Способ контроля свободности рельсовой линии

Способ контроля свободности рельсовой линии

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к железнодорожной технике, а именно к железнодорожной автоматике и телемеханике, и может быть использовано для регулирования движения поездов.

Известен способ контроля свободности путевых участков, заключающийся в том, что в рельсовую линию на одном конце подают сигнал переменного тока, на другом контролируют изменение сигнала в зависимости от координаты поездного шунта и по характеру изменения сигнала фиксируют освобождение путевого участка, после занятия предыдущей рельсовой цепи и истечения заданного интервала времени фиксируют опорное напряжение - напряжение приемного конца данной рельсовой цепи, по которому определяют пороговые напряжения занятия и освобождения, сравнивая пороговые напряжения с текущим, определяют состояние участка, после освобождения данного и следующего участков вновь переопределяют опорное напряжение [патент РФ №2238867, МПК В61L 23/16. Способ контроля свободности путевых участков. Авторы: Полевой Ю.И., Полевая Л.В., Яковлев В.Н., Смышляев В.А., Гуменников В.Б. БИ №30, 2004 г.].

Недостатком этого способа является то, что при низком сопротивлении изоляции напряжение на приемнике при свободной и занятой рельсовой линии имеют небольшое отличие, что затрудняет контроль свободности рельсовой цепи.

Известен способ контроля занятия рельсовой линии, заключающийся в том, что в рельсовую линию на одном конце подают сигнал переменного тока, на другом контролируют изменения сигнала в зависимости от координаты поездного шунта и по характеру изменения сигнала фиксируют освобождение путевого участка, входные сопротивления по концам рельсовой линии предусматривают комплексными с емкостной составляющей, что при подходе поезда значительно повышает напряжение на путевом приемнике, это существенно увеличивает разницу между напряжениями свободной и занятой рельсовой цепи, а следовательно, улучшает условия работы рельсовой цепи [патент РФ №2241625, МПК В61L 23/16. Способ контроля свободности путевых участков. Авторы: Полевой Ю.И., Полевая Л.В. БИ №34, 2004 г.].

Недостатком этого способа является то, что повышение напряжения за счет комплексного входного сопротивления с емкостной составляющей происходит только при нахождении поезда на небольшом расстоянии от рельсовой линии, что усложняет алгоритм контроля состояния рельсовой цепи.

Данное техническое решение выбрано в качестве прототипа.

Техническим результатом, на достижение которого направлено данное изобретение, является повышение надежности контроля состояния рельсовой линии за счет повышения шунтовой чувствительности.

Способ контроля свободности рельсовой линии, заключающийся в том, что в рельсовую линию на одном конце подают сигнал переменного тока, на другом текущее значение сигнала сравнивают с пороговыми значениями, которые определяют по опорному напряжению - текущему напряжению на приемном конце рельсовой линии в отсутствие влияния шунта, при этом входные сопротивления по концам имеют комплексный характер с емкостной составляющей, причем у питающего и приемного концов в точках максимального всплеска напряжений к рельсам подсоединяют последовательные резонансные контуры, повышая напряжение на приемном конце рельсовой линии при нахождении шунта вне зоны влияния на рельсовую линию.

На фиг.1 приведена схема рельсовой цепи, реализующая предлагаемый способ. На фиг.2 представлены кривые зависимостей напряжения на путевом приемнике от координаты поездного шунта.

На фиг.1 изображены рельсовые линии 1 (l1), 2 (l2), 3 (l3), 4 (l4), 5 (l5), 6 (l6), 7 (l7), 8 (l8), первый и второй путевые генераторы 9 и 10, полосовой фильтр 11, ограничивающий ток резистор 12, первый, второй, третий и четвертый путевые приемники соответственно 13, 14, 15 и 16, конденсаторы 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24 и 25, катушки индуктивностей 26, 27, 28, 29, 30 и 31, ЭВМ 32.

На фиг.2 показаны кривые 33 и 34 для участков 1 и 2 соответственно. Пунктирные кривые 35 (левее точки А) и 36 (правее точки В) являются продолжением кривой 33 (вместо отрезков сплошных линий) в отсутствие последовательных резонансных контуров (в соответствии с прототипом на фиг.1). Пунктирные кривые 37 (левее точки С) и 38 (правее точки D) являются продолжением кривой 34 (вместо отрезков сплошных линий) в отсутствие последовательных резонансных контуров (в соответствии с прототипом на фиг.1).

Элементы рельсовой цепи соединены следующим образом. Путевые генераторы 9 и 10 подсоединены к левому и правому входам фильтра 11 соответственно, выход которого подсоединен к питающим концам рельсовых линий 1 и 2. К приемному концу рельсовой линии 1 подсоединены последовательно соединенные приемники 13 и 14 (преобразуют аналоговый сигнал в двоичный код, содержат фильтры, выпрямители и аналого-цифровые преобразователи). К приемному концу рельсовой линии 2 подсоединены последовательно соединенные приемники 15 и 16 (преобразуют аналоговый сигнал в двоичный код, содержат фильтры, выпрямители и аналого-цифровые преобразователи). На расстоянии длины рельсовой линии 3 (l3) от места подключения приемников 13 и 14 подключен последовательный колебательный контур, состоящий из конденсатора 17 и катушки индуктивности 26, а на расстоянии длины рельсовой линии 7 (l7) от места подключения этих приемников подключен последовательный колебательный контур, состоящий из конденсатора 19 и катушки индуктивности 27. На расстоянии длины рельсовой линии 4 (l4) от места подключения генераторов 9 и 10 подключен последовательный колебательный контур, состоящий из конденсатора 22 и катушки индуктивности 29, а на расстоянии длины рельсовой линии 5 (l5) от места подключения этих генераторов подключен последовательный колебательный контур, состоящий из конденсатора 20 и катушки индуктивности 28. На расстоянии длины рельсовой линии 6 (l6) от места подключения приемников 15 и 16 подключен последовательный колебательный контур, состоящий из конденсатора 25 и катушки индуктивности 31, а на расстоянии длины рельсовой линии 8 (l8) от места подключения этих приемников подключен последовательный колебательный контур, состоящий из конденсатора 23 и катушки индуктивности 30.

Рельсовая линия 1 питается от генератора 9 частотой f1, резонансные контуры с элементами 17 и 26, 22 и 29 настроены на частоту f1. Рельсовая линия 2 питается от генератора 10 частотой f2, резонансные контуры с элементами 25 и 31, 20 и 28 настроены на частоту f2. Приемник 13 принимает частоту f1 и имеет активно емкостное входное сопротивление, а для частоты f2 имеет сопротивление, близкое к нулю. Приемник 15 принимает частоту f2 и имеет активно емкостное входное сопротивление, а для частоты f1 имеет сопротивление, близкое к нулю. Колебательный контур, состоящий из конденсатора 19 и катушки индуктивности 27, настроен на частоту f2, который работает совместно с генератором, питающим рельсовую линию, расположенную слева от рельсовой линии 3 (не показана). Колебательный контур, состоящий из конденсатора 23 и катушки индуктивности 30, настроен на частоту f1, который работает совместно с генератором, питающим рельсовую линию, расположенную справа от рельсовой линии 6 (не показана). Выходы всех приемников подсоединены к входам ЭВМ 32.

Работу рельсовых цепей разберем на примере рельсовой цепи, содержащей генератор 9, рельсовую линию 1 и приемник 13. К этой рельсовой цепи относятся еще два колебательных контура с элементами 17 и 26, 22 и 29. Эти контуры шунтируют рельсы в месте подключения на резонансной частоте так, что, во-первых, исключается влияние поездных шунтов, расположенных вне рельсовых линий 1, 3 и 4, и, во-вторых, благодаря емкостной составляющей в составе входного сопротивления приемного и передающего концов и индуктивности рельсовой петли участков 3 и 4 создаются параллельные контуры на резонансной частоте сигнала, что снижает растекание тока вне рельсовой линии 1.

Сигнал от генератора 9 через фильтр 11, рельсовую линию 1 поступает на вход приемника 13. Как было упомянуто выше, растеканию тока на смежные участки препятствует параллельный контур, в одном плече которого присутствует емкостная составляющая входного сопротивления (входное сопротивление приемника 13 или генератора 9 совместно с конденсатором 21, приемник 14 на частоте f1 имеет очень малое сопротивление), в другом - индуктивное сопротивление рельсовой петли (линии 3 и 4). Колебательные контуры с элементами 17 и 26, 22 и 29 имеет очень малое сопротивление и рассматриваются как шунты для частоты f1.

ЭВМ 32 предназначена для определения опорных напряжений, расчета пороговых значений и сравнения текущего напряжения с пороговыми значениями.

Кривые 33 и 34 представляют зависимость напряжения на входах приемников 13 и 15 (разные частоты и разные сопротивления изоляции) при наличии последовательных контуров, а пунктирные кривые - в отсутствие контуров. По кривым фиг.2 видно, что в отсутствие влияния поездных шунтов напряжение (кривая 33) на приемном конце значительно выше (сплошные линии левее т.А и правее т.В) того, что наблюдается при наличии поездных шунтов (пунктирные линии на участках левее т.А и правее т.В).

Предложенный способ позволяет рассматривать работу неограниченной (тональной) рельсовой цепи как работу рельсовой цепи с электрическим стыком [Аркатов B.C., Кравцов Ю.А., Степенский Б.М. Рельсовые цепи. Анализ работы и техническое обслуживание. М.: Транспорт, 1990, 296 с. (75 с.)], что существенно улучшает условия работы рельсовой цепи во всех режимах и не требует установки дроссель-трансфоматоров на участке с электрической тягой.

Способ контроля свободности рельсовой линии, заключающийся в том, что в рельсовую линию на одном конце подают сигнал переменного тока, на другом текущее значение сигнала сравнивают с пороговыми значениями, которые определяют по опорному напряжению - текущему напряжению на приемном конце рельсовой линии в отсутствии влияния шунта, при этом входные сопротивления по концам имеют комплексный характер с емкостной составляющей, отличающийся тем, что у питающего и приемного концов в точках максимального всплеска напряжений к рельсам подсоединяют последовательные резонансные контуры, повышая напряжение на приемном конце рельсовой линии при нахождении шунта вне зоны влияния на рельсовую линию.