Способ проверки выполнения шунтового режима работы электрической рельсовой цепи
METHOD FOR CHECKING THE IMPLEMENTATION OF THE SHUNT MODE OF OPERATION OF THE ELECTRIC TRACK CIRCUIT

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к железнодорожной автоматике и телемеханике, в частности к способам проверки шунтового режима работы электрических рельсовых цепей.
Уровень техники
В системах регулирования движения поездов: системах автоматической блокировки и электрической централизации стрелок и сигналов - в качестве основного устройства для получения сведений о занятости (свободности) участков пути от переменных препятствий: подвижного состава железных дорог и излома в одном месте одного рельса - широкое распространение получили электрические рельсовые цепи. Для электрических рельсовых цепей характерным является опасный отказ, называемый «ложная свободность». В ряде случаев ложная свободность может наблюдаться при повышенном сопротивления балласта (изоляции рельсовой линии) или при повышенном питающем напряжении.
Для исключения возникновения ложной свободности в случаях, когда фактическое сопротивление поездного шунта не превышает установленное нормативное, необходимо обеспечить оперативный контроль выполнения электрической рельсовой цепью шунтового режима работы при изменениях сопротивления изоляции рельсовой линии, питающего напряжения и т.д. Из общедоступных источников известен ряд технических решений, направленных на контроль выполнения шунтового режим электрической рельсовой цепи.
Так известен способ контроля свободности рельсовой линии (RU 2361764 C1, B61L 23/16, 20.07.2009). Способ заключается в том, что сравнивают текущее напряжение на входе приемника с пороговыми. Фиксируют занятие рельсовой линии, если значение текущего напряжения на входе приемника ниже порогового напряжения занятия. Фиксируют освобождение рельсовой линии, если значение текущего напряжения на входе приемника выше порогового напряжения освобождения. При этом пороговое напряжение занятия равно напряжению на входе приемника при наличии нормативного шунта на входном конце рельсовой линии при сопротивлении изоляции в момент наложения шунта. Пороговое напряжение освобождения равно напряжению на входе приемника при наличии нормативного шунта на выходном конце рельсовой линии при сопротивлении изоляции в момент снятия шунта.
Недостатком известного способа контроля свободности рельсовой линии является отсутствие возможности оперативного контроля выполнения ею шунтового режима работы при изменении сопротивления изоляции рельсовой линии.
Известен способ дистанционного измерения сопротивления поездного шунта (RU 2750137 C1, G01R 27/04, B61L 23/00, 22.06.2021). Способ дистанционного измерения сопротивления поездного шунта, заключается в том, что при первоначальной настройке осуществляют измерения напряжения на входе линии связи и тока в начале линии связи при разомкнутых соединительных проводах, подключенных ко вторичной обмотке согласующего трансформатора, а затем измеряют напряжение на входе линии связи и ток в начале линии связи при замкнутых накоротко соединительных проводах, подключенных ко вторичной обмотке согласующего трансформатора. Производят расчет величины суммы сопротивлений линии связи, согласующего трансформатора и соединительных проводов при коротком замыкании вторичной обмотки согласующего трансформатора путем извлечения квадратного корня из произведения отношения напряжения на входе линии связи к току в начале линии связи при разомкнутых соединительных проводах, подключенных ко вторичной обмотке согласующего трансформатора, и отношения напряжения на входе линии связи к току в начале линии связи при замкнутых накоротко соединительных проводах, подключенных ко вторичной обмотке согласующего трансформатора. Далее в условиях эксплуатации осуществляют измерение величин напряжения на входе линии связи и тока в начале линии связи в шунтовом режиме работы рельсовой цепи и расчет величины суммы сопротивлений линии связи, согласующего трансформатора, соединительных проводов и поездного шунта, формируемого железнодорожным подвижным составом, располагаемым в пределах рельсовой линии рельсовой цепи, путем извлечения квадратного корня из произведения отношения напряжения на входе линии связи к току в начале линии связи при разомкнутых соединительных проводах, подключенных ко вторичной обмотке согласующего трансформатора, и отношения напряжения на входе линии связи к току в начале линии связи при в шунтовом режиме работы рельсовой цепи. Расчет величины сопротивления поездного шунта, формируемого железнодорожным подвижным составом, осуществляется путем вычитания из величины суммы сопротивлений линии связи, согласующего трансформатора, соединительных проводов и поездного шунта, формируемого железнодорожным подвижным составом, располагаемым в пределах рельсовой линии рельсовой цепи, величины сопротивления линии связи, согласующего трансформатора и соединительных проводов при коротком замыкании вторичной обмотки согласующего трансформатора и деления полученной разности на величину коэффициента трансформации согласующего трансформатора, возведенную в квадрат.
Известный способ дистанционного измерения сопротивления поездного шунта не позволяет осуществлять контроль выполнения шунтового режима работы рельсовой цепи.
Наиболее близким по своей технической сущности к заявляемому изобретению является способ контроля выполнения шунтового режима электрической рельсовой цепи с применением известного шунта контрольного (RU 2339531 C1, B61L 23/00, 27.11.2008). В отсутствии движения поездов по участку железнодорожного пути накладывают в границах эксплуатационной длины рельсовой цепи по крайней мере в одной точке шунт контрольный, обладающий сопротивлением 0,06 Ом, таким образом, что концы шунта контрольного находятся в электрическом контакте с головками ходовых рельсов одного железнодорожного пути. По индикации на автоматизированном рабочем месте или пульте-табло оператора регистрируют занятое состояние электрической рельсовой цепи в момент наложения нормативного шунта и свободное состояние электрической рельсовой цепи после снятия нормативного шунта.
Он взят за прототип. Основным недостатком прототипа является отсутствие возможности дистанционного - без выхода на железнодорожный путь - контроля выполнения шунтового режима работы электрической рельсовой цепи.
Раскрытие изобретения
Технический результат, на достижение которого направлено данное изобретение, заключается в автоматизации дистанционного контроля выполнения шунтового режима электрической рельсовой цепи.
Технический результат достигается тем, что способ проверки выполнения шунтового режима работы электрической рельсовой цепи, заключается в том, что сначала вне условий эксплуатации при отсутствии в границах эксплуатационной длины рассматриваемой рельсовой цепи переменного препятствия в виде железнодорожного подвижного состава или излома в одном месте одного рельса ко входу линии кабельной питающего конца рельсовой цепи подключают сопротивление имитационное, эквивалентное наложению нормативного шунта в границах эксплуатационной длины рельсовой цепи. Измеряют и регистрируют напряжения на выходе аппаратуры питающего конца рельсовой цепи при подключении сопротивления имитационного и напряжение на входе путевого приемника при подключении сопротивления имитационного. Далее отключают сопротивление имитационное и при эксплуатации электрической рельсовой цепи при нахождении в границах эксплуатационной длины рельсовой цепи переменного препятствия в виде железнодорожного подвижного состава измеряют и регистрируют величину напряжения на входе приемника путевого при фактической величине сопротивления поездного шунта и величину фактического напряжения питания рельсовой цепи при нахождении в границах эксплуатационной длины рельсовой цепи переменного препятствия в виде железнодорожного подвижного состава. Рассчитывают коэффициент чувствительности к нормативному шунту как отношение напряжения на входе путевого приемника при наложении нормативного шунта к напряжению на входе путевого приемника при фактической величине сопротивления поездного шунта, при котором выполняется шунтовой режим рельсовой цепи. Определяют выполнение шунтового режима работы рельсовой цепи в случае, когда напряжение на входе приемника путевого при включении сопротивления имитационного больше напряжения на входе приемника путевого при нахождении в границах эксплуатационной длины рельсовой цепи переменного препятствия в виде железнодорожного подвижного состава. Осуществляют расчет и регистрируют коэффициент чувствительности к нормативному шунту как произведение отношения напряжения на приемнике путевом при наложении нормативного шунта к напряжению на приемнике путевом при наложении фактического шунта и отношения нормативного напряжения питания на выходе аппаратуры питающего конца рельсовой цепи к фактическому напряжению питания рельсовой цепи на выходе аппаратуры питающего конца рельсовой цепи.
Краткое описание чертежей
ПНi
Шi
Заявляемое изобретение поясняется чертежом, на котором показана структурная схема системы, реализующей заявляемый способ проверки выполнения шунтового режима работы электрической рельсовой цепи. Система содержит аппаратуру 1 питающего конца рельсовой цепи, два вывода которой один из выводов которого соединен с первым выводом ключа 2 управляемого, первым выводом блока 9 измерений и первым выводом первой линии 4 кабельной, а второй вывод аппаратуры 1 питающего конца рельсовой цепи соединен с первым выводом сопротивления 3 имитационного, вторым выводом первой линии 4 кабельной и вторым выводом блока 9 измерений. Вторые выводы сопротивления 3 имитационного и ключа 2 управляемого соединены между собой. Первый и второй выводы линии 4 кабельной соединены каскадно последовательно через линию 5 рельсовую, вторую линию 6 кабельную с первым и вторым выводами аппаратуры 7 согласующей приемного конца рельсовой цепи. Третий вывод аппаратуры 7 согласующей приемного конца рельсовой цепи соединен с первым выводом приемника 8 путевого и третьим выводом блока 9 измерений, а четвертый вывод аппаратуры 7 согласующей приемного конца рельсовой цепи соединен со вторым выводом приемника 8 путевого и четвертым выводом блока 9 измерений. Выход блока измерений соединен последовательно через блок 10 обработки результатов со входом блока 10 регистрации. При этом между первым и вторым выводами аппаратуры 1 питающего конца рельсовой цепи присутствует напряжение питания рельсовой линии U, а между первым и вторым выводами приемника 8 путевого присутствует напряжение U.
Описание изобретения
Под эксплуатационной длиной рельсовой цепи в заявляемом изобретении понимают длину рельсовой линии между точками подключения аппаратуры питающего конца и аппаратуры приемного конца рельсовой цепи, увеличенную на сумму фактических длин зон дополнительного шунтирования при их наличии.
Устройство, реализующее заявляемый способ проверки выполнения шунтового режима работы электрической рельсовой цепи, работает следующим образом (фигура).
Заявляемый способ может быть реализован как для случая централизованного (на посту) размещения оборудования рельсовых цепей, так и для случая децентрализованного размещения оборудования. Проверку выполнения шунтового режима работы электрической рельсовой цепи выполняют при реализации мероприятий по техническому обслуживанию оборудования рельсовых цепей систем регулирования движения поездов по установленному графику, при расследовании случаев возникновения ложной свободности или при автоматическом мониторинге выполнения шунтового режима рельсовых цепей.
При движении поездов рельсовая цепь работает согласно известным способам контроля участка рельсового пути. Сигнал контроля рельсовой линии, формируемый аппаратурой 1 питающего конца рельсовой цепи, проходит последовательно через линию 4 кабельную питающего конца рельсовой цепи, линию 5 рельсовую, линию 6 кабельную релейного конца рельсовой цепи, аппаратуру 7 согласующую приемного конца рельсовой цепи и приемник 8 путевой. В зависимости от уровня сигнала контроля рельсовой линии на входе приемника 8 путевого последний, в соответствии с установленным по крайней мере одним пороговым значением определяет состояние рельсовой цепи. Если напряжение на входе приемника 8 путевого выше или равно пороговому значению, то рельсовая цепь сигнализирует о своей свободности. Если напряжение на входе приемника 8 путевого ниже порогового значения, то рельсовая цепь сигнализирует о своей занятости.
ИМ
ШН
Н
ШН
Проверка выполнения шунтового режима работы рельсовой цепи заключается в том, что вне условий эксплуатации - при осуществлении технического обслуживания или ремонта - при отсутствии в границах эксплуатационной длины рассматриваемой рельсовой цепи переменного препятствия в виде железнодорожного подвижного состава или излома в одном месте одного рельса ко входу линии 4 кабельной питающего конца рельсовой цепи подключают сопротивление 3 имитационное R. Это приводит к снижению величины тока, проходящей через приемник 8 путевой или, что эквивалентно, к снижению напряжения на входе приемника 8 путевом. В случае правильной (в соответствии с нормативными документами - нормалями) регулировки рельсовой цепи уровень снижается до величины, равной I - силы тока при наложении нормативного шунта R (для Российской Федерации величина сопротивления нормативного шунта принимается равной 0,06 Ом). Данной величине силы тока соответствует напряжение на входе путевого приемника при наложении нормативного шунта U. Путевой приемник при этом сигнализирует о занятости рельсовой цепи.
ИМ
ШН
Параметр сопротивления 3 имитационного R определяют предварительно: путем расчета при анализе схемы рельсовой цепи или экспериментально при осуществлении пуско-наладочных работ или при плановой регулировке оборудования электрической рельсовой цепи. Сопротивление 3 имитационное представляет собой резистор со стабильным при изменении температуры в широких пределах сопротивлением. Параметр сопротивления 3 имитационного выбирают эквивалентным нормативному сопротивлению поездного шунта при его наложении в границах эксплуатационной длины рельсовой цепи. Величину сопротивления 3 имитационного определяют следующим образом. Вне эксплуатации рельсовой цепи - при ее обслуживании или ремонте - ко входу линии 4 кабельной питающего конца рельсовой цепи подключают переменное сопротивление. Изменяют величину переменного сопротивления до тех пор, пока на входе приемника 8 путевого при помощи блока 9 измерений не будет зарегистрирована величина напряжения U, равная величине напряжения при наложении нормативного шунта вдоль линии 5 рельсовой. Значение такого сопротивления определяют однократно перед началом эксплуатации системы, реализующей заявляемый способ. Блок 9 измерений представляет собой микропроцессорный двухвходовой вольтметр, устанавливаемый при децентрализованном размещении оборудования рельсовой цепи в шкафу или в путевой коробке, в которой размещают оборудование питающего / приемного конца рельсовой цепи, а при централизованном размещении оборудования рельсовой цепи - на посту централизации.
Включение сопротивления 3 имитационного ко входу линии 4 кабельной питающего конца рельсовой цепи осуществляют для удобства через ключ 2 управляемый. Ключ 2 управляемый может представлять собой реле первого класса надежности, герконовое или иное реле. На время проведения проверки ключ 2 управляемый замыкают, а в другое время ключ 2 управляемый разомкнут и работа рельсовой цепи соответствует известным способам контроля состояния путевых участков. Сопротивление 3 имитационное и ключ 2 управляемый располагают как в шкафу рядом с участком железнодорожного пути при децентрализованном размещении оборудования рельсовых, так и на посту централизации при централизованном размещении оборудования рельсовых цепей.
ПН1
ШН
При помощи блока 9 измерений измеряют напряжение на выходе аппаратуры 1 питающего конца рельсовой цепи (на входе линии 4 кабельной питающего конца) U при подключении сопротивления 3 имитационного и напряжение на входе путевого приемника при подключении сопротивления 3 имитационного U и передают информацию о результатах измерений к блоку 10 обработки результатов и регистрируют в блоке 11 регистрации.
Блок 10 обработки результатов представляет собой микропроцессорное вычислительное устройство. Блок 11 регистрации представляет собой энергонезависимую память, в частности flesh-накопитель. Блок 10 обработки результатов и блок 11 регистрации устанавливают при децентрализованном размещении оборудования рельсовой цепи в шкафу или в путевой коробке, в которой размещают оборудование питающего / приемного конца рельсовой цепи, а при централизованном размещении оборудования рельсовой цепи - на посту централизации.
Ш
Ш
ПН2
Далее отключают сопротивление 3 имитационное от входа линии 4 кабельной питающего конца рельсовой цепи и при эксплуатации электрической рельсовой цепи при нахождении в границах эксплуатационной длины рельсовой цепи переменного препятствия в виде железнодорожного подвижного состава измеряют при помощи блока 9 измерений величину напряжения на входе приемника 8 путевого U при фактической величине сопротивления поездного шунта R, а также величину фактического напряжения питания рельсовой цепи U при нахождении в границах эксплуатационной длины рельсовой цепи переменного препятствия в виде железнодорожного подвижного состава. Передают результаты измерений к блоку 10 обработки результатов и регистрируют их в блоке 11 регистрации.
Ш
ШН
Ш
Ш
Ш
ШН
Ш
При помощи блока 10 обработки результатов рассчитывают коэффициент чувствительности к нормативному шунту К по известной формуле как отношение напряжения на входе путевого приемника при наложении нормативного шунта U к напряжению на входе путевого приемника U при фактической величине сопротивления поездного шунта R, при котором выполняется шунтовой режим рельсовой цепи: К=U/U.
Ш
ШН
Ш
Следует учитывать, что в отсутствии стабилизации напряжения на источнике питания аппаратуры 1 питающего конца рельсовой цепи напряжение на выходе питающего конца рельсовой цепи (и соответственно на входе приемника 8 путевого) может изменяться во времени. Изменение напряжения питания в N раз очевидно приводит к изменению коэффициента чувствительности к нормативному шунту в N раз: К=U/U*N.
ШН
Ш
Определяют при помощи блока 10 обработки результатов выполнение шунтового режима работы рельсовой цепи в случае, когда напряжение на входе приемника 8 путевого при включении сопротивления 3 имитационного U больше напряжения на входе приемника 8 путевого при нахождении в границах эксплуатационной длины рельсовой цепи переменного препятствия в виде железнодорожного подвижного состава U.
ШН
Ш
ПН1
ПН2
Ш
ШН
Ш
ПН1
ПН2
Осуществляют при помощи блока 10 обработки результатов расчет коэффициента чувствительности к нормативному шунту как произведение отношения напряжения U на приемнике 8 путевом при наложении нормативного шунта к напряжению U на приемнике 8 путевом при наложении фактического шунта и отношения нормативного напряжения U питания на выходе аппаратуры 1 питающего конца рельсовой цепи к фактическому напряжению U питания рельсовой цепи на выходе аппаратуры 1 питающего конца рельсовой цепи: К=U/U*U/U. Результат расчетом сохраняют в блоке 11 регистрации. Коэффициент чувствительности к нормативному шунту может быть использован в дальнейшем для формирования предложений по техническому обслуживанию и ремонту оборудования рельсовых цепей.
Заявляемый способ позволяет осуществить проверку выполнения проверки выполнения шунтового режима электрической рельсовой цепи без необходимости выхода на пути, за счет чего достигается автоматизация дистанционного контроля выполнения шунтового режима работы электрической рельсовой цепи.