле предыдущей точки включения (предыдущее по установленному направлению движения кодово-включающее реле выключено). Это исключает возможность кратковременного объединения релейных и питающих концов через схему подачи кодов в рельсовую цепь.

2.5.4 Схема подачи кодов в рельсовую цепь

Схема предназначена для подключения кодов АЛСН к схеме рельсовой цепи.

Схема строится на каждый блок-участок и работает в обоих установленных направлениях движения.

Подключение выполняется усиленными контактами индивидуальных кодово-включающих реле, при использовании повторителей их контакты то же должны быть усиленными.

Кодирование выполняется частотой 25 ГЦ - при электротяге переменного тока. В качестве кодового трансформатора 1/3КТ используется ПТ-25МП-2.

Напряжение на вторичной обмотке кодового трансформатора 1/3КТ принимается в соответствии с нормалями рельсовых цепей. Первичная обмотка кодового трансформатора подключается к источнику питания при вступлении поезда на кодируемый блок-участок.

Во вторичную обмотку кодового трансформатора включается искрогасящий контур, состоящий из дросселя 1/3Д типа РОБС-ЗА, конденсатора емкостью 2 мкФ, тылового контакта кодового трансмиттерного реле 1/3ТИ и резистора 39 Ом типа С5-35В, включенного параллельно этому контакту.

2.5.5 Схема контроля последовательного занятия рельсовых цепей

Схема контроля последовательного занятия рельсовых цепей контролирует последовательность вступления поезда на рельсовые цепи блок-участка.

Схема строится на каждый блок-участок. Нормально при отсутствии поезда все реле находятся без тока.

Назначение реле:

-Н5ПзН - начальное реле последовательного занятия рельсовых цепей Н5П типа 1НМ-950 фиксирует вступление поезда на первую в установленном направлении движения рельсовую цепь блок-участка;

-Н5Пз, Н7Пз, Н9Пз, Н11Пз - реле последовательного занятия рельсовых цепей Н5П, Н7П, Н9П, Н11П типа 1НМ-950 фиксирует занятие рельсовой цепи при условии занятия предыдущих рельсовых цепей блок-участка.

Начальное реле последовательного занятия рельсовых цепей секционирует схему, чтобы сбой последовательности занятия рельсовых цепей на одном из блок-участков не мог привести к отсутствию кодирования при дальнейшем движении поезда по перегону.

Группа реле, построенная на блок-участок, получает питание только при условии, что данный блок-участок 3БУ заблокирован. Таким образом, переключение питания при свободном блок-участке не приведет к включению ни одного из реле последовательного занятия. Переключение фидеров при занятом перегоне так же не повлияет на состояние схемы последовательного занятия, так как каждое из включенных реле последовательного занятия находится на самоблокировке через контакты реле, не зависящих от переключения фидеров.

2.6 Схема замыкания и разделки перегонных устройств

Схема замыкания (блокирования) исключает появление разрешающего показания на светофоре в случае потери шунта на рельсовой цепи, когда одна из рельсовых цепей после занятия ее поездом теряет шунтовую чувствительность.

Схемы замыкания и разделки перегонных устройств представлены в приложениях 5 и 6.

Результатом замыкания блок-участка является выключение блокирующего реле Б и блокирование включения разрешающих значений сигнальных устройств (светофоров и кодирования). Размыкание БУ и возбуждение реле Б проводится с проверкой выполнения последовательности занятия и освобождения рельсовых цепей данного БУ и защитного участка при условии замыкания следующего БУ. Если эти условия будут нарушены, то реле Б останется в обесточенном состоянии.

Схема строится на два смежных блок-участка, в зависимости от установленного направления движения. Блокирующим реле управляет часть схемы, относящаяся к одному из блок-участков.

На двухпутных участках, где движение по неправильному пути выполняется только по показаниям АЛСН, при движении в правильном направлении включение разрешающего показания светофора и подача разрешающего кода исключается до, тех пор, пока реле Б вновь не включится, а при движении в неправильном направлении выключение блокирующего реле исключает только подачу разрешающих кодов.

Обязательным условием для замыкания блок-участка является замыкание предыдущего блок-участка.

Нормально реле 3Б блок-участка 3П включено. При вступлении поезда на предыдущий блок-участок реле контроля первого участка удаления 1НУУ этого БУ обесточивается и размыкает свои контакты в цепи питания реле 3Б. Наступает предварительное замыкание 3БУ. После вступления поезда за светофор №3 контакты реле Н5-11ПП разрывают цепь питания 3Б и оно выключается. Наступает режим окончательного замыкания 3БУ.

После замыкания блок-участка реле 3Б вновь включается при соблюдении следующих условий:

- рельсовые цепи, входящие в замкнутый блок-участок и в защитный участок следующего светофора будут последовательно освобождены;

- следующий блок-участок должен быть окончательно замкнут;

- на размыкаемом блок-участке нет следом идущего поезда.

Возбуждение реле 3Б и размыкание БУ произойдет через тыловой контакт реле 1Б (проверка замыкания 1БУ) и фронтовой контакт конечного реле последовательного освобождения рельсовых цепей Н15ПОК (контроль правильности освобождения рельсовых цепей БУ и ЗУ).

2.7 Схема контроля последовательного освобождения рельсовых цепей

Схема предназначена для контроля последовательного освобождения «хвостом» поезда рельсовых цепей блок-участка и защитного участка за следующим по ходу движения светофором. Свободное состояние этих рельсовых цепей позволяет включать светофор на разрешающее показание и подавать разрешающий код АЛСН.

Схема строится на каждый блок-участок. Нормально при отсутствии поезда все реле находятся без тока.

Назначение реле:

- ПО - реле последовательного освобождения рельсовой цепи блок-участка типа 1HM-950 контролирует освобождение рельсовой цепи с проверкой выполнения условия освобождения предыдущей рельсовой цепи (за исключением первой по ходу движения рельсовой цепи блок-участка, где освобождение предыдущей рельсовой цепи не предусматривается);

- ПОД - дополнительное реле последовательного освобождения рельсовой цепи защитного участка типа 1HM-950, контролирует освобождение рельсовой цепи с проверкой выполнения условия освобождения предыдущей рельсовой цепи;

- ПОК - конечное реле последовательного освобождения рельсовой цепи защитного участка типа 1HM-950, контролирует освобождение рельсовой цепи с проверкой выполнения условия освобождения предыдущей рельсовой цепи (в соответствии с приложением Т).

Количество реле последовательного освобождения определяется количеством рельсовых цепей в блок-участке и защитном участке.

Инструкцией по движению поездов и маневровой работе на железных дорогах РФ определён порядок проследования проходного светофора с запрещающим показанием. Это означает, что в пределах одного блок-участка могут находиться два поезда. В такой ситуации освобождение рельсовых цепей блок-участка первым поездом не должно влиять на работу схемы размыкания блок-участка. Условием освобождения блок-участка должен быть контроль последовательного освобождения его вторым поездом для выполнения этих условий в схеме предусмотрен узел защиты от нагона, состоящий из параллельно включенных контактов реле Б предыдущего блок-участка и реле зУ светофора, ограждающего свой блок-участок. Таким образом, при нагоне одного поезда другим реле ПО, включенные при движении первого поезда, будут выключены при вступлении на блок-участок второго поезда. Так как Инструкцией по движению поездов и маневровой работе запрещается отправлять поезд при запрещающем показании выходного светофора, то схема реле ПО, для первого участка удаления, выполняется без учёта нагона.

После проследования поезда по рельсовым цепям блок-участка с соблюдением условия их последовательного освобождения включится конечное реле последовательного освобождения, контактом которого будет замкнута цепь размыкания освобожденного блок-участка.

Размыкание блок-участка последовательным движением поезда является частью алгоритма при исправной работе устройств АБТЦ, но может использоваться и при размыкании ложно заблокированного светофора.

Рассмотрим работу схемы контроля последовательного освобождения рельсовых цепей для 2-го блок-участка.

При установленном правильном направлении движения работа схемы начинается при вступлении поезда на Н7П. При этом тыловым контактом 3Б2 в схему подается питание, но Н5ПО остается обесточенным, так как РЦ Н5П занята. После освобождения этой РЦ реле Н5ПО включится с проверкой занятия следующей РЦ и встанет на блокировку через собственный контакт и тыловой контакт реле Н7ПО.

После освобождения РЦ Н7П таким же образом включается реле Н7ПО, которое разрывает цепь блокировки Н5ПО. Дальнейшее продвижение поезда приводит к поочередному срабатыванию реле ПО данного БУ и ЗУ. При возбуждении конечного реле Н15ПОК при условии замкнутого состояния следующего БУ (реле 1Б обесточено) происходит включение реле 3Б, то есть размыкание 3БУ.

Таким образом, открытие светофора 3 возможно только после возбуждения реле Н15ПОК и 3Б, то есть после фактического освобождения поездом всего блок-участка 3П и защитного участка 1зУ.

3. Расчёт экономической эффективности внедрения АБТЦ-03