СВЕТОДИОДНЫЕ СВЕТООПТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ – РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ НА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОМ ТРАНСПОРТЕ

Повышение надежности функционирования и ресурсосбережения –актуальные вопросы для устройств сигнализации, централизации и блокировки (СЦБ). Важность решения этих задач в настоящее время возрастает из-за непрерывного процесса модернизации устройств и систем на железнодорожном транспорте, а также внедрении информационно-управляющих электронных систем в структуру ОАО «РЖД».

До недавнего времени светофоры являлись одними из тех немногих устройств СЦБ, которых не коснулись достижения современной микроэлектроники. В последнее время эта ситуация изменилась в связи с появлением отечественных разработок светофоров с использованием светодиодных матриц (СДМ), которые обладают рядом преимуществ по сравнению с традиционными лампами накаливания.

Светофор - это напольное устройство, предназначенное для передачи информации с помощью световых индикаций. Машинист и помощник машиниста подвижного состава воспринимают показание светофора как сигнал к остановке или движению с определенной скоростью.

Обеспечение безопасности движения поездов - основная функция светофоров на перегонах и станциях. В настоящее время большинство перегонов оборудовано светофорами, где в качестве источников света используются традиционные лампы накаливания, которые обладают следующими существенными недостатками: достаточно низкий срок службы - 2000 часов; низкая надежность ламп; создание опасности неправильного восприятия показания сигнала из-за отражения или прохождения через открытую крышку головки светофора солнечных лучей; уязвимость к механическим воздействиям.

Все эти недостатки возможно устранить внедрением светофорных головок с модулями светодиодных систем на перегоне.

Внешний вид светодиодной светооптической системы (ССС) представлен на рисунке 1.

Рисунок 1. Внешний вид светодиодной светооптической системы

Светодиод - это полупроводниковый прибор, преобразующий электрический ток непосредственно в световое излучение, который состоит из полупроводникового кристалла на подложке, корпуса с контактными выводами и оптической системы.

Использование светодиодов в осветительных приборах является наиболее передовой технологией освещения.

Основные преимущества светодиодов: потребляемая мощность мала; экономичность; увеличение срока службы в десятки раз (до 100 000 часов); эксплуатационная надежность высока; снижение эксплуатационных расходов и трудоемкости обслуживания с переходом на малолюдную технологию обслуживания; при отражении солнечных лучей исключение появления ложных сигналов светофора; повышенная механическая прочность; отсутствие цветных линз и светофильтров; защищенность светодиодных систем вандалоустойчивыми колпаками из ударопрочного оптического поликарбоната, отличающегося высокой светопропускающей способностью; в среднем излучение светодиодного светофора в различных погодных и климатических условиях ярче на 20 %, чем излучение традиционного линзового светофора, что существенно повышает безопасность движения, в том числе, и на высокоскоростных магистралях; экологическая безопасность; отсутствие необходимости в регулярном техническом обслуживании.

ЗАО «Ассоциация АТИС» (Санкт - Петербург) является разработчиком ламп светодиодных железнодорожных ЛСЖ, которые предназначены для непосредственной замены ламп накаливания в железнодорожных светофоров с децентрализованными релейно-контактными системами числовой кодовой автоблокировки (АБ) без замены светооптической системы. Внешний вид лампы ЛСЖ приведен на рисунке 2.

Рисунок 2. Внешний вид лампы ЛСЖ

На рисунке 3 представлена установка светодиодной лампы в линзовом комплекте железнодорожного светофора.

Рисунок 3. Установка светодиодной лампы в линзовом комплекте железнодорожного светофора

Лампы ЛСЖ обладают максимальным энергосбережением за счет использования минимального количества светодиодов, низкой потребляемой мощностью, которая не превышает 3 Вт; средним временем наработки на отказ до 150000 часов. [2]

По электрическим и геометрическим параметрам лампа светодиодная полностью взаимозаменяема с используемой в настоящее время в линзовых комплектах традиционной лампой накаливания ЖС 12-15+15. Лампа ЛСЖ позволяет получить более высокую силу света линзового комплекта (в 2-3 раза). Не требует дополнительных адаптеров или модернизации и замены существующих устройств СЦБ, т.к. полностью совместима с существующими интерфейсами управления. Лампа ЛСЖ менее чувствительна к наводкам, возникающим между жилами в цепях управления, чем традиционная лампа накаливания. В конструкцию лампы интегрируется элемент, который позволяет производить юстировку светофорных головок в эксплуатации, с применением доступного, достаточно дешевого, высокоэффективного оборудования. Значительно снижается вероятность отказа светофора по причине плохого контакта, т.к. непосредственный контакт с электродами держателя лампы является плоскостным, а не точечным, как в лампах накаливания. За эквивалентный период эксплуатации стоимость лампы ЛСЖ существенно меньше стоимости лампы накаливания, применяемой в настоящее время. Высокая экономия трудовых и финансовых ресурсов при эксплуатации. Корпус лампы изготавливается из алюминиевого сплава, что говорит об экологической безопасности продукта (практически 100 % утилизация).

Также хотелось остановиться на такой важной проблеме, как обеспечение безопасности движения поездов. По техническим условиям ТУ [1, 3] предусмотрена юстировка каждого линзового комплекта относительно нити лампы накала, которая должна быть отсортирована по принципу соответствия геометрического положения тела накала на производстве. Средняя стоимость лампы ЖС12-15+15 составляет в пределах 50 рублей. Вызывает сомнение реальность этого действия при обозначенной стоимости лампы накаливания. Если юстировка не произведена, то, следовательно, не обеспечивается требуемая сила света и заданное направление луча. Поэтому есть вероятность неверного восприятия сигнала машинистом движущегося поезда и создание высокой угрозы безопасности движения. В лампах ЛСЖ исключена необходимость дополнительной юстировки линзового комплекта при смене лампы, потому как в лампах ЛСЖ обеспечивается точное геометрическое позиционирование «нити» накала в линзовом комплекте.

Список литературы:

1. ГОСТ 11947-90 Комплекты светофильтров - линз и линз для линзовых светофоров железнодорожного транспорта.
2. ЗАО «АТИС АССОЦИАЦИЯ» [Электронный ресурс]. - Режим доступа. - URL: http://as-atis.ru/production/svetofor (Дата обращения 30.04.2017г.)
3. Лампы накаливания малогабаритные и среднегабаритные для светофоров железнодорожного транспорта. Технические условия. ТУ16-675. 217-87. Взамен ГОСТ 11085-79.