2.3 Автоматическая переездная сигнализация

В местах пересечения железных и автомобильных дорог в одном уровне устраивают железнодорожные переезды [1]. Для обеспечения безопасности движения поездов и автотранспорта переезды оборудуют ограждающими устройствами для своевременного закрытия движения автомобильного транспорта при приближении к переезду поезда.

В зависимости от интенсивности движения на переезде применяют следующие виды ограждающих устройств: автоматическую светофорную сигнализацию; автоматическую светофорную сигнализацию с автоматическими шлагбаумами; автоматическую оповестительную сигнализацию с неавтоматическими шлагбаумами.

Автоматическая светофорная сигнализация (в том числе при наличии автошлагбаумов) должна начинать подавать сигнал остановки в сторону автомобильной дороги, а автоматическая оповестительная сигнализация – сигнал оповещения о приближении поезда за время, необходимое для освобождения переезда транспортными средствами до подхода поезда к переезду.

При автоматической светофорной сигнализации со стороны автомобильной дороги переезд ограждают двузначными светофорами. С момента приближения поезда к переезду переездные светофоры загораются попеременно красным мигающим светом и подают сигнал “стой” автомобильному транспорту. Одновременно осуществляется включение звуковой сигнализации. Этот тип ограждающих устройств применяют на неохраняемых переездах.

При автоматической светофорной сигнализации с автоматическими шлагбаумами ограждение переезда осуществляется переездными светофорами совместно с автошлагбаумами.

Автоматическая оповестительная сигнализация не является средством ограждения переезда. Она применяется на охраняемых переездах и служит для подачи дежурному по переезду звукового и светового сигнала о приближении к переезду поезда.

В соответствии с исходными данными в курсовом проекте выбирается переезд с автоматической светофорной сигнализацией АПС (неохраняемый). Такой выбор обусловлен принадлежностью переезда к третьей (самой низкой) категории по интенсивности движения. При автоматической светофорной сигнализации ограждение переезда осуществляется переездным светофором.

2.4 Принципиальные схемы перегонных рельсовых цепей, сигнальных установок и автоматической переездной сигнализации.

В настоящем курсовом проекте в качестве основных путевых датчиков и телемеханических каналов связи выбраны кодовые перегонные рельсовые цепи частотой 50 Гц (см. приложение 4 ). Применение на перегоне автономной тяги не требует установки в рельсовых цепях дроссель-трансформаторов для канализации обратного тягового тока. В этих рельсовых цепях применяется питающий трансформатор типа ПОБС-3А и импульсный путевой приемник типа ИМВШ-110. Защита путевого приемника от помех частоты, отличной от сигнальной, осуществляется за счет включения реле через защитный блок-фильтр ЗБФ-1. Кодовое питание при правильном направлении движения реализуется за счет включения в аппаратуру питающего конца усиленного контакта трансмиттерного реле Т. При неправильном направлении движения рельсовая цепь получает импульсное питание кодом КЖ с питающего конца. При вступлении поезда на блок – участок начинается кодирование рельсовой цепи с релейного конца контактами дополнительного трансмиттерного реле ДТ. Для этого реле ПДТ отключает путевое реле от рельсовой цепи и подключает питающий трансформатор ПОБС-3А.

Принципиальные схемы сигнальных установок приведены в приложении 3 для четного пути перегона (Ои, Оп2 и Ом). Рассмотрим особенности и основные принципы их работы.

В сигнальной установке Оп2 независимо от установленного направления движения по линейной цепи И1-ОИ1 передается информация в схему переездной сигнализации о состоянии двух участков приближения к переезду. Сигналы, подаваемые в линейную цепь, различаются по амплитудным и полярным признакам, что позволяет контролировать три устойчивых состояния двух блок-участков перед переездом. В остальном схема мало отличается от одиночной сигнальной установки и состоит из следующих основных элементов:

Дешифратор автоблокировки типа ДА – служит для контроля работы путевого приемника в импульсном режиме, расшифровки кодов, управления сигнальными реле Ж и З, а так же схемного контроля состояния изолирующих стыков. Состоит из блоков исключения (БИ), конденсаторов (БК), счетчиков (БС).

И – импульсное путевое реле, которое предназначено для приема кодов из рельсовой цепи.

Т – трансмиттерное реле - коммутирует своим усиленным контактом цепь питания рельсовой цепи в кодовом режиме.

Ж, З – сигнальные реле. Выполняют функцию управления сигнальными показаниями светофора и выбором значности подаваемого кода (реле Ж- через свои повторители, реле З - непосредственно), а так же участвуют в логике работы дешифратора.

Ж1, Ж2, Ж3 - повторители сигнального реле Ж – участвуют в схеме выбора сигнальных показаний, выбора значности кода, цепи извещения и логики работы дешифратора.

О – огневое реле. Предназначено для контроля целостности основной нити лампы красного огня в горящем и “холодном” состоянии.

ОД – дополнительное огневое реле. Контролирует целостность резервной нити лампы красного огня в горящем и “холодном” состоянии.

ОИ – обратный повторитель импульсного реле И. Служит для коммутации цепи кодирования в неправильном направлении.

Н – реле направления. Осуществляет амплитудную и полярную селекцию сигнала в цепи смены направления.

ПН – повторитель реле направления. Производит переключение цепей схемы на неправильное направление движения: подачу импульсного питания кодом КЖ в рельсовые цепи, отключение разрешающих показаний на светофоре и т.д.

ИП – известительное реле приближения. Контролирует состояние предыдущего блок участка и осуществляет выбор значности кодов при неправильном направлении движения и участвует в схеме цепи извещения на переезд при правильном направлении.

ИП1 – повторитель нейтрального якоря реле ИП. Участвует в выборе значности кодов при неправильном направлении движения и в выборе полярности цепи извещения как в правильном, так и в неправильном направлении.

ДТ – дополнительное трансмиттерное реле – обеспечивает кодовое питание рельсовых цепей при неправильном направлении движения.

ПДТ – реле включения ДТ. Коммутирует источник тока для подачи кодового питания на релейном конце рельсовой цепи при неправильном направлении движения.

КПТШ – кодовый путевой трансмиттер. Предназначен для формирования импульсов тока определенной длительности (кодов).

Сигнальная установка Ом располагается перед входным светофором и должна обеспечивать дополнительные показания в виде желтого мигающего огня. Для реализации таких функций между станцией и сигнальной установкой организуется дополнительная цепь ЗС-ОЗС, выбор сигналов в которой осуществляется по амплитудным и полярным признакам при помощи поляризованного реле ЗС. В качестве сигнального реле, осуществляющего выбор разрешающих показаний вместо реле З используется повторитель ЗС реле ЗС1, так как изменяется зависимость между поступающими из предвходного участка кодами и показаниями светофора. Так, например, при горении на входном светофоре двух желтых огней в предвходной блок-участок подается код Ж, а на предвходном светофоре должен загореться желтый мигающий огонь.

Для обеспечения мигающего режима горения ламп светофора в схеме используется мигающее реле М. Контроль импульсной работы реле М обеспечивается при помощи реле КМ через конденсаторный дешифратор. Необходимость контроля импульсной работы реле М защищает схему от опасных отказов. Так, при сваривании общего и фронтового контактов реле М может возникнуть ситуация, когда вместо желтого мигающего огня на предвходном светофоре загорится постоянный зеленый сигнал. В такой ситуации контакт реле КМ обрывает цепь питания сигнального реле ЗС1 и на светофоре загорается желтый огонь, а вместо кода З в предыдущую рельсовую цепь через тыловые контакты реле КМ и ЗС1 поступает код Ж.

Для контроля целости разрешающих ламп в мигающем режиме используется огневое реле РО. Особенность его включения состоит в том, что реле М, переключая контакты в цепи лампы светофора, включает последовательно с ней или обмотку сопротивлением 0.45 Ом реле РО, и лампа загорается, или обмотку сопротивлением 180 Ом – лампа гаснет. С помощью реле РО осуществляется защита системы от опасного отказа, суть которого состоит в том, что при перегорании лампы желтого мигающего огня, в предыдущую рельсовую цепь будет подаваться код З. Поскольку предвходной сигнал останется погашенным, локомотивная бригада может увеличить скорость, полагая, что на светофоре горит зеленый огонь. В этом случае тыловым контактом реле РО включается цепь питания реле Т через шайбу Ж путевого трансмиттера.

В остальном узлы схемы сигнальной установки Ом выполняют те же функции, которые описаны выше касательно установки Оп1.

Принципиальные схемы автоматической переездной сигнализации приведены в приложении 3 и состоят из схемы управления переездной сигнализацией и схемы включения светофорной сигнализации.

Принципиальные схемы управления переездной сигнализацией участков с кодовой автоблокировкой являются типовыми и рассчитаны для эксплуатации на двухпутных участках с двусторонним движением. В зависимости от расположения переездов и числа участков приближения в четном и нечетном направлении принципиальные схемы управления светофорной сигнализацией могут иметь обозначения (1): П – два участка приближения в обоих направлениях; Пч – в четном один, в нечетном – два; Пн – в четном - два, в нечетном – один; Пчи – в четном один от предыдущего переезда, в нечетном два; Пни – в четном один от предыдущего переезда, в нечетном – два; Пи – в четном и нечетном один от предыдущего переезда. Так же существуют другие разновидности схем управления при совмещении аппаратуры переезда с сигнальной точкой. В данном случае схема управления переездом имеет обозначение Пч, поскольку в четном направлении извещение осуществляется за два блок участка, а в нечетном – за один.

Для образования участка приближения рельсовую цепь блок-участка, на котором расположен переезд (см. рисунок) делают разрезной с местом разреза у переезда. В месте разреза предусматривается трансляция кодов, как при правильном, так и при неправильном направлении движения. Особенностью данной рельсовой цепи является то, что ее релейный конец размещают на входном конце блок-участка, а питающий – на выходном. При таком размещении на переезде отсутствует путевое реле, фиксирующее освобождение переезда. Чтобы контролировать освобождение переезда, на сигнальной установке Оп2, расположенной перед переездом, в момент ее проследования поездом контактами реле ПДТ автоматически к релейному концу подключается питающий. После этого осуществляется подача кода КЖ вслед удаляющемуся поезду. После освобождения рельсовой цепи участка приближения код КЖ воспринимается на переезде релейной аппаратурой и переезд открывается.

Поскольку расстояние от переезда до светофора 4 меньше расчетной длины участка приближения, то переезд будет закрываться за два участка приближения при вступлении поезда на рельсовую цепь, расположенную перед светофором 4. В этом случае реле ЧИП по цепи извещения получит питание через контакты реле ИП1 и реле Ж3 светофора 4. В цепь реле ЧИП1 включены контакты нейтрального и поляризованного якорей реле ЧИП. Выключение реле ЧИП1 производится контактом поляризованного якоря реле ЧИП.

Порядок закрытия переезда следующий. От вступления поезда на второй участок приближения у светофора 4 выключаются реле ИП и ИП1. Последнее, отпуская якорь, меняет полярность тока в цепи И1-ОИ1, отчего на обмотку реле ЧИП подается ток обратной полярности. Переключая контакт поляризованного якоря, реле ЧИП выключает реле ЧИП1 и ЧКТ, после чего выключается реле ЧВ, которое, отпуская якорь выключает переезд. В данной схеме с помощью реле НИП1 и НКТ выполнена защита от ложного открытия переезда при потере шунта под поездом, движущимся по участку приближения.

Открытие переезда осуществляется следующим образом. С момента выхода головы поезда на рельсовую цепь удаления от переезда прекращается импульсная работа реле ЧИ, ЧИ1 и ЧТ. Выключаются реле ЧП и ЧПТ, которые отключают от трансляции кодов рельсовую цепь участка приближения. Тыловыми контактами реле ЧПТ включается реле ЧДИ. Сразу после освобождения участка приближения реле ЧДИ начинает работать в режиме кода КЖ, поступающего от светофора 4. Через контакт ЧДИ работает реле ЧДИ1. Через конденсаторный дешифратор возбуждается реле ЧДП, фиксируя освобождение переезда. Через фронтовой контакт реле ЧДП замыкается цепь термоэлемента ЧКТ, а после его нагрева с установленной выдержкой времени – цепи последовательного срабатывания реле ЧКТ и ЧИП1. Фронтовым контактом реле ЧИП1 включается реле ЧВ, которое открывает переезд.

Поскольку ордината точки включения переезда реально не совпадает с началом второго участка приближения к переезду по четному пути и первого участка приближения по нечетному пути, то необходимо обеспечить закрытие переезда не сразу после вступления поезда на эти участки, а по истечении определенного времени, за которое подвижная единица при выдержке допустимой скорости будет находиться в точке включения переезда. Для этого параллельно реле ЧВ (НВ) включается конденсатор, который обеспечивает замедление на отпускание этих реле. Произведем расчет емкости этих конденсаторов. Вначале, пользуясь схематическим планом перегона с расстановленными ординатами, определяется расстояние между точкой включения переезда и началом второго участка приближения по четному пути и началом первого участка по нечетному пути:

576.700-576.196= 504 м;

574.044-572.900 = 1144 м.

Затем вычисляются излишние значения времени закрытия переезда с учетом максимальной скорости движения по перегону:

сек;

сек;

Емкость конденсаторов рассчитывается по формуле:

мкФ;

мкФ;

где: Ом – сопротивление обмотки реле АНШ5-1600;

В – напряжение отпускания якоря реле;

В – напряжение питания реле.

Полученные емкости приводятся к номиналам, выпускаемым промышленностью путем округления в меньшую сторону до ближайшего значения. В результате получаем емкости С1 и С2 для нечетного и четного пути значением мкФ соответственно.

Схема светофорной сигнализации так же приведена в приложении 3. Огни переездных светофоров и звонки включает включающее реле В и его повторитель реле ПВ. Мигающая сигнализация переездных светофоров создается с помощью маятникового трансмиттера МТ-2 и комплекта мигающих реле М, КМ, и КМК. При отсутствии поезда на участке приближения реле В и ПВ находятся под током. Цепи сигнальных ламп и звонков разомкнуты, мигающие реле М и КМ выключены. Исправность сигнальных ламп переездных светофоров контролируют огневые реле АО1, АО2, БО1, БО2. Каждое огневое реле проверяет исправность одной сигнальной лампы в холодном состоянии и при горении. Если переезд открыт, то огневые реле получают питание от полюса СХ20, при этом цепь возбуждения реле проходит обе обмотки огневого реле, соединенные последовательно.

С момента вступления поезда на участок приближения (рельсовая цепь перед светофором 4) последовательно выключаются реле ЧВ, В и ПВ. Через тыловой контакт ПВ включается маятниковый трансмиттер МТ; в импульсном режиме начинает работать реле М1 и его обратный повторитель М2; через конденсаторный дешифратор возбуждается реле КМ, контролируя импульсную работу реле М2. Реле КМК и ПКМ остаются в возбужденном состоянии, получая питание через фронтовой контакт реле КМ. Отпускаясь, реле ПВ подключает полюс С в цепь питания светофорных ламп. Работая в импульсном режиме мигающие реле М1 и М2 поочередно замыкают цепи светофорных ламп через высокоомную и низкоомную обмотки огневых реле, обеспечивая тем самым импульсный режим горения ламп. После включения звонков и мигающей сигнализации переездных светофоров переезд закрывается.

После прохождения поезда и освобождения переезда последовательно возбуждаются реле ЧВ, В и ПВ, выключается трансмиттер МТ, реле М1, М2 и КМ. Восстанавливается цепь питания огневых реле от полюса СХ20 через последовательно соединенные обмотки и лампы гаснут. Тыловыми контактами реле ПВ выключаются звонки и переезд открывается для движения автомобильного транспорта.

В цепях ЧДК используются контакты огневых реле и реле КМК.

3 Логические связи между станционными и перегонными устройствами автоматики и телемеханики