Installation de signalisation ferroviaire comprenant des circuits de voie non isolés On connait de nombreuses installations de cir cuits de voie dans lesquelles les courants de signa lisation, qui excitent les armatures des relais de voie, circulent dans des sections de la voie, isolées par rapport aux sections voisines au moyen de joints iso lants. Or, suivant la tendance actuelle de la technique ferroviaire, on utilise de plus en plus des rails très longs qui sont souvent soudés bout à bout, de sorte que l'emploi de ces joints, devient indésirable.
La présente invention se rapporte à une installa tion de signalisation ferroviaire comprenant des cir cuits de voie non isolés, formés par des circuits de voie comportant chacun une source de courants pé riodiques de signalisation qui circulent dans la voie avec une répartition dans, le temps, particulière à ce circuit, des capteurs fixes associés à la voie pour recevoir ces courants, ainsi qu'au moins un relais de voie alimenté par ces capteurs et agencé pour ne répondre qu'à ladite répartition des courants.
Conformément à l'invention, cette installation est caractérisée par une telle coordination des capteurs avec la propagation desdits courants périodiques le long de la voie, que les entrées des circuits de voie correspondent aux emplacements des capteurs agen cés pour être mis hors de service par le passage des essieux de véhicules, et que leurs sorties correspon dent aux endroits où la présence des véhicules n'em pêche plus l'excitation normale des relais de voie.
Sur le dessin annexé la fig. 1 représente schématiquement un exemple de réalisation de deux circuits de voie adjacents ; la fig. 2, une adaptation de cette réalisation à la circulation dans les deux sens ; la fig. 3, une autre adaptation au même mode d'exploitation<B>;</B> la fig. 4, un mode de branchement des capteurs'; la fig. 5 est relative à un exemple de réalisation d'un capteur électromagnétique.
Sur la fig. 1, on voit deux rails 1 et 2 sans interruptions, pouvant avoir une longueur indéfinie. En un point quelconque de la voie, on relie à ces rails un générateur 3 de courants de signalisation pé riodiques qui peuvent être unidirectionnels ou alter natifs. Ce générateur peut être réalisé de diverses façons ; pour fixer les idées, on supposera, par exem ple, qu'il est constitué par un dispositif électronique, agencé pour émettre des impulsions unidirectionnelles espacées dans le temps et ayant une courte durée.
Quelle que soit la nature du générateur 3, son fonctionnement a pour effet de faire circuler, à sa droite et à sa gauche dans les rails 1 et 2 des courants périodiques i dont les circuits se ferment par les fuites dans le ballast et par des interconnexions éloignées quelconques qui peuvent éventuellement exister entre les deux rails. La valeur des courants i subit une certaine atténuation en fonction de la distance et des conditions locales.
A une distance voulue du générateur 3, on dis pose près des rails 1 et 2 des capteurs 4 et 5 qui peuvent être électromagnétiques et avoir, par exemple, une forme analogue à celle des enroulements secon- daires de transformateurs d'intensité. On obtient notamment de bons résultats par un agencement con forme à la fig. 5, en disposant sous le rail 1, un cir cuit magnétique 20 qui porte un enroulement capteur 4.
La tension aux bornes 4A de ce dernier est sen siblement proportionnelle au courant de signalisation i qui passe le long du rail 1. Il est à noter que le circuit magnétique 20 peut également être placé laté ralement par rapport au rail 1.
Les capteurs 4 et 5, qui peuvent être reliés en série, alimentent au moins un relais de voie 6 par l'intermédiaire d'un dispositif récepteur 7 qui joue le rôle d'accumulateur d'énergie. Cet accumulateur, qui peut avoir la forme d'un circuit capacitif par exem ple, maintient dans le relais 6 un courant moyen d'une valeur suffisante pour que les contacts, du relais 6 restent fermés, malgré le caractère périodi que du courant de signalisation i reçu par l'organe 7.
Lorsqu'un essieu 15 d'un véhicule, qui se déplace dans le sens de la flèche F, dépasse l'emplacement des capteurs 5 et 4, ceux-ci sont mis hors service, car les courants i, mis en court-circuit par cet essieu, ne circulent plus à droite de celui-ci: il en résulte que le relais de voie 6 n'est plus alimenté.
Quand l'essieu 15 dépasse légèrement l'emplace ment du générateur 3, le relais 6 reste désexcité par le court-circuit du générateur, mais lorsque ce dépas sement devient plus important, l'effet de ce court- circuit est atténué par l'impédance des rails, et à une certaine distance m à partir du générateur, le relais 6 est de nouveau attiré. Tout se passe donc comme si la voie comportait des joints isolants, placés aux extrémités d'une section isolée, désignée par L.
Une section adjacente, désignée par LA, comporte des éléments homologues, désignés par les mêmes chiffres de référence, mais avec l'indice A.
Pour que les courants de signalisation qui fonc tionnent dans une section ne puissent agir que sur les relais de voie de la même section, on synchro nise, dans chaque circuit de voie, les courants pério diques (émis par la source respective 3 ou 3A) avec les durées de réceptivité intermittente des relais de voie correspondants. Cette synchronisation est effeo- tuée par des tensions de commande déphasées, de sorte que les instants de fonctionnement des divers circuits de voie ne coïncident jamais.
A cet effet, les instants de fonctionnement du générateur 3 peuvent, par exemple, être déterminés par la fréquence et la phase d'une tension de com mande qui est fournie par les conducteurs 8 et 9 d'une ligne polyphasée 12 qui court le long de la voie. Cette tension alternative détermine, par l'in termédiaire d'une dérivation de commande 11, les moments d'émission des impulsions qui sont fournies dans la section L.
Une autre dérivation de commande 13, branchée sur les mêmes conducteurs 8 et 9 et associée éventuellement à un déphaseur réglable 14, rend périodiquement conducteur le dispositif 7, qui peut comporter à cet effet une soupape électronique, périodiquement commandée par les fils 13. On ob tient ainsi le synchronisme entre les impulsions émi ses par 3 et les durées de conductibilité du dispositif 7, de sorte que le relais 6 n'est sensible qu'aux cou rants i de la section L.
Le même résultat est obtenu par les éléments homologues de la section LA, mais dans cette der nière, les dérivations de commande 11A et 13A sont branchées sur les conducteurs 9 et 10 et par consé quent alimentées par une tension ayant une phase différente. Les instants de fonctionnement des deux circuits de voie sont ainsi décalés dans le temps. Il en résulte que les impulsions de signalisation de la section L ne peuvent agir que sur le relais de voie 6 mais non sur le relais de voie 6A, et que, vice-versa, le relais 6 est insensible aux impulsions de la section LA.
De cette façon, on peut réaliser, malgré l'ab sence de joints isolants, plusieurs sections adjacentes à fonctionnements indépendants.
En ce qui concerne les forts courants de retour provenant des locomotives ou automotrices, ils se répartissent également parmi les rails 1 et 2 et créent dans les capteurs 4 et 5 des tensions à peu près égales et opposées. D'autre part, s'il se présente un léger déséquilibre I de ces courants de traction, on constate facilement que la variation dI/dt de ces cou rants est beaucoup plus faible que la variation di/dt, car les courants de signalisation i ont la forme de pointes espacées de très courte durée. Les relais de voie ne sont, dans ces conditions, pratiquement pas affectés par les courants de traction qui retournent par les rails.
Le système de la fig. 1 peut être arrangé pour fonctionner dans le cas où les véhicules circulent dans les d'eux sens. Sur la fig. 2, où la voie est schématisée par un seul trait horizontal, les rectan gles 21, 22, 23 et 24 représentent plusieurs ensem bles de capteurs 4 et 5 ou 4A et 5 A de la fig. 1, destinés à coopérer avec les générateurs 3 et 3A. On s'arrange pour que les capteurs 24 coopèrent avec le générateur<B>3,1</B> et les capteurs 23 avec le générateur 3, lorsque les véhicules circulent dans le sens de la flèche Fl ;
si le sens de la circulation est celui de la flèche K, ce sont les capteurs 21 qui coopèrent avec le générateur 3 et les capteurs 22 avec le générateur 3A. Dans ces deux cas, on asso cie aux divers capteurs, des relais de voie correspon dants qui agissent sur des jeux respectifs de signaux.
On peut également résoudre le problème de la circulation dans les deux sens par un arrangement symétrique conforme à la fig. 3, qui présente l'avan tage de réaliser une meilleure définition de la lon gueur du circuit de voie et de ne comporter qu'un seul relais de voie.
Un générateur 3 est placé à peu près au milieu de la section L et des capteurs 16, 17, 18 et 19 sont situés, comme représenté, symétriquement à ses extré mités, étant reliés à un appareil d'accumulation 7 et à un relais de voie 6 de telle façon que les actions des courants de signalisation i s'additionnent, alors que les actions des courants de retour s'annulent. L'inter connexion des quatre capteurs peut se faire de diver ses façons, mais celle qui est représentée apporte l'avantage important d'éliminer complètement tout effet des courants de traction dans les rails, même si ces courants sont très inégaux.
Lorsqu'un véhicule met hors service une paire de capteurs, 18 et 19 par exemple, il affaiblit en même temps suffisamment l'action des deux autres par le shuntage des rails pour que l'armature du relais 6 tombe. Par contre, lorsque ce véhicule quitte la section L, les capteurs sont suffisamment excités pour attirer l'armature.
En exposant le fonctionnement des capteurs 4 et 5, on avait supposé que les circuits des courants, de signalisation i se ferment par les fuites à travers le ballast de la voie et que les capteurs ne sont sensi bles qu'à l'intensité de ces courants. Suivant la fig. 4, on peut également les rendre sensibles à la tension U de signalisation qui apparaît entre les rails 1 et 2 ; à cet effet, on complète le système de captage décrit par un enroulement voltmétrique supplémentaire.
On peut, par exemple, utiliser deux transformateurs 25 et 26, le premier étant alimenté par les bobines ampère-métriques 4 et 5 branchées en série, et le deuxième étant excité par la tension de signalisation U, comme représenté. Les secondaires des transfor mateurs 25 et 26 peuvent être reliés en série pour alimenter le dispositif 7 et un relais de voie 6. On comprendra que cet arrangement genre compound est beaucoup moins sensible aux variations de l'état de la voie et qu'il fonctionne bien même si la résistance du ballast est infinie, c'est-à-dire si les deux rails sont complètement isolés l'un par rapport à l'autre.
On pourrait aussi effectuer la séparation fonc tionnelle des divers circuits de voie en utilisant des génératrices dont les courants présentent des cadences différentes entre elles, ces cadences étant définies par des fréquences particulières ou par des codes parti culiers des impulsions.
Railway signaling installation comprising non-insulated track circuits Many track circuit installations are known in which the signaling currents, which excite the reinforcements of the track relays, circulate in sections of the track isolated from the tracks. neighboring sections by means of insulating joints. However, following the current trend in railway technology, very long rails are used more and more, which are often butt welded, so that the use of these joints becomes undesirable.
The present invention relates to a railway signaling installation comprising non-isolated track circuits, formed by track circuits each comprising a source of periodic signaling currents which circulate in the track with a distribution in time, particular to this circuit, fixed sensors associated with the track to receive these currents, as well as at least one track relay supplied by these sensors and designed to respond only to said distribution of currents.
According to the invention, this installation is characterized by such coordination of the sensors with the propagation of said periodic currents along the track, that the inputs of the track circuits correspond to the locations of the sensors designed to be put out of service by the passage of vehicle axles, and that their exits correspond to places where the presence of vehicles no longer impedes the normal excitation of the lane relays.
In the accompanying drawing, FIG. 1 schematically shows an embodiment of two adjacent track circuits; fig. 2, an adaptation of this embodiment to traffic in both directions; fig. 3, another adaptation to the same operating mode <B>; </B> in fig. 4, a method of connecting the sensors; fig. 5 relates to an exemplary embodiment of an electromagnetic sensor.
In fig. 1, we see two rails 1 and 2 without interruptions, which may have an indefinite length. At any point of the track, a generator 3 of periodic signaling currents which can be unidirectional or alternate native is connected to these rails. This generator can be implemented in various ways; to fix ideas, it will be assumed, for example, that it is constituted by an electronic device, arranged to emit unidirectional pulses spaced in time and having a short duration.
Whatever the nature of generator 3, its operation has the effect of circulating, to its right and to its left in rails 1 and 2, periodic currents i whose circuits are closed by leaks in the ballast and by interconnections any spaced apart which may possibly exist between the two rails. The value of the currents i undergoes a certain attenuation as a function of the distance and of the local conditions.
At a desired distance from the generator 3, near the rails 1 and 2 are placed sensors 4 and 5 which may be electromagnetic and have, for example, a shape similar to that of the secondary windings of current transformers. In particular, good results are obtained by an arrangement in the form of FIG. 5, by placing under the rail 1, a magnetic circuit 20 which carries a sensor winding 4.
The voltage at the terminals 4A of the latter is appreciably proportional to the signaling current i which passes along the rail 1. It should be noted that the magnetic circuit 20 can also be placed laterally with respect to the rail 1.
The sensors 4 and 5, which can be connected in series, supply at least one channel relay 6 via a receiving device 7 which acts as an energy accumulator. This accumulator, which may have the form of a capacitive circuit for example, maintains in relay 6 an average current of a sufficient value so that the contacts of relay 6 remain closed, despite the periodic nature of the signaling current. i received by organ 7.
When an axle 15 of a vehicle, which moves in the direction of arrow F, passes the location of sensors 5 and 4, these are put out of service, because the currents i, short-circuited by this axle, no longer run to the right of it: it follows that the track relay 6 is no longer supplied.
When the axle 15 slightly exceeds the location of the generator 3, the relay 6 remains de-energized by the generator short-circuit, but when this overshoot becomes greater, the effect of this short-circuit is attenuated by the generator. impedance of the rails, and at a distance m from the generator, relay 6 is attracted again. Everything therefore takes place as if the track included insulating joints, placed at the ends of an isolated section, designated by L.
An adjacent section, designated LA, has homologous elements, designated by the same reference numerals, but with the index A.
So that the signaling currents which operate in one section can act only on the track relays of the same section, the periodic currents (emitted by the respective source 3 or 3A) are synchronized in each track circuit. with the intermittent receptivity times of the corresponding channel relays. This synchronization is effected by out-of-phase control voltages, so that the operating instants of the various track circuits never coincide.
To this end, the instants of operation of the generator 3 can, for example, be determined by the frequency and the phase of a control voltage which is supplied by the conductors 8 and 9 of a polyphase line 12 which runs along of the way. This alternating voltage determines, by means of a control bypass 11, the moments of emission of the pulses which are provided in section L.
Another control bypass 13, connected to the same conductors 8 and 9 and possibly associated with an adjustable phase shifter 14, periodically makes the device 7 conductive, which may include for this purpose an electronic valve, periodically controlled by the wires 13. It is observed that thus maintains synchronism between the pulses emitted by 3 and the conductivity times of the device 7, so that the relay 6 is only sensitive to currents i of section L.
The same result is obtained by the homologous elements of the section LA, but in this latter, the control branches 11A and 13A are connected to the conductors 9 and 10 and therefore supplied with a voltage having a different phase. The operating instants of the two track circuits are thus shifted in time. As a result, the signaling pulses of section L can only act on channel relay 6 but not on channel relay 6A, and that, vice versa, relay 6 is insensitive to the pulses of section LA.
In this way, despite the absence of insulating joints, several adjacent sections with independent functions can be created.
With regard to the strong return currents coming from locomotives or railcars, they are evenly distributed among the rails 1 and 2 and create in the sensors 4 and 5 approximately equal and opposite voltages. On the other hand, if there is a slight imbalance I of these traction currents, it can easily be seen that the variation dI / dt of these currents is much smaller than the variation di / dt, because the signaling currents i have the form of spaced points of very short duration. The track relays are, under these conditions, hardly affected by the traction currents which return by the rails.
The system of FIG. 1 can be arranged to work in the event that vehicles are traveling in their direction. In fig. 2, where the channel is shown schematically by a single horizontal line, the rectangles 21, 22, 23 and 24 represent several sets of sensors 4 and 5 or 4A and 5 A of FIG. 1, intended to cooperate with the generators 3 and 3A. Arrangements are made so that the sensors 24 cooperate with the generator <B> 3,1 </B> and the sensors 23 with the generator 3, when the vehicles are traveling in the direction of the arrow F1;
if the direction of movement is that of arrow K, it is the sensors 21 which cooperate with the generator 3 and the sensors 22 with the generator 3A. In these two cases, the various sensors are associated with corresponding track relays which act on respective sets of signals.
The problem of circulation in both directions can also be solved by a symmetrical arrangement in accordance with FIG. 3, which has the advantage of achieving a better definition of the length of the track circuit and of having only one track relay.
A generator 3 is placed roughly in the middle of section L and sensors 16, 17, 18 and 19 are located, as shown, symmetrically at its ends, being connected to an accumulation device 7 and to a relay. channel 6 in such a way that the actions of the signaling currents i add up, while the actions of the return currents cancel each other out. The interconnection of the four sensors can be done in various ways, but the one shown has the important advantage of completely eliminating any effect of traction currents in the rails, even if these currents are very unequal.
When a vehicle deactivates a pair of sensors, 18 and 19 for example, it weakens at the same time the action of the other two sufficiently by the shunting of the rails so that the armature of the relay 6 falls. On the other hand, when this vehicle leaves section L, the sensors are sufficiently excited to attract the armature.
In explaining the operation of sensors 4 and 5, it was assumed that the current circuits, signaling i close by leaks through the track ballast and that the sensors are only sensitive to the intensity of these currents. According to fig. 4, they can also be made sensitive to the signaling voltage U which appears between the rails 1 and 2; for this purpose, the capture system described is completed by an additional voltmetric winding.
It is possible, for example, to use two transformers 25 and 26, the first being supplied by the ampere-metric coils 4 and 5 connected in series, and the second being energized by the signal voltage U, as shown. The secondaries of transformers 25 and 26 can be connected in series to supply device 7 and a track relay 6. It will be understood that this compound-type arrangement is much less sensitive to variations in the state of the track and that it operates. fine even if the resistance of the ballast is infinite, that is, if the two rails are completely isolated from each other.
The functional separation of the various track circuits could also be effected by using generators the currents of which have different rates from one another, these rates being defined by particular frequencies or by particular codes of the pulses.