ЛОКОМОТИВНЫЙ ПРИЕМНИК СИГНАЛОВ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ЛОКОМОТИВНОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ ДЛЯ УЧАСТКОВ С ЭЛЕКТРОТЯГОЙ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Полезная модель относится к области железнодорожной автоматики и телемеханики и обеспечивает повышение помехоустойчивости локомотивных приемников сигналов автоматической локомотивной сигнализации.
Известно устройство для приема сигналов автоматической локомотивной сигнализации с электротягой переменного тока, содержащее соединенные встречно локомотивные катушки, устанавливаемые под локомотивом впереди первой колесной пары и подключенные к приемной аппаратуре, состоящей из локомотивного фильтра со средними частотами двух его полос пропускания 25 и 75 Гц, усилителя с автоматической регулировкой усиления, а также блока дешифратора с элементами контроля и управления [1].
Встречное включение локомотивных катушек не исключает мешающего действия тяговых токов на работу локомотивной аппаратуры. Тяговые токи в рельсовых нитях под локомотивными катушками обычно не одинаковы, поэтому наводимые этими токами ЭДС в локомотивных катушках также различаются. Разность этих ЭДС в виде помехи поступает на вход локомотивной аппаратуры. Так как величина разности тяговых токов в рельсах может на порядок и более превышать величину сигнального тока автоматической локомотивной сигнализации, уровень сигнала этой помехи на входе локомотивного фильтра может намного превышать уровень полезного сигнала.
Электромагнитная обстановка для работы автоматической локомотивной сигнализации наиболее сложна на участках железных дорог, электрифицированных на переменном токе. По статистическим данным интенсивность сбоев в работе устройств автоматической локомотивной сигнализации на таких участках в 3-4 раза больше, чем на участках с электротягой постоянного тока. Сбои увеличивают психофизиологическую нагрузку на локомотивные бригады, ухудшают безопасность движения поездов.
Тяговый ток включает в себя широкий спектр гармонических составляющих, а также импульсов разной ширины и длительности. Помеха на входе локомотивного фильтра включает в себя все эти гармоники и импульсы. Электромагнитная обстановка постоянно ухудшается из-за увеличения интенсивности движения и веса поездов, приводящих к росту тяговых токов и увеличению уровня помех на аппаратуру автоматической локомотивной сигнализации. Проведенные исследования показали, что используемые в настоящее время локомотивные фильтры ФЛ-25/75М недостаточно ослабляют помехи с частотой 50 Гц, являющиеся основными на участках железных дорог с электротягой переменного тока.
Другим мощным источником помех, появляющихся при капитальном ремонте пути, являются рельсы с неравномерной намагниченностью по их длине, уложенные в колее или по краям шпал. До трети сбоев может вызываться этой причиной. Значительная часть частотного спектра помех от неравномерно намагниченных рельсов, находящегося в пределах от единиц до 35-40 Гц, попадает в нижнюю полосу пропускания используемых в настоящее время локомотивных фильтров ФЛ-25/75М [2].
Поскольку верхняя граница частотного спектра помех от неравномерно намагниченных рельсов не превышают 40 Гц, на участках железных дорог, где в качестве несущей частоты для сигналов автоматической локомотивной сигнализации используются 50 Гц, эти помехи на работу автоматической локомотивной сигнализации не влияют. Следовательно, переход на несущую частоту 75 Гц для сигналов автоматической локомотивной сигнализации должен повысить устойчивость ее работы.
Отечественной промышленностью выпускается электропитающая аппаратура, вырабатывающая напряжение частотой 75 Гц для питания рельсовых цепей. Однако простой переход на несущую частоту 75 Гц для сигналов автоматической локомотивной сигнализации не облегчает работу локомотивных приемников на участках с электротягой переменного тока, так как фильтры ФЛ-25/75М одновременно пропускают на свой выход сигналы как нижней, так и верхней своих полос.
В результате помехи от неравномерно намагниченных рельсов продолжают проходить на вход приемной аппаратуры автоматической локомотивной сигнализации. С другой стороны полное исключение в этих локомотивных фильтрах канала с частотой 25 Гц лишает их универсальности, то есть возможности использования их на участках с несущей частотой сигналов автоматической локомотивной сигнализации как 25 Гц, так и 50 Гц. Сказанное определяет необходимость совершенствования локомотивной аппаратуры автоматической локомотивной сигнализации.
Техническим результатом является повышение помехоустойчивости приемного устройства автоматической локомотивной сигнализации при воздействии мощных помех от переменного тягового тока и от магнитного поля неравномерно намагниченных рельсов.
Сущность полезной модели состоит в том, что локомотивный приемник сигналов автоматической локомотивной сигнализации для участков с электротягой переменного тока дополнительно снабжен режекторным фильтром со средней частотой полосы подавления 50 Гц, автоматическим переключателем, интегратором, электронным ключом, полосовым фильтром со средней частотой полосы пропускания 25 Гц и полосовым фильтром со средней частотой полосы пропускания 75 Гц, причем вход режекторного фильтра подключен к выходу полосового фильтра с двумя полосами пропускания, выход режекторного фильтра подключен к одному входу автоматического переключателя через полосовой фильтр со средней частотой полосы пропускания 25 Гц и к другому входу автоматического переключателя - через полосовой фильтр со средней частотой полосы пропускания 75 Гц, выход которого подключен также к управляющему входу автоматического переключателя через последовательно соединенные интегратор и электронный ключ, а выход автоматического переключателя подключен к входу усилителя с автоматической регулировкой усиления.
На чертеже представлена блок-схема локомотивного приемника сигналов автоматической локомотивной сигнализации для участков с электротягой переменного тока.
Локомотивный приемник сигналов автоматической локомотивной сигнализации для участков с электротягой переменного тока содержит включенные встречно-последовательно локомотивные катушки 1, соединенные через полосовой фильтр 2, имеющий две полосы пропускания, средние частоты пропускания у которых равны 25 и 75 Гц, с режекторным фильтром 3. Выход режекторного фильтра 3 подключен к первому входу автоматического переключателя 4 через полосовой фильтр 5, средняя частота полосы пропускания которого равна 25 Гц, а ко второму входу автоматического переключателя 4 - через полосовой фильтр 6, средняя частота полосы пропускания которого 75 Гц, Выход полосового фильтра 6 соединен также с управляющим входом автоматического переключателя 4 через последовательно соединенные интегратор 7 и электронный ключ 8. Выход автоматического переключателя 4 через усилитель с автоматической регулировкой усиления 9 соединен с блоком дешифратора 10, имеющим в своем составе элементы контроля и управления.
Локомотивный приемник сигналов автоматической локомотивной сигнализации для участков с электротягой переменного тока работает следующим образом:
Наводимая в локомотивных катушках ЭДС, включающая в себя полезный сигнал и сигнал помехи, подается на вход полосового фильтра 2, который ослабляет все сигналы кроме сигналов, попадающих в полосы пропускания этого фильтра со средними частотами полос 25 и 75 Гц. Режекторный фильтр дополнительно ослабляет основной сигнал помехи частотой 50 Гц от переменного тягового тока.
Если поезд идет по участку, где в качестве несущей частоты для сигнала автоматической локомотивной сигнализации используется 25 Гц, то сигнал с выхода режекторного фильтра 3 через полосовой фильтра 5, первый вход и выход автоматического переключателя 4, а также через усилитель 9 проходит в дешифратор 10.
Если поезд вступает на участок с несущей частотой тока автоматической локомотивной сигнализации 75 Гц, то после приема одной-двух кодовых комбинаций напряжение на выходе интегратора 7 оказывается достаточным для срабатывания электронного ключа 8. Электронный ключ 8, сработав, подает напряжение на управляющий вход автоматического переключателя 4. В результате происходит переключение автоматического переключателя на прием сигналов со второго его входа, а локомотивная аппаратура автоматической локомотивной сигнализации переключается на прием сигнального тока с частотой 75 Гц с выхода полосового фильтра 6.
Переключение аппаратуры автоматической локомотивной сигнализации на прием только сигнального тока с частотой 75 Гц практически полностью исключает мешающее влияние неравномерно намагниченных рельсов на устойчивость работы этой аппаратуры.
Таким образом, снабжение локомотивного приемника сигналов автоматической локомотивной сигнализации для участков с электротягой переменного тока указанными элементами обеспечивает дополнительное подавление мощных помех от переменного тягового тока, возникающих на локомотивных приемных катушках при движении тяжеловесных поездов и при сгущении потока поездов, особенно на горных участках и в зонах, близких к тяговым подстанциям, а также обеспечивает практически полное подавление помех от магнитного поля неравномерно намагниченных рельсов. Этим обеспечивается снижение интенсивности сбоев в работе автоматической локомотивной сигнализации и, в результате, достигается повышение безопасности движения поездов и уменьшение потерь из-за необходимости снижения скорости поезда при появлении на выходе дешифратора ложного сигнала, требующего снижения скорости поезда.
Литература
1. Автоматическая локомотивная сигнализация и авторегулировка // А.М, Брылеев, О.Поупе, B.C.Дмитриев и др. - М.: Транспорт, 1981. - 320 с.
2. Шаманов В.И., Пультяков А.В., Трофимов Ю.А. Влияние условий эксплуатации на устойчивость работы АЛСН // Железнодорожный транспорт. - 2009. - №5. - С.46-50.