внедрение в эксплуатацию аппаратно-программного комплекса диспетчерского контроля на перегоне станций

Рисунок 2.9 - Внешний вид концентратора IPC-610-210E

IPC-610-260Е построен на индустриальном шасси высотой 4U для монтажа в 19-дюймовую стойку. Шасси оснащено пассивной объединительной платой с 14 слотами расширения ISA и PCI.

Технические характеристики:

- количество слотов расширения ISA	6;
- количество слотов расширения PCI	7;
- напряжение питания прибора, В	220;
- частота питающего напряжения, Гц	50;
- потребляемая мощность, не более, Вт	300;
- диапазон рабочих температур, °С	0…+50;
- габаритные размеры, не более, мм	482х502х177;
- масса, не более, кг	20;

Концентратор IPC-610-260Е предназначен для решения следующих задач:

прием информации от контроллеров нижнего уровня;

архивация и хранение информации в течение заданного времени;

передача информации в устройства верхнего уровня АПК-ДК.

Состояние сигнальных точек и переездов контролируется с использованием линии ДСН, согласующего устройства УСЛ и селекторов-демодуляторов СЧД-Ч-8 (СЧД-Ч-16).

В корпус концентратора на каждой станции устанавливаются СЧД-Ч-8 (СЧД-Ч-16),а также для индикации состояния блок-участков на пульт-табло платы ВР-32.

Концентратор с установленными приемниками СЧД-Ч-8 (СЧД-Ч-16) подключается к линии связи через устройство согласования УСЛ. Устройство согласования с линией занимает место реле НМШ. УСЛ устанавливается в шкафу ТДМ, либо на стативе. Одно устройство рассчитано на работу с двумя линиями связи. Назначение контактов разъемов приведено в таблице 2.5.

Таблица 2.5 - Назначение контактов разъемов УСЛ

Разъем №	Контакт №
Х1	1	2	3	4
	ДСН1	ОДСН1	ДСН2	ОДСН2
Х2	1	2	3	4
	Вых. 1.1	Вых. 1.2	Вых.2.1	Вых.2.2



Для определения количества и типа приемников СЧД-Ч-8 (СЧД-Ч-16), которые будут установлены в концентратор, необходимо учитывать количество и частоты АКСТ-Ч-16/3, используемых на контролируемых объектах перегонов. Каждый из приемников СЧД-Ч-16 способен работать с шестнадцатью частотами АКСТ Ч-16/3, в то время как каждый приемник СЧД-Ч-8 может обрабатывать восемь таких частот.

Необходимо также учитывать, что к одной линии связи можно подключить не более 30 АКСТ-Ч-16/3, что соответственно означает: к одной линии связи возможно подключение до двух приемников СЧД-Ч-16 (или четырех СЧД-Ч-8).

Для использования различных частот, необходимых для работы приемников СЧД-Ч-8 и СЧД-Ч-16, приведена таблица 2.6, в которой приведены соответствующие частоты каналов СЧД-Ч-8,а также таблица 2.7, где приведены частоты каналов СЧД-Ч-16.

Таблица 2.6 - Частоты настройки каналов СЧД-Ч-8

СЧД-Ч-8-01	СЧД-Ч-8-02	СЧД-Ч-8-03	СЧД-Ч-8-04
№ канала	№ частоты	Частота fном	№ канала	№ частоты	Частота fном	№ канала	№ частоты	Частота fном	№ канала	№ частоты	Частота fном
1	01	384	1	07	1216	1	15	2034	1	23	3328
2	02	512	2	08	1344	2	16	2432	2	24	3456
3	03	704	3	09	1472	3	17	2560	3	25	3584
4	04	832	4	10	1600	4	18	2688	4	26	3712
5	05	960	5	11	1792	5	19	2816	5	27	3840
6	06	1088	6	12	1920	6	20	2944	6	28	3968
-	-	-	7	13	2048	7	21	3072	7	29	4096
-	-	-	8	14	2176	8	22	3200	8	30	4224



Таблица 2.7 - Частоты настройки каналов СЧД-Ч-16

СЧД-Ч-16-0201	СЧД-Ч-16-0403
Младшая половина	Старшая половина	Младшая половина	Старшая половина
№ канала	№ частоты	Частота fном	№ канала	№ частоты	Частота fном	№ канала	№ частоты	Частота fном	№ канала	№ частоты	Частота fном
1	01	384	9	07	1216	1	15	2304	9	23	3328
2	02	512	10	08	1344	2	16	2432	10	24	3456
3	03	704	11	09	1472	3	17	2560	11	25	3584
4	04	832	12	10	1600	4	18	2688	12	26	3712
5	05	960	13	11	1792	5	19	2816	13	27	3840
6	06	1088	14	12	1920	6	20	2944	14	28	3968
7	-	-	15	13	2048	7	21	3072	15	29	4096
8	-	-	16	14	2176	8	22	3200	16	30	4224

В системе индикации поездного положения на перегоне используется подключение ламп пульт-табло ДСП, которое осуществляется через платы ВР-32, установленные в концентраторе.

Для подключения определенного количества приемников СЧД-Ч-8 или СЧД-Ч-16 используется соответствующее количество плат ВР-32. Одна плата ВР-32 может обслуживать четыре приемника СЧД-Ч-8 или два СЧД-Ч-16.

Каждый выход платы ВР-32 соответствует состоянию контакта реле Ж, которое подключено к клемме «с3» АКСТ-Ч-16/М и передает сигнал соответствующей частоты. Соответствие частоты АКСТ и номеров выходов платы ВР-32 указано в таблице 2.8 [10].



Таблица 2.8 - Соответствие частот СЧД и номеров выходов платы BP-32

№ СЧД-Ч-16	№ СЧД-Ч-8	Частота	№ Клеммы BP-32	№ СЧД-Ч-16	№ СЧД-Ч-8	Частота	№ Клеммы BP-32
	1	Fmax	1			Fmax	10
		F max-1	20		1	F max-1	29
		F max-2	2			F max-2	11
		F max-3	21			F max-3	30
		F max-4	3			F max-4	12
		F max-5	22			F max-5	31
		F max-6	4			F max-6	13
1		F max-7	23	2		F max-7	32
	2	Fmax	24		2	Fmax	33
		F max-1	6			F max-1	15
		F max-2	25			F max-2	34
		F max-3	7			F max-3	16
		F max-4	26			F max-4	35
		F max-5	8			F max-5	17
		F max-6	27			F max-6	36
		F max-7	9			F max-7	18

Таким образом, на перегоне, рассматриваемом в дипломном проекте, к станции А подключено 6 АКСТ-Ч-16/3М,а к станции Б - 14 АКСТ-Ч-16/3М, следовательно, необходима одна плата СЧД-Ч-8 на станции А и 2 платы СЧД-Ч-8 на станции Б. Схемы подключения СЧД-Ч-8 и ВР-32 приведены на чертеже№5.

2.5 Организация связи на участке

При проектировании раздела связи для АПК-ДК используется существующее или проектируемое оборудование связи на участке, в том числе цифровой канал с окончанием по стандарту G 703.1, выделенные каналы ТЧ с двухпроводным окончанием и физические линии. Соединения выполняются по схеме "точка-точка".

Для передачи данных между устройствами линейного пункта АПК-ДК и центральным постом необходимо использовать основные цифровые каналы (ОЦК).

Для подключения к каналам ОЦК 64 кбит/с и 2 Мбит/с требуются маршрутизаторы типа ММ-201R-UNI-T с двумя модулями MIME-2ЧG703.

В случае ОЦК 64 кбит/с возможно использование модулей интерфейсов G703.1 двухканальные МИГ-2Р, интегрированных в состав концентраторов ЛП и ЦП и поставляемых в составе оборудования АПК-ДК. Однако приоритетным является использование маршрутизаторов.

Для подключения выделенного ТЧ канала и физической линии используются стандартные типовые модемы, совместимые с аппаратурой АПК-ДК.



3. ОРГАНИЗАЦИЯ ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ УСТРОЙСТВ АПК-ДК

Питание АКСТ-Ч на сигнальной точке производим от однофазной сети переменного тока напряжением 12 В и частотой 50 Гц.

Отклонение питающего напряжения переменного тока может составлять ?1,2 В...+3,6 В.

Подключение АКСТ-Ч к источнику питания производим проводами, имеющими сечение каждой жилы не менее 0,35 ммІ, через отдельные предохранители.

Питание СЧД-Ч осуществляется постоянным напряжением +5В, +12 В, -12 В, подаваемыми через ламельный разъем магистрали ISA концентратора.

Количество приемников в корпусе контроллера перегонов КП-16В определяется количеством АКСТ-Ч, установленных на сигнальных установках.

К одной линии связи может быть подключено до 60 АКСТ-Ч и соответственно до четырех приемников СЧД-Ч. В корпус IPS-610-250Е возможно установить до шести приемников СЧД-Ч.

Информационный сигнал должен поступать на вход СЧД-Ч через устройство гальванической развязки.

В качестве устройства гальванической развязки могут использоваться: устройство согласования с линией (УСЛ), сигнальный трансформатор или неполярный конденсатор ёмкостью не менее 1 мкФ с рабочим напряжением не менее 400 В.

Питание коммутационных шкафов и компьютеров системы АПК-ДК производим от однофазной цепи переменного тока напряжением 220 В и частотой 50 Гц.

Подключение рассматриваемой аппаратуры АПК-ДК к источнику переменного напряжения производим через специализированные трехполюсные розетки, с заземляющим проводом.

Подключение к защитному контуру заземления осуществляется проводом с сечением каждой жилы не менее 2,5 ммІ.

Напряжение переменного тока 220 В подаем на аппаратуру АПК-ДК через отдельные предохранители от одного из стативов релейного помещения.

С целью защиты информации аппаратуры АПК-ДК, питание эксплуатационных шкафов и компьютеров осуществляем от устройств бесперебойного питания (УБП), выбор которых производим с учетом мощности, потребляемой устройствами.



4.ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ СИСТЕМЫ

В проектируемой системе АПК-ДК информация предоставляется при помощи локальной вычислительной сети, работающей по протоколу TCP/IP. Для каждого уровня разработано свое программное обеспечение которое представляет собой совокупность операционной системы (ОС) QNX, графической среды Photon и прикладных задач. Каждое приложение выполняет свои функции по приему, обработке и выдаче информации.

Программное обеспечение представляет собой совокупность операционной системы реального времени QNX и прикладных программ. При оснащении концентратора монитором для обеспечения отображения собранной информации непосредственно на станции ПО дополняется графической оболочкой Photon. На концентраторе центрального пункта для организации связи с АРМами верхнего уровня дополнительно устанавливается сетевой пакет TCP/IP. Каждое приложение выполняет свои функции по приему, обработке и выдаче информации.

Прикладное программное обеспечение концентратора АПК-ДК обеспечивает:

сбор и обработку дискретной, аналоговой и текстовой информации с контроллеров станционных и перегонных объектов, контроллеров устройств измерения нагрева буксовых узлов ДИСК-Б и других контроллеров, а также управление их работой;

обмен информацией с современными микропроцессорными системами АБ, ЭЦ, ДЦ, автоведения поезда, контроля состояния подвижного состава и т.д.;

передачу собранной информации от одного концентратора к другому

по сети QNX;

передачу всей собранной информации с концентратора ЦП через сеть

TCP/IP на автоматизированные рабочие места верхнего уровня (АРМ-ШЧД, АРМ-ДНЦ и др.);

ведение архива получаемых данных на концентраторах ЛП и ЦП;

контроль работы сетей QNXи системы ретрансляции данных,

автоматическое восстановление при сбоях;

синхронизацию текущего времени на всех концентраторах участка.

При оснащении концентратора АПК-ДК среднего уровня монитором дополнительно обеспечиваются следующие функции:

графическое отображение поездной ситуации на участке и состояния

контролируемых устройств на перегонах и станциях;

вывод текстовых сообщений об отказах устройств СЦБ на перегонах и

станциях;

вывод графической и текстовой информации о напряжении на путевых реле, напряжении питающих фидеров, времени и токе перевода стрелок;

вывод текстовых сообщений, получаемых от устройства измерения нагрева буксовых узлов ДИСК-Б;

вывод текстовых предупреждений о чрезвычайных ситуациях на перегоне и включение специальных ламп на пульт-табло в соответствии с этими ситуациями;

просмотр архива всех видов информации (поездной ситуации, отказов, сообщений от устройства измерения нагрева буксовых узлов ДИСК-Б, напряжения на путевых реле, напряжения фидеров, тока перевода стрелок, предупреждений о чрезвычайных ситуациях).

Прикладное программное обеспечение имеет модульную,

распределенную структуру. Связь между отдельными элементами программного обеспечения осуществляется на основе механизмов взаимодействия процессов, предоставляемых ОСРВ QNX.Модульная структура позволяет сделать весь комплекс ПО более гибким. Возможна

замена отдельных существующих модулей или добавление новых модулей, решающих новые задачи, без изменения всего комплекса программ. Кроме того, для каждого конкретного концентратора АПК-ДК устанавливается только тот набор программных компонентов, который необходим для решения возложенных на него задач, что позволяет максимально использовать вычислительные мощности компьютера. Так на концентраторы, не оснащаемые мониторами не нужно устанавливать графические приложения, а концентраторы линейных пунктов не имеющие сетевого соединения с АРМами верхнего уровня не требуют установки сетевых приложений передачи данных по сетям TCP/IP.

Все прикладное программное обеспечение концентратора АПК-ДК можно разделить на следующие группы:

1.драйверы устройств представляют собой прикладные программы, предназначенные для получения данных от низовых контроллеров, управления их работой, выполнения первичной обработки информации и передачи ее серверам данных;

2.серверы данных представляют собой прикладное программное обеспечение, предназначенное для приема данных от драйверов подсистемы контроля, маршрутизации принятой информации и формирования выходных данных для программ отображения, архивации и сетевой передачи информации;

3.серверы логической обработки выполняют логическую обработку состояний дискретных датчиков в соответствии с определенными правилами;

4.графические приложения АПК-ДК осуществляют вывод собранной

дискретной и аналоговой информации на экран монитора в текстовом и

графическом виде. На экране концентратора каждое приложение представляется в виде одного или нескольких окон графической оболочки Photon 1.14;

5.программы ведения архива представляют собой комплект приложений, осуществляющих формирование и удаление баз данных для ведения архива дискретной и текстовой информации;

6.сетевые приложения программного обеспечения концентраторов системы АПК-ДК обеспечивают передачу всех видов получаемой информации по сетям QNX от одного узла к другому. Также обеспечивается передача собранной информации по сети TCP/IP к АРМам верхнего уровня;

7.программы настройки используются для отладки работы аппаратных и программных средств концентраторов среднего уровня АПК-ДК. Они используются на этапе пуско-наладочных работ и для выявления причин неправильной работы комплекса.

Существует рабочие места АРМ-ШН, АРМ-ШЧД, АРМ-ДНЦ.

В качестве ЛП используется IBM PC совместимый компьютер (ПК)

промышленного исполнения, дополненный необходимыми платами сбора и обработки данных. Использование на станциях промышленных ПК повышает надежность работы комплекса в целом и снижает время восстановления системы после отказа. Это достигается путём применения в составе комплектующих ПК узлов, удовлетворяющих жестким стандартам надёжности и безопасности в тяжелых условиях эксплуатации и предусматривающих возможность «горячей» замены, а также за счет оснащения промышленных плат дополнительными аппаратными средствами мониторинга состояния вычислительной системы (сторожевой таймер, система оповещения об отказах вентиляторов, источников питания, повышения температуры внутри корпуса, и т.д.).

Все платы расширения устанавливаются в шасси промышленного компьютера и устанавливаются в слот ISA пассивной кросс-платы. В качестве устройства хранения информации используется НЖМД объёмом не менее 2 Гбайт с интерфейсом EIDE. При необходимости отображения

информации концентратор комплектуется 15”-дюймовым ЭЛТ-монитором и манипулятором «мышь». Питание концентратора осуществляется от источника бесперебойного питания, подключенного к гарантированным полюсам ПХ220-ОХ220. Шасси, источник бесперебойного питания и монитор крепятся на специальной стойке или в шкафу для электротехнического оборудования в помещении релейной ЭЦ.

В качестве устройств ввода информации в комплексе АПК-ДК

используются стандартные клавиатура и манипулятор типа "мышь". Для отображения текстовой и графической информации в составе концентраторов среднего уровня применяются стандартные ЖК-мониторы.

Все АРМы комплектуется ЖК-монитором, клавиатурой и манипулятором «мышь».оснащены являются подсистемой верхнего уровня аппаратно-программного комплекса диспетчерского контроля АПК-ДК. АРМ обеспечивают контроль технического состояния и планирование технического обслуживания устройств СЦБ и связи участка. Он предназначен для автоматизации выполняемых диспетчером дистанции сигнализации, связи и вычислительной техники задач по сбору и обработке оперативной информации о состоянии устройств СЦБ, оперативному управлению деятельностью дистанции и формированию баз данных, необходимых для решения долгосрочных задач. Комплекс программ работает на базе информации о состоянии устройств ЖАТ и поездном положении, собираемой концентраторами среднего уровня АПК-ДК.

АРМ-ШЧД решает следующие задачи:

отображение поездного положения на участке;

контроль движения поездов и технологических ситуаций;

фиксация и просмотр физических и логических отказов;

регистрация реакции сменного инженера дистанции сигнализации и связи на возникшие отказы;

контроль параметров (напряжения, сопротивления изоляции кабелей) рельсовых цепей и питающих фидеров;

прогнозирование состояния рельсовых цепей;

выявление и автоматизация процесса поиска неисправностей;

подсчет выработанного ресурса приборов;

ведение архивов поездного положения, технологических ситуаций аналоговых измерений, отказов приборов и т.д.;

формирование данных для систем управления АСУ-Ш.

АРМ-ДНЦ и АРМ-ШЧД осуществляет выполнение следующих автоматизированных функций:

сопряжение с концентратором АПК-ДК и шлюзовым компьютером системы ДЦ;

отображение поездного положения;

автоматическое слежение за подвижными единицами;

автоматическое ведение графика исполненного движения;

ведение журнала диспетчерских приказов;

подготовка план-графика;

получение информации из АСОУП;

расчет показателей работы и анализ графика;

ведение баз данных;

связь с другими информационными системами (АСОУП).



5. ОХРАНА ТРУДА НА ПЕРЕГОНЕ А-Б. СРЕДСТВА ЗАЩИТЫ ОТ ПОРАЖЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ТОКОМ. ЗАЩИТНОЕ ЗАЗЕМЛЕНИЕ И ЕГО РАСЧЕТ

5.1 Значимость профессии электромонтера

Обслуживание устройств автоблокировки -- процесс, связанный с повышенной вероятностью травматизма, так как работники часто находятся в зонах повышенной опасности. Для обеспечения безопасных условий труда обслуживающего персонала следует уделить особое внимание улучшению и оптимизации их рабочих условий.

Несмотря на ряд мероприятий, направленных на сокращение электротравматизма на железнодорожном транспорте, проблема по-прежнему остается актуальной. Особенно высокий уровень электротравматизма отмечается среди рабочих профессий, относящихся к электротехнической отрасли. Такие травмы часто имеют летальный исход и составляют значительную долю от общего числа травм на железнодорожном транспорте.
Электротравмы могут получать не только рабочие электроспециальностей, но и другие люди, которые не имеют непосредственного отношения к электрооборудованию. Поэтому необходимо активно работать над профилактикой травм в железнодорожной сфере путем совершенствования технических и организационных мер безопасности. Одним из важных шагов может стать оптимизация условий труда работников, обслуживающих устройства автоблокировки, что позволит снизить вероятность получения травм в зоне, связанной с высоким риском для жизни и здоровья.

Внедрение системы АПК-ДК в оборудование перегона приносит ряд положительных изменений в условиях труда. Оно позволяет значительно сократить количество людей, работающих на перегоне, уменьшить объем и время монтажных работ при запуске системы в эксплуатацию, а также сократить время, в течение которого обслуживающий персонал находится на линии.

Применение данной системы может способствовать улучшению условий труда работников и сокращению времени, проведенного в опасных зонах (на железнодорожных путях). Более того, установка системы может уменьшить вероятность возникновения различных производственных аварий и иных непредвиденных ситуаций, что также отображается на безопасности работников.

5.2 Нормативные требования к заземлению электроустановок

В Министерстве энергетики РФ был учрежден Государственный энергетический надзор Минэнерго России (Госэнергонадзор), предназначенный для контроля за безопасной эксплуатацией электроустановок. Государственный орган выпускает нормативные правовые акты, которые нацелены на обеспечение безопасности эксплуатации электроустановок.

В числе главных нормативных правовых актов по безопасности эксплуатации электроустановок выделяются следующие:

Правила устройства электроустановок. В данный документ включены определения, область применения и общие рекомендации по устройству электроустановок. Документ также содержит рекомендации по выбору проводников и электрических аппаратов во время проектирования, монтажа и эксплуатации электроустановок.

Межотраслевые правила по охране труда (правила безопасности) при эксплуатации электроустановок. В данном документе описываются требования безопасности, которые должны быть соблюдены персоналом при эксплуатации, обслуживании, наладке, испытаниях, измерениях и ремонте электроустановок потребителей.

Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей, которые были утверждены приказом Минэнерго РФ от 13 января 2003 года. Этот документ определяет требования, которые предъявляются к потребителям, использующим электрическую энергию, в рамках эксплуатации и обслуживания электроустановок.

Работы по обслуживанию электроустановок автоблокировки регламентируются графиком технологического процесса, разрабатываемым в соответствии с инструкцией по техническому обслуживанию и ремонту устройств СЦБ №3168р.

Согласно разделу 11 таблицы 1 инструкции 3168р к работам на высоте относятся следующие виды работ:

Измерение напряжений и токов цепей питания на питающей установке.

Внешний осмотр, проверка состояния и чистка элементов питающей установки без устройства бесперебойного питания (УБП).

Внешний осмотр, проверка состояния и чистка элементов питающей установки с УБП.

Проверка состояния кабельных ящиков электропитания устройств СЦБ.

Проверка степени нагрева коммутационных элементов, обмоток трансформаторов силовых цепей и предохранителей номиналом выше 20А. Проверка работы схемы контроля перегорания предохранителей питающей установки.

Комплексная проверка распределительных устройств, панелей питания, включающая устройства защиты, автоматического заряда аккумуляторных батарей, трансформаторы, выпрямители, преобразователи.

Измерение выпрямленного напряжения и тока на выходе выпрямителя для заряда аккумуляторных батарей.

Проверка резервного электропитания переменного тока на станции путем отключения основного источника на резервный.

Проверка состояния и пробный запуск преобразователей напряжения резервного питания с подключением нагрузки.

Участие в проверках правильности подключения устройств заземления опор контактной сети, постов секционирования, мостов и других конструкций, присоединённых отсасывающих линий, междупутных электротяговых соединителей к электрическим рельсовым цепям с анализом плана их подключения проводимой работниками дистанции энергоснабжения.

Диагностические испытания и измерения электрических сетей, предназначенных для электроснабжения устройств СЦБ постов ЭЦ, сигнальных установок автоблокировки и переездной сигнализации, выполняемые совместно с работниками ЭЧ.

5.3 Расчет защитного заземления электроустановок

В работе рассматриваются меры по обеспечению безопасности при эксплуатации устройств автоблокировки. Одной из главных проблем, которую необходимо решить в этом проекте, является защита обслуживающего персонала от возможного опасного перенапряжения или токов короткого замыкания. Для предотвращения поражения электрическим током предусмотрено использование защитного заземления.

На рисунке 4.1 представлена схема измерения напряжения прикосновения и величины тока, протекающего через человека.

Рисунок 4.1 - Схема измерения напряжения прикосновения и величины тока, протекающего через человека

На схеме показан случай сообщения одной из фазы с корпусом электроустановки. При отключенном заземлении, когда ключ К находится в разомкнутом состоянии, весь ток протекает через человека. При плохом сопротивлении изоляции сила тока будет значительна - это может привести к поражению человека. При включенном заземлении, когда ключ К находится в замкнутом состоянии, ток будет протекать как через человека, так и через заземление. Кроме того, сопротивление заземления выбирается значительно меньшим, чем сопротивление человека , что позволяет основному току протекать через заземлитель.

Таким образом, использование защитного заземления является эффективным способом обеспечения безопасности обслуживающего персонала при эксплуатации устройств автоблокировки.

Исходные данные для расчета защитного заземления:

напряжение электроустановки, U - 380 В;

мощность питающих трансформаторов, P - 100 кВА;

форма вертикальных заземлителей - стержень;

длина вертикальных заземлителей, L - 2,5 м;

диаметр стержня, d - 0,08 м;

глубина заложения, - 0,5 м;

расстояние между вертикальными заземлителями, а - 0,75 м;

род грунта - суглинок, удельное сопротивление, р - 100 Ом·м;

климатическая зона - II.

Для расчёта сопротивления одиночного вертикального заземлителя, используется формула (4.1):

где h - расстояние от середины заземлителя до поверхности грунта, м;

Расчетное удельное сопротивление грунта рассчитывается по формуле (4.2):

где ц - коэффициент сезонности, учитывающий возможности повышения сопротивления грунта в течение года (ц = 1,7).

Ориентировочное число одиночных заземлителей, формула (4.3):

где - требуемое по нормам допускаемое сопротивление заземляющего устройства, 10 Ом;

- коэффициент использования вертикальных заземлителей, для ориентировочного расчета - 1.

Принимаем 5 одиночных заземлителей.

Необходимое число вертикальных заземлителей, формула (4.4):

где - действительное значение коэффициента использования для вертикальных заземлителей, 0,75.

Принимаем 7 вертикальных заземлителей.

Расположение заземлителей в плане принимаем по замкнутому контуру с расстоянием между смежными заземлителями равным 2l, тогдаа - 5 м. Минимальная длина полосы, соединяющей одиночные заземлители, формула (4.5):

Реальная длина полосы с учетом расстояния до заземленного электродвигателя составит - 42 м.

Сопротивление стальной полосы, соединяющей стрежневые заземлители, формула (4.6):

где - расчетное удельное сопротивление грунта (формула (4.7)), Ом·м;

В - ширина полосы, 0,04 м.

где - коэффициент сезонности для горизонтального заземлителя, 3,6.

Общее расчетное сопротивление заземляющего устройства с учетом соединительной полосы, формула (4.8):

где - коэффициент использования горизонтального заземления, 0,48.



Правильно рассчитанное заземляющее устройство должно отвечать условию: R ? .

Следовательно, расчет выполнен верно.

5.3 Экспертиза рабочего места на соответствие требованиям электробезопасности

Техническое освидетельствование является неотъемлемой частью обеспечения безопасности и качества работы электрических установок. Объектами, подлежащими обязательному техническому освидетельствованию, являются электрические установки классом напряжения 1 кВ и силовые трансформаторы, включая автотрансформаторы классом напряжения 1 кВ и выше, линейные регулировочные трансформаторы и вольтодобавочные трансформаторы.

Для обеспечения проведения технического освидетельствования необходимо выполнение ряда требований:

сформировать перечень объектов технического освидетельствования с возможностью его расширения для каждого объекта электроэнергетики, а также периодичность проведения их технического освидетельствования;

сформировать и утвердить годовые и перспективные графики технического освидетельствования на срок не менее пяти лет; образовать комиссию по проведению технического освидетельствования (далее - комиссия);

определить критерии привлечения к работе комиссии представителей специализированных организаций и организаций-изготовителей оборудования;

определить сроки проведения первичного технического освидетельствования объектов технического освидетельствования при отсутствии в документации организации-изготовителя оборудования или проектной документации установленного срока службы (срока эксплуатации);

утвердить формы документов, подтверждающих проведение мероприятий, проводимых в рамках технического освидетельствования, и итоговых документов, формируемых по результатам работы комиссии;

разработать мероприятия, направленные на обеспечение продления срока эксплуатации объекта технического освидетельствования по результатам проведенного технического освидетельствования. Экспертиза рабочего места электромеханика СЦБ, осуществляющего техническое обслуживание электроустановок автоблокировки включает в себя следующий перечень работ:

проверка исправности системы защитного заземления (сопротивление защитного заземления не должно превышать нормативные значения - 10 Ом);

проверка исправности системы автоматического выключения при возникновении токов короткого замыкания (автоматические выключатели должны обеспечивать надёжное срабатывание автоматического расцепителя при возникновении токов, превышающих трехратный номинал электромагнитного расцепителя в течении 0,5 секунды);

проверка исправности системы контроля токов утечки (превышение токов утечки не должно превышать 10мА);

проверка исправности диэлектрической изоляции нетоковедущих частей электропитающей установки (сопротивление изоляции переменного току должно быть не менее 10Мом);

проверка исправности индикаторов и указателей наличия напряжения на токоведущих частях (индикаторы тока и указатели напряжения должны обеспечивать четкое отображение достоверной информации);

проверка исправности системы защиты от коммутационных перенапряжений (система защиты должна предотвращать всплески трехкраного напряжения в течении 0,5 секунды до номинальных значений).

Для обеспечения безопасной работы электромеханика необходимо соблюдать приведенные требования к проверяемому рабочему месту. При несоответствии данным требованиям электроустановка должна быть признана не прошедшей испытание и не допущена к эксплуатации.

Назначение электрозащитных средств заключается в изоляции человека от воздействия электрического тока или снижении силы тока до безопасной величины. Электрозащитные средства могут быть подразделены на коллективные и индивидуальные.

К коллективным средствам относятся защитные ограждения щитов, экраны, использование безопасного напряжения, применение средств заземления, зануления и отключения проводов электрического тока, а также сигнализация и блокировка. Особое значение имеет расположение опасных или незащищенных проводов на недоступной высоте.

Индивидуальные средства защиты позволяют электромеханику обеспечить безопасность в личном порядке. К ним относятся шлемы, защитные очки, костюмы, перчатки, обувь, поясы безопасности, ранцы и другие подобные средства. Индивидуальные средства защиты должны быть подобраны в зависимости от характера работы и условий ее выполнения.

Назначение средств защиты заключается в изолировании человека от воздействия электрического тока или снижении величины силы тока, проходящего через тело человека, до безопасной величины. По характеру применения электрозащитные средства подразделяются на средства коллективной и средства индивидуальной защиты.

Важно отметить, что использование коллективных и индивидуальных средств защиты необходимо для обеспечения безопасности работ на электроустановках и охраны здоровья человека.



В данной главе рассмотрены меры, направленные на улучшение условий труда и создание благоприятной рабочей обстановки. Осуществление этих мероприятий приводит к ограничению воздействия опасных и вредных производственных факторов на работников. Реализация данной программы является хорошим дополнением к тем условиям труда, которые обеспечивает система АПК-ДК.



6. ОЦЕНКА МАТЕРИАЛЬНЫХ ЗАТРАТ НА ПРОВЕДЕНИЕ МОДЕРНИЗАЦИИ

6.1 Общие положения

Внедрение АПК-ДК преследует четыре цели:

предоставление оперативному персоналу управления движением поездов расширенной информации о положении поезда и состоянии устройств СЦБ на участке контроля;

обеспечение оперативной и достоверной информацией, что позволит оперативному персоналу дистанции сигнализации получать актуальную информацию о состоянии устройств СЦБ;

сокращение времени поиска, локализации, определения и устранения неисправностей;

улучшение информационного обеспечения, автоматизация рутинных операций и оптимизация работы оперативного персонала.

Внедрение системы АПК-ДК позволяет улучшить показатели качестваработы железной дороги. В результате, эффект от внедрения достигается за счет:

повышения безопасности движения поездов;

социального эффекта от внедрения системы АПК-ДК;

снижения количества штрафных баллов за счет получения своевременной, полной и достоверной информации об устройствах ЖАТ;

сокращения непроизводительных задержек поездов в пути следования;

повышения надежности оборудования за счет своевременного выявления предотказных состояний;

создания технической базы для перехода на современную стратегию обслуживания оборудования и, соответственно, сокращения обслуживающего персонала;

снижения эксплуатационных расходов.

Социальный эффект от внедрения АПК-ДК заключается в улучшении условий работы диспетчерского аппарата, за счет комплексного решения вопроса управления движением поездов и оперативного персонала дистанции сигнализации[15].

6.2 Расчет затрат на внедрение АПК-ДК

Капитальные вложения на железнодорожном транспорте - совокупность затрат, направленных на создание новых, расширение, реконструкцию, техническое переоснащение существующих объектов и создание или приобретение технических средств и нематериальных активов.

Капитальные затраты, связанные с внедрением АПК-ДК, включают в себя расходы на приобретение, монтажные работы, адаптацию и наладку.

Поставщиком оборудования является ООО «КИТ», актуальные цены взяты из Прайс-листа на 01.01.2023 г. и представлены в виде таблицы 3.1.

Таблица 3.1 - Калькуляция затрат на оборудование АПК-ДК

Наименование	Показатели
	Стоимость единицы, руб	Количество, шт	Общая стоимость, руб
1	2	3	4
Место электромеханика рабочее автоматизированное	469788,00	2	939576,00
Место дежурного по станции рабочее автоматизированное	487187,00	2	974374,00
Обеспечение программное	215000,00	1	215000,00
Устройство согласования с линией УСЛ	8385,00	2	16770,00
Селектор частот демодулирующий СЧД-Ч-8	36125,00	3	108375,00
Автомат контроля сигнальной точки АКСТ-Ч-16/3М	34735,00	20	694700,00
Плата ВР-32	41706,00	2	83412,00
Источник бесперебойного питания	48345,00	2	96690,00
Шкаф линейного пункта диагностирования	98000,00	2	196000,00
Концентратор линейного пункта	376958,00	2	753916,00
Итого:	4078813,00

Таким образом, капитальные вложения при внедрении системы АПК-ДК составили 4078,813 тыс. руб.

6.2 Расчет текущих затрат на обслуживание перегона, оборудованного АПК-ДК

Формула для определения эксплуатационных расходов:

где СФЗП - затраты на фонд заработной платы;

Сотч - социальные отчисления (пенсионное, медицинское, социальное страхование);

Сэ - затраты на электроэнергию;

Срем - затраты на текущий ремонт оборудования;

Снакл - затраты на накладные расходы;

А - амортизационные отчисления - это процесс возмещения износа основных фондов путём перенесения утраченной ими стоимости на изготовленный продукт.

На перегоне, оборудованном АПК-ДК, обслуживание устройств СЦБ проводится 2 электромеханиками. Средняя заработная плата электромеханика 56000 руб. в месяц. Общий фонд заработной платы рассчитывается по формуле (3.2):

где N - количество работников.

Сумма отчислений на социальные нужды берется в размере 30,4% от фонда заработной платы и рассчитывается по формуле (3.3):

Тогда:

Расходы на электроэнергию определяются по формуле (3.4):

где Цэ/э - цена 1кВт•ч силовой электроэнергии (3,2 руб.);

1,2 - коэффициент, учитывающий потери электроэнергии в сети;

Ксп - средний коэффициент спроса (0,3);

Руст - суммарная установленная мощность оборудования (10 кВт);

Fоб - годовой фонд рабочего времени оборудования в одну смену (1993);

Мсм - число смен работы оборудования (3);

Кз - коэффициент загрузки оборудования (0,72).

Тогда

Расходы на ремонт (материалы и запасные части) рассчитываются по формуле (3.5):

Накладные расходы принимаются равными 10% от фонда оплаты труда:

Амортизационные отчисления составляют 5% от суммы капитальных вложений:

Эксплуатационные затраты за год по формуле (3.1) составляют:

Эксплуатационные затраты за год с амортизационными отчислениями составляют:

Таким образом, эксплуатационные затраты за год составили 2181,297 тыс. руб.



6.3 Расчет экономической эффективности и срока окупаемости внедрения АПК-ДК

При внедрении АПК-ДК обеспечивается возможность эксплуатации устройств СЦБ на перегонах меньшей численностью работников на основании распоряжения 217р от 03.02.2010 «О нормативах численности работников дистанций СЦБ ОАО «РЖД». Таким образом, на участке из 3 электромехаников сокращается 1 электромеханик. Экономия за счет сокращения годового фонда заработной платы составит:

Экономия за счёт отчислений на социальные нужды рассчитывается по формуле (3.3):

Экономия за счет накладных расходов принимаются равной 10% от сэкономленного фонда оплаты труда:

Суммарный экономический эффект за год составляет:

Таким образом, экономическая эффективность составила 943,488 тыс. руб.

Срок окупаемости устройств АПК-ДК рассчитываются по формуле (3.6):

Срок окупаемости внедрения устройств АПК-ДК на перегоне А-Б составляет 4,3 года, что удовлетворяет технико-экономическим требованиям для практического осуществления данного проекта и позволяет оценить эффективность как очень высокую.

Вывод по разделу

Внедрение аппаратно-программного комплекса диспетчерского контроля является экономически выгодным решением, что подтверждается результатами расчетов, приведенных на чертеже №6. Новые возможности технических средств управления, сбора и обработки информации с устройств СЦБ позволяют сократить эксплуатационный персонал, что приводит к снижению затрат на выплаты заработанных плат. Суммарный экономический эффект за год составляет 943,488 тыс. руб. Срок окупаемости данного проекта составит менее 5 лет.

Данные, полученные в экономическом разделе, позволяют считать целесообразным внедрение системы АПК-ДК.

Выбор данной системы объясняется, прежде всего, ее экономической рациональностью. Однако, помимо этого, АПК-ДК обладает рядом других значительных преимуществ. В результате внедрения системы АПК-ДК на перегон происходит:

повышение качества регулирования за счет автоматизации процесса планирования движения поездов, прогнозирования возможных затруднений в работе и принятия мер по их своевременному предотвращению;

ускорение процесса сбора, передачи и записи информации, что позволяет минимизировать задержку информации;

повышение уровня безопасности движения благодаря интеллектуализации технических средств управления.



ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В эксплуатационном разделе дипломного проекта были рассмотрены различные виды систем технической диагностики, их назначение и характеристики.

В техническом разделе была рассмотрена система АПК-ДК, ее структурная схема, перегон А - Б был оборудован перегонными устройствами, схемы подключения которых так же представлены в данном разделе.

В экономической части рассчитаны показатели эффективности внедрения АПК-ДК и срок окупаемости, который составил 4,3 года.

В разделе безопасности жизнедеятельности рассмотрены средства защиты от поражения электрическим током и рассчитано защитное заземление.

Таким образом, внедрение в эксплуатацию аппаратно-программного комплекса диспетчерского контроля (АПК-ДК) на перегоне станций А - Б позволит повысить качество эксплуатации систем и устройств ЖАТ.



СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ

МУ И-277-00. Кодовая электронная блокировка КЭБ-1 для двухпутных участков при всех видах тяги с непрерывным кодированием рельсовых цепей при движении в неправильном направлении с установкой аппаратуры в новых релейных шкафах. - Введ. 2001-10-26. - СПб. : Гипротранссигналсвязь, 2001. - 44 с.

Путевая блокировка и авторегулировка /Н.Ф. Котляренко [и др.]. - М. : Транспорт, 1983. - 408с.

Шариков В.А. Частотный диспетчерский контроль / В.А. Шариков, И.И. Эбель. - М. : Транспорт, 1969. - 180 с.

Казаков А.А Автоматизированные системы интервального регулирования движения поездов / А.А. Казаков, В.Д. Бубнов, Е.А. Казаков. - М. : Транспорт, 1995. - 320с.

Диагностирование устройств железнодорожной автоматики и агрегатов подвижных единиц : учебник / Бойник А.Б. [и др.]. - Х. : Новое слово, 2008. - 304 с.

Технические решения автоматизированной системы диспетчерского контроля АСДК за движением поездов и состоянием технических средств железнодорожной автоматики и связи. - Л. : ГТТС, 1995. - 100с.

Сурин А. В. Системы автоматизированного управления движением высокоскоростного транспорта. Ч. 1 : учеб.-метод. пособие / А. В. Сурин. - Екатеринбург : УрГУПС, 2016. - 81 с.

Федорчук А. Е. Автоматизация технического диагностирования и мониторинга устройств ЖАТ (система АДК-СЦБ) : учеб. пособие / А. Е. Федорчук, А. А. Сепетый, В. Н. Иванченко. - М. : ФГБОУ «Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте», 2013. - 400 с.

410205-ТМП. Устройство технической диагностики состояния устройств СЦБ на базе ИВК-АДК. - Введ. 2004-02-03. - СПб. : Гипротранссигналсвязь, 2004. - 74 с.

410726-ТМП. Система диспетчерского контроля и диагностики устройств железнодорожной автоматики и телемеханики АПК-ДК. -Введ. 2008-08-14. - СПб. : Гипротранссигналсвязь, 2007. - 128 с.

411111-ТМП. Система диспетчерского контроля и диагностики устройств железнодорожной автоматики и телемеханики АПК-ДК. - Введ. 2013-03-22. - Санкт-Петербург :Гипротранссигналсвязь, 2011. - 115 с.

Епифанова Е.П. Системы интервального регулирования движения поездов на перегонах : учеб. пособие / Е.П. Епифанова, А.Г. Прохоренко, А.С. Яковлева. - Хабаровск : ДВГУПС, 2013. - 87 с.

16936-70-00 РЭ. Кодовая автоматическая блокировка на электронной элементной базе КЭБ. Генератор кодов ГК-КЭБ. - СПб. : ГТСС, 2006. - 18 с.

Соколов В.И. Кодовая автоматическая блокировка на электронной элементной базе КЭБ-1 : учеб.-метод. пособие /В.И.Соколов. - Екатеринбург : УрГУПС, 2002. - 34 с.

Экономическое обоснование технических решений : метод. рекомендации / С. В. Рачек [и др.]. - Екатеринбург : УрГУПС, 2018. - 79 с.

МУ И-352-01. Система диспетчерского контроля АПК-ДК. - Введ. 2001-06-21. - СПб. : ПГУПС, 2001. - 16 с.

Аппаратура RUS «КИТ» [Электронный ресурс]. - URL: http://www.apkdk.ru/products/apparatus/ (дата обращения 27.03.2023)

Распоряжение «О нормативах численности работников дистанций СЦБ ОАО «РЖД»» от 03.02.2010 № 217р // Официальный интернет-портал правовой информации

Попова Н. П. Безопасность жизнедеятельности : метод. указания / Н. П. Попова, Н. В. Гущина, О. А. Шерстюченко. - Екатеринбург : УрГУПС, 2017. - 41 с.

Приказ «Об утверждении правил по охране труда при эксплуатации электроустановок» от 15.12.2020 № 903н // Официальный интернет-портал правовой информации

Распоряжение «Об утверждении инструкции по техническому обслуживанию и ремонту устройств СЦБ» от 30.12.2015 № 3168р // Официальный интернет-портал правовой информации

Размещено на Allbest.Ru/