Устройство для измерения сопротивления изолирующих стыков

Устройство для измерения сопротивления изолирующих стыков

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: в области железнодорожной автоматики и телемеханики для повышения точности измерения сопротивления изолирующих стыков за счет компенсации взаимных помех от составляющих измерительного тока. Сущность изобретения: устройство содержит индикатор (1), 5 сумматоров (3,24,25,28 и 29), умножитель 4, 2 делителя напряжения (5 и 6), 6 избирательных усилителей (7,8,16.17,20 и 21), 1 генератор переменного тока (9), 4 катушки индуктивности (18,19,22 и 23). Катушки 18 и 19 индуктивности размещены вдоль рельса перед изолирующим стыком, а катушки 22 и 23 индуктивности размещены перед изолирующим стыком по одну и другую стороны и на одинаковом расстоянии от катушек 18 и 19 индуктивности. 1 ил.

СО1ОЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)л В 61 L 23/16

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4903163/11 (22) 18.01.91 (46) 07,03.93. Бюл, М 9 (71) Алма-Атинский институт инженеров железнодорожного транспорта (72) B,È. Шаманов и С.И. Шаманова (56) Авторское свидетельство СССР йг 1284874, кл. В 61 (23/16, 1987. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ ИЗОЛИРУЮЩИХ СТЫКОВ (57) Использование: в области железнодорожной автоматики и телемеханики для повышения точности измерения

„„!Ы„„1799786 А1 сопротивления изолирующих стыков эа счет компенсации взаимных помех от составляющих измерительного тока. Сущность изобретения: устройство содержит индикатор (1), 5 сумматоров (3,24,25,28 и 29), умножитель 4, 2 делителя напряжения (5 и 6), 6 избирательных усилителей (7,8,16,17,20 и

21), 1 генератор переменного тока (9), 4 катушки индуктивности (18,19,22 и 23). Катушки 18 и 19 индуктивности размещены вдоль рельса перед изолирующим стыком, а катушки 22 и 23 индуктивности размещены перед изолирующим стыком по одну и другую стороны и на одинаковом расстоянии от катушек 18 и 19 индуктивности. 1 ил.

1799786

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики и телемеханики и может быть использовано при эксплуатации рельсовых цепей;

Целью изобретения является повышение точности измерения.

На чертеже изображена структурная схема предлагаемого измерителя.

Измеритель содержит индикатор 1 с блоком сигнализации 2, подключенные к выходу первого сумматора 3, первый вход icoторого соединен с выходом умножителя 4, а другой вход — с выходом одного делителя 5 напряжения. Умножитель 4 одним входом ,подключен к выходу делителя 5 напряжения, а вторым — к выходу второго делителя

6 напряжения. Входы делителя 5 найряжения соединены с выходами первого и второго избирательных усилителей 7 и 8.

Генератор 9 частоты подключен к рельсу 10 контактом 11, а к рельсу 12 по другую сторону изолирующего стыка 13 — контактом 14 через резистор 15. Вход первого избирательного усилителя 7 подключен к выводам резистора 15, а вход второго избирательного усилителя 8 — к контактам 11 и

14, Ко входам третьего и четвертого избирательных усилителей 16 и 17 подключены первая и вторая измерительные катушки соответственно 18 и 19, а ко входам пятого и шестого дополнительных избирательных усилителей 20 и 21 — первая и вторая компенсационные катушки соответственно 22 и

23. Выходы этих пятого и шестого избирательных усилителей 20 и 21 через первые входы соответственно второго и третьего дополнительных сумматоров 24 и 25 — подключены ко входам усилителей напряжения

26 и 27. Выходы третьего и четвертого избирательных усилителей 16 и 17 подключены ко вторым входам соответственно второго и третьего сумматоров 24 и 25, а также к первым входам четвертого и пятого сумматоров

28 и 29, вторые входы которых соединены с выходами усилителей напряжения соответственно 26 и 27, а выходы — со входами второго делителя 6 напряжения.

Аппаратура 30 питающего и релейного концов рельсовых цепей подключена к рельсам через путевые дроссели-трансформаторы 31.

Измерительные катушки 18 и 19 смонтированы на одинаковом расстоянии I> от контактов 11, а компенсационные катушки

22 и 23, конструктивно идентичные измерительным катушкам, смонтированы на одной линии с измерительными катушками 18 и 19 на одинаковом расстоянии 1г от контактов

11, отличающемся от расстояния I<, При

Ек! = К 1! +

Кг1у .

Кг 1с

EK2 = K1ly+

I)

Коэффициент усиления Ку У избирательных усилителей 16, 17, 20 и 21 одинаков, поэтому сигналы на их выходах будут иметь проведении операций измерения или контроля катушки 19 и 23 индуктивности располагаются вдоль оси между контактом 11 и точкой подключения к рельсу 10 путевого дроссель-трансформатора 31 или, при его отсутствии, точкой подключения к рельсу 10 аппаратуры 30 рельсовой цепи, а катушки 18 и 22 индуктивности располагаются между этим контактом 11 и изолирующим стыком

10 13, Измеритель работает следующим образом, При подключении генератора 9 к рельсам 10 и 12 контактами 11 и 14 ток генера"5 тора 1г от контакта 11 раздваивается и протекает по двум параллельным ветвям, ток I< — через изолирующий стык 13, и ток Iy — через эквивалентное сопротивление, составленное иэ сопротивлений полуобмоток

20 путевых дросселей-трансформаторов 31, а также сопротивлениями рельсов 10 и 12 по отношению к земле. В измерительных катушках 18 и 19 индуктивности . наводятся

ЭДС Еи< и Е,г, одна составляющая которых пропорциональна указанным токам l и ly соответственно K> IC и К> Iу, где K! — коэффициент пропорциональности, зависящий от конструкции прибора; и вторая составляющая, являющаяся помехой и обусловлен30 ная взаимными наводками ЭДС в измерительной катушке 18 от тока ly и в измерительной катушке 19 от тока 1с. Величина этой составлЯющей Равна Кг!у/1!г в катушке 18 и K21c/11 в катушке 19, где K2— г коэффициент пропорциональности, зависящий от конструкции прибора, и 1! расстояние от измерительной катушки до контакта

11 {до точки растекания тока, наводящего помеху)

40 К 1„

Еи! = К!1с+

Кг 1с

Еиг = К!1у+

45 В компенсационных катушках 22 и 23 индуктивности также наводятся ЭДС Ек и

Екг, полезные составляющие которых равны соответственно которых равны соответственно К!1 и KIIy, а составляющие помехи

50 равны Kelly/1г и K21 /12, где!г — расстояние от компенсационной катушки до контакта

1799786

Uy2— а — 1 КККа1с а аг Я аг — 1 К Ка 1с

11

На четвертом и пятом сумматорах 28 и

29 эти сигналы вычитаются из выходных сигналов КуЕи1 и КуЕиг соответственно избирательных усилителей 16 и 17; Сигналы 40 на выходе этих сумматоров

+ Ку К21y) Ку К21у

1г1 11

= КуК1 lс

KyK2 l c ) KyK2 l c б Й

KyK1ly

Следовательно, на выходе сумматоров 28 и 50

29 получаются напряжения, пропорциональные только полезным сигналам, без помех. После выполнения операции деления этих напряжений делителем 6 на его выходе помучается сигнал, пропорциональные от- 55 ношению тока утечки к току через изолируIOIlI,NA CTbIK ly/Ic.

Амплитуды напряжений на выходах избирательных усилителей 7 и 8 а следовательно и на входах, делителя 5 напряжения амплитУДУ соответственно КуЕи1; КуЕиг;

КуЕкг, Тогда амплитуды сигналов на выходе второго и третьего сумматоров 24 и 25 равны соответственно

UZ2 = КуЕи1 - КуЕк1 = 5

= КуК21у (— — — ) =

1 1

Я 6 а — 1 KKz 1„

2 э2

UZ3 = КуЕи2 - KyEK2 =

1 1

= KyK2lc (— — — ) =

6 8 а — 1, К„Кс .

15 аг где э = 12/11 — отношение расстояний 12 и 11, постоянное для прибора.

Эти напряжения подаются на входы усилителей напряжения соответственно 26 20 и 27, коэффициент усиления которых устанавливается равным а /(а -1), Тогда на выходе первого усилителя 26 напряжения получается сигнал

2 2 25

Uó1— а — 1 КККа1 а а 6 а — 1 KKz 1у

1 а на выходе второго усилителя 27 напря- 30 жения пропорциональны напряжению на контактах 11 и 14 Uc и току 1г генератора 9. Тогда амплитуда сигнала на выходе делителя 5 напряжения пропорциональна отношению напряжения 0с генератора на контактах 11 и 14 к току Iг этого генератора.

Сигналы с выходов делителей 5 и 6 напряжения поступают на входы умножителя

4, с выхода которого напряжение подается на один из входов первого сумматора 3. Так как на второй вход сумматора одновременно поступает напряжение с выхода делителя 5 напряжения, то амплитуда напряжения

VZ1 на выходе сумматора 3 равна

1г 1с 1г 1г Ic

Отсюда при учете того, что Iг = Iy+ Ic, получается

Uс

UZ1 =

1г

Следовательно, сигнал на выходе первого сумматора 3 пропорционален измеряемой величине сопротивления P изолирующего стыка 13, и шкала индикатора 1 может быть отградуированэ непосредственно в единицах сопротивления изолирующего стыка, а порог срабатывания блока 2 сигнализации может быть настроен так, что при снижении сопротивления изолирующего стыка 15 до критической предотказной величины блок сигнализации срабатывает.

Заявляемое устройство выгодно отличается от прототипа гораздо большей точностью измерения за счет практической полной компенсации влияния на результат измерения перекрестных помех, наводимых в измерительных катушках составляющими измерительного тока, ответвляющимися в смежные электрические цепи. Существенное повышение точности измерения достигается достаточно простыми средствами эа счет некоторого усложнения измерительного преобразователя и алгоритма обработки полученной в процессе измерения информации, Формула изобретения

Устройство для измерения сопротивления изолирующих стыков, содержащее генератор переменного така, подключенный через резистор к рельсам по обе стороны от изолирующего стыка и к входам первого и второго избирательных усилителей, выходы которых подключены к входам одного из делителей, выход которого соединен с первым входом умножителя, второй вход которого соединен с выходом другого делителя, а выход — с первым входом сумматора, второй вход которого подключен к выходу

1799786

Составитель В.Шиманов

Редактор С.Кулакова Техред М,Моргентал Корректор М.Керецман

Заказ 1132 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 первого делителя, а выход — к индикатору, и индуктивно связанные с рельсом и размещенные вдоль рельса перед изолирующим стыком одну и другую катушки индуктивности, подключенные к входам соответственно третьего и четвертого избирательных усилителей, от лича ю щ ее с я тем, что, с целью повышения надежности, оно снабжено усилителями напряжения, дополнительными сумматорами, умножителями и индуктивно связанными с рельсами дополнительными катушками индуктивности, размещенными вдоль рельса перед изолирующим стыком по одну и другую стороны и на одинаковом расстоянии от первых катушек индуктивности, причем вторые катушки индуктивности подключены к входам одного и другого усилителей напряжения, выходы которых подключены соответственно к

5 первым входам второго и третьего сумматоров, вторые входы которых подключены к выходам третьего и четвертого избирательных усилителей, соединенным с первыми входами четвертого и пятого сумматоров, 10 выходы которых соединены с входами второго делителя, а входы подключены соответственно к выходам одного и другого умножителей, входы которых соединены с выходами второго и третьего сумматоров.