Разветвлёная рельсовая цепь Российский патент 2024 года по МПК B61L23/16 B61L1/18 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики и телемеханики, в частности к устройствам контроля состояния рельсовых линий на станциях, используемых для регулирования движения поездов.

Уровень техники

Известна «Разветвленная рельсовая цепь с конденсаторным контролем ответвлений», B.C. Аркатов, Ю.А. Кравцов, Б.М. Степенский; М., Транспорт 1990 г, стр. 168, рис 8.6. Недостаток устройства заключается в том, что контроль параллельного ответвления без путевого реле может осуществляться только для рельсовых с двухэлементными путевыми фазочувствительными реле. Это объясняется тем, что контроль параллельного ответвления основан на изменении фазовых соотношений, при обрыве этого ответвления или при шунтировании рельсовой цепи подвижной единицей, так как в этом случае путевое реле главного пути отпускает свой сектор и размыкает фронтовые контакты фазочувствительного приемника.

Известна также «Разветвленная рельсовая цепь переменного тока 50 Гц с реле АНВШ2-2400», B.C. Аркатов и др. «Рельсовые цепи магистральных железных дорог» справочник; М: Транспорт 1982 г. Стр. 127 рис. 4.16.

Недостаток известного устройства заключается в том, что для контроля параллельных ответвлений используется путевое реле, которое соединяется с рельсовой линией посредством двух жил кабеля. При этом путевое реле расположено на посту электрической централизации.

Раскрытие изобретения

Техническим результатом, на достижение которого направленно данное изобретение, является повышение надежности работы разветвленной рельсовой цепи за счет сокращения релейно-контактной аппаратуры и кабеля, при обеспечении требований по безопасности движения поездов.

Технический результат достигается тем, что предложена разветвленная рельсовая цепь, содержащая разветвленную рельсовую линию, ограниченную изолирующими стыками, на одном конце которой включен питающий трансформатор, а на двух других концах разветвленной рельсовой линии включены согласующие трансформаторы, через регулировочные резисторы, которая отличается тем, что к питающему трансформатору подключен индуктивный ограничитель тока, а первичные обмотки согласующих трансформаторов включены последовательно и согласованно между собой и соединены последовательно с конденсатором и вторичной обмоткой изолирующего трансформатора, при этом другая обмотка изолирующего трансформатора соединена с путевым реле.

Сопоставленный анализ показывает, что указанные отличия, заявленные в разветвленной рельсовой цепи от прототипа, представляют ряд новых признаков, что обуславливает возможность отнести их к критерию новизны и изобретательского уровня.

В патентной научно-технической литературе, в том числе в патентах №RU 2751922 С1, №RU 2735872 C1, №RU 2733445 C1, №RU 2735872 C1, №RU 26837011 решений со сходными отличительными признаками не обнаружено.

В связи с этим делается вывод о соответствии заявленного изобретения критериям новизна и изобретательский уровень.

Краткое описание чертежей

На Фигуре представлена схема разветвленной рельсовой цепи.

Осуществление изобретения

Разветвленная рельсовая цепь содержит:

1 - разветвленная рельсовая линия;

2, 3, 4 - изолирующие стыки;

5 - питающий трансформатор;

6 - индуктивный ограничитель тока;

7, 8 - регулировочные резисторы;

9, 10 - согласующие трансформаторы;

11 - изолирующий трансформатор;

12, 13 - первичные обмотки согласующих трансформаторов;

14 - вторичная обмотка изолирующего трансформатора;

15 - конденсатор;

16 - путевое реле;

17 - путевая коробка;

18 - пост электрической централизации;

Разветвленная рельсовая цепь, согласно фигуре, работает следующим образом:

При отсутствии подвижной единицы на разветвленной рельсовой цепи переменный ток от питающего трансформатора (5) поступает в разветвленную рельсовую линию (1) через индуктивный ограничитель тока (6). От этого тока в первичных обмотках (12, 13) согласующих трансформаторов (9, 10) индуктируется электродвижущая сила, которая увеличивается за счет последовательного согласованного включения первичных обмоток (12, 13), а также за счет резонанса напряжений в последовательном контуре, который состоит из трех индуктивных входных сопротивлений первичных обмоток (12, 13), вторичной обмотки (14) и конденсатора (15). Во вторичной обмотке (14) изолирующего трансформатора (11) протекает ток от резонанса напряжений в вышеупомянутом контуре, который трансформируется через изолирующий трансформатор (11) на обмотку путевого реле (16), находящегося на посту электрической централизации (18). От этого тока путевое реле (16) притягивает свой якорь, регистрируя тем самым свободность разветвленной рельсовой цепи.

При вступлении поезда на разветвленную рельсовую цепь происходит шунтирование питающего трансформатора (5) разветвленной рельсовой линии (1). Если поезд въезжает на релейный конец или ответвление, то происходит также шунтирование вторичных обмоток согласующих трансформаторов (9, 10), подключенных к разветвленной рельсовой линии (1) через регулировочные резисторы (7, 8). В результате этого напряжение на первичных обмотках (12, 13) уменьшается. Одновременно происходит расстройка резонансного контура, от резонанса напряжений, поэтому ток во вторичной обмотке (14) изолирующего трансформатора (11) уменьшается и путевое реле (16) отпускает свой якорь, фиксируя тем самым занятость разветвленной рельсовой цепи.

В качестве путевого приемника (16) в разветвленной рельсовой цепи используются электромагнитные реле с установленным внутри корпуса выпрямителем, что позволяет им работать на переменном токе. Необходимость применения на питающем конце индуктивного ограничителя тока обусловлена следующими факторами: для снижения напряжения на путевом реле в шунтовом и контрольном режимах используется эффект от снижения тока в резонансном контуре. При расстройке этого контура, состоящего из конденсатора (15) и входных сопротивлений, образованных первичными обмотками (12, 13) согласующих трансформаторов (9, 10) от резонанса напряжений за счет изменения входных сопротивлений.

Входное сопротивление со стороны первичной обмотки согласующего трансформатора определяется по следующему выражению:

Где: А, В, С, D - коэффициенты четырехполюсника согласующего трансформатора;

Z_K - сопротивление нагрузки со стороны разветвленной рельсовой линии.

В нормальном режиме работы рельсовой цепи входное сопротивление со стороны первичной обмотки носит индуктивный характер, так как

,

где: Z_p - сопротивление рельсов;

Z₀ - сопротивление индуктивного ограничителя тока (6);

R₀ - сопротивление регулируемого резистора (7, 8).

При этом сопротивления Z_p+Z₀>R₀, что определяет индуктивный характер нагрузки Z_K.

При вступлении поезда на рельсовую цепь за счет низкого сопротивления шунта (не более 0,06 Ом) характер сопротивления нагрузки Z_K изменяется с индуктивного на активное сопротивление. Это приводит к нарушению резонанса в последовательном контуре и снижению напряжения и тока в путевом реле. Снижение напряжения происходит не только за счет резонансных явлений, но также за счет понижения напряжения на первичной обмотке за счет шунтирования источника питания. Аналогичные процессы происходят в контрольном режиме работы рельсовой цепи.

Следует отметить, что расчет сопротивления нагрузки произведен согласно выражению (2) без учета влияния сопротивления изоляции рельсовой линии. Это объясняется тем, что в коротких рельсовых цепях можно пренебречь сопротивлением изоляции и считать его равным бесконечности, погрешность такого расчета не превышает 10%. Разветвленные рельсовые цепи на станциях являются короткими, это обусловлено необходимостью обеспечить заданную пропускную способность горловины станции, где они используются. Горловина станции является самым узким местом, где происходит снижение пропускной способности. Чем длиннее разветвленная рельсовая цепь, тем больше время прохода поезда по стрелочным участкам заданного маршрута движения поезда. Поэтому в большинстве случаев суммарная длина разветвленной рельсовой цепи составляет не более 300 метров. Для такой рельсовой цепи эквивалентное сопротивление изоляции рельсовой линии можно рассчитать по выражению:

,

где: r_u - удельное сопротивление изоляции рельсовой линии;

- суммарная длина рельсовой линии.

Так при нормативном минимальном сопротивлении изоляции r_u=1 Ом⋅км и длине эквивалентное сопротивление, подключенное к нагрузке Z_K составит 3,33 Ом, что значительно больше проектируемого Z_K. Поэтому сопротивлением изоляции рельсовой линии можно пренебречь.

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики и телемеханики. Разветвленная рельсовая цепь содержит разветвленную рельсовую линию, ограниченную изолирующими стыками, на одном конце которой включен питающий трансформатор, а на двух других концах разветвленной рельсовой линии включены согласующие трансформаторы через регулировочные резисторы. К питающему трансформатору подключен индуктивный ограничитель тока. Первичные обмотки согласующих трансформаторов включены последовательно и согласованно между собой и соединены последовательно с конденсатором и вторичной обмоткой изолирующего трансформатора, при этом другая обмотка изолирующего трансформатора соединена с путевым реле. Технический результат заключается в повышении надежности работы разветвленной рельсовой цепи за счет сокращения релейно-контактной аппаратуры и кабеля, при обеспечении требований по безопасности движения поездов. 1 ил.

Разветвленная рельсовая цепь, содержащая разветвленную рельсовую линию, ограниченную изолирующими стыками, на одном конце которой включен питающий трансформатор, а на двух других концах разветвленной рельсовой линии включены согласующие трансформаторы через регулировочные резисторы, отличающаяся тем, что к питающему трансформатору подключен индуктивный ограничитель тока, а первичные обмотки согласующих трансформаторов включены последовательно и согласованно между собой и соединены последовательно с конденсатором и вторичной обмоткой изолирующего трансформатора, при этом другая обмотка изолирующего трансформатора соединена с путевым реле.