Петля безопасности на ЭВС «Сапсан» обеспечивает реализацию определенных контрольно-исполнительных функций. Данная электрическая цепь управления, работает на основе контактно-релейного метода. Петля (далее контур) безопасности не имеет никаких прямых связей и зависимостей от управляющих воздействий микропроцессорной системы управления ЭВС «Сапсан». Контуры безопасности (рис. 8.46) представляют собой электрический контур с последовательно-параллельным соединением контактных и релейных элементов, образующих электрически замкнутую цепь, по которой в нормальном штатном режиме протекает ток. Основной питающий напоминающий формой петлю контур состоит из двух электрических линий: линии управления и линии состояния. Линия управления — поездной секционированный провод, имеющий в своей цепи последовательно соединенные контактные элементы — контакты вмешательства, которые в зависимости от контрольно-исполнительной функции контура могут присутствовать в цепях управления на всех вагонах высокоскоростных поездов «Сапсан» в виде блоков исполнительных элементов, к примеру контур «Петля тормоз отпущен» (ПТО).

Контакты вмешательства могут также располагаться в цепи контура только на головных вагонах, например в цепи контуров «Петля экстренного торможения» (ПЭТ) и «Петля контроль тележки» (ПКТ). Некоторые контуры, например ПЭТ, имеют дополнительные электрические контуры с контактами вмешательства в цепи реле состояния петель головных вагонов с целью обеспечения наиболее обширного контроля над состоянием компонентов, к примеру контур контроля элементов системы безопасности КЛУБ-У: блок КОН, клапан ЭПВ-266, ЭПК-150.

Линия состояния — поездной секционированный провод, выполняющий функцию обратного провода, проводящего электрический ток к катушкам реле состояния вагонов электропоезда «Сапсан» в качестве плюсовой шины при условии замкнутых контактов вмешательства линии управления. Соответственно, в случае если происходит разрыв линии управления путем разрыва ее цепи одним из контактов вмешательства, то обесточивается и линия состояния, теряют питание катушки реле состояния всех вагонов, после чего следует реакция системы управления поезда на данное событие. Таким образом, петля безопасности переходит из штатного в нештатный режим, выполнив свою контрольную миссию. После того как катушка реле состояния потеряла питание посредством замыкания его блокировочных контактных элементов в цепи вспомогательных контуров, активируется блок «Участник петли», который в свою очередь выполняет завершающую фазу — исполнительную функцию контура безопасности. К примеру, это реализация затребования экстренного торможения от разрыва или обесточивания контура «Петля экстренного торможения» электропоезда «Сапсан» путем активации быстродействующих клапанов (БТК) NO-5 в активной и неактивной кабине управления. В основном блоком «Участник петли» является компонент, актуализирующий текущее состояние контура безопасности, который входит в логическую электронную систему управления торможением или тягой (БУТ-мастер или ЦБУ).

Все контуры безопасности имеют функциональные блоки «Начало петли» и «Конец петли», или блок «Управление петлей», которые осуществляют подачу питания на линии контуров безопасности в зависимости от активированной кабины управления соответствующего направления движения. На рис. 8.47 и 8.48 показаны направления протекания тока по контуру, который образуют линии управления и состояния в зависимости от активной кабины. Соответственно реле «Питание петли», являющееся основным реле, коммутирующим цепь питания контуров от активной кабины машиниста, и главным компонентом функционального блока «Начало петли», в рабочей кабине активно, а в нерабочей кабине находится без питания. Таким образом, в нерабочей кабине осуществляется электрическое соединение двух линий, и задается обратный путь электрического тока к активированной кабине через нормально замкнутые контактные группы реле, входящих в состав функционального блока «Конец петли». Данные функциональные блоки ничем не отличаются друг от друга в конструктивном исполнении, а также идентичны по своим электрическим параметрам и характеристикам.

Контакты вмешательства в линию управления контура в штатном режиме работы замкнуты, и линия состояния контура проводит электрический ток, осуществляя, таким образом, подачу питания на реле состояния. Тем самым реле состояния своими контактными группами подключены к контроллерам типа SKS, которые в свою очередь передают информацию абонентам (ЦБУ, БУТ-мастер) по секционной цифровой шине MVB посредством станций Сибас-Клип (SIBAS-KLIP), напрямую оценивающим состояние петли.

В нормальном штатном режиме, когда контур замкнут и реле состояния находятся под питанием, передается состояние «High» (110 В). Если один из активных абонентов, подключенных к петле, определяет какое-либо критическое состояние контролируемых компонентов, он активирует свой доступ к контуру и тем самым воздействует на алгоритм деактивации контура безопасности. Компоненты, имеющие связь посредством шины MVB, или же другие элементы, входящие в состав контура (исполнительные элементы), воздействуют на него путем размыкания контактов вмешательства, и информация о состоянии контура переходит в состояние «Low» (0 В). На потерю питания контура или при разрыве электрической линии контура посредством контактов вмешательства в любом случае реагирует реле состояния. По причине потери его питания происходит замыкание/размыкание контактов реле состояния в цепях контроллеров SKS, которые передают сигналы в ЦБУ о состоянии контура.

В случае если контур разрывает свою цепь по неустановленным причинам или не получает питание при условии замкнутых контактов вмешательства и исполнительных элементов и причина срабатывания не может быть устранена, каждый контур может быть выборочно шунтирован с помощью шунтирующего переключателя (см. рис. 8.46).

Шунтирование — принудительное электрическое соединение линии управления и состояния с целью восстановления алгоритма контрольно-исполнительной функции контура безопасности посредством шунтирующего переключателя на третичной панели кабин управления.

Каждый шунтирующий петлю переключатель считывается двумя станциями SIBAS-KLIP (с резервированием) и осуществляет шунтирование контура петли во избежание управляющих воздействий петли во всем поезде. Основные шунтирующие переключатели контуров безопасности располагаются на третичной панели кабины управления головных вагонов (рис. 8.49) Подключенные к петле абоненты, которые оценивают ее состояние, получают при включенном шунтирующем переключателе «ложную» информацию о состоянии. Чтобы в этом случае иметь возможность поддерживать режим работы поезда, этим абонентам, подключенным к данному контуру, должна быть передана информация о включенном шунтирующем переключателе. Такая функция выполняется системой управления через многофункциональную поездную шину MVB или проводную шину поезда WTB. Активный шунтирующий переключатель контура безопасности собирает петлю, которая проходит только по головному вагону, и производит подачу питания на реле состояния контура. Каждый контур безопасности, выполняющий определенную контрольно-исполнительную функцию, при его шунтировании продолжает функционировать с некими ограничениями от ЦБУ поезда, либо теряет контроль и исключает алгоритм своего воздействия на систему управления.

Если шунтирующий переключатель петли некорректно переведен на третичной панели в головном или хвостовом вагоне электропоезда в положение «Выкл.», то происходит отключение и, таким образом, срабатывание петли, например в процессе движения поезда при переводе в положение «Выкл.» шунтирующего переключателя одной из петель: ПЭТ (экстренного торможения), ПКТ (контроля тележки), ПКСТ (петля контроля стояночного тормоза), — что приводит к реализации принудительного торможения посредством разрядки тормозной магистрали экстренным темпом (экстренное торможение). Более подробно условия корректного шунтирования каждого из основных контуров безопасности будут рассмотрены далее.