ШУНТ КОНТРОЛЬНЫЙ Российский патент 2008 года по МПК B61L23/00 

Изобретение относится к железнодорожной автоматике и может быть использовано в системах интервального регулирования движения поездов метрополитена для настройки, проверки и устранения неисправностей в рельсовых цепях (РЦ).

Известен измерительный шунт по патенту №2208857, кл. Н01С 3/00, который содержит токовые наконечники с токовыми и потенциальными зажимами, резистивный элемент и крепежные винты, причем резистивный элемент выполнен из резистивного материала совместно с токовыми и потенциальными зажимами.

Недостатком данного устройства является ненормированная величина активного сопротивления и индуктивности, что при использовании шунта для настройки РЦ с несущей частотой сигнала контроля рельсовой линии (КРЛ) более 1000 Гц может привести к ложному контролю свободности РЦ. Кроме того, отсутствует возможность оперативного контроля параметров РЦ, включая величину тока автоматической регулировки скорости (АРС) при настройке и эксплуатации РЦ.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является шунт для испытания рельсовых цепей ШУ-01М ТУ 32-ЦШ-882-85, принятый за прототип.

Шунт содержит захваты, прочно закрепленные на трубках из изоляционного материала, обеспечивающие плотный захват головок рельсов и надежный электрический контакт. Захваты посредством пайки соединены с монтажным проводом марки ПМВГ сечением 0,5-0,75 мм². Шунт имеет нормативное электрическое сопротивление постоянному току 0,06 Ом.

Недостатком данного устройства является ненормированная величина индуктивности, что при настройке РЦ с несущей частотой сигнала КРЛ более 1000 Гц может привести к ложному контролю свободности РЦ, а также отсутствие возможности оперативного контроля параметров РЦ, включая величину тока АРС при настройке и эксплуатации РЦ.

Задачей заявляемого изобретения является повышение точности определения пороговых напряжений занятия и освобождения РЦ с несущей частотой сигнала КРЛ более 1000 Гц, а также обеспечение возможности оперативного контроля параметров РЦ, включая величину тока АРС при настройке и эксплуатации РЦ.

Технический результат, достигаемый при осуществлении предлагаемого изобретения, заключается в повышении достоверности контроля состояния РЦ и расширении функциональных возможностей шунта при настройке, а также при выявлении неисправностей РЦ.

Шунт контрольный содержит монтажный провод длиной не менее расстояния между рельсами, первый и второй захваты, обеспечивающие надежный электрический контакт с головками рельс. Шунт имеет активное сопротивление между захватами, равное нормативному - 0,06 Ом.

Указанный технический результат достигается тем, что дополнительно введены резистивный элемент, одним выводом подсоединенный к первому захвату, подстроечный элемент, одним выводом подсоединенный ко второму захвату, согласующее и регистрирующее устройства. Вторые выводы резистивного и подстроечного элементов соединены монтажным проводом. Входы согласующего устройства подключены к первому и второму выводам резистивного элемента, а выход согласующего устройства подключен к входу регистрирующего устройства.

Величина сопротивления резистивного элемента превышает суммарную величину активных сопротивлений подстроечного элемента и провода, а величина индуктивности шунта при натянутом монтажном проводе (см. чертеж) равна индуктивности колесной пары поезда.

На чертеже представлена блок-схема шунта контрольного, на которой изображены: первый и второй захваты 1, 2, установленные на рельсы 3, резистивный элемент 4, монтажный провод 5, подстроечный элемент 6, согласующее устройство 7 и регистрирующее устройство 8.

Шунт контрольный работает следующим образом.

Для контроля состояния РЦ шунт контрольный первым 1 и вторым 2 захватами устанавливают на рельсы 3, с которыми захваты 1, 2 обеспечивают надежный электрический контакт. Соединенные последовательно резистивный элемент 4, монтажный провод 5 и подстроечный элемент 6 через захваты шунтируют рельсы, создавая имитацию наезда колесной пары подвижной единицы на РЦ. Максимальное активное сопротивление колесной пары не должно превышать 0,06 Ом (Рельсовые цепи магистральных железных дорог: Справочник. / Под ред. В.С.Аркатова. - М.: Транспорт, 1982, с.32). Реактивное сопротивление колесной пары на частотах от 0 до 10000 Гц имеет индуктивный характер. Согласно проведенным измерениям индуктивности первых колесных пар ряда подвижных единиц (поезд серии ЕМ, электровоз, мотовоз) на частоте 1000 Гц составляют от 2,5 мкГн до 3,5 мкГн. Соответственно индуктивное сопротивление колесной пары на частотах до 1000 Гц достигает 0,022 Ом, что составляет до 30% от нормативного сопротивления 0,06 Ом. Необходимость учета индуктивности колесной пары поезда объясняется тем, что в современных системах интервального регулирования поездов имеется тенденция к увеличению частоты сигнала КРЛ и сигнала АРС. Например, рабочие частоты системы АБ-УЕ составляют 1953 Гц, 2170 Гц, 2441 Гц, 2790 Гц (И.В.Беляков и др. «Микропроцессорная унифицированная система автоблокировки АБ-УЕ», Автоматика, связь и информатика, №6, 2002); система «Движение» работает на частоте КРЛ 4260 Гц и частоте АРС 3348 Гц (Кузнецов С.В. и др. «Система «Движение»: стационарная аппаратура, центральный пост и единая система радиосвязи», Современные технологии автоматизации, 2001, №2).

На частоте 4262 Гц индуктивное сопротивление колесной пары составляет от 0,066 Ом до 0,093 Ом, т.е. больше нормативного значения активного сопротивления. Поэтому шунт как контрольный имитатор колесной пары должен иметь максимальную индуктивность колесной пары применяемых подвижных единиц. Настройка (установка пороговых напряжений занятия и освобождения) и проверка РЦ в шунтовом режиме с частотой КРЛ более 1000 Гц требует применения шунта с нормированной индуктивностью, равной максимальной индуктивности колесной пары.

При настройке РЦ одним из необходимых контролируемых параметров является величина тока АРС. При установке шунта контрольного на РЦ измерение падения напряжения сигнала АРС на резистивном элементе позволяет однозначно определить величину тока АРС, протекающего через шунт. Для получения наибольшей чувствительности измерения величину сопротивления резистивного элемента целесообразно установить от 0,04 Ом до 0,05 Ом. Падение напряжения на резистивном элементе, пропорциональное току АРС, через согласующее устройство 7 поступает на регистрирующий устройство 8, фиксируется и далее сравнивается с нормой, соответствующей минимально допустимому току АРС.

Шунт контрольный может быть реализован в рамках оборудования для настройки РЦ системы «Движение» (Кузнецов С.В. и др. «Система «Движение»: стационарная аппаратура, центральный пост и единая система радиосвязи». Современные технологии автоматизации, 2001, №2).

В качестве захватов можно применить захваты шунта ШУ-01М.

Резистивный элемент можно реализовать, например, на основе прецизионных резисторов С2-34. Подстроечным элементом может служить тонкая медная жила сечением 0,2-0,5 мм², свернутая в виде спирали. Сечение и длина медной жилы определяет активное сопротивление подстроечного элемента, а диаметр и шаг спирали определяют индуктивность подстроечного элемента.

Для монтажа шунта контрольного можно применить провод ППСРВМ сечением не менее 6 мм². В качестве согласующего элемента могут использоваться согласующие трансформаторы типа ТОТ, ТВТ и др. При требуемой 5% точности настройки шунта, а именно такая точность настройки шунта-прототипа ШУ-01М по ТУ 32-ЦШ-882-85, входное сопротивление согласующего трансформатора, подключенного к регистрирующему элементу, должно быть не менее 1 Ом. Регистрирующим устройством может служить записывающий осциллограф с функцией спектрального анализа типа Agilent 54622D или ноутбук с типовой звуковой картой. Для записи и спектрального анализа был использован ноутбук ThinkPad с программой SPECTRALAB, которая позволяет использовать ноутбук в режиме осциллографа во временном и спектральном представлениях сигнала не только в реальном времени, но и позволяет записывать сигнал в формате WAVE и воспроизводить процесс на экране дисплея. После предварительной калибровки шунта контрольного возможно проведение практических измерений сигналов в РЦ.

Таким образом, заявляемое изобретение позволяет существенно повысить достоверность контроля состояния РЦ, расширить функциональные возможности шунта при настройке, а также при выявлении неисправностей РЦ. Кроме того, при попеременном подключении (сканировании) бесстыковых РЦ, например, в вышеназванной системе «Движение» шунт позволяет контролировать правильность временных тактов работы РЦ.

Изобретение относится к железнодорожной автоматике и может быть использовано в системах интервального регулирования движения поездов метрополитена для настройки, проверки и устранения неисправностей в рельсовых цепях. Шунт контрольный содержит резистивный и подстроечный элементы, согласующее и регистрирующее устройства, захваты, обеспечивающие электрический контакт с рельсами. Выводы резистивного элемента через согласующее устройство подключены к регистрирующему устройству. Суммарная величина активного сопротивления шунта равна сопротивлению нормативного шунта, а суммарная величина индуктивности шунта равна индуктивности колесной пары поезда. Технический результат заключается в повышении достоверности контроля состояния рельсовых цепей, расширении функциональных возможностей шунта при настройке, а также при выявлении неисправностей рельсовых цепей. 1 ил.

Шунт контрольный, содержащий монтажный провод, первый и второй захваты, активное сопротивление между которыми равно нормативному, обеспечивающие надежный электрический контакт с головками рельс, отличающийся тем, что в него дополнительно введены резистивный элемент, одним выводом подсоединенный к первому захвату, подстроечный элемент, одним выводом подсоединенный ко второму захвату, вторые выводы резистивного и подстроечного элементов соединены монтажным проводом, согласующее и регистрирующее устройства, входы согласующего устройства подключены к первому и второму выводам резистивного элемента, а выход согласующего устройства подключен к входу регистрирующего устройства, причем величина сопротивления резистивного элемента превышает суммарную величину активных сопротивлений подстроечного элемента и монтажного провода, а величина индуктивности шунта контрольного равна индуктивности колесной пары поезда.