Рельсовая цепь Советский патент 1993 года по МПК B61L23/16 

3

ь ч

СП

Изобретение относится к устройствам автоматики и телемеханики на железнодо- рожном транспорте, в частности к электрическим рельсовым цепям переменного тока,

Известна рельсовая цепь, содержащая подключенный к рельсам на одном конце рельсовой линии через питающий трансформатор и ограничительный резистор источник переменного напряжения, а на другом - изолирующий трансформатор, к которому подключен согласующий блок, путевое реле.

Известная рр.льсовая цепь не обладает достаточной надежностью.о

Цель изобретения - повышение надеж- ности,

Цель достигается тем, что рельсовая цепь снабжена компараторами, блоком определения среднего значения напряжения источника переменного напряжения, эле- ментом И, понижающим трансформатором, аналого-цифровыми преобразователями, блоком анализа состояния рельсовой линии, к выходу которого подключено путевое реле, к управляющему °входу - выход эле- мента И, а к информационным выходам - один и другой аналого-цифровые преобразователи, вход одного из которых соединен с выходом согласующего блока, подключенным к входу одного из компараторов, выход которого подключен к одному входу элемента И, другой, вход которого соединен с выходом другого компаратора, вход которого и вход блока определения среднего значения напряжения источника переменного напря- жения соединены через понижающий трансформатор с источником переменного напряжения, а вход другого аналого-цифро- оого преобразователя соединен с выходом блока определения среднего значения на- пряжения, причем понижающий трансформатор выполнен с коэффициентом трансформации, равным коэффициенту трансформации питающего трансформато

ра.

На фиг. 1 представлена схема заявляемой рельсовой цепи; на фиг. 2 - временные диаграммы напряжений в различных точках схемы. ... .

Рельсовая цепь содержит рельсовую линию 1, питающий трансформатор 2, ограничительный резистор 3, источник перемен- ного напряжения 4, изолирующий трансформатор 5, согласующий блок 6, путевое реле 7, блок 8 определения среднего значения напряжения источника переменного напряжения, понижающий трансформатор 9 с коэффициентом трансформации, равным коэффициенту трансформации питающего трансформатора 2, первый 10 и

0

5

0 5 0 5 0.

5

0 5

второй 11 аналого-цифровые преобразователи (АЦП), первый 12 и второй 13 компараторы, элемент И 14, блок 15 анализа состояния рельсовой линии с управляющим входом 16, выходом 17, к которому подключено путевое реле 7, первым 18 и вторым 19 информационными входами, подключенными соответственно к выходам первого 10, второго 11 АЦП, выход одного из которых соединен с выходом согласующего блока 6, подключенным к входу одного из компараторов 12, выход которого подключен к одному входу элемента И 14, другой вход которого соединен с выходом другого компаратора 13, вход которого и вход блока 8 соединены через понижающий трансформатор 9 с источником переменного напряжения 4, а вход другого аналого-цифрового преобразователя. 11 - с выходом блока 8.

При изменении сопротивления изоляции фаза напряжения на выходе рельсовой линии существенно изменяется. Причем при уменьшении сопротивления изоляции фаза увеличивается, а при увеличении - уменьшается.

Напряжение на выходе согласующего блока:

U2(t) ) I .Vi sin(o t-p ), (1) где I.W(j ш ) I - модуль передаточной функции по напряжению нагруженной с обоих концов рельсовой линии (с учетом коэффициентов трансформации изолирующего трансформатора и коэффициента передачи согласующего блока);

Vi - амплитуда напряжения на вторичных обмотках питающего и понижающего трансформаторов;

р- начальная фаза напряжения на выходе согласующего блока.

Разделив (1) на VL получим

- I W(j l-sln(w t-y) (2)

В формуле (2) правая часть зависит только от состояния рельсовой линии и поэтому может быть использована при классификации состояния рельсовой линии, исключающей влияние колебаний напряжения питающей сети.

Одним из частных случаев использования правой части формулы (2) в алгоритмах классификации состояния рельсовой линии может служить использование практически реализуемой решающей функции вида

f jj. I WO (о )ljj+V sin( a) ) d (ш t) (3)

Известно, что текущее значение модуля WQu) передаточной функции по напряжению (D )/Vi(j (i)) равно отношению амплитуд напряжений Оа и Oi.

Поэтому соотношение (3) можно представить так

+ V2m Sln(Wl ) d((Ut)

(4)

Vicp 4,93 где Vim 1/2 Vicp я.

Vicp - среднее значение напряжения Vi, Я 3,14.

Практическая реализация формулы (4) обуславливает введение в рельсовую цепь понижающего трансформатора 9, блока 8, второго 11 АЦП, позволяющих вычислить текущее значение Uicp и представить его в цифровой форме; двух компараторов 12,13, элемента И 14, позволяющих сформировать моменты времени и (фиг. 2), соответствующие углам ащ я и оДа я + р , т.е. сформировать начало и крнец операции численного интегрирования напряжения U2(t): первого 10 АЦП с управляющим входом, позволяющего измерить и предоставить в цифровой форме множество мгновенных значений напряжения U2(t) за интервал времени , необходимых для вычисления.

jJ + y V2m-sin(ctn- ) d(ft t)

численным методом; блок анализа состояния рельсовой линии 15, позволяющий совместно с ранее перечисленными функциональными блоками вычислить текущие значения решающей функции (4) и на основе анализа ее значения формировать логический ноль или логическую единицу на путевом реле 7,

Устройство работает следующим образом.

Компараторы 12 и 13 формируют на своих выходах соответственно напряжения Оз и U4 (фиг. 2), которые обслуживают напряжение UB на выходе логического элемента 14. Управляющий сигнал Us поступает на управляющий вход 16 блока анализа состояния рельсовой линии 15 и обуславливает серию импульсов, поступающих на запуска

ющий вход первого 10 АЦП, каждому из которых соответствует измерение текущего значения напряжения U2(t), представление его в цифровой форме и занесение измерен5 ного значения в интервале между импульсами в оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) блока анализа состояния рельсовой линии 15. Чем больше длительность управляющего сигнала Us, т.е. чем

10 больше начальная фаза напряжения на выходе усилителя, тем большее количество измерений Uaft) заносится в ОЗУ и это количество измерений N фиксируется блоком анализа состояния рельсовой линии 15.

15 В момент времени подача импульсов на управляющий вход первого АЦП прекращается.

За интервал времени t 2 блок анализа состояния рельсовой линии произво20 дит сложение N занесенных в ОЗУ значений U2(t). деление полученной суммы на N (это соответствует вычислению

/jj. V2 m.sin( a) I- p ) d( о) t) численным

25 методом), на 4,93 и на среднее значение напряжения на вторичной обмотке понижающего трансформатора, информация о величине которого с помощью блока определения среднего значения напряже30 ния 8 и второго АЦП 11 непрерывно заносится в ОЗУ. При начинается следующий цикл измерений и вычислений решающей функции.

В этот же промежуток времени, т.е. при

35 (после вычисления решающей функции) блок анализа состояния рельсовой линии осуществляет формирование логической единицы на выходе, если значение решающей функции больше или равно константе К, и логического нуля, если значе40 ние решающей функции меньше К.

Если изменения и последующее вычисление решающей функции соответствует исправности и свободности рельсовой линии, то значение решающей функции при сопро45 тивлениях изоляции Rumax Ru Rumin не будет меньше К,

Если измерения и последующее вычисление решающей функции соответствует занятости или неисправности рельсовой

50 линии, то значение решающей функции не будет больше или равным К.

Использование: в устройствах автоматики и телемеханики на железнодорожном транспорте. Сущность изобретения: рельсовая цепь содержит питающий трансформатор 2, вторичная обмотка которого подключена к рельсовой линии 1 через ограничительный резистор 3, изолирующий трансформатор 5, согласующий блок 6, путевое реле 7, блок 8 определения среднего значения напряжения источника переменного напряжения, понижающий трансформатор 9, первый 10 и второй 11 аналого-цифровые преобразователи (АЦП), первый 12 и второй 13 компараторы, элемент И 14, блок 15 анализа состояния рельсовой линии с управляющим входом 16, выходом 17, первым 18 и вторым 19 информационными входами, подключенными соответственно к выходам первого 10, второго 11 АЦП, входы которых соответственно подключены к выходу блока 6 и выхо-. ду блока определения 8 среднего значения напряжения. Вход последнего подсоединен к вторичной обмотке понижающего трансформатора и входу второго компаратора, выход которого подключен к первому входу элемента И, второй вход которого соединен с выходом пэрвого компаратора, вход которого подсоединен к выходу согласующего блока 6. Выход элемента И 14 соединен с управляющим входом блока 15, управляющий выход которого подключен к запускающему входу первого АЦП, а его информационный выход соединен с обмоткой путевого реле. Классификация состояния рельсовой линии осуществляется, на основе вычисленного значения решающей функции. 2 ил. ел С

Формула изобретения Рельсовая цепь, содержащая подключенный к рельсам на одном конце рельсовой линии через питающий трансформатор и ограничительный резистор источник переменного напряжения, а на другом - изолирующий трансформатор, к которому подключен согласующий блок, путевое реле, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности, она снабжена компараторами.

блоком определения среднего значения напряжения источника переменного напряже- ния, элементом И, понижающим трансформатором, а на лого-цифровыми преобразователями, блоком анализа состояния рельсовой линии, к выходу которого подключено путевое реле, к управляющему входу - выход элемента И, а к информационным выходам - один и другой аналого- цифровые преобразователи, вход одного из которых соединен с выходом согласующего блока, подключенным к входу одного из компараторов, выход которого подключен к одному входу элемента И, другой вход котоf

r ,

I

««it

Редактор

Фаз. 2

Составитель Техред М.Моргентал

рого соединен с выходом другого компаратора, вход которого и вход блока определе- ния среднего значения напряжения источника переменного напряжения соединены через понижающий трансформатор с источником переменного напряжения, а вход другого аналого-цифрового преобразователя соединен с выходом блока определения среднего значения напряжения источника переменного напряжения, причем понижающий трансформатор выполнен с коэффициентом трансформации, равным коэффициенту трансформации питающего трансформатора.

Корректор В.Петраш