СПОСОБ КОНТРОЛЯ ЦЕЛОСТНОСТИ РЕЛЬСОВЫХ НИТЕЙ Российский патент 2021 года по МПК B61L23/00 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики и телемеханики и может быть использовано для контроля целостности рельсовых нитей.

Уровень техники

Известен способ контроля целостности рельсовых нитей, заключающийся в контроле текущего напряжения приемного конца рельсовой цепи и сравнении его с пороговыми значениями напряжений. При снижении текущего напряжения ниже порогового значения отпадания путевого реле фиксируется неисправность рельсовой линии, при превышении текущего напряжения выше порогового значения притяжения реле фиксируется исправное состояние рельсовой линии [Полевой Ю.И. Методы и устройства контроля местонахождения объекта в системе управления подвижным составом: дис. докт. техн.наук/ Ю.И. Полевой. - Самара.: СамГУПС, 2013. - 454 с.].

Недостатком способа является то, что при изломе рельсовой нити и отсутствии гальванического разрыва нельзя проконтролировать неисправность рельсовой линии.

Известен способ контроля целостности рельсовых нитей, заключающийся в контроле текущего тока и сравнении его с пороговым значением. Контроль целостности рельсовых нитей осуществляют посредством рельсовой линии, концы которой соединены шунтами, а питание осуществляется током тональной частоты [Патент 2173278 (РФ). Способ контроля состояний путевого участка двухчастотной рельсовой цепи/ Полевой Ю.И., Горелик А.В. - Опубл. 02.11. 2018 Бюл №31, МПК B61L 23/16].

Недостатком способа является то, что при изломе рельсовой нити и отсутствии гальванического разрыва нельзя проконтролировать неисправность рельсовой линии.

Данное техническое решение выбрано в качестве прототипа.

Раскрытие изобретения

Техническим результатом, на достижение которого направлено техническое решение, является повышение достоверности контроля целостности рельсовых нитей после прохода локомотива до вступления вагонов поезда в условиях вибрации, когда перемежающийся контакт может быть своевременно зафиксирован. При этом, результат контроля может быть использован и для идущего поезда.

Способ контроля целостности рельсовых нитей, заключающийся в том, что контроль осуществляют с участием рельсовой линии, концы которой соединены шунтами, а питание осуществляется током тональной частоты, отличающийся тем, что в качестве шунтов используются колесные пары локомотива и вагонов, питание осуществляется от генератора частотой 10 кГц, установленного на локомотиве, подключенного к корпусу вагона через электронный амперметр и низкоомную перемычку, а к корпусу локомотива - через низкоомную перемычку, обратный ток генератора протекает по автосцепке и отрезкам рельс между локомотивом и первым вагоном, при этом в катушках, закрепленных над головками рельс у нерабочей кабины локомотива, наводятся ЭДС, токи от которых через полосовой фильтр протекает на входы локомотивного приемника;

приемник передает информацию на локомотивную ЭВМ, которая рассчитывает отношение значения тока первой катушки к значению тока второй, и - отношение значения тока второй катушки к первой, если ток одной катушки превышает ток другой на 20-50%, то фиксируется повреждение рельса при условии, что под катушками нет изолирующих стыков (даже установленных с разбежкой);

наличие изолирующих стыков определяется локомотивной ЭВМ с участием приемника ГЛОНАСС и двух ниточного плана участка, хранящегося в память ЭВМ;

за счет вибрации рельс при движении поезда вероятность обнаружения повреждения рельса значительно больше, чем в отсутствии вибрации;

при обнаружении повреждения рельс в автоматическом режиме ведения поезда прекращается управление краном машиниста и локомотивным контроллером, поезд может двигаться только в режиме выбега, что снижает продольные нагрузки на рельсы и повышает вероятность безопасного прохода поездом места повреждения рельса;

машинист получает информацию о повреждении рельс с локомотивного навигатора, и, в случае необходимости, может регулировать скорость движения поезда.

Краткое описание чертежей

На Фиг. 1 представлен вид сбоку и вид сверху локомотива и первого вагона поезда, на Фиг. 2 показано размещение оборудования на локомотиве и перемычка между локомотивом и первым вагоном поезда.

Осуществление изобретения

На Фиг. 1 и 2 представлены следующие обозначения:

1 - локомотив;

2 - первый вагон поезда;

3 - автосцепка;

4 - рельсы;

5 - низкоомная перемычка между локомотивом и первым вагоном поезда;

6 - первая локомотивная катушка (аналог катушки АЛС);

7 - вторая локомотивная катушка;

8 - локомотивный генератор ЛГ выдает частоту 10 кГц;

9 - полосовой фильтр ФП (последовательный контур пропускает частоту 10 кГц);

10 - локомотивный приемник ЛП с двумя входами для контроля величин наведенных ЭДС (токов от ЭДС), усиления сигналов тональной частоты, выпрямления, расчета отношения сигналов, сравнения отношения с пороговым коэффициентом (20-50%);

11 - приемник ГЛОНАСС для определения координаты места нахождения локомотива;

12 - локомотивная ЭВМ получает информацию о повреждении рельса, и с участием ГЛОНАСС определяет координату места повреждения, выдает информацию для локомотивного навигатора и отключает систему управления движением поезда;

13 - система управления движением поезда СУДП;

14 - НАВИГАТОР.

На Фиг. 1 представлен фрагмент поезда (локомотив и первый вагон), с автосцепкой и низкоомной перемычкой, на Фиг. 2 - аппаратура обнаружения повреждения рельсовых нитей. При движущемся поезде рельсы подвержены вибрации, что существенно повышает вероятность обнаружения повреждения рельса (излома), при перемежающемся контакте между концами поврежденного рельса. Сущность способа заключается в том, что на локомотиве устанавливается генератор тональной частоты, один из выводов (у выхода два вывода) которого подключается к корпусу локомотива, другой - к корпусу первого вагона, определяются отношения токов в рельсах от локомотивного генератора, и сравнивается с пороговым коэффициентом. Если хотя бы одно из отношений превышает пороговый коэффициент, то фиксируется повреждение рельсовой нити.

На Фиг. 1 локомотив 1 сцеплен с первым вагоном поезда 2 автосцепкой 3. Поезд перемещается по рельсам 4, над которыми у нерабочей кабины локомотива закреплены первая 6 и вторая 7 катушки (как в АЛС). Один из выводов (вывод 1) локомотивного генератора 8 соединен с корпусом локомотива 1, второй (вывод 2) - с корпусом первого вагона 2 посредством низкоомной перемычки 5. Цепь прямого тока от вывода 2 генератора 8 замыкается по перемычке 5 с вагоном 2. Корпус вагона соединен с рельсами посредством колесных пар, которые являются шунтом одного конца рельсовой линии. На другом конце шунтом являются колесные пары локомотива. Обратный ток генератора между шунтами протекает по автосцепке 3 и двум рельсам 4 (длина рельсовой линии 4 - 6 м). В локомотивных катушках 6 и 7 наводятся ЭДС, пропорционально значениям токам в рельсах. Между катушками и локомотивным приемником включен полосовой фильтр ФП 9, предназначенный для защиты от помех тягового тока. На входах 1 и 2, 2 и 3 локомотивного приемника ЛП 10 появляются полезные сигналы, отношения напряжений которых указывают на распределение токов в рельсах. При повреждении одного из рельсов отношения токов в рельсах значительно отличаются от равенства (от единицы), и при достижении двукратной разницы, или превышении этого значения, с выхода 4 приемника ЛП 10 на вход 3 ЭВМ 12 поступает сигнал о повреждении рельса. В этот момент за счет выхода 2 приемника ГЛОНАСС 10 входа 1 ЭВМ 12 формируется координата места повреждения, которая передается по цепи с выхода 4 ЭВМ 12 на вход НАВИТАТОРа 14, и по цепи с выхода 3 ЭВМ 12 на вход системы управления движением поезда СУДП 13. При этом автоматическое регулирование скорости поезда прекращается (движение поезда продолжается в режиме выбега), а машинист может взять управление на себя. Координата места повреждения рельса может быть передана на станцию в автоматическом режиме (по радиоканалу) или с участием машиниста.

Изобретение относится к средствам бортового контроля целостности рельсовых нитей. В способе контроль осуществляют с участием рельсовой линии, концы которой соединены шунтами, а питание осуществляется током тональной частоты, в качестве шунтов используются колесные пары локомотива и вагонов, питание осуществляются от генератора частотой 10 кГц, установленного на локомотиве, подключенного к корпусу вагона через электронный амперметр и перемычку, к корпусу локомотива - через перемычку, обратный ток генератора протекает по автосцепке и отрезкам рельс между локомотивом и первым вагоном, при этом в катушках, закрепленных над головками рельс у нерабочей кабины локомотива, наводятся ЭДС, токи от которых через полосовой фильтр протекают на входы локомотивного приемника; посредством приемника передают информацию на локомотивную ЭВМ, которая рассчитывает отношение значения тока первой катушки к значению тока второй, если ток одной катушки превышает ток другой на 20-50%, то фиксируют повреждение рельса при условии, что под катушками нет изолирующих стыков, в том числе установленных с разбежкой; наличие изолирующих стыков определяют локомотивной ЭВМ с участием приемника ГЛОНАСС и двухниточного плана участка, хранящегося в памяти ЭВМ; при обнаружении повреждения рельс в автоматическом режиме ведения поезда прекращают управление краном машиниста и локомотивным контроллером, поезд двигается только в режиме выбега, что снижает продольные нагрузки на рельсы и повышает вероятность безопасного прохода поездом места повреждения рельса; машинист получает информацию о повреждении рельс с локомотивного навигатора, в случае необходимости регулируют скорость движения поезда. Достигается повышение достоверности контроля целостности рельсовых нитей после прохода локомотива до вступления вагонов поезда в условиях вибрации. 2 ил.

Способ контроля целостности рельсовых нитей, заключающийся в том, что контроль осуществляют с участием рельсовой линии, концы которой соединены шунтами, а питание осуществляется током тональной частоты, отличающийся тем, что в качестве шунтов используются колесные пары локомотива и вагонов, питание осуществляется от генератора частотой 10 кГц, установленного на локомотиве, подключенного к корпусу вагона через электронный амперметр и низкоомную перемычку, а к корпусу локомотива - через низкоомную перемычку, обратный ток генератора протекает по автосцепке и отрезкам рельс между локомотивом и первым вагоном, при этом в катушках, закрепленных над головками рельс у нерабочей кабины локомотива, наводятся ЭДС, токи от которых через полосовой фильтр протекают на входы локомотивного приемника; посредством приемника передают информацию на локомотивную ЭВМ, которая рассчитывает отношение значения тока первой катушки к значению тока второй, и отношение значения тока второй катушки к первой, если ток одной катушки превышает ток другой на 20-50%, то фиксируют повреждение рельса при условии, что под катушками нет изолирующих стыков, даже установленных с разбежкой; наличие изолирующих стыков определяют локомотивной ЭВМ с участием приемника ГЛОНАСС и двухниточного плана участка, хранящегося в память ЭВМ; за счет вибрации рельс при движении поезда вероятность обнаружения повреждения рельса значительно больше, чем в отсутствие вибрации; при обнаружении повреждения рельс в автоматическом режиме ведения поезда прекращают управление краном машиниста и локомотивным контроллером, поезд двигается только в режиме выбега, что снижает продольные нагрузки на рельсы и повышает вероятность безопасного прохода поездом места повреждения рельса; машинист получает информацию о повреждении рельс с локомотивного навигатора, в случае необходимости регулируют скорость движения поезда.