Устройство для измерения сопротивления рельсовых стыков на участке с автоблокировкой

Авторы патента:

Полезная модель относится к устройствам измерения малых сопротивлений, а именно к устройствам измерения сопротивления токопроводящих рельсовых стыков железнодорожного транспорта и метрополитена. Устройство для измерения сопротивления рельсовых стыков на участках с автоблокировкой содержит рельс со стыком, измерительную штангу с двумя ножевыми контактами, к которым подключены последовательно соединенные изолирующий трансформатор, первый полосовой фильтр, первый усилитель и первый детектор, а также последовательно соединенные индуктивный датчик тока, второй полосовой фильтр, второй усилитель и второй детектор, делитель, к входам которого подключены выходы первого и второго детекторов, и измерительный прибор, подключенный к выходу делителя. В него дополнительно введены измеритель частоты сигнального тока, вход которого подключен к выходу индуктивного датчика тока, микропроцессор, вход которого подключен к выходу измерителя частоты сигнального тока, а выходы к полосовым фильтрам, причем полосовые фильтры выполнены перестраиваемыми по частоте и частота настройки полосовых фильтров устанавливается микропроцессором. Предлагаемое устройство можно применять на магистральных железных дорогах. Особенно желательно применение предлагаемого устройства в метрополитене, где требования к величине сопротивления рельсовых стыков очень высокие, а измерение сопротивления стыков проводят при отключенном напряжении тяговой сети.

Известно устройство для контроля величины электрического сопротивления рельсовых стыков, содержащее аккумуляторную батарею, источник импульсного тока, преобразователь напряжения и нуль-индикатор с ручным уравновешиванием мостовой схемы измерения [Анохин В.П. Устройство для контроля величины электрического сопротивления рельсовых стыков. А.с. СССР №744366,. БИ №24, 1980].

Известно также устройство для измерения сопротивления рельсовых стыков, содержащее источник постоянного тока, выключатель, генератор импульсов тока, измеряемое сопротивление рельсового стыка, токовые зажимы, измерительный механизм, конденсатор, переключатель пределов измерения, полупроводниковый диод и потенциальные зажимы [Анохин В.П. Устройство для измерения сопротивления рельсовых стыков. А.с. СССР №813316, БИ №10, 1981].

Общим для этих устройств недостатком является применение источника, который должен создавать в рельсах измерительный ток. Величина измерительного тока зависит от переходного сопротивления зажимов, с помощью которых источник подключается к рельсам, в результате чего точность измерения сопротивления стыка получается низкой.

Известно также устройство для измерения сопротивления рельсовых

стыков на участках с автоблокировкой, содержащее рельс со стыком, измерительную штангу с ножевыми контактами, изолирующий трансформатор, первый полосовой фильтр, первый усилитель, первый детектор, индуктивный датчик тока в рельсе, второй полосовой фильтр, второй усилитель, второй детектор, делитель и измерительный прибор [Лабунский Л.С. Устройство для измерения сопротивления рельсовых стыков на участках с автоблокировкой. Свидетельство РФ на полезную модель №17993. БИ №13, 2001].

Устройство измеряет сопротивление рельсового стыка сигнальному току числовой кодовой автоблокировки (частота тока 25 или 50 Гц), который всегда присутствует в рельсах магистральных железных дорог и метрополитенов, оборудованных устройствами интервального регулирования движения поездов (автоблокировкой).

Недостатком указанного устройства является невозможность применения на участках железных дорог и метрополитенов, оборудованных частотной автоблокировкой.

Указанное устройство выбрано в качестве прототипа.

Техническим результатом является расширение функциональных возможностей устройства для измерения сопротивления рельсовых стыков на участках с автоблокировкой.

Технический результат достигается тем, что в устройство для измерения сопротивления рельсовых стыков на участках с автоблокировкой, содержащее рельс со стыком, измерительную штангу с двумя ножевыми контактами, к которым подключены последовательно соединенные изолирующий трансформатор, первый полосовой фильтр, первый усилитель и первый детектор, а также последовательно соединенные индуктивный датчик тока, второй полосовой фильтр, второй усилитель и второй детектор, делитель, к входам которого подключены выходы первого и второго детекторов, и измерительный прибор,

подключенный к выходу делителя, дополнительно введены измеритель частоты сигнального тока, вход которого подключен к выходу индуктивного датчика тока, микропроцессор, вход которого подключен к выходу измерителя частоты сигнального тока, а выходы к полосовым фильтрам, причем полосовые фильтры выполнены перестраиваемыми по частоте и частота настройки полосовых фильтров устанавливается микропроцессором.

На фиг.1 представлена структурная схема устройства для измерения сопротивления рельсовых стыков на участках с автоблокировкой.

Предлагаемое устройство содержит рельс со стыком 1, измерительную штангу 2 с ножевыми контактами 3, изолирующий трансформатор 4, первый полосовой фильтр 5, первый усилитель 6, первый детектор 7, индуктивный датчик тока в рельсе 8, второй полосовой фильтр 9, второй усилитель 10, второй детектор 11, делитель 12, измерительный прибор 13, измеритель частоты сигнального тока 14 и микропроцессор 15.

Расположенные на измерительной штанге 2 ножевые контакты 3 подключены к входу изолирующего трансформатора 4, к выходу которого подключены последовательно соединенные первый полосовой фильтр 5, первый усилитель 6 и первый детектор 7. На измерительной штанге 2 закреплен также индуктивный датчик тока в рельсах 8, к выходу которого подключены последовательно соединенные второй полосовой фильтр 9, второй усилитель 10 и второй детектор 11. Выход первого детектора 7 подключен к первому входу делителя 12, выход второго детектора 11 подключен ко второму входу делителя 12. К выходу делителя 12 подключен измерительный прибор 13. Вход измерителя частоты сигнального тока 14 подключен к индуктивному датчику тока в рельсах 8, а выход - к входу микропроцессора 15. Первый выход микропроцессора 15

подключен к управляющему входу первого полосового фильтра 5, а второй выход - к управляющему входу второго полосового фильтра 9.

Устройство работает следующим образом. Для измерения сопротивления стыка измерительная штанга 2 устройства устанавливается на рельс 1 непосредственно над стыком так, чтобы ножевые контакты 3 располагались симметрично относительно стыка. Протекающий в рельсе сигнальный ток автоблокировки вызывает падение напряжения на стыке, которое поступает на изолирующий трансформатор 4. Применение изолирующего трансформатора необходимо для того, чтобы исключить влияние тягового тока электроподвижного состава и уравнительного тока тяговых подстанций на результат измерения.

Индуктивный датчик тока в рельсе 8 закреплен на измерительной штанге 2 и в нем под действием сигнального тока автоблокировки наводится ЭДС. Измеритель частоты сигнального тока 14 измеряет частоту этого тока, а микропроцессор 15 формирует сигналы управления полосовыми фильтрами 5 и 9 таким образом, чтобы резонансные частоты фильтров соответствовали частоте тока в рельсах.

Первый полосовой фильтр 5, подключенный к выходу изолирующего трансформатора 4, выделяет частоту сигнального тока автоблокировки (25, 50 Гц или другие для частотной автоблокировки) и ослабляет мешающее влияние гармоник тягового тока, возникающих в выпрямителях тяговых подстанций. Первый усилитель 6 усиливает сигнал до величины, необходимой для нормальной работы первого детектора 7. На выходе первого детектора 7 получается сигнал постоянного тока, величина которого пропорциональна падению напряжения на одном метре рельса со стыком.

Второй полосовой фильтр 9, подключенный к выходу индуктивного датчика тока 8, работает аналогично первому полосовому фильтру 5, т.е. выделяет частоты сигнального тока автоблокировки и ослабляет

мешающее влияние гармоник тягового тока. Последовательно соединенные второй усилитель 10 и второй детектор 11 усиливают и преобразуют сигнал, поступающий с выхода второго полосового фильтра 9, в результате чего на выходе второго детектора 11 получается сигнал постоянного тока, величина которого пропорциональна току в рельсе. Делитель 12 имеет два входа: первый вход подключен к выходу первого детектора 7, а второй вход - к выходу второго детектора 11. Делитель 12 вычисляет по закону Ома величину сопротивления стыка, а измерительный прибор 13, подключенный к выходу делителя 12, отображает результат измерения. Шкала измерительного прибора 13 градуирована в принятых для сопротивления стыков единицах - метрах целого рельса (м.ц.р.).

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет расширить функциональные возможности и предоставляет пользователю дополнительные удобства при проведении измерений.

Увеличение сопротивления стыков вызывает сбой в работе автоблокировки, поэтому необходимо контролировать сопротивление стыков в процессе эксплуатации, т.е. проводить большое количество измерений. Предлагаемое устройство позволяет проводить измерения быстро и удобно.

Предлагаемое устройство можно применять на магистральных железных дорогах. Особенно желательно применение предлагаемого устройства в метрополитене, где требования к величине сопротивления рельсовых стыков очень высокие, а измерение сопротивления стыков проводят при отключенном напряжении тяговой сети.

Устройство для измерения сопротивления рельсовых стыков на участках с автоблокировкой, содержащее рельс со стыком, измерительную штангу с двумя ножевыми контактами, к которым подключены последовательно соединенные изолирующий трансформатор, первый полосовой фильтр, первый усилитель и первый детектор, а также последовательно соединенные индуктивный датчик тока, второй полосовой фильтр, второй усилитель и второй детектор, делитель, к входам которого подключены выходы первого и второго детекторов, и измерительный прибор, подключенный к выходу делителя, отличающееся тем, что в него дополнительно введены измеритель частоты сигнального тока, вход которого подключен к выходу индуктивного датчика тока, микропроцессор, вход которого подключен к выходу измерителя частоты сигнального тока, а выходы к полосовым фильтрам, причем полосовые фильтры выполнены перестраиваемыми по частоте и частота настройки полосовых фильтров устанавливается микропроцессором.