Главная >> СЦБ и управление >> Аппаратура и материалы СЦБ

Аппаратура и материалы СЦБ

Реле. Типы реле. Нейтральные реле с магнитным преобладанием. Контроллеры. Трансформаторы. Выпрямители и их применение. Грозовые разрядники. Изолированные провода и кабели. Сигнальные стекла и линзы

Для устройств СЦБ применяются аппаратура и материалы специальной разработки. Здесь учитывается необходимость бесперебойной работы аппаратуры, размещаемой на большом протяжении. Кроме того, аппаратура должна удовлетворять требованиям обеспечения безопасности, заключающимся в том, что при возникновении повреждения на соответствующих сигналах должны появляться запрещающие показания.
Реле. Используемые в устройствах СЦБ реле представляют собой электрический прибор, размыкание или замыкание цепи которого производит размыкание или замыкание управляемой им цепи. Таким образом, реле «транслирует» условия из одной цепи в другую. Так, например, рельсовая цепь передает через путевое реле информацию о занятости блок-участка. Реле, управляемое путевым реле, управляет в свою очередь показанием соответствующего сигнала или сигналов.
Степень надежности работы устройств СЦБ зависит от точности работы реле в режимах замыкания и размыкания. Так, например, обмотка, магнитная система, механические части реле рассчитаны таким образом, что реле отпускает свой якорь при токе, величина которого составляет большой процент от тока притяжения. В некоторых схемах рельсовых цепей величина тока отпадания якоря реле даже выше, чем величина тока притяжения.
Согласно правилам Междуштатной транспортной комиссии такие приборы, как реле, сцепляющие механизмы, замыкатели и т. п., должны проверяться не реже одного раза в 2 года.
Типы реле. Реле можно подразделить на две основные группы: реле постоянного тока и реле переменного тока. Далее реле подразделяется на нейтральные двухпозиционные реле, якорь которых может быть притянут или находиться в отпавшем положении, и на поляризованные трехпозиционные реле, у которых замыкаются контакты одного положения при положительном токе и контакты другого положения при отрицательном токе; третье положение создается при отсутствии тока.
При магнитных системах и обмотках специальной конструкции можно ускорить или замедлить работу реле в режимах как притяжения, так и отпадания якоря.
Материалы и конструкции контактов реле зависят от назначения этих контактов. Здесь предусматриваются меры по предотвращению искрения и расплавления контактов при пропуске как обычных токов, так и токов от разрядов молнии.
Кроме обычных реле, применяемых в рельсовых целях, имеются специальные типы реле: 1) реле со взаимной блокировкой для управления ограждающими устройствами на переездах; 2) проблесковые реле для управления огнями переездных сигналов; 3) реле с замедлением, необходимые для схем искусственного размыкания; 4) аварийные реле, используемые для переключения питания с переменного тока на батареи при прекращении подачи переменного тока; 5) реле предварительного зажигания для включения сигнальных огней при приближении поезда; 6) огневые реле для контроля перегорания нитей сигнальных ламп.
Нейтральные реле с магнитным преобладанием. Реле этого типа разработано в последние годы; оно используется как в рельсовых, так и в линейных цепях. Это реле сходно с обычным нейтральным реле, но оно сконструировано так, что его нейтральный якорь притягивается только при поступлении в катушку тока определенной полярности. Это реле при его использовании в рельсовой цепи улучшает контроль лопнувшего рельса, оно менее чувствительно к воздействию посторонних токов и позволяет увеличить длину рельсовой цепи.
Для общепринятых типов реле провода от контактов и обмоток выводятся на штыри релейных клемм, расположенных в верхней части релейного шкафа. Провода, идущие от реле, закрепляются на штырях клемм шайбами и гайками. При смене реле гайки, шайбы и провода необходимо снимать, это требует много времени и часто является причиной ошибок. В последние годы стали применять штепсельные реле. Смена этих реле осуществляется изъятием их из гнезд штепсельной колодки и установкой здесь нового реле (рис. 1).

Штепсельные реле полочного типа
Рис. 1. Штепсельные реле полочного типа
Контроллеры. Контроллер представляет собой пример прибора механического действия с контактной системой. Контакты замыкаются или размыкаются под действием тяги, которая соединяется с сигнальным крылом, переводным рычагом, стрелкой и т. п. В устройствах автоматической блокировки контроллеры соединяются тягами с остряками стрелок. Контроллеры проверяют положение и замыкание стрелок; контакты контроллеров входят в линейные управляющие цепи.
Контроллерами проверяется степень прилегания остряков. Некоторые дороги используют контроллеры для воздействия на соответствующие приборы при отставании остряка от рамного рельса, превышающем 4,5 мм, а другие при 6 мм.
Для создания надежного контроля кулачковыми контактами контроллера контролируется начало движения стрелочных остряков на расстоянии примерно 0,8—1,5 мм.
На разводных мостах контроллеры устанавливаются на стыках разводного и неподвижного мостовых пролетов; ими при помощи соединительных тяг проверяется положение разводного пролета (рис. 2). Применение таких контроллеров на разводных мостах упрощает схему контроля и снижает количество необходимых для этого цепей, прокладываемых в подводных или воздушных кабелях.
Установка контроллера на разводном мосту
Рис. 2. Установка контроллера (показан слева) на разводном мосту
Кабельный ввод в релейный шкаф
Рис. 3. Кабельный ввод в релейный шкаф, кабели на вводе покрыты кабельной массой для предохранения от сырости
Ввод подземных кабелей в пост централизации
Рис. 5. Ввод подземных кабелей в пост централизации через бетонную шахту
Трансформаторы. Трансформаторы используются для изменения напряжения переменного тока; применяются два типа трансформаторов — повышающие и понижающие. Трансформаторы с обмотками, погруженными в масло, называются трансформаторами с масляным охлаждением, остальные относятся к категории трансформаторов с воздушным охлаждением.
Трансформаторы, устанавливаемые на столбах и используемые для снижения напряжения до 115в, называются линейными трансформаторами. Трансформаторы, снижающие напряжение до величины с градациями 2—15 в, используются для питания ламп, выпрямителей и т. п. Эти трансформаторы называются низковольтными и обычно они устанавливаются в релейных шкафах. Трансформаторы и выпрямители иногда комплектуются в общих блоках; часто в этот же блок входит и аварийное реле.
Выпрямители и их применение. Выпрямителем называется устройство, пропускающее ток только одной полярности. В зависимости от схемы включения различаются однополупериодные выпрямители, пропускающие полуволны только одной полярности, и двухполупериодные выпрямители, пропускающие полуволны обеих полярностей и преобразующие переменный ток в пульсирующий постоянный. Для заряда аккумуляторных батарей используются выпрямители первого или второго типа.
Постоянный ток, снимаемый с выпрямителей, применяется для питания рельсовых цепей, цепей управления и контроля и вообще для всех цепей, где используются реле или другая аппаратура постоянного тока. При таких системах питания в схему включается аварийное реле, переключающее аппаратуру на питание от батареи при прекращении подачи переменного тока; применяются также и схемы, где параллельно выпрямителям постоянно включены аккумуляторы или элементы, которые при прекращении подачи переменного тока полностью осуществляют необходимое питание.
Выпрямители применяются и в несколько иной схеме с установкой их на приемном конце. Так, например, такая схема используется в рельсовых цепях переменного тока, здесь на релейном конце устанавливается выпрямитель и к нему подключается реле постоянного тока. Такие же схемы применяются для питания замыкающих приборов, электромагнитов клапанов и т. п.
В устройствах СЦБ обычно применяются три типа выпрямителей. Выпрямление в выпрямителях купроксного или селеного типа осуществляется в результате смещения электронов, здесь не имеют места механические износы или ухудшение состояния электролита. Выпрямление с использованием электролитических выпрямителей связано с ухудшением качества танталовых и свинцовых электродов и с необходимостью периодической замены как электродов, так и электролита.
Для работы совместно с выпрямителями применяются трансформаторы специального типа. Между выпрямителями и трансформаторами включаются ограничители тока — резисторы и реакторы. Выпрямители купроксного или селенового типа и трансформаторы, а также реакторы обычно комплектуются  в общих блоках.
Грозовые разрядники. Разрядники предназначаются для ограничения напряжения разряда молнии до уровня, который не опасен для аппаратуры, применяемой в устройствах СЦБ, как, например, для реле, выпрямителей, трансформаторов, ламп и т. п. В современных системах СЦБ разрядники применяются во всех ступенях, начиная от высоковольтных линий передачи и кончая рельсовыми цепями. Обычно разрядники сконструированы так, чтобы отводить волну перенапряжения в землю; в некоторых случаях разрядники шунтируют зажимы обмоток и аппаратуры без земляных соединений.
Основным принципом работы разрядников является пробивание напряжением, достигшим определенного уровня искровых промежутков разрядника, и дальнейший разряд этого напряжения через разрядник, с тем чтобы не повредить основную аппаратуру. Соответственно указанному производится и размещение разрядников.
Разрядники отличаются один от другого по своим конструкциям, которые определяются целевым назначением разрядника. Условия перенапряжения различны для разных районов и разрядники выбираются в соответствии с местными особенностями. Большое значение для надежной работы разрядников имеет их сопротивление по отношению к земле. Это сопротивление должно регулярно проверяться и не превышать 15 ом, по возможности следует добиваться уменьшения этой величины.
Изолированные провода и кабели. За исключением пневматических приводов, применяемых в ряде случаев для стрелок, а также для вагонных замедлителей, вся остальная аппаратура современных устройств СЦБ управляется и контролируется по электрическим цепям, для
чего используются изолированные провода и кабели; они же необходимы для передачи и распределения электрической энергии.
Качество изоляции проводов и кабелей имеет весьма большое значение для устройств СЦБ, повреждение изоляции в цепи управления или замыкания может повлечь за собой опасные последствия. Смена неисправных проводов и кабелей в устройствах СЦБ также имеет определенную опасность для движения и, кроме того, затраты на эти работы значительно выше, чем разница в стоимости между высококачественной и плохой изоляцией. Исходя из указанного, провода, кабели и их изоляция должны быть отличного качества, что обеспечивает безопасность движения, бесперебойность и длительность эксплуатации.
Изоляционные и защитные покрытия для проводов и кабелей должны соответствовать нормативам Сигнальной секции Американской железнодорожной ассоциации. Важной особенностью этих нормативов является указание на то, что провода и кабели для устройств СЦБ должны иметь более толстую изоляцию и более солидные защитные покрытия, чем соответствующие провода и кабели для отраслей электротехники, не связанных с безопасностью движения поездов (рис. 3).
Провода управляющих цепей СЦБ, подвешиваемые на телеграфных или других столбовых линиях, должны иметь один слой оплетки (или более), пропитанный влагоустойчивыми составами. Такое покрытие является достаточной гарантией от короткого замыкания или касаний между проводами, образуемых при набросе куска голого провода. При хорошо выполненной изоляции действие ее сохраняется в зависимости от местных метеорологических условий на срок примерно 20—30 лет.
Оптическая линза и призматический рефлектор
Рис. 6. Оптическая линза и призматический рефлектор
На некоторых установках и особенно на многопутных линиях для линейных цепей СЦБ применяются воздушные кабели с пропитанной защитной оболочкой. Переходы от воздушных кабелей к релейным шкафам производятся воздушными кабелями или одножильными изолированными проводами, соединенными вместе.

кабельный переход
На централизованных установках связь между центральным постом и другими постовыми сооружениями, а также связь с релейными шкафами осуществляется воздушными кабелями или кабелями, укладываемыми в канализациях, или специального типа подземными кабелями. В последние годы большинство дорог использует для централизаций воздушные кабели (рис. 4) или подземные кабели с непосредственной укладкой в грунт (рис. 5).
Некоторые типы подземных кабелей имеют свинцовую оболочку, слой джута и два слоя бронзовой или стальной ленты. Отдельные дороги считают, что расходы на свинцовую оболочку и металлическое покрытие себя не оправдывают и ограничиваются только слоем джута; применяют также и подземные кабели без слоя джута, но с покрытием кабеля тяжелым слоем изоляции специального типа.
Во всех системах устройств СЦБ большинство дорог использует подземные кабели между шкафами и сигналами, стрелками и кабельными стойками. Ранее существовавшая практика прокладки для таких целей изолированных проводов в канализации ныне не имеет применения.
В релейных шкафах, так же как и в постах централизации, для монтажа используется гибкий изолированный провод. На постах применяется специальный изолированный провод с девятью различными цветами изоляции, что облегчает монтаж. Желательно также применение кабелей с огнестойкой изоляцией.
Сигнальные стекла и линзы.Для сигнальных целей применяются различного типа стекла и линзы. Для семафорных фонарей применяется бесцветная линза; в семафорных очках применяются выпуклые цветные линзы, чтобы предотвратить отражение головных огней локомотивов.
У светофоров соответствующим подбором линз создается хорошая видимость при использовании маломощных источников света.
Задачей линзы является получение лучей от небольшого источника света и дальнейшая их передача в виде пучка света, форма которого определяется типом линзы. Для собирания наибольшего количества лучей используются рефлекторы призматического, сферического и эллипсоидального типа (рис. 6). Рефлектор направляет лучи в определенную фокусную точку, откуда они передаются в сторону линзы. Каждая линза имеет свое фокусное расстояние. Линза, имеющая большее фокусное расстояние, создает более узкий пучок света. Линза с меньшим фокусным расстоянием образует более широкий, но меньший по интенсивности световой пучок.

Двухлинзовая короткофокусная система
Рис. 7. Двухлинзовая короткофокусная система: а —внутренняя линза; б — наружная линза
Линза с большим диаметром образует более мощный пучок света, чем линза такого же типа с меньшим диаметром и соответствующим фокусным расстоянием при равных источниках света. И наоборот, компактный источник электрического света создает более мощный пучок света, чем такой же по силе, но занимающий больше места источник света, каким, например, является керосиновая лампа.
Поскольку рассеивание лучей означает потерю световой мощности, то отсюда очевидно, какое большое значение имеет выбор линз и правильное использование их фокусных точек с тем, чтобы световой пучок распределялся только в зоне, где необходима видимость сигнала.
Оптическая система должна создавать мощный узкий световой пучок только в пределах необходимой видимости. Так, например, при создании горизонтального пучка он должен концентрироваться на уровне глаз без ненужного рассеивания вверх и вниз.
Для получения мощного сигнала дальнего действия используется комбинация из большой внешней и малой внутренней линз (рис. 7). При подобной двухлинзовой короткофокусной системе создается сильный световой пучок.
Рефлектор, правильно расположенный в сигнальной головке позади источника света, улучшает действие всей оптической системы, собирая световые лучи и отражая их затем в сторону линзы.
Все оптическое цветное стекло, используемое железными дорогами, проверяется на соответствие его нормативам Сигнальной секции Американской железнодорожной ассоциации. Этими нормативами регламентируется предел цветовых отклонений и минимальный коэффициент пропускания.

 
« Аппаратура автоматической локомотивной сигнализации непрерывного типа с числовым кодом   АРМ »
железные дороги