[02-2013] Новый светодиодный локомотивный светофор

[Admin]

Новый светодиодный локомотивный светофор

Новый сигнальный прибор АЛСН, в отличие от светофора С-2-5М, работает эффективнее, надежнее, экономичнее

В настоящее время на локомотивах, оборудованных системой АЛСН, применяется светофор С-2-5М, в котором, несмотря на активное внедрение на железных дорогах устройств на основе светодиодной техники, все еще применяются лампы накаливания. В процессе эксплуатации светофоров с такими лампами приходится сталкиваться с присущими им недостатками:

- низкой светоотдачей;

- резкой зависимостью светоотдачи и срока службы от напряжения питания;

- малым сроком службы лампы накаливания (в среднем 1000 ч, а при увеличении приложенного к ним напряжения всего на 5 % срок службы сокращается примерно в два раза);

- чувствительностью к ударам и вибрациям, многократным включениям и выключениям.

Помимо недостатков, которые определяются использованием ламп накаливания, конструкция светофора С-2-5М имеет недостатки, обусловленные применением светофильтров для формирования цветов сигнальных огней. В частности, теряется мощность светового излучения из-за поглощения большей части светового потока. Необходимо также увеличивать мощность лампы, чтобы улучшить восприятие цвета в условиях большой освещенности, так как часть излучаемого света поглощается светофильтром.

В выключенном состоянии может иметь место ложное считывание сигнала, поскольку светофильтр обладает высокими световозвращающими свойствами. При его освещении велика доля отраженного света, который имеет тот же цвет, что и светофильтр («фантомная засветка»). Кроме того, в С-2-5М отсутствует регулировка яркости огней, что приводит к физической утомляемости при длительном наблюдении яркого огня в условиях малой освещенности.

В то же время, лампы накаливания на сегодня являются самым дешевым и привычным источником света с налаженным массовым производством. Однако Государственной Думой РФ 11.11.2009 г. принят Федеральный закон «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности». Согласно этому закону с января 2011 г. началась государственная программа, входе реализации которой уже с 1.01.2014 г. на территории России планируется ввести запрет на оборот электрических ламп накаливания мощностью 25 Вт и более.

Ожидается, что в ходе дальнейшей реализации данной программы будут запрещены импорт и производство ламп мощностью менее 25 Вт, которые будут заменены энергосберегающими источниками света. Сокращение производства ламп накаливания общего назначения, прежде всего, скажется на росте цен индикаторных ламп (ламп специального назначения), которые и без того в последнее время активно вытесняются светодиодами и становятся дефицитной продукцией.

Проведенный анализ недостатков ламп накаливания, их эффективности в устройствах световой сигнализации со светофильтрами и в условиях постоянного роста цен показывает, что наиболее очевидным решением была бы замена их светодиодными лампами белого цвета с тем же цоколем. При этом решаются задачи повышения светоотдачи, механической прочности и надежности (срок службы светодиодных ламп — от 30 до 100 тыс. ч).

Светодиодные лампы несколько дороже ламп накаливания, что вполне оправдано более длительным сроком службы, но их стоимость постепенно снижается в связи с увеличением масштаба производства и ростом объема продаж. В то же время, светодиодные лампы белого цвета сохранили высокую зависимость интенсивности излучения (силы света) от тока потребления, т.е. от колебания напряжения питания.

Кроме того, для светодиодных ламп характерно пространственное распределение силы света в определенном направлении. Из-за этого световой поток светодиодной лампы, находящейся в корпусе С-2-5М, будет использоваться менее эффективно, чем от лампы накаливания, потому что в окна огней светофора попадает не весь излучаемый свет, а лишь его часть. Сохраняется также эффект «фантомной засветки» и отсутствие регулировки яркости.

Анализ работы С-2-5М как с лампами накаливания, так и со светодиодами показывает, что устранение перечисленных недостатков возможно только в его новом конструктивном исполнении с применением современной светодиодной техники. В ОАО «Электромеханика» было принято решение разработать локомотивный светофор на светодиодах, по присоединительным размерам и схеме подключения полностью идентичный С-2-5М. Разработанное устройство получило название «Светофор локомотивный светодиодный» (СЛС). Внешний вид СЛС представлен на рисунке.

Для индикации сигналов в СЛС устанавливаются современные светодиоды повышенной яркости. Световое излучение используется эффективно за счет применения рассеивателей из бесцветного оптического материала. Чтобы устранить эффект «фантомной засветки», цвет огня формируется самими излучающими элементами. При этом СЛС удовлетворяет требованиям по цветности светосигнальных огней, принятым в ОАО «РЖД». Координаты цветности х и у каждого из огней находятся в пределах областей, которые приводятся на графике цветностей по ГОСТ Р 53784—2010.

Светофор СЛС имеет ступенчатую циклическую регулировку яркости для подстройки ее в соответствии с уровнем внешней освещенности как при дневном свете, так и в ночное время. Излучающие элементы СЛС защищены от колебаний напряжения бортовой сети локомотива, и яркость сигнальных огней СЛС не зависит от напряжения питания бортовой сети. Для повышения удобства считывания информации увеличена площадь рассеивателя.

Учитывая особенности восприятия человеком различных источников света в условиях разной освещенности, СЛС удалось сделать более удобным для эксплуатации. Наличие регулировки яркости огней СЛС является отличительной особенностью в сравнении с С-2-5М. Данная функция делает его адаптируемым для разных условий освещенности и позволяет снизить утомляемость машиниста. Регулировка осуществляется простым нажатием кнопки. Машинист сам определяет комфортный для себя уровень яркости.

Большая наработка на отказ и отсутствие необходимости заменять излучающие элементы в течение всего срока службы делают СЛС практически необслуживаемым, удобным в эксплуатации прибором. Светофор СЛС прошел эксплуатационные и приемочные испытания с участием специалистов ОАО «РЖД» и рекомендован для применения на локомотивах различных серий, оборудованных системой АЛСН.

П.Н. МАКСИМКИН, инженер-конструктор СКБ ОАО «Электромеханика», г. Пенза

[СЦБот]

Эта тема была перенесена из раздела Журнал "Локомотив".

Перенес: Admin