Структурная схема и достоинства системы АБТ

В последние 10‑15 лет на сети железных дорог страны внедрялись системы АБТ, построенные по индивидуальным проектам или в соответствии с методическими указаниями ГТСС И-206-91 "Автоблокировка с рельсовыми цепями тональной частоты без изолирующих стыков для двухпутных участков при всех видах тяги АБТ-2-91" и И-223-93 (АБТ-1-93).

В данном разделе принципы построения и работы устройств АБТ рассматриваются на примере технических решений АБТ-2-91 с учетом последующих указаний ГТСС на изменение схем. Суть и назначение таких изменений в каждом конкретном случае излагаются в тексте данной работы. Схемные решения АБТ для однопутных участков (АБТ-1-93) аналогичны.

Основными отличительными особенностями системы АБТ являются:

1. Децентрализованное размещение аппаратуры с установкой проходных светофоров.

2. Применение ТРЦ без установки ИС между рельсовыми цепями и на границах БУ.

3. Использование ТРЦ4 для более четкой фиксации границ БУ.

4. Передача информации между сигнальными установками по линейным цепям.

5. Наличие защитных участков за проходными светофорами.

6. Двухстороннее действие автоблокировки по каждому пути двухпутного перегона.

7. Наличие схемы контроля потери шунта под подвижной единицей.

К особенностям построения электрических схем следует отнести дублирование основных реле и использование принципа двухполюсного размыкания при реализации схемных зависимостей.

Для реализации схем применяются в основном реле IV поколения (типа РЭЛ). Однако предусмотрена возможность построения системы на реле III поколения (типа НМШ). Для этого в методических указаниях даны варианты замены. Такая возможность замены становится особенно важной в связи с тем, что в 2000 году из-за дефицита мощности Санкт-Петербургского электротехнического завода, выпускающего реле типа РЭЛ, ряду дорог (в том числе и Куйбышевской) было запрещено использовать при проектировании реле этого типа. Необходимо отметить, что в 2001 году Камышловский электротехнический завод начал выпуск большой номенклатуры реле типа Н и 2С, взаимозаменяемых с реле РЭЛ и С2.

В соответствии со структурной схемой (рис. 4.1) основными узлами АБТ являются: рельсовые цепи ТРЦ, линейная цепь Л-ОЛ с линейным передатчиком ЛП и приемником ЛПр для увязки показаний светофоров, схема управления огнями светофора СУО, схема напольных устройств системы АЛС. В линейную цепь введено также кодововключающее реле КВ.

Рис. 4.1. Структурная схема системы АБТ

Кроме того, к основным узлам АБТ следует отнести линейные цепи увязки с устройствами электрической централизации и переездными устройствами и схему исключения разрешающего показания светофора при потере шунта (схема контроля потери шунта), которые на схеме не показаны.

Каждый БУ оборудуется, как правило, четырьмя рельсовыми цепями. Две из них (А2П и Б2П) ‑ это рельсовые цепи типа ТРЦ3 с максимальной длиной до 1000 м. На границах блок-участков применяют рельсовые цепи типа ТРЦ4 (А1П и Б1П) длиной 100‑300 м (рекомендуется использовать длину 200 м). Применение рельсовых цепей ТРЦ4 вызвано необходимостью более четкой фиксации границ блок-участков. В противном случае движущийся поезд зашунтирует впередилежащую рельсовую цепь соседнего блок-участка, это приведет к включению запрещающего огня светофора перед поездом. Рельсовые цепи ТРЦ4 за счет более высокой частоты и меньшей длины имеют малую зону дополнительного шунтирования (до 15 м). Сдвижка светофора на 20 м от точки подключения генератора ТРЦ4 исключает указанную выше ситуацию.

При длине БУ менее 1400 м или при наличии изолирующих стыков на границе блок-участка (участок приближения к станции) может применяться три рельсовых цепи. Число рельсовых цепей на БУ может быть и большее, чем четыре (например, на блок-участке с переездом).

От каждой СУ осуществляется питание рельсовых цепей А1П и Б1П, а также рельсовых цепей А2П и Б2П предыдущего блок-участка. При этом на сигнальной установке контролируется состояние двух РЦ перед светофором (А2П и А1П) и двух РЦ за светофором (Б1П и Б2П). Аппаратура ТРЦ размещается в релейных шкафах и соединяется с рельсовой линией при помощи кабеля. Непосредственно у пути размещаются путевые ящики с устройствами согласования и защиты (на схеме не показано).

По цепи Л-ОЛ от каждого светофора к предыдущему линейный передатчик ЛП передает следующую информацию (см. рис 4.1):

· о состоянии светофора 4;

· о состоянии рельсовых цепей А1П и А2П блок-участка 6П;

· об исправности нити и цепи питания лампы красного огня светофора 4 при его закрытом состоянии;

· о состоянии защитного участка за светофором 4.

Кроме того, в цепи Л-ОЛ на 6-й сигнальной установке проверяется состояние рельсовых цепей Б1П и Б2П блок-участка 6П.

По линейной цепи Л-ОЛ информация поступает на линейный приемник ЛПр, который расшифровывает ее и обеспечивает включение соответствующего огня светофора и выбор кодовых сигналов АЛС для передачи на локомотив.

Применение линейных цепей для увязки показаний светофоров позволяет отказаться от применения менее надежных кодовых рельсовых цепей, что повышает надежность автоблокировки в целом.

Для АЛС используются сигналы числового кода. Кодирование рельсовых цепей блок-участка производится от впередилежащей СУ. Подача кодовых сигналов АЛС в РЛ осуществляется по питающим и релейным жилам кабеля рельсовых цепей по мере их занятия поездом (на схеме рис. 4.1 показано пунктирными линиями). Вступление поезда на БУ 6П контролируется приемником Б1П 6-й сигнальной установки. Информация об этом по цепи Л-ОЛ фиксируется на 4СУ при помощи реле КВ, которое включает кодовые сигналы АЛС.

Защитные участки организованы за каждым проходным светофором для исключения случаев столкновения поездов при проезде светофора с запрещающим показанием. При этом если защитный участок занят, то красный огонь включается и на ограждающем и на предыдущем светофоре. В качестве защитного участка в системе АБТ используются рельсовые цепи Б1П и Б2П, поэтому информация о его состоянии подается на линейный передатчик ЛП от блока ТРЦ.

Двухстороннее движение поездов по каждому пути двухпутного перегона позволяет наиболее гибко регулировать поездопоток при наличии неравномерного движения поездов по направлениям, а также осуществлять безостановочный обгон поездов на перегоне. Регулирование движения поездов по неправильному пути при смене направления движения осуществляется по сигналам АЛС без проходных светофоров. При этом меняется направление передачи информации в линейной цепи Л-ОЛ и перестраивается схема кодирования. Рельсовые цепи не реверсируются. Для кодирования рельсовых цепей А1П и А2П при движении поезда по неправильному пути предусмотрена специальная пара жил КП-КМ (на рис. 4.1 обозначена пунктирной линией К).

Применение в системе АБТ схемы контроля потери шунта под подвижной единицей позволяет исключить появление на светофоре разрешающего сигнала при фактически занятом блок-участке. Работа схемы основана на проверке правильности проследования поезда (контроль последовательности занятия и освобождения рельсовых цепей при проследовании поезда с одного блок-участка на другой).

Путевой план перегона

На путевом плане перегона (рис. 4.2) изображают: перегонные светофоры и их ординаты; релейные шкафы; рельсовые цепи в двухниточном изображении с указанием их длин и размещением путевых приборов; путевые ящики и их ординаты; путевые дроссели с указанием их типа; кабельную сеть перегона и кабельные планы сигнальных точек и переездных устройств с указанием длин кабелей (на рис. 4.2 указана длина не всех кабелей), жильности и числа запасных жил.

Жилы кабелей линейных цепей и рельсовых цепей обозначаются в соответствии с принятой схемной номенклатурой. Для питающих концов рельсовых цепей указывают комбинации частот генераторов (несущая частота/частота модуляции).

Аппаратура одной сигнальной установки каждого пути располагается в отдельном релейном шкафу типа ШРУ-М.

Для удобства описания схем принята следующая терминология. Путем приема для каждой станции называют путь, по которому осуществляется прием поездов по основному входному сигналу. Путем отправления ‑ путь, примыкающий к дополнительному входному сигналу. По каждому из этих путей может осуществляться как прием, так и отправление поездов с оперативной сменой направления движения. Движением по правильному пути будем называть такое направление движения, при котором регулирование осуществляется по показаниям напольных проходных светофоров; установленное обратное направление движения по этому пути ‑ движение по неправильному пути.

В рельсовых цепях для нечетного пути рекомендуется применять комбинации частот 420/8, 480/12, 580/8, 5000/8, 5555/8, а для четного ‑ 420/12, 480/8, 580/12, 5000/12, 5555/12. Практически, если отсутствует переезд, для защиты от взаимного влияния рельсовых цепей достаточно обеспечить чередование двух частот 420 и 480 Гц. Для управления переездной сигнализацией у переезда организуется две ТРЦ4 по 200 м (4,5/8 по нечетному пути и 4,5/12 по четному пути).

Путевые ящики, в которых размещается аппаратура согласования и защиты приборов рельсовых цепей и производится разделка кабеля, изображают на плане перегона в местах их установки. При этом знаком "+" отмечено подключение жил приемного конца рельсовой цепи, знаком "•" ‑ питающего.

Дроссель-трансформаторы устанавливают у проходных светофоров для выравнивания тягового тока (на ординате точки подключения генератора ТРЦ4), у изолирующих стыков на границах со станцией, а также в местах подсоединения отсасывающих фидеров тяговых подстанций, подключения заземлений, объединения рельсовых нитей соседних путей.

Для обеспечения работы АБТ и увязки со станционными и переездными устройствами вдоль перегона прокладывают два раздельных кабеля ‑ СЦБ1 для нечетного пути и СЦБ2 для четного пути. Линейные цепи и жилы для организации питающих и релейных концов рельсовых цепей прокладываются в одном общем кабеле. В зависимости от числа этих цепей емкость кабеля в пределах перегона изменяется. При автономной тяге и электротяге постоянного тока рекомендуется применять кабель марки СБЗПУ (с гидрофобным заполнением сердечника, с усиленной полиэтиленовой изоляцией), при электрической тяге переменного тока ‑ СБЗПАБпШп (в алюминиевой оболочке, с броней из двух стальных лент, в защитном шланге из полиэтилена).

К обозначению линейных цепей и жил кабелей рельсовых цепей добавляется цифра 1 или 2 в соответствии с их принадлежностью к нечетному или четному пути.

В каждом из кабелей предусмотрены жилы для организации следующих линейных цепей и схем:

Н, ОН ‑ схема смены направления;

К, ОК ‑ цепь контроля перегона схемы смены направления;

Л, ОЛ ‑ линейная цепь увязки сигнальных установок (передача информации к предыдущему светофору о поездной ситуации); по этой же цепи организуется передача на впередистоящую СУ информации о вступлении поезда на БУ (для начала подачи в рельсовую линию сигнала АЛС);

И, ОИ ‑ цепь схемы исключения разрешающего сигнала на светофоре при потере шунта (на первом блок-участке удаления от станции по пути отправления и на блок-участке с переездом эта цепь обозначается Б-ОБ, а на предвходном блок-участке по пути приема ‑ И1-ОИ1); используется также для передачи на предвходную сигнальную установку извещения о приближении поезда к станции за два блок-участка по пути приема;

И1, ОИ1 ‑ цепь схемы исключения разрешающего сигнала на светофоре при потере шунта на предвходном БУ пути приема; используется также для передачи на станцию извещения о состоянии этого БУ;

И2, ОИ2 ‑ цепь передачи на станцию информации о состоянии второго (дальнего) БУ пути приема;

Б, ОБ ‑ цепь схемы исключения разрешающего сигнала на светофоре при потере шунта на первом БУ пути отправления и на блок-участках с переездом;

М, ОМ ‑ цепь схемы управления миганием желтого огня на предвходном светофоре; передача на станцию сигналов АЛС для кодирования рельсовых цепей маршрутов отправления на неправильный путь;

ИП, ОИП ‑ цепь извещения на переезд о приближении поезда по правильному пути;

НИП, ОНИП ‑ цепь извещения на переезд о приближении поезда по неправильному пути;

Т, ОТ ‑ цепь передачи кодовых сигналов АЛС в рельсовые цепи переезда;

НИ, ОНИ (ЧИ, ОЧИ) ‑ подача извещения на станцию о состоянии первого и второго участка приближения неправильного пути; передача на станцию сигналов АЛС для кодирования рельсовых цепей маршрутов отправления по правильному пути.

В этих же кабелях организованы соединительные жилы рельсовых цепей:

П(П,М) ‑ жилы подключения генератора для питания рельсовых цепей А2П/Б2П. Для жил, подающих питание со станции, вместо буквы П указывается название РЦ, контролируемой на станции; например, 1НГ(П,М). Жилы, к которым подключены генератор и приемник (обычно на БУ с переездом), обозначаются по названию приемника; например, 2А(П,М);

АР(П,М) ‑ для подключения приемной аппаратуры рельсовых цепей А1П и А2П;

БР(П,М) ‑ для подключения приемной аппаратуры рельсовых цепей Б1П и Б2П;

К(П,М) ‑ для подачи кодовых сигналов АЛС в рельсовые цепи А при движении поезда по неправильному пути.

Для увязки с переездом могут дополнительно потребоваться следующие цепи:

ЗУ,ОЗУ ‑ цепь передачи с переезда к предыдущему светофору информации о состоянии рельсовых цепей, контролируемых на переезде, если они входят в состав защитного участка;

АП,ОАП (БП,ОБП) ‑ передача на переезд от впередистоящего светофора информации о состоянии рельсовой цепи А1П (Б1П); применяется в том случае, если переезд расположен у светофора и для его работы используется ТРЦ4 сигнальной установки.

Кроме того, в кабеле СЦБ1 нечетного пути организованы жилы:

ДСН, ОДСН – цепь схемы двойного снижения напряжения; используется также в системе диспетчерского контроля для передачи информации с перегона на ближайшую станцию;

ПГС ‑ провода цепи перегонной связи.

В кабеле СЦБ2 предусмотрены жилы АВС ‑ провода цепи аварийно-восстановительной связи.

В соответствии с кабельным планом сигнальной точки в каждый релейный шкаф кроме указанного выше кабеля вводятся отдельные кабели следующих назначений:

1. Для подачи питания на лампы светофоров ‑ кабель емкостью 4 пары жил (З1, З2, Ж1, Ж2, ОЖЗ, К1, К2, ОК). Кабель разделывается в оконечной муфте у мачты светофора.

2. Для подачи питания в рельсовые цепи А1П/Б1П типа ТРЦ4 ‑ трехжильный кабель (жилы 1ПП и 1ПМ для подключения приборов питания и одна жила запасная). Кабель разделывается на клеммной колодке путевого ящика.

3. Для передачи жил ДСН-ОДСН в релейный шкаф спаренного светофора ‑ трехжильный кабель (одна жила запасная).

4. Для подачи в релейный шкаф основного электропитания ПХ-ОХ от высоковольтной линии СЦБ ‑ пятижильный кабель (дублированные рабочие жилы и одна запасная).

5. Для подачи в релейный шкаф резервного электропитания РПХ-РОХ от высоковольтной линии продольного электроснабжения линейных потребителей ‑ аналогичный кабель.

Питание на устройства АБ подается от однофазных подъемно-опускных комплектных трансформаторных подстанций КТП-П-А-1,25/10, понижающих напряжение до 230 В. При этом как основное, так и резервное питание подается в каждый релейный шкаф отдельными кабелями. Устройства и кабели электропитания на схеме рис. 4.2 не показаны.