2.4 Розрахунок кабельної мережі та кабельний план станції

Кабельні мережі призначені для з'єднання з постом централізації об'єкта керування та контролю. Розрізняють напільні та внутрішньопостові кабельні мережі.

Напільні кабельні мережі діляться на кабельні мережі світлофорів, стрілочних електроприводів, живильних та релейних трансформаторів. Проектування кабельних мереж до напільних об'єктів керування та контролю, виконується по двонитковому плану станції, на якому вказане розташування напільних пристроїв з показанням ординат стрілок і світлофорів.

Трасу кабелю, як правило, прокладають по узбіччі крайньої колії або в міжколійї малодіяльних ліній, вільних від ліній електропередачі, повітропроводів, водовідводів та інших пристрої з урахуванням можливості використання машин та механізмів при кабельних роботах. Траса повинна бути по можливості прямолінійною і паралельною найближчій колії, при необхідності, колії перетинати під прямим кутом.

Для з'єднання пристроїв напільного обладнання з постовими пристроями, а також напільних пристроїв між собою використовують кабель СБПУ із мідними жилами діаметром 0,9 мм і площею поперечного перерізу 0,636 мм ².

В кабельних мережах для групування однотипних об'єктів використовують розгалужувальні муфти РМ-4-28, РМ-7-49, PM-8-112, а також кінцеві та проміжні муфти УKM-12, УПМ-24.

Розгалужувальні муфти встановлюють в районі найбільшого скупчення об'єктів біля найближчого до поста ЕЦ об'єкта.

Від розгалужувальної муфти до поста ЕЦ прокладається груповий магістральний кабель, а від РМ до кожного об'єкта прокладають

індивідуальний кабель, при цьому слід враховувати, що довжина індивідуального кабелю не повинна перебільшувати 200 метрів.

Розрахунок кабельних мереж для об'єктів керування і контролю електричної централізації полягає у визначенні довжини кабелю до них, необхідного перерізу і кількості проводів в кабелі в залежності від дальності керування об'єктами.

В залежності від призначення кабельної мережі муфти РМ позначаються літерою: СТ - стрілочних електроприводів, С - світлофорів, Р - релейних трансформаторів, П - живильних трансформаторів.

Довжину кабелю, що прокладають, розраховують за формулою:

Lк = ( l + 6n + l1 + lз ) *1,03 , (1)

де Lк - довжина кабелю, що прокладають, м.;

l - різниця між ординатами об’єктів, які з’єднують, м;

6 ‐ середнє значення ширини між коліями, м;

n - кількість колій, які перетинає кабель, м.;

l1 - відстань від релейної шафи, муфти до крайньої рейки 3м;

lз- - запас кабелю на розподіл та перерозподіл - 3м;

1,04 - коефіцієнт, який враховує повороти кабелю в траншеї та осідання грунту.

При прокладанні кабелю з поста ЕЦ до розгалужувальної муфти РМ, довжина кабелю збільшується на 50 м.: 15 м. на розділення і ввід на пост ЕЦ при кросовому монтажі, 35 м. на відстань від поста ЕЦ до крайньої рейки.

Отримані результати потрібно округлювати до числа, кратного п'яти, в сторону збільшення. Слід застосовувати всі можливі заходи для економії кабелю. Світлофори, трансформаторні ящики можна включати як проміжні.

Так як станція "Щ" знаходиться в південному регіоні України, де температура повітря в зимовий час опускається нижче -2 , то на станції передбачається обігрів та автоматичне очищення стрілок від снігу. Тому розрахунок кабельних мереж стрілочних електроприводів ведеться не тільки

для схеми керування, а також для обігріву та обдувки. На даній станції використовується п'ятипровідна схема керування приводами зі встановленням електродвигунів змінного струму типу МСТ-0,3 на номінальну напругу 190 В. Під час складання схеми кабельної мережі до уваги беруться ємність кабелю, кабельних арматур і максимальне віддалення стрілочних електроприводів від розгалужувальних муфт, що не повинне перевищувати 200 м.

Початком розрахунку є визначення довжин індивідуальних й магістральних кабелів, які знаходяться за формулою (1).

Під час складання кабельної мережі стрілочних електроприводів до кожного приводу окремої стрілки прокладається окремий індивідуальний кабель. До приводів спарених стрілок індивідуальний кабель прокладається до приводу тієї стрілки, яка розташована ближче до поста ЕЦ, а також між спареними стрілками.

Далі розраховуємо кількість жил в проводах. Для цього необхідно знати, що кількість жил в проводах залежить від схеми включення, системи живлення, типу електродвигуна та довжини кабелю. Для полегшення знаходження кількості жил кабелю в проводах були розроблені таблиці взаємозалежності між максимально допустимою довжиною кабелю і числом жил в ньому. Ця взаємозалежність для п'ятипровідної схеми керування стрілочним електроприводом СП-ТС з електродвигуном змінного струму МСТ-0,3. Для визначення кількості і місця встановлення розгалужувальних муфт стрілочні електроприводи групують.

Після цього викреслюється план кабельної мережі. На кабельній мережі вказується довжина і жильність кабелів, що укладають. Довжина цих кабелів визначається за допомогою формули (1).

До кабельної мережі світлофорів відносяться ланцюги вихідних, маневрових світлофорів та релейної шафи вхідних світлофорів. Слід зазначити, що сигнальні трансформатори щоглових світлофорів розміщують трансформаторних ящиках, а карликових – в сигнальних головках світлофорів.

Дальність керування вогнями вихідних і маневрових світлофорів з лампами 15Вт, 12В та понижуючими трансформаторами СТ-4 при живленні з поста ЕЦ без дублювання жил складає 3 км.

Так як в непарній горловині станції "Щ" довжина кабелю від найвіддаленішого світлофора до посту ЕЦ не перевищує цю відстань, то дублювання жил не потрібно.

Довжину магістрального та індивідуального кабелю розраховуємо за формулою (1).

Кількість проводів до світлофорів визначається по типових схемах включення вогнів світлофорів. При цьому враховуємо, що зворотні проводи для дозволяючих і забороняючих показань у поїзних світлофорів - окремі, а у маневрових - спільні. Кількість жил кабелю до релейної шафи вхідного світлофора визначається схемами включення вхідного світлофора і ув'язки пристроїв електричної централізації з системами інтервального регулювання рухом поїздів.

Жильність кабелю визначається за принциповою схемою ввімкнення вогнів світлофора. Зворотні проводи забороняючи і дозволяючи показань в поїзних світлофорів прокладається роздільно, у маневрових спільно.

Релейна шафа вхідного світлофора містить кола керування та контролю вхідного світлофора, живлення шафи, ув’язки пристроїв ЕЦ з пристроями АБ, живлення і контролю рейкових кіл за вхідними світлофорами та ділянок наближення до станції, що межують з вхідними світлофорами. Кількість жил кабелю до релейної шафи вхідного світлофора визначаються схемами включення світлофора, схемами ув’язки з пристроями АБ.

При розрахунку жильності потрібно керуватися тим, що гранична довжина кабелю без дублювання жил в проводі між колійним реле і релейним трансформатором або дросель-трансформатором при електротязі постійного струму становить 3 км. Оскільки на даній станції ця довжина не перевищує 3 км, то дублювання жил не потрібне.

Релейні трансформатори можна включати як проміжні. Релейні трансформатори розміщують у трансформаторних ящиках ТЯ. Якщо використовувати для розміщення трансформатору ТЯ першої збірки, то в цьому ящику можна розділити кабель ще для шести релейних трансформаторів, якщо використовувати ТЯ другої збірки, то можна розділити кабель ще для трьох релейних трансформаторів.

Розрахунок довжини магістрального та індивідуального кабелю проводиться за формулою (1).

Розрахунок довжини магістрального та індивідуального кабелю від поста ЕЦ до живлячих трансформаторів ведеться за формулою (1).

Максимальна довжина кабелю без дублювання жил в проводах між живлячим трансформатором та постом централізації при електротязі постійного струму складає - 1500м. Всі живлячі дросель-трансформатори включені в три групові муфти ‐ П2/(830,5), П4/(650,5), П6/(483,5) - без дублювання жил кабелю, так як довжина кабелю до найбільш віддаленого живлячого трансформатора складає менше 1500 метрів. Живлячі трансформаторні ящики кодованих рейкових кіл забороняється включати, як проміжні. Таке включення може призвести до нестабільної роботи кодування АЛСН внаслідок накладання кодів одного рейкового кола на інше. Кодуючі живильні трансформатори включаються окремо.

При складанні кабельної мережі живлячих трансформаторів слід враховувати, що живлячі трансформатори рейкових кіл групують в окремі промені живлення так, щоб порушення живлення одного променя виводило з ладу, по можливості, меншу кількість маршрутів. За розрахункам струм одного променя рейкових кіл постійного струму частотою 25Гц може бути не більше 0,68А. До одного перетворювача частоти ПЧ50/25-300 можливо підключення двох променів з сумарним навантаженням не більше 1,36А .

В таблиці приведено найменування рейкових кіл, характеристика, довжина, та максимальний струм навантаження променя, для парної горловини

станції "Щ". Максимальний струм навантаження променя, що споживається колійними трансформаторами вільних та зайнятих рейкових кіл, приведені в таблиці 1.

Таблиця переліку рейкових кіл

Найменування рейкового кола	Тип рейкового кола	Довжина рейкового кола (м)	Розрахунковий струм (А)
ІІП	2-х ниткове з 2-ДТ, кодоване, нерозгалужене	1050	0.090
4П	2-х ниткове з 2-ДТ, некодоване, нерозгалужене	1050	0.090
6П	2-х ниткове з 2-ДТ, некодоване, нерозгалужене	1050	0.090
ІП	2-х ниткове з 2-ДТ, кодоване, нерозгалужене	1050	0.090
3П	2-х ниткове з 2-ДТ, некодоване, нерозгалужене	1050	0.090
5П	2-х ниткове з 2-ДТ, некодоване, нерозгалужене	1050	0.090
17СП	2-х ниткове з 2-ДТ, кодоване, розгалужене	121,5	0.040
9-15СП	2-х ниткове з 2-ДТ, кодоване, розгалужене	179	0.040
3-7СП	2-х ниткове з 2-ДТ, кодоване, розгалужене	498,5	0.040
21СП	2-х ниткове з 2-ДТ, некодоване, розгалужене	214	0.040
21АСП	2-х ниткове з 2-ДТ, кодоване, розгалужене	227	0.040
13-11СП	2-х ниткове з 2-ДТ, некодоване, розгалужене	420,5	0.040

Продовження таблиці 1

Найменування рейкового кола	Тип рейкового кола	Довжина рейкового кола (м)	Розрахунковий струм (А)
1СП	2-х ниткове з 2-ДТ, некодоване, розгалужене	592	0.945
1ТП	2-х ниткове з 1-ДТ, некодоване, нерозгалужене	659,5	0.945
19-23СП	2-х ниткове з 2-ДТ, кодоване, розгалужене	97,5	0.040
19СП	2-х ниткове з 2-ДТ, кодоване, розгалужене	126	0.040
5/9П	2-х ниткове з 2-ДТ, кодоване, нерозгалужене	346	0.945
5СП	2-х ниткове з 2-ДТ, кодоване, розгалужене	132	0.040
М3П	2-х ниткове з 2-ДТ, кодоване, нерозгалужене	584,5	0.945
25АСП	2-х ниткове з 2-ДТ, некодоване, розгалужене	110,5	0.040
27СП	2-х ниткове з 2-ДТ, некодоване, розгалужене	126,5	0.040
3ТП	2-х ниткове з 1-ДТ, некодоване, нерозгалужене	468,5	0.945
			Всього: 5,705

Оскільки розрахунковий струм становить 5,705 А, то кількість променів на станції буде дорівнювати 9 променям.

.

На п'ятому листі графічної частини зображена схема маршруту приймання на колію IП.

Електричні схеми виконавчої групи БМРЦ зображають для плюсового положення стрілок; вільних та справних стрілочних і без стрілочних секцій, ділянок наближення та віддалення; невстановлених маршрутів; закритих показань світлофорів.

Система БМРЦ складається з двох груп реле: набірної та виконавчої.

Для побудови схем набірної групи використовують реле другого класу надійності. Набірна група забезпечує фіксацію та замикання нажатих кнопок при наборі маршрутів, визначення категорії та напрямку маршруту в залежності від натиснення кнопок початку маршруту; включення світлового вказівника маршрутів для контролю правильності набору маршруту: визначення правильності послідовності натиснення маршрутних кнопок; включення управляючих та пускових реле для одночасного переводу стрілок, що входять в маршрут; перевірку відповідності набраному маршруту дійсному контрольному положенню стрілок для цього маршруту; включення початкових та кінцевих маневрових реле для визначення меж маршрутів в схемах виконавчої групи, відміну набору маршруту та сигналізацію на табло порядку набора маршруту.

Всі схеми набірної групи з'єднуються по чотирьох колах міжблочних з'єднань:

- схема кнопкових реле;

- схема автоматичних кнопкових реле;

- схема управляючих стрілочних реле;

- схема відповідності.

Кнопкові реле призначені для фіксації натиснення кнопки.

Автоматичні кнопкові реле призначені для включення кнопкових реле, в основному маршруті, тих кнопок, які ДСП не натискав в процесі установки

(набору) маршруту.

Схема відповідності призначена для включення початкового реле виконавчої групи, в колі включення якого перевіряється задане та фактичне положення стрілок. Для побудови схем виконавчої групи використовуються реле першого класу надійності, оскільки їх контакти безпосередньо беруть участь в установці, замиканні маршрутів, відкритті світлофору, а також в автоматичному та штучному розмиканні маршруту і контролю стану об'єктів.

Повну електричну схему виконавчої групи складають із восьми ниток між блочних з'єднань.

Блоки виконуючої групи з’єднуються між собою а допомогою восьми кіл, чим утворюється наступна схема централізації:

перше коло - схема включення контрольно-секційних реле (КС). Ця схема являється загальною для поїзних і маневрових маршрутів. За допомогою реле КС вибираються і контролюються колійні і стрілочні секції, які входять в маршрут, а також вимикають маршрутні для замикання маршруту. Схема реле КС контролює вступ поїзда на маршрут.

друге коло і третє коло - схема включення сигнальних (С) і маневрових сигнальних реле (МС). По другому колу реле С вмикає дозволяючі показання поїзних і маневрових світлофорів. По третьому колу здійснюється підживлення сигнальних реле маневрових світлофорів. Підживлення сигнальних реле призначене для виключення перекриття маневрового сигналу, при вступі на секцію першої колісної пари (при русі маневрового складу вагонами вперед), до повного звільнення секції.

четверте і п’яте кола - схема включення маршрутних реле. Маршрутні і замикаючі реле здійснюють замикання і розмикання колійних і стрілочних секцій, які входять в маршрут, фіксацію слідування поїзда здійснюють

маршрутні реле.

шосте коло - схема реле розділки Р. Призначена для розділки і відміни маршрутів.

сьоме і восьме коло - індикація на табло (контроль стану і положення стрілок у встановлених маршрутах).

Побудова схем при включенні вогнів світлофорів: в блоках вхідних світлофорів предбачают окрім основного сигнального реле також додаткове.

Вибір сигналу відбувається в залежності від показання маршрутних та вихідного світлофорів. Лампи світлофора включаються через понижуючий трансформатор СТ-5. число трансформаторів відповідає кількості вогнів світлофора.

Для контролю горіння ламп світлофора встановлюють в вторинні обмотки трансформатора СТ-5 вогневі реле АОШ2-180/0,45. Повторювачі вогневих реле НКО, Н1ЖО, НЗО, Н2ЖБО встановлені на посту централізації. Для створення мигаючого режиму світлофорних ламп застосовується комплект мигаючих реле НКПС, НКМР, МГ, НГМ і НКМГ. Управління вогнями вихідного світлофора ведеться основним сигнальним реле НС, включеним в блок ВД-62. Додатковими сигнальними реле є НЗС - зеленого вогню, НМГС - мигаючих вогнів. Також передбачені реле: НРУ - дозволяючих показань, НСО - для включення жовтого вогню, якщо перегорить лампа зеленого, НВНП - виключення неправильного показання світлофора, НГМ - маршрутне по головній колії, НСОЖ - для переключення лампа з основної нитки розжарення на резервну, НПС - запрошуючого вогню, НЗПМ - маршрутне по боковій колії.

Слід звернути увагу, що в поїзному маршруті перекриття світлофора відбувається одразу після зайняття поїздом блок-ділянки, що огороджує світлофор. При маневрових маршрутах, перекриття світлофора відбувається лише після звільнення маршруту, тобто, це необхідно для того, щоб у разі виконання маневрових робіт вагонами уперед не перекривався світлофор.

Схемо це забезпечується тим, що при зайнятті першої ділянки у маневровому маршруті реле 1М збуджується, і своїми фронтовими контактами і контактами знеструмленого реле КС, а також знеструмленим станом реле ИП - сповіщувач про наближення, вмикає коло самоблокування світлофора. Перекриється він

після послідовного збудження реле 1М, 2М і реле КС.

Робота схеми за умови автоматичного секційного розмикання маршруту:

Автоматичне розмикання маршруту починається після вступу поїзда на ділянку НП, що призводить до вимкнення реле КС, а також сигнального реле НС і закриття вхідного світлофора Н. Першим замикається коло 14 міжблочних зєднань в блоці УП-65 ділянки НП і характеризується збудженням реле від полюса СПБ з перевіркою виключеного стану реле КС блоку Н(ВД), збудженим станом реле ОН знеструмленим станом 1КМ - кінцевого маневрового, П1 - з перевірко зайнятості ділянки, Р - розділки, чим перевіряється відсутність розділки даної ділянки, а також знеструмленим станом контрольно-секційного реле КС ділянки НП(УП-65), з повторною перевіркою знеструмленого стану реле Р і полюс МЛ. Після збудження реле 1М стає на коло самоблокування через власний фронтовий контакт і тиловий контакт реле КС.

З моменту збудження реле 1М при зайнятій ділянці 1СП з контролем збудження реле 1М збуджується реле 2М. Воно збуджується по колу 15, яке починається в блоці СП-69 ділянки 1СП.

Після його збудження воно стає на коло самоблокування аналогічно попередньому випадку.

Фронтовими контактами реле 1М, 2М вмикається замикаюче реле і секція НП розмикається. Далі схема працює аналогічно.

Відміна маршруту при незайнятій ділянці наближення. Поїзний маршрут на колію 1П по світлофору Н відмінюють натисканням групової кнопки відміни ОГК, а потім маршрутної кнопки світлофора Н. Від натискання кнопки ОГК

вимикається живлення схем маршрутного набору. Натискання кнопки у світлофора збуджують реле НКН набірної групи, які притягують якір і підключають до сигнальних реле шину ПГ ,в якій відсутнє живлення. Так як рух по маршруту відсутній, реле Н і КС збуджені. Через їх фронтові контакти в блоці ВД збуджується реле ОТ:

В колі реле ОТ перевіряється: встановлений маршрут под даному

світлофору(Н), вільність маршруту(КС), закритий стан світлофора(НС), вільність комплекту витримки часу і натискання кнопки групової відміни, наявність живлення МГОТ при вільній ділянці наближення або при зайнятій МПВ.

Вибір кола ГОТ і ПВ1 вибирається контактом реле сповіщення про наближення ИП. При вільній ділянці наближення для отримання затримки в 5 секунд використовують контакт реле ГОТ, при зайнятому для отримання трьох хвилин - ПВ1. З моменту розмикання тилових контактів реле ГОТ вимикається можливість збудження реле ОТ в інших блоках і відміняти маршрути. Після витримки часу з блоку ОСБ вмикається, а потім і самоблокується реле ОВ. На табло загорається лампочка червоного кольору мигаючим кольором і сигналізує про закінчення витримки часу. Фронтовим контактом реле ОВ вмикається шина ПОВ в блоці ВД-62(Н), від якої в коло 16 міжблочних з'єднань подається живлення для збудження реле розділки. Коло відміни починається в блоці ВД-62(Н) і закінчується П-62(1П):

По колу 16 збуджуються реле Р в блоках УП-65(НП), (7/15 СП), СП-69 (1СП), (11-17СП). Спрацьовуючи, реле Р в своєму блоці розмикає коло 11, у зв'язку з чим знеструмлюються реле КС всіх секцій. Фронтовим контактом реле Р вмикаються маршрутні реле 1М, 2М, які своїми контактами замикають і збуджують замикаючі реле, чим і приводять станцію до вихідного стану.

Штучне розмикання маршруту. Для штучного розмикання натискають кнопку ГИР, чим вмикають реле ГРИ1. Одночасно вимикається шина МИ, щоб

не допустити збудження інших реле РИ. Після витримки часу блоку ИСБ спрацьовує, а потів самоблокується реле ИВ. Після цього для збудження реле Р колійних і стрілочних секцій подається живлення для секцій, що розмикаються. Так як реле Р мають малий опір їх вмикають послідовно, а між ними розміщують баластні резистори. Реле Р, аналогічно попереднім випадкам, вмикає реле 1М, 2М, які замикають кола збудження замикаючих реле і маршрут розмикається.

Схеми включення індикації та табло та їх робота при встановленні маневрового маршруту від світлофора М3 за світлофор М7.

Від натискання кнопки М3 початку маршруту в блоці НПМ(Н, М3) спрацьовує реле КН, вмикаються реле ВПМ і реле ПМ в блоці НН, а одночасно

із тим світлова чарунка у маневрового повторювача на табло. Фронтовими контактами реле ПМ подається живлення в шину напрямку НМ і одночасно білим вогнем вмикається комірка правої стрілки і вказівнику маршрутів, чим визначається категорія та напрям маршруту, що набирається. До шини НМ через фронтовий контакет реле КН підключається і спрацьовує реле ОП, визначаючи початок маршруту від світлофора М3.

Натискання кнопки М7 кінця маршруту до шини живлення НМ підключається і спрацьовує кнопочне реле КН в блоці НМIIП(М7). Фронтовим контактом цього реле вмикається світлова комірка у маневрового повторювача на табло. Після послідовних дій у колах набірної групи, збудившись управляючі реле замикають кола збудження пускових реле і починається перевід стрілок. Після переводу розмикається коло 11 міжблочних з'єднань і вимикаються реле КН. Гаснуть комірки в вказівнику УМ і на табло у всіх повторювачів маневрових світлофорів. Після спрацювання кіл виконавчої групи, переводу стрілок, встановлення та замикання маршруту, на табло загорається траса маршруту білими полосами, що показує, що маршрут

встановлений і замкнутий. На повторювачі маневрового світлофора горить місячно-білий вогонь, що свідчить про дозвіл проведення маневрових робіт.

Вступ состава на маршрут призводить до вимкнення світлових комірок, що горять білим кольором, і загоранню комірок червоним кольором.

В процесі набору маршруту слід керуватися загоранням сигнальних комірок у світлофорів на табло, а також вказівником напрямку УМ.