Особенности и этапы развития
Н.Е. Федоров
СОВРЕМЕННЫЕ СИСТЕМЫ
АВТОБЛОКИРОВКИ
С ТОНАЛЬНЫМИ РЕЛЬСОВЫМИ ЦЕПЯМИ
Учебное пособие для студентов специальности
"Автоматика, телемеханика и связь на железнодорожном транспорте"
Рекомендовано учебно-методическим объединением
в качестве учебного пособия для вузов железнодорожного транспорта
Самара 2004
УДК 656.256.3:656.259.12
Ф33
Рецензенты:
Зам. руководителя Департамента автоматики
и телемеханики ОАО "РЖД"
Казиев Г.Д.
Зав. кафедрой «Автоматика и телемеханика
на железнодорожном транспорте» РГОТУПС,
профессор Горелик А.В.
Доктор техн. наук, профессор кафедры «Автоматика и телемеханика
на железнодорожном транспорте» МИИТ
Бестемьянов П.Ф.
Федоров Н.Е.
Ф33 Современные системы автоблокировки с тональными рельсовыми цепями: Учебное пособие. – Самара: СамГАПС, 2004. ‑ 132с.
ISBN 5-901267-63-X
В учебном пособии рассмотрены особенности и принципы построения современных систем автоматической блокировки, показаны логика и пути их развития. Особое внимание уделено аппаратуре и схемам рельсовых цепей тональной частоты, а также системам автоблокировки на их основе. Приведено большое количество принципиальных схем изучаемых устройств в соответствии с действующими типовыми проектными решениями с учетом последующих указаний ГТСС.
Пособие предназначено для студентов специальности 210700 в качестве учебного материала, а также для использования при курсовом и дипломном проектировании.
Учебное пособие может быть полезным работникам хозяйства СЦБ.
УДК 656.256.3:656.259.12
ISBN 5-901267-63-X © Самарская государственная
академия путей сообщения, 2004
© Федоров Н.Е., 2004
ОГЛАВЛЕНИЕ
Стр.
ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ . . . . . . 5
ВВЕДЕНИЕ . . . . . . . . . 6
1. ОСОБЕННОСТИ И ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ ПЕРЕГОННЫХ
СИСТЕМ АВТОМАТИКИ . . . . . . . . 8
1.1. Особенности перегонных систем железнодорожной
автоматики и телемеханики . . . . . . . 8
1.2. Диалектика и пути развития систем автоблокировки . 11
1.3. Анализ кодовой автоблокировки . . . . . 16
1.4. Новые системы автоматической блокировки . . . 20
2. РЕЛЬСОВЫЕ ЦЕПИ ТОНАЛЬНОЙ ЧАСТОТЫ . . . 37
2.1. Этапы развития тональных рельсовых цепей . . . 37
2.2. Принципы построения и эффективность ТРЦ . . . 39
2.3. Особенности расчета ТРЦ . . . . . 42
2.4. Схемы и аппаратура ТРЦ . . . . . . 44
2.4.1. Обобщенная схема тональной рельсовой цепи . . 44
2.4.2. Аппаратура ТРЦ3 . . . . . . . 47
2.4.3. Особенности и аппаратура рельсовых цепей ТРЦ4 . 57
2.4.4. Схемы устройств согласования и защиты . . . 60
3. РАЗНОВИДНОСТИ СИСТЕМ АВТОБЛОКИРОВКИ С
ТОНАЛЬНЫМИ РЕЛЬСОВЫМИ ЦЕПЯМИ . . . . . 64
4. ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ И ТЕХНИЧЕСКАЯ
РЕАЛИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ АБТ . . . . . . . 74
4.1. Структурная схема и достоинства системы АБТ . . 74
4.2. Путевой план перегона . . . . . . 77
4.3. Схемы рельсовых цепей и кодирования АЛС . . . 82
4.4. Линейная цепь увязки проходных светофоров . . 86
4.5. Схемы управления огнями светофоров . . . . 88
4.6. Увязка автоблокировки со станционными устройствами . 90
4.6.1. Схемы увязки по пути приема . . . . . 90
4.6.2. Схемы увязки по пути отправления . . . . 92
4.7. Увязка с переездными устройствами . . . . 93
4.8. Схема исключения разрешающего сигнала на светофоре
при потере шунта . . . . . . . . . 97
5. АВТОБЛОКИРОВКА С ТОНАЛЬНЫМИ РЕЛЬСОВЫМИ
ЦЕПЯМИ И ЦЕНТРАЛИЗОВАННЫМ РАЗМЕЩЕНИЕМ АППАРАТУРЫ 101
5.1. Особенности и структурная схема системы АБТЦ . . 101
5.2. Размещение оборудования и кабельная сеть . . 104
5.3. Рельсовые цепи системы АБТЦ . . . . . 108
5.4. Схемы управления огнями светофоров . . . . 113
5.5. Схемы кодирования рельсовых цепей . . . . 115
5.6. Замыкание и разделка перегонных устройств . . 121
5.7. Назначение и схемы линейных цепей . . . . 124
ЗАКЛЮЧЕНИЕ . . . . . . . . 129
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК . . . . 130
ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ
АБ – автоматическая блокировка.
АБ-Е – класс систем автоматической блокировки единого ряда на современной элементной базе.
АБТ – автоблокировка с тональными рельсовыми цепями.
АБТЦ – автоблокировка с тональными рельсовыми цепями и централизованным размещением аппаратуры.
АЛС – автоматическая локомотивная сигнализация.
АЛСМ – многозначная (частотная) автоматическая локомотивная сигнализация.
АЛСО – система автоматической локомотивной сигнализации, как основное средство регулирования движения поездов.
БРЦ – бесстыковая рельсовая цепь.
БУ – блок-участок.
ДТ – дроссель-трансформатор.
ЗУ – защитный участок.
ИС – изолирующие стыки.
КАБ – кодовая автоматическая блокировка числового кода.
КРЛ – контроль рельсовой линии.
КЭБ – кодовая автоматическая блокировка числового кода на электронных элементах.
ПАБ – полуавтоматическая блокировка.
ПСБ – участок с пониженным сопротивлением изоляции (балласта) рельсовой линии.
РЛ – рельсовая линия.
РЦ – рельсовая цепь.
СЖАТ – системы железнодорожной автоматики и телемеханики.
СУ – сигнальная установка автоматической блокировки.
ТРЦ – рельсовая цепь тональной частоты (тональная рельсовая цепь).
УСАБ – унифицированная самопроверяемая система автоматической блокировки.
УСЗ – устройства согласования и защиты.
ЦАБ – автоблокировка с централизованным размещением аппаратуры.
ЧАБ – частотная автоблокировка.
ВВЕДЕНИЕ
Системы автоматической блокировки изучаются в рамках дисциплины "Автоматика и телемеханика на перегонах" и относятся к классу систем железнодорожной автоматики и телемеханики (СЖАТ). Системы СЖАТ предназначены для регулирования движения поездов с целью решения таких важных задач как обеспечение безопасности движения поездов и повышение эффективности перевозочного процесса. Внедрение указанных систем на железнодорожном транспорте существенно повышает уровень безопасности движения, повышает пропускную способность участков и участковую скорость, что приводит к снижению себестоимости перевозок. Кроме того, внедрение этих систем уменьшает штат эксплуатационных работников, повышает культуру труда, исключает ряд железнодорожных профессий с наиболее тяжелыми и опасными условиями труда.
Проблема обеспечения безопасности движения поездов возникла одновременно с появлением железнодорожного транспорта. Первые механические и электромеханические устройства не обеспечивали достаточного уровня безопасности движения и надежности функционирования, сдерживали процесс увеличения скоростей и интенсивности движения. Только последующее развитие электротехники и электроники позволило решить эту задачу достаточно эффективно.
Системы СЖАТ на российском железнодорожном транспорте с учетом высокой интенсивности движения поездов получили самое широкое распространение. В связи со спецификой систем железнодорожной автоматики долгое время применялись устройства, реализованные на контактных электромагнитных реле с использованием рельсовых цепей постоянного и переменного тока промышленной частоты. Построение схем на электромагнитных реле было вызвано сложностью реализации электронных аналогов реле 1-го класса надежности, не имеющих опасных отказов.
Последние десятилетия характеризуются интенсивной разработкой и внедрением устройств СЖАТ, реализованных с использованием современных достижений микроэлектроники, микропроцессорной техники, теории передачи и обработки сигналов, теории рельсовых цепей. Большой вклад в разработку таких систем внесли ученые и проектировщики научных институтов ВНИИЖТ, ВНИИАС, ГТСС и отраслевых учебных ВУЗов. Так, в частности, были разработаны и внедрены в эксплуатацию электронные системы автоблокировки, компьютерная централизация стрелок и сигналов, микропроцессорные системы горочной автоматики и диспетчерской централизации, системы с рельсовыми цепями тональных частот.
Стремительное развитие и сложность систем СЖАТ, их ответственность за безопасность движения поездов и необходимость поддержания постоянной работоспособности систем требуют непрерывного повышения качества подготовки специалистов для обслуживания этих устройств.
Студент в процессе обучения должен не просто изучить схемы действующих устройств, но и усвоить логику их построения с учетом специфики систем, ответственных за безопасность движения поездов, понять перспективы развития устройств СЖАТ. При этом необходимы достаточно глубокие знания в области теоретических основ автоматики и телемеханики, теории передачи сигналов, электроники и микропроцессорной техники. Кроме того, специалист должен быть готов к самостоятельному овладению новой техникой.
Будущая профессиональная деятельность студентов специальности "Автоматика и телемеханика на железнодорожном транспорте" требует от них не только знаний принципов построения эксплуатируемых устройств, но и понимания физики процессов, протекающих в электрических цепях и электронных схемах, назначения и роли отдельных узлов и элементов. Только в таком случае гарантируется грамотное техническое обслуживание устройств, оперативное обнаружение и устранение неисправностей без задержек поездов.
Сложность изучения современных систем железнодорожной автоматики в немалой степени обусловлена отсутствием учебной и технической литературы по этим вопросам.
В данном учебном пособии рассматриваются современные системы автоблокировки с тональными рельсовыми цепями и проводится анализ работы принципиальных схем.
В первом разделе учебного пособия рассмотрены особенности перегонных устройств, диалектика и перспективы их развития, дан анализ традиционной автоблокировки числового кода, рассмотрены принципы построения новых систем. Этот материал должен способствовать лучшему пониманию логики и путей развития систем автоблокировки, а также предназначен для развития творческого мышления студентов.
В следующих разделах рассматриваются принципы построения и достоинства тональных рельсовых цепей, системы АБТ и системы АБТЦ. Описание устройств сопровождаются принципиальными схемами в соответствии с типовыми проектными решениями и последующими указаниями ГТСС и ЦШ МПС по их изменению.
При изучении предлагаемого материала необходимо пользоваться принципиальными схемами, прослеживая по ним электрические цепи и связи элементов, описываемые в тексте. При этом следует обращать внимание не только на работу схем, но и на роль каждого технического решения и особенности его реализации с точки зрения достижения положительного эффекта - обеспечения безопасности движения поездов, повышения надежности и расширения функциональных возможностей системы.
ОСОБЕННОСТИ И ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ