Споживання енергії. Типи і ємність первинних елементів. Харчування змінним струмом. Харчування змінним струмом з резервом від батарей. Буферна система харчування. Типи акумуляторних батарей. Харчування змінним струмом з резервом від первинних елементів. Енергопостачання централізації. Енергопостачання інших пристроїв СЦБ.
Лінії передачі для пристроїв СЦБ. Застосування статичних конденсаторів. Стовпові лінії СЦБ. Стовпи і траверси. Ізолятори.
Мал. 1. Типова установка первинних елементів для живлення рейкових кіл
На сигнальних установках, де випрямлячі підключені до первинної батареї напругою 8,5 в і ємністю 500 а. Ч, система відрегульована так, що нормальна розрядна сила струму знаходиться в межах від 2 до 7 ма. При такому режимі батарея працює приблизно 5 років.
Електропостачання централізації. Двигуни стрілочних приводів електричної централізації живляться від акумуляторних батарей напругою 110 в. Ємність акумуляторних батарей визначається числом стрілок. У сучасних системах ці батареї працюють в буферному режимі, отримуючи від випрямлячів підзарядний ток 1-2 а.
Стрілки електропневматичних централізацією переведення стисненим повітрям, що подається компресорами, які працюють від електродвигунів. Потужність компресорів визначається кількістю обслуговуваних стрілок. Компресори нагнітають стиснене повітря в збірники повітря і включаються в роботу автоматично в міру зниження тиску (рис. 2).
Мал. 2. Компресорна установка для подачі стисненого повітря до стрілочних електропневматичним приводам і вагонним сповільнювач
При використанні двох компресорів потужність кожного з них може бути порівняно невеликою. Одна машина працює для підтримки нормального тиску; при зниженні тиску нижче норми автоматично включається в дію друга машина.
При великих пошкодженнях, що виникають, наприклад, при повенях або урагани і тягнуть за собою перерву в дії пристроїв енергопостачання, стиснене повітря можна подавати локомотивними пневматичними установками.
В сучасних централізації в якості сигналів використовуються світлофори. Нормальне харчування цих світлофорів здійснюється змінним струмом, при припиненні подачі якого харчування перемикається на батареї. У деяких установках замість резервних батарей використовується система з генератора з бензиновим двигуном; пуск цієї системи проводиться автоматично при перерві в подачі електричної енергії.
Ланцюги управління централізації харчуються зазвичай від батарей, але можуть харчуватися і від випрямлячів з батарейним резервом. Рейкові кола живляться від батарей, випрямлячів або трансформаторів.
Енергопостачання інших пристроїв СЦБ. Енергопостачання систем віддаленого управління, установок диспетчерської централізації, захисних пристроїв на переїздах практично здійснюється таким же чином, як і для автоматичного блокування, якщо говорити про живлять пристроях для сигналів і рейкових ланцюгів. Електродвигуни централізованих стрілок установок віддаленого управління є низьковольтними і працюють від напруги 10-20 ст. Харчування приводів цих стрілок проводиться від первинних елементів або акумуляторів. Для заряду акумуляторних батарей застосовуються випрямлячі.
Для харчування вагонних сповільнювачів електричного дії, для яких необхідні струми короткочасні, але великої сили, можуть бути використані акумулятори, генератори постійного струму або ртутні випрямлячі.
Лінії передачі для пристроїв СЦБ. Викладене вище дозволяє встановити, що для всіх установок СЦБ, за винятком установок з харчуванням тільки від первинних елементів, змінний струм є основним джерелом енергопостачання. У містах і населених пунктах, розташованих вздовж залізниць, харчування пристроїв СЦБ здійснюється від місцевих комерційних енергомереж загального користування. Розміри споживання енергії на 1 км залізничної лінії і протяжність питомого ділянки визначають необхідну напругу лінії передачі і перетин проводів.
При харчуванні змінним струмом з резервом від первинних елементів або при буферної системі необхідні лінії передачі, але безперебійність їх роботи не має, однак, вирішального значення. Приєднання таких ліній передачі виробляються по трасі залізниці до джерел енергії місцевих компаній, навіть і в випадках, коли джерела ці зрідка пошкоджуються. Немає необхідності проводити приєднання подібних ліній передавання за двома або більше джерел енергії. При цьому лінія передачі, приєднана до джерела енергії в будь-якому місті, прокладається уздовж приблизно половини ділянки назустріч лінії передачі, що починається в іншому місті. Між обома лініями передачі може бути залишено відстань, рівну довжині рейкового кола, що одержує харчування від однієї з цих ліній передачі.
При таких умовах необхідно невелике перетин проводів і напруги 110, 220, 440, 550 або 660 в. Вибір напруги визначається довжиною плеча лінії передачі.
Для підвіски проводів ліній передачі з напругою до 550 в і потужністю до 3 200 вт можна використовувати існуючі стовпові лінії зв'язку, встановивши на них додаткову траверсу. У цьому випадку найбільш зручною є лінія з напругою 110 в, так як при цьому відпадає необхідність в лінійних трансформаторах.
Для звичайної системи СЦБ, з розподіленими вздовж ділянки лінійними точками, харчування може бути здійснено однофазної лінією передачі напругою 550 в по мідних проводах з отриманням в кінці ділянки напруги приблизно 460 в. При відповідному включенні висновків трансформаторів або при використанні конденсаторів падіння напруги в лінії може бути частково скомпенсировано. При таких методах харчування у лінійного стовпа кожної сигнальної установки встановлюється трансформатор 550/114 в потужністю 100 пн. У релейних шафах цих установок ставляться додаткові трансформатори з напругою в первинній обмотці 115 в, а у вторинній - від 3 до 15 в, які використовуються для харчування сигнальних ламп випрямлячів, і т. П.
Застосування статичних конденсаторів. Навантаження більшості приладів СЦБ має індуктивний характер, що збільшує силу лінійного струму і відповідно підвищує втрати в лінії. Для підвищення коефіцієнта потужності в деяких випадках в лінію передачі включаються конденсатори. Цим підвищується напруга в кінці лінії і, крім того, створюється можливість застосування в лініях передачі проводів меншого перетину.
Стовпові лінії СЦБ. Для більшості перегінних систем СЦБ необхідні лінійні дроти для контролю і управління, а також для передачі енергії.
Провід ці розміщуються на стовпових лініях, що йдуть уздовж залізниці в межах смуги відведення. В системах, де число лінійних проводів порівняно невелика, ці дроти розміщуються па додаткових траверсах, що встановлюються па існуючих стовпових лініях, в першу чергу на лініях зв'язку. Економічність такого рішення визначається рядом обставин. Тут має значення і те, кому належить ця стовпова лінія, а саме: чи належить вона залізниці, чи знаходиться вона в спільному володінні залізниці і підприємства зв'язку або належить тільки компанії зв'язку.
Мають також істотне значення і умови, в яких знаходиться існуюча лінія. У значній кількості випадків, якщо необхідна установка нових подовжених опор на переїздах для забезпечення габариту через кріплення додаткових траверс, дешевшим виявляється спорудження нової самостійної стовпової лінії для проводів СЦБ.
Важливою обставиною є і те, що самостійна стовпова лінія для проводів СЦБ усуває можливість падіння проводів зв'язку на дроти СЦБ і виникнення внаслідок цього перерв у дії пристроїв СЦБ або появи помилкових дозволяють показань. Наступним істотним обставиною є те положення, що при підвісці на стовпових опорах лінії зв'язку проводів лінії передачі, необхідних при буферном харчуванні і при харчуванні змінним струмом з резервом від первинних елементів, виникає обмеження в потужності переданої енергії через можливість перешкод в ланцюгах зв'язку.
Мал. 3. Стовбова високовольтно-сигнальна лінія СЦБ на просочених стовпах, дроти трифазної лінії передачі розміщені на верхній траверсі, низьковольтні лінійні дроти постійного струму розміщені на нижній траверсі
Виходячи із зазначеного, при спорудженні сучасних пристроїв СЦБ на лінійних ділянках і де необхідна передача значної кількості енергії для систем з буферним харчуванням або з харчуванням змінним струмом і резервом від первинних елементів, багато доріг воліють спорудження самостійних стовпових ліній для проводів СЦБ (рис. 3) . Нині на залізницях США є близько 40 000 км таких стовпових ліній.
Стовпи і траверси. Дерев'яні стовпи класифікуються за їх довжині і периметру, який вони мають на відстані 1,8 м від початку стовпа в його окоренкові частини.
Деякі породи, які ростуть в окремих районах США, використовуються для стовпів тільки в цих районах. У більшості випадків на залізницях застосовуються стовпи з жовтої сосни з просоченням по всій довжині. Досвід показав, що ці стовпи кращі за якістю і міцності.
Траверси для стовпових ліній СЦБ виготовляються з ялини або креозотірованной сосни; застосовують для траверс і кипарис.
Ізолятори. Надійність роботи лінійних ланцюгів СЦБ, а також ліній передачі для пристроїв СЦБ в значній мірі залежить від стану ізоляції.
Найважливішим елементом ізолюючих пристроїв є ізолятор. Ізолятори зазвичай робляться зі скла, порцеляни або патентованих синтетичних смол.
Ізолятори звичайного типу розраховані для установки на дерев'яних або сталевих штирях, і використання їх в якості прохідних ізоляторів і для кінцевої закладення проводів. Ізолятори виконуються з однієї або великою кількістю шийок і з однієї або великою кількістю спідниць, стосовно до величини напруги, на яке вони розраховані.
Скляні ізолятори дешевше ізоляторів інших типів; вони застосовуються при напрузі 220 в і нижче. Ізолятори ці прозорі, і тріщини в них легко виявляються. На них легко накопичується рідина і бруд, що знижує ізоляцію. Скляні ізолятори розбиваються легше, ніж ізолятори інших типів.
Порцелянові ізолятори застосовуються в пристроях СЦБ при напрузі 440 в і вище, ці ізолятори викликають менше побоювань щодо зниження ізоляції, ніж скляні. Завдяки своїм відмінним характеристикам порцелянові ізолятори застосовуються майже завжди при роботі на високій напрузі. Разом з тим деякі дороги застосовують при таких напружених скляні ізолятори, виконані зі спеціальних сортів скла.
Для кінцевої закладення, для кутових опор з малим внутрішнім кутом, а також для довгих прольотів застосовуються зазвичай порцелянові ізолятори.