РЕЛЬСОВАЯ ЦЕПЬ
TRACK CIRCUIT

Изобретение относится к железнодорожной автоматике и телемеханике, в частности к тональным рельсовым цепям.
Известна рельсовая цепь, содержащая рельсовую линию, источник питания и приемник. Контроль состояния рельсовой линии осуществляется сравнением текущего напряжения на входе приемника с пороговыми значениями занятия и освобождения. Превышение значения текущего напряжения над пороговым напряжением освобождения фиксируют как свободное состояние РЛ, превышение порогового значения занятия над текущим значением напряжения - как занятое состояние РЛ [Котляренко Н.Ф. Путевая блокировка и авторегулировка. - М.: Транспорт, 1983 г. (стр.37-38)].
Недостатком этой рельсовой цепи является то, что при пониженном сопротивлении изоляции возможен ложный контроль состояния рельсовой цепи (РЦ).
Известна также рельсовая цепь, состоящая из рельсовой линии, путевого генератора, первого полосового фильтра, выпрямителя, первого аналого-цифрового преобразователя, компаратора, путевого реле, счетчика, тактового генератора, датчика температуры и фронтового контакта путевого реле. Контроль свободного состояния рельсовой линии заключается в том, что в рельсовую линию на одном конце подают переменное напряжение, а на другом конце контролируют изменение напряжения в зависимости от координаты поездного шунта и по характеру изменения напряжения и его величине фиксируют состояние РЛ [патент РФ №2288128, МПК В61L 23/16. Способ контроля свободного состояния рельсовой линии. Авторы: Полевой Ю.И., Полевая Л.В., Трошина М.В., Полякова Ю.Г., опубл. 27.11.2006 г., БИ №33, 2006 г.].
Недостатком этой рельсовой цепи является то, что при интенсивном выпадении осадков может быть зафиксирована ложная занятость.
Данное техническое решение выбрано в качестве прототипа.
Технический результат достигается тем, что рельсовая цепь, содержащая рельсовые линии, путевой генератор, первый полосовой фильтр, выпрямитель, аналого-цифровой преобразователь (АЦП), компаратор, путевое реле с контактом, счетчик, тактовый генератор, датчик температуры, дополнительно снабжена вторым полосовым фильтром, первым и вторым путевыми трансформаторами, делителем напряжения, состоящим из первого и второго резисторов, третьим резистором, вторым АЦП, усилителем, первым и вторым логическими элементами ИЛИ, первой и второй группой логических элементов И, датчиком количества осадков, токовым реле и его повторителем, причем к выходу путевого генератора через обмотку токового реле подсоединен вход первого полосового фильтра, выход которого через второй путевой трансформатор соединен с входным концом рельсовой линии, к выходному концу которой подсоединен через первый путевой трансформатор вход второго полосового фильтра, выход которого соединен с входом выпрямителя, выход которого соединен с входом делителя напряжения и входом первого АЦП, выход которого соединен с входом А компаратора, выход которого соединен с входом усилителя, выход которого соединен с первым выводом обмотки путевого реле, второй вывод которой соединен с минусовым полюсом источника питания, а выход делителя напряжения соединен с входом второго АЦП, выход которого соединен с входом D счетчика, выход Q которого соединен с входом В компаратора, а вход С счетчика соединен с общим контактом токового реле последующей рельсовой линии, тыловой контакт которого соединен с общим контактом путевого реле, фронтовой контакт которого соединен с тыловым контактом повторителя токового реле, общий контакт которого соединен с минусовым полюсом источника питания, вход С счетчика также соединен с первым полюсом третьего резистора, второй полюс которого соединен с плюсовым полюсом источника питания, а вход «-1» счетчика соединен с выходом первого логического элемента ИЛИ, входы которого соединены с выходами логических элементов И первой группы, первые входы которых соединены с выходами тактового генератора, а вторые входы - с выходами датчика количества осадков, вход «+1» счетчика соединен с выходом второго логического элемента ИЛИ, входы которого соединены с выходами логических элементов И второй группы, первые входы которых соединены с выходами тактового генератора, а вторые входы - с выходами датчика температуры, плюсовой полюс источника питания также соединен с общим контактом первого тройника токового реле, фронтовой контакт которого соединен с первым выводом обмотки повторителя токового реле, второй вывод которой соединен с фронтовым контактом второго тройника токового реле, тыловой контакт которого соединен с минусовым полюсом источника питания.
На чертеже приведена схема соединения приборов рельсовой цепи, на которой изображены путевой генератор 1, токовое реле 2, первый полосовой фильтр 3, второй путевой трансформатор 4, рассматриваемая рельсовая линия (РЛ) 5, первый путевой трансформатор 6, второй полосовой фильтр 7, выпрямитель 8, делитель напряжения, состоящий из первого 9 и второго 10 резисторов, первый 11 и второй 12 АЦП, компаратор 13, усилитель 14, путевое реле 15, минусовой полюс источника питания 16, счетчик 17, тыловой контакт токового реле последующей РЛ 18, фронтовой контакт путевого реле 19, тыловой контакт повторителя токового реле 20, третий резистор 21, плюсовой полюс источника питания 22, первый 23 и второй 24 логические элементы ИЛИ, логические элементы И первой группы 25-26, логические элементы И второй группы 27-28, тактовый генератор 29, датчик количества осадков 30, датчик температуры 31, фронтовой контакт первого тройника токового реле 32, фронтовой контакт второго тройника токового реле 33, повторитель токового реле 34, второй релейный шкаф 35, первый релейный шкаф 36, предыдущая РЛ 37, последующая РЛ 38. Каждый путевой генератор и полосовой фильтр может быть настроен на одну из трех частот. Смежные рельсовые линии питаются от генераторов с разными частотами: РЛ 37 - 420 Гц, РЛ 5 - 480 Гц, РЛ 38 - 580 Гц. Питание в рельсовые линии подается по ходу поезда. Приборы в релейных шкафах отличаются только настройкой путевых генераторов и полосовых фильтров 3 и 7.
Элементы соединены следующим образом: к путевому генератору 1 релейного шкафа 35 через токовое реле 2 подсоединен вход первого полосового фильтра 3, выход которого соединен с входом второго путевого трансформатора 4, выход которого соединен с входным концом рассматриваемой РЛ 5. Выходной конец РЛ 5 подсоединен к выходу первого путевого трансформатора 6, вход которого соединен с входом второго полосового фильтра 7, выход которого соединен с входом выпрямителя 8, выход которого соединен с входом делителя напряжения, содержащего первый 9 и второй 10 резисторы. Выход выпрямителя 8 соединен с входом первого АЦП 11, выход которого соединен с входом А компаратора 13, выход «>» которого соединен с входом усилителя 14, выход которого соединен с первым выводом обмотки путевого реле 15 рассматриваемой РЛ 5, второй вывод которой соединен с минусовым полюсом источника питания 16. Выход делителя напряжения соединен с входом второго АЦП 12, выход которого соединен с входом D счетчика 17, выход Q которого соединен с входом В компаратора 13. Вход С счетчика 17 соединен с общим контактом токового реле последующей РЛ 38, тыловой контакт 18 которого соединен с общим контактом путевого реле, фронтовой контакт 19 которого соединен с тыловым контактом 20 повторителя токового реле, общий контакт которого соединен с минусовым полюсом источника питания 16. Вход С счетчика 17 также соединен с первым полюсом третьего резистора 21, второй полюс которого соединен с плюсовым полюсом источника питания 22. Вход «-1» счетчика 17 соединен с выходом первого логического элемента ИЛИ 23, входы которого соединены с выходами логических элементов И первой группы 25-26, первые входы которых соединены с выходами тактового генератора 29. Вторые входы логических элементов И первой группы 25-26 соединены с выходами датчика количества осадков 30. Вход «+1» счетчика 17 соединен с выходом второго логического элемента ИЛИ 24, входы которого соединены с выходами логических элементов И второй группы 27-28, первые входы которых соединены с выходами тактового генератора 29. Вторые входы логических элементов И второй группы 27-28 соединены с выходами датчика температуры 31. Плюсовой полюс источника питания 22 так же соединен с общим контактом первого тройника 32 токового реле, фронтовой контакт которого соединен с первым выводом обмотки повторителя токового реле 34, второй вывод которой соединен с фронтовым контактом второго тройника 33 токового реле, общий контакт которого соединен с минусовым полюсом источника питания 16.
С
Действие РЦ осуществляется следующим образом. При свободной и исправной рельсовой линии РЛ 5 напряжение от генератора 1 через обмотку токового реле 2, которые расположены во втором релейном шкафу 35, подается на первую обмотку второго путевого трансформатора 4, со второй обмотки которого - на питающий конец рассматриваемой рельсовой линии 5, с приемного конца которой напряжение подается на вторую обмотку первого путевого трансформатора 6, а с первой обмотки этого трансформатора - на вход второго полосового фильтра 7. С выхода второго полосового фильтра 7 выпрямленное напряжение подается на вход первого преобразователя АЦП 11, а через делитель напряжения - на вход второго преобразователя АЦП 12. Делитель напряжения содержит первый 9 и второй 10 резисторы. Сопротивление этих резисторов выбрано так, чтобы напряжение на входе преобразователя АЦП 12 соответствовало пороговому напряжению занятия рельсовой цепи. Многофункциональный счетчик 17 при наличии низкого потенциала на входе С (замкнуты фронтовой контакт 19 реле 15 и тыловой контакт 20 реле 34) работает как регистр памяти - значение напряжения, представленного в двоичном коде, на входе D выставляется на выход Q. На входы А и В компаратора 13 поступают соответственно значения текущего и порогового напряжений. Т.к. значение текущего напряжения на входе А превышает значение порогового напряжения на входе В в несколько раз (это превышение характеризуется коэффициентом снижения напряжения К), то на выходе компаратора 13 присутствует высокий потенциал, и посредством усилителя 14 возбуждено путевое реле 15 - рельсовая линия 5 свободна.
При подходе поезда к рассматриваемой рельсовой линии 5 увеличивается ток трансформатора 4, и реле 2, расположенное в релейном шкафу 35, возбуждается. Затем возбуждается и его повторитель 34 в релейном шкафу 36. Контактом реле 34 снимается низкий потенциал с входа С счетчика 17. Счетчик переключается в режим счета импульсов с входов +1 и -1. Вступление поезда на рельсовую линию 5 приводит к снижению значения напряжения на входе А компаратора 13, на выходе которого понижается потенциал и путевое реле 15 обесточивается, благодаря чему на входе С компаратора 13 продолжается поддержание пониженного потенциала. Счетчик 17 удерживается в режиме счета импульсов с входов +1 и -1. Воздействие датчиков 30 и 31 на счетчик 17 происходит с участием тактового генератора 29. Работа датчика количества выпавших осадков в единицу времени 30 и датчика температуры 31 происходит следующим образом. При выпадении осадков на выходах датчика 30 появляются положительные потенциалы, причем чем интенсивнее осадки, тем большее число выходов имеют положительные потенциалы. Аналогично работает и датчик температуры 31: чем выше температура, тем больше выходов имеют положительные потенциалы. Выходы датчиков управляют работой логических элементов И 25-26, 27-28. С выходов тактового генератора 29 на входы логических элементов И 25-28 поочередно поступают импульсы. Чем больше выходов каждого из датчиков имеют положительные потенциалы, тем больше импульсов через логические элементы 25-28 и 23-24 поступает на входы +1 и -1 счетчика 17. При выпадении осадков значение порогового напряжения, записанное в счетчике 17, понижается, а с повышением температуры - повышается. Таким образом, регулируется значение порогового напряжения. После ухода поезда возбуждается реле 15, т.к. значение текущего напряжения на входе А компаратора 13 превысит значение порогового напряжения на входе В. При этом возбуждается путевое реле 15 и замыкает свой фронтовой контакт 19. Но цепь входа С счетчика 17 продолжает оставаться разомкнутой тыловым контактом 20 повторителя токового реле 34 до выхода поезда из зоны влияния на рельсовую линию 5. После ухода поезда из зоны влияния повышается напряжение на входе С счетчика 17, который переключается в режим записи значения двоичного кода с входа D, происходит обновление значения порогового напряжения.
Предлагаемая схема рельсовой цепи значительно повышает безопасность движения поездов за счет гибкого регулирования значения порогового напряжения путевого приемника при изменении сопротивления изоляции независимо от состояния рельсовой линии.