Методика выбора частот и длин в системе АБТЦ

Общие положения, основные показатели, эксплуатационные характеристики, структура системы АБТЦ.

Система АБТЦ – система автоблокировки с тональными рельсовыми цепями 3-го типа (ТРЦ3) без изолирующих стыков, с проходными светофорами и централизованным размещением аппаратуры на прилегающих станциях.

Централизованное размещение аппаратуры приводит к увеличению расхода кабеля и снижает живучесть системы в целом, однако, обладает рядом существенных преимуществ:

− обеспечивает работу оборудования в благоприятных условиях отапливаемого помещения, что повышает надежность и долговечность приборов, особенно электронных;

− исключает необходимость передачи информации между светофорами, на переезды и на станцию, что упрощает схемные зависимости автоблокировки, диспетчерского контроля и схемы смены направления;

− облегчает техническое обслуживание устройств и снижает затраты на обслуживание, значительно сокращает время поиска и устранения отказов;

− облегчает труд обслуживающего персонала, существенно уменьшает время работы на открытом воздухе и в зоне повышенной опасности в непосредственной близости движущихся поездов;

− снижает стоимость системы за счет исключения расходов на оборудование сигнальных точек релейными шкафами, линейными трансформаторами высоковольтных линий и кабельными ящиками.

При проектировании АБТЦ следует учитывать следующие особенности системы:

− проектируется на однопутных и многопутных перегонах при любой тяге движения поездов;

− обеспечивает пропуск поездов по перегону со скоростями: пассажирских – 140 км/ч, грузовых – 90 км/ч;

− не допускает открытия выходного или проходного светофора до освобождения подвижным составом ограждаемого им блок-участка, а также самопроизвольного закрытия светофора в результате переключение фидеров питания, если время перехода не превышает 1,3 с.

− проектируется со схемами кодирования для работы автоматической локомотивной сигнализации;

− на однопутных и многопутных перегонах проектируется автоблокировка двухстороннего действия, движение может осуществляться в любом установленном направлении;

− на однопутных перегонах проектируется двухсторонняя автоблокировка (в обоих направлениях движение осуществляется по показаниям напольных светофоров). На двухпутных и многопутных перегонах, как правило, проектируется односторонняя автоблокировка (движение осуществляется по показаниям напольных светофоров в одном (правильном) направлении, в противоположном (неправильном) направлении предусматриваются устройства, обеспечивающие движение по показаниям локомотивных светофоров);

− изменение направления движения по каждому пути осуществляется самостоятельными (не зависящими друг от друга) четырехпроводными схемами смены направления с полярной цепью контроля перегона, что позволяет осуществлять двухстороннее движение по каждому пути не только при капитальном ремонте, но и в штатном порядке регулирования;

− за светофором с запрещающим показанием, ограждающим занятый блок-участок, предусматривается защитный участок, протяженностью не менее длины тормозного пути автостопного торможения от допустимой скорости проследования путевого светофора с одним желтым огнем Vкж до полной остановки.

− проходной светофор принимает разрешающие показания при свободном состоянии ограждаемого им блок-участка, защитного участка и соблюдении условий последовательного освобождения рельсовых цепей, входящих в состав этих участков;

− согласно двухнитевые лампы применяются для красных огней всех проходных светофоров и для красного и желтого огней предвходного светофора;

− при небольшой длине всего перегона аппаратура АБТЦ может быть размещена на одной из станций, ограничивающих перегон;

− деление перегона между станциями производится по сигнальной установке, управление светофором на границе деления перегона осуществляется, как правило, со станции отправления, граница деления показывается стрелками.

− при перегорании обеих нитей лампы красного огня на светофорах автоблокировки в системе АБТЦ не предусмотрен перенос красного огня;

− при перегорании обеих нитей лампы красного огня входного светофора в АБТЦ предусматривается автоматический перенос красного огня на предвходной светофор;

− граница деления перегона выбирается исходя из удаления светофоров от станций, ограничивающих перегон, и возможности размещения аппаратуры на станциях.

− если длина перегона не позволяет управлять со станции объектами автоблокировки, аппаратура АБТЦ может быть размещена в транспортабельном модуле в середине перегона;

− питающие и релейные концы перегонных рельсовых цепей должны размещаться в разных кабелях парной скрутки с обязательной организацией схемы контроля исправности кабельных линий ТРЦ.

Структура АБТЦ

При АБТЦ основная часть аппаратуры, выполняющая все зависимости автоблокировки, увязки с ЭЦ, схемы смены направления и т. д., размещается централизованно в помещениях постов ЭЦ станций, ограничивающих перегон, или в транспортабельных модулях. На поле перегона устанавливаются светофоры, путевые ящики и дроссель-трансформаторы, при наличии переездов – релейные шкафы управления устройствами автоматической переездной сигнализации. Постовая и напольная аппаратура соединяются между собой магистральными кабельными линиями, также по кабельным линиям выполняется взаимная увязка комплектов аппаратуры АБТЦ, расположенных на соседних станциях, ограничивающих перегон. На перегонах, протяженностью более 15 км, на основании расчета кабельных линий для размещения оборудования используются транспортабельные модули ЭЦ-ТМ. Максимальная дальность управления светофором по кабелю составляет 9 км, максимальная дальность управления рельсовой цепью по кабелю составляет 12 км при автономной тяге и 10 км при любой электротяге.

При организации модуля ЭЦ-ТМ целесообразно размещать его по возможности на середине перегона, что позволит сократить жильность применяемого кабеля. Количество ЭЦ-ТМ определяется протяженностью перегона.

Структура построения рельсовых цепей такова, что от одного генератора осуществляется питание двух рельсовых цепей, за исключением случаев подключения генератора у изолирующего стыка на границе со станцией. Подключение путевых приемников смежных рельсовых цепей к согласующему трансформатору в путевом ящике осуществляется одной парой жил кабеля. Кроме согласующих трансформаторов в путевых ящиках устанавливаются разрядники или выравниватели, защитные резисторы, а на участках с электротягой – автоматические выключатели многоразового действия (АВМ).

Согласно отзывам эксплуатационных организаций ОАО ≪РЖД≫ системы АБТЦ более надежно и устойчиво работают при укладке бесстыковых рельсовых плетей. В схемах ТРЦ3:

−расчетное значение суммарного сопротивления защитного резистора и соединительных проводов на частоте тока кодирования АЛСН должно составлять от 0,2 до 0,3 Ом;

−диаметр медных жил кабеля должен составлять не менее 0,9 мм;

−на питающем конце (ПК) ТРЦ3 при длине кабеля более 5 км используется выход фильтра 12-61; при длине кабеля менее 5 км –выход фильтра 12-62 или 12-63, определяемый регулировочной таблицей ТРЦ3.

На участках с электротягой переменного тока при длине кабеля менее 2-х км требуется установка дополнительного резистора сопротивлением 100 Ом и мощностью 25 Вт в цепь кодирования 25 Гц. Практически регулировочные таблицы ТРЦ3 для каждого проекта АБТЦ-03 выполняются институтом ≪Гипротранссигналсвязь≫.

2. Путевой, кабельный план перегона АБТЦ. Защитные участки.

На нем показываются план участка с указанием длин и частот всех рельсовых цепей, сигнальные точки и ординаты их установки, переезды и их ординаты, путевые устройства САУТ, ПОНАБ, ДИСК, КГУ, УКСПС и другие, граница деления перегона, а также трассы магистральных кабелей СЦБ. Наименование рельсовых цепей блок-участков выполняется от границы со станцией до границы деления перегона. Рельсовым цепям, примыкающим к четной горловине станции, присваиваются четные номера (2П, 4П, 6П и т. д.). Рельсовым цепям, примыкающим к нечетной горловине станции, присваиваются нечетные номера (1П, ЗП, 5П и т. д.). На двухпутных участках к номеру рельсовой цепи добавляется индекс для четного пути – Ч (Ч2П, Ч4П, Ч6П и т. д. или Ч1П, ЧЗП, Ч5П и т. д.), для нечетного пути – Н (Н2П, Н4П, Н6П и т. д. или Н1П,НЗП, Н5П и т. д.).

У путевого ящика питающего конца ТРЦ3 указывается комбинация частот рельсовой цепи (несущая/модулирующая). Длины рельсовых цепей определяются на основании методики выбора частот и длин ТРЦ3.

На первом участке приближения ст. Б расположен неохраняемый переезд с автоматической переездной сигнализацией без автошлагбаумов. У переезда на путевом плане перегона должны быть указаны: длина переезда и его ордината; ширина проезжей части переезда; устройства переездной сигнализации (переездные и заградительные светофоры, шлагбаумы, устройства заграждения переезда УЗП, релейные и батарейные шкафы (с количеством аккумуляторных банок) и их типы); источники питания переездов переменным током с указанием типа ВЛ (ВЛ-ПЭ, ВЛ-АБ, ДПР и др.); время подачи извещения на переезд; скорость движения поезда для каждого направления на перегоне; расчетная длина участка подачи извещения на переезд в четном и нечетном направлении движения; фактическая длина участка подачи извещения на переезд в четном и нечетном направлении движения; ординаты подачи извещения к переезду (показываются стрелкой с полым круглешком в основании); время выдержки (время работы блокирующих реле) повторного включения красных мигающих огней на переездном светофоре при повреждении (длительном занятии) рельсовой цепи за переездом, входящей в участок приближения встречного направления.

Для выравнивания асимметрии должны применяться дроссель-трансформаторы типа ДТ-0,2, расстояние между ординатами установки ДТ рекомендуется принимать равным от 6 до 9 км. При электротяге переменного тока и автономной тяге чертежи выполняются аналогично; отличие заключается в выборе типов и мест установки дроссель-трансформаторов и в выборе типа марки магистрального кабеля. Также при электротяге переменного тока для выравнивания асимметрии должны применяться дроссель-трансформаторы типа ДТ-1, расстояние между ординатами установки ДТ рекомендуется принимать равным от 3 до 6 км.

Кроме того, на двухпутных участках необходимо предусматривать установку междупутных дроссельных перемычек, подключаемых, как правило, к средним точкам дроссель-трансформаторов. Расстояние между ординатами подключения междупутных перемычек рекомендуется принимать равным от 5 до 9 км при электротяге постоянного тока и от 9 до 12 км при электротяге переменного тока.

Кабельная сеть перегона АБТЦ

Кабельная сеть составляется на основании исполненного путевого плана перегона и показана для одного из путей перегона и переезда.

На чертеже отображаются пути перегона в однониточном исполнении и весь перечень устройств, показанный на путевом плане перегона, а также наносится распределение электрических цепей АБТЦ в магистральных кабелях СЦБ с указанием их наименования и группирования по кабелям. Магистральные кабели СЦБ показываются с указанием их длин, емкости (число пар) и количества запасных жил. Вновь укладываемые сигнально-блокировочные кабели должны иметь запасные жилы. Запас жил должен предусматриваться в магистральных кабелях: идущих до разветвительных муфт; идущих к более чем двум объектам; длиной более 300 м. Кабели емкостью до 10 жил должны иметь одну, до 20 жил – две и свыше 20 жил не менее трех запасных жил.

На кабельных сетях АБТЦ двухпутных участков должны проектироваться две трассы магистральных кабелей, которые прокладываются со стороны своего пути.

Релейные и питающие концы ТРЦ должны прокладываться в разных кабелях, независимо от наличия схемы контроля жил кабеля ТРЦ. Разделка релейных и питающих концов ТРЦ в общих кабельных муфтах не допускается. Для ТРЦ в качестве магистральных должны использоваться только кабели с парной скруткой жил. Между разветвительными муфтами магистрального кабеля и путевыми ящиками с аппаратурой согласования рельсовой и кабельной линии может применяться кабель с непарной скруткой жил.

Для управления огнями перегонных светофоров при длине магистрального кабеля более 3 км должны использоваться кабели только с парной скруткой жил, при длине магистрального кабеля более 4 км прямые и обратные жилы должны размещаться в разных кабелях.

Для уменьшения количества кабелей разрешается группировать в одном кабеле жилы управления светофорами и ТРЦ. Например, в кабеле релейных концов ТРЦ могут размещаться прямые, а в кабеле питающих концов ТРЦ обратные провода управления светофорами. Также совместно с релейными и питающими концами ТРЦ могут прокладываться линейные цепи увязки комплектов аппаратуры АБТЦ, цепи смены направления движения и другие электрические цепи, частота тока которых отлична от диапазона тональных частот, применяемых в ТРЦ.

Для защиты кабелей АБТЦ от электромагнитного влияния тяговой сети переменного тока применяются кабели с металлической оболочкой и броней в полиэтиленовом шланге.

При построении кабельных сетей АБТЦ приняты следующие обозначения цепей:

АВС – цепи аварийно-восстановительной связи;

Н, ОН – прямой и обратный провода цепи направления четырехпроводной схемы смены направления.

К, ОК – прямой и обратный провода цепи контроля перегона четырехпроводной схемы смены направления;

Л…, ОЛ… – прямой и обратный провода линейной цепи с указанием номера линейной цепи, например 1ЧЛ1-1ЧОЛ1;

…Р (П, М) –прямой и обратный провода релейного конца ТРЦ с указанием номера смежных рельсовых цепей, например, Н2-4Р (П, М);

…П (П, М) –прямой и обратный провода питающего конца ТРЦ с указанием номера смежных рельсовых цепей, например Н2П (П, М),Н4-6П (П, М);

…С(з, Ж, РЖ, К, РК) –прямые провода управления огнями светофора зеленым, желтым, резервным желтым, красным, резервным красным соответственно с указанием номера светофора, например 2-1С (з, Ж, РЖ, К, РК);

…С(ОЖз, ОК) –обратные провода управления огнями светофора зеленым и желтым, красным соответственно с указанием номера светофора, например 2-1С (ОЖз, ОК);

…КС, …ОКС –цепи устройств контроля схода подвижного состава УКСПС с указанием номера датчика, например 1Ч1КС, 1Ч1ОКС;

Ш-…, ШО-…, ОШ, ОШО, ПХ, ОХ – цепи генератора САУТ с указанием номера сигнальной точки, например 2-1(Ш-0, Ш-3, ОШ, ШО-1, ШО-2, ОШО, ПХ, ОХ);

ДСН, ОДСН – прямой и обратный провода цепи двойного снижения напряжения, заводится только в РШ переезда;

В, ОВ – прямой и обратный провод включения работы переездной сигнализации, заводится в РШ переезда.

ДК, ОДК – прямой и обратный провод диспетчерского контроля, заводится только в РШ переезда;

КП, ОКП; КзП, ОКзП – прямопроводный контроль состояния устройств автоматической переездной сигнализации. Информация передается с переезда на станцию;

зГ, ОзГ – прямой и обратной провода для передачи информации на станцию о включении заградительной сигнализации на охраняемом переезде, используется для перекрытия проходного светофора и выключения кодирования ТРЦ блок-участка, на котором расположен переезд [2].

Схемы ТРЦ АБТЦ.

Основное назначение рельсовых цепей – контроль занятого, свободного и исправного состояния участков пути.

Примеры схем рельсовых цепей приведены в приложениях А и Б.

Для питания ТРЦ используются путевые генераторы типа ГП31-8,9,11 или ГП31-11,14,15, которые настраиваются на передачу амплитудно-модулированного сигнала одной из несущих частот 420, 480, 580 Гц или 580, 720, 780 Гц с модуляцией 8 или 12 Гц.

От генератора сигнал через путевой фильтр Ф типа ФПМ-8,9,11 или ФПМ-11,14,15, выходную цепь передающих устройств числовой АЛС, конденсатор Срц (разделительный, он ставится для разделения сигнального тока и кодов. Для сигнального тока он не имеет сопротивления, а для кодов он считается как обрыв так как имеет большое сопротивление для него) емкостью 4 мкФ, кабель и согласующий трансформатор типа ПОБС-2Г, устанавливаемый в путевом ящике, поступает в рельсовую цепь. При подключении аппаратуры ТРЦ через дроссельтрансформатор при электротяге постоянного тока путевой ящик с согласующим трансформатором не устанавливают.

На релейном конце рельсовой цепи сигнал поступает через аналогичные элементы на вход путевого приемника ПП. В результате на выходе путевого приемника, настроенного на несущую и модулирующую частоты принимаемого сигнала, происходит включение путевого реле типа АНШ2-310, контролирующего свободное, занятое или неисправное состояние рельсовой цепи.

В зависимости от используемых несущей частоты и частоты модуляции применяются следующие типы путевых приемников: ПП1-8/8, ПП1-8/12, ПП1-9/8, ПП1-9/12, ПП1-11/8, ПП1-11/12, ПП1-14/8, ПП14/12, ПП1-15/8, ПП1-15/12.

Схема питания генераторов и приемников ТРЦ3 АБТЦ пути № 1 (трансформаторы 1ЧГТ, 3ЧГТ, 1ЧПТ) приведена в приложении И.

Кроме названной аппаратуры в состав схемы рельсовых цепей входят: реле П1 и П2 типа 1Н-340 – повторители путевых реле. Перед буквенным обозначением указывается наименование рельсовой цепи, например, Н2П1; реле ПП типа 1Н-1350 – повторители путевых реле блок-участка. Перед буквенным обозначением указывается индекс горловины станции, к которой примыкает путь и номера рельсовых цепей блок-участка, например, Н2-6ПП (приложение У); реле Н(Ч)ПП типа 2Н-2250 – повторитель путевых реле рельсовых цепей перегона примыкающих к нечетной (четной) горловине, реле замыкания перегона Н(Ч)ПБ и реле замыкания участка удаления Н(Ч)УУ. Перед буквенным обозначением указывается номер пути, например, 1ЧПП, 1ЧПБ, 1НУУ (приложение Щ); реле зУ типа 1Н-1350 – повторители путевых реле, входящих в состав защитного участка. Перед буквенным обозначением указывается номер светофора, ограждающего рельсовые цепи защитного участка. Например, 5-1зУ (приложение У). Следует отметить, что защитные функции участок выполняет для предыдущего светофора, то есть участок 5-1зУ проверяется в цепи включения реле Ж светофора № 7-1.

Методика выбора частот и длин в системе АБТЦ.

Методика предназначена для выбора частот и длин в смежных рельсовых цепях (РЦ) без изолирующих стыков с общим генератором, одна из которых (короткая РЦ) обеспечивает зону дополнительного шунтирования Lш = 40 м на границе деления блок-участков при заданном сопротивлении изоляции rи, а вторая – длинная РЦ, обеспечивает работоспособность при указанном значении rи без перегрузки. В системах АБТЦ уже не применяются ≪электронные≫ изолирующие стыки на базе ТРЦ4, нашедшие применение в системах АБТ, ЦАБ.

В приложении В для однопутного перегона и в приложении Г для двухпутного перегона представлены структурные схемы вариантов размещения РЦ в пределах блок-участка при расположении у светофоров как питающих, так и релейных концов коротких РЦ. В данных схемах приняты следующие условные обозначения рельсовых цепей:

РЦ1 – короткая РЦ, примыкающая к границе блок-участка своим релейным или питающим концом и обеспечивающая на этом конце зону дополнительного шунтирования Lш = 40 м при заданном значении rи. Благодаря смещению навстречу движения проходного светофора на 40 м от точки подключения аппаратуры ТРЦ3 на границе блок-участка при отсутствии изолирующих стыков приближающийся поезд не перекрывает сам себе сигнал;

РЦ2 – вторая, как правило, более длинная РЦ, имеющая общий с РЦ1 генератор и обеспечивающая работоспособность при том же значении rи без перегрузки;

РЦЗ – одна из двух смежных РЦ с общим генератором, работающих без перегрузки и расположенных в середине блок-участка.

При выборе длин РЦ1 и РЦ2 (L1 и L2 соответственно) следует руководствоваться данными, приведенными в табл. 1 и заданной руководителем проекта длиной блок-участка (приложение Э). В табл. 1 приведены предельно допустимые длины РЦ1 и РЦ2 для участков с любым видом тяги при трех значениях несущей частоты (580, 720 и 780 Гц) и трех значениях длины кабеля (6, 9 и 12 км).

При выборе длин и частот ТРЦ3 перегона необходимо выполнять следующие требования:

− чередование несущих частот fн должно обеспечивать наличие между двумя ближайшими ТРЦ3 с одинаковыми значениями fн не менее чем двух пар ТРЦ3 с отличными от указанной несущими частотами, например, это условие выполняется при следующем чередовании значений fн: 580, 720, 780, 580 Гц);

− в рельсовых цепях РЦЗ используются частоты 420, 480, 580, 720 и 780 Гц; длины РЦЗ не должны превышать значений, указанных в столбцах 8 и 9 табл. 1;

− в случае установки дроссель-трансформаторов для выравнивания тягового тока, для подключения отсасывающих фидеров и других устройств длину такой РЦ рекомендуется уменьшить в 1,5 раза;

− выбор значения частоты модуляции fм должен осуществляться исходя из того, чтобы на соседних рельсовых цепях они отличались друг от друга, например, это условие выполняется, если применены частоты: 580/8, 480/12, 780/8, 420/12, 720/8 Гц или 580/12,

480/8, 780/12, 420/8, 720/12 Гц и т. д.;

− с целью исключения влияния обходных цепей на основные режимы работы РЦ на участках с электрической тягой подключения на среднюю точку основной обмотки дроссель-трансформаторов отсасывающих фидеров, заземления подстанций и других устройств должны осуществляться не чаще 5–6 км друг от друга;

− расположение дроссель-трансформаторов, используемых для выравнивания тягового тока, тяговых отсосов и устройств заземления, как правило, должно исключать их размещение в пределах длин РЦ1. В противном случае длина РЦ1, приведенная в табл. 1, должна быть уменьшена в 1,5 раза.

Таблица 1

При длине кабеля менее 5 км возможно увеличение длины РЦ2 до 800 м при использовании уравнивающего трансформатора УТЗ в РЦ1.