Рельсовая цепь Советский патент 1993 года по МПК B61L23/16 

ел

С

Использование: в электрических рельсовых цепях железнодорожной автоматики. Сущность изобретения: рельсовая цепь содержит рельсовую линию 1, опорный трансформатор 2, согласующий трансформатор 3. триггер 4, регистраторы 5, 6, 7, блок анализа состояния рельсовой линии 8, регистр сдвига 9, аналого-цифровой преобразователь 10, формирователь импульсов 11, компараторы 12,13,детектор 14.1-3-12-4-9-8-5: 4-11- 19-5, 11-10-7, 3-14-10-7, 2-13-474-8-6, 2 ил.

S

s|

ел

ю

Изобретение относится к устройствам автоматики и телемеханики на железнодорожном транспорте, в частности к электрическим рельсовым цепям.

Известна рельсовая цепь, содержащая на одном конце рельсовой линии питающий трансформатор, первичная обмотка которого подключена к источнику переменного тока, а вторичная - к питающему концу рельсовой линии через ограничительное сопротивление, а на другом - изолирующий трансформатор.

Данная рельсовая цепь ненадежно работает при изменении сопротивления изоляции в широком диапазоне и требует регулировок, а также не позволяет раздельно классифицировать шунтовой и контрольный режимы.

Также известна рельсовая цепь, содержащая на одном конце рельсовой линии питающий трансформатор, первичная обмотка которого подключена к источнику синусоидального напряжения, вторичная - через ограничительное сопротивление к питающему концу рельсовой линии, а на другом - фазочувствительный приемник, подключенный к рельсовой линии, а на другом - фазочувствительный приемник, подключенный к рельсовой линии через изолирующий трансформатор и усилитель.

Данная рельсовая цепь при минимальном сопротивлении изоляции, равным 0,25 Ом.км устойчиво работает при длине 1 км и менее.

При меньших сопротивлениях изоляции она не обеспечивает требуемого функционирования во всех режимах при длине 1 км. Это связано с тем, что при уменьшении сопротивления изоляции фаза напряжения на выходе рельсовой линии существенно увеличивается и приводит к большому отличию фазового сдвига от идеального.

Кроме того, она не позволяет раздельно классифицировать шунтовой и контрольный режимы.

Целью изобретения является повышение надежности классификации режимов работы рельсовой цепи при изменении сопротивления изоляции в широком диапазоне, раздельной классификации шунтового и контрольного режимов.

Поставленная цель достигается тем, что в рельсовую цепь переменного тока, содержащую подключенные к рельсовой линии на одном из ее концов источник питания, связанный с входом опорного трансформатора, а на другом, выходном. - согласующий трансформатор, триггер и регистраторы, блок анализа состояния рельсовой линии, выходами соединенными с регистраторами.

регистром сдвига, аналого-цифровым преобразователем, формирователем импульсов, компараторами и детектором, входом соединенным с выходом согласующего

трансформатора, а выходом - с одним из входов аналого-цифрового преобразователя, другой вход которого соединен с выходом формирователя импульсов, подключенным к одному из входов регистра

сдвига, другой вход которого соединен с одним .из выходов упомянутого триггера, связанным с входом формирователя импульсов, другой выход триггера подключен к управляющему входу блока анализа состояния рельсовой линии, информационные входы которого соединены с выходами соответственно регистра сдвига и аналого-цифрового преобразователя, причем один из входов триггера через один из компараторов соединен с выходом согласующего трансформатора, а другой через второй компаратор - с выходом опорного трансформатора. Блок анализа состояния рельсовой линии предварительно программируется на

вычисление обученной решающей функции вида

f()Co+ClU2+C2f/ 2 +C3U2 +C4U22+C5X Х-/Э2 ,

и на формирование логических единиц на первом, втором и третьем выходах соответственно: при , при аз f 32. .. где 4 - числа, значения которых определяются на этапе обучения решающей

функции.

На фиг. 1 представлена схема рельсовой цепи; на фиг, 2 - временные диаграммы напряжений в различных точках схемы. Устройство содержит рельсовую линию

1, опорный трансформатор 2, согласующий трансформатор 3, триггер 4, регистраторы 5, 6, 7, блок анализа состояния рельсовой линии 8, выходами соединенным с регистраторами 5, 6 и 7, регистром сдвига 9,

аналого-цифровым преобразователем 10, формирователем импульсов 11, компараторами 12 и 13 и детектором 14, входом соединенным с выходом согласующего трансформатора 3,. а выходом - с одним из

входов аналого-цифрового преобразователя 10, другой вход которого соединен с выходом формирователя импульсов 11, подключенным к одному из входов регистра сдвига 9, другой вход которого соединен с

одним из выходов упомянутого триггера 4, связанным с входом формирователя импульсов 11, другой выход триггера 4 подключен управляющему входу 15 блока анализа состояния рельсовой линии 8, информационные входы 16, 17 которого соединены с выходами соответственно регистра сдвига

Классификация состояния рельсовой линии (нормального, шунтового м контрольного режимов) осуществляется на основе оценки значений предварительно обученной решающей функции вида

f()Co+ClU2+C2 -t-C3U2y 2+C4U22 + + , .

где Со, Ст. С2, Сз. С4 - коэффициенты, значения которых получаются на этапе обучения решающей функции с использованием предварительно измеренных IJ2 и в каждом из известных режимов.

Рельсовая цепь работает следующим образом.

При переходе напряжения питающей сети Ui (фиг. 2)от минусового значения в плюсовое () на выходе компаратора 13 формируется логическая единица (напряжение Ua), которая поступает на вход R RS- триггера 4 и сохраняется до момента времени , т.е. до момента перехода Ui от плюсового значения в минусовое. При переходе напряжения U2 на выходе рельсовой линии от минусового значения в плюсовое () на выходе компаратора 12 формируется логическая единица (напряжение U), которая поступает на вход S RS-триггера 4 и сохраняется до момента времени , т.е. до момента перехода напряжения U2 от плюсового значения в минусовое. Наличие на входе R RS-триггера 4 логической единицы и логического нуля на входе S в момент времени ti t to обуславливают на его прямом выходе логический ноль (Us), а на инверсном - логическую единицу (Ue), которая поступает на разрешающий вход U регистра сдвига 9 и на вход формирователя импульсов 11. Последний формирует короткий импульс длительностью Т (напряжение Uy). большей или равной минимальному времени запуска на счет используемого АЦП 10, который по входу R обнуляет регистр сдвига, а по входу запуска АЦП обус- лэвливает начало преобразования аналогового сигнала на его входе в цифровую форму.

После обнуления и при наличии на входе V регистра сдвига 9 логической единицы в течение и t to последний осуществляет счет тактовых импульсов. При этом количество сосчитанных импульсов тем больше, чём больше время ti, обуславливаемое начальной фазой напряжения Ua на выходе рельсовой линии. В силу этого количества 5 сосчитанных тактовых импульсов соответствует начальной фазе напряжения Ua.

После подачи управляющего сигнала (напряжение Uy) на запускающий вход АЦП

0 10 последний величину постоянного напряжения, соответствующего величине напряжения U2 на выходе рельсовой линии, с выхода детектора 14 преобразует в цифровую форму, поступающую на информацион5 ный вход блока анализа состояния рельсовой линии.

При триггер изменяет свое состояние (на прямом выходе - логическая 1, а на инверсном - логический 0), на управляющий

0 блок анализа состояния рельсовой линии поступает логическая единица (Us), разрешающая ему внести информацию в оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), затем произвести вычисление значения обу5 ченной решающей функции

f(U2.)Co+ClU2+C2 2+C3U2 +C4U22- - + C5I/32 ,

коэффициенты Со, Ci, С, Сз, С4, Cs, которые.

0 предварительно записаны в постоянной Запоминающее устройство (ПЗУ), затем, Vu-r численное значение решающей функции сравнивается с ai, ai. аз, аз, значение которых также предварительно записаны в ПЗУ,

5 и при f(U2, р2) ai, на первом выходе блока анализа состояния рельсовой линии 8 логическая 1, а на втором и третьем - логические нули и регистратор 5 фиксирует нормальный режим;

приа2 f(U2,) аз на втором выходе

0 блока анализа состояния рельсовой линии формируется логическая 1, а на первом и третьем - логические 0 и регистратор фиксирует шунтовой режим;

при f(U2, $02) 34 на третьем выходе

5 блока анализа состояния рельсовой линии формируется логическая 1, а на первом и втором - логические 0 и регистратор 7 фиксирует контрольный режим.

Если измерения LJ2 и pi соответству0 ют свободности рельсовой линии и ее исправности, то значение решающей функции не может быть меньше ai.

Если измерения U2 и соответствуют занятости рельсовой линии и ее исправ5 ности. то значения решающей функции не могут превышать 32 и быть меньше аз.

Если измерения U2. соответствуют неисправности рельсовой линии, то значение решающей функции не могут превышать ал.

Формула изобретения Рельсовая цепь, содержащая подключенные к рельсовой линии на одном из ее концов источник питания, связанный с входом опорного трансформатора, а нз другом входном - согласующий трансформатор, триггер и регистраторы, отличающая- с я тем, что, с целью повышения надежности, она снабжена блоком анализа состояния рельсовой линии, выходами соединенным с регистраторами, регистром сдвига, эналого-цифровым преобразователем, формирователем импульсов, компараторами и детектором, входом соединенным с выходом согласующего трансформатора, а выходом - с одним из входов аналого-циф- рового преобразователя, другой вход котоVi

С момента цикл классификации состояния рельсовой линии повторяется.

рого соединен с выходом формирователя импульсов, подключенным к одному из входов регистра сдвига, другой вход которого соединен с одним из выходов упомянутого триггера, связанным с входом формирователя импульсов, другой выход триггера подключен к управляющему входу блока анализа состояний рельсовой линии, информационные.входы которого соединены с выходами соответственно регистра сдвига и аналого-цифрового преобразователя, причем один из входов триггера через один из компараторов соединен с выходом согласующего трансформатора, а другой через второй компаратор - с выходом опорного трансформатора.