Техническое обслуживание АЛС / Техническое обслуживание АЛС

менно независимо от установленного направления последовательным включением контактов в общие цепи. Питание устройств коммутиру­ ется контактом 11-12-13 переключателя. Двухполюсная защита осуществляется размещенными в нем предохранителями.

Схемами внешних соединений предусматривается, что выключа­ тели и переключатели для зажигания белого огня вместо красного ВК, включения прибора бдительности ДЗ, перевода устройств на прием электрических сигналов на частоте 25 (75) или 50 Гц и проверки на контрольном пункте КП обычно повторяются в обеих кабинах локомотива. При этом кнопка зажигания белого огня ВК размещается так, чтобы ею нельзя было пользоваться ни машини­ сту, ни его помощнику с их рабочего места, нажимая одновременно

РБ и ВК.

Э л е к т р о в о з Ч С 2 односекционный, постоянного тока имеет одну двустороннюю установку локомотивной сигнализации с комму­ тированием устройств по направлению движения локомотива перек­ лючателем ПН типа ПЭ-10 (рис. 70).

Рис. 70. Схема соединений локомотивной сигнализации электровоза ЧС2

151

Переключатель направления может занимать три положения. Схема внешних соединений в основном соответствует базовой схеме односекционных локомотивов с двусторонними установками. Прием­ ные катушки имеют внешние соединения с зажимами общего ящика Вх1 и Вх2, которые соответствуют работе локомотивной сигнализации на частоте 50 Гц, и перемычку между зажимом Вх2 я +50 для включения на эту частоту усилителя типа УК25/50М.

Рис. 71. Схема соединений локомотивной сигнализации электровоза ВЛ8

152

Питание включается контактами переключателя направления и, кроме того, двухполюсным выключателем. Каждая кабина снабжена самостоятельными кнопками КП1 и КП2, Д31 и Д32, ВК1 и ВК2. Один из скоростемеров, связанный с устройствами локомотивной сигнализации, расположен в кабине № 1, и его внешние соединения не коммутируются при переключении направления.

Э л е к т р о в о з В Л 8 хотя является двухсекционным, но имеет одну двустороннюю установку локомотивной сигнализации. При помощи переключателя ПН к усилителю и дешифратору подключа­ ются катушки, ЭПК локомотивной сигнализации, локомотивные светофоры, кнопки РБ одной или другой кабины в зависимости от направления движения. Общий ящик с усилителем и дешифратором, связанный с работой АЛС скоростемер располагаются в первой секции электровоза.

Внешние соединения со второй секцией выполнены гибким магистральным кабелем с разъемным соединением. Пронумерован­ ные провода, входящие в соединительный кабель, с такими же номерами выходят из него и распределяются между приборами второй кабины (рис. 71).

Т е п л о в о з ы ТЭ10 и Т Э П Ю (односекционные) имеют несколь­ ко отличные от других локомотивов с двусторонними установками схемы внешних соединений в связи с тем, что с устройствами локомотивной сигнализации работает скоростемер рабочей кабины, т. е. предусмотрено переключение скоростемеров по направлению движения локомотива одновременно с другими приборами кабин, переключаются цепи, идущие к зажимам С, В, РБ2 общего ящика от выводов 1, 3 и 5 скоростемеров, и вспомогательные кнопки КП, ВК, ДЗ, отдельные для каждой из кабин. Питание устройств локомотив­ ной сигнализации коммутируется переключателем направления и, кроме того, выключателем питания.

Г л а в а V I I I

ЛОКОМОТИВНЫЕ ПРИБОРЫ АЛС НЕПРЕРЫВНОГО ТИПА

1. ПРИЕМНЫЕ КАТУШКИ

Электрические сигналы локомотивной сигнализации, передава­ емые по рельсам, воспринимаются на локомотиве индуктивным способом. Индуктивная связь между локомотивом и рельсами (как проводами) с током осуществлена при помощи приемных катушек с разомкнутым магнитным стальным сердечником, сгущающим маг­ нитный поток, создаваемый током в рельсах (рис. 72). Переменный сгущенный магнитный поток наводит в обмотке, находящейся на. сердечнике 1, э. д. с. сигнала.

Поскольку сердечник находится под воздействием переменного магнитного потока, то во избежание появления в нем вихревых токов он набран из листов трансформаторной стали толщиной 0,35—0,4 мм, изолированных друг от друга покрытием краской БТ-177. Листы сердечника / сжаты двумя стальными продольными щеками 10 посредством сквозных болтов, электрически изолированных от сердечника втулками из кабельной бумаги и от щ е к — текстолитовыми шайбами.

Обмотка из 3125 витков медного провода марки ПЭТВ диаметром 0,41—0,51 мм пропитана лаком МЛ-92 под вакуумом и находится в алюминиевом защитном кожухе. Кожух разделен на верхнюю 7 и нижнюю 8 части, изолированные друг от друга резиновой проклад­ кой. Стягивающие болты 11 изолированы от верхней части кожуха. Этим исключается образование электрически замкнутого вокруг обмотки кожуха, который экранировал бы ее от индуктивного воздействия токов в рельсах. Обмотка в кожуде залита изолиру­ ющим компаундом из битума и трансформаторного масла. Заливка ведется через отверстие в нижней части кожуха, закрытое фланцем 9. Выводы от начала и конца обмотки2 выполнены гибким проводом марки ПВГ19хО,28 сечением 1,4 мм и выведены наружу через штуцер 6 кожуха и резинотканевый шланг 5.

Приемные локомотивные катушки по конструкции подразделяют­ ся на электровозные типа ПЭ для электровозов, моторвагонного подвижного состава (они же используются для паровозов) и тепло­ возные типа ПТ. Катушки типа ПЭ имеют гарнитуру из косынок 4 и угольников 12 для подвески их на раме локомотива и клеммную коробку 3 с двухштырной клеммой 2, укрепленную на косынках. Тепловозные приемные катушки не имеют косынок и угольников и крепятся непосредственно на путеочистителе. Масса одной катушки типа ПЭ — 47 кг и ПТ — 27 кг.

Выводы обмотки электровозной катушки, по резиновому шлангу введенные в клеммную коробку, присоединены к контактным болтам

154

клеммы. При этом они подключаются к контактным болтам так что постоянный ток, применяемый на заводе-изготовителе при маркиров­ ке выводов и текущий от правого болта катушки к левому, должен образовывать северный магнитный полюс на том конце сердечника, где находится клеммная коробка. Это проверяется при сборке магнитной стрелкой. У тепловозной катушки этот плюсовой провод маркируется красной эмалью.

В электрическом отношении по действующим техническим усло­ виям приемная катушка характеризуется следующими параметрами: активное сопротивление переменному току с частотой 50 Гц электро­ возных не более 650 Ом и тепловозных 400 Ом, сопротивление постоянному току 105—165 Ом, индуктивность соответственно

7,1 ±0,35 и 6±0,25 Гн, добротность 3,5 и 4,8.				При подвеске на высоте
150	мм,	токе в рельсах 10 А частотой	50	Гц в катушке наводится
э. д.	с.	соответственно не менее 0,75 и	0,65	В.

Сопротивление изоляции обмотки по отношению к сердечнику и кожуху должно быть не ниже 50 МОм при температуре 15—25°С и относительной влажности 90%, а также после 24-часового пребыва­ ния в воде. Испытательное напряжение 500 В. Изоляция обмотки относительно сердечника и защитного кожуха должна выдерживать э г о напряжение в течение 1 мин. Сопротивление изоляции между разъемными частями кожуха не менее 100 Ом.

Характеристики приемных катушек, подвешенных на локомоти­ вах, несколько отличаются от установленных техническими услови­ ями на их изготовление. Это объясняется различием конструкций самих приемных катушек ПЭ и ПТ и соответствующих им подвесок, а также размещением их вблизи металлических масс локомотива.

Наиболее существенным обобщающим параметром катушки явля­ ется электродвижущая сила, наводимая током в рельсах в ее обмотке и в основном определяющая принятую мощность сигнала.

Ее минимальное значение у одной катушки, подвешенной на локомотиве на высоте 150 мм, ниже установленной техническими условиями, при токе в рельсах (шлейфе) 10 А и частоте 50 Гц обычно находится в пределах 0,85—1,15 В.

Рис. 72. Локомотивная приемная катушка

155

Индуктивность приемных катушек, подвешенных на локомотиве, тоже почти сохраняет свое значение, регламентированное техниче­ скими условиями, в пределах точности измерений и при воспроизве­ дении на локомотиве условий измерения, аналогичных ТУ.

Возникающими при длительной эксплуатации неисправностями, ухудшающими восприятие сигнала с пути и работу локомотивной сигнализации, обычно являются обрывы обмотки, короткие замыка­ ния витков, нарушения электрической изоляции между половинками кожуха, а также между болтами и сердечником.

Наиболее частой причиной ухудшения действия локомотивной сигнализации из-за приемных катушек является снижение сопротив­ ления изоляции монтажа в клеммных коробках самих катушек и разветвительных коробках из-за конденсации в них влаги, особенно заметной при просачивании в них более нагретого воздуха из локомотива.

В обдцем случае состояние приемных катушек устанавливается измерением их параметров: индуктивности, добротности, сопротивле­ ния изоляции, а также электродвижущей силы, наводимой током в рельсах. В первую очередь при всех подозрениях в ухудшении передачи сигналов измеряется сопротивление изоляции монтажа включенных приемных катушек с открытием крышек и подсушива­ нием клеммных коробок.

При нормальном сопротивлении изоляции обмотки вторым пара­ метром достаточно хорошо характеризующим отсутствие неисправ­ ностей и более доступным для измерения, является электродвижу­ щая сила на зажимах ненагруженной катушки. При выборе прибора для измерений э. д. с. необходимо иметь в виду, что сопротивление пары последовательно соединенных катушек при частоте 50 Гц достаточно велико (4500 Ом) при малой э. д. с, наводимой в катушках.

В процессе измерения э. д. с. вольтметром, у которого сопротив­ ление не превышает значительно сопротивление катушек, падение напряжения в цепи самих катушек, нагруженных вольтметром, искажает результаты измерений. Поэтому сопротивление вольтметра должно быть больше сопротивления катушек не менее чем в 20 раз (исходя из допускаемой 5%-ной погрешности из-за влияния измери­ тельного прибора на режим исследуемых разомкнутых катушек).

В случае определения напряжения на зажимах, настроенного в резонанс контура, образуемого катушками и конденсатором, необхо­ димо считаться с тем, что сопротивление такого контура увеличива­ ется по сравнению с катушками пропорционально добротности катушек в 3—6 раз, достигая примерно 20 000 Ом. В этом случае сопротивление вольтметра должно быть около 0,5 МОм.

На значение измеряемой э. д. с. влияет высота подвески катушек и правильное их расположение относительно рельсов. Поэтому, чтобы не впасть в ошибку, необходимо в измерения вносить поправку на фактическую высоту подвески. При этом можно считать, что э. д. с. уменьшается или увеличивается пропорциональ­ но отношению фактической высоты подвески катушек относительно головки рельса к номинальной высоте, определяемой как расстояние от уровня головки рельса до нижней грани сердечника, равное 150+85 мм=235 мм. Это отношение для пересчета э. д. с. к номи-

156

нальной высоте, например, равно 1,1 при максимальной высоте 265 мм и 0,7 при минимальной 185 мм. Другими словами, если в первом случае при измерении будет получено 1,8 В, это значит, что при номинальной высоте это напряжение было бы 1,8x1,1—2 В.

Для определения добротности и индуктивности раздельно каждой катушки или обеих вместе, кроме измерения э. д. с, требуется измерить напряжение на контуре, настроенном в резонанс, и затем по данным измерения определить добротность как число, указыва­ ющее, во сколько раз напряжение на настроенном в резонанс контуре больше э. д. с. Индуктивность (в генри) вычисляется по установленному значению емкости (в микрофарадах), при котором наступил резонанс в контуре, исходя из равенства ЬС=10. Измерения ведутся при частоте 50 Гц и токе в отделенном стыками шлейфе, равном 10 А.

Например, если при измерении оказалось, что резонанс у двух катушек наступает при емкости 0,72 мкФ, то общая индуктивность их примерно равна 14,0 Гн. Аналогично при измерениях одной катушки емкость 1,46 мкФ соответствует индуктивности 6,9 Гн. О настройке в резонанс судят по максимальному отклонению стрелки лампового вольтметра при подборе резонансной емкости на магазине.

При текущем обслуживании приемных катушек на подвижном составе необходимо поддерживать правильность их подвески, надеж­ ность крепления, исправное состояние монтажа и электрические параметры исходя из приведенных ниже требований.

Катушки, находясь перед первой колесной парой локомотива, электро- и дизель-поезда, должны быть расположены так, чтобы на прямом участке пути середина сердечника находилась над осью ходового рельса, а нижняя часть очертания катушки при пЪлномерных альбомных размерах локомотива была выше уровня головки рельса на 175±5 мм Катушки, подвешенные на путеочистителе или защищенные путеочистителем, могут подвешиваться ниже, но так, чтобы они находились на 5 мм выше нижней кромки путеочистителя.

Высота подвески может измеряться относительно нижней грани сердечника катушки, на высоте 175±5 мм соответствует 260±5 мм Катушки на электровозах подвешиваются не ближе чем 1500 мм от оси первой колесной пары. Удаленность катушек от первой колесной пары, кроме того, учитывает, что на кривых участках )пути ось сердечника не должна смещаться относительно ходового рельса более чем на 200 мм

В процессе эксплуатации локомотива из-за износа ходовых частей и проката бандажей или ободьев колесных пар локомотива расстояние до головки рельса уменьшается и ограничивается только габаритными требованиями, так как уменьшение расстояния между рельсом и катушкой увеличивает силу полезного сигнала.

Расстояние от нижней части катушки до уровня головки рельса по габаритным условиям не должно быть менее 100 или 185 мм от сердечника катушки. Высота подвески катушек, укрепленных на путеочистителях, отдельно не регулируется. Однако во всех случаях они не должны находиться выше 180 (265) мм над головкой рельса

Регулировка высоты подвески путеочистителя должна одновре­ менно сопровождаться регулировкой высоты электровозных прием­ ных катушек в том случае, если они оказываются ниже или выше

157

более чем на 5 мм нижней кромки путеочистителя. Высота подвески катушек измеряется при техническом обслуживании и ремонте локомотива в депо.

При измерениях высоты необходимо иметь в виду, что на результаты влияет неравномерность продольной и поперечной про­ садки рессор у локомотива, возникающая на остановке.

2. ФИЛЬТРЫ

Приемные локомотивные катушки при приеме электрических сигналов находятся еще и под посторонними воздействиями с более высокими и более низкими частотами, чем частота электрических сигналов локомотивной сигнализации. Так, приемная система подвер­ гается воздействию рельсовых цепей, питаемых токами других частот, переменных тяговых токов, их гармоник, гармоник постоян­ ного тягового тока, которые, имея более высокие частоты, способны оказывать относительно более сильное влияние линий электропере­ дачи, пересекающих и идущих параллельно железной дороге. Оказы­ вают воздействие также периодические колебания, создаваемые намагниченными рельсами, цепями электропневматических тормозов

идр.

Всвязи с этим необходимо электрически отделить воспринима­ емые приемными катушками полезные сигналы локомотивной сигна-" лизации от мешающих посторонних помех. Для этого применяют электрические фильтры.

Электрические фильтры локомотивной сигнализации пропускают токи ее сигнальных частот и задерживают, подавляя, токи других частот. Помехи могут воздействовать на приемные катушки непос­ редственно, как, например ЛЭП, различные импульсные помехи, или через влияние токов, протекающих в рельсах. Один и тот же по величине переменный ток в рельсах индуктирует в приемных катушках тем большую электродвижущую силу, чем больше частота тока. Поэтому сравнивать подавляющие свойства фильтра необходи­ мо в одинаковых условиях, при постоянном напряжении на его входе независимо от частоты тока помехи. Если у постоянного по значению напряжения на входе менять только чистоту, то на выходе фильтра напряжение не будет тоже постоянным, а будет меняться вместе с частотой. Те частоты, при которых на выходе напряжение (ток) будет наибольшим, ибо их фильтр пропускает с наименьшим ослаблением, составляют полосу пропускания. Полоса пропускания ограничивается частотами, лежащими на ее границах, называемыми граничными. Токи с частотами, находящимися вне полосы пропуска­ ния, встречают наибольшее сопротивление прохождению со стороны фильтра и затухают в нем.

Зависимость выходного напряжения или тока от частоты называ­ ют частотной характеристикой фильтра. Частотная характеристика обычно представляется в виде зависимости рабочего затухания от частоты или отношением напряжений на выходе фильтра при данной частоте к напряжению при номинальной частоте. Это отношение напряжений в полосе пропускания близко к единице. Вне полосы пропускания напряжение на выходе фильтра уменьшается, а отноше-

158

ние указывает, во сколько именно раз. Ширина полосы пропускания учитывает отклонение частоты сигнального тока от номинальной, расстройку со временем, импульсный характер электрических сигна­ лов локомотивной сигнализации.

Фильтры характеризуют следующими основными параметрами: средней частотой пропускания (например, 25, 50 и 75 Гц), шириной полосы пропускания, затуханием колебания в полосе и вне полосы пропускания. Фильтр, имеющий две полосы пропускания, разделен­ ные полосой непропускания, называют двухполосовым. В зависимо­ сти от назначения фильтры имеют различные сложность и схемы. Наиболее сложными являются фильтры для участков с электриче­ ской тягой переменного тока, где на устройства локомотивной сигнализации воздействуют значительные переменные тяговые токи.

Л о к о м о т и в н ы й ф и л ь т р т и п а Ф Л 2 5 / 7 5 М является двухпо­ лосовым и используется при работе локомотивной сигнализации на частотах 25 и 75 Гц (рис. 73). Фильтр рассчитан для применения на электрических железных дорогах переменного тока, где наведенные в катушках тяговым током помехи, главным образом частотой 50 и 100 Гц, могут во многие десятки раз превышать полезный сигнал. Ширина полосы пропускания 25 Гц равна 10—14 Гц, коэффициент передачи К„=0,36; ширина другой полосы (75 Гц) равна 20—25 Гц, коэффициент передачи К„=0,12. Фильтр ослабляет колебания часто­ той 50 Г ц — в 1000 раз, 100 Г ц — в 40, 150 Г ц — в 500.

В фильтре используют последовательные и параллельные резо­ нансные контуры из конденсаторов и дросселей, позволяющие иметь сравнительно резкий переход от малого затухания в полосе пропу­ скания, характеризуемого коэффициентом передачи Кп, к большому в полосах непропускания, в частности при переходе к основной запираемой частоте тягового тока 50 Гц. Последовательный контур из емкости и индуктивности при резонансе имеет минимальное сопротивление току резонансной частоты. В противоположность ему параллельный контур с параллельно соединенными конденсатором и дросселем обладает наибольшим сопротивлением току резонансной частоты.

Фильтр состоит из последовательных и параллельных контуров, настроенных на разные частоты, и имеет Т-образную форму с двумя продольными плечами, между которыми включено поперечное плечо из двух параллельных контуров. Второй контур (Др2-С2) настроен на частоту 25 Гц, четвертый контур (Др4-С4) на 75 Гц. У этого поперечного плеча очень большое сопротивление для токов обоих сигнальных частот и очень малое для частоты 50 Гц. В плече существует последовательный резонанс (напряжений). Продольное плечо со стороны входа содержит последовательный контур из приемных катушек и конденсатора С1 с резонансом на частоте 37,5 Гц и третий параллельный контур (ДрЗ-СЗ), имеющий наибольшее сопротивление току частотой 50 Гц.

Выходное продольное плечо имеет шестой параллельный контур (Дрб-Сб) и пятый последовательный контур из дросселя Др5 и двух последовательно соединенных конденсаторов С5 и С7. Для сигналь­ ного тока частотой 25 Гц полные сопротивления контуров продоль­ ных плеч имеют: последовательные (первый и пятый) — емкостный характер, а параллельные (третий и шестой)—индуктивный, образуя

159

в общем цепь, настроенную на последовательный резонанс на частоте 25 Гц. В то же время для частоты 75 Гц последовательные контуры представляют индуктивное сопротивление, а параллель­ н ы е — емкостное, создавая в общем цепь с последовательным резо­ нансом на частоте 75 Гц. Таким образом, последовательные цепи имеют наименьшее сопротивление токам сигнальных частот. Сигнал на выход фильтра снимается с конденсатора С5.

Две ступени заграждающего действия фильтра для тока 50 Гц, наведенного переменным тяговым током, начинаются на третьем па­ раллельном контуре (ДрЗ-СЗ) с большим сопротивлением для этой частоты (около 40 кОм). При прохождении тока 50 Гц, ответвляюще­ гося в поперечное плечо, на контур ДрЗ-СЗ падает большая часть этого наведенного напряжения и лишь малая его часть, приходяща­ яся на поперечное плечо, прикладывается ко второму продольному плечу. Там это напряжение в свою очередь еще раз с большой неравномерностью перераспределяется между параллельным конту­ ром Дрб-Сб и последовательным контуром с дросселем Др5 и выходом фильтра. В результате помеха 50 Гц снижается примерно в 2000 раз. Большие затухания претерпевают в фильтре также гармо­ ники частотой 100, 150, 250 и др., имеющие значительно меньший уровень.

Частотная характеристика фильтра в полосе пропускания 25 Гц симметрична и имеет достаточно крутые границы полосы (рис. 74, а). Резистор К1=в2 кОм, включенный параллельно четвертому контуру, служит для выравнивания частотной характеристики в полосе пропускания четырех частот 71, 75, 79 и 83 Гц путем снижения ее максимумов (рис. 74, б). Резистор К2 позволяет выравнивать напряжение сигналов обоих частот на выходе фильтра при одинаковом токе в рельсах, уменьшая напряжение сигнала частоты 25 Гц.

Параметры фильтра определяются вместе с типовыми приемными катушками, которые входят составной частью в его схему. Фильтр в это время нагружают трансформатором Тр2 усилителя, подключа-

Рис 73. Схема локомотивного фильтра ФЛ25/75М

160