устройство контроля состояния рельсовой линии

Формула изобретения

Устройство контроля состояний рельсовой линии, содержащее первый путевой генератор, первое и второе путевые реле, резисторы, путевой трансформатор, первый полосовой фильтр, выпрямитель, аналого-цифровой преобразователь, регистр, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит второй путевой генератор, третье, четвертое и пятое путевые реле; второй и третий полосовые фильтры, компаратор, первый и второй микроэлектронные блоки, собранные по одинаковым схемам, причем вход первого путевого генератора соединен с выходом первого полосового фильтра, вход которого соединен с входами второго и третьего полосовых фильтров и выходом путевого трансформатора, вход которого соединен с рельсовыми линиями, к выходу второго полосового фильтра через первый контакт первого путевого реле и первый резистор подсоединен вход второго путевого генератора и выводы первой обмотки первого путевого реле, один из выводов второй обмотки которого подключен к минусовому полюсу источника питания, другой вывод через первые контакты второго и третьего путевых реле, а также через первый контакт пятого путевого реле - к плюсовому полюсу источника питания, к выходу третьего полосового фильтра подсоединен вход выпрямителя, к выходу которого подсоединены второй и третий последовательно соединенные резисторы, к полюсам третьего резистора подсоединены первая и вторая клеммы второго микроэлементного блока, третья клемма которого через третий контакт первого путевого реле подсоединена к минусовому полюсу источника питания, который в свою очередь подсоединен к четвертой клемме второго микроэлектронного блока через обмотки третьего путевого реле и через второй контакт первого путевого реле к входу С регистра, к которому также подсоединен плюсовой полюс источника питания через пятый резистор, первый и второй входы первого микроэлектронного блока соединены с полюсами второго резистора и входами аналого-цифрового преобразователя, выходы которого соединены с входом D регистра и входом А компаратора, вход В которого соединен с выходом Q регистра, а выход - с входом усилителя, выход которого соединен с первым выводом обмотки второго путевого реле, второй вывод которого - с минусовым полюсом источника питания, который также подсоединен через пятый контакт первого путевого реле ко второму выводу сигнальной точки, к первому выводу которой подсоединен плюсовой полюс источника питания через четвертый контакт первого путевого реле, первый и второй выводы другой сигнальной точки соединены с третьим и четвертым выводами сигнальной точки, к которым подсоединено четвертое путевое реле, к плюсовому полюсу источника питания подсоединен шестой общий контакт первого путевого реле, к тыловому контакту которого через второй фронтовой контакт второго путевого реле, второй контакт пятого путевого реле, первую обмотку пятого путевого реле и второй фронтовой контакт третьего путевого реле подсоединен минусовой полюс источника питания, к второму тыловому контакту второго путевого реле, через тыловой контакт четвертого путевого реле подсоединен первый вывод второй обмотки пятого путевого реле, второй вывод которой подсоединен ко второму тыловому контакту третьего путевого реле.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к железнодорожной автоматике и предназначено для контроля состояния рельсовой линии.

Известно устройство контроля состояния рельсовой линии в виде рельсовой цепи, содержащей источник питания, ограничитель тока, добавочные сопротивления, фильтры, выпрямители, аналого-цифровые преобразователи, приборы релейного и питающего концов смежных рельсовых цепей, первый и второй трансформаторы, постоянные запоминающие устройства, регистр, генератор тактовых импульсов, логические элементы И, рельсовую линию [А.С. СССР SU 1799787 A1, МПК B61L 23/16. Рельсовая цепь. Авторы: Полевой Ю.И., Стрельцов С.К., БИ № 9, 1993 г.].

Недостатком данного устройства является низкая шунтовая чувствительность и большой расход электроэнергии.

Известно устройство контроля состояния рельсовой линии, содержащее два генератора, фильтры, выпрямитель, аналого-цифровой преобразователь, регистр, программируемое постоянное запоминающее устройство, два путевых реле регистр, резисторы и источник питания. [RU 2424934 C1. 29.07.2009 SU 1799787, МПК B61L 23/16. Устройство контроля состояния рельсовой линии. Авторы: Полевой Ю.И., Вайшнарас А.В., БИ № 4, 2011].

Недостатком данного устройства является возможность опасного отказа при повреждении микросхемы.

Данное техническое решение взято автором в качестве прототипа.

Техническим результатом, на достижение которого направлено данное техническое решение, является повышение надежности контроля состояния рельсовой линии.

Технический результат достигается тем, что устройство контроля состояний рельсовой линии, содержащее рельсовые линии, первый путевой генератор, первое и второе путевые реле, первый и второй резисторы, путевой трансформатор, первый полосовой фильтр, выпрямитель, аналого-цифровой преобразователь, регистр, дополнительно содержит второй путевой генератор, третье, четвертое и пятое путевые реле; второй и третий резисторы, второй и третий полосовые фильтры, компаратор, первый и второй микроэлектронные блоки, собранные по одинаковым схемам, причем вход первого путевого генератора соединен с выходом первого полосового фильтра, вход которого соединен с входами второго и третьего полосовых фильтров и выходом путевого трансформатора, вход которого соединен с рельсовыми линиями, к выходу второго полосового фильтра через первый контакт первого путевого реле и первый резистор подсоединен вход второго путевого генератора и выводы первой обмотки первого путевого реле, один из выводов второй обмотки которого подключен к минусовому полюсу источника питания, другой вывод через первые контакты второго и третьего путевых реле, а также через первый контакт пятого путевого реле - к плюсовому полюсу источника питания, к выходу третьего полосового фильтра подсоединен вход выпрямителя, к выходу которого подсоединены второй и третий последовательно соединенные резисторы, к полюсам третьего резистора подсоединены первая и вторая клеммы второго микроэлементного блока, третья клемма которого через третий контакт первого путевого реле подсоединена к минусовому полюсу источника питания, который в свою очередь подсоединен к четвертой клемме второго микроэлектронного блока через обмотки третьего путевого реле и через второй контакт первого путевого реле к входу С регистра, к которому также подсоединен плюсовой полюс источника питания через пятый резистор, первый и второй входы первого микроэлектронного блока соединены с полюсами второго резистора и входами аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен с входом D регистра и входом А компаратора, вход В которого соединен с выходом Q регистра, а выход - с входом усилителя, выход которого соединен с первым выводом обмотки второго путевого реле, второй вывод которого соединен с минусовым полюсом источника питания, который также подсоединен через пятый контакт первого путевого реле ко второму выводу сигнальной точки, к первому выводу которой подсоединен плюсовой полюс источника питания через четвертый контакт первого путевого реле, первый и второй выводы другой сигнальной точки соединены с третьим и четвертым выводами сигнальной точки, к которым подсоединено четвертое путевое реле, к плюсовому полюсу источника питания подсоединен шестой общий контакт первого путевого реле, к тыловому контакту которого через второй фронтовой контакт второго путевого реле, второй контакт пятого путевого реле, первую обмотку пятого путевого реле и второй фронтовой контакт третьего путевого реле подсоединен минусовой полюс источника питания, к второму тыловому контакту второго путевого реле, через тыловой контакт четвертого путевого реле подсоединен первый вывод второй обмотки пятого путевого реле, второй вывод которой подсоединен ко второму тыловому контакту третьего путевого реле.

На фиг.1 представлено распределение частот по рельсовым линиям. Для контроля рельсовых линий предесмотрены частоты f1 - 420 Гц, f2 - 480 Гц, f3 - 580 Гц, f4 - 720 Гц и f5 - 5555 Гц.

На фиг.2 изображены зависимости напряжения от координаты шунта, кривая 1 представляет зависимость напряжения питающего конца частотой 5555 Гц от источника питания включенного на левом (входном конце), кривая 2 представляет зависимость напряжения питающего конца частотой 5555 Гц от источника питания включенного на правом (выходном конце), кривая 3 представляет зависимость напряжения приемного (входного) конца частотой 480 Гц от источника питания включенного на правом (выходном конце) при сухом балласте, кривая 4 представляет ту же зависимость при мокром балласте, линия 5 соответствует пороговому напряжению занятия от генератора частотой 5555 Гц, включенном на левом конце рельсовой цепи, линия 6 соответствует пороговому напряжению занятия от генератора GP₁₂, включенном на правом конце рельсовой цепи, линия 7 соответствует пороговому напряжению освобождения от того же генератора, разница между пороговыми напряжениями обозначена цифрой 8. Там же представлены зоны предварительного и дополнительного шунтирования, зона запрета переопределения пороговых напряжений.

На фиг.3 приведены рельсовые линии 9, 10 и 11, схема сигнальной точки 12, сигнальная точка 13, микроэлектронные блоки 14 и 15, путевой трансформатор 16, первый 17, второй 18 и третий полосовые фильтры 19, первый 20 и второй 21 путевые генераторы, выпрямитель 22, первый 23, второй 24 и третий 25 резисторы, первое путевое реле 26 с контактами 27, 28, 29, 30, 31, 32; второе путевое реле 33 с контактами 34, 35; третье путевое реле 36 с контактами 37, 38; четвертое путевое реле 39 с контактом 40, пятое путевое реле 41 с контактами 42 и 43; плюсовой 44 и минусовой 45 полюса источника питания, аналого-цифровой преобразователь 46, регистр 47, компаратор 48, усилитель 49, четвертый резистор 50.

Приборы соединены следующим образом. Вход первого путевого генератора 20 соединен с выходом первого полосового фильтра 17, вход которого соединен с входами второго 18 и третьего 19 полосовых фильтров и выходом путевого трансформатора 16, вход которого соединен с рельсовыми линиями 10 и 11, к выходу второго полосового фильтра 18 через первый контакт 27 первого путевого реле 26 и первый резистор 23 подсоединен вход второго путевого генератора 21 и выводы первой обмотки первого путевого реле 26, один из выводов второй обмотки которого подключен к минусовому полюсу 45 источника питания, другой вывод через первые контакты 34 и 37 второго 33 и третьего 36 путевых реле, а также через первый контакт 42 пятого путевого реле 41 - к плюсовому полюсу 44 источника питания, к выходу третьего полосового фильтра 19 подсоединен вход выпрямителя 22, к выходу которого подсоединены второй 24 и третий 25 последовательно соединенные резисторы, к полюсам третьего резистора 25 подсоединены первая и вторая клеммы второго микроэлементного блока 15, третья клемма которого через третий контакт 29 первого путевого реле 26 подсоединена к минусовому полюсу 45 источника питания, который в свою очередь подсоединен к четвертой клемме второго микроэлектронного блока 15 через обмотки третьего путевого реле 36 и через второй контакт 28 первого путевого реле 26 к входу С регистра 47, к которому также подсоединен плюсовой полюс 44 источника питания через пятый резистор 50, первый и второй входы первого микроэлектронного блока 14 соединены с полюсами второго резистора 24 и входами аналого-цифрового преобразователя 46, выход которого соединены с входом D регистра 47 и входом А компаратора 48, вход В которого соединен с выходом Q регистра 47, а выход - с входом усилителя 49, выход которого соединен с первым выводом обмотки второго путевого реле 33, второй вывод которого - с минусовым полюсом 45 источника питания, который также подсоединен через пятый контакт 31 первого путевого реле 26 ко второму выводу сигнальной точки 12, к первому выводу которой подсоединен плюсовой полюс 44 источника питания через четвертый контакт 30 первого путевого реле 26, первый и второй выводы другой сигнальной точки 13 соединены с третьим и четвертым выводами сигнальной точки 12, к которым подсоединено четвертое путевое реле 39, к плюсовому полюсу 44 источника питания подсоединен шестой общий контакт 32 первого путевого реле 26, к тыловому контакту которого через второй фронтовой контакт 35 второго путевого реле 33, второй контакт 43 пятого путевого реле 41, первую обмотку пятого путевого реле 41 и второй фронтовой контакт 38 третьего путевого реле 36 подсоединен минусовой полюс 45 источника питания, к второму тыловому контакту 35 второго путевого реле 33, через тыловой контакт 40 четвертого путевого реле 39 подсоединен первый вывод второй обмотки пятого путевого реле 41, второй вывод которой подсоединен ко второму тыловому контакту 38 третьего путевого реле 36.

Работа устройства контроля состояний рельсовой линии осуществляется следующим образом. Питание от первого путевого генератора 20 через первый полосовой фильтр 17 и путевой трансформатор 16 поступает в рельсовую линию 11. Для контроля фиксации занятия рельсовой линии 10 предусмотрен второй путевой генератор 21 частотой 5555 Гц, сигнал от которого через первый резистор 23, первый (самоблокировочный) контакт 27 первого путевого реле 26, первое путевое реле 26, второй полосовой фильтр 18 и путевой трансформатор 16 поступает в рельсовые линии 10 и 11. При подходе поезда обесточивается первое путевое реле 26, чем фиксируется занятие рельсовой линии 10. Из-за достаточно высокой частоты (5555 Гц) зона предварительного шунтирования в совокупности с методом контроля (относительная рельсовая цепь) составляет не более 10 м. При обесточивании первого путевого реле 26 в регистр 47 записывается двоичное число, отражающее пороговое напряжение занятия. Это напряжение рельсовой линии 10 от путевого генератора частотой 480 Гц, который расположен в сигнальной точке 13 (на фиг.3 не показан) по рельсовой линии 10, через путевой трансформатор 16, третий полосовой фильтр 19 и выпрямитель 22 подается на делитель напряжения, состоящий из второго 24 и третьего 25 резисторов (резисторы одинаковые). Со второго резистора 24 сигнал поступает на преобразователь 46 и записывается при занятии рельсовой линии 10 в регистр 47 как пороговое напряжение занятия. Запись напряжения происходит при размыкании второго контакта 28 первого путевого реле 26 за счет повышения потенциала на входе С регистра 47 от плюсового полюса 44 источника питания через четвертый резистор 50. После освобождения рельсовой линии 10 сигнал на входе А компаратора 48 будет превышать сигнал на входе В (пороговое напряжение). За счет усилителя 49 возбуждается второе путевое реле 33. Аналогично работает и третье путевое реле 36 с третьим контактом 29 первого путевого реле 26. При занятой рельсовой линии 10 (замкнуты шестой контакт 32 первого путевого реле 26, второй тыловой контакт 35 второго путевого реле 33 и второй тыловой контакт 38 третьего путевого реле 36) с контролем занятия рельсовой линии 9 (обесточено четвертое путевое реле 39 за счет разомкнутых четвертого 30 и пятого 31 контактов первого путевого реле 26, замкнут контакт 40 четвертого путевого реле 39) образуется цепь питания нижней обмотки пятого путевого реле 41. При освобождении рельсовой линии 10, если микроэлектронные блоки 14 и 15 работают синхронно и второе 33 и четвертое 36 путевые реле возбуждаются одновременно, то пятое путевое реле 41 переключается на верхнюю цепь питания через второй контакт 43 пятого путевого реле 41, второго контакта 35 второго путевого реле 33, шестого контакта 32 первого путевого реле 26 и второго контакта 38 третьего путевого реле 36 от плюсового 44 и минусового 45 полюсов источника питания. Затем создается цепь питания нижней обмотки первого путевого реле 26 через контакты первые контакты 34, 37 и 42 соответственно второго, третьего и пятого путевых реле, которое самоблокируется по верхней обмотки через первый контакт 27 первого путевого реле 26 до подхода следующего поезда. При этом пятое путевое реле 41 обесточивается и размыкает цепь питания нижней обмотки первого путевого реле 26. Этим фиксируется освобождение рельсовой линии 10.

Если возбуждение второго 33 и третьего 36 путевых реле произошло не одновременно, то пятое путевое реле 41 обесточивается и возбуждение первого путевого реле 26 не происходит. Для исключения возбуждения первого путевого реле 26 из-за длительного замедления пятого путевого реле 41, в цепь нижней обмотки первого путевого реле 26 введены первые контакты 34 и 37 соответственно второго 33 и третьего 36 путевых реле.

Рельсовая линия 10 остается занятой (ложно), что исключает опасную ситуацию.

Предлагаемое устройство обеспечивает повышение надежности контроля состояния рельсовой линии за счет взаимной проверки микроэлектронных блоков.