TEHNICA MODERNA PENTRU INSTALATIILOR INFRASTRUCTURII FEROVIARE

TEHNICA MODERNA PENTRU INSTALATIILOR INFRASTRUCTURII FEROVIARE

Strategia CNCF 'CFR' SA cuprinde multe proiecte referitoare la dezvoltarea si modernizarea infrastructurii feroviare din Romania in concordanta cu standardele europene, in scopul asigurarii compatibilitatii si a interoperabilitatii acesteia cu sistemul de transport feroviar european.

1. SFERA INSTALATIILOR DE SIGURANTA CIRCULATIEI

In domeniul instalatiilor de siguranta circulatiei, de semnalizare, centralizare si blocare (SCB), politica de dezvoltare a companiei s-a orientat catre inlocuirea actualelor instalatii de centralizare si semnalizare cu instalatii de centralizare electronica (CE), bazate pe folosirea tehnicii de calcul, si spre modernizarea celorlalte instalatii. Un rol de prima importanta in toate instalatiile specifice dedicate dirijarii traficului feroviar il au circuitele de cale, subansambluri cu functionare permanenta si automata, care furnizeaza informatia fundamentala privind starea de liber sau ocupat a liniilor curente si a celor din statii, precum si a macazurilor aflate in sectiuni izolate, de catre materialul rulant, stationat sau in miscare.

In prezent, CNCF 'CFR' SA exploateaza o instalatie de centralizare electronica (CE) cu 95 de macazuri, 650 de instalatii de centralizare electrodinamica (CED), 219 instalatii de bariera automata cu semibariere (BAT), 859 de instalatii de semnalizare automata a trecerilor la nivel fara semibariere (SAT); de asemenea, dispune de instalatii de bloc de linie automat (BLA) cale dubla introduse pe 3.294 km, instalatii BLA cale simpla introduse pe 1.912 km si de 19 triaje automatizate cu 100 de frane de cale. Toate aceste instalatii preiau informatia privind pozitionarea materialului rulant de la 18.144 de circuite de cale pe linie electrificata si 8.551 de circuite de cale pe linie neelectrificata.

2. CIRCUITELE DE CALE DIN INFRASTRUCTURA CFR

Majoritatea circuitelor de cale pe linie electrificata sunt din generatia tehnica a anilor 1965-1975, cu functionare in regim de impulsuri ale tensiunii de 75 Hz. Ele au fost preluate prin import din fosta URSS si au inlocuit circuitele de cale anterioare, cu semnal de control permanent; introducerea lor a fost impusa de trecerea la tractiunea electrica, cu locomotivele alimentate prin catenara si sine, la tensiunea de 25 kV, 50 Hz, energia electrica fiind preluata din sistemul energetic national, al retelelor trifazate de 110 kV, prin substatiile de tractiune proprii CFR, in regim monofazat.

Solutia tehnica a acelor ani s-a bazat pe generarea electromecanica a codurilor necesare pentru control, iar rezolvarea conflictului dintre conditia de sectionare electrica a liniilor prin joantele izolante, necesara delimitarii zonelor controlate ale sectiunilor izolate, si conditia de continuitate electrica pentru sutele de amperi necesari motoarelor de tractiune electrica sau sistemelor de climatizare a vagoanelor de calatori a fost posibila prin introducerea la perechile de joante izolante a unor transformatoare speciale, denumite bobine de joanta, care permit inchiderea circuitului de retur de la rotile locomotivelor sau ale vagoanelor climatizate prin sine spre sursa de energie.

Ulterior, au fost asimilate in tara si fabricate masiv bobinele de joanta, filtrele de banda necesare separarii curentilor de control de 75 Hz de cei ai perturbatiilor tractiunii electrice, contactoarele statice - la SPIACT Craiova, releele de cale de tip neutrufita, de mare siguranta functionala, si cele transmitatoare de impulsuri - la Electromagnetica Bucuresti, prizele subansamblurilor, blocurile decodificatoare, ramele, dulapurile si cutiile din apropierea caii care adapostesc restul aparatajului (transformatoare, rezistoare, sigurante, reglete etc.) - la ISAF Bucuresti. Industria romaneasca de profil electrotehnic nu a putut asimila emitatoarele de cod si releele de prag pentru receptia impulsurilor din cale, care s-au importat treptat, in functie de necesar, pana in anul 1989. Aceste circuite de cale, denumite cu doua secvente suprapuse produse de emitatorul de cod tip KPT-10, au si in prezent cea mai mare extindere pe liniile CFR (sunt peste 10.000 in functiune), desi sunt mari consumatoare de energie electrica, au zgomot ridicat in timpul functionarii si cauzeaza o uzura intensa a contactelor electrice, ceea ce implica o intretinere periodica cu costuri apreciabile.

In perioada anilor 1975-1985, au fost introduse circuitele de cale realizate la ICPTT Bucuresti, care au utilizat un sistem de prelucrare statica a informatiei, cu circuite electronice de tip fail seif, structuri brevetate de OSIM Bucuresti. Aceste circuite de cale au fost realizate in doua variante tehnice. Prima varianta, denumita CN-75-6, era dedicata liniilor curente si liniilor directe ale statiilor; s-au fabricat cateva mii de exemplare: emitatoare de cod, decodificatoare electronice, alimentatoare si relee electronice - la SPIACT Brasov. A doua varianta, denumita CS-24-6, a fost dedicata liniilor in abatere si macazurilor statiilor; s-au fabricat cateva mii de exemplare: generatoare de cod, alimentatoare, receptoare din cale si receptoare de statie - la SPIACT Galati. Ambele variante constructive mentin in cale bobinele de joanta si releele neutre fisa, ca element final de furnizare a informatiei.

Echipamentele acestor circuite de cale, alimentate in 75 Hz, au la baza circuitul logic ferita cu ciclu de histerezis dreptunghiular CHD si tiristor, care este elementul fundamental de prelucrare numerica a informatiei. Deoarece tiristoarele sunt din serii speciale de fabricatie, cu curent de deschidere pe poarta atent selectat, iar feritele CHD au fost importate de la un unic producator vest-european, fabricatia echipamentelor de serie relativ mica a intampinat dificultati in aprovizionare. Aparitia memoriilor electronice bazate pe microtehnologia siliciului a dus la declinul memoriilor magnetice, astfel ca s‑a decis abandonarea liniilor de productie a feritelor CHD si, ca urmare, s-a ajuns la imposibilitatea continuarii productiei de echipamente pentru circuite de cale la cei doi furnizori: SPIACT Brasov si SPIACT Galati.

Dupa 1985, aparitia circuitelor integrate de tip CMOS, cu plaja ridicata de imunitate la zgomot, viteza mare de comutare si functionare garantata intr‑un domeniu mare de temperaturi, a permis prelucrarea informatiei pentru circuitele de cale alimentate in 75 Hz, prin noua tehnologie a siliciului. In anul 1990, OSIM Bucuresti a eliberat brevetul de inventie RO 10793: Metoda si instalatie de control pentru circuite de cale cu impulsuri de curent alternativ, brevet ce a dus la realizarea circuitelor de cale tip C-4-64, care reprezinta in prezent o solutie universala pentru sectiunile izolate din statiile si liniile curente ale CNCF 'CFR' SA.

3. CIRCUITELE DE CALE TIP C-4-64

Acestea functioneaza astfel:

- in prima faza, un emitator electronic de cod genereaza numeric o succesiune de patru serii de impulsuri de curent alternativ, precis delimitate in timp, cu care se comanda succesiv patru contactoare statice, ce transmit intre sinele caii, prin reteaua de cabluri a statiei si echipamentul de linie respectiv, tensiunile pentru controlul starii sectiunilor izolate, in serii de impulsuri de cate 8 sinusoide complete;

- in a doua faza, dupa propagarea prin linie, semnalele din cale se receptioneaza de catre releul de prag in impulsuri CI sau SiI, cu conditia depasirii, la receptie, a pragului de tensiune prestabilit ce corespunde liniei libere;

- in a treia faza, se valideaza receptia, printr-un circuit de coincidenta, cu functionare sigura la defectare; circuitul de coincidenta este comandat pe o intrare de contactul releului de prag in impulsuri CI sau SiI, iar pe cealalta intrare, de o a doua serie de impulsuri pentru sincronizare, in curent continuu, cu polaritate pozitiva, impulsuri ce sunt generate coerent si sincron cu emisia, de acelasi emitator electronic de cod;

- in a patra si ultima faza, daca se receptioneaza din cale, succesiv, mai multe impulsuri proprii, se actioneaza releul de cale C sau Si.
Instalatiile de control sunt proiectate, de ISPCF-SA Bucuresti, pentru configuratiile specifice fiecarei statii CF, iar subansamblurile specifice sunt fabricate, sub licenta, de ISAF-SA.

Principalele subansambluri specifice ale circuitelor de cale C-4-64 sunt:

- emitatorul electronic de cod, tip EEC-4-64, unic pentru o statie;

- blocul decodificator electronic fita, tip BDEF-4;

- transmitatoarele impulsurilor de sincronizare, tip TIS-2 sau tip TIS-4;

- blocurile de protectie: pentru receptie - tip BP 4R si pentru emisie - tip BP 4E.

Instalatia C-4-64 a fost omologata, conform procedurilor legale: preliminar, la 16 noiembrie 1993, si final, la 29 iulie 1996. Ca urmare a noilor ordine privind avizarea produselor care pot influenta siguranta circulatiei feroviare si securitatea transporturilor, autoritatea feroviara a avizat de mai multe ori specificatia tehnica, ultima viza fiind data la 20.03.2003.
Circuitele de cale C-4-64 functioneaza pe sectii de circulatie care au tractiune cu motoare termice, cu incalzirea electrica a trenurilor la 1.500 V/50 Hz, si pe sectii cu tractiune electrica monofazata de 25 kV/50 Hz, unde pot fi folosite atat in varianta utilizarii ambelor sine pentru trecerea curentului de tractiune (izolare bifilara), cat si in cea a utilizarii unei singure sine pentru trecerea curentului de tractiune (izolare monofilara).

C-4-64 functioneaza pe calea ferata cu orice tip de sina si cu orice tip de conexiuni, atat in statii, cat si in linia curenta. De asemenea, poate lucra unidirectional sau bidirectional, pe linii cu traverse din lemn (Rb min = 1,5 W W km) sau din beton armat (Rb min = 1 W W km). La aceste valori ale Rb min, lungimea maxima a unei sectiuni izolate controlate este:

- 2.500 m, in varianta montajului bifilar;

- 1.100 m, in cazul montajului monofilar, cu conditia asigurarii pentru returul curentului de tractiune electrica a cel putin sase sine, in paralel.
Circuitele de cale C-4-64 functioneaza pe sectiile de circulatie cu viteza trenurilor de pana la 200 km/ora, situatie in care lungimea minima a sectiunilor izolate este de 50 m. La viteze de circulatie mai mici, lungimea minima a sectiunilor izolate se poate reduce (proportional).

C-4-64 controleaza linii simple si linii multiple, invecinandu-se cu orice alt tip de circuite de cale prin capetele de alimentare; separarea intre zonele echipate cu sisteme diferite se realizeaza prin joante izolante.

C-4-64 preia integral aparatajul exterior existent in actuala structura de circuite de cale in impulsuri de 75 Hz cu doua secvente suprapuse, pe care le inlocuieste, utilizeaza aceeasi retea de cabluri si imbunatateste global functionarea instalatiilor de siguranta feroviara: CED si BLA.

Circuitele de cale C-4-64 se alimenteaza de la reteaua proprie a instalatiei CED, cu o tensiune alternativa ce are valoarea nominala de 220 V; ele functioneaza la valori efective ale tensiunii cuprinse intre 176 V si 242 V, cu frecventa nominala de 75 Hz si o abatere a frecventei de cel mult 1 Hz.
Ca element de prag pentru receptia in impulsuri se utilizeaza unul dintre releele tip IMVS-110, IVG sau PIC-1, iar cu functia de releu de cale se utilizeaza releul NF1-2000, cu o singura infasurare conectata in circuit, izolata galvanic de restul instalatiilor. Se pot utiliza si relee tip NF1-800 sau NF2-200, cu bobinele inseriate cu un rezistor de 470 W W/5W.