Аппаратура АЛСН (приемные катушки, общий ящик, фильтр локомотивный)

При въезде локомотива на блок-участок первой колесной парой за­мыкается рельсовая цепь и автома­тически начинает работать кодовый путевой транс­миттер. Протекание в рельсах кодовых им­пульсов переменного тока частотой 50 Гц (на участках электротяги постоянного тока, а также на участках тепловозной тяги) или 25 Гц/75 Гц (на участках электротяги переменного тока), сопровождается образованием вокруг рельсов переменного магнит­ного поля, в котором перемещаются приемные катушки локомотива. Кодовый переменный ток сигналов АЛСН в рельсовой цепи создает своим переменным магнитным полем в приемных катушках локомотива соответствующие им электрические сигналы. При пересечении переменным магнитным полем, создаваемым в рельсовой цепи, сердечников приемных катушек магнитные силовые линии, появляясь и исчезая, пересекают витки обмоток приемных катушек и наводят в них э. д. с. Под действием э. д. с. в прием­ных катушках циркулирует ток, ко­торый соответствует коду в рельсах.

Применяются два типа катушек с разными электрическими характеристиками: для тепловозов (вес около 250 кН) и для всех остальных локомотивов (вес 450 кН). По месту крепления оба типа катушек не взаимозаменяемы. Приемные катушки подвешиваются на передней части локомотива перед первой колесной парой и размещаются так, чтобы середина сердечника размещалась над осью рельса. С целью снижения потерь на вихревые токи сердечники приемных катушек собраны из листов трансформаторной стали. Обмотки приемных катушек соединяют последовательно.

Высота установки приемных кату­шек над уровнем головки рельса составляет от 100.до180 мм. Расстояние от нижнего болта приемной катушки до рельса должно быть не менее 100 мм и не более 150 мм. Это расстояние изменяется в эксплуатации в зависимости от износа и обточек бандажей колесных пар. При этом приемные катушки не должны опускаться ниже путеочистителя.

Силовые линии магнитного поля, пересекая витки ПК, наводят в них пе­ременную ЭДС, значение которой зависит от силы кодового тока в рельсах и высоты установки катушек. Так, при высоте ПК над уровнемголовки рельса 150 мм и кодовом токе в рельсах 10 Азначение ЭДС составляет 0,65... 0,75 В. Для суммирования ЭДС обеих катушек они включаются последовательно. Минимальный кодо­вый ток, который может восприниматься приемными катушка­ми, для разных видов тяги и рода тока составляет от 1,2 до 2 А.

Нормальная работа локомотивных устройств АЛСН нарушается из-за влияния тягового тока на электрифицированных участках, особенно постоянного тока, составляющего многие сотни ампер, а также в местах пересечения железных дорог мощными линиями электропередач высокого напряжения. Тяговый ток все же может нарушать кратковременно нормальную работу устройств АЛСН. Помехи возникают тогда, когда тяговый ток мгновенно меняет свою величину, наводя в приемных катушках лишние импульсы э.д.с., искажающие электрические сигналы АЛСН. Особенно заметно влияние той части тягового тока, которая протекает по ходовым частям электровоза, вблизи которого находятся приемные катушки. Величина этой части тягового тока может резко меняться из-за перераспределения его между ходовыми частями электровоза. Перераспределение тока вызывается тем, что во время движения электровоза сопротивление тяговому току между колесом и рельсом может мгновенно уменьшаться или увеличиваться в зависимости от уровня кратковременной изоляции колеса от рельса, например, при применении песка. При этом общий ток, потребляемый электровозом, может оставаться неизменным.

Поэтому для ликвидации помех, мешающих нормальной работе АЛСН,

применяются защитные фильтры. Локомотивные фильтры обеспечивают пропускание электрических колебаний с частотой сигнала при небольшом затухании и ослабляют электрические колебания для всех других частот (помех), не попадающих в полосу пропускания фильтра. Кодовые импульсы из приемных катушек проходят в усилитель кодов через полосовой фильтр (размещенный в корпусе усилителя), защищающий приемные устройства АЛСН от мешающего действия тягового тока и его гармонических составляющих.

При работе на сигнальной частоте кодового тока 50 Гц (на линиях с автономной тягой и электротягой постоянного тока) используется фильтр 50 Гц, размещаемый в корпусе усилителя. Для фильтра 50 Гц полоса пропускания составляет примерно 14 Гц, что необходимо для нормального действия локомотивных устройств АЛСН – то есть полоса пропускания находится в пределах 43…57 Гц. Нагрузкой полосового фильтра является вход усилителя. На линиях с электротягой постоянного тока полосовой фильтр 50 Гц защищает локомотивные устройства АЛСН от кратных 300 Гц гармоник тягового тока, которые проявляются в контактной сети и рельсах при шестифазном выпрямлении переменного тока на исправных выпрямительных агрегатов тяговых подстанций. При некоторых неисправностях тягового электроснабжения возможно появление и других гармоник тягового тока. Полосовой фильтр 50 Гц защищает также локомотивную аппаратуру АЛСН от низкочастотных колебаний, возникающих при движении локомотива и колебаниях приемных катушек в магнитном поле, создаваемом постоянным тяговым током. При помощи полосового фильтра 50 Гц также обеспечивается подавление и других помех, находящихся вне рабочего спектра частот, от сигнальных частот рельсовых цепей (когда последние отличаются от несущей частоты АЛСН), от сигнальных частот рельсовых цепей частотой 25 Гц и сигналов рельсовых цепей с несущими частотами 425 Гц и 475 Гц, применяемых в системах ЦАБ (автоблокировка с централизованным расположением аппаратуры на станциях) и АБТЦ (автоблокировка с тональными рельсовыми цепями).

При работе на линиях с электротягой переменного тока на локомотивные устройства АЛСН воздействуют помехи тягового тока частотой 50 Гц и его гармоники с гораздо большим уровнем по сравнению с электротягой постоянного тока. Для подавления помех в этом случае применяется фильтр ФЛ 25/75М, выполненный в виде отдельного блока. Этот фильтр предназначен для работы на любой из несущих рабочих частот 25 Гц или 75 Гц, используемых в устройствах АЛСН, и имеет две полосы пропускания – в диапазоне 25 Гц и 75 Гц. Фильтр обеспечивает значительное подавление помех с основной частотой тягового тока 50 Гц и его гармоник, а также других частот, находящихся вне рабочего спектра несущих частот АЛС (частотных сигналов системы АЛС-ЕН, сигналов рельсовых цепей ЦАБ и АБТЦ, а также ряда других помех).

Для повышения помехозащищенности путевых и локомотивных устройств АЛСН проводятся необходимые работы по их усовершенствованию, переводу на новую элементную базу и внедрению новых систем по контролю над движением и местом нахождения подвижного состава.

Усиленный кодовый сигнал поступает на вход дешифратора и преобразовывается в сигнальные показания локомотивного светофора, а также используется для проверки бдительности машиниста и контроля скорости.

Усилитель с полосовым фильтром, а также дешифратор и конденсаторный блок, используемый для периодической проверки бдительности машиниста, размещаются в закрытом общем ящике АЛСН на амортизационных панелях с подключением к схеме локомотива через пружинные контакты. Общий ящик защищает указанные устройства от пыли, грязи и атмосферных воздействий, крышка ящика пломбируется.