СПОСОБ КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЙ СТАНЦИОННЫХ РЕЛЬСОВЫХ ЦЕПЕЙ Российский патент 2020 года по МПК B61L23/16 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики и может быть использовано для регулирования движения поездов и маневровых составов на станции.

Уровень техники

Известен способ контроля состояний путевых участков, заключающийся в том, что питание подается от середины участка, контроль занятия рельсовой цепи осуществляются после освобождения участка приближения или с занятием второго за сигналом путевого участка, светофоры смещены против хода движения поезда на расстояние, соответствующее зоне предварительного шунтирования [Патент RU №2581277 Способ контроля свободности рельсовой линии автора Полевого Ю.И.].

Недостатком этого способа является то, что он имеет большую зону предварительного шунтирования и требует использования устройств контроля всплеска напряжения, изолирующих стыков, устанавливаемых на переводных кривых, съездах из-за их малой протяженности, и многожильного кабеля, так как его сложно адаптировать для контроля станционных рельсовых цепей.

Известен способ контроля состояний рельсовой цепи, заключающийся в том, что к одному концу рельсовой линии подсоединяют путевой генератор, а к другому - путевой приемник, состоящий из полосового фильтра, выпрямителя, делителя напряжения, аналого-цифрового преобразователя станционной ЭВМ. Питание в рельсовую цепь генератор подает от середины рельсовой линии РЛ, при этом входные сопротивления снижают до минимума, рельсы шунтируют конденсаторами, которые совместно с рельсами образуют колебательные контуры (фильтры-пробки), повышают частоту сигнального тока, что необходимо для работы колебательных контуров [Патент РФ №2333126 Способ контроля состояний рельсовой линии авторов Полевого Ю.И., Горелика А.В., Мухина Л.В., опубл. 27.04.2018 г., БИ №12].

Недостатком способа является то, что требуется кабель большой жильности.

Данное техническое решение выбрано в качестве прототипа.

Раскрытие изобретения

Техническим результатом является осуществление контроля состояний путевых участков горловины станции с ограниченным количеством изолирующих стыков без дроссель-трансформаторов с использованием четырех проводной кабельной линии для контроля рельсовых цепей горловины средней станции.

Способ контроля состояний станционных рельсовых цепей заключается в том, что к одному концу рельсовой линии подсоединяют путевой генератор, а к другому - путевой приемник, состоящий из полосового фильтра, выпрямителя, делителя напряжения, аналого-цифрового преобразователя станционной ЭВМ, отличающийся тем, что путевые трансформаторы размещают в путевых коробках компактно непосредственно у рельсовых линий РЛ, схемные изолирующие стыки размещают с обеих сторон у крестовины по рельсу, ведущему на отклонение, рельсы за изолирующими стыками соединяют соединителем, на границе станции и перегона устанавливают дроссель-трансформаторы для подключения отсосов тягового тока, низковольтные вторичные обмотки путевых питающих и приемных релейных трансформаторов подсоединяют к рельсам, а высоковольтные первичные через электронные ключи - соответственно к жилам кабеля двухпроводной линии питающих концов и двухпроводной линии приемных концов, двухпроводная линия питающих концов используется для поочередного питания рельсовых цепей, питания микроэлектронных приборов путевых коробок, осуществления потактовой и цикловой синхронизации распределителей поста ЭЦ и путевых коробок, задания длительности посылки Тк=3⋅(1/f) - короткая, и ТД=10⋅(1/f) - длинная, где f - частота сигнального тока, для выбора рельсовых цепей, проверка которых осуществляется в каждом цикле, к ним относятся рельсовые цепи, путевые участки которых участвуют в замкнутых маршрутах или заняты подвижным составом, и рельсовых цепей, проверка которых осуществляется один раз в трех-пяти циклах, подсоединение путевых трансформаторов к путевому приемнику и путевому генератору осуществляют в заданные интервалы времени, которые определяются с участием распределителей и настроечных перемычек.

Описание чертежей

На фиг. 1 изображен двухниточный план нечетной горловины станции с размещением путевых коробок, на фиг. 2 - структурная схема соединения приборов поста ЭЦ; на фиг. 3 - фрагмент приказа телеуправления, на фиг. 4 - фрагмент структурной схемы соединения приборов путевой коробки.

Условные обозначения на фиг. 1, 2 и 4:

1, 2 - первый и второй дроссель-трансформаторы ДТ;

3, 4, 5, 6, 7, 8 - бесстрелочные рельсовые цепи соответственно ЧП, НП; 4П, 2П, 1П, 3П;

9, 10, 11, 12 - стрелочные рельсовые цепи 3СП, 1СП, 7СП, 5СП; 13, 14, 15, 16 - стрелочные переводы соответственно 1СТР, 3СТР, 7СТР, 5СТР;

17, 18 - путевые коробки питающих концов соответственно ПК1, ПК4; 19, 20, 21, 22 - путевые коробки приемных концов соответственно ПК2, ПК3, ПК5, ПК6;

23, 24, 25, 26 - жилы кабеля, соединяющие путевые коробки с постом ЭЦ;

27 - полосовой фильтр ФП;

28 - выпрямитель приемного конца В;

29, 30 - первый и второй резисторы соответственно R1, R2;

31 - аналого-цифровой преобразователь АЦП;

32 - станционная ЭВМ - ЭВМС;

33 - путевой генератор ГП;

34 - микропроцессорная централизация МПЦ;

35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43 - внутри постовые цепи, соединяющие приборы поста ЭЦ;

44 - выпрямитель В;

45 - конденсатор С;

46 - блок контроля смены фаз БКСФ;

47 - счетчик СТ;

48 - логический элемент ИЛИ;

49, 50 - дужки для выбора рабочих тактов;

51 - блок контроля сигнала цикловой синхронизации БКСЦС;

52, 53 - дужки для настройки питающего или приемного конца;

54 - электронный ключ ЭК;

55 - путевой трансформатор ПТ;

56, 57 - плюсовой и минусовой полюса П и М соответственно;

58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68 - цепи, соединяющие приборы путевых коробок.

Осуществление изобретения

Для реализации способа контроля состояний станционных рельсовых цепей необходимо осуществить следующие технические решения:

- разместить (скомпоновать) путевые трансформаторы в наименьшем количестве трансформаторных ящиках, расположенных в непосредственной близости от рельсовых линий РЛ;

- отделить крестовины стрелочных переводов изолирующими стыками от рельс, расположенных по отклонению, сами рельсы соединить джемперами (это укоротит неоптекаемую часть переводной кривой и длину соединителя);

- на границах станций и перегонов при электротяге через дроссель-трансформаторы подключить отсасывающие фидеры;

- посредством четырехпроводной кабельной линии осуществить питание и управление работой напольных приборов (линейная цепь управления ЛУ) и циклический сбор информации (линейная цепь контроля ЛК) о состоянии станционных рельсовых цепей. Для этого с поста ЭЦ по линии ЛУ передается напряжение тональной частоты с изменением фазы на 180° на границах тактовых импульсов и кратковременным прерыванием сигнала в конце цикла опроса. Изменение фазы сигнала обеспечивает потактовую синхронизацию работы распределителя на посту ЭЦ (распределителем является фрагмент программы станционной ЭВМ) и в путевых коробках ПК, а прерывание сигнала - цикловую синхронизацию. Кроме того, варьируется и длительность тактовых посылок. Предусмотрены короткая Тк=3⋅(1/f) и длинная Тд=10⋅(1/f) посылки, где f - частота сигнального тока. При изменении фазы сигнала все распределители переключаются в следующую позицию. При перерыве питания, что воспринимается как сигнал цикловой синхронизации ЦС, все распределители принудительно переключаются в исходное положение. Два варианта длительности тактовых импульсов позволяет выбрать из всей совокупности рельсовых цепей РЦ горловины станции те, которые необходимо контролировать в данный момент времени. В каждом цикле опроса контролируются только рельсовые цепи, путевые участки которых участвуют в установленных маршрутах, остальные рельсовые цепи контролируются реже, а именно через три - пять циклов опроса. Это позволяет значительно сократить длительность цикла опроса.

На фиг. 1 представлен фрагмент путевого плана горловины станции с рельсовыми цепями и путевыми коробками. На путевом плане представлены дроссель-трансформаторы ДТ 1 и 2 с отсосом тягового тока; бесстрелочные рельсовые цепи 3, 4, 5, 6, 7 и 8; стрелочные рельсовые цепи 9, 10, 11 и 12; стрелочные переводы 13, 14, 15 и 16; путевые коробки с трансформаторами питающих концов 17 и 18; путевые коробки с трансформаторами приемных концов 19, 20, 21 и 22; жилы четырехпроводного кабеля 23, 24, 25 и 26. Питание рельсовых цепей осуществляется от середины рельсовой линии. Группировка путевых трансформаторов осуществляется так, чтобы число этих коробок было минимальным, а сами коробки располагались непосредственно у рельсовых линий РЛ (в т.ч. и между главными путями).

На фиг. 2 представлена структурная схема соединения приборов поста электрической централизации ЭЦ. На ней изображены: полосовой фильтр ФП 27, к входам 1 и 2 которого подсоединены жилы кабеля 23 и 24, а к выходам 3 и 4 - провода 35 и 36, посредством которых фильтр соединен с входами 1 и 2 выпрямителя В 28. Выход выпрямителя В 28 3 посредством провода 37 соединен с первым полюсом первого резистора R1 29, второй полюс которого посредством провода 39 соединен с входом 1 аналого-цифрового преобразователя АЦП 31 и первым полюсом резистора R2, второй полюс которого посредством провода 38 соединен с входом 2 преобразователя 31 и выходом 4 выпрямителя В 28. Выход 3 аналого-цифрового преобразователя АЦП 31 посредством шины 40 соединен с входом 1 станционной ЭВМ - ЭВМС 32, выход 2 которой посредством шины 43 соединен с микропроцессорной централизацией МПЦ 34. Выходы 3 и 4 ЭВМС 32 посредством проводов 41 и 42 соответственно соединены с входами 1 и 2 путевого генератора ГП 33, выходы 3 и 4 которого посредством жил кабеля 25 и 26 соединены с входами 7 и 8 путевых коробок ПК1 17, ПК4 18, ПК2 19, ПК3 20, ПК5 21, ПК6 22. Выходы 5 и 6 этих коробок посредством жил кабеля 23 и 24 соединены с входами 1 и 2 фильтра ФП27.

Информация о состояниях рельсовых цепей поочередно поступает посредством аналогово сигнала по жилам кабеля 23 и 24 на вход полосового фильтра ФП 27. Затем сигнал поступает на вход выпрямителя В 28 и далее на делитель напряжения состоящий из резисторов R1 29 и R2 30. С полюсов резистора R2 30 сигнал постоянного тока поступает на вход аналого-цифрового преобразователя АЦП 31, далее цифровой сигнал по шине 40 поступает на вход станционной ЭВМ 32. В ЭВМ 32 по цифровому сигналу с участием программы (распределителя) определяется состояние каждой рельсовой цепи. По программе ЭВМ 32 осуществляется выбор рельсовых цепей, которые должны проверяться в каждом цикле, и рельсовых цепей, которые проверяются однократно в трех-пяти циклах контроля. Проверке в каждом цикле подвергаются рельсовые цепи, путевые участки которых находятся в замкнутых маршрутах или заняты подвижным составом. Информация об устанавливаемых маршрутах в ЭВМ 32 поступает с централизации МПЦ 34 по шине 43. Переключение фазы сигнала для работы распределителей (фиг. 4 пункт 47) осуществляется с участием ЭВМ 32, которая управляет работой путевого генератора ГП 33 по проводу 41. Аналогично осуществляется и формирование длительности такта (фиг. 3) Тк и Тд. По линии 42 осуществляется воздействие для формирования сигнала цикловой синхронизации ЦС.

На фиг. 3 представлен фрагмент приказа телеуправления. Изменение фазы сигнала осуществляется станционной ЭВМ 32 за счет влияния на путевой генератор ГП 33 посредством провода 41. Сигнал цикловой синхронизации ЦС формируется за счет провода 42.

На фиг. 4 представлена структурная схема соединения приборов путевых коробок ПК. На ней изображены: выпрямитель В 44, блок контроля смены фаз БКСФ 46, блок контроля сигнала цикловой синхронизации БКСЦС 51, входы 1 и 2 которых соединены с входами 7 и 8 путевых коробок ПК и первыми клеммами для дужек настройки 52 и 53 питающего и приемного концов. В зависимости от положения дужек 52 и 53 приборы путевой коробки ПК могут выполнять функции приемного или питающего концов. Вторые клеммы для дужек 52 и 53 соединены с выходами 5 и 6 путевой коробки ПК (приемный конец). К выходам 7 и 8 путевой коробки ПК подсоединены входы 1 и 2 блока БКСФ 46 и блока БКСЦС 51, выпрямителя В 44, выходы 3 и 4 которого являются плюсовым полюсом П 56 и минусовым полюсом М 57, которые подключены к полюсам конденсатора С 45 для сохранения напряжения на полюсах в момент приема сигнала цикловой синхронизации ЦС. К выходу 3 блока БКСФ 46 посредством провода 58 подсоединен вход Т счетчика СТ 47, вход R которого посредством провода 59 соединен с выходом 3 блока БКСЦС 51. К выходам 1, 2. 3…. К счетчика СТ 47 подсоединены провода 60, 61, 62, … 63, к которым посредством настроечных перемычек 49 и 50 подключены входы логического элемента ИЛИ 48, выход 3 которого посредством провода 64 соединен с входом 3 электронного ключа ЭК 54. К входам 1 и 2 электронного ключа ЭК 54 посредством проводов 65 и 66 соответственно подключены третьи клеммы для настроечных перемычек 53 и 52. К выходам 4 и 5 электронного ключа ЭК 54 посредством проводов 67 и 68 подключены соответственно входы 1 и 2 путевого трансформатора ПТ 55, выходы которого 3 и 4 соединены с рельсами. За счет блока БКСФ 46 и провода 58 на вход Т счетчика СТ поступают импульсы, которые переключают счетчик в следующую позицию. За счет блока БКСЦС 51 и провода 59 на вход R счетчика СТ поступает импульс, который приводит счетчик в исходное положение.

В каждой путевой коробке ПК (питающего или приемного концов) на выходе 3 логического элемента ИЛИ 48 повышается потенциал в течение двух импульсов, т.к. один комплект приборов ( ПК) обслуживает две (смежные) рельсовые цепи.

Изобретение относится к методам контроля состояний станционных рельсовых цепей. В способе к одному концу рельсовой линии подсоединяют путевой генератор, а к другому - путевой приемник, состоящий из полосового фильтра, выпрямителя, делителя напряжения, аналого-цифрового преобразователя станционной ЭВМ, путевые трансформаторы размещают в путевых коробках непосредственно у рельсовых линий РЛ, схемные изолирующие стыки размещают с обеих сторон у крестовины по рельсу, ведущему на отклонение, рельсы за изолирующими стыками соединяют, на границе станции и перегона устанавливают дроссель-трансформаторы для подключения отсосов тягового тока, низковольтные вторичные обмотки путевых питающих и приемных релейных трансформаторов подсоединяют к рельсам, а высоковольтные первичные через электронные ключи - соответственно к жилам кабеля двухпроводной линии питающих концов и двухпроводной линии приемных концов, двухпроводная линия питающих концов используется для поочередного питания рельсовых цепей, питания микроэлектронных приборов путевых коробок, осуществления потактовой и цикловой синхронизации распределителей поста ЭЦ и путевых коробок, задания длительности посылки Тк=3⋅(1/f) - короткая, и ТД=10⋅(1/f) - длинная, где f - частота сигнального тока, для выбора рельсовых цепей, проверка которых осуществляется в каждом цикле, подсоединение путевых трансформаторов к путевому приемнику и путевому генератору осуществляют в заданные интервалы времени, которые определяются с участием распределителей и настроечных перемычек. Достигается возможность контроля состояний путевых участков горловины станции с ограниченным количеством изолирующих стыков без дроссель-трансформаторов с использованием четырех проводной кабельной линии. 4 ил.

Способ контроля состояний станционных рельсовых цепей, заключающийся в том, что к одному концу рельсовой линии подсоединяют путевой генератор, а к другому - путевой приемник, состоящий из полосового фильтра, выпрямителя, делителя напряжения, аналого-цифрового преобразователя станционной ЭВМ, отличающийся тем, что путевые трансформаторы размещают в путевых коробках компактно непосредственно у рельсовых линий РЛ, схемные изолирующие стыки размещают с обеих сторон у крестовины по рельсу, ведущему на отклонение, рельсы за изолирующими стыками соединяют соединителем, на границе станции и перегона устанавливают дроссель-трансформаторы для подключения отсосов тягового тока, низковольтные вторичные обмотки путевых питающих и приемных релейных трансформаторов подсоединяют к рельсам, а высоковольтные первичные через электронные ключи - соответственно к жилам кабеля двухпроводной линии питающих концов и двухпроводной линии приемных концов, двухпроводная линия питающих концов используется для поочередного питания рельсовых цепей, питания микроэлектронных приборов путевых коробок, осуществления потактовой и цикловой синхронизации распределителей поста ЭЦ и путевых коробок, задания длительности посылки Тк=3⋅(1/f) - короткая, и ТД=10⋅(1/f) - длинная, где f - частота сигнального тока, для выбора рельсовых цепей, проверка которых осуществляется в каждом цикле, к ним относятся рельсовые цепи, путевые участки которых участвуют в замкнутых маршрутах или заняты подвижным составом, и рельсовых цепей, проверка которых осуществляется один раз в трех-пяти циклах, подсоединение путевых трансформаторов к путевому приемнику и путевому генератору осуществляют в заданные интервалы времени, которые определяются с участием распределителей и настроечных перемычек.