РЕЛЬСОВАЯ ЦЕПЬ Российский патент 2006 года по МПК B61L23/16 

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в устройствах сигнализации, централизации и блокировки (СЦБ) на железнодорожном транспорте.

Известна рельсовая цепь, содержащая рельсовую линию, с одной стороны которой подключено согласующее устройство питающего конца и путевой источник питания переменного тока, а с другой стороны подключено согласующее устройство релейного конца, фазочувствительный путевой приемник и местный источник питания переменного тока (см. 1).

Недостаток описанной рельсовой цепи связан с тем, что при появлении в рельсовой линии непрерывной (длительностью более 0,5 с) помехи электрического тока, частота которого совпадает с частотой путевого и местного источников питания, возможно ложное срабатывание фазочувствительного путевого приемника при занятой поездом рельсовой цепи, т.е. сигнализация ложной свободности рельсовой цепи, или при поврежденной рельсовой линии, что создает угрозу безопасности.

Известна также рельсовая цепь, содержащая рельсовую линию, с одной стороны которой подключено согласующее устройство питающего конца и путевой источник питания переменного тока, а с другой стороны подключено согласующее устройство релейного конца, фазочувствительный путевой приемник и местный источник питания переменного тока (см.2, с.262, рис.6.19).

Эта рельсовая цепь принята в качестве прототипа как более близкая к предложенному изобретению по своей технической сущности.

Недостаток противопоставленной рельсовой цепи связан с тем, что при появлении в рельсовой линии непрерывной помехи электрического тока, частота которого совпадает с частотой путевого и местного источников питания, возможно ложное срабатывание фазочувствительного путевого приемника при занятой поездом рельсовой цепи, т.е. сигнализация ложной свободности рельсовой цепи, или при поврежденной рельсовой линии, что создает угрозу безопасности.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является устранение описанных недостатков известных реле переменного тока.

Решение этой задачи достигается тем, что рельсовая цепь содержит два формирователя кодовых комбинаций с использованием фазового импульсного признака, при этом вход и выход одного из них подключены соответственно к выходу путевого источника питания переменного тока и входу согласующего устройства питающего конца, а вход и выход другого подключены соответственно к выходу местного источника питания переменного тока и входу местного элемента фазочувствительного путевого приемника.

Предложенное техническое решение исключает возможность срабатывания (подъема сектора) фазочувствительного путевого приемника (реле) при поступлении в рельсовую линию непрерывной помехи электрического тока, частота которого совпадает с частотой путевого и местного источников питания, т.к. из-за кодовых комбинаций с использованием фазового импульсного признака на входе местного элемента фазочувствительного путевого приемника вращающий момент от действия помехи, воздействующий на сектор фазочувствительного путевого реле, будет иметь одно направление при одном значении фазы кодовой комбинации и противоположное направление при другом значении фазы этой кодовой комбинации. Из-за этого сектор фазочувствительного путевого реле не поднимется, что исключает ложное срабатывание фазочувствительного путевого приемника (реле) от воздействия описанной выше помехи.

Предложенное техническое решение является новым, т.к. из уровня техники не известны рельсовые цепи, содержащие два формирователя кодовых комбинаций с использованием фазового импульсного признака, при этом вход и выход одного из них подключены соответственно к выходу путевого источника питания переменного тока и входу согласующего устройства питающего конца, а вход и выход другого подключены соответственно к выходу местного источника питания переменного тока и входу местного элемента фазочувствительного путевого приемника.

Предложенное техническое решение обладает изобретательским уровнем, т.к. оно для специалиста явным образом не следует из уровня техники, что подтверждается изложенным выше сопоставительным анализом известных и предложенной рельсовой цепи.

Предложенное техническое решение является промышленно применимым, т.к. при его использовании достигается защита от ложного срабатывания фазочувствительного путевого приемника при воздействии непрерывной помехи электрического тока, частота которого совпадает с частотами путевого и местного источников питания переменного тока.

Из изложенного следует, что предлагаемое техническое решение соответствует требованиям, предъявленным к изобретению.

Структурная схема предлагаемой рельсовой цепи изображена на фиг.1 и содержит рельсовую линию 1. Со стороны 1.1 рельсовой линии 1 подключен выход 2.1 согласующего устройства питающего конца 2. К входу 2.2 устройства 2 подключен выход 3.1 первого формирователя кодовых комбинаций с использованием фазового импульсного признака 3, к входу 3.2 которого подключен выход 4.1 путевого источника питания переменного тока 4. Со стороны 1.2 рельсовой линии 1 подключен вход 5.2 согласующего устройства релейного конца 5. К выходу 5.1 устройства 5 подключен вход 6.1 путевого элемента фазочувствительного путевого приемника 6. К входу 6.2 местного элемента приемника 6 подключен выход 7.1 второго формирователя кодовых комбинаций с использованием фазового импульсного признака 7. К входу 7.2 формирователя 7 подключен выход 8.1 местного источника питания переменного тока 8.

На фиг.2 изображен пример варианта исполнения предлагаемой рельсовой цепи, структурная схема которой приведена на фиг.1.

Предлагаемая рельсовая цепь (см. фиг.2) содержит рельсовую линию 1, с одной стороны (1.1) которой подключен выход 2.1 согласующего устройства питающего конца 2, имеющего ограничительный резистор 2.3 и трансформатор 2.4. К входу 2.2 устройства 2 подключен выход 3.1 первого формирователя кодовых комбинаций с использованием фазового импульсного признака 3, имеющего переключающие контакты 9.1, 9.2 датчика импульсов 9. К входу 3.2 формирователя 3 подключен выход 4.1 путевого источника питания переменного тока 4. Со стороны 1.2 рельсовой линии 1 подключен вход 5.2 согласующего устройства релейного конца 5, имеющего трансформатор 5.3, конденсатор 5.4 и дроссель 5.5. Выход 5.1 устройства 5 подключен к входу 6.1 путевого элемента фазочувствительного путевого реле 6, вход 6.2 местного элемента которого подключен к выходу 7.1 второго формирователя кодовых комбинаций с использованием фазового импульсного признака 7, имеющего переключающие контакты 9.3, 9.4 датчика импульсов 9. К входу 7.2 формирователя 7 подключен выход 8.1 местного источника питания переменного тока 8.

Работа предлагаемой рельсовой цепи (см. фиг.2) происходит следующим образом.

В нормальном положении при отсутствии колесных пар поезда на рельсовой линии 1 (свободности рельсовой цепи) и целости рельсовой линии 1 (отсутствии излома рельс) напряжение от источника питания переменного тока 4 через контакты 9.1 и 9.2, трансформатор 2.4, резистор 2.3, рельсовую линию 1, трансформатор 5.3 поступает на вход 6.1 путевого элемента фазочувствительного путевого реле 6. Резонансный контур конденсатора 5.4 и дросселя 5.5 шунтирует помехи большой частоты электрического тока. Одновременно напряжение от местного источника питания переменного тока 8 через контакты 9.3 и 9.4 поступает на вход 6.2 местного элемента фазочувствительного путевого реле 6.

Фазовое соотношение напряжений на путевом 6.1 и местном 6.2 элементах реле 6 имеет идеальное, для работы реле, значение, поэтому сектор фазочувствительного путевого реле поднимется, фиксируя свободность рельсовой цепи от колесных пар поезда и целостность рельсовых нитей рельсовой линии 1.

Контакты 9.1, 9.2 и 9.3, 9.4 датчика импульсов 9, работающего в режиме генерации импульсов, переключаются синхронно, отчего фазы как путевого, так и местного источников питания переменного тока изменяются на 180° одновременно. Поэтому идеальное фазовое соотношение между ними не нарушается при переключениях контактов 9.1, 9.2, 9.3, 9.4, а реле 6 удерживает сектор в поднятом состоянии.

При занятии рельсовой линии поездом колесные пары его шунтируют вход 5.2 согласующего устройства релейного конца 5, отчего напряжение на его выходе 5.1 становится малым, недостаточным для удержания сектора реле 6 в поднятом состоянии, и он опускается вниз, чем фиксируется занятие рельсовой цепи поездом.

При нарушении целости рельсовой линии 1 (изломе рельс) прекращается поступление тока от путевого источника переменного тока 4 к путевому элементу 6.1 реле 6, отчего сектор этого реле опускается вниз, чем фиксируется неисправность рельсовой линии 1.

Если в режиме занятия поездом или режиме излома рельс в рельсовой линии 1 появится непрерывная помеха электрического тока, частота которого совпадает с частотой местного источника питания переменного тока, а фазовое соотношение напряжений этих источников переменного тока имеет идеальное, для работы реле 6, значение, то срабатывания (подъем сектора) реле 6 не произойдет, т.к. вращающий момент, действующий на сектор реле 6 от взаимодействия напряжения помехи и напряжения местного источника питания переменного тока 8, имеет одно направление при замкнутом положении замыкающих контактов 9.3, 9.4 и обратное направление при замкнутом положении размыкающих контактов 9.3, 9.4 из-за того, что при импульсной работе этих контактов фаза напряжения местного источника питания переменного тока 8, поступающего на местный элемент 6.2, изменяется на 180° при каждом срабатывании контактов 9.3, 9.4.

Таким образом, в предлагаемой рельсовой цепи обеспечена как нормальная работа при отсутствии помех в рельсовой линии, так и защита от ложного срабатывания фазочувствительного путевого приемника 6 при занятии линии поездом или изломе рельс и поступлении в этих режимах из рельсовой линии 1 непрерывной помехи электрического тока, частота которого совпадает с частотами путевого и местного источников питания переменного тока.

В предлагаемой рельсовой цепи может быть применен как показанный на фиг.2 формирователь кодовых комбинаций с использованием фазового импульсного признака с контактами, так и бесконтактные элементы. При этом возможно осуществлять коммутацию напряжений путевого и местного источников питания переменного тока в момент прохождения напряжение или тока через нулевое значение.

Частота коммутаций и кодовые комбинации могут нести дополнительную информацию.

Экономический эффект предлагаемой рельсовой цепи можно характеризовать следующими показателями:

- уменьшением материальных потерь от крушений поездов из-за ложных срабатываний фазочувствительных путевых приемников при воздействии помех электрического тока, частота которого совпадает с частотами путевого и местного источников питания переменного тока;

- уменьшением затрат на передачу по рельсовой линии дополнительной информации за счет использования кодовых комбинаций с использованием фазового импульсного признака.

Литература

1. Патент Российской Федерации №2173275, B 61 L 23/16, опубликован 10.09.01 г., №25.

2. B.C.Аркатов, Н.Ф.Котляренко, А.И.Баженов, Т.Л.Лебедева «Рельсовые цепи магистральных железных дорог», Москва, «Транспорт», 1982 г. (прототип).

Рельсовая цепь относится к области электротехники и может быть использована в устройствах сигнализации, централизации и блокировки на железнодорожном транспорте. Рельсовая цепь содержит рельсовую линию, с одной стороны которой подключено согласующее устройство питающего конца и путевой источник питания переменного тока, с другой стороны подключено согласующее устройство релейного конца, фазочувствительный путевой приемник и местный источник питания переменного тока. Рельсовая цепь снабжена двумя формирователями кодовых комбинаций с использованием фазового импульсного признака, при этом вход и выход одного из них подключены соответственно к выходу путевого источника питания переменного тока и входу согласующего устройства питающего конца, а вход и выход другого подключены соответственно к выходу местного источника питания переменного тока и входу местного элемента фазочувствительного путевого приемника. Изобретение повышает безопасность движения поездов за счет защиты от ложного срабатывания фазочувствительного путевого приемника от непрерывной помехи электрического тока, частота которого совпадает с частотой путевого и местного источников питания, при занятой поездом или поврежденной рельсовой цепи. 2 ил.

Рельсовая цепь, содержащая рельсовую линию, с одной стороны которой подключены согласующее устройство питающего конца и путевой источник питания переменного тока, с другой стороны подключены согласующее устройство релейного конца, фазочувствительный путевой приемник и местный источник питания переменного тока, отличающаяся тем, что она содержит два формирователя кодовых комбинаций с использованием фазового импульсного признака, при этом вход и выход одного из них подключены соответственно к выходу путевого источника питания переменного тока и входу согласующего устройства питающего конца, а вход и выход другого подключены соответственно к выходу местного источника питания переменного тока и входу местного элемента фазочувствительного путевого приемника.