Оборудование перегона участка железной дороги устройствами автоблокировки

Содержание

Введение.

В настоящем дипломном проекте представлен однопутный перегон с электротягой переменного тока, оборудованный кодовой автоблокировкой переменного тока с рельсовыми цепями частотой 25 ГЦ.

Проект включает в себя графическую часть и пояснительную записку.

Графический материал построен с использованием типовых проектных решений, методических указаний по проектированию устройств сигнализации, централизации и блокировки, действующих Инструкций, которые применяются для проектирования и ввода в эксплуатацию устройств сигнализации, централизации и блокировки.

Пояснительная записка включает в себя общие сведения об устройствах сигнализации, централизации и блокировки на перегоне, характеристику автоблокировки, увязку автоблокировки со станционными устройствами, автоматической переездной сигнализацией и системой диспетчерского контроля.

Так же в дипломном проекте представлены вопросы охраны труда при обслуживании АЛСН и обеспечения безопасности движения поездов при производстве работ на перегоне.

С введением скоростного движения появились новые требования к обеспечению безопасности движения поездов, необходимости сокращения эксплуатационных расходов на техническое обслуживание, повышению надежности работы устройств, которые обусловили создание новой элементной базы, новых систем автоблокировки и совершенствования АЛСН.

Новые системы строятся на новой элементной базе с применением интегральных микросхем и тональных рельсовых цепей. Автоблокировка с тональными рельсовыми цепями имеет высокую надежность, высокий коэффициент возврата путевого приемника, высокую помехозащищенность и защищенность от влияний тягового тока. На основе тональных рельсовых цепей разработаны и функционируют ряд систем автоблокировки с децентрализованным и централизованным размещением тональных рельсовых цепей ТРЦ-3 (третьего поколения) и ТРЦ-4 (четвертого поколения).

В ТРЦ-3 несущими частотами являются частоты в диапазоне 420-780 Гц, а в ТРЦ-4 - 4-6 кГц и частотами модуляции в обоих типах тональных рельсовых цепей - 8 и 12 Гц. Срок службы аппаратуры рельсовых цепей составляет 10-15 лет. Рельсовые цепи ТРЦ работают в современных системах автоблокировки:

ЦАБ-АЛС0 - автоблокировка с централизованным размещением аппаратуры ТРЦ-3. Движение поездов осуществляется по сигналам автоматической локомотивной сигнализации АЛСН, путевые светофоры и изолирующие стыки в автоблокировке отсутствуют. Расстояние между пунктами размещения аппаратуры в системе ЦАБ-АЛСО составляет при автономной тяге до 30 км, а при электротяге - до 20 км.

ЦАБс - автоблокировка с централизованным размещением аппаратуры и путевыми светофорами. В пределах блок-участка применяются рельсовые цепи ТРЦ-3 без изолирующих стыков. На границе блок-участка изолирующие стыки устанавливаются;

АБТЦ или ЦАБ - автоблокировка с централизованным размещением аппаратуры ТРЦ и с путевыми светофорами. В рельсовых цепях типа ТРЦ-3 изолирующие стыки не применяются;

АБТ - автоблокировка с децентрализованным размещением аппаратуры ТРЦ путевыми светофорами и рельсовыми цепями без изолирующих стыков. На блок - участке используется два типа рельсовых цепей ТРЦ-3 и ТРЦ-4, ТРЦ-4 определяет границу блок - участка,

АБТс- автоблокировка с децентрализованным размещением аппаратуры и путевыми светофорами для участков с пониженным сопротивлением балласта.

Рельсовые цепи ТРЦ-3, применяемые в пределах блок - участка, используются без изолирующих стыков. На границе блок - участка изолирующие стыки устанавливаются.

Аналогом числовой кодовой автоблокировки является микроэлектронная автоблокировка числового кода - КЭБ-1 и КЭБ-2 (КЭБ). КЭБ построена на макропроцессорах и микросборках, что предполагает увеличение срока службы до 10-15 лет с исключением текущего обслуживания. Конструктивное исполнение КЭБ предусматривает ее использование взамен аппаратуры числовой кодовой автоблокировки без проведения монтажных работ.

На базе микропроцессорной техники функционирует система АБ-Е2.

Система имеет децентрализованное размещение аппаратуры, совместима с эксплуатируемыми системами автоматической локомотивной сигнализации типа АЛСН и КЛУБ. В АБ-Е2 длина рельсовых цепей увеличивается до 3-5 км.

В системе используются частотные каналы с несущими частотами 1950, 2170, 2440 и 2790 Гц. Обеспечение безопасности функционирования достигается за счет трехкратного сравнения сигналов в контрольных точках отдельных комплектов аппаратуры, применения специальных устройств контроля с односторонними отказами, обеспечивающими надежное отключение неисправного комплекта и последующий ввод его в работу. В настоящее время разрабатывается вариант автоблокировки с использованием дополнительного цифрового канала передачи информации, что позволит перейти от традиционно фиксируемых блок - участков к подвижным и повысить пропускную способность перегонов.

Для устранения недостатков АЛСН разработаны и применяются системы автоматической локомотивной сигнализации:

АЛСМ - с многозначной сигнализацией, где кроме сигнальных показаний высвечивается скорость движения поезда,

АЛС-ЕН - автоматическая локомотивная сигнализация единого ряда с непрерывным каналом связи. В этой системе для передачи информации с пути на локомотив использован непрерывный индуктивный канал связи - 175 Гц. Сигнальная информация передается с двукратной фазоразностной модуляцией, что позволяет организовать два подканала. Основная информация передается по первому подканалу, информация второго подканала расширяет информацию первого и выполняет защитные функции.

Для исключения проезда запрещающих сигналов была разработана система автоматического управления тормозами (САУТ).

Аппаратно - программный комплекс диспетчерского контроля АПК-ДК является наиболее совершенной системой диспетчерского контроля.

В перспективе все системы интервального регулирования должны иметь модульное исполнение и реконфигурируемые структуры.

1 Эксплуатационная часть.

1.1 Характеристика участка.

В настоящем дипломном проекте рассматривается однопутный участок железной дороги с электротягой переменного тока, на котором применяется трёхзначная кодовая автоблокировка переменного тока частотой 25 Гц.

На участке имеется переезд, оборудованный автоматической переездной сигнализацией с автоматическими шлагбаумами типа ПАШ-1 (предназначен для остановки автомобильного транспорта перед переездом), устройствами заграждения переезда (УЗП), предназначенными для въезда автотранспорта на переезд при закрытом положении шлагбаумов. Также переезд оборудуется заградительными светофорами, предназначенными для ограждения переезда со стороны железнодорожного транспорта в случае возникновении на нём аварийной ситуации.

Данный участок дополняется системой автоматического управления тормозами, автоматической локомотивной сигнализацией и устройствами контроля схода подвижного состава.

Система САУТ предназначена для повышения безопасности движения поездов путём исключения проездов запрещающих сигналов. Данная система обеспечивает контроль максимально допустимой скорости, включение автоматического служебного торможения при повышенной скорости выше установленного значения, плавное служебное торможение до полной остановки перед закрытым светофором.

Основным средством регулирования движения поездов на перегонах является автоблокировка. Однако при автоблокировке в случаях плохой видимости светофорных огней или потери бдительности машинистом возможны проезды светофоров с желтым огнем с недопустимой скоростью, а при несвоевременном торможении - проезд светофора с красным огнем. Для исключения этого, а также повышения безопасности движения поездов, устройства автоблокировки дополняют устройствами автоматической локомотивной сигнализации, которые в свою очередь дополняются автостопами, устройствами проверки бдительности машиниста и контроля скорости движения поезда.

Устройства УКСПС предназначены для автоматического обнаружения деталей выступающих за пределы нижнего габарита подвижного состава, а также для контроля схода подвижного состава перед железнодорожной станцией или искусственными сооружениями и являются дополнительным средством обеспечения безопасности движения поездов.

Интенсивность движения поездов на проектируемом участке составляет 39 пар в сутки (29 грузовых и 10 пассажирских), длина перегона - 15 км.

Интервал попутного следования поездов - 6 минут.

1.2 Система регулирования движения поездов на перегоне

     К  системам интервального регулирования движения поездов на перегоне относятся автоблокировка и автоматическая локомотивная сигнализация непрерывного действия.

    Автоблокировка -  это автоматизированная система  интервального регулирования движения поездов с помощью проходных светофоров, показания которых изменяются автоматически от воздействия подвижной единицы на рельсовую цепь.

Эксплуатационными основами автоблокировки является деление межстанционного перегона на блок-участки, каждый из которых включает в себя рельсовую цепь и ограждается проходными светофорами. Нумерация светофоров производится в нечётном направлении нечётными цифрами, в чётном направлении чётными цифрами. Счёт номеров светофоров идёт от входного светофора.

Длина блок-участка в трехзначной автоблокировке составляет 1000-2500 м, но не менее длины тормозного пути.

   При однопутной автоблокировке светофоры устанавливаются для обоих направлений движения с правой стороны по ходу движения поезда, на расстоянии 3100 мм от оси пути. Светофоры применяются линзовые на железобетонных мачтах.  Показания светофоров, имеют два значения: основное - указывает с какой скоростью проследовать светофор; дополнительное - указывает на свободность впереди лежащих блок-участков.

Согласно «Инструкции по сигнализации на железных дорогах Российской Федерации» на проектируемом участке предусматривается трёхзначная сигнализация. Проходными светофорами подаются следующие сигнальные показания:

-один зелёный огонь - «Разрешается движение с установленной скоростью; впереди свободны два или более блок-участка»;

-один жёлтый огонь - «Разрешается движение с готовностью остановиться; следующий светофор закрыт».

-один красный огонь - «Стой! Запрещается проезжать сигнал».

На данном участке на проходных светофорах, расположенных перед входными светофорами (предвходных), применяется дополнительное показание - один жёлтый мигающий огонь - «Разрешается движение с установленной скоростью; входной светофор открыт и требует проследования его с уменьшенной скоростью; поезд принимается на боковой путь станции».

Действие автоблокировки совмещают с автоматической локомотивной сигнализацией, передающей в кабину локомотива информацию о свободности впереди расположенных блок-участков пути

Данная автоблокировка оборудована переездной сигнализацией, которая включает в себя автоматический шлагбаум ПАШ-1, имеющий следующие особенности: брус опускается самостоятельно, без применения электродвигателя, под тяжестью собственного веса, а поднимается с помощью электродвигателя; рама вместе с металлическим брусом поворачивается на 90 градусов по горизонтали; двигатель переменного тока, следовательно отпадает необходимость в аккумуляторной батарее.

Согласно пункта 6.37. «Инструкции по сигнализации на железных дорогах Российской Федерации» автоматическая переездная сигнализация должна:

-начинать подачу  сигнала остановки в сторону  автомобильной дороги,

а автоматические шлагбаумы принимать закрытое положения за время необходимое для заблаговременного освобождения железнодорожного переезда транспортными средствами до прохода поезда к железнодорожному переезду.

-автоматическая  переездная сигнализация должна  продолжать действовать, а автоматические шлагбаумы должны оставаться в закрытом положении до полного освобождения железнодорожного переезда поездом.

2.Техническая  часть.

2.1. Обоснование  проектируемой системы автоблокировки.

Автоблокировка выбирается согласно рода тяги. Поскольку на данном участке электротяга переменного тока, а по рельсам протекает два тока: обратный тяговый и сигнальный, то они должны качественно различаться, поэтому выбрана кодовая автоблокировка переменного тока частотой 25 Гц, имеющая следующие достоинства:

   - низкое  потребление электроэнергии;

      - устойчивая работа при понижении  сопротивления балласта;

      - надежная защита от тока промышленной  частоты.

2.2 Требования ПТЭ, предъявляемые к автоблокировке и характеристика проектируемой системы.

Согласно «Приложению № 3 Правил технической эксплуатации железных дорог Российской Федерации» к автоблокировке предъявляются следующие требования:

12. Проходные светофоры  автоматической блокировки устанавливаются  на границах между блок-участками, а проходные светофоры полуавтоматической  блокировки - на границах между  межпостовыми перегонами.

На участках, где автоматическая локомотивная сигнализация применяется как самостоятельное средство сигнализации и связи, на границах блок-участков устанавливаются сигнальные знаки «Граница блок- участка».

19. Перегоны должны  быть оборудованы путевой блокировкой, а на отдельных участках - автоматической локомотивной сигнализацией, применяемой как самостоятельное средство сигнализации и связи, при которой движение поездов на перегоне в обоих направлениях осуществляется по сигналам локомотивных светофоров

20. Устройства автоматической и полуавтоматической блокировки, а также автоматической локомотивной сигнализации, применяемой как самостоятельное средство сигнализации и связи, не должны допускать открытия выходного или соответственно проходного или локомотивного светофора до освобождения железнодорожным подвижным составом ограждаемого ими блок-участка или межстанционного (межпостового) перегона, а также самопроизвольного закрытия светофора в результате перехода с основного на резервное технологическое электроснабжение или наоборот.

21. На однопутных перегонах, оборудованных автоматической или полуавтоматической блокировкой, после открытия на железнодорожной станции выходного светофора должна быть исключена возможность открытия соседней железнодорожной станцией выходных и проходных светофоров для отправления поездов на этот же перегон в противоположном направлении. Допускается на железнодорожных путях иметь устройства, позволяющие при отправлении поездов на перегон, длина которого меньше длины поезда или меньше тормозного пути для данного участка и при совпадении границ железнодорожных станций, открытие выходного светофора только при открытом входном светофоре соседней железнодорожной станции.

Такая же взаимозависимость сигналов должна быть на двухпутных и многопутных перегонах, оборудованных автоматической или полуавтоматической блокировкой для двустороннего движения по каждому железнодорожному пути.

 На оборудованных автоблокировкой однопутных участках с двухпутными вставками, а также на двухпутных и многопутных перегонах грузонапряженных линий, где движение по показаниям светофоров автоблокировки осуществляется в одном направлении, могут предусматриваться устройства, позволяющие в противоположном направлении (по неправильному железнодорожному пути) обеспечивать движение по сигналам локомотивных светофоров. Эти устройства, в зависимости от применяемых технических решений, действуют постоянно или включаются на период производства ремонтных, строительных и восстановительных работ.

22. При автоматической блокировке все светофоры должны автоматически принимать запрещающее показание при входе поезда на ограждаемые ими блок-участки, а также в случае неисправности рельсовых цепей этих участков или других технических средств, применяемых для контроля свободности блок-участка.

На железнодорожных путях необщего пользования, при преимущественном движении поездов вагонами вперед, должна предусматриваться зависимость, обеспечивающая перекрытие (закрытие) выходного светофора, только после прохода светофора всем составом и локомотивом.

23. На железнодорожных станциях, расположенных на участках, оборудованных путевой блокировкой, эти устройства должны иметь ключи-жезлы для хозяйственных поездов, а на железнодорожных станциях, расположенных на участках с полуавтоматической блокировкой, где применяется подталкивание поездов с возвращением подталкивающего локомотива, - ключи-жезлы и для них.

На однопутных железнодорожных линиях, оборудованных автоматической блокировкой, а также на двухпутных перегонах с двусторонней автоблокировкой по каждому железнодорожному пути, на железнодорожных станциях, где производится маневровая работа с выходом маневрирующего состава за границу железнодорожной станции, устройства автоматической блокировки при необходимости дополняются связанными с ними маневровыми светофорами.

24. На железнодорожных станциях, расположенных на железнодорожных линиях, оборудованных автоматической и полуавтоматической блокировкой, а также автоматической локомотивной сигнализацией, применяемой как самостоятельное средство сигнализации и связи, должны быть устройства:

не допускающие открытия входного светофора при маршруте, установленном на занятый железнодорожный путь;

обеспечивающие на аппарате управления контроль занятости железнодорожных путей и стрелок.

При полуавтоматической блокировке на железнодорожных станциях могут быть устройства, позволяющие:

выключение контроля свободности стрелочных изолированных участков в  маршруте отправления из-за их неисправности;

повторное открытие закрывшегося выходного светофора, если поезд фактически его не проследовал;

обеспечивать автоматический контроль прибытия поезда в полном составе.

25. Автоматическая блокировка должна дополняться автоматической локомотивной сигнализацией и устройствами диспетчерского контроля за движением поездов, а полуавтоматическая блокировка - автоматической локомотивной сигнализацией.

Внедряемые устройства автоматической и полуавтоматической блокировки дополняются средствами контроля их технического состояния.

26. Устройства  диспетчерского контроля за движением  поездов на участках, оборудованных автоблокировкой, должны обеспечивать контроль:

установленного направления движения;

занятости блок-участков, главных и приемо-отправочных железнодорожных путей на промежуточных железнодорожных станциях, показаний входных и выходных светофоров.

Внедряемые устройства диспетчерского контроля, кроме перечисленных в настоящем пункте требований, должны обеспечивать контроль: положения стрелок, станционных железнодорожных путей и изолированных участков; занятости перегонов; автоматического действия светофоров на железнодорожных станциях; состояния переездной сигнализации, состояния станционных и перегонных устройств сигнализации, централизации и блокировки.

Такая же взаимозависимость сигналов должна быть на двухпутных и многопутных перегонах, оборудованных автоматической или полуавтоматической блокировкой для двустороннего движения по каждому пути.

Особенностью однопутной кодовой автоблокировки является возможность работы её как в четном, так и в нечетном направлении. С этой целью применяется четырехпроводная схема смены направления движения (Н-ОН, К-ОК), и на каждой сигнальной точке применяются элементы схемы смены направления движения: реле Н и его повторители 1Н, 2Н; 1ПТ, 2ПТ.

Контактами реле 1ПТ и 2ПТ образуются путевые переключающие устройства, которые переключают концы рельсовых цепей с тем, чтобы кодовое питание подавалось навстречу поезду.

Контактами реле 1Н, 2Н образуются сигнальные переключающие устройства, подключающие питание к светофорам установленного направления движения  и отключающие питание от светофоров противоположного направления движения.

Кодовые переключающие устройства образуются контактами реле

1Н; 1ПТ; 2Н; 2ПТ и  подключают к схеме выбора кодов   реле 1Т или 2Т в зависимости от направления движения.

В однопутной кодовой автоблокировке применяется двойной комплект аппаратуры рельсовой цепи. На каждой сигнальной точке применяются двухнитевые лампы с целью повышения безопасности движения поездов и пропускной способности.

Данная автоблокировка кодовая, поэтому связь между светофорами осуществляется по рельсовой цепи с помощью числового кода. С этой целью в релейном шкафу каждого светофора устанавливается кодирующее устройство - трансмиттер КПТШ-515 (КПТШ-715). Кодовый путевой трансмиттер вырабатывает три кода КЖ, Ж и З, один из кодов выбирается контактами соответствующих сигнальных реле в соответствии с показанием на светофоре и с помощью контактов трансмиттерного реле этот код подаётся в рельсовую цепь. 

Схемы кодовой автоблокировки выполнены с применением штепсельных приборов. При этом максимально используются малогабаритные штепсельные реле типа АНШ и НМШ. Аппаратура рельсовой цепи:

1ПЧ - 50/25, 2ПЧ - 50/25 - преобразователь частоты - преобразует переменный ток частотой 50 Гц в ток частотой 25 Гц;

1И, 2И (ИВГ-В) - импульсное  путевое реле - принимает коды  из рельсовой цепи и посылает  их в дешифратор;

На сигнальной установке применены два аварийных реле:

А (АСШ2/220) - осуществляет контроль основного питания;

А1 (АСШ2/220) - осуществляет контроль резервного питания.

1ИТ, 2ИТ (ПРТ-Г) - путевой  релейный трансформатор - защищает  аппаратуру рельсовой цепи от перенапряжений;

АВМ – выключатель автоматический многократного действия;

    ОМ9ОН – варистор – защищает от перенапряжения.

ВК - 10 (20) - выравниватель керамический - защищает аппаратуру рельсовой цепи от перенапряжения между проводом и землей и между проводами;

ПЭ - 22 (150) - сопротивление - ограничивает ток на участке цепи;

2ПR - 200 150 Вт - резистор сопротивлением 200 Ом и мощностью 150 Вт - ограничивает ток на участке цепи;

ОТ – обогревающий трансформатор, через вторичную обмотку которого подключаются устройства для обогрева релейного шкафа, также в зимний период со вторичной обмотки снимается питание СО-МСО для обогрева путевого реле;

2.3. Путевой  план перегона

На основании заданной схемы расположения сигнальных установок и переезда, составляется путевой план перегона для всех заданных сигнальных установок и переездов.

На путевом плане перегона отображаются следующие элементы проектирования.

Рельсовая цепь в двухниточном изображении и светофоры с обязательным указанием изолирующих стыков, мест установки светофоров, кабельных стоек с указанием их типа и дроссель - трансформаторы с указанием их типа. В кодовой автоблокировке переменного тока питающие приборы расположены на выходном, а релейные - на входном концах рельсовой цепи.

Светофоры с указанием их номеров. Нумерация проходных светофоров про-

изводится в четном направлении - четными цифрами, в нечетном направлении - нечетными цифрами. Счет номеров светофоров идет от входного светофора. Также на переезде применяются заградительные светофоры (по одному светофору в четном и нечетном направлении).

Релейные шкафы предназначены для размещения аппаратуры рельсовых цепей и светофоров, и батарейный шкаф на переезде для установки в нем аккумуляторов. При новом строительстве кодовой автоблокировки на перегоне во всех системах устанавливаются релейные шкафы ШРУ-М. Внутри прямоугольника, условно изображающего релейный шкаф, показан тип сигнальной установки, который определяется местом её расположения по отношению к станции или переезду, показаны также типы кодового путевого трансмиттера КПТШ, которые чередуются с тем, чтобы в смежные рельсовые цепи подавались кодовые импульсы от трансмиттеров разного типа (КПТШ-515 и КПТШ-715). На сигнальной установке показываются кабельные сети с указанием длины и жильности каждого кабеля. Жильность кабеля к светофорам рассчитывается по принципиальным схемам с учётом необходимого количества запасных жил (10% от числа рабочих жил). Жильность кабеля к рельсовым цепям определяется по сборникам нормалей рельсовых цепей;