(приложение №1 к ПТЭ)

Светофор является основным типом сигнала при автоблокировке. Различают светофоры линзовые и прожекторные.

Светофор состоит из мачты, фундамента и светосигнальных устройств (Рисунок 4.4). Светосигнальные устройства состоят в свою очередь из корпуса, фонового щита с козырьками и оптической части с одной, двумя или тремя оптическими системами. Головка и фоновый щит с тыльной стороны окрашиваются алюминиевой краской, козырьки и фоновой щит с сигнальной стороны – в черный цвет. При необходимости подать большее количество сигналов на светофорной мачте укрепляют две и более светофорные головки.

В линзовом светофоре для каждого сигнального показания имеется отдельный оптический прибор, в который входит ламподержатель с электрической лампой и линзовый комплект, состоящий из одной наружной бесцветной выпуклой линзы одной цветной внутренней и одной призматической бесцветной линзы – отклоняющей вставки (рисунки 4.5-4.7). Цветная линза окрашивает световой поток, падающий на линзу от лампы, в тот цвет, который имеет сама линза (красный, желтый, зеленый, лунно-белый или синий), а также собирает этот поток в один пучок. Наружная бесцветная линза служит для того, чтобы собрать падающие на нее лучи окрашенного света в узкий пучок и направить его параллельно пути. Отклоняющая вставка имеет своим назначением отклонять часть лучей окрашенного света от основного пучка на путь для того, чтобы сигнал можно было видеть, находясь в непосредственной близости от светофора (10 м).

В светофорах, устанавливаемых на кривых, линзовый комплект дополняется рассеивающим стеклом, укрепленным с наружной стороны бесцветной линзы. Рассеивающее стекло хотя и снижает дальность видимости светофора, но зато позволяет видеть сигнал при следовании поезда на протяжении всей кривой. В линзовых светофорах применяются специальные электрические лампы (с концентрированной нитью накала) напряжением 12 В и мощностью 15-25 Вт. Лампа устанавливается так, чтобы нить накала находилась точно в фокусе линзового комплекта.

а) — мачтовый; б) — карликовый; в) — переездный; г) — оповестительный пешеходной сигнализации

Рисунок 4.4 – Светофоры

Рисунок 4.5 – Линзовый светофор

Линзовый комплект светофора с двухнитевой лампой состоит:

а) из ламподержателя 1 и двухнитевой лампы накаливания;

б) металлического или пластмассового корпуса 2;

в) прижимного кольца 3;

г) светофильтров-линз 4 (красного, желтого, зеленого, синего
или лунно-белого цвета);

д) наружной бесцветной линзы 5 – ступенчатой линза Френеля (из стекла или поликарбоната ударопрочной пластмассы);

е) трех лапок 7 с винтами 6 для закрепления светофильтра-линзы в корпусе.

Рисунок 4.6 – Устройство линзового светофора с двухнитевой лампой

Отличительной особенность линзового комплекта с однонитевой лампой является конструкция ламподержателя 1 и лампы накаливания 2. Линзовые комплекты с одно и двухнитевыми лампами могут дополняться рассеивающими линзами 6 и отклоняющими вставками 7. Отклоняющая вставка устанавливается в центральной части линзового комплекта между светофильтром-линзой 3 и прозрачной внешней линзой 5.

Рисунок 4.7 – Устройство линзового светофора с однонитевой лампой

Прожекторный светофор вместо нескольких линзовых комплектов имеет один комплект, состоящий из зеркального рефлектора (отражателя), лампы мощностью 5 или 10 Вт, подвижных светофильтров (цветных стекол) и двух плосковыпуклых линз (Рисунок 4.8).

Применение в прожекторном светофоре рефлектора позволяет использовать свыше 70 % светового потока лампы (в 2-3 раза больше, чем у линзовых светофоров) и тем самым почти в 1,5 раза увеличить дальность видимости сигнальных огней при одновременном снижении расхода электроэнергии. Изменение сигнальных огней в прожекторном светофоре достигается применением подвижной рамки в виде сектора, в котором вставлены три светофильтра – красный, желтый и зеленый. Этот сектор стоит между лампой (источником света) и линзой. Управляемый специальным электромагнитом (реле) сектор может устанавливаться в среднее, крайнее левое и крайнее правое положения.

Когда блок-участок занят, между лампой и линзой устанавливается красный фильтр и прожектор подает красный сигнал. При одном свободном блок-участке между лампой и линзой устанавливается желтый светофильтр — горит желтый огонь. При наличии двух и более свободных блок-участков перед лампой устанавливается зеленый светофильтр – светофор сигнализирует зеленым огнем.

Рисунок 4.8 – Прожекторный светофор

Длительный опыт эксплуатации железнодорожных светофоров, где в качестве источников света используются лампы накаливания, позволяет сделать вывод, что их технико-экономические показатели невысоки. Срок службы светофорных ламп не превышает 2000 часов, они имеют низкую надежность, более того до 0,2 % из них отказывают ранее установленного срока службы. Цветные линзы-светофильтры создают опасность неправильного восприятия показания сигнала из-за отраженных или проходящих через открытую крышку головки светофора солнечных лучей.

Применение в качестве линз светофоров обычного стекла приводит к массовому их повреждению в результате случаев вандализма. Ежегодно по этой причине приходится менять до 10 % линз. Использование защитных металлических решеток или полимерного стекла не в полной мере гарантирует их защиту и, кроме того, снижает дальность видимости огней светофоров.

За прошедшие 50 лет светофоры не претерпели существенных качественных изменений. Большие надежды были связаны с применением двухнитевых ламп, однако это не дало стопроцентного резервирования источника света. Так, при разгерметизации колбы лампы, что происходит довольно часто, одновременно перегорают обе нити. Кроме того, за последние годы качество светофорных ламп заметно ухудшилось. Поэтому перспектива замены ламповых светофоров на альтернативные высоконадежные источники света сейчас действительно актуальна.

Светодиоды – это слаботочные приборы, способные излучать световую энергию при низких напряжениях и малых размерах. Это несомненное преимущество: можно получить источники световых сигналов с малым потреблением электроэнергии и обеспечить регулировку силы света изменением скважности импульсов питающего напряжения. При этом видимость сигналов будет обеспечиваться благодаря быстродействию светодиодов и инерционности зрения человека. Светодиод механически прочен и исключительно надежен, его срок службы может достигать 100 тысяч часов, что почти в 100 раз больше, чем у лампочки накаливания. В целом светодиод, долговечный прибор срок службы светодиодов составляет в настоящее время 20-50 тысяч часов.

В целом внедрение светодиодных устройств световой сигнализации для железных дорог России ведется, начиная уже с 1998 года (Рисунок 4.9).

Рисунок 4.9 – Светодиодный светофор