Електрифікація залізниць
Електрифікація залізниць не є чимось новим, і при її проведенні можна використовувати наявне обладнання. Перед Другої світової війни США було понад 10 тис. км електрифікованих залізниць, у тому числі залишилося лише близько 2000 км. У всьому світі сьогодні понад 100 тис. км електрифікованих залізниць, і США посідають 14 місце за цим показником. У багатьох розвинених країнах електрифікація залізниць є національною програмою. Очевидно, найшвидшими темпами електрифікація здійснювалася у Радянському Союзі.
З технічної точки зору електрифікація залізниць у США за існуючою технологією не становить складності і може бути розпочата негайно з використанням обладнання, що застосовується в інших країнах. Безперечно, система буде більш ефективною, якщо провести інтенсивні науково-дослідні роботи. Тому, коли буде ухвалено рішення електрифікувати залізниці США, програма має передбачати проведення всеосяжних науково-дослідних робіт як із ближньою, так і далекою перспективою. Оскільки здійснення програми електрифікації вимагатиме не менше 20 років, результати наукових досліджень та розробок можуть впроваджуватися поетапно, що дозволить зробити систему більш ефективною та продуктивною.
Якщо технологія не є перешкодою для здійснення програми електрифікації, виникає питання: чому вона досі не реалізована?
В останні кілька років було виконано багато досліджень усіх «за» та «проти» електрифікації. Усі дослідники визнають, що електрифікація технічно можлива та економічно вигідна. Висновки цих робіт розходилися лише щодо величини прибутку на вкладений капітал. За різнимиоцінкам величина прибутку становитиме 14 % і від. Чим пізніше виконано дослідження, тим більшу величину прибутку воно передбачає, головним чином через точнішу оцінку вартості робіт і безперервно зростаючу вартість дизельного палива. Одним з останніх досліджень з електрифікації залізниць є робота Уітфорда, в якій проводиться порівняння ефективності капіталовкладень в електрифікацію та виробництво синтетичного палива з точки зору економії нафти. Автор дійшов висновку, що електрифікація економічно вигідна. Він стверджує також, що «порівняльна
ефективність використання тонни вугілля для виробництва дизельного палива чи електрики така, що використання електричної тяги дозволяє перевезти вдвічі більше вантажу». Крім того, «електрифікація дозволить пожвавити залізничні перевезення внаслідок зростання прибутку, продуктивності та розширення кількості послуг». Останній момент може виявитися найважливішим; електрифіковані дороги відкриють багато нових можливостей для покращення обслуговування споживачів. Залізниці перестануть також залежати від нафти, тому при очікуваній нестачі нафти в майбутньому вони зможуть не лише обійтися без нафтового палива, а й взяти на себе перевезення тих вантажів, які транспортуються автомобілями.
1 Експлуатаційна частина
1.1 Призначення, застосування та особливості системи
1.1 Автоблокування з рейковими ланцюгами тональної частоти без ізолюючих стиків призначене для застосування на двоколійних ділянках ж.д. ліній при будь-якому вигляді тяги, а в першу чергу на ділянках з цільнозварними рейковими батогами і при зниженому опорі баласту.
1.2 Основу системи автоблокування без ізолюючих стиків із централізованим розміщенням апаратурискладають тональні рейкові ланцюги (ТРЦ).
Для роботи ТРЦ використовуються амплітудно-модульовані сигнали з несучими частотами 420, 480, 580, 720, 780 Гц та частотами модуляції 8 або 12 Гц.
Для виключення перекриття сигналу поїздом, що наближається, точка підключення апаратури рейкового ланцюга виноситься на 40 метрів у напрямку руху за світлофор. У рейкових ланцюгах, у зоні установки світлофора, у яких необхідно забезпечити зону додаткового шунтування не більше 40 метрів, повинні використовуватися лише частоти 780, 720 та 580 Гц. Довжина рейкового ланцюга за світлофором залежно від частоти та віддаленості від станції розміщення апаратури обмежується 200-350 метрами.
Зашита рейкових ланцюгів паралельних шляхів від взаємного впливу повинна забезпечуватися застосуванням різних несучих частот або частот модуляції.
1.3 Апаратура АБТЦ розміщується на станціях, що обмежують перегін, на постах ЕЦ.
При невеликій довжині перегону апаратура може бути розміщена на одній зі станцій, що обмежують перегін.
Розподіл перегону проводиться за сигнальною установкою, причому сигнал і, як правило, кінець рейкового ланцюга, що живить, розташований на відстані 40 метрів за світлофором, підключаються зі станції відправлення.
Світлофор, яким виробляється розподіл перегону, вибирається з віддалення від станцій, що обмежують перегін, і можливості розміщення апаратури на станціях.
1.4 З'єднання постової та перегінної апаратури, а також ув'язування апаратури, розташованої на суміжних станціях, здійснюється двома сигнально-блокувальними кабелями парного скручування для кожного шляху.
Живильні та релейні кінці перегінних рейкових ланцюгів, а також прямі та зворотні жили для включення віддалених світлофорів повинні розміщуватись урізних кабелях з обов'язковою організацією схеми контролю справності кабельних ланцюгів ТРЦ, що забезпечує відключення пристроїв живлення при несправності кабелю.
1.5 Для узгодження кабельної та рейкової ліній на перегоні встановлюються дорожні трансформатори ПОБС-2А.
Дві суміжні рейкові ланцюги на перегоні мають один загальний кінець живлення. Для їх живлення використовується одна пара жил сигнального кабелю. Два приймача суміжних ТРЦ також підключаються до однієї пари, цим же парам передають кодові сигнали числової АЛС.
Кодування ТРЦ сигналами АЛС здійснюється, як правило, з кожної точки підключення апаратури, з моменту вступу поїзда на цей рейковий ланцюг. Передача кодових сигналів в ТРЦ виконується через посилені фронтові контакти кодів реле.
Для виключення сприйняття локомотивними пристроями поїзда, що знаходиться перед світлофором із заборонним показанням, що дозволяють кодових сигналів від наступного по ходу світлофора при помилковій зайнятості ТРЦ, передбачається схема контролю послідовного заняття РЦ.
Кодування всіх рейкових ланцюгів одного блок-дільниці повинно здійснюватися від одного кодового колійного трансмітера, за винятком граничного рейкового ланцюга у неправильному напрямку руху.
1.6 На двоколійних ділянках повинен бути забезпечений двосторонній рух поїздів кожним шляхом. Регулювання руху поїздів у правильному напрямку здійснюється за показаннями прохідних світлофорів та світлофорів локомотивної сигналізації. У неправильному напрямку рух поїздів здійснюється за показаннями локомотивного світлофора автоматичної локомотивної сигналізації, при цьому довжина блок-дільниці повинна бути не меншою за гальмівну колію службового гальмування з Vж до повної зупинки на відстані неменше 100 м до світлофора зустрічного напрямку.
1.7. За світлофором із забороняючим показанням, що захищає зайняту блок-дільницю, передбачається захисна ділянка протяжністю не менше довжини гальмівної колії автостопного гальмування від допустимої швидкості проходження колійного світлофора з одним жовтим немиготливим вогнем до повної зупинки (з Vкж).
Захисний ділянку передбачається також і під час руху в неправильному напрямку за сигналами АЛСН.
1.8 Прохідний світлофор приймає роздільні показання при вільності блоку, що захищається ним, захисної ділянки та послідовному звільненні рейкових ланцюгів, контроль якого здійснюється схемним шляхом. При русі в неправильному напрямку за сигналами АЛСН така залежність формування роздільного коду АЛСН зберігається. Хибна зайнятість та подальше відновлення працездатності одного рейкового ланцюга не призводить до збереження заборонного сигналу на світлофорі. Двохниткові лампи, з перемиканням основної нитки при її перегоранні на резервну, застосовуються для червоних вогнів прохідних світлофорів та для червоного та жовтого вогнів попереджувального світлофора.
2 Технічна частина
2.1 Розробка важливих схем
Схема рейкового ланцюга
У системі АБТ контролю стану блок-участков використовуються два типу рейкових ланцюгів ТРЦ3 і ТРЦ4. Пристрій ТРЦ3 і ТРЦ4 допускають суміщення приймальних кінців, а також при необхідності приймального кінця ТРЦ4 з кінцем живлення ТРЦ3. Довжина ТРЦ3 залежно від питомого опору ізоляції від 0,04 – 1,0 Ом*км може становити 150 – 1000 метрів частот сигнального струму 420 і 480 Гц. Довжина ТРЦ4 може бути в межах 100-300 м і при опорі ізоляції від 0,05-0,35 Ом*км.
Виключення підживлення рейковоїланцюга одного шляху від рейкових ланцюгів суміжного шляху здійснюється застосуванням для кожного шляху своєї комбінації частот сигнальних (несучих) і частот, що модулюють, відмінних один від одного.
Для живлення рейкових ланцюгів використовується генератор колійного типу ГПЗ-8,9,11 або ГПЗ-11,14,15, які налаштовуються на передачу амплітудно-модульованого сигналу однієї з несучих частот 420, 480, 580 Гц або 580, 720, 780 Гц модуляцією 8 чи 12 Гц.
Від генератора сигнал через колійний фільтр Ф типу ФПМ8.9,11 або ФПМ11,14,15, вихідний ланцюг передавальних пристроїв числової АЛС (конденсатор З ємністю 4 мкФ), кабель та узгоджуючий трансформатор типу ПОБС-2А, що встановлюється на шляху в колійній скриньці, надходить у рейковий ланцюг,
На приймальному кінці рейкового ланцюга сигнал надходить через аналогічні елементи на вхід приймального пристрою ПП типу ПП. В результаті, на виході колійного приймача, налаштованого на несучу і модулюючу частоти сигналу, що приймається відбувається спрацьовування колійного репе …П типу АНШ2-310, що контролює вільний або зайнятий стан рейкового ланцюга.