БЛОК ЗАЩИТНЫХ РЕЗИСТОРОВ (БЗР)

Полезная модель относится к области железнодорожной автоматики и телемеханики, к средствам, диагностирования и мониторинга устройств железнодорожной автоматики и телемеханики и непосредственно предназначена для контроля электрических параметров (напряжений, сопротивлений изоляции и др.) приборов тональных рельсовых цепей (ТРЦ), рельсовых цепей (РЦ) и других устройств железнодорожной автоматики и телемеханики.
Известно, что согласно действующим руководящим материалам по техническому обслуживанию тональных рельсовых цепей, для измерения напряжения сигналов в тональных рельсовых цепях применяются комбинированный прибор Ц4380 и цифровой вольтметр В7-63, с ручным способом проведения измерений («Инструкция по технической эксплуатации устройств СЦБ», ЦШ-720-09, 2009 г). Прибор электроизмерительный многофункциональный железнодорожный типа Ц4380 с автоматической защитой от электрических перегрузок предназначен для измерения в электрических цепях:
силы и напряжения постоянного тока;
среднеквадратического значения силы и напряжения переменного тока синусоидальной формы;
сопротивления постоянному току;
силы и напряжения импульсного тока постоянного и переменного направления Однако использование таких технических средств не позволяет:
- выполнять измерение текущих значений параметров контролируемых сигналов в автоматическом режиме;
- повысить уровень производительности труда при регулировке и эксплуатации тональных рельсовых цепей;
- внедрить прогрессивные методы технического обслуживания тональных рельсовых цепей.
Известен «Блок защитных резисторов (БЗР)», работающий совместно с устройством для контроля и диагностики тональных рельсовых цепей (патент RU на полезную модель №60467, МПК B61L 23/16, приоритет 20.07.2006, опубликовано 27.01.2007). Он содержит защитные резисторы, смонтированные рассредоточено на релейных стативах, расположенных в помещении релейной электрической централизации. БЗР включается между контролируемыми источниками информации (ТРЦ) и устройствами для контроля и диагностики (УКТРЦ).
Кроме того, устройство содержит также N измерительных каналов, подключаемых к цепям путевых генераторов и/или приемников, модуль связи и управления, включающий процессор в том числе трансляции команд и данных к источник питания, а также формирователь сигналов последовательного интерфейса RS-485 для связи с ведущим устройством. При этом каждый из N измерительных каналов, выполнен в виде отдельных, функционально законченных модулей, а каждый измерительный модуль снабжен входным нормирующим усилителем, аналого-цифровым преобразователем, процессором, подключаемым к АЦП через синхронный последовательный интерфейс SPI и источником питания. Устройство с N измерительными модулями выполнены с индивидуальной изоляцией входных измерительных линий друг от друга и от вычислительной части устройства. Модуль связи и управления включает в себя дополнительно, устройство связи с измерительными модулями посредствам внутренней шины последовательной передачи данных UART, а процессор выполняет функцию только трансляции команд и данных, Каждый измерительный модуль и модуль связи и управления снабжены элементами гальванической изоляции, обеспечивающими их индивидуальную защиту от интерфейсных и питающих цепей, а также изоляцию между входными измерительными линиями. Устройство может подключаться к входным цепям путевых приемников через измерительный резистор, последовательно включенный во входную цепь приемника, что обеспечивает контроль среднеквадратического значения (СКЗ) тока.
Недостатком устройства является наличие в схеме защитных резисторов, рассредоточенных по помещению релейной электрической централизации и занимающих дополнительные места на релейных стативах. Кроме того, весь монтаж: - входные сигналы, сетевой адрес, электропитание и последовательный интерфейс, сосредоточены на коммутационном соединителе, что усложняет процесс монтажа и эксплуатации приборов.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к заявляемой полезной модели является, выбранный за прототип «Блок защитных резисторов», который известен в составе, например, серийно изготавливаемого прибора «Устройство контроля тональных рельсовых цепей многоканальное. УКТРЦМ» (УКВФ. 421451. 005, ТУ 3185-017-23572762-07, 2007 г.). БЗР содержит защитные резисторы, установленные рассредоточено на релейных стативах. Этот БЗР может включаться между контролируемыми источниками информации (ТРЦ, РЦ и др.) и другими устройствами для контроля и диагностики (УКТРЦ, УКТРЦМ, АДТРЦ, АКНСИ). Таким образом, подключение сигнальных линий к указанным приборам производится через данный блок защитных резисторов.
Прибор содержит также восемь входных измерительных каналов, с индивидуальной гальванической изоляцией от вычислительной части устройства и последовательного коммуникационного интерфейса RS-485, предназначенного дня связи с ведущим устройством ввода-вывода.
УКТРЦМ выполняет измерение среднеквадратического значения (СКЗ) напряжения амплитудно-модулированных сигналов переменного тока с глубиной модуляции до 100%.
УКТРЦМ предназначено для измерения среднеквадратического значения сигналов тональных рельсовых цепей (ТРЦ) на входах путевых приемников и выходах путевых генераторов. Устройство также имеет исполнение для измерения постоянного напряжения на выходах (нагрузках) путевых приемников. Оно предназначено для применения в системах диспетчерского контроля и системах диагностики технического состояния устройств электрической централизации и автоматической блокировки с централизованным размещением аппаратуры. Осуществляет съем, обработку и передачу информации в составе иерархических или автономных систем измерения. Прибор зарегистрирован в Государственном реестре средств измерений. В устройстве применяется полная гальваническая развязка входных аналоговых каналов. Так как прибор разрабатывался как необслуживаемый, то в его составе предусмотрены встроенные средства самодиагностики и таймер аппаратного сброса процессора. Подключение последовательного коммуникационного интерфейса, источника питания и входных сигнальных линий производится с помощью основного 42-штыревого разъема устройства.
Кроме вышеназванного, известны также аналогичные приборы:
- «Устройство контроля тональных рельсовых цепей УКТРЦ-8» (ДАРЦ.421451.003, ТУ 4250-007-11244389-02, 2002 г.);
- «Автомат диагностики тональных рельсовых цепей АДТРЦ (УКВФ 421451.001);
- «Автомат контроля напряжений и сопротивления изоляции» АКНСИ-8 (УКВФ.421451.004, ТУ 3185-016-23572762-07, 2007 г.). Подключение сигнальных линий в этих устройствах также производится через защитные резисторы.
Недостатки известных приборов связаны с тем, что необходимые в их схеме защитные резисторы, выполнены в виде отдельных резисторов, рассредоточенных по помещению релейной электрической централизации и неоправданно занимающих дополнительные места на релейных стативах. Кроме того, весь монтаж этих элементов сосредоточен на коммутационном соединителе, что усложняет процесс монтажа, а также отрицательно влияет на процесс эксплуатации приборов, что ведет к снижению надежности работы устройства, а следовательно, и безопасности движения поездов.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель является повышение безопасности движения путем повышения надежности за счет осуществления возможности более стабильной защиты ответственных источников контролируемой информации ТРЦ, РЦ от коротких замыканий, помех и других влияний со стороны приборов контроля.
Технический результат, который может быть получен при работе устройства, заключается в упрощении процесса монтажа, повышении качества процесса эксплуатации и появления возможности изготовления данного блока в заводских условиях.
Поставленная цель достигается за счет того, что блок защитных резисторов, состоящий из установленных на релейных стативах защитных резисторов, предназначенных для подключения контролируемых источников информации и устройств для контроля и диагностики, содержит защитные резисторы, смонтированные на печатных платах, которые установлены в единый каркас блока, содержащий коммутационный соединитель. Также, БЗР дополнительно снабжен соединителем для задания сетевого адреса и соединителями для трансляции последовательного интерфейса устройств для контроля и диагностики. При этом установочные размеры каркаса блока выполнены равными размерам устройства для контроля и диагностики.
Таким образом, достигается упрощение конструкции за счет устранения аппаратной избыточности и рассредоточенности элементов по всему помещению при сохранении функции по контролю и диагностике рельсовых цепей.
Сущность полезной модели поясняется следующими схемами и чертежами:
Фиг.1 - сборочный чертеж;
Фиг.2 - схема электрическая принципиальная;
Фиг.3 - пример установки блока БЗР в составе УК ТРЦ-8 на стативе или в шкафу (в аксонометрии).
БЗР содержит:
каркас - 1;
коммутационный соединитель - 2 (XS1);
платы защитных резисторов - 3 (A1, А2);
защитные резисторы - 4 (R1-R8);
плата внешних связей - 5 (A3);
соединители последовательного интерфейса RS-485 - 6 (ХР1, XS1);
сетевой соединитель - 7 (XS2);
предохранитель - 8 (FU1)
прибор контроля тональных рельсовых цепей - 9;
соединитель - 10, сочленяемый с коммутационным - 2 (XS1).
БЗР работает совместно с приборами контроля напряжений и сопротивлений изоляции различных РЦ и кабелей.
Устройство предназначено для измерения среднеквадратического значения напряжения сигнала модулированного переменного или постоянного тока. Данные сигналы применяются в тональных рельсовых цепях систем электрической централизации на железнодорожном транспорте. БЗР применяется совместно с приборами контроля напряжения и сопротивления изоляции различных РЦ и кабелей.
БЗР сочленяется с устройствами УК ТРЦ-8, УКТРЦМ, АДТРЦ и АКНСИ-8 при помощи коммутационного соединителя 2 (Фиг.1). Входные сигнальные линии подключаются к клеммам ХТ1-ХТ4 плат защитных резисторов 3 (A-1, А2). Защитные резисторы 4 (R1-R8) при помощи объемного монтажа подключаются к коммутационному соединителю 2 (XS1).
Защитные резисторы 4 могут иметь разные номинальные значения, это зависит от подключаемых цепей и устройств контроля и диагностики.
При помощи соединителей последовательного интерфейса RS-485 - 6 (ХР1, XS1) осуществляется разъемное соединение входа RS-485 от предыдущего устройства УК ТРЦ-8, УКТРЦМ, АДТРЦ или АКНСИ-8 через соединитель - 6 (ХР1), к последующему устройству через соединитель - 6 (XS1).
При помощи соединителя - 7 XS2 может быть установлен один из 32 сетевых адресов устройств УК ТРЦ-8, УКТРЦМ, АДТРЦ или АКНСИ-8. Это выполняется при помощи монтажа перемычек на ответной сочленяемой части соединителя 7 XS2.
Установочные размеры БЗР выбраны равными сочленяемым устройствам УК ТРЦ-8, УКТРЦМ, АДТРЦ или АКНСИ-8. Таким образом, положительно решается вопрос дефицита мест в условиях действующих релейных стативов.
Установка сетевых адресов выполняется по рабочей таблице «Установка сетевых адресов БЗР-ТРЦ и БЗР-НСИ». Для установки согласующего резистора 120 Ом, при необходимости, на конце линии, паяются перемычки между контактами 5 и 9 на ответных частях соединителей ХР1 (DB-9F) и XS1 (DB-9M) платы A3.
Таким образом, блок защитных резисторов БЗР относится к железнодорожному транспорту и предназначен для использования в качестве средства защиты периферийных приборов автоматики и телемеханики (4 типов). Он применяется в системах технического диагностирования и мониторинга устройств железнодорожной автоматики и телемеханики, обеспечивает требуемый уровень безопасности путем защиты ответственных источников контролируемой информации ТРЦ, РЦ от коротких замыканий, помех и других влияний со стороны приборов контроля.