Електромагнітна сумісність пристроїв автоматичної локомотивної сигналізації з тягової мережею

Електромагнітна сумісність пристроїв автоматичної локомотивної сигналізації з тягової мережею

1. Аналіз відмов та їх причин в системі кодів автоблокування

В даний час на залізницях України системами кодової автоблокування (АБ) і автоматичної локомотивної сигналізації (АЛС) обладнано близько 60% існуючих перегонів.

Найбільший відсоток відмов в такій системі доводиться на елементи безконтактної і релейної апаратури. Друге місце в даній структурі займають рейкові ланцюги і повітряні і кабельні сигнальні лінії. Третє-місце займають сигнали і релейні шафи і штативи. На рис. 1. наведена гістограма відмов складових елементів системи АБ для залізниць України за 1997, 1998 і 1999 років.

Рис. 1. Відмови в системі кодової автоблокування за елементами: А-релейні шафи і Стативи, Б - електроживлення пристрою, В - безконтактна і релейна апаратура, Г - трансформатори і перетворювачі, Д - елементи захисту, Е - акумулятори, Ж - сигнали, З - повітряні та кабельні сигнальні лінії, І - рейкові лінії, К - інші елементи.

Основними причинами пошкоджень є неякісне виконання робіт, пов'язаних з обслуговуванням пристроїв, а також недотримання термінів огляду та перевірки елементів (рис. 2) [11].

Рис. 2. Причини відмов у системі кодової автоблокування: А - схемно-конструкторські, Б - заводські, В - вплив сторонніх осіб і організацій, Г - вплив грозових і комутаційних перенапруг, Д-І - експлуатаційні (Д-порушення правил проведення робіт, Е - невиконання термінів перевірки та огляду, Ж - помилки, допущені при виконанні робіт і неякісне виконання, З - неякісна перевірка і ремонт у РТУ), І - інші чинники.

Таким чином, для забезпечення надійної роботи системи АЛС необхідно вдосконалювати технічне обслуговування її пристроїв і, зокрема, підвищувати ефективність контролю працездатності.

2. Експлуатаційно-технічні вимоги до кодів АЛС

Відповідно до Інструкції з технічного обслуговування пристроїв сигналізації, централізації та блокування перевірка роботи пристроїв АЛС проводиться періодично вагонами-лабораторіями з розглядом результатів спільно службами сигналізації і зв'язку та локомотивного господарства 2 рази на рік. Перевірка вагоном-лабораторією дозволяє виявити в першу чергу відступу в регулюванні рейкових кіл і апаратури кодування, а також встановлювати причини порушень, що спостерігалися під час поїздки. Крім того, стійкість роботи локомотивної сигналізації перевіряється з локомотива один раз на квартал керівництвом дистанції сигналізації і зв'язку та локомотивного депо, які оцінюють рівень вмісту пристроїв. Необхідний рівень полягає в тому, що порушення в передачі і прийомі сигналів на локомотиві мають випадковий характер і проявляються у вигляді порівняно рідкісних збоїв. А також щомісяця старшим електромеханіком контролюється видимість сигналів колійних світлофорів з локомотива. Дія колійних та локомотивних пристроїв АЛС знаходиться під контролем шляхом запису сигналів локомотивних світлофорів на стрічці скоростімеров, які дають найбільш об'єктивну і систематичну інформацію про порушення роботи локомотивної сигналізації, оскільки дозволяють отримати статистичні дані, оцінити, виявити і розділити випадкові і систематичні збої і їх причини.

У локомотивної сигналізації з числовим кодом кожен сигнал колійних світлофорів для передачі на локомотив перетворюється на відповідну йому кодову комбінацію у вигляді певного поєднання імпульсів струму, яка утворює електричний сигнал, що посилається в рейки, назустріч рухається локомотиву.

На рис. показані значення кодів АЛС зеленому (З), жовтому (Ж) та червоно-жовтого (ЯЖ) вогню на перегінному світлофорі. Червоний вогонь на колійному світлофорі спалахує при відсутності кодів у рейкового кола [12].

До основних параметрів, що визначає стійку передачу сигналів зі шляху на локомотив, відносяться номінальний струм локомотивної сигналізації в рейках на початку РЦ і тривалість імпульсів і інтервалів електричних сигналів, тривалість яких змінюється при передачі їх в рейки і відрізняється від виробленої кодовими трансмітером.

Рис. Значення кодів АЛС

Вимоги локомотивних пристроїв до часових параметрів сигналів. Тривалість імпульсів і довгих інтервалів обмежується тільки з боку їх допустимого укорочення. Тривалість же коротких імпульсів і інтервалів лімітується як по подовженню, так і за вкорочення.

Так, щоб дешифратор локомотивної сигналізації зафіксував імпульси та інтервали кодових комбінацій, відтворених контактами імпульсного реле локомотивного підсилювача, тривалість їх має бути достатня для спрацьовування реле рахунку імпульсів і інтервалів. При напрузі живлення імпульсного реле 50 В час спрацьовування дорівнює 50 - 60мс. Зі зниженням напруги до 40 В час збільшується до 75 - 90 мс, а зі збільшенням напруги до 60 В - зменшується до 30 - 45 мс.

Тривалість першого імпульсу повинна бути не менше 250 мс, щоб реле 1, яке отримує харчування під час імпульсу, а під час інтервалу залишає якір притягнутим за рахунок уповільнення на відпускання, витримало повне уповільнення. При більш короткому першому імпульсі уповільнення на відпускання дорівнює тривалості імпульсу (при 50В).

Тривалість другого і третього імпульсів найменша у кодів зеленого і жовтого вогню. Їх величина визначається часом спрацювання реле 2 і 3 дешифратора і може бути прийнято 70 мс. Найменшу тривалість має імпульс кодової комбінації жовтого вогню з червоним тривалістю 0,8 с. Вимога до імпульсу полягає в наступному, реле 1 у новому після імпульсу інтервалі повинне зберігати замкнутої ланцюг реле 1А протягом часу його спрацьовування і збудження достатнього магнітного потоку в сердечнику реле для фіксування прийому сигналу в ланцюзі реле відповідності СР дешифратора (після відпускання якоря реле 1) . Таким чином для задоволення цих умов потрібно не менше 120 мс при напрузі на контактах реле ІР підсилювача 45В.

Скорочення тривалості коротких інтервалів кодових комбінацій на вході дешифратора на локомотиві обмежується часом спрацьовування реле 1А і 2А. Ці реле фіксують інтервали тривалістю не більше 70 мс. Для виключення відпускання якоря реле 1 в коротких інтервалах, подовжених понад допустимий, найбільша тривалість коротких інтервалів не повинна перевищувати 190 мс (величина прийнята із запасом).

Найменша тривалість великого інтервалу кодової комбінації повинна становити 500 мс. Протягом цього часу і тривалості першого імпульсу наступної кодової комбінації реле 1 і 1А (2А) дешифратора має встигнути відпустити свої якорі і знову спрацювати реле 1 від залишку першого імпульсу (250 мс).

Таким чином, на контактах імпульсного реле підсилювача тривалість першого імпульсу кодових комбінацій зеленого і жовтого вогню повинна бути не менше 250 мс, наступних - 70 мс, жовтого вогню з червоним - 120 мс, а тривалість коротких інтервалів не менше 70 мс і не більше 190мс, довгих - не менше 500 мс.

Прийнято наступні допустимі відхилення в тривалості коротких інтервалів на контактах імпульсних реле підсилювачів на локомотиві-70 - 90 мс [13].

Вимоги колійних пристроїв до часових параметрів сигналів АЛС.

Як згадувалося вище, самий короткий імпульс у числовому коді має місце у кодової комбінації ЯЖ. Його тривалість 0,8 с. У дешифратор від першого імпульсу з уповільненням спрацьовує реле 1. Таким чином, тривалість першого імпульсу повинна бути достатня для спрацьовування реле та придбання необхідного уповільнення на передачу заряду конденсатора С2, а при сигналах Ж і З також необхідно витримати і на утримання якоря реле в короткому інтервалі. У першому випадку достатніми є 160 мс. Тривалість короткого інтервалу становить 70 мс.

У рейкових ланцюгах (РЦ) тимчасові зміни в сигнали вносять захисні фільтри і шляхові дросель-трансформатори, особливо якщо є елементи налаштовані в резонанс на частоті сигнального струму. Вони перешкоджають зростанню і спадання струму в реле. Ці зміни залежать від підвищеної сили струму в кінці РЦ. І оскільки сила струму в РЦ залежить від опору баласту, час спрацьовування і відпуску колійного реле є величиною змінною.

Так, при високому опорі баласту, струм в РЦ збільшується і може перевищувати струм спрацювання реле на 0,2 -0,3 рази. Струм в реле швидше досягає струму спрацювання. У результаті маємо вкорочення початку імпульсу. Після припинення посилки імпульсу струм у реле зменшується до струму відпускання значно повільніше. Це призводить до подовження кінця імпульсу за рахунок скорочення наступного за ним інтервалу.

Отже, в кодової автоблокуванні на контактах трансмітерну реле тривалість короткого інтервалу повинна знаходитись в межах 112 - 210мс. За вимогами автоматичної локомотивної сигналізації ця величина повинна бути дорівнює 120 - 180 мс. Задовольнивши обидві умови, отримаємо тривалість короткого інтервалу - 110 - 170 мс. Цим відхилення повинні відповідати сигнали в рейках єдиною або першої по ходу поїзда РЦ. У наступній по ходу поїзда РЦ тривалість імпульсів повинна знаходитись в межах, необхідних локомотивною сигналізацією, якщо сигнали в місці трансляції не фіксуються дешифраторами кодової АБ [13].

Допустимі тривалості імпульсів і інтервалів наведено в табл. 1.

Вимоги до чисельних параметрами кодових комбінацій.

Ритмічність - надходження одного і того ж числа імпульсів з великим інтервалом між ними. Порушення ритмічності полягає у зменшенні або збільшенні числа імпульсів проти числа містяться в кодової комбінації або відсутності великого інтервалу. Викликає порушення ритмічності які перешкоди, що діють на сигнали, або перерва в прийомі сигналів, наприклад при переході з одного РЦ на іншу.

Таблиця 1.

Все це викликає проблиски вогнів на локомотивному світлофорі.

Перерва в надходженні сигналів викликається:

• відсутність сигнального струму в рейках між точками приєднання до них дросельних перемичок або перемичок до кабельних стійок і ізостикамі в той момент, коли над ними проходять приймальні котушки (близько 1м);

• недостатнім струмом локомотивної сигналізації в рейкового кола до шунтування її першої колісною парою;

• зміною фази струму локомотивної сигналізації в суміжних рейкових колах;

• затримкою прийому сигналів на час автоматичного відновлення чутливості підсилювача до номінальної після прийому в кінці попереднього РЦ сигналів при великому струмі;

• затримкою посилки електричних сигналів після вступу локомотива в рейкових ланцюгах, що працюють без попереднього включення кодування.

Основні заходи попередження появи короткочасних проблисків вогнів з-за чисельних спотворень сигналів:

• прискорена та попередня посилка сигналів в рейкові ланцюги, декодування дешифратором тільки другого сигналу жовтого з червоним, суміщення шайб у трансмітер;

• фіксація дешифратором сигналів зеленого вогню з гаком імпульсом протягом часу уповільнення реле ПКР, застосування на станціях кодових трансмітерів з меншою тривалістю кодових комбінацій - 1,6 с, розташування ізостиков на перехідних кривих стрілочних переводів, а не по головному шляху [3].

Мінімальний кодовий струм на вхідному кінці РЦ - 1,2 А при автономної тязі, 2А при електричній тязі постійного струму і 1,4 А - змінного струму. Максимальний кодовий струм на вихідному кінці РЦ не більше 25А [4].

3. Існуюча система контролю параметрів кодів

Параметри електричних сигналів локомотивної сигналізації в рейках повинні відповідати встановленим нормам. У процесі експлуатації в першу чергу контролю підлягає струм локомотивної сигналізації в рейках і тривалість імпульсів (інтервалів) електричних сигналів.

Значення струму локомотивної сигналізації нормується по струму на вхідному кінці. Правильний вибір струму при регулюванні залежить від правильного визначення стану баласту у момент перевірки. Для мокрого сезону (мокро й тепло) опір баласту дорівнює 1 Ом × км, вологий (слабкий дощ, роса) - ​​2 Ом × км, сухий і слабопромерзшій (заморозки навесні і восени) - 5 Ом × км, сільнопромерзшій (взимку в мороз) - 50 Ом × км. Використовуючи регулювальні таблиці, струм в рейкового кола встановлюється таким чином, щоб при самих несприятливих погодних умовах на вхідному кінці він був не менше 1,2 А при тепловозній тязі, 1,4 А при електричній тязі змінного струму, 2А - постійного струму.

Вимірювання струму локомотивної сигналізації у рейках.

Існує наступні методу вимірювання струму в рейках в проміжку між поїздами:

• вимір безперервного струму, що посилається в РЦ при перевірці замість імпульсного. Цей метод передбачає участь у вимірі другої людини, який перемичкою шунтує контакт трансмітерну реле для тимчасової посилки безперервного струму;

• вимір струму локомотивної сигналізації в імпульсах. При вимірі шунтируют рейковий ланцюг на вхідному кінці ампервольтметрамі зі спеціальним повідком, забезпеченим зовнішньої головкою, або за допомогою амперметрів з внутрішнім опором не більше 0,06 - 0,08 Ом (Ц-56, Ц-760, Ц-438, на шкалі 6А ). При вимірі амперметром з повідцем стрілка, приладу відводиться вправо до тих пір, поки амплітуда коливань під дією вимірюваного струму не стане рівної 0,5 мм. Середнє положення стрілки при сталих коливаннях і є сила струму в рейках;

• вимір струму локомотивної сигналізації у додатковій обмотці дросель-трансформатора. Амперметр підключається паралельно цій обмотці без відключення навантаження. У даному випадку амперметр шунтирует рейковий ланцюг. Величину струму в рейках можна визначити, помноживши показання приладу на коефіцієнт трансформації. Недоліком цього методу є те, що тут важливу роль відіграє опір амперметра. Рекомендується використовувати амперметр Ц-438, який має шкалу 0 - 1,5 А з опором 0,32 Ом;

• вимір струму локомотивної сигналізації з шунтуванням рейкового кола випробувальним шунтом. Даний метод знаходить застосування при відсутності амперметра з низьким вхідним опором. Вимірюється напруга на шунт і ділиться на його опір (0,06 Ом), отримане значення - струм локомотивної сигналізації.

Перевірка часових параметрів електричних сигналів.

Вимоги, що пред'являються до тривалості імпульсів і інтервалів, і норми на відхилення для спрощення регулювання тривалості імпульсів при заміні трансмітерну реле на сигнальних установках автоблокування описані вище. Перевірка часових параметрів кодів зводиться до регулювання трансмітерну реле. При цьому трансмітерние реле постійного струму регулюють так, щоб час їх спрацювання перевищував час відпускання не більше, ніж на 0,03-0,05 с і враховують, що для транміттерних реле постійного струму характерно укорочення імпульсів. У трансмітерну реле змінного струму час спрацьовування і відпуску якоря не повинно відрізнятися один від одного більше, ніж на 0,01 с. Вони мають наступну властивість: час спрацьовування близько до часу відпускання.

Для автоматизованої комплексної оцінки працездатності рейкових ланцюгів широко використовується система «Контроль».

Вимірювальна система «Контроль», призначена для вимірювання кодового струму та визначення часових параметрів числового коду АЛС, також дозволяє контролювати проїзд ізостиков, і таким чином визначати довжину рейкових кіл. Під час вимірювальної поїздки контролюється величина першого імпульсу і першого інтервалу.

В основу методу покладено вимірювання опору контуру подвагонного, утвореного рейками, колісними парами і рамою вагона. Вимірювальний струм в контурі частотою 5 кГц створюється живлячими індукторами, розташованими під вагоном. Вимірювання струму проводиться за допомогою прийомних котушок, розташованих під вагоном аналогічно котушкам АЛС.

Основний недолік даного пристрою - часто підвищення опір подвагонного контуру обумовлено порушенням контакту між колесом і рейкою, а також контактів у буксових вузлах колісних пар. Це призводить до помилкових спрацьовувань системи. Місцезнаходження ізостика встановлюється з похибкою до 20-30 метрів.

Датчики струму АЛС мають низьку перешкодозахищеність від струмів тягової мережі, тому не дозволяють вимірювати фазові співвідношення струмів АЛС з належною точність.

Не вимірює аргумент струму АЛС і тому не дозволяє точно визначити параметри рейкового кола. Основний недолік існуючих магнітопріемніков - несиметрична розташування стосовно електричного поля джерела перешкоди.

Похибка вимірювання ординати з вагон-лабораторії складається з трьох складових:

• систематична похибка обумовлена ​​наявністю відстані між датчиком проїзду ізостиков і прийомними котушками АЛС. Цю складову можна виключити при початковій калібрування;

• прогресуюча систематична похибка, обумовлена ​​радіальним зносом колісних пар (може досягати 3%);

• систематичні і випадкові похибки датчиків обороту колісної пари та перетворювальної апаратури (0,3%). Цією складовою на увазі її малості можна знехтувати.

Похибки вимірювання амплітуди струму АЛС апаратурою вагона-лабораторії також складається з трьох складових:

• систематична похибка, обумовлена ​​висотою прийомних котушок;

• випадкова похибка, що виникає від механічних коливань прийомних котушок під час руху. Як вказується в роботі вона становить 10%, що є граничним, а іноді може досягати і 30% [14];

• систематичні і випадкові похибки перетворювальної апаратури.

Існує й інша система автоматизованої перевірки параметрів сигналів АЛСН і кодових РЦ з вагона лабораторії, запропонована Удовіковим, яка є модернізованим варіантом системи «Контроль».

Дана система призначена для автоматизованої комплексної оцінки працездатності рейкових кіл і виконує наступні функції:

• вимірювання модуля, аргументу і часових параметрів струму АЛС, а також значення зворотного тягового струму в рейках;

• вимір поточної ординати рейкової лінії, фіксувати початок і кінець рейкового кола, і контролювати справність ізостиков;

• обчислювати параметри рейкової лінії та апаратури РЦ за результатами вимірювань і визначати показники працездатності РЦ;

• документально фіксувати виміряну інформацію.

Для зменшення інструментальних похибок необхідно:

• удосконалювати вимірювальну апаратуру, використовувати статистичну обробку результатів і автоматично коректувати систематичні похибки;

• використовувати системний підхід у вимірі, тобто не розглядати кожен параметр відокремлено, а враховувати тісний взаємозв'язок. У кінцевому підсумку необхідно отримувати загальну оцінку про працездатність системи.

Сучасний рівень розвитку мікропроцесорної та комп'ютерної техніки дозволяє вирішити питання про контроль роботи пристроїв автоматичної локомотивної сигналізації (АЛС), що передбачає оцінку її тимчасових і чисельних параметрів кодових сигналів, по-новому.

4. Пристрій для вимірювання параметрів АЛС

Для контролю параметрів кодових сигналів пристроїв АЛС, на базі персонального комп'ютера типу IBM PC, пропонується пристрій, структурна схема якого наведена на рис. 4.

Сигналу з прийомних котушок АЛС надходить у комп'ютер через паралельний порт LTP. Для цього здійснюється узгодження вхідного сигналу з вхідним діапазоном аналого-цифрового перетворювача (АЦП). У пристрої використовується десятирозрядний АЦП типу К1113ПВ1. Застосування АЦП більш низького розряду не забезпечує необхідну точність вимірювань і призведе до високого ступеня похибки під час запису сигналу.

Для управління роботою АЦП використовується програмований таймер типу К580ВІ53, який задає частоту дискретизації вхідного сигналу. Управління інформаційною системою здійснюється програмою написаної мовою високого рівня Delphi.

Контроль готовності АЦП здійснюється через спеціальний вхід LPT порту, викликає апаратне переривання. Підпрограма обробки переривання здійснює читання шини даних АЦП через мультиплексори в пам'яті комп'ютера. Далі виробляється комп'ютерна обробка результатів, визначається спектр сигналу, його амплітуди та фази, а також здійснюється статистична обробка результатів.

Цей пристрій дозволяє записувати сигнал з виходу фільтра, як цього вимагає Інструкція з технічного обслуговування пристроїв сигналізації, централізації і блокування, і з виходів котушок АЛС. Сигнал, записаний з котушок АЛС, являє собою суму кодових сигналів АЛС і тягового струму з усіма його гармонійними складовими і імпульсними перешкодами, які виникають під час роботи локомотива. І тому даний пристрій дозволить аналізувати не тільки тимчасові і чисельні параметри кодів АЛС, але й оцінити ступінь впливу перешкод на роботу систем автоматики і визначити аналітично причини їх появи.

5. Результати вимірювань

Результати вимірювань параметрів кодів АЛС, проведені за допомогою вимірювальної системи «Контроль», встановленої у вагон-лабораторії на Одеській залізниці, наведені на листі 5.

Одним з основних параметрів, який визначає стійку передачу сигналів, є номінальний струм АЛС у рейках на початку рейкової лінії. Струм в рейках визначається за напругою, індукованих їм у прийомних котушках і виміряним на виході локомотивного фільтра з тим, щоб сторонні струми іншої частоти не спотворили результати [15].

На листі 5 зображені сигнали, зняті з котушок АЛС вагона-лабораторії, для декількох рейкових кіл відповідні кодовому току і проїзду ізостиков і штучних вимірювань. Також на аркуші наведена таблиця вимірювань чисельних і часових параметрів кодів АЛС для перегону і станції, у якій для кожного РЦ досліджуваного перегону (станції) визначено тривалість першого імпульсу і першого інтервалу, а також величина струму на вході РЦ. Як видно з даних, наведених у таблиці, спостерігається різного роду відхилення в чисельних і часових параметрах рейкових кіл.

З даних, наведених на листі 5, видно, що в ряді випадків сигнал відповідний проїзду ізостика є помилковим. З діаграми кодового струму слід, що сигнал збільшується від початку до кінця лінії приблизно в 3 рази. На окремих ділянках збільшення струму досягає 5-6 разів. При переході з одного рейкового кола на іншу має місце перерва в надходженні кодів на приймальні котушки. Ці точки не завжди збігаються з сигналом, відповідному проїзду ізостика. У даному випадку перерва у прийомі сигналу є настільки коротким, що не може послужити причиною зупинки поїзда.

На кривих також видно наявність перешкод у рейкових ланцюгах. Але існуюча система не дозволяє оцінити їхню природу, обсягу та характеру чиниться ними впливу.

Таким чином, проаналізувавши дані можна зробити висновок, що не всі вимоги, які пред'являються до рейковим ланцюгах і кодам АЛС, дотримуються. З метою більш повного аналізу перешкод та причин їх виникнення для подальшого усунення їх впливу необхідно використовувати сучасні системи контролю параметрів кодових сигналів автоматичної локомотивної сигналізації, які нададуть дослідникам більш повний обсяг інформації.

Пропонована система контролю чисельних і часових параметрів кодів АЛС дозволяє більш детально розглядати досліджуваний сигнал, дозволяє визначити період і цикл сигналу, шляхом розкладання записаного сигналу в ряд Фур'є величини амплітуд і фаз як досліджуваного сигналу, так і перешкод, що впливають на роботу пристроїв АЛС і які представляються як у графічній, так і в табличній формі. У результаті обробки сигналу дослідник може отримати щільності розподілу ймовірностей кодових сигналів або перешкод, знятих з котушок АЛС, і їх статистичні характеристики (рис. 5. Та лист 7).

Щільність розподілу імовірності кодових сигналів АЛС-АРС всіх частот підпорядковується експоненціальним законом. Значний розкид амплітуд сигнальної частоти в межах однієї рейкового кола пояснюється тим, що відстань між прийомними котушками і рейками постійно змінюється; рівень струму в РЦ залежить від значення питомих провідностей ізоляції рейок і від дії різних зовнішніх факторів: ступеня старіння ізоляції, вологості, типу грунту на даній ділянці та ін Також величини кодових сигналів залежать від величин перехідних поздовжніх опорів (опорів між рейками), опорів стикових з'єднувачів, перехідних опорів від джерела до рейкового кола і типу пристроїв, застосовуваних на живильному наприкінці рейкового кола. До того ж на передачу сигналів АЛС-АРС постійно впливають імпульсні і гармонійні перешкоди. Розглянемо докладніше природу перешкод, що впливають на роботу системи АЛС.

6. Оцінка перешкод, які впливають на передачу сигнального струму

Передача сигналів АЛС відбувається в специфічних, властивих тільки їй умовах. По-перше, сигнал в кожній рейкового кола передається тільки від власного джерела та його рівень у рейках по мірі руху поїзда безперервно зростає. По-друге, перехід локомотива з одного рейкового кола на іншу супроводжується короткочасним перервою в прийомі сигналів з ​​шляху і різким зменшенням сигнального струму у рейках. До того ж, рейкові ланцюги, що зв'язують рухомий локомотив з передавачем сигналів, одночасно використовують як у системі автоблокування, так і на електрифікованих залізницях для пропуску тягового струму. Отже, існує велика кількість можливих впливів на прийом сигналів АЛС.

Джерелами гармонійних перешкод є тягові мережі постійного струму і струми рейкових ланцюгів з відмінною сигнальної частотою.

В даний час широко застосовуються шестіпульсовие випрямлячі, хоча слід зазначити перспективність дванадцяти-і двадцатічетирехпульсових випрямлячів. У табл. 2. наведені величини амплітуд гармонічних складових в кривій випрямленої напруги в режимі холостого ходу випрямляча при симетричному синусоїдальному первинній напрузі для шести-, дванадцяти-і двадцатічетирехпульсових випрямлячів.

При несиметричних несинусоїдних первинних напругах, крім канонічних (парних) гармонік, кратних 300 Гц для шестіпульсових випрямлячів, 600 Гц - для двенадцатіпульсових і 1200Гц - для двадцатічетирехпульсових, в кривій випрямленої напруги присутні і неканонічні (непарні), кратні 50 Гц (50, 100, 150 Гц і т.д.). Величини неканонічних гармонійних складових залежать від кутів комутації і запізнювання при несиметрії напруги живлення керованих випрямлячів. Так, при вугіллі запізнювання 60 ⁰ і кутах комутації від 0 до 10 ⁰ вони можуть досягати для шостої гармоніки 25% від випрямленої напруги, дванадцятої - 11,5%, вісімнадцятої і двадцять четвертої - 6%, чотирнадцятої, шістнадцятої, двадцятою і двадцять другого - 1,5%. При великих кутах комутації величина амплітуди гармоніки знижується [16].

Таблиця 2

Величини амплітуд гармонічних складових в кривій випрямленої напруги в режимі холостого ходу випрямляча

Тяговий струм протікає по двох рейковим лініях. ЕРС, індуковані в прийомних котушках, спрямовані зустрічно і взаємно складаються. Тому, заважає вплив тягових струмів і їх гармонік на пристрої АЛС виявляється лише тоді, коли струми в рейках виявляються нерівними між собою або в прийомних котушках рівні струми індукують нерівні ЕРС [17].

Проаналізуємо причини появи імпульсних перешкод.

Імпульсні перешкоди виникають, як правило, в результаті різких змін значень тягового струму в рейках, на локомотиві, а також намагнічіваемості рейок. Як вказується в роботі [17], тривалість періоду проходження різнополярних імпульсів перешкод залежить від відстані між магнітними полюсами намагнічує місця і швидкості руху поїзда. Приблизно при швидкості руху поїзда 120 км / год тривалість періоду імпульсу збігається з періодом коливань сигнальної частоти 25 Гц для АЛС електрифікованих залізниць змінного струму. При проведенні експериментальних досліджень у метро такий гармоніки виявлено не було.

Джерела імпульсних перешкод - комутаційні процеси при струмозніманні, в колекторах машин, перетворювальних установках та інших елементах електричної схеми локомотива.

Перешкоди, викликані роботою колекторного генератора постійного струму, обумовлені дискретністю будови магнітної системи і обмотки якоря. Частота основної гармоніки, викликаної комутаціями (інакше, коротким замиканням секцій якоря щіткою), визначається із співвідношення

,

де р - число пар полюсів електричної машини;

n - частота обертання якоря, хв ^-1.

Частота основної гармоніки змінної складової дорівнює 30 Гц. Тут найбільш вагомими є гармоніки від 0 до 350 Гц.

Пазові і зубцевие перешкоди викликані поперечними і поздовжніми пульсаціями магнітного потоку і залежать від частоти обертання якоря n та кількості пазів z.

Частота зубцевих f _зп і пазових f _пп перешкод

;

при z / p парних і при z / p непарних.

Найбільш вагомими тут є гармоніки 0 -350 і 850 - 1000Гц, а пазових - 0 - 150, 400 - 500, 600 - 900 Гц [].

Також спостерігаються випадкові імпульсні перешкоди, що виникають при процесах комутації в електричних апаратах, тривалістю до 10 мкс.

7. Висновки

У результаті виконаної роботи можна зробити наступні висновки:

• для оцінки чисельних і часових параметрів кодів АЛС пропонується пристрій, побудоване на базі мікропроцесорної техніки і персонального ЕОМ типу IBM PC;

• даний пристрій дозволяє аналізувати ступінь впливу перешкод, що виникають у рейкового кола, на пристрої АЛС і визначити причини їх появи;

• причини появи перешкод у рейкового кола описані;

• результати вимірювань сигналу, записаного з виходів котушок АЛС системою «Контроль» представлені;

• таким чином, пропонований пристрій є багатофункціональним і дозволяє контролювати параметри кодових сигналів системи АЛС і визначати величини перешкод, що впливають на роботу пристроїв автоматики, як під час вимірювальної поїздки, так і в процесі експлуатації локомотива.

Висновок

У процесі курсового проектування задана тупикова пасажирська станція була обладнана блочно-маршрутної релейного централізацією, розроблений однонитковий і двуніточний план станції і виконані відповідні розрахунки (визначені ординати стрілок, світлофорів та ізостиков, розрахована пропускна спроможність станції, жильності кабелів, електроенергія, споживана постом ЕЦ).

Також у даній роботі проаналізовано види і причини відмов, що виникають у пристроях автоблокування.

Для оцінки чисельних і часових параметрів кодів АЛС пропонується пристрій, побудоване на базі мікропроцесорної техніки і персонального ЕОМ типу IBM PC. Цей пристрій дозволяє аналізувати ступінь впливу перешкод, що виникають у рейкового кола, на пристрої АЛС і аналітично визначити причини їх появи. Тому пропонована система контролю параметрів кодів АЛС є багатофункціональною і дозволяє проводити вимірювання як під час вимірювальної поїздки, так і в процесі експлуатації локомотива.

Також в процесі виконання курсового проекту був розрахований економічний ефект від впровадження пропонованої системи контролю параметрів кодів АЛС і висвітлені питання техніки безпеки при роботі комп'ютерної технікою.