Кодированная рельсовая цепь

Полезная модель относится к области железнодорожной автоматики телемеханики, а более конкретно - к рельсовым цепям. Техническим результатом, на достижение которого направлено данное изобретение, является повышение надежности и устойчивости работы канала АЛСН при применении кодированной рельсовой цепи. Сущность полезной модели состоит в том, что в известной кодированной рельсовой цепи производится изменение устройств АЛСН следующим образом: а) путем организации в пределах размещения изолирующих стыков шлейфов, что исключает пропадание индуктивной связи кодированных рельсовых линий с локомотивными устройствами АЛСН при перемещении локомотивных приемных катушек над изолирующими стыками; в) путем существенной стабилизации кодовых сигналов в рельсах под приемными катушками благодаря введению элементов контроля этих сигналов и корректировке их величин для устранения помех, связанных с резкими скачками тока АЛС в рельсах при переходе приемных катушек с выходного конца данной рельсовой цепи на входной конец очередной рельсовой цепи. Эффективность устройства выражается исключением вредного воздействия помех, возникающих при перемещении локомотивных приемных катушек над изолирующими стыками на нормальную работу системы АЛСН с устранением сбоев в работе этой системы, а следовательно, повышения надежности ее действия, безопасности движения, улучшения культуры и производительности труда машинистов, интенсификацией поездной работы, уменьшением эксплуатационных расходов и снижения потерь от сбоев в работе устройств автоматики.

Полезная модель относится к области железнодорожной автоматики и телемеханики, а более конкретно - к рельсовым цепям.

Известны устройства рельсовых цепей, кодированных для обеспечения работы автоматической локомотивной сигнализации непрерывного действия (АЛСН) с числовым кодированием информации, описанные в различных источниках, например:

1. Леонов А.А. Техническое обслуживание автоматической локомотивной сигнализации. - 5-е изд., перераб. М.: Транспорт, 1982 (см. рис.35, страницы 68-71 и 99-124).

2. Аркатов B.C. и др. Рельсовые цепи. Анализ работы и техническое обслуживание. - М.: Транспорт, 1990 (см. рис.4.20, страницы 107-109).

3. Кравченко Е.И., Швалов Д.В. Кодирование рельсовых цепей. - М.: Маршрут, 2005, 134 с.

По технической сущности наиболее близким к заявляемому объекту является устройство, описанное в источнике [1], которое по этой причине принимается за его прототип.

В устройстве-прототипе аппаратура размещена на центральном посту электрической централизации, в релейных шкафах, в путевых ящиках и обеспечивает передачу с пути на локомотив кодовых сигналов, которые индуктивным способом воспринимаются локомотивными устройствами автоматической локомотивной сигнализации (АЛСН).

Основным недостатком прототипа является то, что у него относительно низкая эксплуатационная надежность, из-за отсутствия в нем элементов, устраняющих основные причины сбоя в работе системы АЛСН при перемещении локомотивных катушек в зоне изолирующих стыков. Всегда из-за пропадания индуктивной связи кодированных рельсовых линий с локомотивными устройствами АЛСН при перемещении локомотивных приемных катушек над изолирующими стыками возникают искажения кодов АЛСН.

Аналогичные недостатки имеют аналоги [2 и 3].

Техническим результатом заявляемой полезной модели является повышение надежности и устойчивости работы канала АЛСН при кодированной рельсовой цепи в зоне изолирующих стыков путем организации в пределах размещения изолирующих стыков шлейфов, что исключает пропадание индуктивной связи кодированных рельсовых линий с локомотивными устройствами АЛСН при перемещении локомотивных приемных катушек над изолирующими стыками. Существенная стабилизация уровня кодовых сигналов в рельсах под приемными катушками производится путем введения элементов контроля этих сигналов и корректировке их величин для устранения помех, связанных с резкими скачками тока АЛС в рельсах при переходе приемных катушек с выходного конца данной рельсовой цепи на входной конец очередной рельсовой цепи.

Сущность предлагаемой полезной модели состоит в том, что в известную кодированную рельсовую цепь вводятся новые схемные узлы и элементы: два шлейфа кодирования, уложенные в пределах каждой границы смежных рельсовых цепей, где размещены изолирующие стыки; реле снижения кодового тока, тыловой контакт которого шунтирует введенный в цепь кодирования ограничитель кодового тока; трансформатора тока, одна обмотка которого заведена в цепь кодирования рельсовой цепи с ее релейного конца, а другая его обмотка через выпрямитель и ограничитель тока для срабатывания реле снижения тока соединена с этим реле через его собственный фронтовой контакт, шунтирующий упомянутый ограничитель тока, и через фронтовой контакт кодово-включающего реле релейного конца данной рельсовой цепи; реле снижения напряжения и его повторителя, переключающего своими контактами вторичную обмотку кодирующего трансформатора на питающем конце рельсовой цепи с большого числа витков на меньшее для уменьшения тока в рельсах под локомотивными приемными катушками при сближении поезда с питающим кодированным концом данной рельсовой цепи; трансформатором согласования, одна обмотка которого включена последовательно с путевой обмоткой кодирующего трансформатора питающего конца рельсовой цепи, а другая его обмотка соединена с реле снижения напряжения через выпрямительный мост и ограничитель тока, зашунтированный первым фронтовым контактом снижения напряжения, и фронтовой контакт кодово-включающего реле питающего конца рельсовой цепи.

Только эти отличия обеспечивают более надежную работу всех блоков и элементов кодированной рельсовой цепи, усиливая при этом безопасность движения, уменьшая количество сбоев в работе АЛСН и повышая культуру труда и безопасность жизнедеятельности машинистов и их помощников.

Предлагаемая модель иллюстрируется чертежом, где обозначено:

1 и 2 - первая и вторая рельсовые линии, ограниченные соответствующими изолирующими стыками на концах;

1А и 1Б - первая и вторая рельсовая нить рельсовой линии 1;

2А и 2Б - первая и вторая рельсовая нить второй рельсовой линии 2;

3 и 4 - рельсовые линии, примыкающие соответственно ко второй и первой рельсовой линии;

3А и 3Б - первая и вторая рельсовые нити рельсовой линии 3;

4А и 4Б - первая и вторая рельсовые нити рельсовой линии 4;

5 - локомотивная аппаратура приема и расшифровки кодовых сигналов АЛСН, соединенная с локомотивными приемными катушками 5.1;

6, 7, 8, 9 - дроссель-трансформаторы;

10 - типовой блок питания и кодирования(БПК), содержащий следующие стандартные элементы:

10.1 - питающий путевой трансформатор питающего конца РЦ;

10.2 - кодирующий трансформатор питающего конца рельсовой цепи;

10.3 - дроссель ограничения утечки кодового тока через трансформатор 10.1;

10.4 - фильтр-пробка питающего конца РЦ;

10.5 - конденсатор;

11 - преобразователь частоты ПЧ 50/25;

12 - шлейф кодирования при передвижении поезда с рельсовой линии 1 на рельсовую линию 2;

13 - трансформатор согласования для контроля напряжения кодового сигнала, передаваемого в рельсовую линию 1 с ее питающего конца;

14 - шлейф кодирования при передвижении поезда в направлении с рельсовой линии 1 на рельсовую линию 4;

15 - реле снижения напряжения медленнодействующее с элементом 15.3 в виде RC-цепочки для регулировки требуемой величины замедления на отпускание якоря реле 15, при его импульсном питании.

15.1 и 15.2 - соответственно первый и второй фронтовой (замыкающий) контакт реле 15;

16 - кодово-включающее реле питающего конца рельсовой цепи 1.

17 - стандартные элементы схемы включения реле 16;

18 - ограничитель тока срабатывания реле 15;

19 - выпрямитель контрольного кодового сигнала, поступающего от трансформатора 13;

20 - повторитель реле 15;

20.1 и 20.2 - соответственно фронтовой и тыловой контакт реле 20;

21 - шлейф кодирования при передвижении поезда в направлении с рельсовой линии 2 на рельсовую линию 1;

22 - трансмиттерное реле питающего конца РЦ с контактом 22.1;

23 - шлейф кодирования при передвижении поезда в направлении с рельсовой линии 2 на рельсовую линию 3;

24 - стандартные элементы схемы включения реле 22;

25 - типовой блок питания и кодирования(БПК), содержащий следующие стандартные элементы:

25.1 - резонансный LC контур, настроенный в резонанс на частоту 50 Гц.;

25.2 - разделительный дроссель;

25.3 - кодирующий трансформатор релейного конца рельсовой цепи;

25.4 - фильтр-пробка релейного конца РЦ;

26 - путевое реле;

27 - трансформатор контроля кодового тока, передаваемого в рельсовую линию 1 с ее релейного конца;

28 - выпрямитель контрольного кодового сигнала, поступающего от трансформатора 27;

29 - реле снижения кодового тока медленнодействующее с элементом 29.3 в виде RC-цепи для регулировки требуемой (расчетной) величины замедления на отпускание якоря реле 29 при его импульсном питании.;

29.1 и 29.2 - соответственно тыловой (размыкающий) и фронтовой (замыкающий) контакты реле 29;

30 - ограничитель контрольного тока срабатывания реле 29;

31 - кодово-включающее реле релейного конца РЦ с контактом 31.1;

32 - стандартные элементы схемы включения реле 31;

33 - трансмиттерное реле релейного конца РЦ с контактом 31.1;

34 - элементы схемы включения реле 33;

35 - дополнительный ограничитель кодового тока;

ИС - изолирующие стыки;

К - колесная пара поезда (поездной шунт).

Работа устройства происходит следующим образом.

В исходном состоянии, когда на всех рельсовых линиях нет поездного шунта К, кодирующая аппаратура, в том числе реле 29, выключена, путевое реле 26 возбуждено.

При движении поезда по рельсовой цепи 4 в сторону рельсовой цепи 1 обеспечивается предварительное кодирование рельсовой цепи 1 стандартными элементами: возбуждается реле 31 и трансмиттерное реле 33 начинает свою импульсную работу (контактом 33.1 обеспечивается соответствующая модуляция кодового сигнала); в этом режиме трансформатором 27 отсасывается ничтожно малая часть тока, не достаточная для возбуждения реле 29, которое не срабатывает и в момент въезда локомотива на входную часть рельсовой цепи 1. По мере сближения локомотива с выходным концом рельсовой цепи 1 (примерно в центре рельсовой линии 1) реле 29 срабатывает и своим тыловым контактом 29.1 снимает шунт с ограничителя 35 кодового тока, уменьшая тем самым поступающий в рельсы 1А и 1Б и в соединенный с ними шлейф 12 кодовый ток до нормальной величины. Реле 29 при этом продолжает удерживать якорь в притянутом к своему сердечнику положении, так как в его цепи питания ограничитель 30 будет зашунтирован фронтовым контактом 29.2 реле 29; к тому же, ток отпускания реле в два раза меньше тока срабатывания.

При продвижении приемных катушек 5.1 над изолирующими стыками, где установлены дроссель-трансформаторы 7 и 8, индуктивная передача кодового сигнала, поступающего от кодирующего конца рельсовой линии 1, обеспечивается шлейфом 12, выполненным тяговой перемычкой дроссель-трансформатора 7; к тому же, величины токов в рельсах 1А и 1Б вблизи изолирующих стыков и в упомянутом шлейфе 12 под приемными катушками 5.1, а также кодовые токи в рельсах 2А и 2Б на входном конце смежной рельсовой линии будут одного порядка, что исключает очередную помеху, которая в прототипе (1) появляется в виде длительного (более 1 с) восстановления требуемой чувствительности приемной аппаратуры на локомотиве.

При движении поезда в другом направлении (от рельсовой линии 2 в сторону рельсовой линии 1) работает шлейф 21, обеспечивающий передачу на локомотив кодовых сигналов во время перемещения приемных катушек 5.1 над изолирующими стыками, разграничивающими рельсовые линии 2 и 1. На границе между рельсовыми линиями 1 и 4 аналогичную функцию выполняет шлейф 14, который соединен последовательно с рельсовыми нитками 1А и 1Б, выполнен тяговой перемычкой дроссель-трансформатора 6 и уложен вдоль накладок соответствующего изолирующего стыка.

При движении поезда от рельсовой линии 1 в сторону рельсовой линии 4 по мере сближения поездного шунта К с дроссель-трансформатором 6 кодовый ток в рельсах 1А и 1Б возрастает, что контролируется трансформатором согласования 13; при этом возрастающее напряжение на обмотках трансформатора 13 поступает через элементы 19, 18, 16.1 на обмотки реле 15, которое срабатывает и включает своим фронтовым (замыкающим) контактом 15.2 цепь для возбуждения своего повторителя 20; размыкается контакт 20.2 и замыкается контакт 20.1 и обмотка кодирующего трансформатора с большим числом витков переключается на меньшее число витков, чем и обеспечивается снижение тока в рельсах 1А и 1Б под приемными катушками 5.1 до нормативной величины. Понижение напряжения на трансформаторе 13 не вызовет отпускания якоря 15, так как в цепи этого питания шунтируется фронтовым контактом 15.1 сопротивление 18, к тому же ток отпускания реле 15 в два раза ниже его срабатывания. При этом шлейф 14 исключает пропадание индуктивной связи при продвижении приемных катушек 5.1 над изолирующими стыками, а введенные элементы 13, 19, 18, 15.1, 16.1, 15, 15.2, 20, 20.1 и 20.2 исключают появление в приемной аппаратуре АЛСН затяжных процессов неприема кодовых сигналов, которые наблюдаются в прототипе (1) и в аналогах (2, 3) из за длительного восстановления требуемой чувствительности усилителя УК25/50, ввиду большой разницы (в десять и более раз) между кодовым током в рельсах на выходном конце данной рельсовой цепи и кодовыми токами в рельсах на входном конце смежной рельсовой цепи.

Экономическая эффективность устройства выражается исключением вредного воздействия помех при проезде изолирующих стыков на нормальную работу системы АЛСН с устранением сбоев в работе этой системы, а следовательно, повышения надежности ее действия, усилением пропускной способности станции и перегонов, безопасности движения, улучшения культуры и производительности труда машинистов, интенсификацией поездной работы, уменьшением эксплуатационных расходов и снижения потерь от сбоев в работе устройств автоматики.

Источники информации, принятые во внимание при составлении описания полезной модели:

1. Леонов А.А. Техническое обслуживание автоматической локомотивной сигнализации. - 5-е изд., перераб. и доп. - М.: Транспорт, 1982 (см. рис.35, страницы 68-71 и 99-124).

2. Аркатов B.C. и др. Рельсовые цепи. Анализ работы и техническое обслуживание. - М.: Транспорт, 1990 (см. рис.4.20, страницы 107-109).

3. Кравченко Е.И., Швалов Д.В. Кодирование рельсовых цепей. - М.: Маршрут, 2005, 134 с.

Кодированная рельсовая цепь, содержащая первую рельсовую линию, у которой имеются первая и вторая рельсовые нити, ограниченные по концам изолирующими стыками, и к которой примыкают с одного ее конца рельсовые нити второй рельсовой линии, граничащей с рельсовыми нитями третьей рельсовой линии, а с другого ее конца примыкают рельсовые нити четвертой рельсовой линии, причем к одному концу рельсовой линии через дроссель-трансформатор подключен типовой блок питания и кодирования (БПК), кодирующий трансформатор которого соединен через контакт трансмиттерного реле с источником переменного тока промышленной частоты 50 Гц, а его питающий путевой трансформатор соединен с преобразователем частоты П450/25, тогда как к другому концу рельсовой линии через соответствующий дроссель-трансформатор подключен типовой блок релейно-кодирующий (БРК), кодирующий трансформатор которого соединен через контакт соответствующего трансмиттерного реле с источником переменного тока промышленной частоты 50 Гц, а резонансный LC-контур, включенный на выходе БРК, соединен с путевым реле, имеющим связь со стандартными элементами схемы включения трансмиттерного реле релейного конца базовой рельсовой цепи, причем элементы схемы включения трансмиттерного реле соединены с кодово-включающим реле релейного конца, соединенным с элементами его включения, при этом кодово-включающее реле питающего конца рельсовой цепи, соединенного со схемой его включения, соединено со стандартными элементами схемы включения трансмиттерного реле питающего конца баз рельсовой цепи, отличающаяся тем, что на границах смежных рельсовых цепей, разделенных изолирующими стыками, соответствующие тяговые соединители, подключающие через соответствующий дроссель-трансформатор питающую и кодирующую аппаратуру либо релейно-кодирующую аппаратуру к рельсовым ниткам, соединены не непосредственно с рельсами собственной рельсовой линии, а лишь после предварительного образования соответствующими тяговыми соединителями коротких (в пределах размещения накладок изолирующих стыков с учетом точек подсоединения соединителей к рельсам) шлейфов, уложенных вдоль рельсов смежных рельсовых линий, а кодирующая аппаратура на релейно-кодирующем конце дополнена реле снижения кодового тока, которое соединено через контакт релейного кодово-включающего реле, ограничитель контрольного тока, зашунтированный фронтовым (замыкающим) контактом реле снижения тока, и выпрямительный мост с одной (первой) обмоткой трансформатора контроля кодового тока, а другая (вторая) обмотка этого трансформатора соединена последовательно с контактом трансмиттерного реле и введенным в устройство дополнительным ограничителем кодового тока, зашунтированным тыловым (размыкающим) контактом реле снижения кодового тока, причем кодирующая аппаратура на питающее-кодирующем конце рельсовой цепи дополнена реле снижения напряжения, его повторителем и согласующим трансформатором, одна обмотка которого включена последовательно с путевой обмоткой кодирующего трансформатора, а другая его обмотка через последовательно соединенный выпрямительный мост, ограничитель тока срабатывания реле снижения напряжения, шунтированный первым фронтовым контактом реле снижения напряжения, и фронтовой контакт кодово-включающего реле питающего конца соединена с реле снижения напряжения, второй фронтовой контакт, который заведен в цепь питания повторителя реле снижения напряжения, переключающий контакт которого своим подвижным общим лепестком соединен с путевой обмоткой питающего путевого трансформатора и дополнительной обмоткой соответствующего дроссель-трансформатора, тыловым контактом соединен с путевой обмоткой кодирующего трансформатора для включения полного расчетного числа витков, а фронтовым контактом соединен с отпайкой в путевой обмотке кодирующего трансформатора для включения уменьшенного числа витков.