Системы АРС и поездная автоматика вагонов типа Еж-3 и 81-717. Пособие - часть 2

Сигнал «один красный и один жёлтый огни» на линиях с погашенными огнями предназначен для приёма
поезда на станцию с путевым развитием и имеет сигнальное значение: «Стой! Запрещается проезжать
сигнал», путевой автостоп находится в заграждающем положении», при этом на локомотивном указателе
допустимых скоростей (ЛУДС) будет отображаться разрешающее показание «40» или «40+РС».

Рис.3 Расстояние между поездами при АРС-АЛС без автоблокировки.

Устройства АРС-АЛС.

Аппаратура АРС-АЛС состоит из напольных и поездных устройств. Рассмотрим их подробнее.

Напольные устройства АРС.

Предназначены для формирования и передачи в рельсовые цепи сигнала о допустимой скорости на данном
и  впередилежащем  участке  рельсовой  цепи  (или  блок-участке)  в  зависимости  от  тормозного  пути  и  от
наличия  ограничения  скорости  на  данном  участке  пути.  Путевые      устройства            подразделяются      на
станционные  (аппаратура  размещается  в  релейных  помещениях  станции  или    депо)    и    напольные
(аппаратура  размещается    в  тлннеле,  в    непосредственной  близости  от  рельсов  в  путевых  ящиках  или
релейных шкафах). К напольным устройствам относятся:



рельсовые цепи – РЦ



путевой трансформатор (генератор) – ПТ



путевой дроссель



путевое реле - ПР



шифратор



генератор частот АЛС - ГАЛС

Рельсовые цепи с изолирующими стыками.

Рельсовой  цепью  (РЦ)  называется  электрическая  цепь,  проводниками  в  которой  служат  рельсовые  нити
железнодорожного  пути.  Они  являются  основой  построения  системы  интервального  регулирования
движения поездов, контролируя занятость путевых блок-участков и целостность ходовых рельсов.

По  рельсовой  цепи  протекают  сразу  3  вида  токов:  обратный  постоянный  тяговый  ток,  переменный  ток,
частотой  50  Гц  для  питания  путевого  реле  и  переменный  сигнальный  ток  от  ГАЛС.  Чтобы  обеспечить
непрерывный  отвод  тягового  тока  (на  «минус»  тяговой  подстанции),    все  изолирующие  стыки
шунтируются  путевыми  дросселями,  которые  имеют  очень  малое  сопротивление  постоянному  току
(0,00045 Ом) и значительное сопротивление переменному току промышленной частоты (0,3 Ом).

На  конце  рельсовой  цепи  обратный  тяговый  ток  попадает  из  каждой  нити  через  полуобмотку  путевого
дросселя  на  среднюю  точку,  далее  по  кабелю  ток  попадает  опять  на  среднюю  точку  уже  смежного
путевого  дросселя,    затем  разделяется  по  его  полуобмоткам  и  перетекает  в  каждую  нить  следующей
рельсовой цепи . Таким образом, количество «минусовых» кабелей, идущих к шине тяговой подстанции,
сокращается в десятки раз.

Рис.4

На  парковых  путях  и  в  местах  глухих  пересечений  отвод
тягового тока осуществляется только по  одной рельсовой
нити  и  машинист  не  всегда  имеет  возможность  её
определить,  поэтому  при  установке  закоротки  между
закороткой и ближайшей  колёсной парой не должно быть
изолирующего стыка!

До 1984 года на метрополитенах СССР применялись только фазочувствительные рельсовые цепи,
состоящие из двух рельсовых нитей, ограниченных по краям изолирующми стыками. На одном конце
рельсовой цепи расположен источник питания – путевой трансформатор (ПТ), а на другом – приёмник –
путевое реле (ПР).

При свободной рельсовой цепи (рис. 5) электрический ток от путевого трансформатора ПТ протекает по
рельсовым  нитям  и  обмотке  путевого  реле  ПР.  Ток,  передаваемый  в  рельсовую  линию  для  контроля  ее
состояния,  называют  сигнальным  током  РЦ.  При  прохождении  сигнального  тока  по  обмотке  реле  якорь
притягивается к сердечнику, при этом размыкаются тыловые и  замыкаются фронтовые контакты ПР, это
означает, что данная РЦ не занята, а также исправность всех составляющих элементов РЦ, в том числе и
рельсовых нитей. В результата загорается разрешающее показание светофора.

При занятой рельсовой цепи колёсная пара находится между путевым трансформатором и путевым реле.
Так  как  колёсная  пара  обладает  значительно  меньшим  сопротивлением,  чем  путевое  реле,  то  катушка
путевого реле оказывается зашунтированной колёсной парой и ток, проходящий по ней, резко падает. При
этом  размыкаются  контакты  путевого  реле  в  цепи  разрешающего  показания  светофора  и  замыкаются
контакты  ПР  в  цепи    запрещающего  показания,  а  ткаже  в  цепи  питания  электропривода  автостопа  и  он
принимает заграждающее положение. Другая пара контактов путевого реле посылает сигнал о занятости
блок-участка  на  шифратор.  Снижение  тока  (напряжения)  в  обмотке  реле  под  действием  колесных  пар
называется шунтовым эффектом, а колесные пары в данном случае называются поездным шунтом.

Рис.5

Путевой электромеханический автостоп.

Предназначен для автоматического экстренного торможения поезда при проследовании им светофора с
запрещающим показанием путём механического воздействия его путевой скобы на скобу срывного
клапана поездного автостопа.

Устройство:

1. Трёхфазный асинхронный двигатель (110В ~).
2. Передаточный механизм фрикционного типа.
3. Коммутатор электрических цепей
4. Коммутирующий валик с контактными
сегментами.
5. Груз.
6. Гарнитура механического привода.
7. Путевая скоба (ударный рычаг).

Путевая скоба имеет два положения:



Заграждающее (вертикальное)



Разрешающее (горизонтальное)

При  неисправности  электропривода  путевая  скоба  7
принимает  заграждающее  положение  под  действием
груза  5,  а  в  случае  нарушения  механической  связи
путевой  скобы  с  гарнитурой  –  под  действием
противовеса-эксцентрика, расположенного на другом
конце путевой скобы.

Рис. 6

Внепоездной контроль скорости.

Расчётным  путём  установлено,  что  пропускная  спопобность  линии  в  зоне  расположения  станции  не
превышает  35  пар  поездов  в  час,  что  не  обеспечивает  необходимую  провозную  способность.  Поэтому,
помимо  сокращения  длины  блок-участков  на  подходе  к  станции  до  62,5  метров,  применения
четырёхзначной сигнализации и вынесения автостопов на 20 метров вперёд, были применены автостопы
ускоренного действия (1с. вместо трёх). Но наибольший эффект был получен после введения внепоездного
контроля  освобождения  рельсовой  цепи,  устройства  которого  смонтированы  на  главных  станционных
путях.

Рис.7

Принцип  его  действия  основан  на  контроле  за  временем  прохождения  хвостовым  вагоном  контрольного
участка  пути.  Контроль  прохождения  поезда  осуществляется  при  помощи  светового  луча  и  приёмника
(фотоэлемента).  Источник  светового  луча  загорается  при  занятии  одной  из  рельсовых  цепей:  222с,  224с
или 224. После освобождения последней колёсной парой рельсовой цепи № 224 начинается отсчёт времени
проследования контрольного участка. Если хвостовой вагон пройдёт контрольный участок  и фотоэлемент
сработает  ранее,  чем  через  1  с.,  то  на  входном  светофоре,  ограждающим  цепь  №224с,  включится
разрешающее  показание  ещё  до  полного  освобождения  поездом  данной  рельсовой  цепи.  Если  же
хвостовой вагон проходит контрольный участок более, чем за 1с., то внепоездной контроль не сработает и
разрешающее  показание  светофора  включится  только  после  полного  освобождения  поездом  данной
рельсовой цепи. После освобождения поездом цепи №222с схема возвращается в исходное состояние.
Учитывая  вышеизложенное  можно  сделать  вывод,  что

при отправлении со станции и графическом

интервале менее двух минут машинист должен отключать тягу в строгом соответствии с
режимом отправления, установленным для данного перегона!

Инструктаж ПДИ №16 «О выполнении

графика движения поездов» на стр.67.

Бесстыковые рельсовые цепи.

Изолирующие стыки являются наиболее уязвимыми узлами путевых устройств и требуют периодической
проверки  состояния  изолирующих  элементов.  На  обслуживание  температурных  и  изолирующих  стыков
затрачивается  до  40%  финансовых  средств,  необходимых  на  текущее  содержание  пути.  Работы  по
снижению этих расходов привели к созданию бесстыковых рельсовых цепей (БРЦ).

Основным преимуществом применения БРЦ является значительное уменьшение количества изолирующих
стыков на линии (в среднем в 15 раз) и, соответственно, исключение путевых дроссель-трансформаторов и
других путевых устройств. Это позволило значительно снизить расходы на содержание путевых устройств,
а также снизить стоимость строительства новых линий метрополитена.

Работы по разработке БРЦ были начаты в 1974 году московским метрополитеном совместно с МИИТ,
ВЗИИТ и конструкторским бюро ЦШ МПС СССР. В 1984 году впервые в практике метрополитенов сдан в
эксплуатацию участок 2-ой линии Харьковского метрополитена, полностью оборудованный БРЦ. Начиная
с 1984 года в проектах строящихся линий метрополитенов СССР и РФ предусматривалось применение
только бесстыковых рельсовых цепей.

Применение БРЦ не исключает применения изолирующих стыков. Они устанавливаются:



при необходимости точной фиксации границы рельсовой цепи в местах установки светофоров



для исключения ложной адресации кодовых сигналов АРС при кодировании рельсовых цепей в

зоне стрелочных участков, включая перекрестные съезды



для реализации параллельного электрического включения ответвлений стрелочного перевода или

перекрестного съезда в схеме разветвленной рельсовой цепи.

В  связи  с  отсутствием  изолирующих  стыков  котроль  за  свободностью  или  занятостью  пути  БРЦ
осуществляется сигнальным переменным током разной частоты. Для этого применяются, так называемые,
тональные  частоты:  475,  725  и  775  Гц  (+  425  и  525  Гц)  с  модуляцией  8  и  12  Гц.  Таким  образом  можно
получить  до  10  разных  комбинаций  и  исключить  вероятность  ложного  восприятия  частот  со  смежных
рельсовых цепей, благодаря приёмникам, настроенным на восприятие только своей частоты (рис.8).

рис.8 Бесстыковые рельсовые цепи «Днепр».

БРЦ  на  обоих  концах  имеет  путевые  генераторы  ПГ,  настроенные  на  одну  из  фиксированных  частот,  и
путевые индуктивные катушки ПК, соединённые с путевым реле. Рельсовая цепь обтекается током обоих
путевых  генераторов  и  контролируется  двумя  путевыми  приёмниками,  настроеннми  в  резонанс  на
различные  частоты.  При  такой  схеме  БРЦ  фактически  являются  датчиками  местоположения  поезда.
Однако,  занятие  или  освобождение  поездом  участка  фиксируется  не  в  момент  фактического  вступления
или его освобождения, а на некотором расстоянии от точки подключения аппаратуры, которое называется
зоной дополнительного шунтирования. Длина этой зоны – от 12,5 до 25м, поэтому границы рельсовых
цепей  при  БРЦ  являются  не  фиксированными,  а  «плавающими».  Расчетное  значение  длины  БРЦ
соответствует  расстоянию  между  точками  под  ключения  ее  передающей  и  приемной  аппаратуры.  Для
метрополитенов  максимальное  значение  длины  БРЦ  принято  равным  135  м,  а  минимальное  -  25  м.  В
необходимых случаях допускается отклонение от этих значений до 10%.  Рассмотрим принцип работы БРЦ
на примере рельсовой цепи №1 (рис.8).

Данная  цепь  занята,  поэтому  сигнальный  ток  775/12Гц.  от  генератора  1ПГ  замыкается  через  колёсную
пару, а путевое реле 1ПР оказывается зашунтированным, что является признаком занятости цепи. Путевые
генераторы 3ПГ - 6ПГ продолжают вырабатывать сигнальный ток, но он  не оказывает влияние на 1ПР, так
как это реле настроено на восприятие только своей частоты (775/12). Несмотря на то, что генератор 7ПГ
вырабатывает  ту  же  частоту,  реле  1ПР  этот  сигнал  не  принимает,  так  как  между  ними  значительное
расстояние, равное пяти рельсовым цепям и сигнал «затухает».

Шифратор.

Получает информацию от путевого реле о количестве свободных блок-участков и передаёт её на ГАЛС.

Генератор частот АЛС (ГАЛС).

Преобразует переменный ток промышленной частоты 50 Гц в переменный ток с сигнальными частотами ,
соответствующими скоростям:
F1:    75 Гц – 80 км/ч (для всех линий)
F2:  125 Гц – 70 км/ч (для ТКЛ – 75 км/ч, для КолЛ – 60 км/ч)
F3:  175 Гц – 60 км/ч ( для КолЛ – 40 км/ч)
F4:  225 Гц – 40 км/ч ( для КолЛ – 0 км/ч)
F5:  275 Гц – 0 км/ч (на КолЛ эта частота не подаётся)
F6:  325 Гц – признак направления движения (для СЛ, ЛДЛ, АПЛ и КалЛ) и признак равенства скоростей
на данном и впередилежащем участках (для АПЛ, БЛ, СЛ и ЛДЛ).

Выбор сигнальных частот АРС.

Постоянный ток с напряжением 825В получается в результате преобразования на подстанции переменного
тока 10 кВ. При этом в работе на подстанции участвуют 6 выпрямителей. При выходе из строя одного из
них в выпрямленном токе будут появляться гармонические составляющие переменного тока, кратные 50.
Таким образом, чтобы защитить сигнальные частоты от этих гармоник, необходимо отдалить их друг от
друга, т.е., сделать сигнальные частоты отличными от промышленной на 25 Гц и с шагом в 50 Гц.

Выбор соответствия сигнальных частот допустимым скоростям.

Несмотря  на  защищённость  сигнальных  частот  от  гармоник  переменного  тока,  в  ряде  случаев  (из-за
неисправности  передающих  или  принимающих  устройств)  выдаваемая  ГАЛСом  частота  может
измениться, но только в сторону её увеличения (таково устройство ГАЛС). Таким образом, при сбое в

содержание .. 1 2 3 ..