Путевая полуавтоматическая блокировка

При движении поездов должны быть установлены допустимые интервалы их безопасного следования в попутном направлении и исключена возможность встречного движения поездов по одному пути.

Эти условия реализуются с помощью систем автоматики: полуавтоматической блокировки (ПАБ), автоматической блокировки (АБ), диспетчерского контроля (ДЦ), диспетчерской централизации (ДЦ), а также автоматической локомотивной сигнализации (АЛС).

При ПАБ разрешением на занятие перегона являются разрешающие показания выходного светофора, который открывается дежурным по станции, а закрывается автоматически — под действием поезда. При этом на перегоне может находиться только один поезд. Если перегон длинный, то его разделяют блок-постом с установкой проходного светофора, который открывается дежурным по блок-посту, а закрывается автоматически — под действием поезда.

Общая протяженность железнодорожной сети России составляет 87 тыс. км. Из них устройствами ПАБ оборудовано более 24 тыс. км. В соответствии с Государственной программой по повышению безопасности движения на железнодорожном транспорте ПАБ будет дополняться устройствами контроля состояния перегона методом счета осей (УКП СО), которые автоматически контролируют прибытие поезда на станцию в полном составе и свободность перегона. Устройства УКП СО содержат счетные пункты СП1 станции А и СП2 станции Б и стационарный решающий прибор СРП, а также путевые датчики и датчик занятости участка пути. Информации от СП1 и СП2 непрерывно подается в СРП, который работает в режиме постоянного сравнения состояния отсчета СП1 и СП2 (считающих количество осей).

При автоматической блокировке перегон между станциями делится на блок-участки длиной от 1000 до 2600 м. На границах блок-участков устанавливаются светофоры. Блок-участки оборудуются рельсовыми цепями — электрическими цепями, проводником в которых служат рельсовые нити (рис. 9.3).

Две смежные рельсовые цепи разделяются изолирующими стыками.

На одном конце рельсовой цепи подключается источник электрического тока, на другом — приемник тока (путевое реле). При свободном блок-участке ток от источника по одной рельсовой нити проходит к путевому реле и возвращается к источнику питания по другой рельсовой нити. Путевое реле под действием тока, проходящего по его обмотке, срабатывает, замыкая цепи питания проходного светофора, на котором включается разрешающее показание.

При вступлении поезда на блок-участок колесными парами электрически соединяются противоположные рельсы пути. Так как колесные пары имеют меньшее сопротивление, чем путевые реле, ток до реле не доходит, возвращаясь к источнику тока через колесные пары. Путевое реле отпускает якорь, размыкая своими контактами цепь питания огня и замыкая цепь питания лампы красного огня.

Ðèñ. 9.3. Ðåëüñîâàÿ öåïü: 1 — ïóòåâîå ðåëå; 2 — êîíòàêòû; 3 — àêêóìóëÿòîð; 4 — êîëåñíàÿ ïàðà; 5 — ÿêîðü; 6 — ñåðäå÷íèê ýëåêòðîìàãíèòà; 7 — îáìîòêà ýëåêòðîìàãíèòà

Информация от впередистоящего светофора передается к позадистоящему светофору по линейным проводам током прямой или обратной полярности в зависимости от занятости или свободности блок-участков (рис. 9.4).

Ðèñ. 9.4. Ðàçìåùåíèå ñâåòîôîðîâ àâòîáëîêèðîâêè

Например, поезд находится на участке 1П. Светофор 1, ограждающий этот участок, горит красным. От светофора 1 к светофору 3 по проводам (на рисунке не показаны) пойдет ток обратной полярности, и на светофоре 3 загорится желтый огонь. Это означает, что впереди свободен один блок-участок. От светофора 3 к светофору 5 пойдет ток прямой полярности, и на нем загорится зеленый огонь. Это означает, что свободно не менее двух блок-участков.

В зависимости от условий эксплуатации на железных дорогах страны сейчас применяют одно-и двухпутную системы автоблокировки (рис. 9.5).

Ðèñ. 9.5. Îäíîïóòíàÿ (à) è äâóõïóòíàÿ (á) àâòîáëîêèðîâêà

Однопутная автоблокировка применяется на однопутных участках, служит для разграничения поездов при движении по одному пути в любом из направлений и исключает встречное одновременное движение, т.е. сигналы автоблокировки должны разрешать движение по перегону только в одном направлении движения; при нечетном направлении движения светофоры четного направления должны быть выключены и погашены; при изменении направления движения с нечетного на четное светофоры нечетного направления должны полностью выключаться, а четного — соответственно включаться. На однопутных перегонах при открытии выходного светофора (установлении направления движения) исключается возможность открытия соседней станцией выходных светофоров для отправления поездов на этот же перегон во встречном направлении. Светофоры неустановленного направления погашены.

Двухпутная автоблокировка используется при движении поездов по каждому пути двухпутного участка только в одном направлении. Это позволяет организовывать движение поездов в попутном направлении через небольшой интервал времени и увеличивать тем самым пропускную способность двухпутных линий по перегонам до 180 поездов в сутки в каждом направлении.

На двухпутных перегонах может осуществляться двустороннее движение по каждому пути по правилам однопутного движения (например, на время капитального ремонта одного из путей). При этом следование поездов в правильном направлении будет осуществляться по сигналам АБ, в неправильном — по показаниям локомотивного светофора.

По роду тока, используемого для питания рельсовых цепей, системы автоблокировки подразделяются на автоблокировку постоянного тока и кодовую автоблокировку.

Автоблокировка постоянного тока применяется на участках с автономной (тепловозной) тягой. Рельсовые цепи питаются постоянным током в виде непрерывно посылаемых в цепь импульсов (кратковременных одиночных посылок). Постоянный ток поступает от источника через выпрямители. При импульсном питании наибольшая длина рельсовых цепей достигает 2600 м, что соответствует максимальной длине блок-участка. Сигналы смежных светофоров связывают друг с другом при помощи линейной цепи, провода которой подвешены на высоковольтно-сигнальной линии автоблокировки.

Кодовая автоблокировка обычно применяется на электрифицированных участках, ее рельсовые цепи питаются переменным током. Для пропуска тягового тока устанавливают путевые дроссель-трансформаторы, с помощью которых для тягового тока создается обходная цепь с сохранением разделения пути на рельсовые цепи для автоблокировки (рис. 9.6).

Ðèñ. 9.6. Îáùàÿ ñõåìà àâòîáëîêèðîâêè

В кодовой автоблокировке для связи между сигналами, подаваемыми смежными проходными светофорами, используются не провода, а рельсовые цепи. Ток в них посылается в виде комбинации импульсов, которые содержат определенные сообщения. В кодовой автоблокировке каждому из трех огней (зеленому, желтому, красному) соответствует своя комбинация из определенного числа импульсов тока. Зеленому огню соответствует комбинация, содержащая три импульса тока с длинным интервалом, отделяющим их от таких же трех импульсов следующего сигнала; желтому огню — два импульса: красному –– один. Совокупность таких комбинаций, отличающихся числом импульсов тока, называется числовым кодом, отсюда и название — числовая кодовая автоблокировка.

С одного конца блок-участка специальным прибором (кодовым трансмиттером) в рельсовую цепь посылаются комбинации импульсов тока. Эти импульсные токи в начале каждого блок-участка у ограждающего его проходного светофора воспринимаются путевым реле, которое срабатывает в такт с ними. Дешифратор преобразует воспринятые путевым реле комбинации импульсов тока, и на проходном светофоре загорается соответствующий сигнал. Так, при поступлении кодовой комбинации из трех импульсов тока на проходном светофоре загорается зеленый огонь; кодовая комбинация из двух импульсов, воспринимаемая светофором, соответствует также зеленому огню, так как следующий светофор тоже открыт. Когда на светофоре горит желтый огонь, это значит, что его путевое реле принимает комбинацию из одного импульса от закрытого светофора. К светофору, блок-участок которого занят поездом, импульсы тока не поступают, и на нем горит красный огонь. После освобождения поездом этого блок-участка к его светофору начнут поступать кодовые комбинации из одного импульса, и на нем вместо красного загорится желтый огонь. В связи с этим от него в рельсовую цепь пойдут комбинации из двух импульсов, и на предыдущем светофоре желтый огонь сменится зеленым. Эти же электрические сигналы используются для передачи сигналов с пути на локомотивный светофор устройствами автоматической локомотивной сигнализации.

Электрическая энергия для питания устройств автоблокировки подается по линии электропередачи напряжением 6 или 10 кВ, расположенной вдоль железнодорожных путей. У каждой сигнальной установки размещается однофазный трансформатор, понижающий напряжение до 110 — 220 В, которое потом подводится кабелем в релейный шкаф, где располагается аппаратура рельсовой цепи.

Перспективными, с точки зрения качественного улучшения эксплуатационно-технических показателей, являются рельсовые цепи без изолирующих стыков, особенно в связи с широким внедрением цельносварных рельсовых плетей большой длины (бесстыковой путь), где установка изолирующих стыков становится затруднительной.

В структурной схеме рельсовых цепей автоблокировки с централизованным размещением аппаратуры (ЦАБ), разработанной ВНИИАС совместно с КБ ЦШ МПС, отсутствуют путевые светофоры. Движение поездов предусматривается регулировать по сигналам АЛС. Всю аппаратуру размещают на центральных постах (постах ЭЦ) станций, ограничивающих перегон протяженностью до 20 км. Для питания рельсовых цепей без изолирующих стыков используют генераторы Г1 и Г2 с сигнальными частотами тонального спектра f1 (425 Гц) и f2 (475 Гц). Такие рельсовые цепи называются тональными. С целью повышения защищенности сигналов от влияния помех тягового тока, в том числе при импульсном тиристорном регулировании управления тяговыми электродвигателями, от токов центрального электроснабжения вагонов пассажирских поездов и от других источников несущие частоты 425 и 475 Гц модулированы низкими частотами — соответственно 8 и 12 Гц.

Для возбуждения путевого реле необходимо получить сигнал несущей частоты определенного уровня, содержащий заданную частоту модуляции (8 или 12 Гц).

Каждый генератор питает две смежные цепи длиной 1000 м, расположенные по обе стороны от точки его подключения к рельсовой линии. Генераторы Г1 и Г2 чередуются в пределах всего перегона. В середине расстояния между генераторами включают два селективных приемника П1 и П2, один из которых воспринимает сигналы с частотой f1, в другой - f2. Всю аппаратуру, за исключением путевых трансформаторов ПТ (на линиях с электротягой — дроссель-трансформаторов), размещают на прилегающих к перегонам станциях и соединяют с путевыми трансформаторами посредством кабельных линий.

На основании расчетов установлено, что необходимо исключать влияние от трех ближайших рельсовых цепей, расположенных слева и справа от точки подключения путевого приемника. В данном случае влияние на путевой приемник 5П1 с сигнальной частотой f1 исключается тем, что рельсовые цепи участков 4 и 3 питаются током частотой f2. А в рельсовой цепи 2 источник питания удален на расстояние, равное ее длине, и сигнал приходит с большим затуханием.

В настоящее время взят курс на перевод технических средств автоблокировки на микропроцессорную элементную базу.

Микропроцессорная система автоблокировки с децентрализованным размещением аппаратуры и рельсовыми цепями без изолирующих стыков — АБ-Е2 дает экономический эффект 5,4 тыс. руб. в год на одну сигнальную точку. В состав аппаратуры сигнальной точки АБ-Е2 входит микропроцессорный приемопередатчик с устройством защиты и согласования, который размещают у сигнальной точки.

Созданы микропроцессорные числовые кодовые системы автоблокировки АБ КЭБ и АБЧКЕ, которые являются взаимозаменяемыми, с числовой кодовой автоблокировкой на релейной базе.