РЕЛЬСОВАЯ ЦЕПЬ Российский патент 2008 года по МПК B61L23/16 

Изобретение относится к железнодорожной автоматике и может быть использовано в системах интервального регулирования движения поездов метрополитена.

Известно устройство по патенту №2173648 кл. B61L 23/16, содержащее генератор, изолирующие трансформаторы, фильтры, резисторы, логический элемент И, измерители фаз, усилитель, два компаратора, два блока выдержки времени, логический элемент И-НЕ, мультиплексор, триггер, контактное реле направления и делитель частоты. Недостатком данного устройства является неустойчивость работы рельсовой цепи при пониженном сопротивлении балласта вследствие помехового влияния асимметрии тягового тока.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является устройство защиты рельсовых цепей по патенту №2173275 кл. B61L 23/16, принятое за прототип.

Известное устройство содержит рельсовую линию, к двум концам которой подключены согласующие элементы в виде путевых трансформаторов. Генератор в виде источника питания, устройства кодирования автоматической локомотивной сигнализации подключены к согласующему элементу на одном конце рельсовой линии. Путевой приемник в виде путевого реле и устройства кодирования автоматической локомотивной сигнализации подключены к согласующему элементу на другом конце рельсовой линии. Генератор через подключенный к нему путевой трансформатор подает сигнал в рельсовую линию. На приемном конце через путевой трансформатор сигнал поступает на путевой приемник с путевым устройством кодирования автоматической локомотивной сигнализации. Если текущее напряжение ниже порогового, то участок занят, в противном случае - свободен. При занятии рельсовой цепи под поезд подается сигнал автоматической локомотивной сигнализации.

Недостатком данного устройства является неустойчивость работы рельсовой цепи вследствие помехового влияния асимметрии тягового тока.

Задачей заявляемого изобретения является повышение помехоустойчивости и надежности работы рельсовой цепи.

Технический результат, достигаемый при осуществлении предлагаемого изобретения, выражается в существенном уменьшении помехового влияния асимметрии тягового тока.

Указанный технический результат достигается тем, что рельсовая цепь, содержащая рельсовую линию, к одному концу которой подключена вторичная обмотка первого путевого трансформатора, первичная обмотка которого подключена к генератору с функциональным наложением кодирования автоматической локомотивной сигнализации, к другому концу рельсовой линии подключена вторичная обмотка второго путевого трансформатора, первичная обмотка которого подключена к путевому приемнику с функциональным наложением кодирования автоматической локомотивной сигнализации, дополнительно снабжена первым и вторым конденсаторами, первый конденсатор включен последовательно с вторичной обмоткой первого путевого трансформатора, второй конденсатор включен последовательно с вторичной обмоткой второго путевого трансформатора, причем величины емкостей конденсаторов удовлетворяют условиям резонанса напряжения в рельсовой цепи на несущей частоте сигнала контроля рельсовой линии в нормальном режиме и резонанса тока на несущей частоте сигнала автоматической локомотивной сигнализации в месте расположения поездного шунта в момент занятия рельсовой цепи максимальной длины.

На фиг.1 представлен общий вид рельсовой цепи, которая включает генератор с функциональным наложением кодирования автоматической локомотивной сигнализации 1, приемник с функциональным наложением кодирования автоматической локомотивной сигнализации 2, первый путевой трансформатор Т1, второй путевой трансформатор Т2, рельсовую линию 3, первый конденсатор С 1, второй конденсатор С2.

Рельсовая цепь работает следующим образом.

Электрический сигнал контроля рельсовой линии (КРЛ) от генератора 1 проходит через путевой трансформатор Т1, через конденсатор С1 и поступает в рельсовую линию 3. После прохождения рельсовой линии 3 сигнал через конденсатор С2 и путевой трансформатор Т2 поступает на приемник 2. В случае целостности рельсовой линии 3 и отсутствия шунта уровень сигнала на приемнике находится выше порога занятости, рельсовая цепь считается свободной (нормальный режим). Выполнение условия резонанса напряжения на частоте сигнала КРЛ в этом режиме путем соответствующего подбора емкости конденсаторов обеспечивает максимум сигнала КРЛ с подавлением боковых частот. Полученная фильтрация сигнала КРЛ на несущей частоте повышает помехоустойчивость рельсовой цепи.

При приближении поезда, вследствие шунтирования, уровень сигнала на приемнике уменьшается и становится ниже порога занятости. Рельсовая цепь считается занятой. После занятия рельсовой цепи в рельсовую линию для приема поездом подается сигнал автоматической локомотивной сигнализации (АЛС). Качество тракта передачи рельсовая цепь - поезд характеризуется формой амплитудно-частотной характеристики и уровнем тока сигнала АЛС в рельсах в непосредственной близости от поездного шунта (под поездными катушками). В момент занятия рельсовой цепи ток АЛС минимальный. Чем длиннее рельсовая цепь, тем меньше ток АЛС. Следовательно, тракт передачи рельсовая цепь - поезд бывает неустойчивым, как правило, на самых длинных рельсовых цепях в моменты их занятия. В данном случае в месте расположения поездного шунта наблюдается резонанс тока на частоте, которую целесообразно использовать в качестве несущей частоты сигнала автоматической локомотивной сигнализации. Выполнение условия резонанса тока на частоте сигнала АЛС обеспечивает максимум сигнала АЛС с подавлением боковых частот. Полученная фильтрация сигнала АЛС на несущей частоте повышает помехоустойчивость работы рельсовой цепи в режиме кодирования АЛС.

Постоянная составляющая асимметрии тягового тока через вторичные обмотки путевых трансформаторов отсутствует вследствие включения конденсаторов последовательно с ними. Следовательно, устойчивость работы рельсовой цепи обеспечивается исключением размагничивания путевых трансформаторов постоянной составляющей асимметрии тягового тока и резонансной фильтрацией сигналов КРЛ и АЛС.

Рельсовая цепь может быть реализована в рамках системы «Движение» (Кузнецов С.В. и др., «Система «Движение»: стационарная аппаратура, центральный пост и единая система радиосвязи». Современные технологии автоматизации, 2001 г., №2). Особенностью работы рельсовых цепей системы «Движение» являются сравнительно высокие несущие частоты сигнала контроля рельсовой линии - 4262 Гц, и сигнала кодирования автоматической локомотивной сигнализации - 3348 Гц. В качестве конденсаторов можно применить конденсаторы широкого класса емкостью 10÷70 мкФ. В качестве путевых трансформаторов можно применить трансформаторы с коэффициентом трансформации 40. В качестве генератора и приемника с функциональным наложением кодирования автоматической локомотивной сигнализации может быть использовано устройство, аналогичное приемопередатчику системы АБ-УЕ (И.В.Беляков и др., «Микропроцессорная унифицированная система автоблокировки АБ-УЕ», Автоматика, связь и информатика, 2002 г., №6).

Амплитудно-частотная характеристика рельсовой цепи в нормальном режиме имеет вид, представленный на фиг.2. Максимум характеристики находится в точке А на частоте 4,26 кГц.

Амплитудно-частотная характеристика тока сигнала АЛС в рельсах вблизи поездного шунта самой длинной рельсовой цепи в момент ее занятия представлена на фиг.3. Максимум характеристики находится в точке В на частоте 3,35 кГц.

Анализ амплитудно-частотных характеристик (фиг.2, фиг.3) показывает, что исключение постоянной составляющей и существенное ослабление спадающих по частоте гармонических составляющих 300 Гц, 600 Гц, 900 Гц, 1200 Гц и т.д. асимметрии тягового тока обеспечивает надежную работу рельсовой цепи и устойчивую передачу сигналов АЛС на поезд.

Таким образом, введение первого и второго конденсаторов позволяет исключить подмагничивание путевого трансформатора постоянной составляющей асимметрии тягового тока, добиться существенного уменьшения влияния первых гармоник асимметрии тягового тока и повысить помехоустойчивость рельсовой цепи, что повышает надежность работы рельсовой цепи.

Изобретение относится к железнодорожной автоматике и может быть использовано в системах интервального регулирования движения поездов метро. Рельсовая цепь содержит рельсовую линию, два путевых трансформатора, генератор и приемник. К одному концу рельсовой линии подключена вторичная обмотка первого путевого трансформатора, первичная обмотка которого подключена к генератору с функциональным наложением кодирования автоматической локомотивной сигнализации, к другому концу рельсовой линии подключена вторичная обмотка второго путевого трансформатора, первичная обмотка которого подключена к путевому приемнику с функциональным наложением кодирования автоматической локомотивной сигнализации. Последовательно с вторичными обмотками путевых трансформаторов подключены конденсаторы. Величины емкостей конденсаторов удовлетворяют условиям резонанса напряжения в рельсовой цепи на несущей частоте сигнала контроля рельсовой линии в нормальном режиме и резонанса тока на несущей частоте сигнала автоматической локомотивной сигнализации. Техническим результатом является существенное уменьшение влияния асимметрии тягового тока, повышение помехоустойчивости и надежности работы рельсовой цепи. 3 ил.

Рельсовая цепь, содержащая рельсовую линию, к одному концу которой подключена вторичная обмотка первого путевого трансформатора, первичная обмотка которого подключена к генератору с функциональным наложением кодирования автоматической локомотивной сигнализации, к другому концу рельсовой линии подключена вторичная обмотка второго путевого трансформатора, первичная обмотка которого подключена к путевому приемнику с функциональным наложением кодирования автоматической локомотивной сигнализации, отличающаяся тем, что рельсовая цепь снабжена первым и вторым конденсаторами, первый конденсатор включен последовательно с вторичной обмоткой первого путевого трансформатора, второй конденсатор включен последовательно с вторичной обмоткой второго путевого трансформатора, причем величины емкостей конденсаторов удовлетворяют условиям резонанса напряжения в рельсовой цепи на несущей частоте сигнала контроля рельсовой линии в нормальном режиме и резонанса тока на несущей частоте сигнала автоматической локомотивной сигнализации в месте расположения поездного шунта в момент занятия рельсовой цепи максимальной длины.