Стыкоизмеритель для электрифицированных железнодорожных линий Советский патент 1993 года по МПК B61L23/16 

Изобретение относится к железнодо- р жной автоматике и телемеханике и может б ить использовано при техническом обслуживании рельсовых цепей.

Известны стыкоизмерители для измере- 1Я сопротивления токопроводящих стыков р -льсовой линии, работающие на принципе авнения падения напряжения на измеря- ом сопротивлении и эталонном шунте. П эиборы эти достаточно громоздки из-за н шичия магазина шунтов, требуют прове- ния множества манипуляций в процессе мерения и обеспечивают невысокую точность измерения.

Известен также стыкоизмеритель, содержащий отсчетно-регистрирующее устройство и три рельсовых контакта, смонтированных на фиксированных расстояниях друг от друга и подключаемых к рельсам первый и второй

контакты - по разные стороны токопроводя- щего стыка и второй и третий - к участку рельса фиксированной длины.

Недостатками стыкоизмерителя является влияние на результаты измерения переходного сопротивления контактов, сравнимого с из- меряемым сопротивлением порядка миллиом, сложность проведения массовых измерений в эксплуатационных условиях из-за необходимости выполнения операций по уравновешиванию моста и отсутствие автоматической фиксации дефектных стыков.

Цель изобретения - повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что стыкоизмеритель снабжен делителем напряжения, пороговым элементом, переключателем режимов, блоком сигнализации, усилителем с регулируемым коэффициен3

ю

00 Os

том усиления и операционным усилителями, через один из которых к одному из входов деяителя напряжения подключены первый и второй рельсовые контакты, через другой к другому входу делителя напряже- ния подключены второй и третий рельсовые контакты, к выходу делителя напряжения подключены регистратор и один из входов усилителя с регулируемым коэффициентом усиления, выход которого через пороговый элемент соединен с блоком сигнализации, а второй управляющий вход - с переключателем режимов.

На чертеже дана структурная схема сты- коизмерителя.

Стыкомзмеритель содержит регистратор 1, вход которого соединен с выходом делителя напряжения 2 и первым входом усилителя 3 с регулируемым коэффициентом усиления, к второму управляющему вхо- ду которого подключен переключатель режимов 4, а к выходу - вход порогового элемента 5, соединенного своим выходом с блоком сигнализации 6.

Первый 7 и второй 8 рельсовые крнтак- ты подключаются к рельсам 9 и 10 по разные стороны стыка 11, а1 третий рельсовый контакт 12 подключается к рельсу 10 на фиксированном расстоянии Ч1 от второго контакта 8. Сигнал с контактов 7 и 8 через операци- онный усилитель 13 подается на первый вход делителя 2 напряжения, а к второму его входу подключен выход второго операционного усилителя 14, соединённого своим ехо- дом с контактами 8 и 12.

Стыкоизмеритель работает следующим образом.

Для.проведения измерений устройство подключается рельсовыми контактами 7 и 8 к рельсам 9 и 10 по разные стороны стыка 11, а рельсовыми контактами 8 и 12 - к участку рельса 10 фиксированной длины It.

На участках железных дорог с электротягой по рельсам всегда протекает тяговый ток определенной величины Ь, при этом па- дение напряжения на измеряемом стыке

UcT-lf ZCT

и на участке рельса с фиксированной длиной И

Un IT li Zp, где ZCT - измеряемое сопротивление стыка;

Zp - удельное сопротивление одного метра рельса тяговому току.

Эти напряжение подаются соответственно через первый 13 и второй 14 операци- онныё усилители на первый и второй выходы делителя 2 напряжения, на выходе которого будет сигнал

Ку U Ку Ui, li Zp

ст Ј-ст

kZc

где Ку- коэффициент усиления операционных усилителей 13 и 14;

k 1/liZp - коэффициент пропорциональности.

Таким образом, на выходе делителя 2 напряжения Ug пропорционально величине измеряемого сопротивления стыка ZCT. Удельное сопротивление рельса Zp тяговому току известно, а длина h фиксирована и тоже известна, что позволяет шкалу регистратора 1 отградуировать непосредственно в единицах измеряемого сопротивления.

При проведении массовых профилактических измерений и поиске места повреждения в рельсовых цепях достаточно знать, не превышает ли сопротивление стыка ZCT установленного максимально допустимого значения ZcT-мах. При этом величина ZCT.MSX нормируется для разных типов стыка эквивалентным сопротивлением рельса опреде- лен|ной опорной длины. Для практически мгновенного определения соответствует ли сопротивление измеряемого стыка нормам служит второй канал на выходе делителя 2 напряжения, где сигнал Ug, пропорциональный величине измеряемого сопротивления, после усиления усилителем 3 подается на вход порогового элемента 5. Если напряжение Ug больше допустимого для данного ти- ria |стыка, должен срабатывать пороговый элемент 5 и включаться блок сигнализации 6.-J,Напряжение срабатывания порогового элемента 5 фиксировано Unop. чтобы срабатывание канала световой индикации зависел от типа стыка, коэффициент усиления усилителя 3 меняется переключателем режимов 4.

Величина падения напряжения Uoi тягового, тока на участке рельса пороговой длины для i-ro типа стыка

Uol 1т loi Zp,

где I0i - нормативное значение длины рельса/ сопротивление которого является предельно допустимым для рассматриваемого }-го типа стыка. Тогда требуемое при этом значение коэффициента усиления усилителя 3 должно меняться пропорционально от- нойгение Ii/t0l.

В качестве усилителя 3 с регулируемым коэффициентом усиления могут быть использованы операционные усилители. Величина коэффициента усиления при этом может меняться с помощью переключателя режимов.

:Канал световой индикаций работает следующим образом.

перед измерениями посредством переключателя режимов 4 устанавливается тип используемых на участке стыков и тем самым устанавливается требуемое значение коэффициента Усиления усилителя 3. Если npi/ проведении измерения окажется, что соп ротивление стыка меньше предельно допустимого, т.е. находится в пределах нормы, то напряжение на выходе усилителя 3 недо- ста точно для срабатывания порогового элемента 5. Если же сопротивление выше догустимого, падение напряжения на нем растет, отчего растет напряжение Ug на выходе делителя 2, а напряжение на выходе усипителя 3 оказывается больше напряже- ни; срабатывания порогового элемента 5. Последний срабатывает и включает блок сигнализации б, построенный, например, на светодиодах, потребляющих весьма малую

мощность. Световой сигнал показывает, что измеряемый стык дефектен.

Экспериментальные исследования опытного макета заявляемого стыкоизмери- теля для электрифицированных железнодорожных линий в лабораторных и эксплуатационных условиях показали, что по сравнению с устройством аналогичного назначения (прототип) результаты измерения заявляемым стыкоизмерителем не зависят от величины переходных сопротивлений .между рельсами и контактами, которыми стыкоизмеритель подключается к рельсовым линиям. При проведении измерений не требуется проводить каких-либо манипуляций с переключением элементов схемы прибора, а предварительная установка типа стыка на приборе переключателем обеспечивает появление светового сигнала, если измеряется дефектный ток.

Использование: при измерении в рельсо- дх цепях. Сущность измерения: стыкоизмеритель содержит регистратор и подключается к рельсовой линии тремя рельсовыми контактами так, чтобы измеряемый стык был между первыми двумя. Стыкоизмеритель снабжен делителем напряжения, пороговым элементом, блоком сигнализации, переключателем режимов; усилителем с регулируемым коэффициентом усиления и двумя операционными усилителями, через которые на два входа делителя напряжения подаются сигналы соответственно с первого-второго и второго-третьего рельсовых контактов, к выходу делителя напряжения подключены регистратор прямо, а блок сигнализации -через пороговый элементиуси- литель с регулируемым коэффициентом усиления, второй вход которого соединен с переключателем режимов.

Формула изобретения

Стыкоизмеритель для элект.рифициро- вз1: ных железнодорожных линий, содержащий регистратор и рельсовые контакты, одни из которых подключен к рельсам по одну сторону от стыка, а второй и третий - по другую вдоль рельсовой линии, отличающийся тем, что, с целью повышения то1ности, он снабжен делителем напряже- ним, пороговым элементом, переключателе л режимов, блоком сигнализации, yct/лителем с регулируемым коэффициен;t- L. ..,- ,:

том усиления и операционными усилителями, через один из которых к одному из входов делителя напряжения подключены первый и второй рельсовые контакты, через другой к другому входу делителя напряжения подключены второй и третий рельсовые контакты, к выходу делителя напряжения подключены регистратор и один из входов усилителя с регулируемым коэффициентом усиления, выход которого через пороговый элемент соединен с блоком сигнализации, а второй управляющий вход - с переключателем режимов.