УСТРОЙСТВО КОММУТАЦИИ КОДОВЫХ РЕЛЬСОВЫХ ЦЕПЕЙ

Полезная модель относится к системам железнодорожной автоматики, в частности, к средствам числового кодирования рельсовых цепей.
Известен коммутатор резонансной цепи переменного тока (SU, №422103, Н03К 17/56, опубл. 30.03.74, бюл. №12), выполненный на диодах и тиристорах и управляемый от датчика кодовых сигналов с участием электромагнитного реле-повторителя кодовых сигналов и электромагнитного реле непрерывного действия.
Недостатком этого коммутатора является низкая надежность, обусловленная малым ресурсом срабатываний электромагнитного реле-повторителя кодовых сигналов, многоэлементностью коммутатора, наличием гальванической связи двух источников, отсутствием защиты от грозовых и коммутационных перенапряжений.
Известно трансмиттерное реле ТШ-5 (Сороко В.И., Милюков В.А. Аппаратура железнодорожной автоматики и телемеханики: Справочник: в 2 кн. Кн. 1. - 3-е изд. - М.: НПФ «ПЛАНЕТА», 2000. - С.484-486), в котором коммутатор переменного тока выполнен на диодах и тиристорах и управляется энергией источника питания коммутируемой цепи путем замыкания и размыкания входной цепи электронной части коммутатора контактами электромагнитного кодового реле типа КДР1.
Недостатком данного устройства является его низкая надежность, обусловленная малым ресурсом срабатываний электромагнитного кодового реле. Кроме того, электронная часть трансмиттерного реле ТШ-5 не обеспечивает двустороннюю коммутацию настроечного конденсатора питающего конца рельсовой цепи. В результате после выключения тиристорного коммутатора в рельсовую цепь продолжают поступать апериодически затухающие колебания переменного тока, обусловленные накопленной настроечным конденсатором и обмоткой дроссель-трансформатора энергией. В этом устройстве также нет защиты от грозовых и коммутационных перенапряжений.
Известно устройство коммутации кодовых рельсовых цепей (SU, №1066869, B61L 23/16, опубл. 15.01.84, бюл. №2), в котором коммутатор переменного тока выполнен на диодах, тиристорах и пороговом элементе и управляется энергией источника питания коммутируемой цепи путем замыкания и размыкания контактами электромагнитных реле входной цепи коммутатора. В этом устройстве коммутации оптимизировано число элементов, нет необходимости во внешнем источнике питания для цепи управления, введен пороговый элемент для защиты от грозовых и коммутационных перенапряжений.
Данное устройство принято за прототип.
Недостатком прототипа является его низкая надежность, обусловленная малым ресурсом срабатываний электромагнитных кодовых реле, (ресурс электронной силовой части коммутатора во много раз превосходит ресурс электромагнитного кодового реле). В результате в эксплуатации максимум через 2-2,5 года нужно заменять электромагнитные кодовые реле, в то время как электронная силовая часть коммутатора способна работать не менее 25 лет как не имеющая изнашивающихся механических элементов. Причиной недостаточной надежности электромагнитных кодовых реле является малое сечение круглого диамагнитного штифта на его якоре, используемого для фиксации требуемого воздушного зазора между сердечником и якорем реле. В процессе работы реле из-за многократных динамических воздействий твердого штифта на торцевую поверхность сердечника в последней образуется углубление. В результате уменьшается воздушный зазор между якорем и торцевой поверхностью сердечника, что вызывает изменение временных характеристик реле. Проведенные исследования показали, что через 2-2,5 года углубление в торцевой поверхности сердечника достигает величины, при которой кодовые импульсы, посылаемые в линию, удлиняются настолько, что это вызывает существенное увеличение отказов в работе автоматической локомотивной сигнализации и кодовой автоблокировки.
Задача полезной модели - повышение надежности устройства коммутации кодовых рельсовых цепей.
Поставленная задача решается тем, что в устройстве коммутации кодовых рельсовых цепей, содержащем бесконтактный ключ, соединенный с коммутируемой цепью, датчик кодовых сигналов, основное реле, подключенное к источнику питания через первый фронтовой контакт основного реле, причем в коммутируемую цепь последовательно с бесконтактным ключом включен первый фронтовой контакт вспомогательного реле, а в цепь управления бесконтактного ключа - второй фронтовой контакт основного реле, параллельно первому контакту вспомогательного реле включен третий фронтовой контакт основного реле, последовательно со вторым контактом основного реле включен фронтовой контакт вспомогательного реле, на якорях основного и вспомогательного реле диамагнитные элементы выполнены в виде пластин.
На фиг.1 представлена схема устройства коммутации кодовых рельсовых цепей, на фиг.2 показан вид сбоку на диамагнитную пластину якоря и на торцевую часть сердечника электромагнитных реле, на фиг.3 показан вид на диамагнитную пластину (пунктиром) со стороны якоря.
Устройство (см. фиг.1) содержит источник питания 1, дроссель 2, нагрузку 3, представляющую собой типовой дроссель-трансформатор с подключенной к нему рельсовой цепью, настроечный конденсатор 4, бесконтактный ключ 5, коммутируемую цепь 6, основное реле 7 с фронтовыми контактами 7.1, 7.2 и 7.3 и вспомогательное реле 8 с фронтовыми контактами 8.1 и 8.2
Основное реле 7 подключено к источнику питания через датчик кодовых сигналов 9 (например, типа КПТ-5), а вспомогательное реле 8 - через фронтовой контакт 7.3 основного реле 7. Бесконтактный ключ 5 выполнен по известной диодно-тиристорной мостовой схеме и содержит силовые диоды 10 и 11 и тиристоры 12 и 13, в цепи управления которых включены диоды развязки 14 и 15. Для защиты силовых диодов 14 и 15 от обратных напряжений к цепи управления тиристоров подключен пороговый элемент 16, например варистор.
Устройство работает следующим образом.
Датчик 9 кодовых сигналов, в соответствии с заданной программой, включает и выключает реле 7. При включении реле 7 последнее подготавливает коммутируемую цепь контактом 7.1, цепь управления контактом 7.2 и включает реле 8 контактом 7.3. После срабатывания реле 8 его контактом 8.2 замыкается цепь управления бесконтактного ключа 5, который с этого момента включает ток в коммутируемой цепи 6. После выключения реле 7 датчиком 9 контакты этого реле 7.1, 7.2 и 7.3 размыкаются. Контактом 7.2 выключается цепь управления и ток в коммутируемой цепи 6 прекращается. Контактом 7.3 выключается реле 8 и контактом 8.1 размыкает коммутируемую цепь 6.
Работа контактов 7.1 и 8.1 в коммутируемой цепи 6 осуществляется в моменты времени, когда ток по этой цепи не протекает.
При пробое полупроводниковых приборов бесконтактного ключа 5 работа релейной части схемы происходит аналогично описанному, однако коммутация нагрузки в этом случае на замыкание коммутируемой цепи 6 осуществляется контактом 7.1 реле 7, а на размыкание - контактом 8.1 реле 8. Работоспособность рельсовой цепи при этом сохраняется, а ее непрерывное питание исключается.
6
Если генератор кодов 9 (например, типа КПТШ - 5) имеет длительность кодового цикла 1,6 с и формирует код зеленого огня, содержащий 3 импульса в цикле (основной режим работы генератора кодов в интервале между поездами), то в течение часа основное реле 7 и вспомогательное реле 8 осуществляют 6750 срабатываний. За год в среднем с учетом некоторой доли кодов желтого (два импульса в цикле) и красно-желтого (один импульс в цикле) огня, которые формируются лишь на время прохода поезда, реле 7 и 8 осуществляют около 50 ООО 000 срабатываний, что соответствует гарантированному ресурсу применяемых для этих целей кодовых электромагнитных реле (Сороко В.И., Милюков В.А. Аппаратура железнодорожной автоматики и телемеханики: Справочник: в 2 кн. Кн. 1. - 3-е изд. - М.: НПФ «ПЛАНЕТА», 2000. - С.483). Как показали ресурсные испытания, реле 7 и 8 (см. фиг.2, 3) с установленной диамагнитной пластиной 11, имеющие повышенную площадь соприкосновения с торцевой плоскостью сердечника 12, обеспечивают не менее 200·10 срабатываний без изменения временных характеристик. Данное обстоятельство позволяет существенно повысить надежность устройства коммутации кодовых рельсовых цепей.
Технико-экономическая эффективность устройства заключается в повышении надежности работы устройства и увеличении межремонтного срока трансмиттерных реле.