РЕЛЬСОВАЯ ЦЕПЬ Российский патент 2025 года по МПК B61L1/18 B61L23/16 

Область техники, к которой относится изобретение

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

Уровень техники

Известна рельсовая цепь [1], которая содержит изолированную рельсовую линию, к концам которой подключены дроссель-трансформаторы, генератор, путевой приемник с реле ДСШ-2. Недостатком данного устройства является неустойчивость работы рельсовой цепи вследствие помехового влияния постоянной составляющей асимметрии тягового тока.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является рельсовая цепь по полезной модели РФ №96830, принятая за прототип.

Известное устройство содержит рельсовую линию, к одному из концов которой, имеющему изолирующие стыки, подключен путевой дроссель. К одному концу рельсовой линии через разделительный конденсатор подключен генератор, к другому концу через разделительный конденсатор подключен путевой приемник. Рельсовая цепь настроена в резонанс на несущей частоте сигнала контроля рельсовой линии.

Генератор через подключенный к нему разделительный конденсатор подает сигнал в рельсовую линию. На приемном конце через разделительный конденсатор сигнал поступает на путевой приемник. Величина емкости разделительных конденсаторов удовлетворяет условию резонанса с индуктивностью ходовых рельс на частоте сигнала контроля рельсовой линии. Если текущее напряжение ниже порогового, то участок занят, в противном случае - свободен.

Недостатком данного устройства является неустойчивость работы рельсовой цепи в нормальном режиме вследствие влияния переменной составляющей асимметрии тягового тока.

Задачей заявляемого изобретения является повышение помехоустойчивости и надежности работы рельсовой цепи в условиях влияния переменной составляющей асимметрии тягового тока.

Раскрытие сущности изобретения

Технический результат, достигаемый при осуществлении предлагаемого изобретения, выражается в уменьшении переменной составляющей асимметрии тягового тока и, как следствие, в существенном повышении помехоустойчивости и надежности приема сигнала контроля рельсовой линии.

Указанный технический результат достигается тем, что рельсовая цепь, содержащая рельсовую линию, к концам которой через разделительные конденсаторы подключены генератор и путевой приемник соответственно. Рельсовая цепь настроена в резонанс на несущей частоте сигнала контроля рельсовой линии. К одному из концов рельсовой линии, имеющему изолирующие стыки, подключен путевой дроссель, который установлен у стены тоннеля и соединен с рельсами с помощью дроссельных перемычек разной длины. Разность большего и меньшего значений индуктивностей полуобмоток путевого дросселя равна разности индуктивностей длинной и короткой дроссельных перемычек, измеренных на частоте сигнала контроля рельсовой линии. При этом длинная перемычка, подключенная к дальнему рельсу, соединена с полуобмоткой путевого дросселя с меньшей индуктивностью, а короткая перемычка, подключенная к ближнему рельсу, соединена с полуобмоткой путевого дросселя с большей индуктивностью.

Краткое описание чертежей

На схеме представлен общий вид рельсовой цепи, которая включает генератор 1, путевой приемник 2, рельсовую линию 3, конденсаторы С1 и С2, путевой дроссель ДП, изолирующие стыки 4, длинную дроссельную перемычку 5, короткую дроссельную перемычку 6.

Осуществление изобретения

Рельсовая цепь работает следующим образом.

Электрический сигнал контроля рельсовой линии от генератора 1 проходит через конденсатор С1 и поступает в рельсовую линию 3. После прохождения рельсовой линии 3 сигнал через конденсатор С2 поступает на путевой приемник 2. Наличие разделительных конденсаторов С1 и С2 обеспечивает отсутствие влияния асимметрии постоянной составляющей тягового тока на устойчивость работы рельсовой цепи.

Настройка рельсовой цепи в резонанс путем подбора емкости разделительных конденсаторов С1 и С2 обеспечивает максимальный сигнал контроля рельсовой линии и первичную фильтрацию помех от переменной составляющей асимметрии тягового тока. В случае целостности рельсовой линии 3 и отсутствия шунта уровень сигнала на путевом приемнике находится выше порога занятости, рельсовая цепь считается свободной (нормальный режим).

При приближении поезда по ходовым рельсам, дроссельным перемычкам и полуобмоткам путевого дросселя протекает обратный тяговый ток и через среднюю шину путевого дросселя ДП имеет дополнительный путь протекания в рельсовую линию соседней рельсовой цепи, отделенную от рассматриваемой двумя изолирующими стыками 4.

Обратный тяговый ток течет по обоим рельсам в одном направлении, но его составляющие I_обр1 и I_обр2 имеют различную величину вследствие естественной асимметрии сопротивления рельс 3, обмоток путевого дросселя ДП и дроссельных перемычек разной длины 5, 6.

Асимметрия переменной составляющей тягового тока, протекающего по разным рельсам, вызывает в путевом приемнике 2 изменение уровня и спектрального состава принимаемого сигнала, что может быть причиной ложного срабатывания рельсовой цепи.

Индуктивность рельс определяется их длиной, геометрическими размерами и взаимным расположением, которые для пары рельс отличаются незначительно. Существенными факторами, влияющими на асимметрию, является различная величина индуктивности полуобмоток путевого дросселя [1], которая является конструктивной особенностью данного изделия, а также различная длина и индуктивность дроссельных перемычек для подключения путевого дросселя, установленного сбоку от рельсовой линии, к рельсам.

При этом, особенности конструкции конкретного путевого дросселя приводят к тому, что индуктивность одной из полуобмоток (условно, левой) всегда больше индуктивности другой (условно, правой) [1].

Влияние указанных факторов на асимметрию тягового тока зависит от порядка подключения дроссельных перемычек к путевому дросселю. Если длинная перемычка 5, проложенная к дальнему рельсу, соединена с выводом полуобмотки путевого дросселя с меньшей индуктивностью, а короткая перемычка 6, проложенная к ближнему рельсу, соединена с выводом полуобмотки путевого дросселя с большей индуктивностью, то происходит выравнивание индуктивностей совокупных плеч путевого дросселя, включающих полуобмотку и соответствующую дроссельную перемычку, путем суммирования индуктивностей полуобмотки и подключенной к ней перемычки. Выполнение дополнительного условия равенства разности большего и меньшего значений индуктивностей полуобмоток путевого дросселя и разности индуктивностей длинной и короткой дроссельных перемычек, измеренных на частоте сигнала контроля рельсовой линии, позволяет свести к минимуму влияние разброса индуктивностей полуобмоток путевого дросселя и дроссельных перемычек разной длины, что приводит к уменьшению асимметрии и помехового влияния переменной составляющей тягового тока на устойчивость работы рельсовой цепи.

Следует отметить, что данный вывод справедлив для частот сигнала контроля рельсовой линии выше 1000 кГц. В этом случае индуктивное сопротивление полуобмоток путевого дросселя и дроссельных перемычек значительно превышает их активное сопротивление, которым можно пренебречь.

Рельсовая цепь может быть реализована в рамках системы «Движение» [2]. Особенностью работы рельсовых цепей системы «Движение» являются сравнительно высокие несущие частоты сигнала контроля рельсовой линии - 4262 Гц и сигнала кодирования АЛС - 3348 Гц. В качестве конденсаторов можно применить конденсаторы широкого класса емкостью (10-70) мкФ. В качестве генератора и путевого приемника может быть использовано устройство, аналогичное приемопередатчику системы АБ-УЕ [3]. В качестве путевого дросселя можно применить выпускаемые предприятием «Термотрон-Завод» (г. Брянск) путевой дроссель ДМ-0Д7-1000М, ЮКЛЯ.571343.001, используемый на метрополитенах, в частности в рельсовых цепях системы «Движение».

Согласно измерениям индуктивности полуобмоток (L1 и L2) путевого дросселя ДМ-0,17-1000М прибором Е7-24, L1=18,09 мкГн, L2=17,17 мкГн. Разность индуктивностей полуобмоток составила L1-L2=0,82 мкГн.

После подключения к путевому дросселю тройных дроссельных перемычек с базовыми длинами 2,5 м и 4 м, с индуктивностями L_2,5м и L_4,0м соответственно, индуктивность совокупных плеч путевого дросселя составила:

L1+L2,5м=19,53 мкГн,

L2+L4,0м=19,56 мкГн.

Разность индуктивностей перемычек равна L_4,0м-L_2,5м=0,95 мкГн.

Разность индуктивностей плеч совокупного путевого дросселя с перемычками (L1+L_2,5м)-(L2+L_4,0м)=0,03 мкГн.

Измерения показали, что разность индуктивностей плеч совокупного путевого дросселя, включающих полуобмотку и соответствующую дроссельную перемычку, уменьшилась в 0,82/0,03=27 раз, а асимметрия совокупного путевого дросселя имеет пренебрежимо малое значение, равное

100%*(19,56-19,53)/(19,56+19,53)=0,077%.

Таким образом, соединение путевого дросселя с рельсами с помощью дроссельных перемычек разной длины и выполнение условия равенства разности значений индуктивностей полуобмоток путевого дросселя и индуктивностей дроссельных перемычек с выполнением подключения длинной перемычки к полуобмотке путевого дросселя с меньшей индуктивностью, а короткой перемычки к полуобмотке путевого дросселя с большей индуктивностью позволяет добиться существенного уменьшения переменной составляющей асимметрии тягового тока, повышения помехоустойчивости и надежности работы рельсовой цепи.

Литература:

1) А.Д. Манаков и др. Асимметрия рельсовых цепей с реле ДСШ-2. ISSN 1815-588Х. Известия ПГУПС 2017/2.

2) Кузнецов С.В. и др. Система «Движение»: стационарная аппаратура, центральный пост и единая система радиосвязи. Современные технологии автоматизации. 2001 г. №2.

3) И.В. Беляков и др. Микропроцессорная унифицированная система автоблокировки АБ-УЕ. Автоматика, связь и информатика. 2002 г. №6.

Изобретение относится к железнодорожной автоматике. Рельсовая цепь содержит рельсовую линию, к обоим концам которой через разделительный конденсатор подключены генератор и путевой приемник, настроенные в резонанс на несущей частоте сигнала контроля рельсовой линии. К одному из концов рельсовой линии, ограниченной изолирующими стыками, подключен путевой дроссель, установленный сбоку от рельсовой линии и соединенный с рельсами с помощью дроссельных перемычек разной длины. Разность большего и меньшего значений индуктивностей полуобмоток путевого дросселя равна разности индуктивностей длинной и короткой дроссельных перемычек, измеренных на частоте сигнала контроля рельсовой линии. При этом длинная перемычка, подключенная к дальнему рельсу, соединена с выводом полуобмотки путевого дросселя с меньшей индуктивностью, а короткая перемычка, подключенная к ближнему рельсу, соединена с выводом полуобмотки путевого дросселя с большей индуктивностью. Технический результат заключается в уменьшении переменной составляющей асимметрии тягового тока и, как следствие, существенном повышении помехоустойчивости и надежности приема сигнала контроля рельсовой линии. 1 ил.

Рельсовая цепь, содержащая рельсовую линию, через разделительные конденсаторы к концам которой подключены генератор и путевой приемник соответственно, к одному из концов рельсовой линии, имеющему изолирующие стыки, подключен путевой дроссель, настроенная в резонанс на несущей частоте сигнала контроля рельсовой линии, отличающаяся тем, что путевой дроссель установлен сбоку от рельсовой линии и соединен с рельсами с помощью дроссельных перемычек разной длины, разность большего и меньшего значений индуктивностей полуобмоток путевого дросселя, измеренных на частоте сигнала контроля рельсовой линии, равна разности индуктивностей длинной и короткой дроссельных перемычек, измеренных на частоте сигнала контроля рельсовой линии, причем длинная перемычка, подключенная к дальнему рельсу, соединена с выводом полуобмотки путевого дросселя с меньшей индуктивностью, а короткая перемычка, подключенная к ближнему рельсу, соединена с выводом полуобмотки путевого дросселя с большей индуктивностью.