СПОСОБ КОНТРОЛЯ СВОБОДНОСТИ РЕЛЬСОВОЙ ЛИНИИ
METHOD FOR CONTROL OF RAIL LINE FREENESS

Изобретение относится к железнодорожной технике, а именно к железнодорожной автоматике и телемеханике и может быть использовано для регулирования движения поездов.
Известен способ контроля свободности рельсовой линии, заключающийся в том, что определяют количество свободных путевых участков на перегоне и сумму значений напряжений на этих же участках, а затем находят среднее арифметическое значение напряжений. Текущее значение каждого из участков сравнивают со средним арифметическим значением. При существенном отличии текущего значения от среднего арифметического фиксируют занятость путевого участка, в противном случае - свободность [Патент РФ №2025358, МПК B61L 23/16. Способ контроля свободности путевых участков и устройство для его осуществления. Авторы: Полевой Ю.И., Стрельцов С.К., Мазалова И.В., Кравцова Н.А. БИ №24, 1994 г.].
Недостатком этого способа, является то, что при наличии значительной продольной асимметрии возможен ложный контроль состояния путевых участков.
Известен способ контроля свободности рельсовой линии, заключающийся в том, что в рельсовую линию на одном конце подают сигнал переменного тока тональной частоты, а на другом конце контролируют изменение сигнала в зависимости от координаты поездного шунта и по характеру изменения сигнала фиксируют освобождение рельсовой линии. В момент занятия предыдущей рельсовой цепи при свободном состоянии последующей рельсовой линии фиксируется опорное напряжение, которое равно текущему напряжению на входе приемника, по которому определяют пороговое напряжение занятия посредством умножения значения опорного напряжения на коэффициент снижения напряжения (коэффициент занятия) и пороговое напряжение освобождения посредством умножения порогового напряжения занятия на коэффициент запаса. С помощью этих пороговых напряжений определяется состояние рельсовой линии путем сравнения текущего напряжения приемного конца рельсовой цепи с этими значениями. Опорное напряжение корректируют с учетом изменения (пропорционально изменению) среднего арифметического значения тока источника питания (среднеарифметическое значение тока переопределяют (перерасчитывают) при изменении тока любого конца), который поочередно подключается к концам рассматриваемой рельсовой линии, изменение каждого из токов контролируют только при свободном состоянии двух смежных рельсовых линий, между которыми подключен источник питания. [Патент РФ №2294856 МПК B61L 23/16. Способ контроля свободности путевых участков. Авторы: Полевой Ю.И., Полевая Л.В., Хохлов А.Ф., Трошина М.В., Ахмадуллин Ф.Р. БИ №07, 2007 г.].
Данное техническое решение выбрано в качестве прототипа.
Недостатком этого способа является то, что при пониженном сопротивлении изоляции возможен ложный контроль состояния путевых участков.
Техническим результатом является повышение надежности контроля свободности рельсовой линии.
Технический результат достигается тем, что контроль свободного состояния рельсовой линии, заключающийся в том, что регистрируют напряжения приемных и токи питающих концов каждой рельсовой линии при поочередном подключении к ним путевого генератора и приемника. Занятие рельсовой линии фиксируют при снижении текущего напряжения на входе приемника сигнальной частоты ниже порога занятия, а освобождение - при повышении текущего напряжения на входе приемника сигнальной частоты выше порога освобождения. Пороги занятия и освобождения определяют расчетным путем по опорному напряжению и до появления влияния поездного шунта непрерывно корректируют, причем, пороговое напряжение освобождения рельсовой линии корректируют по среднеарифметическому значению сопротивления изоляции по концам рельсовой линии, которое определяют по току источника питания основной частоты при отсутствии влияния поездного шунта, которое контролируют по токам источника питания по концам рельсовой линии на дополнительной частоте.
На фиг.1 приведена схема рельсовой цепи, реализующая предлагаемый способ. На фиг.2 приведены графики зависимостей токов питающего конца от координаты шунта.
На фиг.1 представлена рельсовая цепь, которая содержит следующие элементы: путевой генератор 1, ограничивающий резистор 2, переключающее устройство 3, резисторы 4, 5 и 6, согласующие трансформаторы 7, 8, и 9, рельсовые линии 10, 11, 12 и 13, первый полосовой фильтр 14, первый выпрямитель 15, первый аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 16, электронно-вычислительную машину (ЭВМ) 17, второй полосовой фильтр 18 (двухполосный, пропускающий сигнальную и дополнительную частоты), второй выпрямитель 19 и второй АЦП 20, управляющую цепь 21.
На фиг.2 приведена кривая 22 (линия ABCDE) - зависимость тока питающего конца (в А) от координаты шунта (в км) при минимально возможном для данного участка сопротивления изоляции (0,2 Ом·км) и частоте сигнального тока 420 Гц, и кривая 23 (KLCMN) - зависимость тока питающего конца от координаты шунта при том же сопротивления изоляции на дополнительной частоте 2000 Гц. Линия СР указывает на границу между рельсовыми линиями 11 и 12 (место подключения приборов рельсовой цепи), точки В, D, L, М соответствуют границам, где начинается или заканчивается влияние поездного шунта.
0
Приборы рельсовой цепи (фиг.1) соединены следующим образом. К выходу путевого генератора (ПГ) 1 через резистор (R) 2 подсоединен первый вход (ВХ1) переключающего устройства 3, к линейным входам ВЛ1, ВЛ2 и ВЛ3 этого устройства через резисторы 4, 5 и 6 трансформаторы 7, 8 и 9 подключены рельсовые линии 10, 11, 12 и 13. Ко второму входу переключающего устройство 3 подсоединен первый выход ЭВМ 17, а к выходу устройства 3 - через первый полосовой фильтр 14, первый выпрямитель 15 и первый АЦП 16 первый вход ЭВМ 17. Ко второму входу ЭВМ 17 подключены полюса резистора 2 через второй полосовой фильтр 18 (двухполосный, пропускающий сигнальную и дополнительную частоту), второй выпрямитель 19 и второй АЦП 20. Ко второму выходу ЭВМ подключены приборы управления стрелками и сигналами на станции и перегоне. К третьему выходу ЭВМ 17 по цепи 21 подключен управляющий вход генератора 1.
Работа способа осуществляется следующим образом. Переключающее устройство 3 поочередно подключает к каждой рельсовой линии генератор 1 и ЭВМ 17. ЭВМ 17 посредством первого выхода (ВЫХ1) регулирует процесс переключения рельсовых линий 10, 11, 12, 13, а посредством третьего выхода (ВЫХЗ) управляет работой генератора 1, на выходе которого частота 420 Гц изменяется на частоту 2000 Гц и наоборот. Информация о напряжении приемного конца каждой рельсовой линии поступает через согласующие трансформаторы 7, 8, 9, резисторы 4, 5, 6 (эквиваленты сопротивления кабеля), элементы 14, 15, 16 на первый вход ЭВМ 17 (ВХ1). Информация о токе питающего конца поступает в виде значения падения напряжения на резисторе 2 через элементы 18, 19 и 20 на второй вход ЭВМ (ВХ2). Управление генератором 1 осуществляется от ЭВМ 17 по управляющей цепи 21.
Основным преимуществом способа перед известными является коррекция порогового напряжения освобождения по среднеарифметическому значению сопротивления изоляции по концам рельсовой линии, которое определяют по току источника питания основной частоты. Предварительно контролируется свободность зоны влияния на ток источника питания от поездного шунта по токам источника питания по концам рельсовой линии на дополнительной частоте. Коррекция осуществляется только при пониженном сопротивлении сопротивления изоляции - 1 Ом·км и ниже. В качестве сигнальной частоты принята частота 420 Гц, а в качестве дополнительной - 2000 Гц. На частоте 420 Гц (кривая 22 при предельно минимальном для данного участка сопротивлении изоляции - 0,2 Ом·км) отслеживается приближение поезда к месту подключения источнику питания (точка Р). Если значение тока не превышает уровня линии АВ (или DE), то участок свободен при любом значении сопротивления изоляции. При этом, фактическое значение поездного шунта, практически, значения не имеет. Коррекция порогового напряжения освобождения осуществляется только при значении тока источника питания ниже уровня линии АВ, т.е. при свободной зоне влияния (участок между точками BD).
Т.к. приборы питающих и приемных концов циклически переключаются, то имеется возможность зафиксировать ток источника питания и напряжение на входе приемника на любом из концов любой рельсовой линии.
Занятие рельсовой линии (12) контролируется известным способом, т.е. с занятием предыдущей (движение слева на право) рельсовой линии 11 фиксируется опорное напряжение рельсовой линии 12 (напряжение на входе приемника подключенного на выходном конце рельсовой линии 12, при этом источник питания подключен на входном конце), по которому определяется пороговое напряжение занятия и освобождения, при превышении порогового значения над текущим фиксируются занятие.
ПП
Освобождение рельсовой линии 12 осуществляется следующим образом. На сигнальной частоте 420 Гц контролируется непревышение значения тока питающего конца порогового значения (I) который на фиг.2 отображен линиями АВ и DE. Эти линии на кривой 22 (ABCDE) получены расчетом при следующих условиях: сопротивление изоляции минимальное для данного участка 0,2 Ом·км, сопротивление поездного шунта 0 Ом. Поэтому, если текущее значение тока источника питания ниже порогового, то участок рельсовой линии между точками В и D свободен. Затем под воздействием ЭВМ 17 путевой генератор 1 выдает дополнительную частоту 2000 Гц. На этой частоте зона влияния поездного шунта меньше (участок между точками L и М), чем на сигнальной частоте 420 Гц, поэтому величина тока источника питания отражает значение сопротивления изоляции. Затем под воздействием ЭВМ 17 переключающее устройство подключает путевой генератор к другому концу рельсовой линии РЛЗ 12, и выполняют те же действия, т.е. контролируют отсутствие поездного шунта в зоне подключения путевого генератора и определяют сопротивление изоляции. С учетом упомянутых значений сопротивлений изоляции определяют среднее арифметическое значение, по которому корректируют пороговое напряжение освобождение рельсовой линии РЛЗ 12. Далее отслеживают момент, когда текущее напряжение приемного конца (правый конец рельсовой линии РЛЗ, хотя при одинаковых входных сопротивлениях по концам это значения не имеет) превысит пороговое значение, что укажет на освобождение рельсовой линии. Все указанные действия должны быть выполнены при стабильном значении напряжения источника питания или с учетом его фактического значения.
Данный способ позволит повысить достоверность контроля состояния рельсовых линий при пониженном сопротивлении изоляции.