Устройство сигнализации о наличии асимметрии тягового тока в рельсовых цепях



Устройство сигнализации о наличии асимметрии тягового тока в рельсовых цепях
Устройство сигнализации о наличии асимметрии тягового тока в рельсовых цепях

 


Владельцы патента RU 2452034:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный университет путей сообщения" (УрГУПС) (RU)

Изобретение относится к области сигнальных устройств. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей определения асимметрии тягового тока за счет применения датчиков Холла компенсационного типа и введением их в дроссель-трансформатор. Устройство содержит два датчика Холла компенсационного типа, установленные в дроссель-трансформаторе и включенные встречно друг с другом, компаратор с двумя входами, установленный на посту электрической централизации в релейном помещении, причем один из его входов соединен кабельной линией с датчиками Холла, а на другой вход компаратора подают опорное напряжение, соответствующее допустимому уровню асимметрии тягового тока в рельсовых цепях, сигнализирующее устройство в виде светодиода, подключенного к выходу компаратора, которое размещено на специальной панели в помещении дежурного по станции, при этом на данной панели размещено количество светодиодов, соответствующее количеству рельсовых цепей на станции. 2 ил.

 

Изобретение относится к сигнальным устройствам или устройствам вызова, а именно к сигнализации, реагирующей на незаданные заранее, нежелаемые или ненормальные условия.

Известно устройство для измерения асимметрии тягового тока, например, клещи Дитцо типа Ц-90 (Дмитренко И.Е. и др. Измерения в устройствах автоматики, телемеханики и связи на железнодорожном транспорте. - Транспорт, 1975. - С.216)

Недостатком измерения асимметрии тягового тока с помощью клещей Дитцо является возможность их работы только при электротяге постоянного тока.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является (SU 652015, МПК B61L 25/08 / В.В.Винник. Устройство Винника для измерения асимметрии переменного тягового тока в рельсовых цепях. - Опубл. 15.03.79. Бюл. №10), содержащее приемные катушки, диоды, измерительный прибор, реле направления, подключенные к источнику питания через переключатель направления движения.

Недостатком данного устройства является сложность технической реализации, возможность работы только при электротяге переменного тока, низкая точность в определении асимметрии тягового тока из-за боковых перемещений и наклонов локомотива во время движения.

Цель изобретения - возможность сигнализации о наличии в рельсовых цепях асимметрии как постоянного, так и переменного тягового тока, непрерывный контроль за асимметрией.

Цель достигается применением в предлагаемом устройстве датчиков Холла компенсационного типа и введением их в дроссель-трансформатор.

Сущность изобретения заключается в том, что предлагаемое устройство содержит два датчика Холла компенсационного типа, установленные в дроссель-трансформаторе и включенные встречно друг с другом, компаратор с двумя входами, установленный на посту электрической централизации в релейном помещении, причем один из его входов соединен кабельной линией с датчиками Холла, а на другой вход компаратора подают опорное напряжение, соответствующее допустимому уровню асимметрии тягового тока в рельсовых цепях, сигнализирующее устройство в виде светодиода, подключенного к выходу компаратора, которое размещено на специальной панели в помещении дежурного по станции, при этом на данной панели размещено количество светодиодов, соответствующее количеству рельсовых цепей на станции.

На фиг.1 представлена схема устройства сигнализации о наличии асимметрии тягового тока в рельсовых цепях, включающего дроссель-трансформатор 1, состоящий из основной обмотки 2, дополнительной обмотки 3, сердечника 4, перемычки 5, соединяющей средние точки дроссель-трансформаторов, двух датчиков Холла компенсационного типа 6, компаратора 7, состоящего из двух резисторов 8, стабилитрона 9, диода 10, операционного усилителя 11, светодиода 12.

На фиг.2 представлена схема пропуска тягового тока по рельсовым цепям, включающая рельсовые нити 13, изолирующие стыки 14 и дроссель-трансформатор 1.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Как известно, в двухниточных рельсовых цепях тяговый ток проходит по обеим рельсовым нитям в одном направлении. Часть тягового тока IT1, протекая по одному из рельсов, попадает в одну полуобмотку дроссель-трансформатора 1, другая часть тока IT2 протекает через вторую полуобмотку дроссель-трансформатора 1. Затем суммарный ток IT1+IT2 через перемычку 5 поступает в среднюю точку основной обмотки смежного дроссель-трансформатора 1, где, разделяясь на две части, протекает по рельсовым нитям 13 соседней рельсовой цепи. Потоки, создаваемые токами, протекающими в полуобмотках, направлены в разные стороны, поэтому при IT1=IT2 разностный поток в сердечнике 4 дроссель-трансформатора 1 равен нулю.

В большинстве случаев сопротивления рельсовых нитей в пределах рельсовых цепей не равны между собой. Это обуславливается многими факторами: разностью длин перемычек, соединяющих дроссель-трансформатор 1 с рельсовыми нитями 13, и переходных сопротивлений в местах их крепления к рельсам, нестабильностью сопротивлений стыковых токопроводящих соединителей или вообще их отсутствием, присоединением металлических опор контактной сети и других металлических конструкций (на схеме не приведены), расположенных вблизи пути к одному из рельсов. Асимметрия тягового тока также в значительной степени зависит от асимметрии сопротивления рельсовых нитей по отношению к земле, причем наибольшая неравномерность появляется при высоком сопротивлении балласта в зимнее время, когда при низком сопротивлении изоляции заземленной нити другая нить может иметь высокое сопротивление изоляции от 30 до 50 Ом·км (Аркатов B.C., Кравцов Ю.А., Степенский Б.М. Рельсовые цепи. Анализ работы и техническое обслуживание. М.: Транспорт, 1990.

Режимы работы рельсовой цепи обеспечиваются при определенных значениях входных сопротивлений питающего и релейного концов и при стабильности этих значений. Сопротивления концов рельсовой цепи определяются, в том числе, и параметрами путевых дроссель-трансформаторов 1, которые в условиях эксплуатации должны быть стабильными. Проход тягового тока через дроссель-трансформаторы 1 в обход изолирующих стыков и симметричное распределение тягового тока по рельсовой линии или в рамках допустимой асимметрии на режимы работы рельсовой цепи не влияют. Постоянство параметров дроссель-трансформатора 1 при электротяге постоянного тока достигается наличием воздушного зазора сердечника 4.

Из-за значительного поперечного сечения основная обмотка 2 дроссель-трансформатора 1 представляет для постоянного тягового тока ничтожно малое сопротивление и, будучи расположена на массивном железном сердечнике 4, оказывает переменному сигнальному току рельсовой цепи относительно большое индуктивное сопротивление. Это сопротивление может резко уменьшаться при неравномерном распределении тяговых токов в рельсовых нитях 13.

При равенстве тяговых токов в обеих полуобмотках дроссель-трансформатора 1 сердечник 4 не намагничивается, поскольку суммарный магнитный поток равен нулю из-за встречного протекания токов.

При неравномерном распределении токов одна из полуобмоток основной обмотки 2 дроссель-трансформатора 1 вызывает преобладание намагничивающего постоянного поля и намагничивание сердечника 4. В результате этого снижается индуктивность дроссель-трансформатора 1, и его сопротивление переменному току уменьшается, что ведет к изменению сопротивления по концам рельсовой цепи и, как следствие, к обесточиванию путевого реле, то есть ложной занятости рельсовой цепи. Практика показывает, что наиболее подвержены к асимметрии короткие станционные рельсовые цепи.

Для оценки разности значений тягового тока применяется коэффициент асимметрии, %

где IT1 - часть тягового тока, протекающего по одной из полуобмоток;

IT2 - часть тягового тока, протекающего по другой из полуобмотке.

При электротяге постоянного тока коэффициент не должен превышать 6%, а при электротяге переменного тока - 4-х%.

В предлагаемом устройстве над каждой полуобмоткой дроссель-трансформатора 1 устанавливаются датчики Холла 6, включенные встречно. Принцип их работы следующий: линейные датчики Холла могут быть использованы в составе измерителей силы тока в пределах от 250 мА до тысяч ампер. Компенсационные датчики тока позволяют бесконтактным способом измерять постоянный, переменный и импульсный токи в диапазонах ±5…±1200 А. К примеру, датчик с катушкой в 1000 витков формирует выходной ток в 1 мА на 1 А измеряемого тока. Токовый выход конвертируется в вольтовый при помощи внешнего резистора, рекомендованные значения которого всегда приводятся в технической документации на датчик. Дополнительная регулировка чувствительности производится путем увеличения числа витков проводника вокруг кольца магнитопровода датчика или установкой перемычек, задающих число витков внутренней компенсационной катушки датчика (например, в моделях CSNE151, CSNE381) (Агейкин Д.И. Датчики контроля и регулирования: Справ. Материалы / Д.И.Агейкин, Е.Н.Костина, Н.Н.Кузнецова. - 2-е из., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1965).

Важнейшим достоинством таких датчиков является полное отсутствие электрической связи с измеряемой цепью. Линейные датчики позволяют измерять постоянные и переменные токи, в том числе токи довольно высокой частоты. Если линейный датчик Холла 6 расположен вблизи проводника с током, то выходное напряжение датчика пропорционально индукции магнитного поля, окружающего проводник. Величина индукции, в свою очередь, пропорциональна току. Говоря иначе, с появлением асимметрии тягового тока в рельсовой цепи на выходе встречно соединенных датчиков Холла 6 появится напряжение (Uвх), пропорциональное току асимметрии, которое будет подаваться на инверсный вход компаратора 7, на другой вход компаратора подается опорное напряжение Uоп, соответствующее допустимому уровню асимметрии тягового тока. Если Uвx будет равным Uоп или превысит его значение, то на выходе компаратора 7 появится напряжение, от которого загорится светодиод 12, сигнализирующий об асимметрии тягового тока. Для каждой рельсовой цепи на станции устанавливается свой светодиод, которые выносятся на отдельную панель на пульте дежурного по станции, если речь идет о станционных рельсовых цепях. Если применять это устройство в перегонных рельсовых цепях, то светодиоды для информации об асимметрии тягового тока можно включать в линию диспетчерского контроля.

Асимметрия, как правило, бывает кратковременной и может привести к ложной занятости, приводящий к задержкам в движении или нештатным ситуациям.

Таким образом, предлагаемое устройство сигнализации о наличии асимметрии тягового тока в рельсовых цепях позволяет непрерывно контролировать появление в рельсовых цепях асимметрии как постоянного, так и переменного тягового тока, сигнализировать о ее появлении в превышающих норму значениях, сократить время на поиск отказа и устранить его в кратчайшие сроки, установить причину ложной занятости рельсовой цепи.

Устройство сигнализации о наличии асимметрии тягового тока в рельсовых цепях, содержащее приемные катушки, сигнализирующее устройство в виде измерительного прибора, отличающееся тем, что предлагаемое устройство содержит два датчика Холла компенсационного типа, установленные над каждой полуобмоткой в дроссель-трансформаторе и включенные встречно друг с другом, компаратор с двумя входами, установленный на посту электрической централизации в релейном помещении, причем один из его входов соединен кабельной линией с датчиками Холла, а на другой вход компаратора подают опорное напряжение, соответствующее допустимому уровню асимметрии тягового тока в рельсовых цепях, сигнализирующее устройство в виде светодиода, подключенного к выходу компаратора, которое размещено на специальной панели в помещении дежурного по станции, при этом на данной панели размещено количество светодиодов, соответствующее количеству рельсовых цепей на станции.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способам и системам оповещения о препятствиях, представляющих угрозу безопасности полетов низколетящих аппаратов, например вертолетов. .

Изобретение относится к области посадки летательных аппаратов (ЛА) на взлетно-посадочную полосу (ВПП) и может быть эффективно использовано для аэропортов с большой интенсивностью движения.

Изобретение относится к технике автоматической сигнализации. .

Изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано для защиты водозаборных сооружений. .

Изобретение относится к области метеорологии и может быть использовано в горных районах для заблаговременного оповещения населения о начале схода селя и паводков ливневого происхождения.

Изобретение относится к средствам контроля технического состояния подвижного состава. .

Изобретение относится к радионавигационной технике и может быть использовано для ретрансляции координат и других данных объекта, в том числе при проведении поисковых и аварийно-спасательных работ для дистанционного обнаружения места и жертв аварии, заблудившихся и потерявшихся в лесу, терпящих бедствие в морских условиях рыбаков, оказавшихся в чрезвычайных и экстремальных условиях туристов и геологов.

Изобретение относится к технике автоматической сигнализации, его использование позволяет осуществить расширение функциональных возможностей устройства. .

Изобретение относится к области регулирования и контроля, в частности к устройствам контроля и сигнализации о неисправности контролируемого объекта. .

Изобретение относится к области контроля за эксплуатацией технологического или иного оборудования, установленных в помещениях с притоком воздуха, например на АЭС, и направлено на повышение надежности и информативности измерений, что обеспечивается за счет того, что устройство для детектирования течей пароводяной смеси из трубопровода, установленного в помещении, снабженного притоком воздуха, включает датчик, регистрирующий значение относительной влажности в контролируемом помещении, соединенный с устройством обработки информации, при этом устройство дополнительно содержит лазерный датчик аэрозолей субмикронного размера, регистрирующий счетную концентрацию и размеры частиц аэрозолей, снабженный пробоотборной трубкой, входной конец которой установлен в точке выхода воздуха из контролируемого помещения, выход лазерного датчика аэрозолей соединен со входом устройства обработки информации, причем устройство обработки информации дополнительно содержит блок сравнения величины текущего сигнала лазерного датчика аэрозолей с базой данных и блок вычисления корреляций между значениями относительной влажности, счетной концентрации и размерами частиц аэрозолей в воздухе контролируемого помещения, также соединенный с блоком сигнализации

Изобретение относится к категории систем обеспечения безопасности жизнедеятельности людей при чрезвычайных ситуациях и может быть использовано для предотвращения катастрофических последствий чрезвычайных ситуаций, происходящих внутри промышленных строений, жилых помещений или транспортных средств

Изобретение относится к области авиации

Изобретение относится к видеоанализу и к анализу и изучению поведения на основе данных потокового видео

Изобретение относится к автоматизированным системам регистрации и документирования. Судовая автоматизированная система регистрации данных телеметрического контроля содержит судовую ЭВМ обработки информации, соединенную своим входом-выходом с контроллерами сбора и преобразования данных, которые своими входами соединены с выходами датчика телеметрической информации, датчиками звуковой информации, РЛС, видеокамерой наружного обзора. Судовая ЭВМ обработки информации своим входом-выходом соединена с входом-выходом монитора и еще одним выходом соединена с входом контроллера автомата сброса контейнера с аппаратурой регистрации, который своим выходом соединен с входом автомата сброса контейнера с аппаратурой регистрации, который своими входами соединен с выходом датчика давления и датчика температуры. Автомат сброса контейнера с аппаратурой регистрации своим выходом соединен с механизмом сброса контейнера с аппаратурой регистрации, который своим вторым входом соединен с выходом устройства ручного сброса контейнера с аппаратурой регистрации, которое своим входом соединено с выходом кодового замка. Контейнер с аппаратурой регистрации соединен с еще одним входом-выходом судовой ЭВМ и который этим же входом-выходом соединен с входом-выходом блока регистрации данных на накопитель. Система содержит преобразователь навигационных параметров, который своими входами соединен с выходами навигационных датчиков измерения скорости, курса, координат. Преобразователь своим выходом соединен с входом блока регистрации данных на накопитель, преобразователь картографической информации, который своим входом соединен с выходом телевизионной камеры, установленной над рабочим полем автопрокладчика, а своим выходом соединен с входом блока регистрации данных на накопитель. Монитор своими входами соединен с выходами датчиков измерения глубины, углов крена и дифферента, и глубинометра. Входы автопрокладчика соединены с выходами навигационных датчиков измерения курса, скорости и координат. Достигается расширение функциональных возможностей систем аварийной сигнализации, повышение оперативности передачи сигналов оповещения и поиска контейнера, повышение объективности анализа обстановки. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Группа изобретений относится к автомобильным человеко-машинным интерфейсам. Технический результат заключается в повышении безопасности транспортного средства. Способ и используемая система включают детектор взгляда для приема вектора взгляда от водителя, датчик близости для определения местоположений ближайших объектов и их скоростей. При этом риск аварии транспортного средства определяется на основе местоположения и скорости ближайшего объекта. Знание водителем обстановки транспортного средства определяется на основе местоположения и скорости ближайшего объекта, а также местоположения взгляда. В ответ на знание водителем и риск аварии транспортного средства активируется оповещение в транспортном средстве. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 26 ил.

Изобретение относится к способу дистанционного охранного мониторинга местности с протяженной зоной обнаружения. Технический результат заключается в сокращении числа средств обнаружения с сохранением возможности достоверного обнаружения нарушителя. В способе используют радиолучевое или инфракрасное излучение для сигнализационного прикрытия четырехсторонних перекрестков дорог. Развертывают на перекрестке дорог три средства обнаружения так, чтобы каждое прикрывало сразу две дороги, при этом делают вывод о направлении движения нарушителя по очередности и номерам сработавших средств обнаружения с использованием последовательностей из двух, трех или четырех сигналов тревоги, поступивших за установленный интервал времени. С момента появления нарушителя на перекрестке и попадания его в зону обнаружения средства обнаружения определяют направление движения по зарегистрированной последовательности из номеров средств обнаружения, выдавших сигналы тревоги, с продолжением отсчета интервала времени, соответствующему движению нарушителя.11 ил.

Изобретение относится к области автоматического хранения и извлечения информации о чрезвычайной ситуации с использованием автомобильной компьютерной системы. Технический результат - обеспечение оптимального объема передачи информации о чрезвычайной ситуации. Автомобильная коммуникационная система может извлекать информацию «в случае чрезвычайной ситуации» (ICE) из устройства беспроводной связи. ICE информация может включать контактную информацию, медицинскую информацию и т.д., и может быть передана провайдеру службы по чрезвычайным ситуациям, если автомобильная коммуникационная система производит звонок о чрезвычайной ситуации. Информация может также извлекаться в определенный момент времени до того, как производится звонок о чрезвычайной ситуации, и сохраняться в запоминающей ячейке автомобильной коммуникационной системы. 3 н. и 14 з.п. ф-лы, 4 ил.
Наверх