Рельсовая цепь

Рельсовая цепь

Реферат

 

Использование: в устройствах интервального регулирования движения поездов. Сущность изобретения: рельсовая цепь содержит источник сигнала, ограничители тока, переключатель питающего и релейного концов, согласующие элементы. Блок памяти входом соединен с аналого-цифровым преобразователем, а выходом - с входом вычитателя, выход которого через логический элемент ИЛИ - НЕ Соединен с одним из входов блока памяти. 2 ил.

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики, в частности к устройствам интервального регулирования движения поездов.

Широко известны рельсовые цепи с непрерывным питанием.

Недостаток этих рельсовых цепей - низкая надежность при пониженном сопротивлении изоляции.

Известна рельсовая цепь с импульсным (кодовым) питанием, содержащая на питающем конце источник питания, ограничитель тока, коммутирующее и согласующее устройства, рельсовую линию, а на релейном конце - согласующее устройство и путевой приемник (путевое реле).

Недостаток известной рельсовой цепи - невысокая надежность при пониженном сопротивлении изоляции.

Цель изобретения - повышение надежности при существенном снижении сопротивления изоляции.

Указанная цель достигается тем, что рельсовая цепь, содержащая источник сигнала, подключенный через ограничители тока к одним и другим выводам управляющего блока коммутации, соединенного третьими и четвертыми выводами через соответствующие согласующие элементы к рельсам соответственно на одном и другом концах рельсовой линии, и фильтр низких частот, дополнительно снабжена блоком памяти, вычитателем, выпрямителем, аналого-цифровым преобразователем, элементом ИЛИ-НЕ и тактовым генератором, выход которого соединен с управляющим выводом блока коммутации, пятые выводы которого через выпрямитель подключены ко входу фильтра низких частот, выход которого соединен со входом аналого-цифрового преобразователя, подключенного выходом к одному из входов блока памяти, выходы которого соединены со входами вычитателя, выходы которого подключены к входу элемента ИЛИ-НЕ, соединенного выходом с другим входом блока памяти, подключенного третьим входом к упомянутому выходу тактового генератора.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое устройство отличается наличием новых блоков и узлов: фильтром, аналого-цифровым преобразователем, блоком памяти, субтрактором, логическим элементом ИЛИ-НЕ, генератором тактовых импульсов. Таким образом, заявляемое устройство соответствует критерию изобретения "новизна".

Сравнение заявляемого решения с другими техническими решениями показывает, что фильтр, аналого-цифровой преобразователь блок памяти, субтрактор и тактовый генератор широко известны. Однако при их введении, в указанной связи с остальными элементами схемы, в заявляемую рельсовую цепь, выше указанные блоки проявляют новые свойства, приводит к повышению надежности работы рельсовой цепи. Это позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию "существенные отличия".

На фиг.1 представлена схема рельсовой цепи; на фиг.2 - зависимость напряжения на путевом приемнике от места наложения нормативного шунта.

Рельсовая цепь содержит источник сигнала 1, регистры 2.1 и 2.2 блок коммутирующего устройства (БКУ) 3, согласующие устройства (трансформаторы) 4 и 6, рельсовую линию 5, выпрямитель 7, фильтр нижних частот 8, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 9, блок памяти (БП) 10, субтрактор (вычитатель) 11, логический элемент ИЛИ-НЕ 12 и тактовый генератор 13.

Источник через резисторы 2.1 и 2.2, коммутирующее устройство 3 и согласующие устройства 4 или 6 (в зависимости от состояния генератора 13) подключен к рельсовой линии 5. К другому концу этой линии через согласующее устройство 6 или 4 подключен выпрямитель 7, к выходу которого через фильтр нижних частот 8 подключен АЦП 9, выход которого соединен с первым входом (входом данных) блока памяти 10, выходы которого через субтрактор 11 соединены с входами логического элемента 12, выходы которого соединены со вторым входом блока памяти 10, третий вход которого соединен с выходом тактового генератора 13, который также соединен с управляющим входом КУ 3.

На фиг.2 представлена зависимость напряжения на путевом приемнике бесстыковой рельсовой цепи в зависимости от места наложения нормативного шунта. Начало координат расположено на релейном конце. Питающий конец отмечен буквой L (длина рельсовой линии L). При приближении поезда к рельсовой линии со стороны питающего конца (справа) напряжение на входе путевого приемника начинает снижаться. Расположение нормативного шунта строго на питающем конце приводит к тому, что напряжение на путевом приемнике снижается до величины U_пршп. Дальнейшее смещение шунта в сторону релейного конца приводит к дальнейшему снижению напряжения на путевом приемнике. Если шунт оказывается в точке с координатой Х_шм, то напряжение оказывается минимальным U_пршм. Перемещение шунта еще левее приводит к нарастанию напряжения на путевом приемнике, при нормативном шунте на релейном конце напряжение соответствует величине U_пршр.

Работа схемы рельсовой цепи происходит следующим образом. Тактовый генератор 13 управляет работой демультиплексоров 3.1. и 3.2., а также регистрами 10.1 и 10.2. При повышенном потенциале на выходе тактового генератора, мультиплексор 3.1. подключает выпрямитель 7 к согласующему устройству 6, а источник сигнала 2.2. - к устройству 4. Если на выходе тактового генератора 13 потенциал понижен, то выпрямитель 7 подключен к согласующему устройству 4, а генератор 2.2 - к устройству 6. Резистор выполняет обычные функции ограничителя питающего конца рельсовой цепи. Выпрямительное напряжение, с выхода выпрямителя 7, через фильтр 8, подается на вход АЦП 9. С выхода АЦП информации о направлении релейного конца в двоичном коде передается на входы первого 10.1 и второго 10.2 регистров блока памяти 10. Однако запись в регистры новой информации происходит поочередно в каждый из регистров, по срезу импульса на входах регистров 10.1 и 10.2. Когда рельсовая цепь свободна (на выходе логического элемента 12 присутствует логическая единица), на нижнем входе логического элемента 10.3 потенциал повышен, и этот элемент инвертирует сигнал верхнего входа. Итак, выход генератора подключен к входу с регистра 10.1 непосредственно, а к выходу с регистра 10.2 через инвертор, если рельсовая цепь свободна. Если рельсовая цепь занята, то логический элемент 10.3 закрыт и запись новой информации в регистр 10.2 не происходит.

При свободной рельсовой цепи, по срезу импульса с выхода генератора 13 информация о напряжении на верхнем (правом П) конце рельсовой линии записывается в первый регистр 10.1. По фронту импульса с генератора 13 информация о напряжении на нижнем (левом Л ) конце рельсовой линии записывается во второй регистр 10.2 С выходов регистров информация поступает на входы вычитателя (субтрактора) 11, который из значения на выходе А вычитает значения на входе В. При отсутствии приближающегося поезда напряжение на релейном конце не зависит от того, куда он подключен (справа или слева), а следовательно, на выходе субтрактора должно появиться значение логического нуля (на всех выходах 91, 92, 93, 94 присутствуют логические нули). Однако даже небольшая продольная ассиметрия может привести к тому, что на всех выходных линиях субтрактора появятся логические единицы, и будет зафиксирована ложная занятость путевого участка. Чтобы создать постоянное небольшое (не больше чем на одну градацию с выхода АЦП) повышение двоичного кода на входе А относительно входа В субтрактора 11, предусмотрен резистор 2.2.

Итак, если рельсовая цепь свободна, то на выходе элемента 12 появляется логическая единица, и информация в регистре 10.2 подлежит обновлению при очередном такте генератора 13. Если же участок занят, то информация во втором регистре не обновляется до тех пор, пока в обоих регистрах не наступит равенство (примерное равенство) значений двоичных кодов.

Если происходит повышение или понижение сопротивления изоляции (при отсутствии или небольшой продольной ассиметрии), то в регистрах 10.1 и 10.2 продолжает сохраняться равенство (примерное равенство) двоичных кодов, что позволяет поддерживать контроль свободности путевого участка. Длительность импульсов и интервалов (они равны) с выхода генератора 13 должна несколько (на 20% ) превышать время переходных процессов наблюдаемых на питающем и релейном конце, а также в самой рельсовой линии. Для исключения взаимного влияния в рельсовых цепях должны использоваться разные частоты.

Анализ заявляемой рельсовой цепи показал, что по сравнению с устройством аналогичного назначения (прототип) заявляемое устройство обеспечивает более надежную работу при пониженном сопротивлении изоляции. Например при длине рельсовой линии 1000 м, продольной асимметрии 5%, рельсовая цепь может работать при сопротивлении изоляции существенно (в несколько раз) ниже нормативного. При замене демультиплексоров контактными приборами (увеличивается передаваемая в рельсовую линию мощность) рельсовая линия может иметь сопротивление изоляции 0,1 Ом км и ниже (при асимметрии 2%).

Формула изобретения

РЕЛЬСОВАЯ ЦЕПЬ, содержащая источник сигнала, подключенный через ограничители тока к одним и другим выводам управляемого блока коммутации, соединенного третьими и четвертыми выводами через соответствующие согласующие элементы к рельсам соответственно на одном и другом концах рельсовой линии, и фильтр низких частот, отличающаяся тем, что она снабжена блоком памяти, вычитателем, выпрямителем, аналого-цифровым преобразователем, элементом ИЛИ-НЕ и тактовым генератором, выход которого соединен с управляющим выводом блока коммутации, пятые выводы которого через выпрямитель подключены к входу фильтра низких частот, выход которого соединен с входом аналого-цифрового преобразователя, подключенного выходом к одному из входов блока памяти, выходы которого соединены с входамми вычитателя, выходы которого подключены к входу элемента ИЛИ-НЕ, соединенного выходом с другим входом блока памяти, подключенного третьим входом к упомянутому выходу тактового генератора.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2