Аппаратура рельсовых цепей - Блокировка и сигнализация на железнодорожном транспорте

Аппаратура рельсовых цепей размещается централизованно, на прилегающих к перегону станциях. Допускается, при необходимости, размещение аппаратуры всех перегонных РЦ на одной из станций, однако при этом уменьшается резервы работоспособности РЦ, и увеличивается расход сигнального кабеля.

Основу системы автоблокировки составляют рельсовые цепи тональной частоты (ТРЦ) с использованием амплитудно-модулированных сигналов с несущими частотами 420, 480, 580, 720 и 780 Гц и частотами модуляции 8 или 12 Гц. Аппаратура ТРЦ предназначена для работы в составе устройств железнодорожной автоматики и рассчитана на применение в условиях умеренного климата, при температуре окружающей среды от минус 45 до плюс 65°С.

В ТРЦ применяется аппаратура, содержащая путевой генератор ГП3, путевой фильтр ФПМ и путевой приемник ПП (приложение 1). Перегонные рельсовые цепи тональной частоты (ТРЦ) применяют без изолирующих стыков. Изолирующие стыки устанавливаются по концам перегона для разделения станционных рельсовых цепей от перегонных.

Для исключения перекрытия сигнала перед приближающимся поездом, точка подключения рельсовой цепи, от которой происходит перекрытие светофора, выносится на 40 метров по направлению движения за светофор.

Дроссель-трансформаторы устанавливаются: на границах перегона у изолирующих стыков для пропуска тягового тока; в местах междупутных перемычек и устройств заземления искусственных сооружений, подключаемых к средней точке основной обмотки дроссель-трансформатора; через 5-6 километров для выравнивания тягового тока на линиях с электротягой постоянного тока /8/.

Для обеспечения функционального контроля дроссель-трансформатора, аппаратура ТРЦ подключается к рельсовой линии через дополнительную обмотку при его установке у изолирующих стыков на границе перегона и в рельсовых цепях, в которых на требуется обеспечение зоны дополнительного шунтирования 40 метров.

Для связи аппаратуры ТРЦ, расположенной на станции, с путевыми ящиками (ПЯ) используется симметричный сигнально-блокировочный с гидрофобным заполнением, медными жилами, полиэтиленовой изоляцией в алюминиевой оболочке, с защитным покровом кабель (СБЗПАБпШп) с парной скруткой жил. Дублирование жил и распаривание пар кабеля не допускается /9/. В ПЯ, для защиты аппаратуры от асимметрии тягового тока, превышающего допустимые значения, применены автоматические выключатели АВМ2-15А. Выравниватели типа ВОЦН-220 предназначенные для защиты от коммутационных и грозовых перенапряжений. Питающие и релейные концы ТРЦ укладываются в разных кабелях. На двухпутных и многопутных участках предусматриваются отдельные кабели для каждого пути, укладываемые, как правило, в разных траншеях.

В кабели для подключения аппаратуры ТРЦ используется схема контроля его исправности, обеспечивающая отключение питающих концов при повреждении кабеля.

Защита ТРЦ от взаимного влияния обеспечивается чередованием несущих частот и частот модуляции. Защита рельсовых цепей параллельных путей от взаимного влияния обеспечивается применением различных несущих частот или частот модуляции.

Максимальная длина ТРЦ равна 1000 м с целью обеспечения запаса работоспособности при случайном снижении сопротивления балласта ниже нормативного значения. Длина ТРЦ за светофором принята в пределах 200...600 м в зависимости от длины кабеля и несущей частоты сигнала.

В состав основной аппаратуры ТРЦ входит: путевой генератор (ГП3); путевой фильтр (ФПМ); путевой приемник (ПП); уравнивающий трансформатор (УТЗ).

Путевой генератор ГП3

Путевой генератор ГП3 предназначен для формирования и усиления амплитудно-манипулированных сигналов рельсовых цепей. Электропитание генераторов осуществляется от источника однофазного переменного тока частотой 50 Гц номинальным напряжением 35 В с допустимым отклонением 31,5 до 36,8 В. На выходах генератора предусмотрена плавная регулировка напряжения амплитудно-манипулированного сигнала в пределах 1 до 6 В или непрерывного сигнала несущей частоты от 0,2 до 12 В. Номинальная мощность выходного усилителя генератора 20 В-А /5/.

Генераторы ГП3 имеют два исполнения (ГП3/8,9,11 и ГП3/11,14,15), отличающиеся значениями формируемых несущих частот. На рис. 3.1 приведена принципиальная схема генератора ГП3.

Принципиальная схема генераторов содержит функциональные узлы: вторичный источник электропитания; генератор несущих частот; генератор частот модуляции и манипулятор; предварительный усилитель мощности.

принципиальная схема генератора гп3

Рис. 6. Принципиальная схема генератора ГП3

Вторичный источник электропитания выполнен на диодах VD1-VD4, стабилитроне VD7, конденсаторах С2-С5 и резисторах R13, R14. Он включает в себя двухполупериодный выпрямитель, нестабилизированный источник напряжения питания ±Uп2 с искусственной средней точкой и источник напряжения питания ±Uп1 с параметрической стабилизацией напряжения.

Генератор несущих частот выполнен на микроузле ГНЧ, который содержит генератор сигнала 1 МГц с кварцевой стабилизацией GB и управляющие делители частоты. В зависимости от перемычки между выходами D3-D10 и минусом источника питания Uп1 они формируют один из сигналов несущей частоты на выходе Fн.

Генератор частот модуляции и манипулятор собраны на микроузле МН. Он включает в себя манипулятор, осуществляющий амплитудную манипуляцию сигнала на выходах Q и Q, и управляемые делители частоты, которые в зависимости от перемычки между выходами Fм8 или Fм12 и минусом источника питания Uп1 формирует один из сигналов частоты модуляции Fм со скважностью, равной двум.

Предварительный усилитель мощности собран на транзисторах VT2-VT5 и представляет собой двухкаскадный двухтактный усилитель с ключевым режимом работы транзисторов.

Выходной усилитель мощности выполнен на транзисторах VT6-VT9, собранных по схеме с общим коллектором. Он обеспечивает усиление сигнала по току и возможность регулировки напряжения сигнала на выходе. На входе усилителя мощности включен, перестраиваемый в зависимости от значения несущей частоты сигнала, LC-контур, выполняющий согласование выходного сопротивления предварительного усилителя с входом усилителя мощности и выделения из спектра сигнала первой гармоники несущей частоты. LC-контур в генераторах ГП3 настраивается путем подключения конденсатора С6 к одному из отводов трансформатора VT.

Выходное напряжение генераторов регулируется вращением ручки переменного резистора R11, расположенного на лицевой стороне защитного кожуха. Так же расположены два светодиода VD6 и VD11. Свечение светодиода VD11 показывает наличие питания на выходном усилителе мощности. Мигающий режим свечения VD6 соответствует наличию на выходе предварительного усилителя амплитудно-манипулированного сигнала. Непрерывное свечение соответствует наличию непрерывного сигнала несущей частоты. Отсутствие свечения соответствует неисправности или отсутствие электропитания.

На печатной плате А1 внутри генераторов расположены технологические контакты а, b и с. Перемычка, установленная между контактами а и b, обеспечивает поступление на вход предварительного усилителя амплитудно-манипулированного сигнала, перемычка а и с непрерывного сигнала несущей частоты.

Генератор ГП3 предназначен для установки на стативах в розетки реле НШ. Электропитание для генераторов подается на выводы 41-43 (приложение 1). Выходными выводами являются выводы 2-52. Для обеспечения работы выходного усилителя мощности устанавливают перемычки 83-72, 3-4, 51-61.

В таблице приведены настроечные перемычки генераторов в зависимости от частот формируемых амплитудно-манипулированных сигналов.

Настроечные перемычки генераторов

Тип генератора

Несущая частота, Гц

Частота модуляции, Гц

Перемычки

ГП3/8,9,11

420

8

12-23, 81-73, 62-42

12

12-23, 81-73, 62-33

480

8

12-21, 81-63, 62-42

12

12-21, 81-63, 62-33

580

8

12-22, 81-82, 62-42

12

12-22, 81-82, 62-33

ГП3/11,14,15

580

8

12-22, 81-73, 62-42

12

12-22, 81-73, 62-33

720

8

12-13, 81-63, 62-42

12

12-13, 81-63, 62-33

780

8

12-11, 81-82, 62-42

12

12-11, 81-82, 62-33

В условиях эксплуатации генераторы ГП3 взаимозаменяемы генераторами ГП, ранее выпускаемыми заводом "Транссвязь".

Путевой фильтр ФПМ

Путевой фильтр ФПМ предназначен для обеспечения требуемого по условиям работы рельсовых цепей ТРЦ3 обратного входного сопротивления питающего конца и защиты выходного усилителя мощности генератора ГП3 от перенапряжения, возникающих в рельсовой линии.

Фильтр ФПМ имеет два исполнения в зависимости от несущих частот (ФПМ 8,9,11 и ФПМ 11,14,15).

На рис. 7 представлена принципиальная схема фильтра, который представляет собой последовательный LC-контур. В резонанс на сигнал несущей частоты фильтр настраивается изменением индуктивности трансформатора TV путем использования отводов от обмотки 1-2-3-4 и емкости конденсаторов С1-С8. Входными выводами фильтра, подключаемыми к выходу генератора ГП3, являются выводы 11-71.

принципиальная схема фильтра фпм

Рис. 7. Принципиальная схема фильтра ФПМ

В таблице указаны перемычки для настройки фильтров в зависимости от значений несущих частот.

Для учета фактических значений емкостей, индуктивности, а также влияния емкости кабеля, подключаемого к выходу фильтра, ФПМ при необходимости настраивается при регулировке рельсовой цепи путем изменения емкости конденсатора при контроле равенства напряжений на индуктивности (выводы 23-71). Для этой цели отдельные перемычки, идущие от подстроечных конденсаторов, добавляют или снимают.

Перемычки для настройки фильтров

Тип фильтра

Несущая частота, Гц

Перемычки

ФПМ 8,9,11

420

43-23-22-21-83

480

42-23-22-21

580

41-23-22-73-81

ФПМ 11,14,15

580

43-23-22-73-81

720

42-23-21-82-83

780

41-23-21-81-83

Значение емкостей конденсаторов фильтра

Позиция

С1

С2

С3

С4

С5

С6

С7

С8

Емкость, мкФ

0,1

0,15

0,22

0,33

0,47

0,68

1,5

2,2

Фильтры ФПМ имеют три выхода, отличающиеся различными значениями выходного сопротивления. На участках с низким сопротивлением балласта используются выход 63-12 при электрической тяге и 62-12 при автономной тяге. Выход 61-12 используется при централизованном размещении аппаратуры.

Фильтры ФПМ устанавливаются для эксплуатации в розетки штепсельного реле НШ.

Путевой приемник ПП

Путевой приемник ПП предназначен для приема и дешифрирования амплитудно-манипулированных сигналов рельсовых цепей.

Электропитание приемника осуществляется от источника однофазного переменного тока 50 Гц номинальным напряжением 17,5 В с допустимыми отклонениями от 15,7 до 18,4 В. Нагрузкой приемника является нейтральное малогабаритное реле постоянного тока типа АНШ2-1230 или АНШ2-1600 с параллельным включенными обмотками. Выходное сопротивление приемника сигналу номинальной несущей частоты составляет 120-160 Ом.

Чувствительность приемника по сигналу в нормальных климатических условиях находится в пределах от 0,32 до 0,38 В, при крайних значениях рабочих температур от 0,3 до 0,5 В. Коэффициент возврата не менее 0,9.

Максимальное значение рабочего сигнала на входе приемника равно 2 В.

Напряжение постоянного тока на нагрузке приемника (выходе) при наличии на входе номинального амплитудно-манипулированного сигнала составляет не менее 4,6 В, в эксплуатационных условиях не менее 4 В.

При частоте модуляции, не соответствующей типу приемника, напряжение на выходе не более 0,42 В.

Полоса пропускания входного фильтра на уровне 0,7 составляет не менее 24 Гц. Входное сопротивление приемника сигнала АЛС на частотах от 25 до 175 Гц не более 4 Ом. Допустимое значение тока АЛС через входную цепь приемника равно 0,5 А /5/.

В зависимости от значений несущей и модулирующей частот настройки приемники имеют десять типов исполнения. В таблице 3.4 приведены типы приемников, значения номинальных частот, затухания входных фильтров на частотах соседних каналов и выходные выводы.

На рис. показана принципиальная схема приемника. Типы приемников отличаются схемами включения и настройки LC-контуров входных и низкочастотных фильтров. Принципиальные схемы приемников содержат входной фильтр, демодулятор, амплитудный ограничитель, усилитель тока, низкочастотный промежуточный фильтр, буферный каскад, пороговое устройство, выходной усилитель, низкочастотный выходной фильтр с выпрямителем, устройство индикации, вторичный источник электропитания.

Типы приемников

Тип приемника

Номинальная частота, Гц

Затухание входного фильтра

Выходные выводы

Несущая

Модуляции

Частота, Гц

Затухание, дБ, не менее

ПП-8/8

ПП-8/12

ПП-9/8

ПП-9/12

420
    8 12

480

38

31-33

480
    8 12
    420 580

31-13

ПП-11/8

ПП-11/12

580
    8 12
    480 720

30

31-83

ПП-14/8

ПП-14/12

720
    8 12
    580 780

31-52

ПП-15/8

ПП-15/12

780
    8 12

720

31-51

Входной фильтр служит для выделения несущей и боковой частоты амплитудно-модулированного сигнала, а также для подавления частот соседних каналов, АЛС и гармоник тягового тока. Он состоит из двух пар связанных контуров TV1, C1, TV2, C2 и ТV3, СЗ, TV4, C4. Связь между ними осуществляется через транзистор VT1. Это исключает их взаимное влияние друг на друга и позволяет определить параметры фильтра как произведение соответствующих параметров обеих пар связанных контуров. Связь между контурами в обеих связанных системах выбрана выше критической и обеспечивает заданную ширину полосы пропускания и необходимое затухание сигналов, частоты которых лежат вне полосы пропускания фильтра. Для защиты конденсатора C1 от перенапряжений со стороны рельсовой линии к входу фильтра подключены стабилитроны VD1 и VD2. В приемнике параллельно резистору R2 через фронтовой контакт выходного реле можно подключить резистор R3. Это обеспечит при необходимости снижение коэффициента возврата приемника.

принципиальная схема приемника пп

Рис. 8. Принципиальная схема приемника ПП

Демодулятор собран по схеме усилителя с общим эмиттером на транзисторе VT2. С его нагрузки, включенной в коллекторную цепь, снимается низкочастотный сигнал с частотой модуляции 8 Гц или 12 Гц. Величина этого сигнала, а также чувствительность приемника регулируется резистором R34. Выделенный низкочастотный сигнал с демодулятора поступает на вход амплитудного ограничителя.

Амплитудный ограничитель выполнен на транзисторе VT3 и представляет собой усилитель, включенный по схеме с общим эмиттером. Он служит для ограничения амплитуды низкочастотного сигнала и тем самым предотвращает от перегрузки последующие каскады. Нагрузкой усилителя является низкочастотный промежуточный фильтр.

Низкочастотный промежуточный фильтр представляет собой последовательный резонансный LC-контур, настроенный на собственную частоту модуляции. Выделенный фильтром частотный сигнал через буферный каскад, выполненный на транзисторах VT5, VT6, собранный по схеме с общим коллектором, поступает на вход порогового устройства.

Низкочастотный промежуточный фильтр представляет собой последовательный резонансный LC-контур, настроенный на собственную частоту модуляции. Выделенный фильтром частотный сигнал через буферный каскад, выполненный на транзисторах VT5, VT6, собранный по схеме с общим коллектором, поступает на вход порогового устройства.

Пороговое устройство представляет собой симметричный триггер с высоким коэффициентом возврата на транзисторах VT7 и VT8.

Выход порогового устройства соединен с входом выходного усилителя, который представляет собой двухкаскадный усилитель мощности и служит для усиления сформированного пороговым устройствам прямоугольного сигнала частоты модуляции. Усилитель собран на транзисторах VT9 - VT12, работающих в ключевом режиме.

Подключенный к выходу выходного усилителя низкочастотный выходной фильтр с выпрямителем представляет собой последовательный LC-контур, выполненный на конденсаторах C9, С10 и трансформаторе TV6. К его вторичной обмотке подключен мост YD5. Фильтр настроен в резонанс на собственную частоту модуляции. К плечу постоянного тока выпрямительного моста подключается нагрузка приемника и обмотка выходного реле.

На лицевой стороне кожуха приемника располагаются элементы световой индикации, светодиоды VD11 и VD12. Светящееся состояние одного из светодиодов показывает наличие электропитания на приемнике, мигающий режим обоих светодиодов соответствует приему номинального сигнала.

Вторичный источник электропитания представляет собой однополупериодный выпрямитель переменного тока, выполненного на диодах VD9 и VD10, выравнивающих резисторах R32, R33 и R35, R36, а также конденсаторах С11 и С12. Выпрямленное напряжение через балластные резисторы R29-R31 поступает на стабилитроны VD6-VD8 для получения стабилизированных напряжений питания +6, -6, +12 В. Нестабилизированное двухполярное напряжение ±18 В, снимается с конденсаторов С11, С12 и служит для питания выходного усилителя.

Приемник устанавливается для эксплуатации в розетку штепсельного реле ДСШ. Электропитание на приемник подается на выводы 21-22. Выходными являются выводы 11-43.

При необходимости предусмотрена возможность подключения к выводам 61-23 дополнительного реле, работающего как обратный повторитель.

Уравнивающий трансформатор УТ3

Уравнивающий трансформатор УТ3 предназначен для уравнивания напряжений на приемных концах рельсовых цепей, при разнице в длине 20% и более, короткой ТРЦ. УТ3 включается во входную цепь путевого приемника /5/.

Схема УТЗ и пример его включения для приемника ПП-15/8 приведена на рис. 3.4.

УТ3 включает в себя трансформатор TV с отводами и конденсатор С.

Уравнивающий трансформатор устанавливается на входе путевого приемника рельсовой цепи меньшей длины. Выводы 1-2 УТ3 подключается к входу приемника ПП. Выводы вторичной обмотки УТ3 (Н и К) выбирают исходя из требуемого значения коэффициента трансформации nУТ, которые приведены в таблице 3.5. Перемычка Сн и Ск служит для подключения конденсатора C параллельно вторичной обмотке УТ3 с целью повышения его входного сопротивления на рабочей частоте сигнального тока. На рис. 3.4 конденсатор C подключен к выводам 7 и 10 для настройки на частоту 780 Гц, а вход УТ3 подключен к выводам 4 и 9 для получения nУТ=1,37.

схема включения трансформатора утз на приемном конце рц

Рис. 9. Схема включения трансформатора УТЗ на приемном конце РЦ

Выводы УТ3, выбираемые в зависимости от коэффициентов трансформации

Выводы УТ3 (Н-К)

Коэффициенты трансформации (nУТ)

F, Гц

Перемычки (Сн-Ск)

3-9

1,2

420

3-10

4-9

1,37

5-9

1,65

480

4-10

6-9

2,03

7-9

2,44

580

5-10

3-6

2,90

8-9

3,39

720

6-10

4-6

4,16

3-5

4,36

780

7-10

5-7

5,08

Работая в цепи эквивалентного генератора тока, которым служит приемный конец рельсовой цепи, уравнивающий трансформатор, являясь повышающим по расположению обмотки, фактически обеспечивает снижение напряжения на входе приемника.

Уравнивающий трансформатор УТ3 выполнен в нештепсельном исполнении. При расположении на релейных рамах УТ3 занимает место одного реле НМШ.

Похожие статьи




Аппаратура рельсовых цепей - Блокировка и сигнализация на железнодорожном транспорте

Предыдущая | Следующая