20 Принцип построения кодовых аб

Числовую кодовую автоблокировку проектируют при всех видах тяги поездов. При электрической тяге постоянного тока используют рельсовые цепи, работающие на сигнальной частоте 50 Гц, при электрической тяге переменного тока — на сигнальной частоте 25 Гц, а при автономной тяге возможно применение частоты 50 или 25 Гц. В остальном схемы автоблокировки идентичны.

Числовая кодовая автоблокировка — беспроводная. Информация между сигнальными точками передается по рельсовым нитям кодовыми сигналами КЖ, Ж, З с числовыми признаками. Этими же кодовыми сигналами на локомотив транслируется информация о показании впереди стоящего светофора. При свободном состоянии блок-участка кодовые сигналы воспринимают импульсные путевые реле, а при вступлении на блок-участок поезда локомотивные катушки. Кодовые сигналы посылаются всегда навстречу поезду.

В упрощенной принципиальной схеме числовой кодовой автоблокировки с сигнальной частотой 25 Гц для проходных светофоров 5, 7 и 9 нечетного пути двухпутного перегона (рис. 4.6) питание рельсовых цепей осуществляется от преобразователя ПЧ-50/25(ЯЧ, ДПЧ). От мешающего действия тягового тока и его гармонических составляющих путевое реле защищено электрическим фильтром ФП-25(Ф). Кодовые сигналы посылаются в рельсовую цепь в результате замыкания контакта трансмиттерного реле Т(ДТ). Для уменьшения искрообразования на контактах реле Т и настройки рельсовой цепи на питающем конце включают конденсаторы и резисторы.

Состояние цепей и показание путевых светофоров на схеме соответствуют расположению поезда на рельсовой цепи 5П. На каждой сигнальной точке непрерывно работают кодовые путевые трансмиттеры КПТШ, вырабатывая числовые коды, необходимые для работы автоблокировки и АЛС. При нахождении поезда на рельсовой цепи 5П импульсное путевое реле на сигнальной установке 5 зашунтировано скатами поезда и не работает в кодовом режиме. Сигнальные реле Ж и 3 на выходе дешифраторной ячейки обесточены, и на светофоре 5 по цепи, проходящей через тыловой контакт реле Ж и низкоомную обмотку огневого реле О (АОШ2-180/0.45) получает питание красная лампа. Реле О контролирует целостность нити красного огня. Если она исправна, то через тыловой контакт реле Ж и фронтовой контакт реле О к контактам КЖ кодового путевого трансмиттера подключается обмотка трансмиттерного реле Т, коммутирующего контактом питающий конец рельсовой цепи 7П. При этом в рельсовую цепь 7П подаются кодовые импульсы красно-желтого огня.^уяпцтри указанной поездной, ситуации красная лампа на светофоре 5 неисправна, то цепь реле Г разомкнута, и в рельсовую цепь 7П импульсы не подаются. В этом случае красный огонь переносится на предыдущий по ходу поезда светофор 7.

Перегорание ламп при разрешающих показаниях светофора (желтый или зеленый) не приводит к изменениям в кодировании и, следовательно, переноса огней не происходит. При приеме импульсным путевым реле И на сигнальной точке 7 кодового импульса КЖ на выходе дешифраторной ячейки ДА возбуждается сигнальное реле Ж. На светофоре 7 загорается желтый огонь, а трансмиттерное реле Т, подключенное к контактам Ж трансмиттера КПТШ, обеспечивает подачу в рельсовую цепь 9П кодового импульса желтого огня. Реле О сигнальной точки 7 включается высокоомной обмоткой через фронтовой контакт реле Ж последовательно с нитью лампы красного огня, контролируя ее исправность в холодном состоянии. В случае ее обрыва информация об этом передается на ближайшую станцию посредством устройств диспетчерского контроля. Импульсные посылки кода Ж воспринимает путевое реле И на сигнальной точке 9. На выходе дешифраторной ячейки возбуждаются сигнальные реле Ж и 3, в рельсовую цепь 11П контактами трансмиттерного реле Т подается кодовый импульс зеленого огня. Огневое реле О на сигнальной точке 9 контролирует в холодном состоянии целостность нити лампы красного огня. На следующей сигнальной точке 11 (на рис. 4.6 не показана) импульсы кода 3 принимаются так же, как и импульсы кода Ж, т.е. на светофоре загорается зеленый огонь. При нахождении поезда на любой из рассматриваемых рельсовых цепей кодовые импульсы принимают локомотивные катушки.

Коды зеленого и желтого огней различаются локомотивным приемником, зажигая на локомотивном светофоре соответственно желтый и зеленый огни. Реле двойного снижения напряжения ДСН, обмотки которых включены на каждой сигнальной точке параллельно в пределах перегона в цепь ДСН — О ДСН, определяют яркость горения огней светофора. На соответствующий режим работы лампы переключает дежурный по станции или диспетчер.

Расшифрование кодовых комбинаций КЖ, Ж и 3 осуществляется дешифраторной ячейкой ДА. Конструктивно ячейка выполнена в виде трех блоков: БС — блока счетчиков, БИ— блока исключения и БК— блока конденсаторов. Схема дешифратора должна решать следующие основные задачи: обеспечение декодирования кодовых комбинаций; исключение появления более разрешающего огня на путевом светофоре при коротком замыкании изолирующих стыков; исключение появления разрешающего огня при отказах элементов схемы. Основными элементами ячейки являются (рис. 4.7, а): реле-счетчик 1, регистрирующий приём первого импульса любого кодового сигнала; реле-счетчик 1А фиксирующий первый интервал; вспомогательное реле В и повторитель трансмиттерного реле ПТ (на рис. 4.7 не показаны), исключающие возможность включения более разрешающих показаний на светофоре при коротком замыкании изолирующих стыков. Питание ячейки постоянным током осуществляется от выпрямителя.

Сигнал расшифровывается подсчетом числа импульсов в кодовом цикле. Для этого используются реле-счетчики 1 и 1А. При приеме первого импульса возбуждается реле И и фронтовым контактом создает цепь питания реле-счетчика 1. Тыловым контактом реле-счетчика 1А в этой цепи проверяется его исходное обесточенное состояние. Во время замедления на срабатывание счетчика 1 (О,15 с) создается цепь для заряда конденсатора С1. Включением тылового контакта трансмиттерного реле смежной рельсовой цепи Т (см) в схему заряда конденсатора С1 проверяется то, что импульс поступил от источника питания собственной рельсовой цепи. Таким образом, в дешифраторе фиксируется выполнение следующих условий: свободность собственной рельсовой цепи; отсутствие короткого замыкания изолирующего стыка; обесточенное состояние реле-счетчиков.

После окончания первого импульса реле И обесточивается. Через его тыловой контакт и фронтовой контакт-реле-счетчика 1 получает питание реле-счетчик 1А, которое срабатывает и самоблокируется. Реле-счетчики 1 и 1А имеют замедление на отпускание якоря, большее длительности малого интервала между импульсами и меньшее длительности большого интервала между циклами. Поэтому в интервале между кодовыми циклами счетная схема возвращается в исходное состояние.

При приеме второго импульса снова притягивает якорь реле И. При этом образуются цепи из замкнутых фронтовых контактов реле И, І и ІА. Те же процессы происходят и при приеме третьего импульса в кодовой комбинации. При расшифровывании кодового сигнала КЖ на выходе дешифратора возбуждается одно реле Ж, а при расшифровывании кодовых сигналов Ж и 3 — два реле Ж и 3 (рис. 4.7, б, в). Кодовый сигнал КЖ представляет собой один импульс и большой интервал в кодовом цикле. С момента возбуждения реле-счетчика 1 размыкается цепь заряда конденсатора С1 и начинается его разряд на обмотку реле Ж и конденсатор С2. Реле Ж возбуждается, а конденсатор С2 заряжается, обеспечивая питание реле Ж в большом интервале. При приеме последующих циклов кода схема работает аналогично. Через фронтовой контакт реле Ж и тыловой 3 на светофоре включается лампа желтого огня, а обмотка реле Т (см) подключается к контакту Ж кодового путевого трансмиттера.

В смежную рельсовую цепь подаются кодовые сигналы желтого огня (два импульса в кодовом цикле, разделенные коротким интервалом). При приеме первого импульса дешифратор работает так же, как и при приеме кодового сигнала КЖ. В маршрутном интервале между импульсами реле-счетчик 1 благодаря замедлению удерживает якорь притянутым. С приходом второго импульса в кодовом цикле создается цепь возбуждения реле 3 и заряда конденсатора СЗ, изменений в цепи питания реле Ж не происходит. Поскольку реле-счетчики 1 и 1А удерживают якоря притянутыми, то конденсатор С1 продолжает разряжаться на обмотку реле Ж и конденсатор С2. В большом интервале реле-счетчики 1 и 1А отпускают якоря. Таким образом, реле-счетчики устанавливаются в исходное состояние, и схема готова к расшифровыванию очередного цикла. На все время приема кода Ж сигнальные реле Ж и 3 удерживают якоря притянутыми.

Через фронтовые контакты реле Ж и 3 на светофоре включается лампа зеленого огня, а обмотка реле Т (см) подключается к контакту 3 трансмиттера. В смежную рельсовую цепь подаются кодовые сигналы 3 (три импульса в кодовом цикле). При приеме первых двух импульсов кода 3 возбуждаются реле Ж и 3. При третьем импульсе изменений в цепи реле Ж не происходит, а реле 3 и конденсатор О дополнительно подключаются к источнику питания. В большом интервале реле Ж получает питание от конденсатора С2, а реле 3 — от конденсатора СЗ. Если дешифратор работает нормально, запас энергии в конденсаторах периодически пополняется. При возникновении отказа в схеме и прекращении импульсной работы реле-счетчиков конденсаторы перестают подзаряжаться, и реле Ж и 3 отпускают якоря. Включение контакта реле-счетчика 1А в цепь конденсатора С1 позволяет увеличить промежуток времени, в течение которого реле Ж получает питание от конденсатора С1. Это дает возможность уменьшить емкость конденсатора С2, замедление реле Ж на отпускание якоря и ускорить включение красного огня на светофоре при вступлении поезда на блок-участок.

В системе числовой кодовой автоблокировки предусмотрены меры защиты от появления на путевом светофоре более разрешающих показаний при коротком замыкании изолирующих стыков. Возможны два варианта короткого замыкания. Первый вариант — непрерывное замыкание. В этом случае импульсное путевое реле будет работать синхронно с трансмиттерным реле смежной рельсовой цепи. Второй вариант — перемещающееся короткое замыкание изолирующих стыков. В этом случае срабатывание путевого реле от источника смежной рельсовой цепи имеет случайный характер. Время срабатывания реле И зависит от длительности короткого замыкания и может быть самым разнообразным.

Защита от короткого замыкания изолирующих стыков осуществляется временным способом. Она основана на независимости работы импульсного путевого реле от трансмиттерного реле смежной рельсовой цепи при исправных изолирующих стыках. Таким образом, реле И должно возбуждаться в момент времени, когда в смежную рельсовую цепь импульс не посылается. Поэтому достоверно можно считать, что путевое реле возбуждается от источника питания собственной рельсовой цепи и можно подзаряжать конденсаторы С2 и СЗ. Для выполнения этого условия в смежных рельсовых цепях применяют трансмиттеры КПТШ-5 с продолжительностью кодового цикла 1,6 с и КПТШ-7 с продолжительностью кодового цикла 1,86 с. Трансмиттеры работают асинхронно, и периодически возникают ситуации, когда в данной рельсовой цепи имеется импульс, а в смежной — интервал.

При нахождении поезда на собственной рельсовой цепи в смежную подается кодовый импульс КЖ. Если происходит короткое замыкание изолирующего стыка, то реле И работает синхронно с реле Т (см), и цепь заряда конденсатора С1 не создается (см. рис. 4.7, а). Однако при наличии замедления на отпускание якоря реле И (что всегда имеет место благодаря энергии, накопленной в реактивных элементах рельсовой цепи) возникает ситуация, при которой после окончания импульса в смежной рельсовой цепи замкнуты фронтовой контакт реле И и тыловой контакт реле Т (см). Чтобы при этом не создавалась цепь заряда конденсатора С2, в нее включен тыловой контакт реле-счетчика 1. Это реле срабатывает во время импульса и обесточивается после отпускания якоря реле И, т. е. конденсатор С1 заряжается только в начале импульса в рельсовой цепи.

При перемежающемся коротком замыкании изолирующих стыков опасная ситуация может возникнуть, если после возбуждения реле И от импульса смежной рельсовой цепи короткое замыкание прекращается до срабатывания реле-счетчика 1 (рис. 4.8, а и 4.9, а). При этом после замыкания тылового контакта Т (см) благодаря заземлению реле создается цепь заряда конденсатора С2. В следующем цикле короткое замыкание изолирующего стыка может длиться дольше. Реле-счетчик 1 успевает сработать, что вызывает возбуждение реле Ж. Для исключения подобной опасной ситуации в схему введен медленнодействующий повторитель трансмиттерного реле ПТ(см). Замедление на отпускание якоря реле ПТ(см) должно быть больше максимально возможного времени замедления реле И. Тыловой контакт реле ПТ(см) включается в цепь заряда конденсатора С1 последовательно с тыловым контактом реле Ж

Для исключения появления зеленого огня на светофоре вместо желтого при приеме кодового импульса Ж из собственной рельсовой цепи и коротком замыкании изолирующих стыков применяются два способа защиты. Первый способ осуществляется благодаря включению в цепь возбуждения реле-счетчика 1А фронтового контакта реле Т (см). При коротком замыкании изолирующих стыков реле-счетчик 1А не возбуждается, так как при срабатывании реле Т (см) сразу же встает под ток реле И. Цепь питания размыкается, и реле-счетчик 1А не успевает сработать. Однако такой способ защиты в некоторых случаях недостаточен. Так, реле И может получить замедление на притяжение якоря, большее времени срабатывания реле-счетчика 1А, например при нахождении поезда на смежной рельсовой цепи на расстоянии 50—100м от светофора. При этом накладывается шунт на источник питания, снижается напряжение на реле И и уменьшается его быстродействие. Второй способ осуществляется при перемещающемся коротком замыкании, когда реле И срабатывает от первого импульса, поступающего из собственной рельсовой цепи. После этого срабатывает реле-счетчик 1, а в интервале реле-счетчик 1А. Затем происходит короткое замыкание изолирующих стыков, срабатывает реле //, и создается цепь для заряда конденсатора СЗ и возбуждения реле 3. Эти недостатки устраняются включением тылового контакта реле ПТ(см) в схему питания реле 3 (см. рис. 4.8, а).

Возможна также ситуация, при которой реле И срабатывает от второго импульса кода Ж в смежной рельсовой цепи при перемежающемся коротком замыкании изолирующих стыков. Для устранения этого недостатка также используется второй способ защиты: в схему включается дополнительное реле В, которое срабатывает, если первый импульс после большого интервала поступает из собственной рельсовой цепи. Такой режим работы обеспечивается включением в цепь питания реле О тылового контакта реле ПТ(см). Другой случай исключения ложной работы дешифратора с помощью реле В показан на временной диаграмме (рис. 4.9, б).

Реле В срабатывает не в каждом кодовом цикле. Это ухудшает условия работы схемы. Для обеспечения нормальной работы дешифратора второй способ защиты используется при появлении на светофоре зеленого огня, так как реле ПТ(см) не работает при передаче кодового сигнала 3 {рис. 4.8, б). Влияние короткого замыкания изолирующих стыков в этом режиме исключается первым способом защиты. Для контроля работы реле ПТ(см) его фронтовой контакт включается в цепь возбуждения реле Т (см). При таком включении обмотки трансмиттерного реле длительность импульсов кода уменьшается на время срабатывания реле ПТ(см). Это ухудшает условия работы дешифратора, особенно при кодовом сигнале КЖ. Для восстановления длительности импульсов при кодовом сигнале КЖ диодом VD 7 создается дополнительное замедление на отпускание якоря реле Т (см). Чтобы диод VD7 не создавал дополнительного замедления реле ПТ(см), в схему включается диод VDб.

Остальные диоды, применяемые в схеме дешифратора, имеют следующее назначение: VDІ и VDЗ предотвращают возможность разряда конденсатора С1 на любые цепи, кроме обмотки реле Ж и конденсатор С2; VD2 исключает разряд конденсатора СЗ по обходным цепям, исключая реле 3; VD4 повышает замедление на отпускание реле В; VD5 исключает возможность попадания циркулирующих через диод VD4 и обмотку реле В токов в другие цепи. Резисторы R₀1 и Rо2 ограничивают зарядный ток конденсаторов С1 и СЗ; резистор Rо3 обеспечивает разряд конденсатора С1 в отсутствие приема кодовых сигналов; резистор Rо4 ограничивает зарядный ток конденсатора С1, исключая возможность ложного возбуждения реле Ж при случайном одиночном срабатывании реле И, например от помех тягового тока; резистор Rо5 ограничивает ток разряда СЗ, увеличивая замедление реле 3. Конденсаторы С_И7; С_И2; С_И3 совместно с резисторами R_И1, R_И2 и R_И3 образуют искрогасящие контуры. Все реле и другие элементы схемы собраны в дешифраторную ячейку типа ДА.

В схеме включения огней светофора (рис. 4.8, в) предусмотрены резерв нити лампы красного огня и контроль целостности основной и резервной нитей, осуществляемый в холодном и горячем состояниях соответственно огневыми реле О и ОД. При перегорании основной нити реле О осуществляет переключение на резервную нить. Информация об исправности основной и резервной нитей лампы красного огня приборами диспетчерского контроля передается на ближайшую станцию.

При переходе на двустороннее движение в неправильном направлении для управления поездом используются сигналы АЛС; границами блок-участков являются проходные светофоры правильного направления. Для организации двустороннего движения предусматривают: применение двухпроводной схемы смены направления; кодирование рельсовых цепей при движении в неправильном направлении с релейного конца при занятии рельсовой цепи; использование цепей извещения о приближении поезда при движении в неправильном направлении для линейных цепей, а реле ИП (см. рис. 4.6) для выбора значности кодов; при установленном неправильном направлении движения, перевод рельсовых цепей на работу в импульсном режиме вместо кодового с применением для импульсного питания кода КЖ. В релейном шкафу каждого светофора устанавливают дополнительные реле Н, ПН, ЦТ, ПДТ, ОИ, ИП и ИП1, подключаемые к схеме настроечными перемычками.

Реле Н входят в состав схемы смены направления и при установленном правильном движении возбуждаются током прямой полярности. При переходе на неправильное направление движения реле Н на всех сигнальных точках получают питание током обратной полярности, переключают свои поляризованные якоря и включают питание реле ПН. Тыловыми контактами 11-13 и 41-43 реле ПН выключаются цепи разрешающих огней светофоров и кодирования для правильного направления. В цепях обмоток дополнительного трансмиттерного реле ДТ и его повторителя ПДТ замыкаются фронтовые контакты 27-22 реле ПН. Окончательное замыкание этих цепей осуществляется фронтовым контактом реле ОИ, которое срабатывает при вступлении поезда на рельсовую цепь. Фронтовым контактом 47-42 ПН реле Т подключается к контакту КЖ кодового путевого трансмиттера. Через контакты реле Т осуществляется импульсное питание рельсовых цепей.

При приеме и дешифрировании кодов КЖ на каждой сигнальной установке возбуждается реле Ж, чем фиксируется свободность блок-участков. Фронтовыми контактами реле ПН замыкаются линейные цепи, в которые на всем перегоне включены реле ИП.

С вступлением поезда, движущегося в неправильном направлении, на участок 5П (впереди идущий поезд находится на участке 11П), путевое реле И в релейном шкафу сигнальной установки 5 перестает принимать сигналы кода КЖ, обесточивается и через дешифратор выключает реле Ж. Обратный повторитель ОИ импульсного путевого реле возбуждается и включает реле ДТ и ПДТ. Известительные реле приближения ИП в данной поездной ситуации на перегоне находятся в следующих состояниях: в релейном шкафу светофора 9 без тока; в релейном шкафу светофора 7 под током обратной полярности; в релейном шкафу светофора 5 под током прямой полярности. Возбужденные реле ИП включают свои повторители ИП1.

На сигнальной точке 5 контактами поляризованного и нейтрального якорей реле ИП и ИП1 включается цепь для работы трансмиттерного реле ДТ в режиме кода 3. Тыловыми контактами реле ПДТ от рельсовой цепи 5П отключается импульсное реле ДТ, а фронтовыми подключается контакт ДТ. В рельсовую цепь 5П навстречу поезду посылается код 3.

При вступлении поезда на рельсовую цепь 7П у светофора 7 выключаются реле И и Ж. Навстречу поезду контактами реле ДТ подается сигнал кода Ж. Фронтовыми контактами реле Ж размыкается линейная цепь И — 0И на сигнальной точке 5. В релейном шкафу сигнальной точки 5 выключаются реле ИП и ИП1. Через тыловой контакт реле ИП1 включается цепь для работы реле ДТ в режиме кода КЖ.

С вступлением поезда на рельсовую цепь 9П у светофора 9 выключаются реле И и Ж. Навстречу поезду контактами реле ДТ подается сигнал кода КЖ. Фронтовыми контактами реле Ж размыкается линейная цепь И — ОИ на сигнальной точке 7, и в релейном шкафу выключаются реле ИП и ИП1. Через тыловой контакт реле ИП1 включается цепь для работы реле ДТ в режиме кода КЖ. После освобождения поездом участка 7П восстанавливается импульсное питание реле И по этой рельсовой цепи. Вначале в рельсовую цепь 7П с обоих концов поступают сигналы кода КЖ: с питающего конца через контакты реле Т, с релейного — через контакты реле ДТ. Поскольку на сигнальных точках 5 и 7 установлены трансмиттеры разных типов, то реле Т и ДТ работают асинхронно. На сигнальной точке 7 в длинных интервалах кода КЖ, посылаемого с релейного конца, периодически срабатывает реле И от импульса кода КЖ, посылаемого с питающего конца. После прохождения нескольких кодовых циклов на сигнальной установке 7 через дешифратор возбуждается реле Ж и своим тыловым контактом включает реле ОИ. Разомкнутым фронтовым контактом реле ОИ выключается цепь питания реле ДР и ПДТ. Кодирование с релейного конца прекращается. В рельсовую цепь посылаются импульсы только с питающего конца. Работа следующих рельсовых цепей по мере их освобождения восстанавливается аналогично.