Двухпутная комплексная система автоблокировки

Общие положения. Двухпутная трехзначная автоблокировка с числовым кодом, в которой информация о закрытом светофоре передается желтым огнем путевого светофора только за один блок-участок (не менее 1000 м), обеспечивает безопасность движения пассажирских поездов со скоростью до 100 км/ч. Двухпутная четырехзначная автоблокировка передает информацию о закрытом светофоре за два блок-участка (желтый огонь с зеленым) и позволяет регулировать движение поездов со скоростью до 160 км/ч при скорости 160 км/ч (тормозной путь 2000 м).

Однако из-за условий видимости путевых светофоров четырехзначная автоблокировка требует ограничения скорости, допускавмой при проезде светофора с желтым Огнем, и не может обеспечить безопасность движения поездов при скоростях до 160 км/ч. В связи с этим основным средством регулирования движения поездов при скорости до 160 км/ч становится существующая четырехзначная локомотивная сигнализация.

Увеличение скоростей более 160 км/ч и повышение интенсивности движения требуют применения более совершенной системы автоблокировки и многозначной АЛС. Необходимость в расширении значности АЛС вызывается тем, что тормозной путь высокоскоростного поезда может охватывать до четырех блок-участков и требуется своевременно передавать информацию о закрытом светофоре на локомотив.

Для участков с высокоскоростным движением применяется комплексная система автоблокировки и АЛС, в состав которой входят числовая кодовая автоблокировка с четырехзначной сигнализацией, на которую возлагается задача контроля свободно-сти двух блок-участков без линейных цепей и еще двух блок-участков с помощью линейных цепей; частотная автоблокировка с четырехзначной сигнализацией, способная управлять огнями проходных светофоров без линейных цепей и передавать на локомотив информацию о свободности четырех блок-участков и информацию о скорости приема поезда на главный и боковые пути станции. Числовую и частотную автоблокировку дополняют цепями для изменения направления движения и осуществления двустороннего движения по одному пути двухпутного перегона при капитальном ремонте другого пути.

Применение частотной автоблокировки и АЛС позволяет обеспечить защиту от воздействия помех тягового тока и сигнальных токов смежных рельсовых цепей при коротком замыкании изолирующих стыков, повысить быстродействие при переключении ог ней путевых и локомотивных светофоров (смена сигнальных показаний на путевых светофорах происходит за время не более 1 с, при числовой .кодовой автоблокировке - за 5-6 с), использовать автоблокировку и АЛС как на двухпутных, так и на многопутных линиях при любых видах тяги, повысить защиту от опасных влияний при объединенйи смежных рельсовых цепей.

Частотная автоблокировка. При частотной кодовой автоблокировке каждое сигнальное показание кодируется одной сигнальной частотой, что позволяет путем добавления частот расширять зцачность автоблокировки и АЛС. Непрерывные сигнальные частоты используются в диапазоне 100-400 Гц. Весь спектр частот разделен на шесть диапазонов, по четыре частоты в каждом. Частоты каждого диапазона заключены между гармониками, крат ными гармоникам тока промышленной частоты.

Частоты самого низкого диапазона используют для передачи наиболее разрешающих, а частоты более высоких диапазонов - более запрещающих сигнальных показаний. При приеме частотных кодов разделение частотных сигналов одного диапазона делается путем применения узкополосных фильтров. Предельнаядлина частотной рельсовой цепи определяется по сигнальному току наибольшей частоты и составляет 1700 м. Защита при коротком замыкании изолирующих стыков смежных рельсовых це-' пей выполняется с помощью гетеродинных приемников частотных сигналов.

Рис. 30. Принципы построения частотной автоблокировки

В частотной автоблокировке весь частотный спектр разделен на диапазоны: 0-50 Гц ¦- нулевой; 50-100 Гц - первый; 100- 150 Гц - второй и т. д. В каждом диапазоне формируются четыре частотных сигнала. Полный номер сигнала составляют из номера диапазона и порядкового номера одной из четырех частот в данном диапазоне: /21, }зи /«, /51 - сигнальные частоты первого диапазона; /22, [зг, /42, /52 - сигнальные частоты второго диапазона и т. д. Все четыре частоты одного диапазона несут одинаковые сигнальные показания автоблокировки и АЛС.

Принципы построения частотной автоблокировки и АЛС поясняются на рис. 30. Принятые сигнальные частоты расположены в первом и третьем диапазонах и несут сигнальные показания /21^23)- 3, /31^33)-Ж, /41 (/43)-КЖ, аналогичные кодам числовой автоблокировки и АЛС. Гетеродинные приемники у каждого проходного светофора осуществляют прием сигнальной частоты из собственной рельсовой цепи и сравнивают ее с частотой того же диапазона смежной рельсовой цепи. Сравниваемые частоты при отсутствии короткого замыкания изолирующих стыков должны отличаться на 7,8 Гц.

Чтобы получить такую разностную частоту у каждого проходного светофора, производят формирование сигнальных частот с помощью генератора диапазона ГО. Всего используют четыре генератора, вырабатывающие одну из опорных частот (/01=20,3 Гц,

/о2=23,4 Гц; /оз=28,1 Гц; f₀4=31,2 Гц). Генераторы частот /оі и /оз используют для одного пути перегона, чередуя их у каждого путевого светофора, а генераторы /₀2 и f₀4 - для другого пути перегона.

Формирование частот первого и третьего диапазонов производится так. У светофора 3 установлен генератор ГО частоты /оь у светофора 5 - генератор ГО (/оз)- Ток промышленной частоты 50 Гц проходит через дроссель насыщения ДН, который искажает форму тока и образует мощные нечетные гармоники. Для выделения третьей и пятой гармоник включены полосовые фильтры ПФЗ и ПФ5, пропускающие соответственно токи частот /з= 150 Гц и /5=250 Гц.

У светофора 3 частоты /₀ь /з и /5 подаются на входы преобразователей частоты ПЧ:

П 4-2 = /₃ - /₀₁ = 150-20,3 = 129,7 Гц = /₂₁;

П Ч-З = /з + /и = 150+20,3 = 170,3 Гц = /₃₁;

П 4-4 = f_% - /м = 250-20,3 = 229,7 Гц = /«.

Частоты /оз, /з и /5 у светофора 5 подаются на входы преобразователей ПЧ, на выходе которых получают частотные сиг- ' налы:

ПЧ-2 = /₃-/о₃= 150-28,1 = 121,9 Гц = /₂₃;

Я Ч-З = /з + /оз =150+28,1 = 178,1 Гц = /₃₃;

Л 4-4 = U-/оз = 250-28,1 =221,8 Гц = /₄₃.

Выбор сигнальной частоты в зависимости от показания проходного светофора, например 3, осуществляется шифратором Ш, настроенным с помощью контактов сигнальных реле, управляющих показаниями светофора.

Ток сигнальной частоты, выбранной шифратором, от ПЧ проходит через фильтр Ф и усилитель данной частоты, шифратор Ш, общий путевой фильтр Ф234, настроенный шифратором, и поступает в рельсовую цепь 5П. У светофора 5 частотный сигнал из рельсовой цепи поступает на разделительный фильтр Ф2І- . Ф41, определяющий значение сигнала.

После фильтра сигнальный ток воздействует «а бесконтактное путевое реле БПР-2 - БПР-4. При работе БПР сигнал подается на один вход преобразователя ПО (гетеродинный приемник), на другой вход приемника подается сигнальная частота того же диапазона от генератора смежной рельсовой цепи 5/7. В приемнике производится сравнение двух частот, в результате чего на выходе появляется сигнал с частотой, равной разности двух частот:

/21 -/23 = 129,7-121,9’= 7,8 Гц;

/зз-U = 178,1 - 170,3 -7,8 Гц;

/« -/43 = 229,7-221,9 = 7,8 Гц.

Рис. ЗІ. Схема сигнальной установки частотной кодовой автоблокировки

Сигнал разностной частоты /_р выделяется фильтром Ф, усиливается усилителем У и воздействует на сигнальное реле С1-СЗ, управляющее огнями светофора и кодами АЛ С. В случае короткого замыкания изолирующих стыков на оба входа преобразова. теля ПО будут подаваться одинаковые сигнальные частоты; сигнал разностной частоты не выделяется и сигнальные реле не работают, на светофоре включается красный огонь.

На рис. 31 приведена схема автоблокировки переменного то ка с рельсовой цепью частотного кода. В схеме использованы частоты /₂, /з и и для передачи кодовых сигналов 3, Ж и КЖ, аналогичные сигналам кодовой числовой автоблокировки.

Основными блоками частотной автоблокировки являются: БГН - блоки генераторов, от которых можно получить четыре опорные частоты (с помощью переключателя можно настроить генератор на одну из четырех частот диапазона); УСЧ234 - фильтр-усилитель сигнальных частот /₂, /з, /4 (каждый из трех фильтров, помещенных в блоке, пропускает частоту своего диапазона; подстройка фильтров делается в зависимости от положе ния переключателя каждого фильтра); ПУ - путевой мощный усилитель для питания рельсовой цепи токами сигнальной частоты ^2, Ы /4; Ф234 -• путевые фильтры, настраиваемые на частоту кодового сигнала, посылаемого в рельсовую цепь, с помощью контактов повторителей сигнальных реле; ПП234 - приемники кодовых сигналов, включаемые на приемном конце рельсовой це пи; УПЧ23, УПЧ4 - усилители промежуточной (разностной) частоты; С23, С4 - сигнальные реле типа АНШ2-1600, включенные на выходе усилителей УПЧ; ПС23, ПС234 - повторители сигнальных реле типа НМШ1-400.

Действие частотной кодовой автоблокировки протекает следующим образом. В случае занятости блок-участка ЗП кодовые сигналы у светофора 3 не воспринимаются, все сигнальные реле и их повторители выключены и на светофоре 3 горит красный огонь. В рельсовую цепь 5П посылается кодовый сигнал третьего диапазона f₄₃, равноценный коду КЖ числовой кодовой автоблокировки.

Для прохождения кодового сигнала замкнута цепь: выходы 11-12 (УСЧ234), фронтовые контакты реле О, тыловые контакты реле ПС234 и С23, входы 3-4 путевого усилителя ПУ. С выходов 7-8 (ПУ) через входы 3-6 (Ф234), выходы 12-13 (Ф234) и дроссель-трансформатор ДТп кодовый сигнал поступает в рельсовую цепь 5/7. При перегорании лампы красного огня размыкаются контакты реле О, подача кодового сигнала /₄₃ прекращается и на светофоре 5 загорается красный огонь.

После освобождения участка ЗП из рельсовой цепи на входы 9-10 (ПП234) поступает кодовый сигнал первого диапазона /«, выделяется фильтром ,и поступает на бесконтактное путевое реле, собранное по схеме триггера. При работе реле частотный кодовый сигнал lu с выходов 1-6 (ПП234) поступает на входы 1-3 (УПЧ4). Одновременно на входы 9-10 (УПЧ4) от блока УСЧ234 поступает частота /₄₃. В гетеродинном приемнике происходит сравнение частот и выделяется разностная частота fu-/₄₃=/р= = 7,8 Гц. Под действием тока разностной частоты на выходе блока УПЧ4 срабатывает сигнальное реле С4, а затем общий повторитель ПС234. Фронтовым контактом реле ПС234 и тыловым ПС23 на светофоре 3 включается лампа желтого огня и выбирается цепь кодирования рельсовой цепи 5П частотой f₃₃, равноценной коду Ж числовой автоблокировки.

Для прохождения кодового сигнала замкнута цепь: выходы 13-14 (УСЧ234), фронтовые контакты реле ПС234, тыловые контакты С23, входы 3-4 (ПУ). Далее кодовый сигнал поступает через блоки ПУ, Ф234 и ДТ_П в рельсовую цепь 5П.

При дальнейшем движении поезда и освобождении двух, а затем трех блок-участков из рельсовой цепи ЗП на .входы 9-10 (ПП234) поступает кодовый сигнал /зі (/21) - Проходя через фильтр данного блока, кодовый сигнал приводит в действие бесконтактное путевое реле. Частотный кодовый сигнал /₃] появляется на выходе 3-8 (ПП234), а частотный кодовый сигнал /21 - на выходе 13-15 (ПП234). Кодовый сигнал f_3t поступает на вход 1-8 (УПЧ23); сигнал f₂1 - на вход /-5 (УПЧ23). Одновременно на вход гетеродинного приемника 11-12 или 9-10 от УСЧ234 поступает частота /₃₃ или fi₃. При сравнении двух частот выделяется разностная частота /р=/зі-/зз = /2і-Ьз=7,8 Гц.

На выходе 4-5 (УПЧ23) появляется напряжение, под действием которого срабатывает сигнальное реле С23. Вслед за этим реле срабатывают его повторители ПС23 и ПС234. Через фронто-

Рис. 32. Схема автоблокировки с гетеродинным приемником и наложением числового и частотного кодов АЛС

вые контакты реле ПС23 и ПС234 на светофоре 3 включается зеленый огонь. По цепи, замкнутой фронтовыми контактами реле С23 и ПС23, с выходов 15-16 (УСЧ234) на входы 3-4 (ПУ) подается кодовый сигнал 1₂₃. С выхода блока ПУ через фильтр Ф234 и ДТ_п кодовый сигнал .подается в рельсовую цепь 5П. Этот сигнал равноценен кодовому сигналу 3 числовой кодовой автобло кировки.

Аппаратуру частотной автоблокировки размещают в релейном шкафу типа ШРУ. В этом шкафу имеется температурная камера для обеспечения стабильности температурного режима бесконтактной аппаратуры. При частотной автоблокировке применяют рельсовые цепи с дроссель-трансформаторами типа ДТ-0,2-1000 на обоих концах рельсовой цепи.

Частотную автоблокировку проектируют в комплексе с числовой кодовой автоблокировкой и устройствами частотного диспетчерского контроля.

Автоблокировка переменного тока с гетеродинным приемником и наложением числового и частотного кода АЛ С. Схема автоблокировки с гетеродинным приемником для светофоров 3, 5 и 7 приведена на рис. 32. Состояние цепей автоблокировки и кодирования соответствует нахождению поезда на блок-участке 5П. У каждого путевого светофора установлены:

блок путевого генератора ПГ75. При различном включении настроечных перемычек генератор может генерировать одну из четырех фиксированных частот 71, 75, 79 и 83 Гц (у светофора 3 генератор ПГ75 настроен на частоту 75 Гц, у светофора 5 - на частоту 83 Гц). Частоты 75 и 83 Гц чередуют в смежных рельсовых цепях. Разностная частота всегда равна 8 Гц, что позволяет использовать гетеродинный приемник у каждого проходного светофора:

путевой усилитель ПУЗ, нагруженный на выходной трансформатор СТ (ПОБС-5А); блок питания БПЗ; фильтр передающего КБФ1 и приемного КБФ2 концов рельсовой цепи; усилитель приемного конца рельсовой цепи УПК1; формирователь числового кода ФК; блок генератора частотного кода ПГ2; путевой усилитель ПУ1; фильтры частотного кода Ф234; путевое реле П (АНШ2/1600); линейное реле Л; известитель приближения ИП; кодово-включающее реле КВ.

При свободном состоянии рельсовой цепи ЗП из нее на первый вход путевого приемника поступает сигнальный ток частотой 83 Гц. На второй вход приемника поступает ток частотой 75 Гц. В преобразователе образуется разностная частота 8 Гц, которая выделяется фильтром, настроенным на эту частоту. После усиления сигнал частотой 8 Гц проходит через выпрямитель в путевое реле Я. Возбуждаясь, реле Я фронтовыми контактами замыкает линейную цепь, в которой срабатывает линейное реле Л. Фронтовыми контактами реле Я и Я на светофоре 3 включается лампа зеленого огня.

Рельсовая цепь 5П зашунтирована скатами поезда, поэтому у светофора 5 путевое реле Я выключено. Фронтовыми контактами реле Я разомкнута линейная цепь извещения И-ОИ и выключено реле ИП у светофора 3.

Тыловыми контактами реле Я у светофора 5 в линейную цепь Л-ОЛ включено питание ЛП-ЛМ, а у светофора 3 тыловыми контактами реле ИП в эту цепь включено реле КВ. Срабатывая, реле КВ фронтовыми контактами замыкает цепи кодирования числовым и частотным кодами рельсовой цепи 5П и одновременно отключает непрерывное питание этой рельсовой цепи.

Числовые коды вырабатываются и формируются блоками ФК (бесконтактный трансмиттер) и ПУЗ. Выбор значности числового кода осуществляется с помощью контактов реле Я и Л.

Вместо непрерывного тока в рельсовую цепь подаются импульсы числового кода с частотой заполнения 75 Гц. Частотные коды формируются в блоке генератора ПГ2. Перестройка контуров генератора производится контактами реле Я и Л. При возбужденных реле Я и Л вырабатывается частота 125 Гц. Частотный код через замкнутый контакт реле КВ, блоки ПУ1, Ф234, КБФ2 подается в рельсовую цепь 5Я одновременно с числовым кодом. В случае возбужденного состояния реле Я и выключенного реле Л (желтый огонь на светофоре) вырабатывается и передается частотный код 175 Гц, при обесточенном состоянии реле Я и Л (красный огонь на светофоре) вырабатывается и передается частотный код 225 Гц.

С момента освобождения участка 5П путевое реле П первоначально возбуждается от импульса кодового тока. Притягивая якорь, оно выключает реле КВ у светофора 3 и в освободившуюся рельсовую цепь поступает непрерывный ток частотой 75 Гц. При занятом участке 5П и выключенных реле Я и Л на светофоре 5 горит красный огонь.

Свободная рельсовая цепь 777 питается непрерывным током частотой 83 Гц и у светофора 7 возбуждено реле П. Линейное реле этого светофора выключено контактами реле П светофора 5, фиксируя занятость второго блок-участка от данного' светофора. Фронтовым контактом реле П и тыловым реле Л на светофоре 7 включен желтый огонь.

С момента освобождения участка 5П и возбуждения путевого реле этого участка также возбуждается реле Л и включает на светофоре 7 зеленый огонь. В случае короткого замыкания изолирующих стыков, например у светофора 3, на оба входа блока УПК1 будут поступать сигналы частотой 75 Гц и сигнал разностной частоты исчезнет. Путевое реле отпускает якорь и включает на светофоре 3 красный огонь.

Автоблокировка переменного тока с централизованным размещением аппаратуры. С целью реализации современных технических решений, использования бесконтактной аппаратуры, улучшения эксплуатационного обслуживания и повышения безопасности движения разработана комплексная автоблокировка с централизованным размещением аппаратуры ЦАБ.

Основными положениями системы ЦАБ являются применение рельсовых цепей без изолирующих стыков (неограниченных) или ограниченных рельсовых цепей с фазочувствительными приемниками; отсутствие путевых светофоров, вследствие чего основным средством регулирования движения поездов является АЛС; применение как основной частотной системы АЛС и в качестве резервной - числовой АЛС; установка на пути только путевых трансформаторов, а источников питания на центральных пунктах; размещение всей аппаратуры на постах ЭЦ станций, ограничивающих перегон протяженностью до 20 км.

Принципы построения ЦАБ поясняются на рис. 33, а. Один путь двухпутного перегона состоит из восьми рельсовых цепей, аппаратура одной половины перегона размещена на ст. А, другой половины - на ст. Б. Питание неограниченных рельсовых цепей осуществлено от генераторов Г1 (425 Гц) и Г2 (475 Гц). Несущие частоты 425 и 475 Гц каждого генератора промодулированы низкими частотами соответственно 8 и 12 Гц с помощью генераторов частот модуляции ГМ (рис. 33, б).

На выходе групповых усилителей ГУ снимаются модулированные частотные сигналы ?81, /^82, Ы и /д2 Для питания рельсовых цепей. Частотные сигналы ^1 и /₉₂ через усилитель У и фильтры Ф8 и Ф9 подаются в рельсовые цепи У₂ и ³Д. Каждый генератор питает две смежные рельсовые цепи, длина каждой из которых может быть 1000 м. В пределах перегона для исключения вза имного влияния рельсовых цепей включение генераторов чередуется. В рельсовые цепи 4и5 средней части перегона по два приемника включены на каждой станции и каждый из них питается частотным сигналом Путевые трансформаторы размещены по перегону и соединяются с аппаратурой станций посредством кабельных линий.

Рис. 33. Структурная схема ЦАБ с неограниченными рельсовыми цепями

При свободное™ перегона все путевые реле возбуждены и имеется возможность изменять направление движения по каждому пути двухпутного перегона. Кодирование частотными кодами осуществляется при помощи пяти генераторов Г2 и пяти групповых усилителей ГУ. Для кодирования числовыми кодами установлены генератор Г1 (75 или 50 Гц) и формирователи кодов ФК1, ФК2 и ФКЗ, образующие кодовые сигналы 3, Ж и КЖ. Выбор значности числового и частотного кода, посылаемого в рельсовую цепь, производится с помощью цепей коммутации, составленных из контактов путевых реле и их повторителей и связанных с устройствами, ЭЦ и ДЦ.

Числовой код в каждую рельсовую цепь перегона подается через коммутационное устройство, усилитель У и фильтр Ф1. На один вход приемника У подается частота от Г1, а на другой - через коммутационное устройство последовательность импульсов и интервалов кодового цикла кода 3, Ж или КЖ.

Частотный код передается через коммутационное устройство, усилитель У и фильтр Ф, который перестраивается в зависимости от значности кода, посылаемого в рельсовую цепь.