INSTALATII PENTRU CONTROLUL AUTOMAT AL VITEZEI TRENURILOR SI DE AUTOSTOP

Principalele conditii pe care trebuie sa le indeplineasca aceste instalatii sunt:

sa comande franarea rapida a trenurilor la semnalele restrictive, daca nu s-a luat din timp masuri pentru reducerea vitezei sub valoarea prescrisa, sau de oprire in cazul semnalelor care ordona oprirea;

sa nu fie influentata de tipul tractiuni: abur, diesel sau electrica;

orice defectiune in oricare din elementele instalatiei sa actioneze in sensul sporirii sigurantei, adica sa duca la oprirea trenului;

sa elimine pe cat posibil sursele de energie din linie;

actiunea asupra trenului sa se faca fara interventia unor piese mecanice.

Instalatii automate pentru controlul vitezei trenurilor pot fi:

Cu control discontinuu ( intr-un numar oarecare de puncte fixe)

Cu control continuu ( pe intreg parcursul efectuat de tren)

In reteaua CFR este generalizata instalatia pentru controlul punctual ( in trei puncte ) al vitezei locomotivei

Avantaje:

Siguranta ridicata in exploatare.

Intretinere simpla a echipamentului.

Posibilitatea punerii in dependenta cu semnale mecanice si luminoase si de utilizare la controlarea restrictiilor de viteza.

Nu necesita surse de alimentare cu energie electrica.

Dezavantaj:

Dupa depasirea punctului de transmitere a informatiei restrictive, mecanicul de locomotiva trebuie sa franeze in continuare, chiar daca intre timp semnalul care ordona oprirea sau reducerea vitezei si-a schimbat indicatia, permitand viteza ridicata de circulatie.

Art.102.-(1)Pentru controlul perceperii, interpretarii si executarii corecte de catre mecanic a indicatiilor date de semnale, instalatiile de semnalizare se completeaza cu sisteme de control automat al vitezei trenurilor si de oprire automata, in cazul nerespectarii indicatiilor semnalelor. Sistemele - INDUSI si ETCS- trebuie sa asigure cel putin:

a.      controlul punctual sau continuu al vitezei trenurilor in functie de categoria acestora

b.      franarea automata a trenului, daca mecanicul nu-si manifesta vigilenta;

c.       franarea automata a trenului, daca in punctul si momentul controlat, viteza reala este mai mare decat viteza stabilita ca limita pentru situatia respectiva;

d.      controlul vitezei si franarea automata a trenului, in cazul nerespectarii indicatiilor corespunzatoare ale semnalelor fixe sau ale semnalelor mobile;

(2) Sistemul ETCS cu EUROBALIZE va asigura in plus si urmatoarele functiuni:

a.      un sistem sigur de codare si comunicatie intre echipamentul de la sol si cel de la bord;

b.      detectarea eventualei lipse a echipamentului din cale;

c.       anuntarea punctuala sau continua, de la o distanta corespunzatoare, la sistemele cu INFILL, a starii semnalului urmator pentru sesizarea timpurie a schimbarii indicatiei semnalului, daca aceasta s-a produs dupa depasirea de catre tren a semnalului precedent;

d.      un sistem de calcul la bord, realizat pe principii de siguranta, care sa gestioneze curbele de franare;

DESCRIEREA INSTALATIEI SI A MODULUI DE FUNCTIONARE

Instalatia de autostop tip INDUSI se compune din instalatii mobile si instalatii fixe.

Instalatiile mobile sunt montate pe locomotiva si sunt in intretinerea ramurei T.

Aceste instalatii au un generator care debiteaza trei frecvente: de 500 Hz, 1 000 Hz si 2 000 Hz, care sunt trimise la trei circuite oscilante in serie, acordate fiecare pe cate o frecventa.

Fig. 1    Schema bloc a instalatiei INDUSI de pe locomotiva

Bobinele acestor circuite sunt cu miezuri de ferita si sunt montate intr-o caseta care formeaza inductorul locomotivei. Inductorul este montat pe locomotiva in partea din dreapta, jos, a sensului de mers.

In stare normala circula un curent constant, de o anumita valoare, de la generator la bobinele inductorului.

In aceasta situatie amplificatoarele de impuls mentin releele de impuls I in pozitie normala atrasa.

Instalatiile fixe se compun din inductoare de cale care contin un circuit oscilant in derivatie, care este acordat pe una din frecventele de 500 Hz, 1 000 Hz sau 2 000 Hz.

Instalatia fixa de autostop se monteaza la semnalele de circulatie de pe liniile de primiri si expedieri din statii, in linie curenta, la semnalele de trecere si la semnalele de parcurs. De asemenea se monteaza si la indicatoarele permanente pentru acoperirea punctelor de sectionare de pe liniile cu conducere centralizata a circulatiei trenurilor, la paletele galbene de la restrictiile de viteza si la discul galben de la portiunile de linie inchisa.

Daca circuitul oscilant al inductorului de cale este scurtcircuitat, atunci pe locomotiva nu se produce nici o variatie de curent (fig. 2).

Fig. 2    Schema de principiu a unui inductor de cale in dependenta cu un semnal

Daca inductorul de cale este activ are loc o crestere a impedantei in circuitul oscilant serie de pe locomotiva si deci o scadere a curentului in circuitul dintre generator si inductor, care este sesizata de amplificatorul de impuls, iar releul I isi comuta armatura (fig. 3)

Fig. 3 Cuplajul inductiv dintre inductorul locomotivei si inductorul din cale

Actiunea instalatiei de autostop pe locomotiva depinde de frecventa pe care este acordat inductorul de cale (fig. 4)

Fig.4    Variatia curentului in inductorul locomotivei la trecerea peste un inductor de cale activ

La trecerea peste un inductor din cale, activ, pe 1 000 Hz pe locomotiva, va actiona releul de impuls I 1 000 Hz si in interval de 4 secunde mecanicul trebuie sa apese un buton de atentie, prin care se confirma prezenta mecanicului la post si perceperea indicatiei semnalului prevestitor care avertizeaza oprirea, sau reducerea vitezei la semnalul urmator.

In cazul ca nu a fost actionat butonul de "atentie', instalatia de autostop produce automat franarea trenului.

Dupa apasarea butonului de "atentie', in interval de 4 s de la trecerea peste inductorul de cale activ pe frecventa de 1 000 Hz, se aprinde pe pupitrul locomotivei un bec galben, care indica mecanicului ca urmeaza un control al vitezei v₁ ce se face dupa un timp ce depinde de rangul trenului Astfel, pentru trenurile rapide, controlul se face dupa 20 s (trenurile rapide, accelerate si de persoane, care circula cu 120 km/h sau mai mult pe sectiile respective), pentru trenurile de persoane dupa 26 s (trenurile de persoane, cursele de personal si coletarii care circula cu viteza pana la 100 km/h pe sectiile respective) iar pentru trenurile de marfa dupa 34 s.

Pragul de viteza maxima v₁ ce se controleaza dupa timpii aratati depinde de felul trenului remorcat si acesta este urmatorul:

pentru trenuri rapide v₁ = 90 km/h;

pentru trenuri de persoane v₁ = 65 km/h;

pentru trenuri de marfa v₁ = 50 km/h.

Rangul trenului este stabilit printr-o maneta cu trei pozitii, in functie de trenul ce urmeaza a fi remorcat.

Pozitia manetei care fixeaza rangul trenului este indicata pe pupitrul locomotivei prin doua lumini albastre dupa cum urmeaza:

doua lumini albastre pentru trenuri rapide de persoane;

o lumina albastra sus pentru trenuri de persoane;

o lumina albastra jos pentru trenuri de marfa.

La trecerea locomotivei peste un inductor activ de 500 Hz se face un control al vitezei v₂ care nu trebuie sa depaseasca urmatoarele limite:

pentru tren rapid v₂ = 65 km/h,

pentru tren de persoane v₂ = 50 km/h;

pentru tren de marfa v₂ = 40 km/h.

In cazul cand aceasta viteza este depasita instalatia provoaca automat franarea trenului. La trecerea locomotivei peste un inductor de 2 000 Hz, activ, instalatia de autostop de pe locomotiva comanda automat si imediat franarea trenului.

Fig. 5    Diagrama de control a vitezei

Diagrama de control al vitezei unui tren intre semnalul prevestitor si semnalul de intrare pe "opreste' este data in figura 5.

DESCRIEREA PRINCIPALELOR PARTI COMPONENTE

ALE INSTALATIEI DIN CALE

Instalatia fixa din cale cuprinde: inductorul de cale, echipamentul pentru semnalul mecanic, echipamentul pentru semnalul luminos si cablurile de legatura.

Inductorul de cale (fig. 6)

Inductorul de cale se compune dintr-un circuit oscilant "derivatie' acordat pe frecventa de 500, 1 000 sau 2 000 Hz. Bobina este infasurata pe un miez de ferita si impreuna cu condensatorul sunt amplasate intr-o carcasa turnata, din silumin si protejata prin impregnari cu bitum sau poliuretan, impotriva umezelii.

Partea superioara a inductorului de cale este acoperita cu o placa izolanta foarte rezistenta, care nu influenteaza cuplajul dintre inductorul de cale si cel de pe locomotiva.

Fig. 6    Vedere generala a unui inductor de cale

Conexiunile interioare electrice ale inductoarelor de cale sunt reprezentate in figurile
7, 8, 9 si 10.

Fig. 7    Conexiuni electrice la inductorul de cale de 500 Hz

Fig. 8    Conexiuni electrice la inductorul de cale de 1000 Hz

Fig. 9    Conexiuni electrice la inductorul de cale de 2000 Hz

Fig. 10    Conexiuni electrice la inductorul de cale de 1000/2000 Hz

Echipamentul pentru semnalul luminos

Dependenta dintre indicatia semnalului luminos, si inductorul de cale se realizeaza prin intermediul unor relee de gabarit redus (miniaturi) montate pe placute speciale.

La semnalele unde exista relee de foc in dulap, sau alte relee cu care se poate face dependenta, se vor folosi contactele acestora, daca distanta de la dulap pana la inductor nu depaseste lungimea de cablu maxima admisa.

Cablurile de legatura

Legatura dintre inductor si echipamentul aferent semnalelor se face printr-un cablu subteran.

Tipurile de cabluri admise a se folosi la instalatii tip INDUSI sunt aratate in tabelul 3.

Lungimile maxime admise ale cablurilor folosite la instalatia tip INDUSI sunt aratate in tabelul de mai jos.

Pentru a nu se depasi capacitatea maxima admisa de 10,5nF pentru cablul LUV, acesta trebuie utilizat astfel :

- pentru lungimi efective ale cablului de pana la 250 m, cablul LUV, sau inlocuitorul sau, poate avea o capacitate de pana la 42 nF/km;

- pentru lungimi efective ale cablului de pana la 275 m, cablul LUV, sau inlocuitorul sau, nu trebuie sa aiba o capacitate mai mare de 38 nF/km.

Se admite mentinerea in exploatare a cablului LUV existent in instalatii la lungimi efective intre 250 - 280 m, chiar in situatia cand capacitatea acestuia a fost mai mare de 38 nF/km, cu conditia ca valorile obtinute la masurarea coeficientului de eficienta in regim static sa se incadreze in limitele prescrise.

MONTAREA INDUCTOARELOR DE CALE (fig. 11)

Inductoarele de cale de 1 000 Hz se monteaza la semnalele prevestitoare, la indicatoarele permanente pentru acoperirea punctelor de sectionare de pe sectiile cu conducere centralizata a circulatiei, la paletele galbene de la restrictiile de viteza si discurile galbene, la portiunile de linie curenta inchise.

Legaturile electrice la inductoarele de 1 000 Hz se realizeaza numai la cele montate la semnalele prevestitoare.

Montarea si utilizarea instalatiei de autostop la restrictiile de viteza si inchiderile de linie curenta se fac conform prevederilor trecute in prezenta instructie si in "Instructiuni pentru montarea si utilizarea instalatiei de autostop tip INDUSI la restrictiile de viteza de pe liniile magistrale si principale'

Fig. 11 Montarea inductorului de cale

Inductoarele de cale de 500 Hz se monteaza in fata semnalelor de intrare, de trecere sau de B.L.A., la o distanta de 250 m fata de semnal. Se pot monta inductoare de cale de 500 Hz si la distanta mai mica, dar nu sub 230 m (atunci cand situatia locala nu permite din cauza podurilor, pasaje de nivel sau cablul de legatura este mai scurt).

Inductoarele de cale de 2 000 Hz se monteaza la semnalele principale si de trecere care nu fac si functia de semnal prevestitor. Pe liniile abatute se pot mentine inductoare de tipul 2 000 Hz/70 km/h, montate pana in prezent pe sectiile fara B.L.A.

Inductoarele de cale combinate de 1 000/2 000 Hz se monteaza la toate semnalele principale si de trecere care fac si functia de semnal prevestitor.

La semnalele mecanice inductoarele de cale se monteaza de regula in dreptul semnalului. Atunci cand montarea nu este posibila datorita joantelor, podetelor, pasajelor sau canalelor, se pot monta in fata semnalului pana la maximum 6 m.

La semnalele de iesire de grup, inductorul de cale se monteaza la varful ultimului macaz care da acces la liniile acoperite de semnalul respectiv, astfel incat sa fie parcurs de toate trenurile care ies de la grupul respectiv de linii.

Inductorul de cale se monteaza cel putin dupa a treia traversa de la joanta.

La semnalele luminoase montarea inductoarelor de cale se face la 6 m in fata semnalului. Prin aceasta se asigura functionarea corecta a instalatiei de autostop, evitand franarea de urgenta necomandata atunci cand un semnal pe "liber' se anuleaza dupa depasirea de catre tren.

Prinderea inductorului de cale se face de sina prin intermediul unor suporturi care se fixeaza la talpa sinei conform planului I.P.C.F.

Suporturile de prindere a inductorului se fixeaza la distante egale de traverse.

Distanta intre axele celor doua suporturi trebuie sa fie de 250 mm.

Fixarea suporturilor de talpa sinei este asigurata printr-un surub care este in prelungirea suportului.

Asigurarea piulitelor contra desurubarii se face prin saibe spintecate (grover) si contrapiulite.

Strangerea acestor piulite se face cu o cheie al carui maner trebuie sa fie de 60 - 70 cm.

Nu se vor monta inductoare de cale intre traverse unde sunt canale de transmisii pentru semnale sau macazuri, traversari de cabluri, conexiuni electrice pe traverse ale circuitelor de cale, canale de scurgere a apelor, locul de sudura a sinelor. De asemenea nu se vor monta inductoare de cale pe poduri, pasaje de nivel, in tuneluri si pe linii incalecate.

Dupa fixarea definitiva a suporturilor de talpa sinei se face nivelarea bratelor de prindere ale inductorului.

Pentru aceasta se pun in mod provizoriu pe suporturi piesele de distantare din metal si lemn, si inductorul deasupra, dupa care se face o verificare cu sablonul din lemn.

In aceasta situatie suprafata superioara a inductorului de cale trebuie sa fie la distante egale de sablon. In cazul cand prezinta diferente, cu ajutorul unui ciocan de 5 kg se corijeaza inclinarea suporturilor dupa ce s-a inlaturat inductorul.

Fig.12 Sablon pentru montarea si verificarea gabaritului inductoarelor de cale

Inductoarele de cale se monteaza paralel cu firul caii la distanta de 290 mm intre axul inductorului si partea interioara a ciupercii sinei, si la 35 mm deasupra suprafetei de rulare a sinei. Fata de aceste date se admit urmatoarele tolerante:

La montaj (mm) In exploatare (mm)

in inaltime (35 mm) 2 10

distanta de la sina pana la ax (290 mm) .. 5    10

Schema principala de utilizare a instalatiei de autostop la restrictiile de viteza

In dreptul paletei galbene, care conform art. 60 si 62 din "Instructia de semnalizare" are semnificatia "micsoreaza viteza', urmeaza o portiune de linie slabita care impune circulatia cu "viteza redusa', se monteaza un inductor de cale de 1 000 Hz (fig. 13).

Fig.13 Montarea inductoarelor de cale la restrictiile de viteza

In acest fel cand locomotiva trece prin dreptul paletei galbene, pe deasupra inductorului de cale, mecanicul este obligat sa-si manifeste vigilenta in interval de patru secunde, prin apasarea butonului respectiv de pe bordul locomotivei. Daca mecanicul nu apasa pe butonul respectiv in intervalul de timp mentionat, trenul este franat automat, prin influenta produsa de inductorul de cale asupra instalatiei de pe locomotiva.

Schema principala de utilizare a instalatiei de autostop

la portiunile de linie inchisa din linia curenta

Din cauza obstacolelor, evenimentelor de cale ferata sau a lucrarilor, unele portiuni din linia curenta se inchid.

In dreptul discului galben, care conform art. 72 din "Instructia de semnalizare' are semnificatia "micsoreaza viteza', urmeaza un punct periculos care impune oprirea. In acest punct se monteaza un inductor de cale de 1 000 Hz (fig. 18).

Fig. 14 Montarea inductorului de cale la portiunile de linie inchisa din linia curenta

Functionarea instalatiei de autostop este identica cu cea descrisa pentru restrictiile de viteza.

Semnalele luminoase

Se recomanda ca firele prin care trece curentul lampilor do semnal sa se execute cu o sectiune do 2,5 mm², de lungime scurta, in scopul reducerii caderilor do tensiune.

Pentru conductorii de legatura de la redresoare la relee si rezistente, ca si pentru conductorii de legatura la contactele releelor, este suficienta o sectiune de 0,75 mm².

In circuitul fiecarei lampi de semnal, care trebuie sa realizeze dependenta cu inductorul de calo, se monteaza un ansamblu format din releu si rezistente cand lampa este alimentata in curent continuu si un ansamblu de releu, rezistente si redresoare cu doua diode cand lampa este alimentata in curent alternativ.

Releul din circuitul lampii se excita cand lampa este parcursa de curent (aprinsa) si se dezexcita cand lampa nu este parcursa do curent (stinsa).

Conditiile tehnice minime pe care trebuie sa le indeplineasca inductoarele de cale

a) Inductorul de cale trebuie sa indeplineasca urmatoarele conditii din tabelul 1.

Tabelu 1

Executarea montajului si a conectarii la semnale trebuie facuta conform proiectului si documentatiei aprobate si in concordanta cu prevederile prezentei instructii.

In exploatare, inductoarele de cale trebuie sa indeplineasca si urmatoarele conditii minime:

- sa nu fie lovite sau deteriorate;

sa fie paralele cu firul caii;

si fie bine fixate de suporti, iar acestia la randul lor de talpa sinei;

sa se incadreze in urmatoarele tolerante de gabarit:

inaltime 35 10 mm;

orizontal 290 10 mm;

sa se incadreze in parametrii tehnici aratati la pct.a;

sa prezinte starea de activ sau pasiv corespunzatoare pozitiei semnalului cu care este in dependenta;

suruburile de prindere a capacului de la cutia cu borne sa fie plumbuite cu plumb de control;

sa fie etanse.

Conditiile tehnice minime pe care trebuie sa le indeplineasca

placutele cu aparataj de autostop

a)    Placutele cu aparataj trebuie sa indeplineasca conditiile tehnice de fabricatie stabilite, executarea montajului si a conexiunilor facandu-se in concordanta cu prevederile prezentei instructii.

In exploatare, placutele cu aparataj pentru autostop trebuie sa indeplineasca si urmatoarele conditii:

sa fie de tipul prevazut pentru semnalul respectiv;

aparatajul de pe placute sa fie bine fixat si izolat fata de masa; rezistenta de izolatie trebuie sa fie minimum 2 MΩ;

sa nu aiba fire de conexiune innadite;

sa fie asigurata functionarea fara vibratii a releelor miniaturale.

b) Releele miniaturale trebuie sa indeplineasca urmatoarele caracteristici tehnice,masurate in curent continuu:

tensiunea de atragere, U_amaximum 0,3 V;

tensiunea de cadere, U_c.. .minimum 0,1 V;

factorul de calitate, minimum 0,35;

- rezistenta infasurarii 1.35 10% Ω.

Tensiunea minima la releul conectat in placuta de aparataj si montat in schema focului de semnal este de 0,3 V cand tensiunea la becul semnalului este egala sau mai mare de 8 V.

Conditiile tehnice minime pe care trebuie sa le indeplineasca cablurile de legatura

Cablurile de autostop trebuie sa indeplineasca urmatoarele conditii:

executarea montajului si tipurile de cabluri folosite sa fie conform proiectului si in concordanta cu prevederile prezentei instructii sa fie pozate si reperate conform normelor la C.F.R.;

sa prezinte rezistenta de izolatie in exploatare de cel putin 20 MΩ..

nu se admit cabluri innadite sau mufate;

executarea legaturilor electrice se va face cu respectarea culorilor firelor prevazute in documentatie, in concordanta cu prevederile din prezenta instructie

legarea ecranului static sa nu fie facuta in inductor; introducerile de cablu sa fie facute prin tevi de protectie, conform celor mentionate in prezenta instructie

Masuratori electrice

Masuratorile electrice care se fac la instalatia de autostop din cale sunt aratate in prezenta instructie.

Rezistenta de izolatie a cablurilor si cablajului se masoara cu un megohmetru cu o tensiune de 500-1 000 V.

Eficienta in regim static se face cu aparatul pentru masurat inductoarele de cale in felul urmator:

Pregatirea aparatului in vederea masurarii (fig. 15):

Intai se face reglarea aparatului.

Fig. 15 Vedere a panoului frontal de la aparatul de masura

Reglarea nu se face in apropierea magnetului de cale si a partilor metalice cu volum mare.

Comutatorul in trepte se aseaza pe pozitia Spg (tensiunea bateriei). Cu aceasta ocazie instrumentul de masura trebuie sa indice intre diviziunile 80-100. Daca indicatia este mai mica de 80, este necesara incarcarea bateriei.

Comutatorul se aseaza pe pozitia care indica frecventa inductorului respectiv.

Cu butonul potentiometrului (cu denumirea RESONANZSTROM) si cu actionarea-simultana a butonului "GM Pruf-T' se regleaza curentul de rezonanta la o indicatie a aparatului de 90 diviziuni.

Masurarea inductorului de cale

Dupa reglare, aparatul de masura se aseaza pe inductorul de cale, la mijlocul lui (cu picioarele aparatului pe urechile inductorului).

Circuitul de comanda trebuie intrerupt sau suntat prin contactul de comanda al semnalului sau prin scurtcircuitarea firelor (conductorilor) ce actioneaza asupra inductorului de cale.

Trebuie neaparat ca picioarele aparatului sa intre in lacasurile ce sunt prevazute pe inductorul de cale, deoarece numai asa este posibila o masuratoare exacta.

Se apasa apoi pe butonul "GMPruf-T'. La inductoarele de cale, in buna stare, are loc o scadere a curentului pana la una din diviziunile indicate in continuare:

bateria incarcata complet 100 diviziuni;

bateria incarcata . . .80-100 diviziuni;

valoarea de rezonanta a inductorului de cale (pasiv) la reglarea aparatului    . 90diviziuni;

scaderea la 500 Hz (inductor activ) ............0- 35 diviziuni;

scaderea la 1 000 Uz (inductor activ) ..........0 - 30 diviziuni;

scaderea la 2 000 Hz (inductor activ) .............0 - 25 diviziuni;

deconectat.......................0 diviziuni.

Daca nu se obtin valorile indicate pentru circuitul de comanda deschis, atunci trebuie verificat daca reglajul aparatului nu s-a modificat si daca butonul de frecventa este asezat pe frecventa corecta. In asemenea situatii se reface reglajul aparatului si se incearca o noua masuratoare.

La inductoarele de cale la care in stare activa nu se obtine scaderea indicatiei aparatului la valorile aratate, nu vor fi utilizate si se vor inlocui cu alte inductoare in stare buna

Dupa terminarea masuratorii, comutatorul se pune pe "Aus' (oprit).

Precizari privind functionarea instalatiei de autostop INDUSI la

semnalizarea cu trepte multiple de viteza

LEGENDA

R - rosu

V - verde

G - galben

Vcl - verde clipitor

2 - 20 Km/h

3 - 30 Km/h