Современные системы автоблокировки с тональными рельсовыми цепями Министерство транспорта Российской Федерации (стр. 12 )

Аппаратура рельсовых цепей ТРЦ4 разработана с учетом возможности совмещения (последовательного включения) приемника ТРЦ4 и приемника ТРЦ3, а также приемникаТРЦ4 с передающей аппаратурой ТРЦ3. В последнем случае входная цепь приемника ПРЦ4Л подключается к кабелю последовательно с выходом фильтра ФПМ.

Современная аппаратура ТРЦ4 содержит блоки (см. табл. 2.1): путевой генератор ГП4, путевой фильтр ФРЦ4Л и путевой приемник ПРЦ4Л.

Путевой генератор ГП4 (рис. 2.6) выполнен по схеме, аналогичной схеме генератора ГП3 (см. рис. 2.3). Отличия заключаются в следующем. Используются другие управляющие входы микросхемы DD1, что изменяет коэффициент деления частоты кварцевого резонатора и обеспечивает формирование несущих частот, требуемых для ТРЦ4.

В схему выходного усилителя (VT6‑VT9) для смещения рабочих точек введены цепи R16, VD8 и R17, VD9, что привело к улучшению формы выходного сигнала. Кроме того, изменены параметры некоторых резисторов, конденсаторов и индуктивностей.

Перемычки, устанавливаемые для настройки генераторов на требуемую несущую и моделирующую частоты, для настройки фильтра регулятора напряжения в резонанс с выбранной несущей частотой, а также для подключения выходного каскада указаны в табл. 2.4.

Схема путевого генератора предыдущей модификации (ГРЦ4) существенно отличается от рассматриваемой. Так, в ГРЦ4 деление частоты кварцевого резонатора (100 кГц) для получения несущей частоты осуществлялось триггерами; генератор модулирующей частоты был реализован в виде мультивибратора на базе операционного усилителя; функции модулятора выполнял J-К триггер.

Подрегулировка частоты в генераторах ГП3 и ГП4 не требуется, т. к. задающий кварцевых резонатор GB обладает достаточно высокой стабильностью.

Путевой фильтр ФРЦ4Л в качестве входа использует внешние выводы 1 и 3, выходной сигнал снимается с выводов 4 и 23 (рис. 2.7).

При настройке на частоту 5,5 кГц используется один конденсатор С1, на 5 кГц – С1 и С2 (перемычка 23-43), на 4,5 кГц – С1 и С3 (перемычка 23‑63).

Рис. 2.7. Схема путевого фильтра ФРЦ4Л

Выходное сопротивление фильтра с учетом внутреннего сопротивления генератора составляет 120-160 Ом. При нагрузке 510 Ом и напряжении на входе фильтра 6 В напряжение амплитудно-модулированного сигнала на выходе фильтра – не менее 35 В.

Путевые приемники ПРЦ4Л реализованы по схемам, идентичным схеме ПП (см. рис. 2.5). Отличия заключаются в незначительных изменениях схем контуров входного фильтра и параметров некоторых элементов.

Чувствительность ПРЦ4Л составляет 0,11‑0,13 В. При этом напряжение на выходе приемника не менее 4,6 В. Коэффициент возврата не менее 0,8.

Затухание входного фильтра на частотах соседних каналов – не менее 38 дБ. При подаче на вход приемника сигнала номинальной несущей частоты, но с частотой модуляции соседнего канала, напряжение на выходе приемника не более 0,1 В.

Варианты исполнений путевых приемников ПРЦ4Л (ПРЦ4Л-4/8, ПРЦ4Л-4/12 и т. д.) различаются использованием разных обмоток трансформаторов TV1‑TV4 и наличием или отсутствием конденсаторов С8 и С10.

2.4.4. Схемы устройств согласования и защиты

Схема устройства согласования и защиты зависит от решаемых задач (см. п. 2.4.1) и условий применения. Условия применения определяются наличием или отсутствием и родом тягового тока, наличием или отсутствием дроссель-трансформатора в месте подключения аппаратуры к рельсовой линии.

Рассмотрим принципиальные схемы устройств согласования и защиты для различных случаев применения (рис.2.8).

При анализе схем устройств согласования и защиты необходимо учесть, что на участках, оборудованных тональными рельсовыми цепями, при электрической тяге поездов устанавливаются дроссель-трансформаторы (ДТ). Они необходимы для выравнивания тягового тока, подключения отсасывающих фидеров тяговых подстанций и для пропуска обратного тягового тока в обход изолирующих стыков, установленных на границах блок-участков или на границе станции. Если ДТ расположен в месте подключения аппаратуры ТРЦ, то это позволяет в отдельных случаях упростить схему УСЗ и использовать дополнительную обмотку ДТ для подключения аппаратуры к рельсовой линии. В первом случае ДТ обеспечивает защиту от тягового тока, во втором – выполняет роль согласующего трансформатора.

Рис. 2.8. Схемы устройств согласования и защиты

В большинстве условий применения УСЗ включает в себя следующие элементы:

Согласующий трансформатор ПТ типа ПОБС-2А с коэффициентом трансформации n=38 (рис. 2.8, а, б, в, ж). Трансформатор ПТ обеспечивает согласование сопротивлений рельсовой линии и соединительного кабеля.

Если при тяге постоянного тока аппаратура ТРЦ подключается через дополнительную обмотку ДТ, то согласующий трансформатор не устанавливают (рис. 2.8, г, е), т. к. дроссель-трансформатор с коэффициентом трансформации n=40 выполняет функции согласования.

При электротяге переменного тока для более надежной защиты обслуживающего персонала и приборов от тягового тока используют ДТ (n=3) совместно с согласующим трансформатором ПТ (рис. 2.8, д).

2.        Защитный резистор Rз. Резисторы обеспечивают защиту аппаратуры от тягового тока при его асимметрии. Кроме того, они обеспечивают требуемые обратные входные сопротивления по концам рельсовой линии; с этой целью суммарное сопротивление этих резисторов и соединительных проводов во вторичной обмотке трансформатора ПТ должно составлять 0,3‑0,4 Ом.

При наличии ДТ в месте подключения аппаратуры защитный резистор при условии обеспечения требуемых сопротивлений по концам рельсовой цепи может не устанавливаться (рис. 2.8, б, г, е). При низком сопротивлении изоляции РЛ, а также при тяге переменного тока указанное условие не выполняется, поэтому резисторы Rз установлены (рис. 2.8, в, д).

3.        Автоматический выключатель многократного действия АВМ типа АВМ2-15 или АВМ1-5, который обеспечивает защиту аппаратуры и обслуживающего персонала от асимметрии тягового тока, превышающей допустимые значения. Принцип защиты заключается в следующем. При возрастании тока асимметрии выше допустимого предела сердечник трансформатора ПТ входит в насыщение, сопротивление его обмотки переменному току уменьшается, что приводит к увеличению тока и надежному срабатыванию АВМ.

При отсутствии согласующего трансформатора АВМ не устанавливается (рис. 2.8, г, е).

При автономной тяге поездов защитные резисторы и автоматические выключатели не требуются (рис. 2.8, ж).

4.        Разрядник Р (типа РВНШ или РКН) или выравниватель (типа ВОЦН-220), который обеспечивает защиту аппаратуры от грозового разряда (при автономной тяге) или от коммутационных перенапряжений в контактной сети (при электрической тяге).

Указанные приборы размещаются в путевом ящике, который устанавливается непосредственно у железнодорожного пути в месте подключения аппаратуры ТРЦ к рельсовой линии. При отсутствии в схеме УСЗ согласующих трансформаторов путевой ящик не применяется. В этом случае разрядники устанавливаются в месте размещения аппаратуры ТРЦ (релейный шкаф автоблокировки или станционное помещение).

Таким образом, схемы УСЗ, представленные на рис. 2.8, применяются в следующих случаях:

а)        при тяге постоянного или переменного тока и при отсутствии ДТ в месте подключения аппаратуры ТРЦ;

б)        при тяге постоянного или переменного тока, наличии ДТ в месте подключения аппаратуры ТРЦ и соблюдении требуемых величин сопротивлений по концам РЛ;

в)        при тяге постоянного или переменного тока, наличии ДТ в месте подключения аппаратуры ТРЦ и необходимости применения дополнительных резисторов для обеспечения требуемых величин сопротивлений по концам РЛ (например, на участках с низким сопротивлением изоляции РЛ);

г)        при тяге постоянного тока, децентрализованном размещении аппаратуры АБ и использовании дополнительной обмотки ДТ для подключения аппаратуры ТРЦ (разрядник размещается в релейном шкафу);

д)        при тяге переменного тока и использовании дополнительной обмотки ДТ для подключения аппаратуры ТРЦ;

е)        при тяге постоянного тока, централизованном размещении аппаратуры АБ и использовании дополнительной обмотки ДТ для подключения аппаратуры ТРЦ (разрядник размещается в станционном помещении на месте установки аппаратуры АБ);

ж)        при автономной тяге.

Контрольные вопросы и задания
Перечислите особенности построения тональных РЦ по сравнению с традиционными рельсовыми цепями. Каким образом в тональных рельсовых цепях без изолирующих стыков исключается взаимное влияние смежных рельсовых цепей? А влияние рельсовых цепей параллельного пути? Что такое зона дополнительного шунтирования? Назначение рельсовых цепей типа ТРЦ4. Какие частоты сигнального тока использовались в ТРЦ2, используются в ТРЦ3, ТРЦ4? Перечислите достоинства тональных рельсовых цепей. Что можно сказать о габаритах аппаратуры ТРЦ? Как осуществляется настройка генераторов ТРЦ на требуемую частоту несущей и модулирующей? Почему фильтры типа ФПМ требуют настройки на требуемую частоту на месте установки? Найдите в тексте данные по основным техническим характеристикам путевого приемника типа ПП. Сравните их с характеристиками приемника типа ПРЦ4Л. Какие задачи решают устройства согласования и защиты в ТРЦ? Назовите основные приборы УСЗ и их назначение.

3. РАЗНОВИДНОСТИ СИСТЕМ АВТОБЛОКИРОВКИ

С ТОНАЛЬНЫМИ РЕЛЬСОВЫМИ ЦЕПЯМИ

Большие возможности, которыми обладают ТРЦ, их достоинства и универсальность привели к созданию ряда систем автоблокировки на основе этих рельсовых цепей. Рассмотрим основные признаки, по которым различаются эти системы.

1.        Способ размещения аппаратуры.