11.5 Автоматическая блокировка

При оборудовании автоблокировкой межстанционные перегоны делят на отдельные блок-участки длиной от 1000 до 2600 м. Каждый блок-участок ограничен проходным светофором. Сигнальное показание на светофоре появляется автоматически под действием движущегося по перегону поезда. Нормальным показанием проходных светофо­ров является разрешающее, а входных, маршрутных и выходных — запрещающее.

В зависимости от интенсивности движения на участках дорог применяют автоблокировку с трехзначной (К, Ж, 3) или с четы­рехзначной (К, Ж, ЖЗ, 3) сигнализацией (К, Ж, ЖЗ и 3 — соответ­ственно красный, желтый, желтый с зеленым и зеленый огни).

При трехзначной автоблокировке поезда движутся с разграни­чением тремя блок-участками. Каждый проходной светофор являет­ся предупредительным по отношению к следующему. Желтый (Ж) огонь светофора показывает, что на стоящем впереди светофоре горит красный (К) огонь и машинист должен остановить поезд, не доезжая до него.

Расстояния между смежными проходными светофорами при трехзначной автоблокировке должны быть не менее тормозного пути, определенного для данного места пути при полном служебном тор­можении и максимальной скорости движения поезда, но не менее 1000 м.

Управление проходными светофорами осуществляют электричес­кие рельсовые цепи, которыми оборудованы все блок-участки. Рель­совая цепь позволяет контролировать свободное или занятое состоя­ние блок-участка, а также целость рельсовых нитей в нем.

Устройство рельсовой цепи показано на рис. 11.13, а. На питающем конце к рельсовой цепи через кабельные стойки 3 подключен источ­ник тока в виде путевой батареи ПБ, в состав которой входят: акку­мулятор 7, выпрямитель 6 (ВАК). ПБ размещена в батарейном колодце 5. Ток в рельсовой цепи регулируется резистором   R0(4).

На другом конце к рельсовой цепи подключен приемник 8 — путевое реле П. Проводниками тока между ПБ и П являются рель­совые нити пути, отдельные звенья которых соединены стыковыми соединителями 2. Рельсовая цепь отделена от смежных цепей изоли­рующими стыками /.

Рис. 11.13. Устройство электрической рельсовой цепи.

При свободном состоянии рельсовой цепи (рис. 11.13, б) ток h от ПБ непрерывно протекает по рельсовым нитям пути и в виде рабочего тока I_р через обмотки путевого реле П. Реле П срабатывает и вклю­чает на светофоре разрешающее показание в виде зеленого огня. При нарушении целости рельсовых нитей (излом, изъятие рельса) ток через путевое реле не протекает. Реле П выключается и, отпус­кая якорь, переключает на светофоре зеленый огонь на красный, запрещающий вступление поезда на данную рельсовую цепь.

При занятости рельсовой цепи поездом (рис. 11.13, в) ток ПБ за­мыкается только через скаты поезда, имеющие значительно мень­шее сопротивление по отношению к сопротивлению путевого реле, и происходит шунтирование П. Реле П, оставаясь без тока, отпус­кает якорь и переключает на светофоре зеленый огонь на красный, запрещая вступление следующего поезда на занятую рельсовую цепь.

Вдоль железнодорожного пути сооружают высоковольтную сиг­нальную линию электропередачи, по которой осуществляют питание устройств автоблокировки, а также связь между проходными све­тофорами.

На рис. 11.14, а показана сигнализация проходных светофоров при трехзначной автоблокировке и различных местоположениях поездов на перегоне.

Положение 1 соответствует нахождению поезда перед све­тофором 9. На этом светофоре горит зеленый огонь, сигнализируя о свободности не менее двух впередилежащих блок-участков. Поезд может проследовать данный светофор с полной установленной ско­ростью.

Положение 2 — поезд проследовал на блок-участок за свето­фором 9. На светофоре 9 загорается красный огонь, требующий ос­тановки перед ним следующего поезда. На светофоре 7 горит зеле­ный огонь, разрешающий дальнейшее движение поезда.

 

Рис. 11.14. Сигнализация проходных светофоров при трех- и четырехзначной автобло­кировке

Положение 3 — поезд проследовал на блок-участок за свето­фор 7. На светофоре 7 горит красный огонь, на светофоре 9 — желтый. Горящий желтый огонь требует проследования светофора 9 с ограниченной скоростью, с тем чтобы поезд остановился у свето­фора 7 с красным огнем. На светофоре 5 горит зеленый огонь, раз­решающий поезду двигаться дальше.

Положение 4 — поезд проследовал за светофор 5. На све­тофоре 5 загорается красный огонь, на светофоре 7 — желтый и на светофоре 9 — зеленый. При дальнейшем проследовании поездом светофора 3 (Положение 5) зеленый огонь загорается на све­тофоре 7, на светофоре 5 — желтый огонь.

В положении 5 перегорела лампа красного огня на свето­форе 3. Безопасность движения могла бы нарушиться, если бы при перегорании лампы красного огня на светофоре 3 на светофоре 5 сохранился бы желтый огонь, на светофоре 7 — зеленый. После проследования светофоров 7 и 5 с зеленым и желтым огнями маши­нист мог бы допустить проезд затемненного светофора 3, что приве­ло бы к аварии. В автоблокировке предусмотрена защита от такого рода опасного отказа. При перегорании лампы красного огня на све­тофоре 3 красный огонь переносится на позадистоящий светофор 5. Желтый огонь светофора 5 переносится на светофор 7. Зеленый огонь светофора 7 переносится на позадистоящий светофор. 9. На светофорах 5 и 7 появляются запрещающие сигнальные пока­зания, которые надежно ограждают поезд на блок-участке за све­тофором 3.

Увеличение пропускной способности перегона при трехзначной автоблокировке обеспечивается путем трехблочного разграничения попутно следующих поездов.

Рис. 11.15 Рельсовая цепь: 1 — путевое реле; 2 — контакты; 3 — аккумулятор; 4 — колесная пара; 5 — якорь; 6 — сердечник электромагнита; 7 — обмотка электромагнита

Четырехзначную автоблокировку применяют на пригородных участках. Скорые поезда проходят пригородные участки с высокими скоростями без остановок; пригородные из-за частых остановок развивают меньшие скорости. Тормозные пути скорых и пригород­ных поездов разные, у последних короче, поэтому расставлять свето­форы по условиям безопасности движения поездов следует по тор­мозным путям скорых поездов. Торможение скоростных поездов начина­ют при одновременно горящих желтом и зеленом огнях светофора, а пригородных — при желтом огне. При этом увеличиваются интер­валы попутного следования пригородных поездов и снижается про­пускная способность пригородного участка. Чтобы обеспечить ми­нимальные интервалы между пригородными поездами, блок-участки при четырехзначной автоблокировке делают короче, чем при трех­значной, т. е. не менее 500 м и равными тормозному пути пригород­ного поезда. Увеличение пропускной способности перегона при че­тырехзначной автоблокировке для скорых поездов обеспечивается при четырехблочном разграничении попутно следующих  поездов.

На рис. 11.14, б показана сигнализация проходных светофоров при четырехзначной автоблокировке.

Положение 1 соответствует нахождению поезда перед све­тофором 9. На этом светофоре горит зеленый огонь, сигнализируя о свободном не менее трех впередилежащих блок-участков. Поезд может проследовать данный светофор с полной установленной ско­ростью.

Положение 2 — поезд проследовал на блок-участок за свето­фором 9. На светофоре 9 загорается красный огонь. На светофоре 7 горит зеленый огонь, разрешающий дальнейшее движение поезда.

Положение 3 — поезд вступил на блок-участок за светофо­ром 7. На светофоре 7 загорается красный огонь, на светофо­ре 9 — желтый. Желтый огонь на светофоре 9 требует снижения скорости, с тем чтобы остановиться у следующего светофора 7 с красным огнем. На светофоре 5 горит зеленый огонь.

Положение 4 — поезд проследовал на блок-участок за свето­фор 5. На светофоре 5 загорается красный огонь, на светофо­ре 7 — желтый огонь, на светофоре 9 — зеленый и желтый огни. Зеленый и желтый огни светофора 9 сигнализируют машинисту при­городного поезда о том, что можно проследовать этот светофор с полной допустимой скоростью. Желтый огонь светофора 7 пре­дупреждает о начале торможения, с тем чтобы поезд остановился у светофора 5 с красным огнем. Зеленый и желтый огни светофо­ра 9 предупреждают машиниста скорого поезда о начале торможе­ния, чтобы при приближении к светофору 7 снизить скорость дви­жения до скорости пригородного поезда. Желтый огонь светофора 7 требует дальнейшего снижения скорости, с тем чтобы остановить поезд у светофора 5 с красным огнем.

Положение 5 — поезд вышел на блок-участок за светофор 5. На светофоре 3 загорается красный огонь, на светофоре 5 — желтый огонь, на светофоре 7 — желтый и зеленый огни, на светофо­ре 9 — зеленый огонь.

Безопасность движения сохраняется при перегораниях ламп све­тофоров. Если при нахождении поезда в положении 5 на свето­форе 3 перегорела лампа красного огня, то в этом случае сигналь­ные показания светофоров 5, 7 и 9 стали более запрещающими. На светофоре 5 вместо желтого загорается красный огонь, на свето­форе 7 вместо одновременно горящих зеленого и желтого огней го­рит один желтый, на светофоре 9 к горящему зеленому огню добав­ляется желтый огонь. В случае перегорания лампы желтого огня на светофоре 5 светофор становится затемненным, что требует оста­новки поезда. Позадистоящие светофоры сохраняют прежние сигнальные показания.

Если на светофоре 7 при одновременно горящих желтом и зе­леном огнях перегорает лампа желтого огня, то гаснет лампа зеле­ного огня и светофор становится затемненным. На позадистоящем светофоре 9 кроме зеленого огня зажигается желтый огонь, сигна­лизирующий о начале торможения скорого поезда.

Если на светофоре 7 при одновременно горящих желтом и зеле­ном огнях перегорает лампа зеленого огня, то на данном светофоре остается более запрещающее сигнальное показание — желтый огонь, на позадистоящем светофоре 9 кроме зеленого огня зажигается также желтый огонь.

Четырехзначная автоблокировка значительно увеличивает пропуск­ную способность участков, на которых обращаются поезда разных скоростных категорий. Автоблокировка позволяет на двухпутных участках с пакетным графиком обеспечить пропускную способность 125—140 пар поездов при трехзначной автоблокировке и 250— 300 пар при четырехзначной.

В зависимости от рода тяги, применяемой на участках железных дорог, используют: автоблокировку с рельсовыми цепями постоян­ного тока при автономной, тепловозной тяге; автоблокировку с рель­совыми цепями переменного тока, которые питаются переменным током в виде импульсов числового кода, при электрической тяге.

 

Рис. 11.16. Размещение светофоров автоблокировки

Автоблокировку с кодовыми рельсовыми цепями называют кодо­вой числовой автоблокировкой. Проходные светофоры связаны рель­совыми цепями, по которым передаются сигнальные показания впередистоящего светофора на позадистоящий в виде числового кода. Каждому сигнальному показанию принадлежит один сигналь­ный код: зеленому огню — три импульса в кодовом цикле — код 3; желтому огню — два импульса в кодовом цикле — код Ж, красному огню — один импульс в кодовом цикле — код КЖ (красного с жел­тым огня). Перечисленные сигнальные коды можно принимать и в локомотиве, осуществляя автоматическую локомотивную сигнализа­цию (АЛС).

Принимаемые коды управляют огнями локомотивного светофора, зажигают те огни, которые соответствуют огням приближающегося светофора. Применение кодовых рельсовых цепей уменьшает опас­ные влияния гармоник тягового тока, за счет чего увеличивается надежность работы автоблокировки и безопасность движения.

Регулируют движение с помощью автоблокировки на однопут­ных и двухпутных участках. На двухпутных участках применяют временное двусторонее движение по одному пути в случае ремонт­ных работ на другом пути. Для этого используют двухпутную авто­блокировку, в которой предусмотрены переключающие устройства, позволяющие использовать автоматическую локомотивную сигнали­зацию для регулирования временного двустороннего движения по открытому пути. Двустороннее движение осуществляют: в правиль­ном направлении по сигналам автоблокировки и автоматической локомотивной сигнализации, в неправильном направлении — только по сигналам АЛС.

Автоблокировка на однопутных участках является двусторонней, На границах блок-участков устанавливают светофоры в обоих на­правлениях. Одновременно работают только светофоры установлен­ного направления движения. Движение по установленному направ­лению регулируют так же, как в двухпутной автоблокировке. При изменении направления движения дежурный станции приема нажа­тием кнопки смены направления включает светофоры противопо­ложного направления, светофоры ранее установленного направления выключаются.

В случае неисправности рельсовой цепи одного блок-участка перегона используют вспомогательный режим изменения направле­ния. При этом режиме направления движения изменяют дежурные обеих станций.

Однопутная автоблокировка применяется на однопутных учас­тках, служит для разграничения поездов при движении по одному пути в любом из направлений и исключает встречное одновремен­ное движение, т.е. сигналы автоблокировки должны разрешать дви­жение по перегону только в одном направлении движения; при не­четном направлении движения светофоры четного направления дол­жны быть выключены и погашены; при изменении направления движения с нечетного на четное светофоры нечетного направления должны полностью выключаться, а четного—соответственно вклю­чаться. На однопутных перегонах при открытии выходного свето­фора (установлении направления движения) исключается возмож­ность открытия соседней станцией выходных светофоров для от­правления поездов на этот же перегон во встречном направлении. Светофоры неустановленного направления погашены.

 

Рис. 11.17. Однопутная (а) и двухпутная (б) автоблокировка

Двухпутная автоблокировка используется при движении поез­дов по каждому пути двухпутного участка только в одном направ­лении. Это позволяет организовывать движение поездов в попут­ном направлении через небольшой интервал времени и увеличивать тем самым пропускную способность двухпутных линий по перего­нам до 180 поездов в сутки в каждом направлении.

На двухпутных перегонах может осуществляться двустороннее движение по каждому пути по правилам однопутного движения (на­пример, на время капитального ремонта одного из путей). При этом следование поездов в правильном направлении будет осуществлять­ся по сигналам АБ, в неправильном — по показаниям локомо­тивного светофора.

По роду тока, используемого для питания рельсовых цепей, сис­темы автоблокировки подразделяются на автоблокировку посто­янного тока и кодовую автоблокировку.

Автоблокировка постоянного тока применяется на участках с автономной (тепловозной) тягой. Рельсовые цепи питаются по­стоянным током в виде непрерывно посылаемых в цепь импуль­сов (кратковременных одиночных посылок). Постоянный ток по­ступает от источника через выпрямители. При импульсном пи­тании наибольшая длина рельсовых цепей достигает 2600 м, что соответствует максимальной длине блок-участка. Сигналы смеж­ных светофоров связывают друг с другом при помощи линейной цепи, провода которой подвешены на высоковольтно-сигналь-ной линии автоблокировки.

Кодовая автоблокировка обычно применяется на электрифици­рованных участках, ее рельсовые цепи питаются переменным то­ком. Для пропуска тягового тока устанавливают путевые дроссель-трансформаторы, с помощью которых для тягового тока создается обходная цепь с сохранением разделения пути на рельсовые цепи для автоблокировки (рис. 11.18).

 

Рис. 11.18. Общая схема автоблокировки

В кодовой автоблокировке для связи между сигналами, подава­емыми смежными проходными светофорами, используются не про­вода, а рельсовые цепи. Ток в них посылается в виде комбинации импульсов, которые содержат определенные сообщения. В кодовой автоблокировке каждому из трех огней (зеленому, желтому, крас­ному) соответствует своя комбинация из определенного числа им­пульсов тока. Зеленому огню соответствует комбинация, содержа­щая три импульса тока с длинным интервалом, отделяющим их от таких же трех импульсов следующего сигнала; желтому огню — два импульса: красному — один. Совокупность таких комбинаций, от­личающихся числом импульсов тока, называется числовым кодом, отсюда и название — числовая кодовая автоблокировка.

С одного конца блок-участка специальным прибором (кодовым трансмиттером) в рельсовую цепь посылаются комбинации импуль­сов тока. Эти импульсные токи в начале каждого блок-участка у ог­раждающего его проходного светофора воспринимаются путевым реле, которое срабатывает в такт с ними. Дешифратор преобразует воспринятые путевым реле комбинации импульсов тока, и на про­ходном светофоре загорается соответствующий сигнал. Так, при по­ступлении кодовой комбинации из трех импульсов тока на проход­ном светофоре загорается зеленый огонь; кодовая комбинация из двух импульсов, воспринимаемая светофором, соответствует также зеле­ному огню, так как следующий светофор тоже открыт. Когда на све­тофоре горит желтый огонь, это значит, что его путевое реле прини­мает комбинацию из одного импульса от закрытого светофора. К светофору, блок-участок которого занят поездом, импульсы тока не поступают, и на нем горит красный огонь. После освобождения по­ездом этого блок-участка к его светофору начнут поступать кодовые комбинации из одного импульса, и на нем вместо красного загорит­ся желтый огонь. В связи с этим от него в рельсовую цепь пойдут комбинации из двух импульсов и на предыдущем светофоре желтый огонь сменится зеленым. Эти же электрические сигналы использу­ются для передачи сигналов с пути на локомотивный светофор уст­ройствами автоматической локомотивной сигнализации.

Электрическая энергия для питания устройств автоблокировки подается по линии электропередачи напряжением 6 или 10 кВ, рас­положенной вдоль железнодорожных путей. У каждой сигнальной установки размещается однофазный трансформатор, понижающий напряжение до 110 — 220 В, которое потом подводится кабелем в релейный шкаф, где располагается аппаратура рельсовой цепи.

Перспективными, с точки зрения качественного улучшения эксп­луатационно-технических показателей, являются рельсовые цепи без изолирующих стыков, особенно в связи с широким внедрением цель­носварных рельсовых плетей большой длины (бесстыковой путь), где установка изолирующих стыков становится затруднительной.