3.1 Основні принципи побудови АБ змінного струму

На ділянках з електричною тягою на постійному і змінному струмі не можна використовувати імпульсні РК постійного струму, оскільки в рейковому колі, окрім сигнального струму, буде протікати тяговий струм, який може створювати небезпечні завади і впливи на апаратуру рейкового кола. Для захисту від таких завад тягового струму необхідно, щоб вид сигнального струму відрізнявся від виду тягового струму. З цієї причини при електротязі на постійному струмі використовують РК змінного струму частотою 50 Гц. На ділянках з електротягою змінного струму частотою 50 Гц потрібно, щоб частота сигнального струму відрізнялася від частоти як основної, так і вищих гармонік тягового струму. В цих умовах можна використовувати РК змінного струму частотою 25 Гц.

В пристроях АБ для ділянок з електротягою на змінному струмі використовують РК частотою 25 Гц. Щоб виключити вплив тягового струму, колійні реле вмикають через фільтри, які пропускають сигнальний струм і пригнічують тяговий струм і його гармоніки.

Окрім таких завад, потрібно враховувати і небезпечні впливи тягового струму. Так, наприклад, при пошкодженні фільтру колійне реле може збудитися від тягового струму при зайнятому РК, чим створюється небезпечна ситуація. Щоб иключити небезпечні впливи тягового струму, слід використовувати РК не з безперервним, а з імпульсним живленням. Якщо колійне реле працює в імпульсному режимі, то це означає, що тяговий струм не надає небезпечного впливу, а якщо воно отримує безперервне живлення, то це є ознакою небезпечного впливу.

На ділянках з електротягою змінного і постійного струму використовують АБ в комплексі з автоматичною локомотивною сигналізацією (АЛС). При використанні пристроїв АЛС необхідно передавати сигнальні показання колійних світлофорів на локомотив. Найбільш зручно і економічно це зробити, якщо РК використовувати не тільки для контролю стану блок-ділянки, але і в якості каналу зв'язку для при пристроїв АБ і АЛС. По цьому каналу можна передавати різні сигнальні накази для роботи АБ без використання лінійних дротів (як в АБ постійного струму). Найпростіше виявилося використовувати РК не з імпульсним, а з кодовим живленням. Для кодування був обраний числовий код, основною ознакою якого є число імпульсів, котрі передаються в кодовому циклі (згадайте лекцію з Основ автоматики "Кодовий колійний трансмітер КПТШ").

З використанням цього коду була розроблена комплексна система числового кодового автоблокування та АЛСН. Числове кодове АБ побудоване з використанням числових кодів З, Ж та КЖ. Побудова кодового двоколійного тризначного АБ змінного струму з використанням числового коду показано на малюнку а) (див.нижче). 

Основними елементами числового кодового АБ є: рейкове коло змінного струму частотою 50 (25) Гц, датчик числового коду і дешифратор. Живлячий кінець РК розташовується на вихідному, а релейний - на вхідному кінці блок-ділянки. На релейному кінці рк встановлюється імпульсне реле, увімкнене через захисний фільтр ЗБФ. В якості датчика числового коду використовується кодовий колійний трансмітер (КПТШ-715, КПТШ-515 або безконтактні кодові колійні трансмітери БКПТ), який виробляє коди З, Ж, КЖ. В РК імпульси числового коду передаються контактом трансмітерного реле Т, яке підключене до виходу кодового колійного трансмітера КПТШ. З рейкового кола кодовий сигнал сприймається імпульсним колійним реле. Контакт імпульсного колійного реле увімкнений на вході дешифратора ДА, а на його виході увімкнені сигнальні реле жовтого Ж і зеленого З вогнів. Контактами сигнального реле обирається коло живлення ламп світлофорів. 

КПТШ виробляють числові коди однакові по структурі, але різні по тривалості кодового циклу. У КПТШ-515 час кодового циклу становить 1,6 с, у КПТШ-715 - 1,86 с. На суміжних сигнальних установках встановлюються різні типи КПТШ. За рахунок різниці в тривалості кодових циклів в суміжних РК протікають здвинуті по часу імпульси струму, що дозволяє здійснити захист від небезпечних наслідків  при короткому замиканні ізостиків суміжних РК.

Використання безконтактних трансмітерів БКПТ підвищує надійність роботи кодоутворюючої апаратури, підвищує строк її безвідмовної роботи між перевірками. Випускають два типи БКПТ: БКПТ-5 та БКПТ-7. Тривалість кодових циклів БКПТ-5 становить 1,6 с, а БКПТ-7 - 1,86 с.

Для передачі кодів в РК використовують трансмітерне реле ТШ-65В. Дане реле працює у важких умовах, недивлячись на захист контактів від ерозії. Міжремонтний строк роботи складає від 6 місяців до 1 року. Для підвищення працездатності трансмітерного реле використовують безконтактний комутатор струму БКТ (безконтактне трансмітерне реле). БКТ складається (див.схему нижче) з двох тиристорів Т1 і Т2, контактного трансмітерного реле Т, який повторює роботу контакту КПТ. 

Якщо замикається контакт КПТ, то спрацьовує реле Т і фронтовим контактом замикає керуючі кола тиристорів. При плюсовій полярності змінного струму замикається коло тиристора Т1:

ПХ220 - Д6 - R3 - фронтовий Т - (У-К)Т1 - фронтовий К - ПТ (ІІ) - ОХ220

Потім відкривається коло (Э-К)Т1 і тиристор пропускає плюсову напівхвилю змінного струму в РК.

При мінусовій полярності змінного струму тиристор Т1 закривається і утворюється керуюче коло тиристора Т2:

ОХ220 - ПТ (ІІ) - фронтовий К - Д5 - фронтовий Т - R3 - (У-К)Т2 - ПХ220.

Крізь відкритий перехід (Э-К)Т2 тиристор пропускає мінусову напівхвилю в РК. Тиристори Т1 і Т2 будуть почергового відкриватися до тих пір, поки контактом реле Т замкнуте коло їх управління. 

При зайнятій блок-ділянці 3П біля світлофора 3 припиняється прийом кодів з РК і реле ИП припиняє працювати в імпульсному режимі. Вимикаються реле Ж і З і на світлофорі вмикається червоний вогонь. Тиловим контактом реле Ж біля світлофора 3 замикається коло кодування, в яке через контакт КЖ (КПТШ) включене реле Т. Це реле, повторюючи роботу контакта КЖ (КПТШ), надсилає в РК 5П числовий код КЖ. Біля світлофора 5 в режимі цього коду працює реле ИП, через дешифратор Д включається реле Ж. Через тиловий контакт реле З і фронтовий контакт реле Ж на світлофорі 5 загоряється жовтий вогонь.

З моменту звільнення ділянки 3П і зайняття ділянки 1П (на схемі не показано) біля світлофора 3 в режимі коду КЖ працює імпульсне реле ИП. Через дешифратор збуджується реле Ж. На світлофорі 3 загоряється жовтий вогонь, одночасно фронтовим контактом Ж і тиловим контактом З замикається коло кодування, в яке через контакт Ж (КПТШ) увімкнене реле Т. В рейкове коло 5П передається код Ж. Біля світлофора 5 в режимі цього коду працює реле ИП; через дешифратор включається реле Ж і З. Фронтовими контактами цих реле на світлофорі 5 загоряється зелений вогонь.

Дешифратор Д не розрізняє коди Ж і З. При прийомі цих кодів в обох випадках включається реле Ж і З і на світлофорі горить зелений вогонь. Кодування числовим кодом використовується одночасно з АБ і для роботи пристроїв АЛСН. На рис.б (верхня схема) показані числові коди та включення колійного і локомотивного світлофорів в залежності від виду коду, який надходить, при знаходженні поїзда за світлофором 3.

Електроживлення сигнальних установок при числовому кодовому АБ здійснюється по системі змінного струму. Основне живлення в РШ сигнальної установки подається від ВЛ СЦБ (високовольтна лінія СЦБ) напругою 10 кВ через понижуючий трансформатор типу ОМ (однофазний масляний). Резервне живлення на сигнальну установку при електротязі постійного струму подається від ВЛ напругою 10 кВ, розташованої на опорах контактної мережі, через аналогічні трансформатори. При електротязі змінного струму резервне живлення подається від системи ДПР (два проводи - рейка) через понижуючі трансформатори типу ЗНОМ, встановлені в КПТО (комплексна трансформаторна підстанція однофазна). Силова напруга в релейній шафі ПХ становить 220 В змінного струму. Для пониження силової напруги встановлений трансформатор типу СОБС. Резервне живлення підключається автоматично при зникненні основного за допомогою аварійного реле. Живлення реле постійним струмом (П, М) здійснюється від випрямляча ДА.