Лабораторная работа № 1

«ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК И СХЕМ ВКЛЮЧЕНИЯ СВЕТОФОРОВ»

Цель работы:

1. Исследовать характеристику светораспределения линзового светофора;

2. Исследовать технологический алгоритм работы схемы включения ламп проходного светофора и контроля целостности нитей ламп светофора в «холодном» и «горячем режимах».

План работы:

1. Ознакомиться с типовой конструкцией линзового проходного светофора;

2. Ознакомиться с электрической схемой проходного светофора. Изучить порядок работы схемы включения огней линзового предвходного светофора, вычертить схемы цепей включения и контроля ламп светофора;

3. Выполнить исследование угловой характеристики светораспределения линзового светофора с помощью фотометрического прибора;

4. Составить черновик отчета о проделанной работе и представить на контроль преподавателю.

Приборы и оборудование:

1. Комплект линзового проходного светофора (кабельная гарнитура, светофорная головка) в составе лабораторного комплекса АБ;

2. Фотометрический прибор с угломерным устройством;

3. Электрические принципиальные схемы управления огнями линзового проходного и предвходного светофоров;

Основные теоретические сведения

В современных системах железнодорожной автоматики и телемеханики для передачи приказов машинистам локомотивных бригад используются, как правило, светофоры (постоянные световые сигналы), которые являются оконечным устройством путевой автоблокировки или электрической централизации станций. Светофоры по назначению могут быть входные  для ограждения станций со стороны прилегающих перегонов; выходные разрешающие или запрещающие поезду отправиться со станции на перегон; проходные разрешающие или запрещающие поезду проследовать с одного блок-участка на другой; маршрутные  разрешающие или запрещающие поезду проследовать из одного района станции в другой; прикрытия  для ограждения мест пересечения железных дорог в одном уровне, разводимых мостов и участков, проходимых с проводником; маневровые - разрешающие (запрещающие) выполнение маневра подвижному составу на станционных приемно-отправочных путях; заградительные- требующие остановки при опасности для движения, возникшей на переездах, крупных искусственных сооружениях и обвальных местах, а также при ограждении составов для осмотра и ремонта вагонов на станционных путях; предупредительные - предупреждающие о показании основного светофора (входного, проходного, заградительного и прикрытия); повторительные - для оповещения о разрешающем показании выходного, маршрутного и о показании горочного светофора, когда по местным условиям видимость основного светофора не обеспечивается; горочные - разрешающие или запрещающие роспуск вагонов с горки.

В соответствие с требованиями ПТЭ железнодорожного транспорта на железных дорогах России показания светофоров должны восприниматься на достаточном расстоянии, и днём и ночью, а также при неблагоприятных погодных условиях. Красные, желтые и зеленые сигнальные огни светофоров входных, предупредительных, проходных, заградительных и прикрытия на прямых участках пути должны быть днем и ночью отчетливо различимы из кабины управления локомотива приближающегося поезда на расстоянии не менее 1000 м.

На кривых участках пути показания этих светофоров, а также сигнальных полос на светофорах должны быть отчетливо различимы на расстоянии не менее 400 м. В сильно пересеченной местности (горы, глубокие выемки) допускается видимость показаний перечисленных светофоров на расстоянии менее 400 м, но не менее 200 м.

Показания выходных и маршрутных светофоров главных путей должны быть отчетливо различимы на расстоянии не менее 400 м, выходных и маршрутных светофоров боковых путей, а также пригласительных сигналов и маневровых светофоров — на расстоянии не менее 200 м.

Перед всеми входными и проходными светофорами и светофорами прикрытия должны устанавливаться предупредительные светофоры. На участках, оборудованных автоблокировкой, каждый проходной светофор является предупредительным по отношению к следующему светофору.

При установке светофора учитываются: габариты приближения строений; расстояние от оси пути; расстояние от уровня головки рельса до центра нижней линзы светофора; условия габарита в междупутьях. На станциях и перегонах применяются главным образом линзовые светофоры, которые могут быть установлены на железобетонных или металлических мачтах; мостиках; консолях или на специальном постаменте (карликовые светофоры). В последнее время начинают получать распространение светодиодные светофоры.

Мачтовые светофоры устанавливаются на перегонах и главных путях станций, если по ним осуществляется безостановочная перегонка поездов.

На мостиках (реже на консолях) светофоры устанавливаются в тех случаях, когда по условиям приближения габарита строений нельзя установить мачтовый светофор (например на многопутных путях).

Карликовые светофоры используются в тех же местах, и случаях, что и мачтовые, если габариты приближения строений не позволяют использовать мачтовые светофоры. В ряде случаев использование карликовых светофоров предпочтительнее, чем мачтовых, поскольку применение последних сокращает полезную длину приёмно-отправочных путей и увеличивает стоимость строительства станций.

В линзовых светофорных применяются специальные электрические лампы типа ЖС 12-15, ЖС 12-25 и ЖС 12-35, вольфрамовая нить которых находится в строго фиксированном положении внутри лампы по отношению к линзам. Основные электрические и светотехнические характеристики светофорных ламп накаливания приведены в таблице 1.

Таблица 1

Тип лампы	Номинальное значение напряжения питания, мощности, светового потока			Предельные значения потребляемой мощности и минимального светового потока		Время наработки на отказ, ч (при Un = 12 B)	Минима-льный световой поток вдоль оптической оси, лм
	Uп,В	P,Вт	Ф, лм	P, Вт	Ф, лм
ЖС 12 - 15	12	15	230	16,5	105	1000	90
ЖС 12 - 25	12	25	230	27,5	185	1000	160
ЖС 12 - 35	12	35	380	38,5	310	1000	260

Светофорные лампы накаливания, в силу жестких эксплуатационных требований имеют характерные особенности конструкции и эксплуатации, среди которых основными являются:

1. Специальная конструкция цоколя, которая позволяет крепить лампу в жёстко фиксированном положении (с отклонением от светового центра   0,3 мм). Особенности конструкции цоколя позволяют вставлять лампу в ламподержатель только в одном положении.

2. Даже незначительные смещения нити накала лампы в любую сторону от номинального положения в оптической системе могут привести к существенному снижению силы света по оптической оси светофора.

3. Длительность и эффективность эксплуатации лампы зависит от правильно выбранного напряжения питания (с точки зрения компромисса между сроком службы и дальностью видимости). Минимальное напряжение должно быть не более чем на 1 В меньше номинального и колебания напряжения питания   5 % от номинального напряжения питания.

4. В ночное время без ущерба для дальности видимости допускается понижение напряжение питания лампы: до 7-8 В для линзовых светофорв, что даёт повышение срока службы светофорных ламп в 1,5-2 раза и экономию электроэнергии на 20-25 %.

5. Для предупреждения случаев погасания огней светофоров установлена регулярная смена ламп по способу последовательного перемещения (с красного огня на жёлтый и т.д.).

Головки мачтовых светофоров выполняют одно-, дву- и трехзначными и собирают из одного, двух или трех корпусов из алюминиевого сплава либо из цельнолитого чугунного корпуса, линзовых комплектов, козырьков и деталей фонового щита. Головки карликовых светофоров состоят из корпуса, линзовых комплектов и козырьков для улучшения видимости показаний светофоров в дневное время. Комплекты светофильтров и линз (линзовые комплекты) предназначены для установки в светофорные головки. Конструкция линзового комплекта показана на рис.1

Рис.1 Линзовый комплект с ламподержателем под двухнитевую лампу

Линзовые комплекты мачтового светофора с ламподержателем под двухнитевую лампу состоит из бесцветной линзы -1, цветной линзы - 2, прижимного кольца - 3, чугунного корпуса - 4 и ламподержателя - 5. На рисунке в скобках приведены эти же расстояния для линзового комплекта карликового светофора. Линзовые комплекты поставляются отфокусированными. При нарушении фокусировки линзовый комплект заменяют новым.

Рассмотрим типовую схему управления огнями светофора и контроля нитей ламп. Электрическая принципиальная схема управления огнями проходного светофора при электропитании переменным током приведена на р ис. 2.

В состав схемы рис.2 входит две группы реле – сигнальные реле и контрольные огневые реле. Первая - группа сигнальных реле, которые обеспечивают включение заданного огня светофора: реле 3, Ж1 и Ж2. Вторая - группа контрольных огневых реле, контролирующих состояние основной и резервной нити сигнальных ламп: общее огневое реле контрольных ламп разрешительных огней – реле РО и контрольные огневые реле основной и резервной нити – реле КО1 и КО2, соответственно. Общий контроль исправности лампы красного огня осуществляется с помощью огневого реле КО, которое выключается в случае перегорания и основной и резервной нитей лампы красного огня.

Управление огнями светофора происходит следующим образом. Для включения красного огня, состояние реле З не имеет значения, но необходимо обесточенное состояние реле Ж1 и Ж2. В этом случае ток питания будет протекать либо через основную нить накаливания лампы красного огня по цепи:

Если основная нить неисправна, что фиксируется выключенным состоянием огневого реле КО1, то ток питания протекает через резервную нить по цепи:

Для включения желтого огня требуется возбужденное состояние реле Ж1 и Ж2, а реле 3 выключено. В этом случае, если исправна основная нить лампы желтого огня, то ток протекает по цепи:

Если основная нить лампы перегорела, это влечет выключение огневого реле - РО. В этом случае включается питание резервной нити лампы желтого огня:

Для включения зеленого огня все сигнальные реле- Ж1, Ж2 и 3 - должны быть под током. Основная нить лампы зеленого огня запитывается по цепи:

При перегорании основной нити также выключается огневого реле - РО и включается питание резервной нити лампы зеленого огня:

Каждое огневое реле имеет две обмотки: низкоомную и высокоомную. Это обеспечивает контроль нити ламп, как в холодном, так и в горячем состоянии. Холодный контроль предполагает проверку целостности нити не горящей лампы, с это целью последовательно с контролирующей нитью лампы включаются высокоомные и низкоомные обмотки реле. При этом ток в цепи нити лампы мал, поэтому нить не зажигается, но ее целостность контролируется возбужденным состоянием реле. При горячем контроле ток проходит последовательно через низкоомную обмотку огневого реле и нить, сила тока в этом случае велика, и лампа горит, а так же осуществляется ее контроль.

Одновременное последовательное включение низкоомной и высокоомной обмоток (холодный контроль) огневого реле РО для ламп разрешительных огней осуществляется при выключенном состоянии сигнального реле Ж и его повторителей - Ж1, Ж2. В данном случае цепь холодного контроля замыкается через тыловой контакт реле Ж1 (контакты 73-71) и проходит последовательно через низкоомную и высокоомную обмотки реле РО (контакты 83-4).

Холодный контроль основной и резервной нитей лампы красного огня, напротив, осуществляется при возбужденном состоянии реле Ж и его повторителей - Ж1, Ж2. Цепи контроля основной и резервной нитей лампы красного огня будут следующие:

Порядок выполнения лабораторной работы