Рельсовая цепь Советский патент 1991 года по МПК B61L23/16 

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики и предназначено для контроля рельсовых линий.

Цель изобретения - повышение надежности.

На фиг.1 представлена структурная схема устройства для питания рельсовой цепи; на фиг.2 - функциональная схема блока 2 контроля наличия питания; на фиг.З - функциональная схема блока 3 ключей; на фиг.4 - принципиальная схема магнитного усилителя; на фиг.5 - функциональная схема блока 9 опорного сигнала.

Устройство для питания рельсовой цепи (фиг.1) содержит стабилизированный источник 1 переменного напряжения, блок 2 контроля наличия питания, блок 3 ключей, магнитный усилитель 4 с тремя входами, первый согласующий блок 5 с фильтрами, рельсовую линию 6 с одной и другой рельсовыми нитями, второй согласующий блок 7,

путевой приемник 8, блок 9 опорного сигна- лаепричем источник 1 подключен к первому и второму входам усилителя 4 соответственно через блок 3 и блок 2, управляющий вход последнего связан с управляемым входом блока 3. выход усилителя 4 подключен к входу рельсовой линии 6 через первый согласующий блок 5, выход которой подключен к путевому приемнику 8 через второй согласующий блок 7. Выход блока 9 одним выводом подключен к началу одной рельсовой нити, другим выводом - к концу другой рельсовой нити, а выход связан с третьим входом магнитного усилителя 4.

В качестве согласующих блоков 5 и 7 использованы соответственно питающий и релейный трансформаторы с фильтрами, настроенными на частоту источника 1.

Блок 2 контроля наличия питания с входом, выходом сигнала и управляющим выходом (фиг.2) содержит выпрямитель 10 с

Qs

ю

Os

GO СО .N

огласовывающим фильтром, два ограничиельных резистора 11 и 12, резисторный птрон 13 и измерительный трансформатор 14. Вход блока 2 образует вход выпрямитея 10, к которому также подключена послеовательная цепь, состоящая из граничительного резистора 11, выходного езистора оптрона 13 и первичной обмотки змерительного трансформатора 14, вторичная обмотка которого образует управляющий выход блока 2, выход сигнала этого блока образует выход-выпрямителя 10, поожительный вывод которого включен через резистор 12 и вход оптрона 13.

Блок 3 ключей (фиг.З) содержит контрольное реле 15, подключенное к управляемому входу этого блока, а другой вход по питанию связан с выходом посредством двухполюсного включения контактов 15.1 и 15.2 реле 15, в качестве которого используется реле I класса надежности.

Магнитный усилитель 4 (фиг.4) с тремя входами и выходом содержит тороидальный сердечник 16 управляемого трансформатора и который выполнен с переменным по угловой координате сечением, причем входная обмотка 16.1, образующая первый вход усилителя 4, расположена на участке наибольшего сечения, две одинаковые дифференциальные обмотки 16.2 и 16.3, включенные встречно, образуют соответственно второй и третий входы усилителя 4 и расположены по обе стороны от основной обмотки 16.1 на одинаковом сечении магнитол ровода (сер деч ни ка 16), выходная обмотка 16.4 образует выход ограничителя 4 и распределена равномерно по обе стороны от диагональной линии на участке малого сечения (с целью снижения потребляемой мощности дифференциальными катушками (обмотками 16.2 и 16.3) для создайия необходимых уровней магнитных полей сердечник 16 выполнен из высокопроницаемого ферромагнетика (например, сплава 65НП илибвНТП).

Блок 9 опорного сигнала (фиг.5) включает источник 17 опорного сигнала, конденсатор 18, измерительный трансформатор 19, выпрямитель 20 с сглаживающим фильтром и ограничительный резистор 21, причем вход этого блока образует последовательная цепь, состоящая из источника 17, конденсатора 18 и первичной обмотки трансформатора 19, и образующие последовательный контур, настроенный на частоту источника 17, вторичная обмотка которого подключена к выпрямителю 20, выход которого образует выход блока 9, причем положительный вывод выпрямителя 20 включен через резистор 21. Источник 17 вырабатывает сигнал

частотой, отличной от частоты источника 1 (фиг.1).

Рельсовая цепь работает следующим образом,

В предложенном устройстве (фиг.1) образовано два канала, один канал собственно рельсовая цепь, включающая в себя элементы и блоки (1-8) и другой канал - рельсовая линия 6 и блок 9. Причем эти

каналы выполняют возложенные на них функции, функции контроля и измерения соответственно самостоятельно. Но они имеют один общий элемент - рельсовую линию 6, состояние которой, то ли в зависимости

от метеорологических условий, то ли от ее режимов работы, меняется, Следовательно, изменяется, как известно из теории рельсовых цепей, и сопротивление передачи рельсовой линии. Это изменение можно

зафиксировать, включив (фиг.1) блок 9, подключив его к усилителю 4 и осуществлять регулировку подаваемого напряжения в рельсовую цепь, тем самым добиваясь неизменности сопротивления передачи в нормальном режиме, путем увеличения напряжения питания и вместе с тем следить за действительным изменением сопротивления передачи путем измерения блоком 9 тока в рельсовой линии, включенной как

двуполюсник, на частоте, отличной от частоты источника 1 напряжения.

Первоначально, при свободной рельсовой линии и самом низком значении сопротивления изоляции для данной рельсовой

цепи, при котором еще выполняются режимы ее работы от источника 1 (фиг.1), через зашунтированный блок 3 ключей перемычки (на фиг.1 показано штриховой линией) и отключенными блоками 2 и 9 от усилителя 4

(показано штриховой линией) выставляется (на фиг.1 не показано) необходимое напряжение источника 1, при котором обеспечивается работа рельсовой цепи в основных режимах. При этом с помощью вольтметра

фиксируется напряжение Кмакс на выходе усилителя 4 и которое через согласующий блок 5 поступает в рельсовую линию 6 и далее на путевой приемник 8 через блок 7. Затем снимаются перемычки и подключаются блоки 2 и 9 соответственно к второму и третьему входам усилителя 4. Тогда питание источника 1 одновременно будет поступать на выходы блоков 2 и 3. Напряжение, поступившее на вход выпрямителя 10 (фиг.2), выпрямляется и через резистор 12, вход оптрона 13 и выход блока 2 подается (фиг.1) на второй вход усилителя 4 и далее (фиг.4) на обмотку 16.2. Ток, проходя по этой обмотке, создает магнитный поток ф. Одновременно с этим в блоке 2 (фиг.2) образуются и высокоомная измерительная цепь: вход блока 2, резистор 11, выходной резистор оптрона 13, первичная обмотка трансформатора 14, резистор 11 ограничивает ток от 5 источника питания. При этом во вторичной обмотке трансформатора 14 наводится необходимая ЭДС для срабатывания в блоке 3 (фиг.З) реле 15 и которое своими контактами 15.1 и 15.2 замыкает цепь для подключения 10 напряжения от источника 1 (фиг.1)к входной обмотке 16.1 (фиг.4) усилителя 4.

Одновременно с этим работает и канал измерения изменения сопротивления передачи рельсовой линии, осуществляемый 15 блоком 9.

Ток частоты измерительного сигнала от одного вывода источника 17(фиг.5) поступает через конденсатор 18, первичную обмотку трансформатора 19 и к одному выводу 20 одного выхода блока 9 и далее (фиг. 1) в одну рельсовую нить, далее распределяясь через сопротивление изоляции, ток переходит в другую рельсовую нить и к другому выводу блока 9 возвращается к другому выводу ис- 25 точника 17 (фиг.5). Ток, протекаемый в рассматриваемой цепи, при низком значении сопротивления изоляции наибольший, что соответствует наибольшему значению сопротивления передачи для рельсовой цепи. 30 При этом этот ток наводит во вторичной обмотке трансформатора 19 наибольшую ЭДС, а следовательно, через выпрямитель 20 и резистор 21 на другой выход будет поступать наибольший ток, который с выхо- 35 да блока 9 (фиг.1) поступит на третий вход усилителя 4.

Далее (фиг.4) этот ток, протекая по обмотке 16.3, создает магнитный поток Фз, который направлен встречно магнитному 40 потоку ф, созданному обмоткой 16.2. При этом фиксируется напряжение U на выходной обмотке 16.4 (что то же на выходе усилителя 4), и, если это напряжение меньше 11макс, то с помощью резистора 21 (фиг.5) 45 добиваются такого напряжения, которое было бы равно имакс и которое поступает в рельсовую линию и при свободной рельсовой линии 6 путевой приемник 8 фиксирует ее свободность.50

При вступлении на рельсовую линию 6 подвижной единицы сопротивление передачи линии увеличивается и путевой приемник 8 обесточивается. Но при этом блок 9 зарегистрирует увеличение тока, протекаю- 55 щего по рельсовой линии и колесным па рам подвижной единицы, от источника 17 (фиг.5). Этот выпрямленный ток, проходя по обмотке 16.3 (фиг.4), создает больший магнитный поток Фз, чем магнитный поток Фг. Магнитная проницаемость сердечника 16 уменьшается, так как в нем действует поток Фз и, следовательно, напряжение на выходной обмотке 16.4 уменьшается, т.е. в рельсовую линию при нахождении подвижной единицы будет подано меньшее напряжение, что улучшает работу рельсовой цепи в шунтовом режиме.

При изломе рельсовой нити (или двух) происходит увеличение сопротивления передачи рельсовой линии и путевой приемник обесточивается. Но при этом блок 9 зафиксирует уменьшение тока, протекаемо- го по рельсовой линии от источника 17 (фиг.5). При этом (фиг.5) магнитный поток Ф2 будет большим, чем Фз, что обеспечивает снижение напряжения, подаваемого в рельсовую линию 6, при изломе одной из рельсовых нитей (или двух) будет подано меньшее напряжение, что улучшает также работу рельсовой цепи и в контрольном режиме.

При изменении сопротивления изоля- цииги линии 6 от Гимин г до Гимакс ток в рельсовой линии 6 источника 17 (фиг.5) будет изменяться также от Макс до мин. а следовательно, также будет изменяться и магнитный ПОТОК Фз, ОТ Фзмакс ДО Фзмин, 3 ЭТО В СВОЮ

очередь обеспечивает автоматическую регулировку напряжения, от Умакс до Умин, подаваемого в рельсовую линию 6.

Выход из строя блока 9 приводит к насыщению сердечника 16 (фиг,4) от магнитного потока Фг, и на выходной обмотке 16.4 напряжение будет стремиться к нулю. При обрыве обмотки 16,2 происходит насыщение сердечника 16 от магнитного потока Фз, но при этом, вследствие закрытия опт- рона 13 в блоке 2 (фиг.2) реле 15 (фиг.З) обесточивается и своими контактами 15.1 и

15.2отключает источник 1 (фиг.1}от рельсовой линии.

Введение реле 15 и его контактов обеспечивает отключение источника 1, если бы этого не было, то при обрыве обмоток 16.2 и

16.3в линию 6 поступал бы максимальный ток, что было бы опасным при Гимакс. .

По сравнению с прототипом предлагаемое устройство позволяет значительно повысить надежность работы рельсовой цепи за счет автоматического регулирования напряжения питания, которое исключает сезонную регулировку питания рельсовой цепи.

Важным достоинством предлагаемого устройства питания является снижение напряжения питания как в шунтовом, так и контрольном режимах.

Использование предлагаемого устройства, по сравнению с прототипом, позволяет существенно повысить надежность работы.

Формула изобретения 1.Рельсовая цепь, содержащая магнитный усилитель, одна из обмоток которого через регулируемый резистор связана с выходом выпрямителя, вход которого связан с одной из обмоток трансформатора, другая обмотка которого одним из выводов через конденсатор связана с одной из рельсовых нитей рельсовой линии на одном ее конце, на котором к рельсовым нитям через фильтр и согласующий элемент подключено путевое реле, другая обмотка магнитного усилителя через фильтр и согласующий элемент связана с рельсовыми нитями на другом конце рельсовой линии, третья обмотка магнитного усилителя связана с источником питания, ключевой элемент и стабилизированный источник питания, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности, она снабжена подключенным входами к упомянутому источнику питания блоком контроля наличия питания, дополнительным ключевым элементом, который и первый включены между третьей обмоткой магнитного усилителя и источником питания, а магнитный усилитель выполнен с до- полнительной обмоткой., к которой

подключен выход блока контроля наличия питания, причем стабилизированный источник питания подключен между упомянутым конденсатором и первой рельсовой нитью,

а другой вывод другой обмотки упомянутого трансформатора подключен к другой рельсовой нити на другом конце рельсовой линии.

2.Цепь по п.1, отличающаяся тем,

что блок контроля наличия питания содержит контрольное реле, выпрямитель, регулируемые резисторы, оптрон и трансформатор, одна из обмоток которого подключена к входу выпрямителя через последовательно соединенные фоторезистор оптрона и регулируемый резистор, другая обмотка - к контрольному реле, а к выходу выпрямителя подключены последовательно соединенные другой регулируемый резистор и светорезистор оптрона, причем входом и выходом выпрямителя образованы соответственно вход и выход блока.

З.Цепь по п.1,отличающаяся тем, что магнитный усилитель содержит магнитопровод, выполненный в виде кольца с эксцентрично размещенным отверстием, на меньшем сечении которого размещена вторая его обмотка, на большем сечении - третья обмотка, а на одинаковых сечениях включенные встречно первая и четвертая обмотки.

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики и предназначено для контроля рельсовых ли ний. Цель изобретения - повышение надежности. Указанная цель - повышение надежности. Указанная цель достигается тем, что ток от источника сигнала наводит ЭДС в обмотке 16.3 магнитного усилителя 4 в зависимости от мощности потребляемой энергии рельсовой линии, которая может колебаться в зависимости от атмосферных условий и ее занятости и соответственно изменять ЭДС в обмотке 16.3. которая, изменяя магнитный поток в сердечнике 16, соответственно изменяет напряжение в обмотке 16.4, которая связана с питающим концом рельсовой линии. 2 з.п.ф-лы, 5 ил.

нйС

ИНГ

IJ

Ш

If

7

ИЗ

ш

Фиг.1

(Ш

i

и

12

фиг.2

Фие.З

i

14

Фиг. 4