Главная страница
Навигация по странице:

  • Предупредительные светофоры

  • Повторительные светофоры

  • 2.1.3. Сигнализация станционных светофоров

  • 2.1.4. Изоляция путей на станции

  • 2.2. Рельсовые цепи 2.2.1. Назначение, общие принципы устройства и работы рельсовых цепей 2.2.2. Основные режимы работы рельсовых цепей

  • 2.2.3. Классификация рельсовых цепей 2.2.4. Понятие о первичных и вторичных параметрах рельсовой линии

  • 2.2.1. Назначение, общие принципы устройства и работы рельсовых цепей

  • 2.2.2. Основные режимы работы рельсовых цепей Нормальный режим

  • 2.2.3. Классификация рельсовых цепей

  • КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ АТС-ОПУ. 1. основы железнодорожной автоматики, телемеханики и связи


    Скачать 2.77 Mb.
    Название1. основы железнодорожной автоматики, телемеханики и связи
    АнкорКОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ АТС-ОПУ.doc
    Дата06.12.2017
    Размер2.77 Mb.
    Формат файлаdoc
    Имя файлаКОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ АТС-ОПУ.doc
    ТипДокументы
    #10724
    страница3 из 20
    1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   20

    Заградительные светофоры требуют остановки поезда при опасности для движения, возникшей на железнодорожных переездах, крупных искусственных сооружениях и обвальных местах, а также при ограждении составов для осмотра и ремонта вагонов на станционных путях. Их устанавливают с обеих сторон пути на расстоянии не менее 50 м от ограждаемого места. Нормально заградительный светофор погашен, а при возникновении опасности для движения поездов на нем вручную включают красный огонь.

    Предупредительные светофоры заблаговременно уведомляют (на расстоянии не менее тормозного пути) о показании основного светофора (входного, проходного, заградительного и прикрытия).

    Повторительные светофоры предназначены для оповещения о разрешающем показании выходного, маршрутного и о показании горочного светофора, когда по местным условиям видимость основного светофора не обеспечивается.

    Маневровые светофоры разрешают или запрещают маневровые передвижения (рис. 2.11, 2.12). Им присваивается литера М с порядковым номером в четной горловине станции – четным, в нечетной – нечетным.

    Локомотивный светофор устанавливают в кабине машиниста, для разрешения или запрещения поезду следовать по перегону с одного блока-участка на другой, а также предупреждения о показании путевого светофора, к которому приближается поезд (рис. 2.13).

    Горочные светофоры применяются на сортировочных станциях и горках для разрешения или запрещения роспуска состава с горки (рис. 2.14).

    Рис. 2.11. Маневровые светофоры в нечетной стрелочной горловине станции

     

     



    Рис. 2.12. Двухзначный карликовый светофор на железобетонной конструкции






    Рис. 2.13. Вид локомотивного светофора

    Рис. 2.14. Условное обозначение
    горочного светофора


    2.1.3. Сигнализация станционных светофоров

    Сигнальные показания светофоров на станции и их взаимозависимость должны соответствовать Инструкции [2]. Нормальным показанием станционных светофоров является запрещающее, а при переводе их на автодействие – разрешающее.

    Как уже говорилось выше, скоростной принцип сигнализации характеризуется тем, что каждый разрешающий сигнал имеет основное значение – допустимая скорость проследования светофора и предупредительное – состояние следующего светофора.

    Количество применяемых для сигнализации огней говорит о направлении движения: один огонь – без отклонения, не менее двух огней – с отклонением, а при отклонении по стрелочным переводам пологих марок добавляется еще зеленая полоса.

    В случае неисправности устройств централизации, когда невозможно включить разрешающее показание на светофоре (горит красный огонь или погасший), предусматривается дополнительное сигнальное показание лунно-белым мигающим огнем, который называется пригласительным. Пригласительные огни предусматриваются на входных и маршрутных светофорах. На выходных светофорах пригласительные огни могут предусматриваться на светофорах с главных путей и путей безостановочного пропуска только на двухпутных участках и только для отправления на правильный путь.

    Взаимозависимость сигнальных показаний светофоров для примерной станции приведена на рис. 2.15 и рис. 2.16.

    На железнодорожном транспорте для увеличения дальности видимости сигнального огня путевых светофоров применяются специальные оптические системы – линзовые комплекты (рис. 2.17), которые позволили значительно снизить мощность источника света.

     

     

     

     

    Рис. 2.15. Схема взаимозависимости показаний светофоров на станции при марках крестовины 1/9 или 1/11

     

     

     

    Рис. 2.16. Схема взаимозависимости показаний светофоров на станции при марках крестовины 1/18

     
    В качестве источника света используются маломощные 15 и 25 Вт, низковольтовые 12 В, с точечным устройством тела накаливания и прецизиозным цоколем лампы накаливания. Они бывают однонитевыё (ЖС12-15, ЖС12-25) и двухнитевые (ЖС12-15+15. ЖС12-25+25) (ЖС – железнодорожная сигнальная лампа). Ресурс (продолжительность непрерывного горения) основной нити составляет 1500-2000 ч, а резервной – 300 ч. При увеличении питающего напряжения выше номинального значения ресурс лампы резко сокращается, поэтому, учитывая возможные колебания напряжения (± 10 %) в эксплуатационных условиях, рекомендуется поддерживать напряжение на ее зажимах 11,5 В. Из-за малого ресурса резервной нити недопустима длительная эксплуатация светофора с перегоревшей основной [6].

    Двухнитевые лампы с переключением основной нити при ее перегорании на резервную применяются [7]:

     для всех огней проходных светофоров АБ кроме системы с централизованным размещением аппаратуры;

     для красных огней проходных светофоров и для красного и желтого огней предупредительного светофора при централизованной системе АБ;

     для всех разрешающих огней поездных светофоров по главным железнодорожным путям станций, по которым согласно техническо-распорядительному акту (ТРА) предусмотрен безостановочный пропуск поездов и светофоров постов примыкания;

     для желтых огней всех выходных светофоров, являющихся предупредительными к входному светофору следующей станции;

     для разрешающих огней выходных светофоров, используемых в маршрутах отправления на перегон с ПАБ и АЛСО и маршрутах отправления по стрелочным переводам с крестовиной марки 1/18;

     для красных огней переездных светофоров;

     для красных и зеленых огней светофоров прикрытия;

     для красных огней выходных, маршрутных и маневровых светофоров, до которых производится прием поездов.

    Двухнитевая лампа устанавливается в ламподержатель 1, укрепленный в корпусе линзового комплекта 2. Световой поток лампы проходит через оптическую систему, представляющую собой две линзы, жестко связанные с корпусом прижимным кольцом 3. Цветная линза 4 является светофильтром (красного, желтого, зеленого, белого или синего цвета) диаметром 139 мм, а бесцветная, ступенчатая линза 5 диаметром 212 мм – рассеивателем света. В карликовых светофорах бесцветная ступенчатая линза применяется уменьшенного диаметра – 160 мм. Линза 5 плотно прижимается к корпусу 2 крепежными винтами 6 и удерживающими лапками 7. При изготовлении на заводе каждый линзовый комплект фокусируется.

    Рис. 2.17.Эскиз линзового комплекта
    В настоящее время на путевых светофорах систем железнодорожной автоматики широко применяют светодиодные системы. Основными отличительными особенностями данной систем являются:

     многоэлементная конструкция светодиодного излучателя;

     отсутствие светофильтров.

    По сравнению со светофорами на основе ламп накаливания, светооптические светодиодные системы имеют следующие преимущества:

     повышают безопасность движения;

     снижают возможность катастрофического отказа, гарантируют световые характеристики даже при выходе из строя части светодиодов;

     исключают возникновение ложного сигнала при засветке солнечными лучами;

     повышают контрастность световых сигналов;

     обеспечивают высокую надежность;

     многократно снижают эксплуатационные расходы за счет малого энергопотребления, увеличения срока службы.

    Так расчетный срок службы светодиодного комплекта составляет 20 лет, а средняя наработка на отказ – 50000 часов. В электрической схеме головки использовано 167 маломощных светодиода. Светофорная головка считается неисправной при выходе из строя 40 шт. Питание головки осуществляется от источника переменного тока напряжением 11,5 В, частотой 50 Гц или постоянного тока, напряжением 11,5 В.

    2.1.4. Изоляция путей на станции

    Путевое развитие станции делится изолирующими стыками на отдельные участки, которые оборудуются электрическими рельсовыми цепями, а они в свою очередь, контролируют свободность или занятость путей и стрелок.

    При разбивке путевого развития станции на изолированные участки необходимо обеспечить максимальное количество параллельных передвижений, исключить перепробеги подвижного состава при маневровых передвижениях, особенно на станциях с большой маневровой работой, обеспечить нормальный прием кодов на кодируемых путях.

    Расстановка изолирующих стыков на станции желательно выполнять в следующей последовательности: изолирующими стыками отделяется станция от перегона; отделяются главные и приемо-отправочные пути от горловины станции; отделяются от зоны централизации тупики и подъездные пути промышленных предприятий; стрелки по которым возможны одновременно параллельные передвижения включаются в разные путевые участки (стыки между стрелками съездов, параллельно расположенные съезды); в одну рельсовую цепь допускается включать не более 3-х одиночных стрелок или 2-х перекрестных; на входе в зону централизации с подъездных путей выделяется короткая рельсовая цепь для контроля подхода составов с подъездных путей; выделяются бесстрелочные участки пути за входными светофорами и ближайшей стрелкой.

    Контрольные вопросы

    1. Какие разновидности сигналов применяются на железнодорожном транспорте?

    2. Принципы классификации светофоров.

    3. Какие сигнальные показания имеют входные и выходные светофоры и их назначение?

    4. Какие сигнальные показания имеют маршрутные и проходные светофоры и их назначение?

    5. Какие сигнальные показания имеют заградительные, повторительные светофоры и их назначение?

    6. Какие сигнальные показания имеет горочный светофор и их назначение, а также маневровый и их назначение?

    7. Конструкция мачтовых и карликовых светофоров.

    8. Устройство линзовой оптической системы в светофорах.

    9. Разновидности ламп накаливания и их технические характеристики.

    10.  Преимущества светодиодной системы к оптической.

    11.  Перечислите правила расстановки изолирующих стыков на станции.

    2.2. Рельсовые цепи

    2.2.1. Назначение, общие принципы устройства и работы рельсовых цепей

    2.2.2. Основные режимы работы рельсовых цепей

    2.2.3. Классификация рельсовых цепей

    2.2.4. Понятие о первичных и вторичных параметрах рельсовой линии

    2.2.5. Особенности работы рельсовых цепей в зависимости от места применения

    2.2.6. Рельсовые цепи тональной частоты

    Контрольные вопросы

    2.2.1. Назначение, общие принципы устройства и работы рельсовых цепей

    Практически во всех системах железнодорожной автоматики и телемеханики используются рельсовые цепи, так как они являются наиболее простыми датчиками информации о занятости или свободности участка пути. Основные функции, которые выполняют рельсовые цепи:

     автоматически контролируют свободное или занятое состояние участков пути;

    исключают перевод стрелок под составом;

     контролируют целость рельсовых нитей;

     обеспечивают передачу кодовых сигналов от одной сигнальной установки к другой и с пути на локомотив.

    Принцип работы рельсовых цепей заключается в следующем: рельсовые звенья являются хорошими проводниками электрического тока, поэтому если к одному концу рельсовой линии подключить источник питания, который будет посылать электрический сигнал, а с другой стороны подключить приемник этого сигнала, то при свободном состоянии контролируемого участка по рельсам будет протекать электрических ток. Принцип работы РЦ поясняет рис. 2.18.

    Рис. 2.18. Принцип работы РЦ: а – РЦ свободна; б – РЦ занята

    Путевой приемник срабатывает от полученного сигнала и выдает информацию о свободности участка, если же на контролируемом участке находится подвижная единица, то ток на путевой приемник не попадает, так как он проходит через колесные пары, и путевой приемник выдает информацию о занятости участка пути.

    Основные элементы рельсовой цепи представлены на рис. 2.19, а именно:

    – рельсовая линия, которая состоит из рельсовых нитей (1), стыковых соединителей (2) для электрического соединения отдельных рельсовых звеньев и изолирующих стыков (3), обеспечивающих электрическое разделение смежных рельсовых цепей;

    – аппаратура питающего конца, для питания рельсовой цепи;

    – аппаратура релейного конца, для определения состояния рельсовой цепи (занята / свободна) путевым приёмником.
     
    Рис. 2.19. Основные элементы рельсовой цепи
    В качестве путевого приемника чаще всего используется электромагнитное реле, свойства реле замыкать фронтовые контакты при наличии на его обмотках напряжения срабатывания и тыловые контакты при снижении напряжения до значения отпадания якоря используются для контроля состояния участков пути и целости рельсов. При свободном состоянии контролируемого участка замыкается цепь между общим и фронтовым контактами и выдается информацию о свободности, если замыкается цепь между общим и тыловым контактами – о занятости контролируемого участка пути.
    2.2.2. Основные режимы работы рельсовых цепей

    Нормальный режим – это такое состояние рельсовой цепи, когда она свободна от подвижной единицы, исправна и в устройства автоматики и телемеханики выдается информация о свободности. Ток от источника питания протекает по рельсовым нитям, попадает на путевой приемник, в котором замыкается цепь между общим и фронтовым контактом (рис. 2.18, а).

    Шунтовой режим – такое состояние рельсовой цепи, при котором на контролируемом участке находится хотя бы одна колесная пара. Принцип работы РЦ в шунтовом режиме объясняет рис. 2.20.

    От источника питания по рельсовым нитям протекает ток. Так как сопротивление колесной пары очень маленькое (0,06 Ом), то ток, проходя по пути наименьшего сопротивления, проходит через колесные пары, а на путевой приемник попадает лишь незначительная часть тока, которой не достаточно для замыкания контактов реле. В результате в путевом приемнике замыкается цепь между общим и тыловым контактами и в устройства автоматики и телемеханики выдается информация о занятости контролируемого участка.

    Для оценки работоспособности рельсовой цепи в шунтовом режиме используют критерий шунтовой чувствительность Кш, который также называют абсолютной шунтовой чувствительностью. Абсолютная шунтовая чувствительность представляет собой то минимальное значение шунтовой чувствительности Кш min для данной рельсовой цепи, которое определено расчетом или экспериментом при наиболее неблагоприятных условиях для шунтового режима. Шунтовой режим выполняется без угрозы контроля ложной свободности рельсовой линии, если Кш пр > Кшн, где Кши – сопротивление нормативного шунта (для магистральных железных дорог 0,06 Ом).
    Контрольный режим – такое состояние рельсовой цепи, когда электрическая целостность рельсовых нитей повреждена (поврежден или изъят рельс) на контролируемом участке (рис. 2.21).



    Так как путь для прохождения тока через рельсовые нити разорван, то ток проходит через балластный слой через сопротивление изоляции (балласта) rиз, но значение этого тока значительно снижается. В результате в путевом приемнике напряжение снижается до напряжения отпадания и выдается информация о занятости контролируемого участка.

    В шунтовом и контрольном режимах путевой приемник выдает информацию о занятости, т. е. и при занятости рельсовой цепи и при повреждении либо изъятии рельса. Но для устройств автоматики это не имеет принципиального значения, так как в обоих случаях контролируемый участок будет закрыт для движения.
    2.2.3. Классификация рельсовых цепей

    В настоящее время на железных дорогах существует большое разнообразие условий работы и возможностей использования рельсовых цепей в системах железнодорожной автоматики и телемеханики. В результате на сегодняшний день применяется большое количество их различных видов. Условно рельсовые цепи можно разделить на наиболее характерные группы, которые отличаются следующим: принципом действия, родом сигнального тока, режимом питания, типом путевого приемника, способом канализации тягового тока, местом применения, элементной базой.

    1. По принципу действия рельсовые цепи разделяются на нормально замкнутые и нормально разомкнутые.

    1.1. Нормально замкнутые. При свободном состоянии контролируемого участка пути, путевое реле находится под током и все элементы обтекаются сигнальным током, т.е. осуществляется контроль их исправного состояния (ранее рассмотренные рельсовые цепи).

    1.2. Нормально разомкнутые. Принцип работы нормально разомкнутых РЦ поясняет рис. 2.22.



    Рис. 2.22. Принцип работы нормально разомкнутых РЦ


    При свободном состоянии участка пути путевой приемник обесточен и при этом выдает информацию о свободности. Это достигается следующим образом: при свободности контролируемого участка пути питающий трансформатор (ПТ) работает в режиме холостого хода и на путевом приемнике (ПП) напряжение не достаточно для срабатывания; при вступлении подвижной единицы на контролируемый участок, трансформатор начинает работать в режиме короткого замыкания, ток в первичной обмотке возрастает и напряжение на сопротивлении R0 также возрастает, в результате путевое реле срабатывает. Недостатком такой рельсовой цепи является отсутствие контроля целости рельсовых нитей и возможности перевода стрелки под составом.

    2. По роду сигнального тока рельсовые цепи делятся на постоянного и переменного тока.

    2.1. Рельсовые цепи постоянного тока (имеют ограниченное применение и в настоящее время больше не проектируются). Применяются на участках с автономной тягой, где отсутствуют дополнительные источники питания.

    2.2. Рельсовые цепи переменного тока применяются как на электрифицированных участках (постоянного и переменного тока), так и на участках с автономной тягой. Существуют различные рельсовые цепи переменного тока, в зависимости от частоты используемого сигнального тока:

    – работающие на частотах 25, 50 или 75 Гц, наибольшее распространение получили РЦ с частотой сигнального тока 25 Гц, РЦ частотой
    50 Гц применяются только на участках с автономной тягой;

    – рельсовые цепи тональной частоты, работающие на частотах 420–780 Гц и 4,5–5,5 кГц.

    3. По режиму питания рельсовые цепи разделяются с непрерывным, импульсным и кодовым питанием.

    3.1. В РЦ с непрерывным питанием сигнальный ток подается в рельсовую линию постоянно без перерывов.

    3.2. В РЦ с импульсным и кодовым питанием источник питания подключается к рельсовой линии не постоянно, а периодически. Путевой приёмник срабатывает от каждого импульса, чувствительность таких рельсовых цепей к шунту и излому рельса выше, чем у РЦ с непрерывным питанием. Кроме того, основным достоинством данных РЦ является защита от опасных ситуаций, т.е. путевой приёмник не может выдать информацию о свободности рельсовой цепи от воздействия посторонних источников питания.

    4. По типу путевого приемника рельсовые цепи разделяют:

    4.1. РЦ с одноэлементными путевыми приемниками.

    4.2. РЦ с двухэлементными путевыми приемниками (фазочувствительные).

    4.3. РЦ с электронными путевыми приемниками;

    4.4. РЦ с микропроцессорными путевыми приемниками.

    5. По способу пропуска обратного тягового тока различают однониточные и двухниточные рельсовые цепи. Для того, чтобы понять как обратный тяговый ток попадает в рельсовую линию приведен ниже приведен рисунок (рис. 2.23).

    Рис. 2.23. Схема электроснабжения
    Тяговый ток (Iт) от тяговой (ТП) подстанции протекает по контактному проводу (КП) и попадает через токоприёмник (Т) на электровоз в тяговый двигатель (ТД), через колесные пары обратный тяговый ток (Iо) попадает в рельсовые нити, по которым от возвращается обратно на тяговую подстанцию. Для электрического разделения смежных рельсовых цепей вся рельсовая линия разделена изолирующими стыками, которые препятствую протеканию тока. Для пропуска обратного тягового тока необходимо создать определённые условия.

    5.1. Однониточные рельсовые цепи обеспечивают протекание тягового тока по одной рельсовой нити рельсовой линии (рис. 2.24).

    Рис. 2.24. Схема протекания тягового тока в однониточных рельсовых цепях
    5.2. Двухниточные рельсовые цепи обеспечивают протекание тягового тока по двум рельсовым нитям рельсовой линии, при этом обеспечиваются лучшие условия для работы рельсовых цепей (рис. 2.25).

    Рис. 2.25. Принцип протекание тягового тока через дроссель-трансформатор
    Дроссель-трансформатор имеет две обмотки: основную обмотку с большим сечением проводов, подключаемую к рельсовым нитям, и дополнительную для подключения источников питания или путевых приемников. Тяговые полутоки протекают в обход изолирующих стыков через основные полуобмотки дроссель-трансформаторов и междудроссельную перемычку.

    Тяговые полутоки в каждой рельсовой нити протекают в одном направлении. Дойдя до следующего дроссель-тансформатора они, проходя через обе половины основной обмотки, стекаются к средней точке и по междудроссельной перемычке суммарный ток попадает к средней точке дроссель-трансформатора. Далее ток разветвляется по обоим половинам основной обмотки и снова в виде полутоков протекает по рельсовым нитям до изолирующих стыков, которые обтекает с помощью следующей пары дроссель-трансформатоов.

    6. По месту применения рельсовые цепи разделяются на неразветвленные и разветвлённые.

    6.1. Неразветвленные РЦ (ранее рассмотренные рельсовые цепи).
    В таких цепях один источник питания, один путевой приемник, на рельсовой линии нет ответвлений, т.е. отсутствуют стрелочные переводы.

    6.2. Разветвленные применяются на станциях для контроля свободного состояния участков пути, стрелочных секций и наиболее эффективного использования путевого развития при поездной и маневровой работе. Рельсовая цепь называется разветвлённой, если на контролируемом участке находится хотя бы один стрелочный перевод (рис. 2.26).

    7. В зависимости от применяемой элементной базы рельсовые цепи разделяются на:

    7.1) РЦ с электромагнитным путевым приемником;

    7.2) электронные;

    7.3) микропроцессорные.

     

     

    2.2.4. Понятие о первичных и вторичных параметрах рельсовой линии

     

    Так как рельсовые цепи работают в различных условиях, то их расчет и анализ необходимо производить в трех основных режимах. Для расчета и анализа необходимо использовать различные параметры замещения реальных величин. Сред всех параметров выделяют первичные и вторичные. На рис. 2.27 приведена схема замещения рельсовой цепи, на которой указаны элементы замещения.


    К первичными параметрам рельсовой цепи относятся электрическое сопротивление изоляции (rи) и электрическое сопротивление рельсов (zп). Электрическое сопротивление изоляции это сопротивление, оказываемое сигнальному току утечки от одной рельсовой нити к другой через шпалы и балласт. Под электрическим сопротивлением рельсов подразумевается электрическое сопротивление рельсовой петли (обеих рельсовых нитей), состоящее из электрического сопротивления рельсов и рельсовых стыков. Именно эти параметры определяют, какая часть энергии теряется при прохождении тока по рельсовым нитям.

    Рис. 2.27. Схема рельсовой цепи
    Суть расчета рельсовой цепи состоит в определении напряжения, которое нужно подать в линию с источника питания, чтобы на путевом приемнике при свободном состоянии рельсовой линии напряжение было достаточно для притягивания якоря реле, а при занятости контролируемого участка пути напряжение было меньше, чем напряжение отпадания якоря. Для расчета рельсовых линий существуют уравнения, связывающие напряжение и ток в начале (Uн, Iн) с током и напряжением в конце РЦ (Uк, Iк):
    ;

    ,

    где  – длина рельсовой линии;  – коэффициент распространения волны;  – волновое сопротивление;  – сопротивление рельсовой петли;  – сопротивление изоляции (балласта) между рельсовыми нитями.

    Для конкретного типа рельсовой цепи величины Uк и Iк являются известными величинами. Нормативные параметры zп и rи определяются расчетами и экспериментально с учетом типа применяемых рельсов и балласта. На основании этих параметров и приведенных формул рассчитываются требуемые напряжения и токи, которые необходимо установить в начале РЦ.
    1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   20