Принцип действия автоматической блокировки

Автоматическая блокировка наиболее распространенная система интервального регулирования движения поездов, позволяющая отправить на перегон несколько поездов. Средством регулирования движения поездов на железнодорожном транспорте является комплекс устройств автоматики, состоящий из автоблокировки и автоматической локомотивной сигнализации с автостопами.

При автоблокировке перегон делится на несколько блок-участков, на каждом может одновременно находиться не более одного поезда (рис. 2.2). На границах блок-участков расположены путевые автоматически действующие светофоры, у каждого в релейном шкафу расположена аппаратура СЦБ для управления огнями светофора. Показания путевых светофоров взаимосвязаны между собой и их показания зависят от нахождения или отсутствия на блок-участках поездов. Светофоры связаны между собой по воздушным или кабельным цепям.

Рис. 2.2. Схема автоматической блокировки

Для автоматического воздействия поезда на показания проходных светофоров в пределах каждого блок-участка устраивают электрические рельсовые цепи, контролирующие не только свободность и занятость блок-участков, но и целостность рельсовых нитей в пределах этих участков. При занятости или повреждении рельсовой нити блок-участка светофор, ограждающий этот участок, автоматически закрывается и ограждает возникшее препятствие на пути попутно следующего поезда.

Основным регулирующим средством при автоблокировке являются сигнальные показания путевых светофоров. Аппаратура автоблокировки осуществляет автоматическое переключение огней путевых светофоров под воздействием движущегося поезда. Сигнальные показания каждого путевого светофора указывают машинисту поезда, приближающегося к светофору, координаты впереди идущего поезда (рис. 2.3). Красный огонь светофора означает, что первый за светофором блок-участок занят и необходимо остановиться перед этим светофором; желтый огонь - первый блок-участок свободен, а следующий за ним занят - после проследования светофора с желтым огнем необходимо снизить скорость, чтобы остановить поезд у следующего светофора с красным огнем; зеленый огонь - впереди свободны не менее двух блок-участков - разрешается движение с установленной скоростью.

Рис. 2.3. Сигнальные показания путевых и локомотивного светофоров

Существуют несколько систем автоматической локомотивной сигнализации: трех и четырехзначная АЛСН числового кодирования, многозначная АЛСМ частотно-числового кода, АЛСУ - унифицированная АЛС частотного кода, АЛС-ЕН - микропроцессорная АЛС цифрового кода единого ряда с непрерывным каналом связи, МАЛС - маневровая автоматическая локомотивная сигнализация.

В устройствах АЛС в качестве канала связи между путевыми и локомотивными устройствами используются рельсовые цепи автоблокировки.

Рельсовой цепью называют совокупность рельсовой линии и аппаратуры, подключаемой к ней в начале и конце линии (блок-участок). С помощью рельсовых цепей определяется свободность блок-участков на перегонах и станционных участков, контролируется целостность рельсовых нитей, передается информация о показаниях путевых светофоров на локомотив и МВПС для работы автоматической локомотивной сигнализации, обеспечивается увязка между светофорами в кодовых системах автоблокировки, исключается перевод стрелок в устройствах электрической централизации при движении по ним подвижных единиц, осуществляется сигнализация о приближении поездов к переездам и управление автошлагбаумами, контролируется на диспетчерском посту и на посту дежурного по станции состояние блок-участков на перегонах и приемо-отправочных путях.

В настоящее время используют более 30 типов и 800 разновидностей рельсовых цепей. Рельсовая цепь состоит из рельсовой линии, включающей рельсовые нити и стыковые соединители; изолирующих стыков, обеспечивающих электрическое разделение смежных рельсовых цепей; аппаратуры питающего конца, состоящей из регулируемого резистора, аккумулятора и выпрямителя, размещенных в батарейном шкафу; аппаратуры релейного конца, содержащей приемник - путевое реле, расположенное в релейном шкафу. Аппаратура питающего и релейного концов в релейных шкафах соединяется с кабельными стойками, жилами кабеля и далее стальными тросами с рельсовыми нитями.

При свободном состоянии рельсовой цепи ток аккумуляторной батареи протекает по рельсовой линии и замыкается через обмотку путевого реле. Якорь реле притягивается, фронтовые контакты замыкаясь, сигнализируют о свободности и исправности участка рельсовой цепи, ограниченного изолирующими стыками. Когда подвижной состав вступает на рельсовую цепь рельсовые нити закорачиваются через малое сопротивление колесных пар подвижного состава. Ток в обмотке путевого реле снижается, якорь отпадает и замыкаются тыловые контакты, сигнализирующие о занятости участка. Снижение тока в обмотках реле под действием колесных пар подвижного состава называют шунтовым эффектом, а колесные пары - поездным шунтом.

На станции с интенсивным движением поездов и большой маневровой работой выполняется разбивка станционных путей на путевые и стрелочные участки (секции).

Основными параметрами РЦ являются: активное сопротивление рельсов, напряжение источника питания и сопротивление балласта, определяющее величину тока утечки (так как рельсы изолированы не полностью от шпал, а местами даже частично касаются балластного слоя, постоянно происходит утечка сигнального тока от одной рельсовой нити в другую).

Рельсовая цепь может работать в нескольких режимах:

нормальном - соответствующем свободному (незанятому) ее состоянию;

шунтовом - соответствующем ее занятому состоянию;

контрольном - контролирующем целостность рельсовой колеи;

короткого замыкания - при нахождении подвижного состава непосредственно на питающем конце РЦ;

АЛСН - обеспечивающем протекание сигнального тока кодирования при вступлении поезда на блок-участок.

Для передачи сигнальной информации с пути на локомотив применяют методы кодирования:

числовой код в виде определенного сочетания импульсов тока. Частота кодового тока на участках с автономной тягой или с электротягой постоянного тока составляет 50Гц, а на участках с электротягой переменного тока - 25Гц;

частотный код в виде различных частот в диапазоне 125-400Гц, когда сигнальная информация передается по рельсовой цепи на разных частотах;

частотный комбинированный код в виде комбинации из двух частот диапазона 125-400Гц;

частотный код в виде разных частот в диапазоне 60-120Гц, модулированных сигнальными частотами.

С введением скоростного движения появились новые требования к обеспечению безопасности движения. Новые системы строятся на новой элементной базе с применением интегральных микросхем и тональных рельсовых цепей. Автоблокировка с тональными рельсовыми цепями имеют высокую надежность, высокий коэффициент возврата путевого приемника, высокую помехозащищенность и защищенность от влияний тягового тока.

Тональные РЦ не требуют установки изолирующих стыков и позволяют отказаться от применения дроссель-трансформаторов. В этом случае в РЦ подаются два сигнала: тональный - для функционирования системы автоблокировки и код АЛСН - для работы локомотивных устройств.

В тональных рельсовых цепях использован амплитудно-модулированный сигнал. Он обеспечивает надежную защиту приемных устройств от воздействия гармонических и импульсных помех тягового тока и других источников. В качестве несущей частоты используются частоты: 420, 480, 580, 720, 780Гц и 4, 5; 5, 0; 5, 5кГц. В качестве модулирующей частоты использованы частоты 8 или 12Гц.

Возможные неисправности автоматической локомотивной сигнализации.

На локомотивном светофоре появился белый огнь при следовании по кодированному участку. Это свидетельствует об отсутствии кодирования. Возможны следующие причины:

неисправность путевых устройств;

прекращение протекания сигнального тока из-за разрыва рельсовой колеи при следовании поезда по этому блок-участку. Необходимо отметить, что появление на локомотивном светофоре белого огня возможно только в случае возникновения неисправности после проследования локомотивом путевого светофора, ограждающего неисправный участок. Дело в том, что при разрыве рельсовой колеи путевой светофор, ограждающий неисправный участок, примет запрещающее показание, а локомотивный светофор будет сигнализировать желтым огнем с красным;

искажение (значительное уменьшение) сигнального тока или появление помех;

неисправность локомотивных устройств.

В подобном случае машинисту важно четко зафиксировать места потери кодирования и его восстановления.

На локомотивном светофоре появился желтый с красным огонь. Причинами могут быть:

перекрытие по каким-либо причинам на запрещающее показание путевого светофора, к которому приближается поезд;

появление в рельсовой цепи кода желтого с красным огня из-за неисправности путевых устройств АЛСН или вследствие помех;

неисправность локомотивных устройств АЛСН.

На локомотивном светофоре внезапно появился красный огонь. Красный огонь на локомотивном светофоре появляется при проследовании светофора с запрещающим показанием. Поскольку блок-участок в данном случае занят, кодирование в РЦ под приемными катушками локомотива отсутствует. Таким образом, красный огонь появляется только после прекращения кодирования по каким-либо причинам, если перед этим принимался код КЖ.

На локомотивном светофоре появилось менее разрешающее показание. Кроме стандартных ситуаций, когда это происходит непосредственно после проследования путевого светофора, сиг­нализирующего зеленым или желтым огнем, что свидетельствует о следовании поезда по удалению за впереди идущим, данный переход возможен уже при движении по блок-участку как из-за измене­ния показания путевого светофора, к которому приближается поезд, так и вследствие неисправности устройств АЛСН.

Машинист должен выяснить причину возможного изменения показания путевого светофора, связавшись по радиосвязи с дежурным впереди лежащей станции, а на участках, оборудованных диспетчерской централизацией - с поездным диспетчером. Если это не удалось, и при езде по блок-участку на локомотивном светофоре вновь изменилось показание на более запрещающее, то можно предположить следование навстречу подвижного состава.

Внезапно погасли огни локомотивного светофора. Причиной может быть неисправность локомотивных устройств АЛСН или прекращение их питания. Поэтому для предотвращения автостопного торможения машинисту необходимо отключить устройства АЛСН ключом ЭПК. Если после повторного включения их нормальная работа не восстанавливается, то необходимо определить и устранить причину возможного нарушения питания устройств (осмотреть предохранители или автоматические выключатели).