ФИЛЬТР ПУТЕВОЙ ЦИФРОВОЙ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ПУТЕВОГО РЕЛЕ ОТ ТЯГОВОГО ТОКА

Полезная модель относится к аппаратуре железнодорожного транспорта, в частности к оборудованию железнодорожной автоматики и телемеханике и может найти применение для устранения сбоев автоматической локомотивной сигнализации вследствие обратного тягового тока 50 Гц и его гармоник на путевое реле во избежание подпиток и дачи «ложной свободности».
Одними из причин, нарушающими график движения поездов на железных дорогах ОАО «РЖД», являются многочисленные сбои в работе автоматической локомотивной сигнализации и отказы в работе рельсовых цепей. В соответствии с пунктом 87 приложения 6 к Правилам технической эксплуатации железных дорог РФ при неустойчивом показании огней на локомотивном светофоре во время следования по блок - участку машинист следует до следующего светофора со скоростью не более 20 км/ч, что приводит к серьезному сбою в графике движения. Общее количество сбоев автоматической локомотивной сигнализации, применяемой для движения поездов, в 2011 году только на Красноярской железной дороге составило 21,6 тыс., из них почти треть сбоев произошли по причине намагниченности рельсов (6,8 тыс.). Для решения данной проблемы на сети железных дорог изготавливаются и приобретаются различные размагничивающие устройства [1, 2, 3], позволяющие снизить уровень намагниченности рельсов до значения, не оказывающего влияния на работу локомотивной сигнализации. Однако ввиду высокой стоимости одного устройства делает экономически нецелесообразным применение данных устройств. Поскольку помехи от неравномерной намагниченности рельсов имеют частоту в области ниже 30-35 Гц, переход на автоматическую локомотивную сигнализацию с частотой 75 Гц должен практически исключить мешающее влияние этого фактора. В настоящее время по существующим техническими решениями на действующих устройствах переход на кодирование частотой 75 Гц возможно только на участках, оборудованных автоблокировкой с рельсовыми цепями тональной частоты (по альбому АБТЦ-2000), либо в составе вновь разработанных систем автоблокировки микропроцессорного типа (АЛСО-Е, АБТЦ-Е и др.). Однако организация работы рельсовых цепей и автоматической локомотивной сигнализации на частоте 75 Гц в данном случае требует значительных инвестиционных средств, а реализация в пределах эксплуатационных расходов не представляется возможным.
Техническим результатом заявленной полезной модели является возможность решить вопрос сокращения эксплуатационных расходов ОАО «РЖД» из-за нарушения графика движения поездов по причине сбоев автоматической локомотивной сигнализации вследствие влияния обратного тягового тока 50 Гц и его гармоник на путевое реле во избежание подпиток и дачи «ложной свободности».
Указанный технический результат достигается за счет того, что фильтр путевой цифровой для защиты путевого реле от тягового тока, содержащий: стабилизированный выпрямитель с фильтром электропитания; резервируемый универсальный цифровой фильтр с высокостабильной частотой фильтрации, не зависящей от частоты сигнала на входе, встроенный в микроконтроллер и выполненный с возможностью преобразования сигнала 75 Гц на выходе фильтра в 25 Гц и подавления сигнала 50 Гц; блок сравнения выходных сигналов после цифровых фильтров.
Осуществление полезной модели
Полезная модель может быть реализована с использованием следующих основных узлов, выполненные на современной элементной базе (см. блок-схему Фиг.1): стабилизированный выпрямитель с фильтром электропитания (1); резервируемый универсальный цифровой фильтр (2) с высокостабильной частотой фильтрации, не зависящей от частоты сигнала на входе, построенный на базе микроконтроллера; блок сравнения (3) выходных сигналов после цифровых фильтров. Из схемы Фиг.2, где показан пример технической реализации полезной модели, видно, что заявленный фильтр может быть собран с использованием известных на сегодня из уровня техники средств, что доказывает его промышленную применимость. Указанные преимущества и технический результат реализуются за счет того, что переход на более высокие несущие частоты для сигнала автоматической локомотивной сигнализации и рельсовых цепей исключает или резко уменьшает влияние обратного тягового тока на участках, электрифицированных на переменном токе. Предлагаемая модель фильтра будет преобразовывать сигнал переменного тока синусоидальной формы частотою 75 Гц в 25 Гц.
Принцип работы устройства
В фильтре 75 Гц сигналы переменного тока 75 Гц и 50 Гц пропускаются через стабилизированный выпрямитель с фильтром электропитания. Далее при помощи резервируемого универсального цифрового фильтра с высокостабильной частотой фильтрации (75 Гц), не зависящей от частоты сигнала на входе, построенного на базе микроконтроллера (например, микроконтроллер типа ATMega 8-PU16) сигнал 75 Гц пропускается на выход фильтра с преобразованием в частоту 25 Гц, а сигнал 50 Гц подавляется. Для достижения максимального уровня подавления сигнала 50 Гц и пропускания сигнала 75 Гц предусматривается схема сравнения выходных сигналов после цифровых фильтров.
Источники информации:
1. http://alltransnews.ru/news/detail. php?ID=11555
2. http://farcry2rus.3dn.ru/Knigi_RGD/TO_ALS.pdf
3. http://www.moluch.ru/conf/tech/archive/55/2950/