Автоматическая блокировка (АБ) – система, предназначенная для регулирования движения поездов на перегонах по сигналам проходных светофоров. Для этого перегон делится на несколько блок-участков (см. раздел Путь и путевое хозяйство), по концам которых устанавливаются проходные светофоры, подающие сигналы о закрытии блок-участка, если он занят другим поездом либо имеет повреждения рельсовой линии (например, излом рельса), и об открытии перегона при его освобождении. Как правило, на блок-участке одновременно может находиться только один поезд. Автоматическое действие проходных светофоров достигается благодаря наличию в пределах каждого блок-участка электрической рельсовой цепи, через которую поезд воздействует на аппаратуру управления огнями светофоров. В зависимости от значности сигнализации АБ могут быть с двух-, трех- или четырехзначной сигнализацией. При двухзначной сигнализации движение может быть только разрешено либо запрещено; практически АБ с такой сигнализацией не применяются. АБ с трехзначной сигнализацией используются гл. обр. на магистральных линиях, где обращаются поезда с примерно одинаковыми тормозными путями. При такой АБ предусматривается движение поездов с разграничением тремя блок-участками. Каждый светофор подает три сигнала: зеленый огонь означает, что путь открыт, впереди свободно не менее двух блок-участков; желтый огонь -движение разрешено, но с ограниченной скоростью, впереди свободен один блок-участок; красный огонь – движение запрещено, перед этим светофором поезд должен остановиться. Длина блок-участка при трехзначной сигнализации АБ должна быть не менее тормозного пути полного служебного торможения при максимально реализуемой в данном месте скорости движения поезда. Системы с четырехзначной сигнализацией применяются на участках, где обращаются высокоскоростные, грузовые и пригородные поезда, длина тормозных путей которых различна. При четырехзначной сигнализации возможно движение поездов с разграничением тремя и четырьмя блок-участками. Нормально поезда должны следовать с разграничением четырьмя блок-участками, однако при приближении поезда к раздельному пункту с остановкой или при отправлении поезда со станции разграничение может быть ограничено тремя блок-участками. При АБ с четырехзначной сигнализацией светофоры подают четыре сигнала: зеленый огонь – путь открыт, впереди свободно не менее трех блок-участков; одновременно горящие зеленый и желтый огни – впереди свободны два блок-участка, разрешается движение с ограниченной скоростью; желтый огонь – впереди свободен один блок-участок, путь открыт, но скорость ограничена; красный огонь – движение запрещается. При четырехзначной сигнализации минимальная длина двух смежных блок-участков не должна быть меньше тормозного пути полного служебного торможения при максимальной в данном месте скорости движения; минимальная длина каждого блок-участка не должна быть меньше тормозного пути, необходимого для снижения скорости быстроидущего поезда с максимального значения до скорости прохода желтого огня и со скорости прохода желтого огня до полной остановки у светофора с красным огнем. Для обеспечения минимальных интервалов между пригородными поездами блок-участки при четырехзначной сигнализации делают короче, чем при трехзначной (длина каждого блок-участка приравнивается к тормозному пути пригородного поезда).
В зависимости от места расположения устройств контроля свободности блок-участка и целостности рельсовых линий управления огнями светофоров АБ подразделяют на децентрализованные (ДАБ) и централизованные (ЦАБ). Аппаратура ДАБ размещается вблизи напольных светофоров в релейных шкафах (колодцах), называемых сигнальными точками. В системах ЦАБ вся аппаратура, кроме светофоров, располагается на станциях и соединяется с рельсовыми линиями с помощью кабельных линий связи. Аппаратура ДАБ подразделяется на аппаратуру передающего конца рельсовой цепи, аппаратуру приемного конца рельсовой цепи и сигнальные цепи управления огнями напольного светофора. В состав аппаратуры передающего конца рельсовой цепи входят кодер рельсовой цепи, передатчик сигналов рельсовой цепи, устройства защиты и сопряжения; аппаратура приемного конца рельсовой цепи содержит устройства защиты и сопряжения, приемник сигналов рельсовой цепи, решающее устройство и декодер рельсовой цепи. Совокупность рельсовой цепи, сигнальных цепей и напольных светофоров образуют систему ДАБ. На российских ж. д. широко применяются система ДАБ числового кодирования (АБ-ЧК) и система ДАБ с тональными рельсовыми цепями (АБТ).
Содержание
Децентрализованная система автоблокировки числового кодирования
Децентрализованная система автоблокировки числового кодирования (АБ-ЧК) применяется на участках, где рельсовые линии одного блок-участка отделяются от рельсовой линии соседнего блок-участка с помощью изолирующих стыков. В системе этого типа информация о показаниях напольного светофора передается в виде числового кода.
В передатчике рельсовой цепи происходит амплитудная модуляция несущего колебания с частотой 25 Гц, 50 Гц или 75 Гц в соответствии с передаваемой комбинацией числового кода. Несущие частоты 25 Гц и 75 Гц используются на участках с электротягой переменного тока и с тепловозной тягой. Устройства защиты и сопряжения применяются для защиты цепей передатчика от опасных влияний со стороны рельсовой линии и для сопряжения выхода передатчика с входом рельсовой линии. Устройством защиты является электрический разрядник, а устройством сопряжения – дроссель-трансформатор. Дроссель-трансформатор обеспечивает входное сопротивление аппаратуры передающего конца, оптимальное для выполнения контрольного и шунтового режимов рельсовой цепи. Аналогичные функции выполняют устройства защиты и сопряжения приемного конца. В приемнике рельсовой цепи осуществляются частотная селекция амплитудно-модулированных сигналов и их детектирование. Решающее устройство предназначено для принятия решения о свободности и целостности рельсового пути в пределах блок-участка. Когда уровень сигнала рельсовой цепи на входе устройства превышает его порог срабатывания, принимается решение о свободности и целостности рельсового пути, если меньше порога срабатывания – решение о занятости блок-участка или обрыве рельсовой нити. Декодер рельсовой цепи предназначен для расшифровки информации о показаниях напольных светофоров, получаемой от соседних рельсовых цепей. Система АБ-ЧК первоначально создавалась на основе электромеханических устройств и электромагнитных реле с использованием элементов дискретной электроники. Позднее были разработаны системы на микроэлектронной элементной базе (АБ-ЧКЕ и КЭБ).
Децентрализованная система автоблокировки с тональными рельсовыми цепями
Децентрализованная система автоблокировки с тональными рельсовыми цепями (АБТ) применяется на участках с бесстыковым рельсовым путем; рельсовая линия блок-участка ограничивается лишь местами подключения передающей и приемной аппаратуры. Сигналы рельсовых цепей формируются посредством амплитудной модуляции несущих колебаний с частотами 425 и 475 Гц квазигармоническими сигналами с частотами 8 и 12 Гц. Несущие колебания различных частот применяют для исключения взаимных влияний между рельсовыми цепями; различные частоты модулирующих сигналов позволяют исключить влияние друг на друга рельсовых цепей различных путей.
Применение сигналов относительно высоких частот позволяет создать рельсовые цепи без изолирующих и электрических стыков. В пределах одного блок-участка создаются две рельсовые цепи с общим передатчиком, подключаемым к рельсовой линии в середине блок-участка и двумя приемниками, подключаемыми к рельсовой линии на границах блок-участка. Для уменьшения длины зоны неопределенности на границах блок-участка применяют дополнительные рельсовые цепи с сигналами, имеющими несущие частоты в диапазоне 5000 Гц. Благодаря этому можно достаточно точно определить границы соседних блок-участков и, следовательно, место установки напольных светофоров.
Централизованная система автоблокировки с тональными рельсовыми цепями
Централизованная система автоблокировки с тональными рельсовыми цепями (ЦАБТ) применяется на станциях, ограничивающих перегон. В данной системе используются сигналы, аналогичные тем, что применяются в системе АБТ. Вся аппаратура, кроме светофоров, располагается на станциях. Каждый передатчик рельсовой цепи соединяется отдельной парой кабеля с серединой блок-участка, а приемные концы смежных рельсовых цепей также соединяются отдельной парой со станционными устройствами ЦАБТ. Кроме того, требуются двухжильные кабели для соединения ламп напольных светофоров с аппаратурой управления, размещенной на станциях.
Высоковольтная линия автоблокировки
Высоковольтная линия автоблокировки – трехфазная трехпроводная линия электропередачи напряжением 6-10 кВ для электроснабжения устройств автоматической блокировки, сооружаемая вдоль ж.-д. линии. Каждая сигнальная установка питается через включенные в провода однофазные трансформаторы мощностью 0,63-10 кВ-А, понижающие напряжение до 230 или 15 В. От этих трансформаторов, расположенных на опорах высоковольтной линии автоблокировки, электроэнергия по кабелям передается в релейные шкафы, где распределяется по отдельным потребителям. Трансформаторы включаются в высоковольтную линию автоблокировки в порядке, обеспечивающем равномерную загрузку фаз. Существуют также высоковольтно-сигнальные линии автоблокировки, на опорах которых подвешиваются дополнительно несколько пар сигнальных проводов, а также двухцепные высоковольтные линии автоблокировки , на опорах которых расположено шесть высоковольтных проводов (две цепи). Одноцепные высоковольтные линии автоблокировки применяют обычно на электрифицированных участках ж. д., а двухцепные – на участках с тепловозной тягой. При этом одна цепь двухцепной линии служит для питания устройств автоблокировки, а другая, подвешенная со стороны поля, – для резервного питания устройств СЦБ, а также служебных и жилых зданий, расположенных вдоль ж. д. На электрифицированных участках резервной линией служит линия два провода – рельс (при переменном токе) либо продольная высоковольтная линия 10 кВ, расположенная на опорах контактной сети (при постоянном токе).
Высоковольтная линия автоблокировки делится на отдельные участки – плечи питания, каждое из которых постоянно подключено к источнику электроснабжения – трансформаторной подстанции, т. н. пунктам питания. Плечи питания имеют длину 20-40 км.
Для ограничения токов однофазного замыкания на землю, неблагоприятно влияющих на линии связи и рельсовые цепи автоблокировки , присоединение высоковольтной линии автоблокировки к сборным шинам пунктов питания осуществляется в большинстве случаев через разделительный трансформатор мощностью 63-160 кВ-А. При этом напряжение с шин 0,4 кВ пункта питания поступает на разделительный трансформатор, повышается до 6-10 кВ и подается на отдельное распределительное устройство 10 кВ с подключенной к нему высоковольтной линией автоблокировки.
Для обеспечения возможности проведения ремонтных работ высоковольтную линию автоблокировки секционируют линейными разъединителями или камерами с масляными выключателями.
Линейная цепь автоблокировки
Линейная цепь автоблокировки – электрическая воздушная или кабельная линия связи, служащая для передачи информации между пунктами размещения аппаратуры автоматической блокировки, расположенными вдоль ж.-д. линии. По линейной цепи автоблокировки передается информация о показаниях впереди расположенных светофоров; осуществляется управление работой устройств автоматической локомотивной сигнализации, на ж.-д. переезды и станции поступает информация о состоянии нескольких прилегающих рельсовых цепей (извещение о приближении поезда); идет обмен информацией между соседними станциями и сигнальными установками на перегоне для реализации алгоритма работы устройств двусторонней автоблокировки при изменении направления движения; осуществляется контроль проследования поездов по блок-участкам перегона (диспетчерский контроль), а также телеконтроль на станциях технического состояния сигнальных установок (для их своевременного профилактического обслуживания и ремонта) и др. В линейной цепи автоблокировки стремятся сократить число проводов для передачи требуемого объема информации между сигнальными установками. С этой целью применяют методы разделения сигналов, а также средства кодирования, передачи и приема информации, используемые в телемеханике. В зависимости от конкретных эксплуатационных и технических требований в линейной цепи автоблокировки используют одну или несколько пар проводов.
