Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
1) С развитием промышленности и сельского хозяйства объем перевозок на железнодорожном транспорте непрерывно повышается. Это достигается увеличением интенсивности и скорости движения, веса поездов, совершенствованием планирования и регулирования движения поездов. Для этого нам нужно организовать движение поездов попутного следования с малыми интервалами и значительно повысить пропускную способность железнодорожных линий, обеспечить высокую безопасность следования поездов по перегонам и станциям.
Бесстыковые рельсовые цепи тональной частоты положили начало разработке и внедрению новых систем автоблокировки, повышающих надежность (по сравнению с традиционными системами двухпутной и однопутной АБ с применением числового кода), обеспечивающих более высокий уровень безопасности движения поездов и улучшающих условия труда обслуживающего персонала.
Впервые ТРЦ без изолирующих стыков были применены в автоблокировке с централизованным размещением аппаратуры, в которой в качестве основного средства регулирования используются средства автоматической локомотивной сигнализации, а путевые светофоры отсутствуют (ЦАБ-АЛСО). В период с 1982 по 1985 г.г. ЦАБ-АЛСО было оборудовано несколько участков на Одесской железной дороге и Харьковском метрополитене, при этом использовались тональные рельсовые цепи первого типа (ТРЦ1) с аппаратурой ЦАБ первого поколения. В настоящее время в странах СНГ находится в эксплуатации более 2000 км железнодорожных линий, оборудованных автоблокировкой системы ЦАБ-АЛСО.
Опыт эксплуатации РЦ на сети дорог показывает, что наименее надежным их элементом является изолирующий стык. Число отказов РЦ по причине выхода из строя ИС составляет примерно 50 % общего числа отказов РЦ. Их обнаружение и устранение на перегонах требует длительного времени, что на линиях с интенсивным движением приводит к задержкам поездов и сбоям графика движения.
Наличие ИС также отрицательно сказывается на проблеме канализации обратного тягового тока, особенно в условиях движения тяжеловесных поездов. На ряде участков тяговый ток превышает допустимые значения токов через полуобмотки типовых ДТ, что приводит к преждевременному выходу из строя последних.
На сети дорог широко применяют цельносварные рельсовые плети длиной до 900 м.
Эти проблемы потребовали создания такой системы автоблокировки, в которой отпадала бы необходимость установки ИС в пределах перегона при сохранении путевой сигнализации (система АБТ). В системе АБТ используются два типа БРЦ: ТРЦЗ и ТРЦ4.
В настоящее время ТРЦ начинают находить все более широкое применение на станциях и переездах. Таким образом, ТРЦ становятся базовым звеном всех устройств ЖАТ.
Автоблокировка с централизованным размещением аппаратуры (ЦАБ) предназначена для интервального регулирования и обеспечения безопасности движения поездов на двухпутных и однопутных участках железнодорожных линий с любым видом тяги, а также для линий метрополитенов и скоростного трамвая при использовании в качестве самостоятельного средства сигнализации и связи устройств автоматической локомотивной сигнализации (АЛС), для метрополитенов - автоматической локомотивной сигнализации с автоматическим регулированием скорости (АЛС-АРС). Таким образом, единственным и основным средством сигнализации и связи в этой системе при движении поездов на перегонах является локомотивный светофор.
В связи с этим систему ЦАБ также называют системой АЛСО, тем самым подчеркивая, что основным средством сигнализации являются сигналы АЛС, а напольные проходные светофоры автоблокировки (АБ) отсутствуют. Оба эти термина равнозначны и подразумевают одни и те же устройства. Система может применяться также на линиях с централизованным электроснабжением пассажирских поездов (ЦЭС). Рельсовые цепи ЦАБ надежно защищены от помех, создаваемых токами ЦЭС, и обеспечивают непрерывность цепи возврата тока ЦЭС по рельсам без установки дополнительных устройств.
В системе ЦАБ применены рельсовые цепи без изолирующих стыков (БРЦ). В связи с использованием в БРЦ сигнальных токов тонального диапазона частот, БРЦ еще иначе называют тональными рельсовыми цепями (ТРЦ). В системе ЦАБ вся основная аппаратура располагается на прилегающих к перегону станциях. Непосредственно у пути размещают лишь путевые трансформаторы для согласования электрических параметров рельсовой линии и сигнального кабеля.
Указанные особенности системы позволяют существенно повысить производительность труда обслуживающего персонала, сократить время на обнаружение и устранение отказов в устройствах, повышают надежность работы самих устройств и создают возможность для их наиболее эффективного резервирования.
Возможность выполнения практически всего графика технологического процесса обслуживания устройств в отапливаемых помещениях на станции сокращает затраты труда и времени на текущее обслуживание устройств, при этом снижается количество трудоемких операций, повышается качество выполнения работ. Эти особенности обеспечивают значительное повышение производительности труда обслуживающего персонала, сокращают его численность и снижают эксплуатационные расходы на техническое обслуживание устройств.
Централизованное размещение аппаратуры существенно упрощает решение задач, связанных с организацией диспетчерского контроля за движением поездов, контроля приближения поездов к станциям и переездам, организацией двухстороннего движения по одному из путей двухпутного участка, сменой направления движения и т.д. Также упрощаются устройства энергоснабжения.
Питание устройств ЦАБ осуществляется от тех же источников, что и устройств электрической централизации (ЭЦ). Потребляемая БРЦ мощность в 5-10 раз меньше по сравнению с традиционно применяемыми РЦ. Таким образом, отмеченные особенности системы ЦАБ позволят в ближайшей перспективе создать поэтапную автоматизированную систему управления движением поездов на отдельных участках, линиях и железных дорогах.
В связи с тем, что на линиях, оборудованных устройствами ЦАБ, основным средством сигнализации при движении поездов на перегонах является АЛС, то на линиях с интенсивным движением для исключения задержек в движении при отказе локомотивных устройств последние необходимо резервировать. Учитывая это, в системе ЦАБ предусматривалось одновременное применение двух систем АЛС: широко эксплуатируемой на сети дорог штатной числовой системы АЛСН и основной (новой) - частотной АЛС.
С учетом того, что на линиях ЦАБ на выходных светофорах предусмотрено сигнальное показание «свободности всего перегона» (один зеленый огонь), что также является резервной системой сигнализации и, учитывая достаточно высокую надежность работы устройств числовой АЛСН, то на участках с неинтенсивным движением возможна эксплуатация устройств ЦАБ без применения системы частотной АЛС. На участках же с интенсивным движением числовую АЛСН необходимо резервировать.
В системе ЦАБ поезда со станции отправляются по разрешающему показанию выходного светофора. При действующих устройствах АЛС разрешается отправление поезда, если свободны один, два, три и более блок-участков. Этим условиям соответствуют сигнальные показания: желтый огонь с белым, желтый мигающий с белым и зеленый с белым. Дополнительные сигнальные показания указывают, что поезду с действующими устройствами АЛС разрешается отправление на перегон, оборудованный устройствами ЦАБ и следовать по перегону по сигналам локомотивного светофора.
Для повышения безопасности движения в пределах перегона предусматриваются защитные участки (ЗУ) за хвостом поезда. Эти участки не кодируются и поэтому, в случае потери бдительности машиниста, если поезд не будет остановлен по сигналу КЖ, то при вступлении на участок ЗУ и появлении красного огня на локомотивном светофоре автостопом включается торможение и поезд останавливается.
При неисправности АЛС отправление поезда на перегон разрешается только при горении зеленого огня, указывающего, что весь перегон свободен.
Система была разработана в семидесятых годах прошлого столетия. Первым изготовителем аппаратуры для системы ЦАБ был Харьковский электротехнический завод «Транссвязь».
Основные технические характеристики системы ЦАБ приведены в табл. 3.1.
Питание аппаратуры осуществляется от источника переменного тока напряжением 220 В + 5%, - 10 % частотой 50 Гц или от панелей питания ПП 50-ЦАБ (при наличии числовой АЛСН 50 Гц) или ПП 75-ЦАБ (при наличии числовой АЛСН 75 Гц).
Панели ПП 50-ЦАБ и ПП 75-ЦАБ обеспечивают питание аппаратуры ЦАБ в основном режиме от источника переменного тока напряжением 220 В +5%, -10% частотой 50+1Гц и в аварийном режиме от аккумуляторной батареи 24 В.
Возможности системы:
-обеспечение двустороннего движения поездов на двухпутных и однопутных участках;
-увязка с устройствами электрической централизации и автоматической переездной сигнализации;
-измерение параметров и контроль работы аппаратуры в местах ее расположения;
передача сигналов диспетчерского контроля;
-передача сигналов контроля работоспособности аппаратуры или ее функциональных узлов диспетчеру дистанции СЦБ и связи;
-автоматическое или по команде от ДСП или ДНЦ резервирование аппаратуры, отдельных ее функциональных узлов.
Таблица 3.1
|
Пиковая мощность, потребляемая передающими устройствами частотной АЛС (на одну РЦ), В-А, не более |
При одновременной подаче двух сигнальных частот |
60 |
100 |
60 |
|
При подаче одной сигнальной частоты |
- |
50 |
30 |
|
|
Сигнальные частоты частотной АЛС, Гц |
125, 175, 225, 275, 325, 375 |
75, 125, 175, 225, 275, 325 |
125, 175, 225, 275, 325 |
|
|
Пиковая мощность, потребляемая передающими устройствами числовой АЛСН (на одну РЦ), В-А, не более |
50 |
- |
- |
|
|
Несущие частоты числового кода АЛСН, Гц |
50 или 75 |
- |
- |
|
|
Пиковая мощность, потребляемая передающими устройствами БРЦ (для двух РЦ), В-А, не более |
50 |
50 |
50 |
|
|
Вид модуляции сигнального тока РЦ |
АМ |
АМ |
АМ |
|
|
Частоты модуляции сигнального тока РЦ, Гц |
8; 12 |
8; 12 |
8; 12 |
|
|
Несущие частоты сигнального тока РЦ, Гц |
425, 475 |
725, 775 |
575, 725, 775 |
|
|
Максимальная длина РЦ при расчетном сопротивлении изоляции 1 Ом-км, м |
1000 |
300 |
300 |
|
|
Максимальное расстояние между пунктами размещения аппаратуры, км |
20 |
30 |
10 |
20 |
|
Электротяга |
Автономная тяга |
Линии метрополитена |
Линии скоростного трамвая |
|
|
Железно дорожный транспорт |
Структурная схема системы ЦАБ приведена на рис. 3.1.
Условные обозначения: П - приемники сигналов РЦ; Г - передатчики (генераторы) сигналов РЦ; СВКС - схема выбора кодовых сигналов AJIC; ССН - схема смены направления; У - схема увязки между станциями; ПТ - путевой трансформатор; 1РЦ
8РЦ - бесстыковые рельсовые цепи; ПУ-АЛС - передающие устройства сигналов АЛС.
Питание БРЦ производится передатчиками Г1 и Г2 сигналами, например, f 8/8 и f 9/12 соответственно. Каждый передатчик питает две соседние РЦ, расположенные по обе стороны от точки его подключения к рельсовой линии, например, передатчик 1/2Г1 питает приемники 1П1 и 2П1 1РЦ и 2РЦ соответственно, к рельсовой линии (между передатчиками РЦ) подключены селективные приемники П1 и П2, один из которых воспринимает сигнал f 8/8, а другой - f 9/12.
Состояние БРЦ, приемные устройства которые расположены на соседней станции, передается по кабельной линии устройствами увязки между станциями.
Вся аппаратура, за исключением путевых трансформаторов ПТ (а на участках с электротягой - дроссель-трансформаторов), размещается на постах прилегающих к перегону станций. С путевыми трансформаторами она соединяется кабелями. На этих постах также располагается аппаратура передающих (путевых) устройств АЛС. Эта аппаратура включает в себя передающую аппаратуру частотной АЛС и аппаратуру числовой АЛСН (для железнодорожного транспорта).
Выбор сигналов АЛС и передача их в БРЦ осуществляется схемой выбора кодового сигнала АЛС, которая управляется путевыми реле (включенными на выходах приемников П1 и П2) и их повторителями.
Состояние перегона, смена направления движения и увязка между станциями контролируется по отдельным линейным цепям. Кодовые сигналы АЛС могут передаваться с питающего и приемного (релейного) концов РЦ во время занятия ее поездом.
Рисунок 3.1- Структурная схема системы ЦАБ
Для изменения направления движения используется двухпроводная схема смены направления. Присущие ей (при использовании в типовой автоблокировке) недостатки не проявляются, так как при смене направления не переключаются питающие и релейные концы РЦ.
Данная структура ЦАБ позволяет обеспечить расстояние между пунктами размещения аппаратуры, равное удвоенной допустимой длине соединительного кабеля и для железнодорожного транспорта может составлять 20 км на участках с электротягой, при автономной тяге - 30 км.
В состав устройств ЦАБ для линии железнодорожного транспорта входят:
При автоблокировке перегон делят на блок-участки (БУ), что позволяет отправлять поезда с интервалом 6—8 мин, а на пригородных линиях, где блок-участки меньшей длины, — с интервалом 3-4 мин. Благодаря этому обеспечивается высокая пропускная способность железных. Каждый блок-участок оборудуют рельсовой цепью (РЦ), автоматически контролирующей его состояние.
В системах ЦАБ используют устройства ТРЦ, поэтому аппаратуру ТРЦ1 и ТРЦ2 иначе еще называют аппаратурой ЦАБ.
В состав устройств системы ЦАБ входят:
-устройства РЦ;
-устройства путевой АЛС (АЛС-АРС).
Устройства РЦ делятся на передающие и приемные. Передающие устройства РЦ служат для формирования, усиления и передачи в кабельную линию сигналов РЦ. Приемные устройства РЦ служат для приема и дешифрации сигналов РЦ, поступающих из рельсовых цепей, и управления с помощью контактов путевых реле функциональными схемами ЦАБ.
Передающие устройства РЦ делятся на индивидуальные, относящиеся только к одной РЦ, и групповые, относящиеся к группе РЦ. Передающие устройства РЦ железнодорожного транспорта построены с применением индивидуальных устройств.
Количество индивидуальных передающих комплектов РЦ равно количеству питающих концов РЦ. Количество приемных устройств РЦ равно количеству приемных концов РЦ. В общем случае, один индивидуальный комплект передающих устройств РЦ содержит: путевой генератор, путевой усилитель с выходным трансформатором и путевой фильтр, комплект приемных устройств содержит один путевой приемник.
Устройства путевой частотной АЛС также делятся на индивидуальные и групповые, аналогично передающим устройствам РЦ. Для железнодорожного транспорта один индивидуальный комплект частотной АЛС содержит два путевых генератора АЛС, два путевых усилителя с выходными трансформаторами и два путевых фильтра АЛС. Количество индивидуальных комплектов частотной АЛС соответствует количеству передающих и приемных концов РЦ. Для передачи сигналов числовой АЛС используется штатная путевая аппаратура числовой кодовой АЛС.
Аппаратура устройств системы ЦАБ с тональными рельсовыми цепями первого типа (ТРЦ1) условно относится к аппаратуре первого поколения, а аппаратура устройств системы ЦАБ-М с ТРЦ2 - к аппаратуре второго поколения. Оба поколения аппаратуры взаимозаменяемы и имеют идентичные характеристики, различие заключается лишь в условиях эксплуатации для ряда отдельных блоков ТРЦ2.
Передающие устройства РЦ включают:
-генератор путевой с модулятором ПГМ (генератор сигналов рельсовой цепи ГРЦ);
-путевой усилитель ПУ-1 (ПУ-1М);
-трансформатор путевой ПТЦ (ПТЦ-М);
-фильтр питающего конца Ф8,9 и Ф11,14,15 (фильтр путевой ФП8,9 и ФП11,14,15).
В скобках приведено обозначение аппаратуры второго поколения, без скобок - первого.
Приемные устройства РЦ включают: устройство приемного конца УПКЦ восьми исполнений (приемник сигналов рельсовой цепи ПРЦ - двадцати исполнений). Первые десять исполнений приемников используются для железнодорожного транспорта, вторые десять - для метрополитена.
Путевые устройства частотной АЛС включают:
-генератор путевой ПГ-АЛС (ПГ-АЛСМ);
-усилитель путевой ПУ-1 (ПУ-1М);
-трансформатор путевой ПТЦ (ПТЦ-М);
-фильтр путевой АЛС ФП-АЛС (ФП-АЛСМ).
При необходимости эти устройства могут быть дополнены следующей аппаратурой:
-генератор путевой ПГ-75 (имеет частоту 75 Гц);
-усилитель путевой ПУ-2 (выходная мощность меньше, чем у ПУ-1);
-трансформатор выходной ВТ (для ПУ-2, аналогично ПТЦ);
-фильтр путевой ФП-75.
Таким образом, путевой усилитель ПУ-1 входит как в состав аппаратуры БРЦ, так и в состав аппаратуры АЛС.
2) Свое название тональные рельсовые цепи (ТРЦ) получили в связи с использованием в них сигнального тока с частотами тонального диапазона в области 400...6000 Гц, который условно можно разделить на два поддиапазона: низкий 400...800 Гц и высокий 4...6 кГц.
Сигнальные токи ТРЦ представляют собой амплитудно-модулированные (манипулированные) сигналы, в которых несущие синусоидальные частоты модулируются сигналами низкой частоты 8 и 12 Гц. Таким образом, в качестве отличительных признаков сигнального тока используется значения несущей частоты и частоты модуляции.
Принцип образования амплитудно-модулированного (АМ) сигнала наглядно демонстрирует рис. 2.1. На нем изображены формы сигналов несущей частоты fн частоты модуляции fм и результирующий АМ сигнал fс.
Рисунок 2.1 - Образование амплитудно-модулированного сигнала путем Ь модуляции несущего синусоидального сигнала сигналом низкой частоты
Сигнальные токи ТРЦ низкочастотного диапазона образуются путем модуляции пяти несущих частот сигналами 8 и 12 Гц. За счет использования различных комбинаций несущих частот и частот модуляции возможно образование десяти AM сигналов, имеющих следующие обозначения: f 8/8, f 8/12, f 9/8, f 9/12, f 11/8, f 11/12, f 14/8, f 14/12, f 15/8, f 15/12. Первое число в обозначении сигнала соответствует номеру ближайшей меньшей гармоники промышленной частоты (50 Гц) и может быть получено делением значения несущей частоты на 50 (без учета остатка). Второе число в обозначении определяет частоту модуляции: 8 или 12Гц.
Сигнальные токи ТРЦ высокочастотного диапазона образуются путем модуляции трех несущих частот 4545, 5000 и 5555 Гц сигналами 8 и 12 Гц и имеют следующие обозначения: 4,5/8; 4,5/12; 5,0/8; 5,0/12; 5,5/8; 5,5/12 (всего - шесть комбинаций). В числителе указаны округленные, до первого знака после запятой, значения несущих частот в килогерцах, в знаменателе - значения частот модуляции 8 или 12 Гц.
Таким образом, в ТРЦ возможно использование 10+6=16 различных AM сигналов.
В зависимости от времени разработки, применяемых сигнальных частот, аппаратуры, а также систем АБ (ЦАБ или АБТ) ТРЦ можно условно разделить на четыре типа: ТРЦ1, ТРЦ2, ТРЦЗ и ТРЦ4.
В ТРЦ1, ТРЦ2 и ТРЦЗ (РЦ низкочастотного диапазона) используют пять несущих частот, причем в ТРЦ1 и ТРЦ2 номинальные значения этих частот составляют 425, 475, 575, 725 и 775 Гц. С учетом опыта эксплуатации ТРЦ1 и ТРЦ2 (ЦАБ) в ТРЦЗ для повышения защищенности приемных устройств от помех, вызванных влиянием гармоник тягового тока, были использованы частоты 420, 480, 580, 720 и 780 Гц. Выбор этих частот (несущих и модулирующих) обусловлен обеспечением помехозащищенности путевого приемника от гармонических составляющих сигналов AJ1C-APC и тягового тока. В ТРЦ4 использованы частоты 4545, 5000 и 5555 Гц.
Значения несущих частот этого диапазона выбраны по условиям получения требуемых минимальных зон дополнительного шунтирования при организации так называемого «электрического» стыка с помощью ТРЦ4, а также обеспечения их работы при низком сопротивлении балласта.
ТРЦ1 использовались в системе ЦАБ, ТРЦ2 - в системе ЦАБ-М, ТРЦЗ и ТРЦ4 разработаны для применения в системе АБТ. ТРЦЗ могут быть также использованы в системе ЦАБ.
Основу ТРЦ составляют не ограниченные изолирующими стыками рельсовые цепи. В связи с этим ТРЦ иначе еще называют бесстыковыми рельсовыми цепями (БРЦ). В случае необходимости ИС могут устанавливаться в отдельных точках рельсовой линии (например, в местах установки светофоров).
Основные принципы построения БРЦ наглядно демонстрирует рис. 2.2.
Г1, Г2 - генераторы сигнального тока БРЦ;
П1, П2 - приемники сигнального тока БРЦ;
1РЦ...6РЦ-БРЦ;
1,...,2/3,...,5/6 - точки подключения аппаратуры БРЦ;
Lш - зона дополнительного шунтирования (Lшп. - по приближению, Lш.у. - по удалению);
Lрц - физическая длина БРЦ;
Lф - фактическая длина БРЦ с учетом зон Lш (Lшп. + Lш.у.);
- поезд.
Рисунок 2.2 - Структурная схема бесстыковых РЦ
Для сокращения количества аппаратуры, кабеля и числа сигнальных частот питание двух соседних РЦ осуществляется от одного источника (генератора), который вырабатывает АМ сигналы (рис. 2.2.). Так, питание приемников 1П1 и 2П1 1РЦ и 2РЦ соответственно, осуществляется источником 1/2Г1 сигнальным током, например Г 8/8, чем обеспечивается контроль состояния 1РЦ и 2РЦ. Аналогично, контроль состояния ЗРЦ и 4РЦ осуществляется с помощью приемников ЗП2 и 4П2, и источника 3/4Г2 сигнальным током Г 9/12. Взаимное влияние смежных РЦ исключается генерацией АМ сигналов источниками 1/2Г1 и 3/4Г2 с различными несущими частотами и частотами модуляции (Г 8/8 и Г 9/12).
При неблагоприятном соотношении длин нескольких БРЦ (т.е. суммарная длина БРЦ, через которые проходит сигнал от влияющего источника, ниже предельно допустимого значения), взаимное влияние БРЦ, работающих на одинаковых АМ сигналах, возрастает. В этом случае, для исключения взаимного влияния используют третью несущую частоту, например, 575 Гц в дополнение к частотам 425 и 475 Гц.
В БРЦ используются потенциальные приемники (подключены к рельсам и срабатывают от разности потенциалов между рельсами в месте подключения). Одна из особенностей БРЦ, которая обусловлена отсутствием ИС, заключается в том, что фактическая область контроля состояния каждой БРЦ (Lф) несколько шире области (рис. 2.2.), ограниченной точками подключения аппаратуры к PЛ (Lрц), т.е. физической длины РЦ, и, в общем случае, составляет сумму длин: Lрц + 2Lш = Lф, где Lрц - физическая длина РЦ; Lш - зоны дополнительного шунтирования; Lф - фактическая длина БРЦ с учетом зон дополнительного шунтирования. Это объясняется тем, что в связи с отсутствием ИС, при движении поезда шунтирование БРЦ происходит на некотором расстоянии от точек подключения аппаратуры БРЦ к РЛ. Различают зону дополнительного шунтирования РЦ по приближению (Lш п.) и зону дополнительного шунтирования РЦ по удалению (Lшу ), т.к. освобождение БРЦ происходит также на некотором расстоянии от точки подключения аппаратуры выходного (приемного) конца БРЦ.
Максимальная длина БРЦ на линиях железных дорог составляет 1000 м. В этом случае обеспечиваются все режимы работы БРЦ при сопротивлении изоляции (балласта) не менее 0,7 Ом-км. С уменьшением сопротивления балласта до 0,1 Ом/км предельная длина БРЦ (ТРЦ1...ТРЦЗ) снижается до 250м. На линиях метрополитена длина БРЦ не превышает 300 м. Это обусловлено предельной мощностью передатчика сигналов частотной АЛС-АРС. Согласно данным ВНИИЖТ, в случае, если расстояние между приемными концами соседних БРЦ превышает 400 м, возможно использование двух сигнальных частот 425 и 475 Гц. При длинах 100 - 400 м следует применять три сигнальные частоты: 425, 475 и 575 Гц.
Потребляемая мощность БРЦ определяется, в основном, нагрузками передающих устройств БРЦ и АЛС. Максимальная мощность, потребляемая передающими устройствами в расчете на одну БРЦ частотной АЛС - 40 ВА, при одновременной передаче двух сигнальных частот - 80 ВА. Мощность, потребляемая передающими устройствами БРЦ в расчете на одну РЦ не превышает 10 ВА. Среднее же значение мощности, потребляемой данными устройствами, ниже этих значений.
Использование амплитудно-модулированных (АМ) сигналов обеспечивает надежную защиту приемных устройств от воздействия гармонических и импульсных помех тягового тока, а также помех, создаваемых токами централизованного электроснабжения вагонов пассажирских поездов. Для исключения ложного срабатывания путевых приемников при случайном объединении рельсовых нитей соседних путей на двухпутных участках железных дорог, используются сигнальные токи с четырьмя отличительными признаками: 425/8, 425/12, 475/8, 475/12. Сигналы 425/8 и 475/12 применяют в БРЦ одного пути, а сигналы 425/12 и 475/8 - другого пути двухпутного участка.
В системе ЦАБ на каждой станции размещается аппаратура, относящаяся, примерно, к половине перегона.
Аппаратура бесстыковой рельсовой цепи (передатчик и приемник) может располагаться на разных станциях. Кроме путевых трансформаторов (ПТ) на линиях с электротягой, в отдельных случаях могут устанавливаться и дроссель-трансформаторы (ДТ). Аппаратура передающих и приемных концов БРЦ соединяется с путевыми трансформаторами симметричным сигнальным кабелем с парной скруткой жил.
Питание двух соседних БРЦ производится по одной из пар жил сигнального кабеля. Два приемника смежных БРЦ также подключают одной парой жил кабеля. По ним же передаются кодовые сигналы АЛС от передающих устройств АЛС, расположенных на станциях. Такая структура БРЦ в системе ЦАБ позволяет рационально использовать передающую аппаратуру БРЦ и сигнальный кабель. При таком же количестве РЦ с ИС потребовалось бы в два раза больше генераторов и сигнального кабеля. Контроль перегона, смена направления движения и увязка между станциями обеспечиваются по отдельным цепям этого же сигнального кабеля.
Кодовые сигналы АЛС передаются в БРЦ с момента занятия ее поездом. Кодовые сигналы могут передаваться как с питающего, так и с релейного концов БРЦ в зависимости от установленного направления движения.
Структура и принципы построения БРЦ, впервые примененных в системе ЦАБ, позволяют сделать вывод, что ТРЦ обладают рядом существенных эксплуатационных, технических и экономических преимуществ по сравнению с эксплуатируемыми традиционными рельсовыми цепями с ИС и сигнальным током в диапазоне (0-75) Гц.
К таким преимуществам, в первую очередь, следует отнести возможность получения довольно большого числа признаков сигнального тока - до 10 (в ТРЦ1, ТРЦ2 и ТРЦЗ), а с учетом ТРЦ4 -до 16. Это позволяет обеспечить эффективную защиту от опасных ситуаций при объединении рельсовых нитей соседних путей на перегонах и станциях, а также от взаимных влияний станционных и перегонных РЦ. На повышенных частотах возрастает затухание в обходных цепях через рельсовые нити смежных путей и другие элементы обратной тяговой сети. При этом влияние этих цепей на работу ТРЦ существенно уменьшается, как и уменьшается взаимное влияние между ТРЦ при возникновении в них асимметрии.
К достоинствам ТРЦ следует также отнести, возможность исключения в них мало надежных в эксплуатации изолирующих стыков (до 50 % всех отказов РЦ приходится на долю ИС). Это особенно важно для участков с цельносварными рельсовыми нитями, в первую очередь для линий, где такие рельсовые нити укладываются на длину всего перегона. Установка ИС в этом случае не только снижает прочность пути, но и уменьшает эффективность использования цельносварных нитей.
При отсутствии ИС обеспечивается надежная электрическая непрерывность цепи возврата тягового тока, в несколько раз сокращается число металлоемких дорогостоящих ДТ, содержащих большую массу дефицитной электротехнической меди и имеющих большой вес; снижаются потери электроэнергии на тягу поездов. В случае необходимости ИС могут устанавливаться, когда нужна точная фиксация границ РЦ (в местах установки светофоров, стрелок и т.п.).
Наличие относительно небольших зон дополнительного шунтирования (ТРЦ4) позволяет использовать ТРЦ для управления устройствами переездной сигнализации без установки дополнительных ИС на переездах, при одновременном повышении точности фиксации участка приближения. Уменьшение длины РЦ для повышения их работоспособности на участках с низким сопротивлением балласта (аппаратура БРЦ-НСБ) при использовании сигнального тока в диапазоне тональных частот, также может обеспечиваться без установки дополнительных ИС. По данным ВНИИЖТ, частоты тонального диапазона являются оптимальными при использовании в РЦ на участках с сопротивлением балласта в пределах 0,04 - 0,2 Ом/км.
Следует также отметить, что основная энергия гармонических и импульсных помех тягового тока сосредоточена в области низких частот. В области тональных частот она значительно меньше. Это позволяет за счет уменьшения входного сопротивления аппаратуры ТРЦ в области нерабочих частот (селективными цепями) обеспечить ее надежную работу, сведя проблему практически к защите согласующих элементов РЦ (путевых и дроссель-трансформаторов).
Возможность исключения опасных положений при сходе ИС и влияний импульсных помех тягового тока, позволяют применить ТРЦ в системах АБ при сохранении светофорной сигнализации (путевых проходных светофоров) и ИС на сигнальных точках.
Достоинства ТРЦ также важны при использовании тональных РЦ на линиях скоростного движения.
Использование ТРЦ позволяет минимум на порядок снизить потребляемую мощность (по сравнению с традиционными РЦ), применить современную элементную базу, централизованно размещать аппаратуру.
Следует также отметить, что ТРЦ имеют превосходство по шунтовой чувствительности и особенно чувствительны к нарушению контрольного режима (целостности рельсовой электрической линии) даже в случае объединения средних точек ДТ.
При использовании уравнивающих трансформаторов (типа УТЗ) на приемных концах ТРЦ практически снимаются ограничения на предельное соотношение длин РЦ, питающихся от одного генератора, и на количество приемников, используемых в одной разветвленной ТРЦ для контроля ответвлений.
Благодаря своим преимуществам сегодня ТРЦ являются основным типом РЦ, применяемых при новом проектировании, как на перегонах, так и на станциях при всех видах тяги поездов и на линиях с централизованным электроснабжением вагонов пассажирских поездов. ТРЦ также отдается предпочтение и на линиях скоростного движения.
3) 3.1.-3.2. В системе ЦАБ используются ТРЦ первого типа (ТРЦ1) с аппаратурой первого поколения. В системе ЦАБ-М используются ТРЦ второго типа (ТРЦ2) с аппаратурой второго поколения. ТРЦ1 и ТРЦ2 имеют идентичную схему включения аппаратуры, различие заключается в самой аппаратуре.
Ряд блоков аппаратуры первого поколения ТРЦ предназначен только для эксплуатации на постах ЭЦ в отапливаемых помещениях. Диапазон же рабочих температур аппаратуры ТРЦ второго поколения находится в пределах от минус 40 до + 60 °С. Аппаратура ТРЦ первого и второго поколений взаимозаменяема и имеет идентичные параметры.
Структурная схема ТРЦ1 (ТРЦ2) приведена на рис. 2.3.
Питание БРЦ 1РЦ и 2РЦ осуществляется от одного общего питающего (передающего) конца сигнальным током f 8/8 (формируется генератором 1/2Г1). БРЦ ЗРЦ и 4РЦ получают питание аналогичным образом, но уже от генератора 3/4Г2, который вырабатывает сигнал f9/12. БРЦ 2РЦ и ЗРЦ имеют совмещенный приемный (релейный) конец. Сигнальный ток f 8/8 воспринимается на приемных концах 1РЦ и 2РЦ селективными приемниками 1П1 и 2П1, настроенными на этот сигнал. Аналогично на приемных концах ЗРЦ и 4РЦ путевые приемники воспринимают сигнал f 9/12.
Передающий тракт питающего конца БРЦ, в общем случае, состоит из генератора Г, усилителя У, выходного трансформатора ВТ, путевого фильтра ФП, кабельной линии и согласующего путевого трансформатора ПТ. Приемный тракт БРЦ состоит из путевого трансформатора ПТ, кабельной линии и путевого приемника П. Вся аппаратура БРЦ размещается в релейном помещении поста ЭЦ. Согласующие путевые трансформаторы ПТ находятся в путевых ящиках (ПЯ) у РЛ. Связь между ПЯ и релейной осуществляется посредством кабельной линии.
Рисунок 2.3 - Структурная схема ТРЦ1 (ТРЦ2)
В ТРЦ1 использовалась аппаратура ТРЦ первого поколения следующих типов:
1) Г - генератор путевой с модулятором ПГМ;
2) У - путевой усилитель ПУ-1;
3) ВТ - путевой трансформатор ПТЦ;
4) ФП-путевой фильтр Ф8,9 и Ф11,14,15;
5) П - устройство приемного конца УПКЦ (8/8... 15/12);
6) ПТ - путевой трансформатор ПОБС-2А.
В ТРЦ2 использовалась аппаратура ТРЦ второго поколения следующих типов:
1) Г - генератор рельсовой цепи ГРЦ;
2) У - путевой усилитель ПУ-1М;
3) ВТ - путевой трансформатор ПТЦ-М;
4) ФП - путевой фильтр ФП8,9 и ФП11,14,15;
5) П - приемник рельсовой цепи ПРЦ (8/8... 15/12);
6) ПТ - путевой трансформатор ПОБС-2А.
Одна из разновидностей классической схемы включения аппаратуры ТРЦ первого и второго типов с использованием индивидуального передающего комплекта аппаратуры приведена на рис. 2.4. Схемой предусматривается возможность передачи в БРЦ сигналов частотной (цепи Ф1, Ф2) и числовой (Rи, Си) AJ1C. Питание соседних БРЦ 1РЦ и 2РЦ сигнальным током, например, f 8/8 (несущая частота 425 Гц, частота модуляции - 8 Гц) осуществляется от одного передающего конца посредством комплекта передающей аппаратуры, содержащего: путевой генератор 1/2Г1 типа ПГМ (ГРЦ), путевой усилитель 1/2У типа ПУ-1 (ПУ-1М), выходной трансформатор 1/2ВТ типа ПТЦ (ПТЦ-М), фильтр путевой 1/2ФП типа Ф8,9 (ФП8,9), дополнительный регулируемый резистор 1/2Rд, разрядник 1/2FV, предохранитель 1/2FU, защитный регулируемый резистор 1/2R3 и согласующий путевой трансформатор 1/2ПТ типа ПОБС-2А. Предохранитель, разрядник, защитный резистор и путевой трансформатор находятся в путевом ящике (ПЯ), который расположен у рельсовой линии, а вся остальная аппаратура - в релейном помещении поста ЭЦ. Связь между аппаратурой в релейном помещении и на пути осуществляется посредством кабельной линии. Типы блоков аппаратуры ТРЦ первого поколения (ТРЦ1) указаны без скобок, аппаратура ТРЦ2 приведена в скобках.
Цепи 1/2Rи, 1/2Си; 1/2Ф1, 1/2Ф2 предназначены для подачи в БРЦ сигналов числовой и частотной AJIC соответственно. Генератор 1/2Г1 формирует AM сигнал, который с его выводов 3, 31 подается для усиления на вход путевого усилителя 1/2У (выводы 13, 22).
Установкой внешних перемычек на разъеме генератор может быть настроен на один из десяти АМ сигналов: f 8/8, f 8/12, f 9/8, f 9/12, f 11/8, f 11/12, f 14/8, f 14/12, f 15/8, f15/12. Выбор конкретного сигнала определяется установкой внешних перемычек на разъеме генератора согласно проекту. Для получения несущих частот используются следующие внешние перемычки: 425 Гц - 12, 23; 475 Гц - 12, 21; 575 Гц - 12, 22; 725 Гц - 12, 13; 775 Гц - 12, 11. Для образования модулирующей частоты 12 Гц устанавливается перемычка на выводы 33, 41, 42 генератора. При использовании модулирующей частоты 8 Гц установка перемычки 33, 41, 42 не требуется. Модулированный по амплитуде сигнал на выходе генератора (выводы 3, 31) получается при установке перемычки 4, 32.
Так, для получения, например, сигнала f 8/8 необходимо установить перемычки 12, 23 и 4, 32. Питается генератор от шин С, МС (выводы 1, 2). Выработанный генератором 1/2Г1 сигнал f 8/8 подается на вход путевого усилителя 1/2У (выводы 13, 22), работающего в ключевом режиме. Усиленный сигнал с выхода путевого усилителя (выводы 4, 23, 3) подается на первичную обмотку выходного (согласующего) трансформатора 1/2ВТ (выводы 1, 2, 3). Входное сопротивление путевого усилителя типа ПУ-1 при напряжении на его входе 5 В в диапазоне частот (75...800)Гц не менее 300 Ом. Выходное напряжение ПУ-1 при отдаваемой в нагрузку мощности 40 В А не менее 30 В. КПД усилителя не менее 85 %.
Трансформатор 1/2ВТ применяется в качестве выходного для путевого усилителя 1/2У и согласовывает его с нагрузкой. С вторичной обмотки трансформатора напряжение АМ сигнала подается на вход путевого фильтра 1/2ФП (выводы 11, 71). Необходимый уровень АМ сигнала в БРЦ устанавливается встречным или последовательным (согласным) соединением вторичных секционированных обмоток трансформатора (Н, К) внешними перемычками и подключением нагрузки (фильтра 1/2ФП) к соответствующим выводам вторичной обмотки 1/2ВТ (выводы 4...13). Гальваническое разделение между выходом ПУ-1 и РЦ позволяет питать путевые усилители разных БРЦ и передающие устройства частотной АЛС от общего питающего трансформатора.
Максимальное напряжение, подводимое к первичной обмотке выходного трансформатора 1/2ВТ типа ПТЦ (выводы 1,3) - 50 В. Максимальная мощность вторичных обмоток трансформатора составляет 50 ВА. С вторичной обмотки трансформатора 1/2ВТ АМ сигнал подается на вход путевого фильтра 1/2ФП (выводы 11,71).
3.3. Тональные рельсовые цепи третьего типа (ТРЦЗ) впервые были применены в новых системах АБ типов ЦАБс (ЦАБ с ТРЦ и изолирующими стыками на сигнальных точках) и АБТс (АБ с ТРЦ и ИС на сигнальных точках).
На первых этапах внедрения ТРЦЗ в них использовалась аппаратура типа БРЦ-НСБ (аппаратура БРЦ для участков с низким сопротивлением балласта), состоящая всего из трех функциональных блоков следующих типов: путевого генератора ГП, путевого фильтра ФПМ и путевого приемника ПП. Из этого следует, что в ТРЦЗ, по сравнению с ТРЦ2, произошло упрощение передающего тракта за счет исключения путевого усилителя (ПУ-1) и его выходного трансформатора (ПТЦ), что положительно сказалось на устойчивости работы ТРЦ.
Аппаратура БРЦ-НСБ стала прообразом аппаратуры ТРЦ третьего поколения. Она рассчитана для эксплуатации, как в постовых условиях, так и в напольных шкафах АБ. Рабочий диапазон температур окружающей среды для аппаратуры БРЦ-НСБ от -40 до +60 °С.
С учетом опыта эксплуатации ТРЦ1 и ТРЦ2 в ТРЦЗ для повышения защищенности путевых приемников от помех переменного тягового тока применяются следующие номинальные несущие частоты: 420, 480, 580, 720 и 780 Гц. Значения частот модуляции остались прежними - 8 и 12 Гц. При повышении помехозащищенности ТРЦЗ в шесть раз по сравнению с ТРЦ2, габаритные размеры ее аппаратуры в два раза меньше, чем у ТРЦ2.
Структурна схема ТРЦЗ приведена на рис. 2.12.
Питание БРЦ 1РЦ и 2РЦ осуществляется от одного общего питающего (передающего) конца сигнальным током f 8/8 (формируется генератором 1/2Г1). БРЦ ЗРЦ и 4РЦ получают питание аналогичным образом, но уже от генератора 3/4Г2, который формирует сигнал f 9/12, а БРЦ 2РЦ и ЗРЦ имеют совмещенный приемный (релейный) конец. Сигнальный ток f 8/8 воспринимается на приемных концах 1РЦ и 2РЦ селективными приемниками 1П1 и 2П1, настроенными на этот сигнал. Аналогично на приемных концах ЗРЦ и 4РЦ путевые приемники ЗП2 и 4П2 (на рис. 2.12 не показан) воспринимают сигнал f 9/12.
При централизованном варианте размещения аппаратуры она располагается в релейных помещениях поста ЭЦ. При децентрализованном варианте размещения аппаратура устанавливается в напольные релейные шкафы АБ. Путевые трансформаторы ПТ находятся в путевых ящиках (ПЯ) у PЛ Связь между ПТ и аппаратурой осуществляется посредством кабельной линии.
В первых ТРЦЗ использовалась аппаратура БРЦ-НСБ, состоящая из трех блоков: путевого генератора ГП, путевого фильтра ФПМ и путевого приемника ПП.
f 8/8, f 9/12- сигнальные токи БРЦ
1РЦ...4РЦ-БРЦ
ПЯ - путевой ящик
ПТ - путевой трансформатор
ПІ, П2 - приемники сигнального тока БРЦ
Г1, Г2 - генераторы сигнального тока
ФП - путевой фильтр
- передающий (питающий) конец РЦ
Рисунок 2.12 - Структурная схема ТРЦЗ
На базе этой аппаратуры была разработана и изготавливается аппаратура, условно отнесенная к аппаратуре ТРЦ третьего поколения. Это блоки:
-путевой генератор типа ГПЗ нескольких модификаций;
-путевой приемник типа ПП нескольких модификаций.
В качестве путевого фильтра в ТРЦЗ также используется фильтр ФПМ.
Одна из разновидностей классической схемы включения аппаратуры ТРЦ третьего типа (ТРЦЗ) с использованием индивидуального передающего комплекта аппаратуры приведена на рис. 2.13.
Схемой предусматривается возможность передачи в БРЦ сигналов частотной (цепь Сбк) и числовой (Срц) AJIC.
Подключение аппаратуры приемного (релейного) конца аналогично подключению аппаратуры передающего (питающего) конца.
В состав аппаратуры приемного конца (рис. 2.13) ТРЦ 1РЦ входят: предохранитель 1FU, защитный резистор 1R3, путевой трансформатор 1ПТ (n = 38), разрядник 1FV, кабельный резистор 1Rк, конденсаторы АЛС (1Сбк и 1Срц), путевой приемник 1П1 типа ПП8/8. На выходе селективного путевого приемника ПП8/8 (выводы 31, 33) включено путевое реле 1П типа АНШ2-1230.
Релейный конец ТРЦ 2РЦ имеет аналогичную схему включения. Различие заключается лишь в том, что последовательно с путевым приемником БРЦ 2РЦ 2П1 (ПП8/8) включен путевой приемник ЗП2 (ПП9/12) смежной БРЦ ЗРЦ. Приемники 2П1 и ЗП2 питаются разными сигнальными токами: f 8/8 и f 9/12, которые вырабатываются генераторами 1/2Г1 (f 8/8) и 3/4Г2 (f 9/12, на рис. 2.13 не показан) соответственно. Сигналы с рельсовой линии (f 8/8 и f 9/12) через согласующие трансформаторы 1ПТ, 2/3ПТ и кабельную линию поступают на входы (выводы 11, 43) путевых приемников 1П1 рельсовой цепи 1РЦ, 2П1 - рельсовой цепи 2РЦ и ЗП2 - рельсовой цепи ЗРЦ. Настройка входного контура путевого приемника обеспечивает выделение сигнала с несущей частотой, соответствующей типу данного приемника и беспрепятственно пропускает АМ сигналы с другими несущими частотами. К выходам путевых приемников подключены путевые реле 1П, 2П и ЗГТ (типа АНШ2-1230), контролирующие состояние (свободное или занятое) соответствующих ТРЦ (1РЦ, 2РЦ и ЗРЦ).
Путевой приемник типа ГТГТ (ГТГТМ) предназначен для приема амплитудно-модулированных сигналов и возбуждения путевого реле при свободном состоянии ТРЦ и напряжении АМ сигнала выше определенного порогового значения (чувствительности).
Блок путевого приемника имеет двадцать разновидностей (исполнений), причем первые десять предназначены для линий железнодорожного транспорта, а вторые десять - для линий метрополитена. Исполнения приемника отличаются несущей частотой и частотой модуляции рабочего сигнала. Для линий железнодорожного транспорта блок путевого приемника может иметь следующие обозначения: ПП8/8, ПП8/12, ПП9/8, ПП9/12, ПП11/8, ПП11/12, ПП14/8, ПП14/12, ПП15/8 и ПП15/12.
В числителе указан номер несущей частоты сигнального тока, а в знаменателе - частота модуляции (8 или 12 Гц).
Входной фильтр приемника предназначен для выделения AM сигнала с заданной частотой несущей и подавления сигналов с другими несущими частотами, а также сигналов частотной AJIC (AJICH) и гармоник тягового тока. Полоса пропускания входного фильтра не менее 24 Гц. Его затухание по соседнему каналу (для фильтра с резонансной частотой 420 Гц измеряют на частоте 480 Гц и наоборот) не менее 38 дБ.
Питание аппаратуры передающего и приемного трактов ТРЦ осуществляется от разных трансформаторов, номинальным напряжением 17,5 В для ПП и 35 В для ГП.
Передача сигналов АЛС может осуществляться как с приемного, так и с передающего концов ТРЦ, и начинается с момента вступления поезда на данную РЦ. Принципы образования кодовых сигналов частотной и числовой АЛС рассмотрены ранее в разделе 2.2.
3.4. Использование ТРЦ в различных системах автоблокировки с путевыми светофорами для разграничения блок-участков (вместо изолирующих стыков) потребовали создания бесстыковых рельсовых цепей, оптимизированных по обеспечению их работы при низком сопротивлении балласта и получению требуемой точности фиксации границ блок-участков.
Таким требованиям соответствуют БРЦ тонального диапазона частот в области 4,5...5,5 кГц, получивших название тональных рельсовых цепей четвертого типа - ТРЦ4.
ТРЦ4 впервые были применены в системе автоблокировки типа АБТ в местах установки проходных светофоров и на переездах. Эти РЦ характеризуются относительно небольшими зонами дополнительного шунтирования (15...20)м, длина их не превышает 300 м.
Наличие таких РЦ в зоне установки путевого светофора позволяет обеспечить условия для применения типовых систем АЛС с относительно низкими частотами.
Как уже было отмечено ранее, особенностью бесстыковых РЦ является то, что они не имеют определенной точки шунтирования рельсовой цепи, т.е. имеют так называемую зону дополнительного шунтирования, длина которой является переменной величиной, зависящей от многих факторов (сопротивления балласта, рельсов, напряжения питания и т.д.). В связи с этим для исключения перекрытия светофора перед поездом при приближении его к точке подключения путевого приемника необходимо принять дополнительные меры. В качестве таких мер в системе АБТ предусматривается в зоне проходного светофора устройство так называемого «электрического» стыка в виде двух дополнительных высокочастотных укороченных РЦ типа ТРЦ4.
Для организации таких РЦ используются несущие частоты 4500, 5000 или 5500 Гц с частотой модуляции 8 или 12 Гц. Длина РЦ при этом принимается в пределах 150-250 м. Зона дополнительного шунтирования таких РЦ составляет не более 15 м.
Кроме того, дополнительной мерой, исключающей появление красного огня на проходном светофоре перед приближающимся поездом, является перенос места установки проходного светофора на 20 м от точки подключения питающего конца высокочастотной РЦ навстречу движению поезда.
Один из вариантов структурной схемы ТРЦ4 системы АБТ приведен на рис. 2.21.
В таких системах АБ блок-участок может состоять из двух ТРЦ4 (А, Б) и одной (двух) ТРЦЗ (С).
Основная длина блок-участка (БУ) контролируется ТРЦЗ, а
его граница («электрический» стык) фиксируется общим
питающим концом двух ТРЦ4 (генератор А/Б Г типа ГРЦ4), который подключается к рельсам на некотором расстоянии (20 м) за путевым светофором по ходу поезда), определяемом точностью фиксации границы БУ.
Особенностью таких систем автоблокировки (АБТ) является наличие совмещенных приемо-передающих концов БРЦ, что обеспечивается существенной разницей частот в ТРЦЗ и ТРЦ4.
ТРЦ4 А и Б (рис. 2.21) питаются сигнальным током 5,0/8, который вырабатывает общий питающий конец этих РЦ, состоящий из генератора А/Б Г типа ГРЦ4 и фильтра А/Б ФР типа ФРЦ4. Селективные приемники ПА и ПБ воспринимают этот сигнал, тем самым контролируя свободное состояние РЦ А и Б. Последовательно с приемником ПА типа ПРЦ4 включен приемник ПС типа ПП, который контролирует состояние РЦ С. Приемный конец РЦ Б совмещен с питающим концом РЦ С, т.е. приемник ПБ (ПРЦ4) последовательно соединен с путевым фильтром ФП (ФПМ) РЦ С, через который от генератора Г (ГП) РЦ С в рельсовые цепи С и Б подается сигнальный ток 480/12. Приемник ПБ (ПРЦ4) контролирует состояние РЦ Б.
420/8; 480/12 - сигнальные токи ТРЦЗ
5,0/8; 4,5/12 - сигнальные токи ТРЦ4
А, Б, С - БРЦ (А, Б - ТРЦ4, С - ТРЦЗ)
ПЯ - путевой ящик
ПТ - путевой трансформатор
- проходной светофор АБ
ПС, ПА, ПБ - путевые приемники (ПС - ПП, ПА, ПБ — ПРЦ4)
А/Б Г, С Г - путевые генераторы (А/Б Г - ГРЦ4, С Г - ГП)
А/Б ФР, С ФП - путевые фильтры (А/Б ФР - ФРЦ4, С ФП - ФПМ)
РШ АБ - релейный шкаф АБ
- питающий конец РЦ
- релейный конец РЦ
Рисунок 2.21 - Структурная схема ТРЦ4 системы АБТ
Аппаратура рельсовых цепей ТРЦ4 автоблокировки АБТ, оптимизированных по условию обеспечения в них требуемых зон дополнительного шунтирования, содержит следующие функциональные блоки: путевой генератор ГРЦ4, путевой фильтра ФРЦ4, путевой приемник ПРЦ4.
Блоки ГРЦ и ФРЦ имеют одну разновидность, каждый из них внешними перемычками может быть настроен для работы на одной из трех несущих частот: 4,5; 5,0 или 5,5 кГц.
Блок путевого приемника ПРЦ4 имеет шесть разновидностей (исполнений), отличающихся несущей частотой и частотой модуляции рабочего сигнала. Он имеет следующие обозначения: ПРЦ4,5/8; ПРЦ4,5/12; ПРЦ5,0/8; ПРЦ5,0/12; ПРЦ5,5/8 и ПРЦ5,5/12. Первая цифра в обозначении приемника указывает частоту несущей в килогерцах, а вторая - частоту модуляции в герцах (8 или 12).
Аппаратура рассчитана на установку, как в постовых условиях, так и в шкафах АБ. Она выполнена на базе типовых конструктивных решений. Генератор ГРЦ4 представляет собой конструкцию, выполненную на базе реле НШ. Основанием конструкции блока ПРЦ4 является плата реле ДСШ. Фильтр ФРЦ4 конструктивно размещен в корпусе реле НМШ.
Рабочий диапазон температур окружающей среды для аппаратуры ТРЦ4 от минус 40 до + 60 °С.
В настоящее время изготавливаются следующие блоки аппаратуры ТРЦ4 четвертого поколения: генератор ГП4 и приемник ПП4. Оба блока выполнены на базе реле НШ. Блоки ГРЦ4, ГП4, ПРЦ4 и ПП4 имеют световую индикацию работоспособного состояния. Генераторы ГРЦ4 и ГП4, аналогично ГП (ГПЗ), имеют ручку для регулировки выходного напряжения. Характеристики блоков ГРЦ4 и ГП4, а также ПРЦ4 и ПП4 идентичны.
Вместо генератора ГРЦ4 (ГП4) может использоваться универсальный генератор ГПУ, настраиваемый на любую комбинацию несущих и модулирующих частот диапазона ТРЦ4 (см. п. 2.7). По параметрам выходных сигналов ГПУ аналогичен
генераторам ГРЦ4 (ГП4), но в отличие от них питается от источника переменного напряжения 220 В.
Генератор ГРП4. Предназначен для образования и усиления АМ сигналов и содержит: выпрямитель, генераторы несущих и модулирующих частот, предварительный усилитель, регулятор выходного напряжения и выходной усилитель.
Номера выводов блока ГРЦ4 для установки внешних перемычек, соответствующих различным несущим частотам,
представлены ниже:
Несущая частота, Гц 4545 5000 5555
Выводы для установки
внешних перемычек:
- на генераторе 12-21 12-22 12-23
несущей
- на фильтре 81-63 81-82 -
Схемы предварительного усилителя, регулятора напряжения и выходного усилителя аналогичны схемам в генераторе ГП.
Настройка в резонанс на несущую частоту фильтра, состоящего из трансформатора и конденсатора, обеспечивается внешними перемычками на блоке, указанными выше.
При АМ сигнале выходное напряжение ГРЦ4 составляет примерно 1-6,5 В.
Для получения большей мощности выходного сигнала к предварительному усилителю ГРЦ4 может быть подключен мощный путевой усилитель ПУ1 или ПУЗ.
Напряжение питания: 35 В (50 Гц) с допустимым отклонениями от 31,5 до 36,8 В (выводы 41,43).
В ГРЦ4 аналогично ГП, предусмотрена сигнализация (оптическая) его исправной работы.
При оценке мощности, потребляемой ГРЦ4 от сети питания, следует иметь в виду, что мощность, потребляемая транзисторными каскадами и операционным усилителем, примерно такая же, как у генератора ГП. Она зависит от выходной мощности. Мощность же, потребляемая цифровыми интегральными микросхемами, составляет примерно 10 ВА и от выходной мощности не зависит.
Путевой приемник ПРЦ4. Принципиальная схема приемника идентична схеме ранее рассмотренного приемника ПП. Отличие заключается лишь в том, что входной фильтр приемника может настраиваться на одну из несущих частот: 4,5; 5,0 или 5,5 кГц. Для этого трансформаторы каждого контура имеют ряд дополнительных отводов.
Напряжение модулированного сигнала на входе ПРЦ4, соответствующее чувствительности его срабатывания, составляет 0,12 В. Это значение соответствует немодулированному входному току 1,6 мА. В остальном устройство и работа блока ПРЦ4 не отличается от блока ПП, рассмотренного ранее.
Выводы питания ПРЦ4 - 21, 22. Номинальное напряжение питания - 17,5 В (50 Гц) с допустимыми пределами изменения от 15,7 до 18,4 В.
Величина напряжения постоянного тока на выходе ПРЦ4, нагруженного на реле АНШ2-1230, при наличии на входе АМ сигнала с номинальными частотами и рабочим напряжением, должна быть не менее 4,6 В.
Фильтр ФРЦ4. Основное назначение фильтра состоит в защите генератора ГРЦ4 от токов АЛС в диапазоне частот 25- 325 Гц. Кроме этого, фильтр обеспечивает требуемое по условиям выполнения основных режимов работы рельсовой цепи сопротивление аппаратуры питающего конца. При этом выходное сопротивление его с учетом внутреннего сопротивления генератора составляет 120-160 Ом.
Один из вариантов включения аппаратуры ТРЦ4 в системе АБТ приведен на рис. 2.23 применительно к БУ между светофорами 8 и 6.
В релейном шкафу светофора 6 располагается аппаратура РЦ А и Б (ТРЦ4), а также передающая аппаратура РЦ С (ТРЦЗ) за светофором 6 и путевой приемник РЦ С (ТРЦЗ) перед светофором 6.
Рисунок 2.23 - Схема включения аппаратуры ТРЦ4
Питание сигнальным током 5,0/8 РЦ А и Б на границе БУ обеспечивается от генератора А/Б Г (ГРЦ4). Сигнальный ток с частотой несущей 5,0 кГц и частотой модуляции 8 Гц с выхода генератора (выводы 32, 52) А/Б Г через путевой фильтр А/Б ФР (выводы 4, 23) типа ФРЦ4 через путевой трансформатор А/Б ПТ поступает в РЛ.
Передающий конец этих РЦ подключается на расстоянии 15 - 20 м за светофором 6 и является условным «электрическим» стыком границы блок-участка. Этот сигнал из РЦ А принимает путевой приемник ПА (ПРЦ4). По этой же кабельной паре проводов приемник ПС (ПП8/8) одновременно принимает сигнал 420/8 из РЦ С перед светофором 6 на частоте несущей 420 Гц и частоте модуляции 8 Гц. Состояние РЦ С и А при этом фиксируется путевыми реле ПС и ПА соответственно.
РЦ Б контролируется путевым реле БП, включенным на выходе путевого приемника ПБ (ПРЦ4).
Приемный конец РЦ Б совмещен с передающим концом РЦ С за светофором 6. В связи с этим последовательно со входом (выводы 11, 43) путевого приемника ПБ включен выход (выводы 12, 61) путевого фильтра С ФП (ФПМ8,9,11). При этом сигнал с несущей частотой 480 Гц и частотой модуляции 12 Гц вырабатывается генератором СГ (ГП8,9,11) и подается на вход путевого фильтра (выводы 11, 71) С ФП (ФПМ8,9,11).
Таким образом, для подключения приемника ПБ и генератора СГ используется одна и та же пара проводов сигнального кабеля.
4) Разработка и внедрение тональных рельсовых цепей открыли новый этап развития систем железнодорожной автоматики. Постепенный переход на полупроводниковую и микроэлектронную элементную базу, снижение материало- и энергоемкости оборудования создают предпосылки для существенного улучшения качества работы систем СЦБ и повышения эффективности перевозочного процесса.
Структурная схема развития и внедрения систем автоблокировки с тональными рельсовыми цепями приведена на рис. 3.8. Из схемы следует, что в своей эволюции системы АБ с ТРЦ прошли восемь этапов (ЦАБ, ЦАБ-М, ЦАБс, АБТс, АБТ, АБТД, АБТЦ и АБТЦ (Ebilock-950)). В настоящее время имеется четыре условных типа бесстыковых рельсовых цепей тональной частоты: ТРЦ1, ТРЦ2, ТРЦЗ, ТРЦ4 и четыре условных поколения аппаратуры БРЦ.
При новом проектировании и строительстве предпочтение отдается системам АБТЦ и АБТД с рельсовыми цепями третьего типа.
Рисунок 3.8 - Структурная схема развития и внедрений систем АБ С
ТРЦ
Таким образом, происходит непрерывное совершенствование как самой аппаратуры ТРЦ, так и систем АБ, построенных на их основе. Благодаря своим преимуществам, на сегодняшний день тональные рельсовые цепи являются основным типом РЦ, применяемых при новом проектировании, как на перегонах, так и на станциях при всех видах тяги поездов.
5) Кулик П.Д., Ивакин H.C., Удовиков A.A. Тональные рельсовые цепи в системах ЖАТ: построение, регулировка, обслуживание, поиск и устранение неисправностей, повышение эксплуатационной надежности. - Киев: Издательский дом „Мануфактура”, 2004. - 288 с. - Ил. 57.
Ссылка на сайт: http://scbist.com/wiki/8525-cab.html
#
#