Электрические фильтры
1) Назначение фильтра низких частот.
2) Назначение фильтра высоких частот
3) Назначение полосового фильтра.
4) Назначение запирающего фильтра.
5) Расскажите, как меняется сопротивление последовательной LC цепочки при изменении частоты (рис. 2.4.).
6) Какой резонанс наблюдается в последовательном колебательном контуре, каково общее сопротивление контура при резонансе.
7) Какой резонанс наблюдается в параллельном колебательном контуре, каково общее сопротивление контура при резонансе.
8) В чем преимущество связанных систем колебательных контуров (рис. 2.10).
2.3. Светофоры
Светофоры служат для регулирования движения поездов посредством световых сигналов.
По оптической системе светофоры подразделяются на линзовые и прожекторные. Линзовый светофор для каждого сигнального показания имеет отдельную оптическую систему—линзовый комплект. Прожекторный светофор имеет оптическую систему, совмещенную со специальным механизмом, который позволяет при одной оптической системе получить три различных по цвету сигнальных показания. Ввиду сложности конструкции и меньшей надежности по сравнению с линзовыми светофорами принято решение не применять прожекторные светофоры при новом строительстве и заменять их при реконструкции устройств СЦБ на станциях и перегонах.
В зависимости от местных условий светофоры могут быть мачтовые (рис. 2.12,а), карликовые (рис. 2.12,б) и консольные (рис. 2.12,в). Мачтовые светофоры устанавливаются на перегонах, главных путях станций и на боковых путях, по которым осуществляется безостановочный пропуск поездов со скоростью более 40 км/ч. Учитывая, что мачтовые светофоры ограничивают полезную длину приемо-отправочных путей и увеличивают стоимость строительства, их применение ограничивается. Карликовые светофоры используют на станциях в качестве выходных (см. рис. 2.12, б) с путей, по которым не предусматривается безостановочный пропуск поездов, и маневровых. Консольные светофоры применяют там, где (см. рис. 2.12, б) по условиям габарита нельзя установить светофор в междупутье.
Рис. 2.12. Светофоры
Все светофоры располагают, как правило, с правой стороны по направлению движения или над осью ограждаемого пути. С левой стороны могут быть расположены входные карликовые светофоры для приема поездов по неправильному пути и недостаточной ширине междупутья, двусторонние групповые светофоры, установка которых с правой стороны невозможна.
Мачтовый линзовый светофор (см. рис. 2.12, а) состоит из мачты 1 (железобетонной или металлической), на которой укрепляют одну или несколько светофорных головок со щитами 3 и козырьками 4. Железобетонные мачты, представляющие собой полые конические бесстыковые стойки длиной 8 или 10 м, устанавливают в грунт на глубину 1800—2200 мм. Металлические мачты используют тогда, когда светофоры с железобетонными мачтами нельзя применить по условиям габарита или длина их недостаточна для установки требуемого количества светофорных головок и указателей. Металлические мачты закрепляют в стяжных стаканах, размещаемых на бетонных фундаментах.
На станциях с пологими марками стрелочных крестовин 1/18, 1/22 на входных светофорах устанавливают световую полосу зеленого цвета 2, которая состоит из чугунного корпуса, на передней стороне которого имеются три линзовых комплекта с зелеными светофильтрами. Такая световая полоса размещается на специальных кронштейнах под нижней двузначной головкой светофора.
Светофорные головки по числу сигнальных показаний бывают однозначными, двузначными или трехзначными. Для получения более трех сигнальных показаний на мачте устанавливают несколько светофорных головок.
Трехзначная светофорная головка (рис. 2.13) состоит из чугунного корпуса 1 с дверцей 2, трех линзовых комплектов, разделенных внутри корпуса перегородками 3, исключающими возможность проникновения света от горящей лампы соседнего комплекта, козырьков 8, предотвращающих попадание в линзовые комплекты солнечных лучей и появление ложной сигнализации светофора, колодок 9 для подключения проводов.
Рис. 2.13. Головка светофора с линзовыми комплектами
Для улучшения видимости сигнальных огней на корпусе светофорной головки устанавливается черного цвета фоновый щит 3 (см. рис. 2.12, а) овальной формы или круглой у однозначной светофорной головки.
Основной частью светофорной головки является линзовый комплект, который состоит из корпуса 6, наружной бесцветной ступенчатой линзы 10, линзы светофильтра 5 красного, зеленого, желтого, синего или белого цвета, ламподержателя 4 с лампой накаливания мощностью 15, 25 или 35 Вт на напряжение 12 В.
Нить светофорной лампы находится в фокусе линз комплекта. За счет ступенчатых линз концентрируется световой поток электрической, лампы. Световой поток, проходящий через линзу-светофильтр, окрашивается, а проходя через бесцветную линзу, преобразуется в сигнальный луч с малым углом рассеивания.
При установке светофоров на кривых участках пути видимость светофора обеспечивается установкой в линзовый комплект перед наружной линзой рассеивающего стекла 7 с углом рассеивания 10 или 20°.
На стекло наносится стрелка, показывающая направление отклонения светового луча. Стекло устанавливают так, чтобы стрелка была направлена в сторону кривой. В линзовых комплектах с рассеивающими стеклами используют лампы мощностью 25 Вт.
Карликовый линзовый светофор (см. рис. 2.12,б) не имеет мачты и состоит из светофорной головки с линзовыми комплектами без фонового щита, устанавливаемой непосредственно на бетонный фундамент. В линзовых комплектах карликовых светофоров используют линзы меньшего диаметра, а отклоняющую вставку устанавливают между линзами. В остальном линзовые комплекты карликовых светофоров имеют такое же устройство, что и мачтовые.
Разработана новая линзовая светофорная головка из силумина с ламподержателем для установки двухспиральных светофорных ламп.
Прожекторная светофорная головка представляет собой чугунный корпус, с одной стороны которого укреплены плоско-выпуклая линза, круглый фоновый щит и козырек, а с другой — дверца.
Внутри корпуса устанавливается сигнальный механизм (рис. 2.14), имеющий магнитоэлектрическую систему с постоянными магнитами 8, 9, 10 и 11 и оптическую систему. Оптическая система состоит из плоско-выпуклой бесцветной линзы и зеркального рефлектора 5. Электрическая лампа располагается в первом фокусе рефлектора, а во втором фокусе — светофильтры подвижной рамки 4. Лучи светового потока лампы отражаются от стенок рефлектора и концентрируются во втором его фокусе, где проходят через цветной светофильтр и попадают сначала на внутреннюю 3, а затем на наружную 1 линзу и направляются вдоль пути с небольшим углом рассеивания — 2—3°. Часть лучей отклоняется отклоняющей вставкой 2 под углом 40° вниз для лучшей видимости сигнала на близком расстоянии.
Рис. 2.14. Устройство прожекторного светофора
На круглом якоре поляризованного реле, который связан с контактной системой (на чертеже не показано), укреплены катушка 7 и секторы 6 и 12. На секторе 6 находится рамка с тремя светофильтрами — круглыми стеклами красного, желтого и зеленого цветов.
В прожекторном светофоре используются лампы малой мощности 5 или 10 Вт при напряжении 10 В.
Так как в прожекторном светофоре не исключено заедание якоря со светофильтрами (например, при попадании молнии в светофор) эти светофоры нашли ограниченное применение.
Красные, желтые и зеленые сигнальные огни светофоров на прямых участках пути должны быть днем и ночью отчетливо различимы из кабины управления локомотива на расстоянии не менее 1000 м.
На кривых участках эти сигналы должны быть отчетливо различимы на расстоянии не менее 400 м. В сильно пересеченной местности (горы, глубокие выемки) допускается видимость этих сигналов на расстоянии не менее 200 м; Показания выходных и маршрутных светофоров главных путей должны быть отчетливо различимы на расстоянии не менее 400 м, выходных и маршрутных светофоров боковых путей, а также пригласительных сигналов и маневровых светофоров — на расстоянии не менее 200 м.
Основными цветами, принятыми для сигнализации светофоров, являются красный, желтый и зеленый.
Зеленый цвет разрешает движение с установленной скоростью; желтый разрешает движение и требует уменьшения скорости; красный требует остановки.
Для организации маневровой работы применяют следующие сигнальные цвета: белый разрешает маневровое движение, синий запрещает производить маневры.
В связи с повышением скоростей движения поездов сигнализация приобретает скоростной характер: сигнальные показания не только разрешают или запрещают движение поездов, но и указывают их скорость.
Для получения необходимого числа сигнальных показаний используются цвет, количество огней, характер их горения и взаимное расположение.
Светофоры по назначению подразделяются на входные, выходные, маршрутные, проходные, прикрытия, заградительные, предупредительные, повторительные, маневровые, локомотивные и горочные.
Входные светофоры Н и Ч (рис. 2.15,а) (рис. 2.16) служат для ограждения станций со стороны прилегающих перегонов и разрешают или запрещают поезду следовать с перегона на станцию. Входные светофоры устанавливаются на расстоянии не менее 50 м от остряка противошерстного или предельного столбика пошерстного первого входного стрелочного перевода. На электрифицированных участках железных дорог входные светофоры устанавливают перед воздушным промежутком, отделяющим контактную сеть станции от контактной сети перегона, на расстоянии до 300 м.
Рис. 2.15. Расстановка светофоров на станции и перегоне
Рис. 2.16. Входной светофор
Входной светофор имеет следующие сигнальные показания:
«красный» - запрещает въезд на станцию;
«желтый» - разрешает движение на станцию, поезд принимается на главный путь и выходной сигнал с главного пути закрыт (имеет запрещающее показание);
«зеленый» - разрешает движение на станцию, поезд принимается на главный путь и выходной сигнал с главного пути открыт (имеет разрешающее показание);
два «желтых» огня – прием поезда на боковой путь, выходной сигнал с этого пути закрыт;
два «желтых», верхний мигающий – прием поезда на боковой путь, выходной сигнал с этого пути открыт;
«лунно-белый» мигающий – «пригласительный сигнал», прием поезда на минимальной скорости с готовностью остановиться, подается при невозможности открытия входного сигнала по причине перебоев в работе систем СЦБ.
Выходные светофоры HI, НЗ, Н5, Ч1, Ч2 (см. рис. 2.15,а) (рис. 2.17) разрешают или запрещают поезду отправиться со станции на перегон и устанавливаются с каждого отправочного пути с учетом обеспечения полезной длины станционных путей и необходимых габаритов установки светофоров.
Рис. 2.17. Мачтовый (слева) и карликовый (справа) выходные светофоры
Выходной светофор имеет следующие сигнальные показания:
«красный» - запрет на выход со станции и маневровые передвижения;
«зеленый» - разрешение покинуть станцию, следующий сигнал (на перегоне) открыт;
«желтый» - разрешение покинуть станцию, следующий сигнал (на перегоне) закрыт;
«лунно-белый» - разрешение маневровых передвижений.
При наличии двух примыканий к станции выходной сигнал имеет два зеленых огня.
Маршрутные светофоры НМ (см. рис. 2.15,а) (рис. 2.18) сигнализируют как входные светофоры, разрешая или запрещая поезду следовать из одного района станции в другой.
Рис. 2.18. Маршрутный светофор
Светофоры прикрытия 12, 13, 14, 15 (рис. 2.15,б) ограждают места пересечений железных дорог в одном уровне другими железными дорогами, трамвайными путями и троллейбусными линиями, разводные мосты и участки, проходимые с проводником. Они устанавливаются на расстоянии 50 м от места ограждения. Светофоры прикрытия сигнализируют красным и зеленым огнями, соответственно запрещая или разрешая передвижения.
Проходные светофоры 7, 5 (см. рис. 2.15,б) (рис. 2.19) разрешают или запрещают поезду следовать с одного блок-участка на другой.
Рис. 2.19. Проходной светофор
На участках, оборудованных трехзначной автоблокировкой, проходными светофорами подаются сигналы:
один зеленый огонь — «Разрешается движение с установленной скоростью; впереди свободны два или более блок-участков»; один желтый огонь — «Разрешается движение с готовностью остановиться; следующий светофор закрыт»; один красный огонь—«Стой! Запрещается проезжать сигнал».
При четырехзначной автоблокировке проходные светофоры имеют следующие сигналы: один зеленый огонь — впереди свободны три или более блок-участков; один желтый и один зеленый огонь — впереди свободны два блок-участка. Значение желтого или красного огня то же, что и при трехзначной автоблокировке.
Заградительные светофоры 31 и 32 (см. рис. 2.15, б) (риc. 2.20) требуют остановки поезда при опасности для движения, возникшей на переездах, крупных искусственных сооружениях и обвальных местах, а также при ограждении составов для осмотра и ремонта вагонов на станциях. Они устанавливаются с обеих сторон пути на расстоянии не менее 50 м от ограждаемого места. Нормально заградительный светофор погашен, а при возникновении опасности на нем загорается красный огонь, включаемый вручную.
Рис. 2.20. Заградительный светофор
Предупредительные светофоры ПН (см. рис. 2.15,а) устанавливают перед входными, проходными и светофорами прикрытия. На предупредительных светофорах, расположенных перед входными светофорами, при автоблокировке, кроме красного, желтого или зеленого огня, могут загораться: один желтый мигающий огонь — «Разрешается движение с установленной скоростью; входной светофор открыт и требует проследования его с уменьшенной скоростью; поезд принимается на боковой путь станции»; один зеленый мигающий огонь— «Разрешается движение с установленной скоростью; входной светофор открыт и требует проследования его со скоростью не более 80 или 120 км/ч; поезд принимается на боковой путь по стрелочным переводам с крестовинами пологих марок».
Повторительные светофоры сигнализируют о показании выходного, маршрутного или горочного светофора, когда по местным условиям необходимая видимость основного светофора не обеспечивается. Включение зеленого огня на повторительном светофоре указывает, что выходной или маршрутный светофор открыт. Нормально сигнальные огни повторительных светофоров не горят, и в этом положении светофоры сигнального значения не имеют.
Маневровые светофоры МЗ, М5, М7, М9 (см. рис. 2.15,а) (рис. 2.21) устанавливают на станциях, имеющих маршрутизированные маневры. Они разрешают или запрещают маневры. Маневровые светофоры подают сигналы: один лунно-белый огонь — «Разрешается производить маневры»; один синий огонь — «Запрещается производить маневры».
Рис. 2.21. Мачтовый (слева) и карликовый (справа) маневровые светофоры
Локомотивный светофор, устанавливаемый в кабине машиниста (рис. 2.22), разрешает или запрещает следование поезда по перегону с одного блок-участка на другой и сигнализирует о показании путевого светофора, к которому приближается поезд.
Рис. 2.22. Локомотивный светофор
На участках, оборудованных автоблокировкой и автоматической локомотивной сигнализацией, локомотивными светофорами подаются сигналы: зеленый огонь— «Разрешается движение; на путевом светофоре, к которому приближается поезд, горит зеленый огонь»; желтый огонь — «Разрешается движение; на путевом светофоре, к которому приближается поезд, горит один или два желтых огня»; желтый огонь с красным — «Разрешается движение с готовностью остановиться; на путевом светофоре, к которому приближается поезд, горит красный огонь»; красный огонь указывает, что локомотив движется по занятому блок-участку; белый огонь указывает, что локомотивные устройства включены, но показания путевых светофоров на локомотивный светофор не передаются.
Горочные светофоры применяются на сортировочных горках для разрешения или запрещения роспуска состава с горки и сигнализируют: один зеленый огонь — «Разрешается роспуск вагонов с установленной скоростью»; один желтый огонь — «Разрешается роспуск вагонов с уменьшенной скоростью»; один красный огонь— «Стой»; красный огонь и буква «Н» на световом указателе белого цвета — «Осадить вагоны с горки на пути парка приема».
Вопросы для самоконтроля по пункту: