УСТРОЙСТВО ЗАЩИТЫ РЕЛЬСОВЫХ ЦЕПЕЙ И ЛОКОМОТИВНОЙ АППАРАТУРЫ АЛС ОТ ВОЗДЕЙСТВИЯ ПОМЕХ В ТЯГОВОМ ТОКЕ ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОГО СОСТАВА (ВАРИАНТЫ)
DEVICE FOR PROTECTION OF TRACK CIRCUITS AND LOCOMOTIVE ALSS HARDWARE AGAINST INTERFERENCES IN ELECTRICAL ROLLING STOCK TRACTION CURRENT (VERSIONS)

Изобретение относится к железнодорожной автоматике и может быть использовано в устройствах защиты рельсовых цепей и автоматической локомотивной сигнализации (АЛС) от помех, создаваемых тяговым током при работе электроподвижного состава.
Известно устройство для уменьшения уровней помех при импульсном регулировании на электровозах постоянного тока, выполненное посредством сглаживающих фильтров с реакторами («Система управления и диагностики электропоезда ЭП10» под ред. С.В. Покровского - М., Интекст, 2009, с.19-21). Известное техническое решение не обеспечивает требуемого снижения уровней помех на рабочих частотах рельсовых цепей и АЛС.
Наиболее близким по технической сущности является устройство двухниточных рельсовых цепей с дроссель-трансформаторами, выполняющими функцию защиты приемопередающей аппаратуры от помех в тяговом токе при нормируемой асимметрии рельсовой линии, и определенном соединении и расположении локомотивных приемных катушек АЛС на электроподвижном составе перед первой осью колесной пары над рельсовыми нитями, обеспечивающим компенсацию помех в тяговом токе (Ю.А. Кравцов. «Системы железнодорожной автоматики и телемеханики», М., Транспорт, 1996, с.47-48, 144-145).
Такое техническое средство, принятое в качестве прототипа, является основным средством защиты рельсовых цепей и АЛС от воздействия помех, создаваемых в тяговом токе электроподвижного состава постоянного и переменного токов.
Недостатком прототипа, как и вышеуказанного аналога, является невозможность селективного подавления помех на рабочих частотах токов рельсовой цепи и АЛС, возникающих при работе электроподвижного состава в случае возникновения асимметрии тягового тока.
Техническим результатом, на достижение которого направлено предлагаемое техническое решение, является снижение уровня помех в рельсовых цепях и канале АЛС, возникающих при движении электроподвижного состава.
Предлагаемое техническое решение может быть реализовано в трех вариантах.
Для первого варианта технический результат достигается тем, что в устройстве защиты рельсовых цепей и локомотивной аппаратуры АЛС от воздействия помех в тяговом токе электроподвижного состава, содержащем на пути двухниточные рельсовые цепи с дроссель-трансформаторами, а на электроподвижном составе - расположенные перед первой осью колесной пары над рельсовыми нитями локомотивные приемные катушки АЛС, включенные последовательно, согласно изобретению, в цепь протекания тягового тока на электроподвижном составе между нулевой шиной силового оборудования и токосъемными колесными парами включены последовательно соединенные параллельные контура, настроенные на частоты сигнального тока рельсовой цепи и тока АЛС, при этом к входу блока управления силовым оборудованием подключен выход блока определения допустимого уровня помех в канале АЛС, вход которого соединен с выходом приемных катушек АЛС.
Для второго варианта технический результат достигается тем, что в устройстве защиты рельсовых цепей и локомотивной аппаратуры АЛС от воздействия помех в тяговом токе электроподвижного состава, содержащем на пути двухниточные рельсовые цепи с дроссель-трансформаторами, а на электроподвижном составе - расположенные перед первой осью колесной пары над рельсовыми нитями локомотивные приемные катушки АЛС, включенные последовательно, согласно изобретению в шину протекания обратного тягового тока на тяговой подстанции включены последовательно соединенные параллельные контура, настроенные на частоты сигнального тока рельсовой цепи и тока АЛС.
Для третьего варианта технический результат достигается тем, что в устройстве защиты рельсовых цепей и локомотивной аппаратуры АЛС от воздействия помех в тяговом токе электроподвижного состава, содержащем на пути двухниточные рельсовые цепи с дроссель-трансформаторами, а на электроподвижном составе - расположенные перед первой осью колесной пары над рельсовыми нитями локомотивные приемные катушки АЛС, включенные последовательно,согласно изобретению на электроподвижном составе в цепь протекания тягового тока между нулевой шиной силового оборудования и токосъемными колесными парами, а на тяговой подстанции - в шину протекания обратного тягового тока, включены последовательно соединенные параллельные контура, настроенные на частоты сигнального тока рельсовой цепи и тока АЛС, при этом к входу блока управления силовым оборудованием электроподвижного состава подключен выход блока определения допустимого уровня помех в канале, вход которого соединен с выходом приемных катушек АЛС.
Технические решения с вышеуказанными вариантами выполнения предлагаемых устройств защиты позволят обеспечить уменьшение числа отказов и сбоев в работе рельсовых цепей и АЛС и повысят безопасность движения поездов.
На чертеже представлена схема устройства защиты рельсовых цепей и локомотивной аппаратуры АЛС от воздействия помех в тяговом токе электроподвижного состава.
Устройство защиты рельсовых цепей и локомотивной аппаратуры АЛС от воздействия помех в тяговом токе электроподвижного состава содержит на пути 1 двухниточные рельсовые цепи 2 с дроссель-трансформаторами 3, а на электроподвижном составе 4 - расположенные перед первой осью колесной пары над рельсовыми нитями локомотивные приемные катушки АЛС 5, включенные последовательно. В цепь протекания тягового тока на электроподвижном составе установлены параллельные контура 6 и 7, настроенные на рабочие частоты сигнального тока рельсовой цепи и тока АЛС, и включенные между нулевой шиной 8 силового оборудования 9 и токосъемными колесными парами 10. При этом к входу блока 11 управления силовым оборудованием подключен выход блока 12 определения допустимого уровня помех в канале АЛС, вход которого соединен с выходом локомотивных приемных катушек 5 АЛС. В шину протекания обратного тягового тока на тяговой подстанции 13 установлены параллельные контура 14 и 15, настроенные на рабочие частоты сигнального тока рельсовой цепи и тока АЛС.
Напряжение от тяговой подстанции 13 подается через контактную сеть 16 на электроподвижной состав 4, на котором тяговый ток протекает через пантограф 19, силовое оборудование 9 и с токосъемных колесных пар 10 поступает в рельсовые цепи 2 и возвращается на тяговую подстанцию 13. Помехи от тягового тока воздействуют на локомотивный приемник 17 АЛС и аппаратуру 18 рельсовых цепей.
Для подавления помех, возникающих от тягового тока, в цепях его протекания на электроподвижном составе 4 включены параллельные резонансные контура 6 и 7, а на тяговой подстанции 13 - контура 14 и 15. Контура настроены на рабочие частоты сигнального тока рельсовой цепи и тока АЛС.
Например, при электротяге постоянного тока и кодовой автоблокировке частоты настройки контуров 50 и 25 Гц, а при электротяге переменного тока и кодовой автоблокировке - 25 и 75 Гц. Указанные контура могут быть настроены и на другие частоты сигнального тока рельсовых цепей и АЛС, эксплуатируемых на конкретном участке железнодорожной линии.
Предлагаются три варианта включения контуров:
- на локомотиве,
- на тяговой подстанции,
- одновременно на локомотиве и тяговой подстанции.
Включение контуров только на локомотиве в первую очередь целесообразно для современных более мощных электровозов с асинхронным тяговым приводом, создающих недопустимо высокий уровень помех.
Включение контуров только на тяговой подстанции целесообразно для подавления помех на участках с интенсивным движением, где отсутствуют в обращении локомотивы с асинхронным тяговым приводом.
Одновременное включение контуров на локомотиве и тяговой подстанции обеспечит защиту от помех при всех возможных вариантах поездного движения с различными сериями локомотивов.
Устройство защиты рельсовых цепей и локомотивной аппаратуры АЛС от воздействия помех в тяговом токе электроподвижного состава работает следующим образом.
Параллельные контура на частотах резонанса имеют очень большое сопротивление, а так как они включены последовательно в цепь протекания тягового тока, содержащего помехи от электрооборудования подвижного состава, то и уровень помехи на этих частотах будет уменьшаться. Потери в контурах должны быть минимальны, так как в этом случае их сопротивление стремится к бесконечности и обеспечивает минимальный уровень помехи от тягового тока на частотах резонанса.
Для контроля исправности вышеуказанных контуров на электроподвижном составе путем определения превышения допустимого уровня помех устройство содержит блок определения допустимого уровня помех в канале АЛС 12, вход которого соединен с выходом локомотивных приемных катушек АЛС 5. При превышении контролируемых уровней на входе локомотивного приемника 17 АЛС, блок 12 формирует команду на изменение режима работы силового оборудования (уменьшение или отключение тяги), поступающую в блок 11 управления силовым оборудованием, что, в свою очередь, приводит к уменьшению уровня помех в тяговом токе, предотвращая, тем самым, отказы и сбои в работе рельсовых цепей и АЛС.