Способ контроля свободности рельсовой линии

Способ контроля свободности рельсовой линии

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к железнодорожной автоматике, а именно к способам контроля рельсовой линии для участков железных дорог с изменяющимся и низким сопротивлением изоляции. Сущность изобретения: в рельсовую линию подают сигналы двух частот - меньшей и большей одновременно, сравнивают эти сигналы между собой и по превышению сигнала меньшей частоты судят о свободное™ части рельсовой линии со стороны передающего конца. 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sr)s В 61 L 23/16

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4639069/11 (22) 17.01.89 (46) 07.08.93. Бюл, М 29 (71) Самарский институт инженеров железнодорожного транспорта им. M.Т.Елизарова (72) B.Ô.Áóäíèêîâ (56) Авторское свидетельство СССР

М 1785935, кл, В 61 1 23/16, 23.04.90. (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ СВОБОДНОСТИ

РЕЛЬСОВОЙ ЛИНИИ

Изобретение относится к железнодорожной автоматике, в частности к способам контроля рельсовой линии для участков железных дорог с изменяющимся и низким сопротивлением изоляции при автономной или электрической тяге.

Цель изобретения — повышение надежности.

На фиг.1 приведена функциональная схема рельсовой цепи (РЦ), отражающая те приемы и операции на первом (питающем) и втором (приемном) концах рельсовой линии, которые составляют сущность данного способа; на фиг.2 приведены зависимости от координаты наложения шунта р относительных (к величинам ЭДС) напряжений обеих частот, большей Он2 и меньшей 0н1 на первом конце рельсовой линии в шунтовом режиме (ВР); на фиг.3 приведены зависимости тех же напряжений в нормальном режиме (HP) от проводимости изоляции цн, величины, обратной сопротивлению изоляции Rg, т.е. 9 = 1/RU; на фиг,4 приведена зависимость разности фиксируемого напряжения U> пропорционального меньшей частоты Uq>, и фиксируемого напряжения Ug, пропорционального напряжению большей

„„!Ж„„1832О92 Al (57) Изобретение относится к железнодорожной автоматике, а именно к способам контроля рельсовой линии для участков железных дорог с изменяющимся и низким сопротивлением изоляции. Сущность изобретения; в рельсовую линию подают сигналы двух частот — меньшей и большей одновременно, сравнивают эти сигналы между собой и по превышению сигнала меньшей частоты судят о свободности части рельсовой линии со стороны передающего конца, 5 ил, частоты 0нг, на первом конце от координаты наложения шунта р; на фиг.5 приведена зависимость той же разности в HP от проводимости изоляции, Устройство, реализующее данный способ (фиг,1), содержит рельсовую линию 1, к которой на одном конце подключены источники 2 и 3 соответственно большей fz u меньшей f> частоты, блоки 4 и 5 фиксации уровней напряжения сигналов обеих частот на первом конце рельсовой линии, выходы которых подключены к входу блока сравнения 6, выход которого подключен к первому входу блока И 7, К второму концу рельсовой линии 1 подключен блок 8 аппаратуры приемного конца, выход которого подключен ко второму входу блока И 7.

Функциональная схема РЦ (фиг,1) предусматривает следующие приемы и операции с входящими в нее блоками, На рельсовую линию 1 (питающий конец) подают сигналы двух частот f и fg>f . Сигнал большей частоты f2 формируют от источника

2 с постоянным уровнем напряжения, такой источник близок к источнику ЭДС Е2 (его внутреннее сопротивление существенно меньше входного сопротивления нагрузки).

1832092

Сигнал меньшей частоты f> формируют от обычного для Р Ц источника 3. состоящего из источника ЭДС и ограничивающего сопротивления, На первом (питающем) конце рельсовой линии 1 из двухчастотного сигнала Он1+ Он2 выделяют и фиксируют уровни напряжения сигналов обеих частот: на выходе блока 4 — напряжение 0>, пропорцио. нальное напряжению меньшей частоты Он1, на выходе блока 5- напряжение Uz, пропорциональное напряжению большей частоты

Uqz. Зафиксированные напряжения 01 и UQ сравнивают между собой в блоке сравнения

6, и по превышению сигнала (напряжения) меньшей частоты 01 над сигналом (напряжением) большей частоты 02 судят о свободности части рельсовой линии со стороны первого ее конца (выход блока 6).

На втором (приемном) конце рельсовой линии в блоке аппаратуры 8 также фиксируют. уровни напряжения сигналов обеих частот, сравнивают их с опорными сигналами и по превышению уровней напряжения каждого из сигналов над соответствующим опорным судят о свободности части рельсовой линии со стороны второго ее конца (выход блока 8).

Выявляют наличие совпадения во вре-, мени условия свободности частей рельсовой линии 1 с обоих концов. т.е. наличие одновременно команд свободности с блоков 6 и 8 на логическую схему И 7, и в этом случае судят о свободности всей рельсовой линии (выход схемы И 7).

Формирование сигнала большей частоты с постоянным уровнем напряжения (без ограничивающего сопротивления) позволяет существенно облегчить условия íà втором конце рельсовой линии: — по сравнению с РЦ, имеющей ограничивающее сопротивление, повышается уровень напряжения большей частоты при понижении сопротивления изоляции за счет малого снижения напряжения на первом (питающем конце), поэтому условие превышения уровня напряжения сигнала над опорным на втором конце рельсовой линии соблюдается до меньшего значения сопротивления изоляции Ru; — имеется возможность уравнять характер снижения напряжений большей и меньшей частот на втором (приемном) конце при уменьшении сопротивления изоляции Ru, т.к. на большей части велико затухание в линии, но мало снижение напряжения на первом (питающем) конце,. а на меньшей частоте затухание в линии меньше, но имеем большее снижение напряжения на первом конце, в результате соотношение обоих напряжений на втором конце при малых Ru остается достаточно стабильным, поэтому превышение уровня напряжения большей частоты на втором конце свободной рельсовой линии над напряжением меньшей частоты, которое играет роль опорного, соблюдается до весьма малых значений Ru, Однако эти преимущества формирования сигнала большей частоты с постоянным уровнем напряжения могут быть реализованы лишь при наличии контроля шунта со стороны первого (питающего) конца рельсовой линии, т.к, наложейие шунта вблизи первого конца не приведет к требуемому для шунтового режима снижению уровня напряжения большей частоты на втором конце из-за постоянства уровня этого напряжения на первом конце. Существует критическая координата наложения шунта р» относительно которой LUP определяется аппаратурой второго конца лишь при р <

< рн (ближе ко второму концу).

Контроль шунта вблизи первого (питающего) конца рельсовой линии использует большую зависимость напряжения меньшей частоты Он на первом ее конце от входного сопротивления рельсовой линии, чем напряжение большей частоты Онг, т.к. уровень последнего постоянный (в пределах реальных возможностей), а первого изменяющийся. Причем различие в уровнях этих напряжений в ШР при нахождении шунта в районе первого (питающего) конца проявляется резче, чем в HP при понижении сопротивления изоляции Ru (увеличении проводимости изоляции gu). Этот эффект, используемый в данном способе контроля свободности рельсовой линии для отличия

ШР и HP на первом конце, иллюстрируют зависимости Он1(р) Он2(р) в ШР (фиг.2) и

U H ) (g u) Он 2(9 у) в HP (фи г. 3).

Коэффициент пропорциональности Кн между Он2 и Up> определяется по предель- . ному значению gu»«a HP до которого

Он > Кн,Он2 (фиг.3).

На фиг.2 и фиг.3 пунктиром показаны кривые Кн.Онг, показывающие, что условие

UH1 > Кн,UH2 в HP соблюдается до 90»кс а условие Он1 "- Кн.Онг в ШР соблюдается выше рн (ближе к первому концу) — критической координаты наложения шунта, и ШР определяется аппаратурой первого конца при р>р

Для того, чтобы ШР соблюдался на всей рельсовой линии, необходимо настроить Рц так, чтобы иметь p< >p, т.е. с наличием зоны перекрытия участка рельсовой линии, где ШР определяется со стороны обоих концов рельсовой линии. Например. если условие р» > р не соблюдается, то необходимо

1832092 напряжения сигнала большей частоты (про- 10 порциональный Он2 с учетом Кн.); Кривые снизить guM3Kc (фиг.3), т.е, увеличить КН (кривая Кн.Upz на фиг.3 будет расположена выше). Также выше расположится кривая

Кн,Он и на фиг.2, что приведет к снижению р,, т.е. сближениюр, и р, Фиг.2 и 3 дополняются фиг.4 и 5 в HP u

ШР, где U> — фиксируемый уровень напряжения сигнала меньшей частоты (пропорциональный Он ), Онг — фиксируемый уровень фиг,4 и 5 показывают возможность реализации способа аппаратурой первого конца, реагирующей не на контролируемую величину (уровень), а на ее знак, что всегда надежнее и с меньшими погрешностями. При

hU = U> — Ог > 0 имеет HP, а при Ж3"- 0—

LLlP.

Итак, одним из условий свободности рельсовой линии (со стороны ее первого конца), является превышение фиксируемого уровня напряжения сигнала меньшей частоты на первом конце над фиксируемым уровнем напряжения сигнала большей частоты на первом конце, Этот прием является новым. Вторым условием свободности (со стороны второго конца) является превышение уровня сигнала большей частоты на втором конце над опорным. (Уровень напряжения меньшей частоты на втором конце также должен превышать свой опорный, чтобы обеспечить безопасный отказ в случае обрыва канала меньшей частоты в аппаратуре

8 (фиг,1)) Этот прием известный.

Для определения свободности всей рельсовой линии оба условия должны совпадать во времени, выявлениетакого совпадения — обязательный прием. Реализация его возможна с помощью канала связи с первого конца рельсовой линии на второй, где проводится логическая операция (блок 7 на фиг.1). Последнюю можно реализовать последовательным соединением контактов выходных реле, входящих в блоки 6 и 8 (фиг.1).

Кдополнительным преимуществам способа следует отнести ослабление влияния таких отрицательных факторов, снижающих пределы работоспособности известных РЦ, как колебания напряжения сети. изменения величины сойротивления рельсовой петли, т.к. на фиксируемые уровни напряжений обеих частот они оказывают практически одинаковое влияние, не изменяя их соотношения, т.е. знака разности ЛО.

Реализация данного способа не вызывает технических трудностей. Но некоторые вполне очевидные условия следует соблю15

55 дать. Источники 2 и 3 (фиг,1) должны быть защищены заградительными фильтрами от протекания через них тока другого источника, Источник большей частоты 2 (фиг,1) должен быть защищен от короткого замыкания (поезд на питающем конце), т.к. ограничивающего сопротивления в этом источнике нет.

Реализацию эагциты можно осуществить известными приемами. Например, в виде использования генератооа со срывом, или в заградительном фильтре этого источника испольэовать насыщающиеся элементы, что приведет к расстройке фильтра при коротком замыкании. Это равносильно введению ограничивающего сопротивления, после чего снизится величина напряжения большей частоты на приемном конце, т.е. возникает ситуация превышения опорного сигнала над уровнем сигнала большей частоты. соответствующая ШР.

В аппаратуре первого конца рельсовой линии в блоке 5 (фиг.1) должен быть контроль наличия напряжения сигнала большей частоты на случай обрыва канала этого напряжения.

АЛСН можно осуществлять на любой частоте, но лучше на большей, т,к, сигнал этой частоты подан без уменьшения напряжения на питающем конце, т.е. он более мощный.

Реализацию условия U > Ог. необходимо осуществлять с помощью усилителя ограничителя (каковыми являются полупроводниковые или магнитные) и реле.

Диапазон изменения разности напряжений широк, поэтому и необходимо ограничение.

Величина ограничения значения не имеет, т,к. усилитель путевого приемника реагирует не на величину сигнала, а на его знак.

Предлагаемый способ контроля свобод4 ности рельсовой линии сложнее прототипа, но расширение диапазона работоспособности рельсовой цепи по сопротивлению изоляции (практически вдвое) при его понижении оправдывает эту сложность.

Расширение диапазона работоспособности рельсовой цепи по сопротивлению изоляции дает ряд зкономических преимуществ: — увеличение межремонтного периода по очистке балласта и шпал; — исключение необходимости укорочения длины р,,ово, линии и установки доволнительной ппаратуры для трансляции сигнала в середине блок-участка; — улучшение условий труда обслуживающего персонала в связи с исключением

"сезонных регулировок" из-за меньшей вероятности сигналов занятости при Комин и уменьшение по этой причине простоев.

1832092

"линяя свободна"

Формула изобретения

Способ контроля свободности penbcoВоА линии, заключающийся в том, что в рельсовую линию на первом ее конце подают сигналы двух частот, один из которых, имеющий большую частоту, формируют с постоянным уровнем напряжения, а на втором конце линии фиксируют уровни напряжения сигналов обеих частот, сравнивают их с опорными сигналами и по превышению уровней напряжения каждого из сигналов над соответствующим опорным судят о свободности части рельсовой линии со стороны второго ее конца, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, на первом конце рельсовой линии фиксируют уровни напряжения сигналов обеих частот, 5 сравнивают их между собой и по превышению сигнала меньшей частоты судят о свободности части рельсовой линии со стороны первого ее конца, выявляют наличие совпадения во времени превышения уровней на10 пряжения сигналов над опорным на втором конце рельсовой линии с превышением напряжения второго сигнала над напряжением первого на ее первом конце и по нему судят о свободности всей рельсовой линии.

1832092

02 Ри2 2 и2 3 /нг — % /ий!

C!

1 !

j-gv и л 7ОХ о

Составитель В,Будников

Техред M,Ìîðãåíòàë Корректор С.Пекарь

Редактор Б.Федотов

Заказ 2602 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