CN1426359A - 多回路的轨道电路 - Google Patents

Abstract

在一种多回路轨道电路中存在着轨道断裂但被多回路闭合电路掩盖的危险。按照本发明，通过扼流线圈来完成多回路的闭合，扼流线圈对于牵引回流电流是低阻抗的，而对于相关的轨道电路中的信号电流则是高阻抗的，这样在轨道断裂时通过一个附加的中性导线(N)就不再可能发生轨道电路接收器错误响应的情况。扼流线圈的过滤特性没有必要去单独和轨道电路中的信号电流频率相适配。扼流线圈是宽频带的，以至于它可以足够强烈地去衰减一个铁路系统的所有轨道电路中的信号频率。

Description

多回路的轨道电路

本发明涉及一种如权利要求1前序部分所述的多回路轨道电路。

这样一种轨道电路已由德国专利DE3235283C2公开。但其中会发生对带有断裂中性轨道(电流隔断：galvanische Trennung)的多回路轨道区段未发出占用报告这样的问题。当通常在中性轨道上流动的信号流通过一个与中性轨道连接的附加中性导线传到对应信号接收器并使之保持在工作状态上时，就会出现这种情况。

当这些轨道电路的接收器捕捉到馈给占线和空闲报告的交变频率信号(Wechselfrequenzsignal)时，就可防止对轨道段的错误的空闲报告。在这种情况下，轨道段的空闲报告取决于交变频率信号的电压和电流都超出给定值这样的情况。

本发明要解决的技术问题是，创造一种如权利要求1前序部分所述的多回路轨道电路，使得在发生伴随电流隔断的铁轨断裂时，发出轨道电路占用报告，也就是说，即便接地钢轨发生断裂也能识别出。

根据本发明，上述技术问题这样来解决，即，通过在中性轨道的连接线中使用仅对于信号电流为高阻抗的扼流线圈，使得在这个中性轨道和附加中性导线上，仅仅有最微小的轨道电流到达轨道电路接收器。

本发明的这种多回路轨道电路的特别优点在于，所用的这些扼流线圈不必分别单独去适应在邻近轨道段上使用的信号电流的各种不同的频率，而是通过对其过滤特性的设计，使之能减弱所有只是有可能流过附加导线的轨道电路-信号电流，进而通过这些扼流线圈使对应的轨道电路接收器不再能够反应。这使得按照本发明设置的扼流线圈可较大批量地廉价生产并任意使用。

本发明的轨道电路其它有利的扩展设计和改进设计参见从属权利要求。

按照本发明所述的扼流线圈导线应该是由铜或铝合金制成。这样构成的导线需具有必要的导电特性，以利用有限的导线横截面几乎无损失地导引相对较高的牵引回流电流；此外它应该被很好地加工、例如缠绕或切割。当该导线是用于将扼流线圈连接在中性轨道和附加的中性导线上时，按照一种特别有利的方式是将该导线设计成铜绞线；这种导线也可以由多根相应较细的导线组成。

扼流线圈比较有利地可由一根或多根多匝缠绕的铜绞线构成，该铜绞线本身例如通过缆绳割捆机可形状稳定地被固定并以这样的状态固定在一块底板上。为此扼流线圈可安装在还没有完成装配的同样有待固定在底板上的铁芯部件上。在装在铁芯上后可完成铁芯部件的装配，并且例如借助夹紧螺栓把铁芯部件固定到底板上。至少个别缆绳割捆机可为了将扼流线圈固定在底板上被附加地予以固定。为了防止铁磁芯通过在扼流线圈里流动的牵引回流电流达到饱和，比较有利的是给铁磁芯配备相应的空气缝隙。

一罐状壳体可套在已装配好的扼流线圈上，这样扼流线圈元件从外面受到机械保护，并且该壳体可通过该底板与安装在该底板上的扼流线圈元件防水地密封连接在一起，其中，比较相宜的是给壳体配备一个环形密封件以便其贴靠在底板上。底板和/或壳体优选由一种金属材料例如铝构成。扼流线圈的线圈末端接头电绝缘地从底板中引出。具有优点的是给底板装上接地端子，此外比较有利的是还要配备一个紧固销以安装在轨道侧旁的一个壳体底脚上。为了实现对于轨道扼流线圈的机械固定及其在壳体里的连接，比较有利地是用浇注树脂或安装泡沫填充壳体里剩余的空隙。这种安装泡沫除了机械固定扼流线圈组件外还要考虑到将热量充分地散热到底板和壳体壁；这种安装泡沫可按公知的方式被搀以导热颗粒。

下面借助附图所示实施方式对本发明予以详细说明，附图中：

图1是一个按照本发明设计的多回路轨道电路的结构示意图；

图2是一个按照本发明设置的扼流线圈的俯视图；

图3是一个铁磁芯的侧视图，在图2的俯视图中可看到多个这样的铁磁芯；

图4是一个容装扼流线圈的壳体的截面图；

图5是一个扼流线圈末端的电连接示意图；

图6是承载扼流线圈的底板的一个接地装置的示意图。

图1示意性地示出一轨道的两根钢轨1和2。该轨道通过S形钢轨接续线SV1和SV2被划分成相互邻接的轨道区段G1，G2和G3，每一个轨道区段分别受到一个所属的轨道电路的监视，即监视它是处于空闲状态还是处于被占用状态。被划归轨道区段G2的轨道电路是由一个设置在该轨道电路一端的发射器S，一个调谐组件BG1，所述钢轨接续线SV1，所述钢轨1和2以及所述设置在该轨道电路另一端的钢轨接续线SV2，另一个调谐组件BG2和一个接收器E构成。该调谐组件BG1和BG2被调谐到受监测的轨道电路的信号频率上；该信号频率不同于在相邻轨道区段内的信号频率。

只要接收器E接收到一个足够高的从发射器S发出的信号电流电平，它就报告所属轨道电路空闲。在轨道电路被占用时，进入轨道区段内车辆的轮对就短接该轨道电路的两条钢轨，由此使得提供给接收器的信号电平低于预定的阈值。接收器随后就报告轨道电路被占用。当至少一条钢轨断裂时，也发出占用报告，为此在图1中在钢轨1上用符号SB标出假定其发生断裂。除了用于监测轨道区段的数量级为好几百毫安的信号电流外，钢轨上还流过数量级也为好几百毫安的牵引回流电流。钢轨接续线SV1和SV2必须针对这样的电流强度来设计，以通过它们使在各个轨道区段中的牵引回流电流是均衡的。其中一根钢轨形成所谓的中性轨道，另一根则为接触轨。在图示实施方式中钢轨1为中性轨道，钢轨2则为设备的接触轨。

在高的牵引回流电流情况下，为了使中性轨道相互距离较远的部分之间形成的电位差尽可能的低，中性轨道经常与其它相邻轨道的中性轨道相连接，或者与独立的接地钢轨或接地钢丝绳相连接。

在通过这种附加的中性导线连接成网状的多回路轨道电路里，就可能产生本申请前言部分中描述过的效果，即，尽管中性轨道断裂，轨道电路接收器E仍然会接收到一个足以让其作出响应的高信号电平。

按照本发明的一项设计，用扼流线圈Dr1，Dr2去代替到目前为止用来将中性轨道1与至少另一条中性导线N连接起来的钢绳的至少一部分。该扼流线圈可让较低频的牵引回流电流近似无衰减地通过，但却将附加的中性导线中的信号电流衰减到一个不足以使轨道电路接收器作出响应的值。

在图1所示实施方式中，在所述轨道电路的每一个电网连接点(Vermaschungspunkt)上连接一个扼流线圈Dr1，Dr2，至少在中性钢轨1上的牵引回流电流的一部分以及在至少一个附加中性导线N上的轨道电路信号电流的至少一部分通过这些扼流线圈Dr1，Dr2被导出。值得一提的是扼流线圈对于与信号电流相比频率相对较低的牵引回流电流是低阻抗的，而仅仅对频率较高的信号电流起扼流衰减作用。

图2至6分别表示按照本发明所采用的扼流线圈的具体构造细节，它们都为符合前面所述的使用目的进行了优化设计。

图2是一个按照本发明的扼流线圈的俯视图。该扼流线圈主要由一个例如由铜绞线绕制成的线圈3构成，它具有多个上下相互重叠并且例如按两层并列的线匝33。该线圈可通过把铜绞线缠绕在一个图中没有示出的优选圆柱形的成形体上来制成，这样线圈在缠绕在成形体上之后通过缆绳割捆机4其造型就被固定下来了。

为了达到衰减信号电压所需的电感，给扼流线圈3配置多个铁磁芯7，这些铁磁芯沿径向缠绕扼流线圈3的线匝33。从图3中可看到该铁磁芯的具体构造细节。每一个铁磁芯由多个部件组成，在图示实施方式中由两个U型芯件71，72和两个I型芯件73，74，这些芯件均用铁氧体或烧结材料制成。下面的U型芯件71放置在一个平坦的优选金属的底板8上，扼流线圈总体上固定在其上面。在将下面的芯件71安装在底板8上之后，通过缆绳割捆机4固定形状的扼流线圈被插在U型芯件71的两臂之间。然后安装I形的芯件73和74，所述(可能嵌有一个或多个空气间隙的)这套铁磁芯然后被上面的芯件72封盖上。通过一块压板75和夹紧螺栓76，77这套铁磁芯然后就被机械地固定在底板8上。在铁磁芯7上以一定间隙缠绕上的线圈3现在借助于特殊的缆绳割捆机5同样固定在底板8上。附加的缆绳割捆机通过螺栓9和10来固定。

图4所述罐状壳体11用于机械保护按照本发明所采用的扼流线圈。这个壳体11在其安装位置下方的的开口侧被底板8密封，为此，在壳体边缘相宜地装入一个环形的密封垫圈，底板紧贴着在其上。底板8和壳体11优选由一种金属，特别是一种铝合金制成。

在扼流线圈3的末端有两个螺栓20，详见图5。每一个螺栓都是由一种导电性好的金属材料例如铜制成，该金属材料再通过电绝缘的套筒以及垫入的垫圈22与底板8电绝缘。为此垫圈22与螺栓20没有接触。在螺栓20的末端是带螺纹的，线圈的一个末端通过一个止动耳柄被固定在螺纹螺栓上。螺栓20的另一端，即其在背向壳体的一侧从底板中突出的那端设置了一个横孔24，一条在图中没有示出的接触钢索就穿过此孔连接到中性轨道或者其它中性导线上。

另外底板8配备一个在图6中可看到的接地螺栓30，并且这个接地螺栓通过一个螺栓连接件30与底板8导电连接。螺栓30在背向壳体的一侧从底板8上突出，并且在其可自由接触到的一端带有一个与接地连接件相连的接地端子32。

另外底板8，正如从图4中可看到的那样，也配备有一个旋紧的紧固轴颈40，通过该紧固轴颈去固定底板8，进而通过底板8把扼流线圈以及壳体11绝缘固定在一个轨道侧旁的壳体底脚上。

按照本发明所采用的扼流线圈在制造时上可由生产商方通过浇铸或通过填充一种建筑泡沫固定在壳体里。装入壳体里的物质用来机械固定各个扼流线圈部件，此外还用来通过壳体和底板的表面将热量散发出去。已装配好的扼流线圈可当场连接到为其准备的连接钢索上，并且被安装在为其准备的轨道旁边的壳体底脚上。本发明所采用的扼流线圈能够随意地用来连接各轨道电路，而不要求其结构元件特别地去适应分别用于各相关轨道电路的信号频率。

Claims (16)

1.一种用于传导牵引回流电流和相对于牵引回流电流频率较高的信号电流的多回路轨道电路，其中，信号电流被用来识别轨道电路的空闲和占用状态，以及用于识别轨道断裂情况，该多回路轨道电路具有至少一条附加的中性导线，该中性导线与该轨道电路上的一根中性钢轨隔一定距离地低阻抗连接，其特征在于，轨道上的中性轨道(1)通过扼流线圈(DR1，DR2)相隔预定距离地与所述至少一条中性导线(N)相连，其中，各扼流线圈对于牵引回流电流的主频率是低阻抗的，而对于在轨道电路上使用的信号电流的频率则是高阻抗的，并且还被设计成能够导引牵引回流电流，所述扼流线圈(3)由一条缠绕成多个线匝的导线(33)构成而且优选具有多个沿径向缠绕该扼流线圈的铁磁芯(7)。

2.根据权利要求1所述的多回路轨道电路，其特征在于，所述导线(33)由一种铜合金或铝合金制成。

3.根据权利要求2所述的多回路轨道电路，其特征在于，所述导线(33)设计成铜绞线。

4.根据权利要求3所述的多回路轨道电路，其特征在于，扼流线圈(3)的多匝缠绕的铜绞线(33)通过多个缆绳割捆机(4，5)成型固定起来。

5.根据权利要求1或4所述的多回路轨道电路，其特征在于，设有一个平坦的底板(8)，扼流线圈(3)和铁磁芯(7)固定在该底板(8)上。

6.根据权利要求5所述的多回路轨道电路，其特征在于，至少个别缆绳割捆机(5)固定在底板(8)上。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的多回路轨道电路，其特征在于，所述铁磁芯(7)分别由多个芯部件(71至74)构成，在这些芯部件中至少一个芯部件(71)可直接或间接安放在底板(8)上，并且至少部分地从下面和/或里面和/或外面围绕所属的扼流线圈(3)，其余芯件(72至74)在围绕所述扼流线圈(3)的情况下放置于所述第一个芯件(71)和/或底板上，并且这样构成的所述铁磁芯(7)通过夹固元件(76，77)固定在所述底板上。

8.根据权利要求7所述的多回路轨道电路，其特征在于，所述铁磁芯(7)至少分别具有一个空气间隙。

9.根据权利要求7或者8所述的多回路轨道电路，其特征在于，所述夹紧元件(76，77)设计为夹紧螺栓。

10.根据权利要求5至9中任一项所述的多回路轨道电路，其特征在于，底板(8)将一个用于容装扼流线圈(3)和铁磁芯(7)的罐状壳体(11)封装起来。

11.根据权利要求10所述的多回路轨道电路，其特征在于，所述壳体(11)配备一环形的密封(12)以用于贴靠在底板(8)上。

12.根据权利要求5至11中任一项所述的多回路轨道电路，其特征在于，所述底板(8)和/或壳体(11)由一种金属材料构成。

13.根据权利要求12所述的多回路轨道电路，其特征在于，所述扼流线圈的末端(23)通过金属的螺栓(20)从壳体(11)外部可电接触到，其中，所述螺栓(20)通过套在其上的绝缘套筒(22)穿过底板(8)。

14.根据权利要求12或13所述的多回路轨道电路，其特征在于，所述底板(8)配备有一个从外边可接触到的接地端子(32)。

15.根据权利要求5至14中任一项所述的多回路轨道电路，其特征在于，所述底板(8)在其外侧配备有一个被旋紧的紧固轴颈(40)，以便被设置在轨道侧旁的壳体底脚上。

16.根据权利要求10至15中任一项所述的多回路轨道电路，其特征在于，壳体内剩下的空隙用一种浇注材料或一种安装泡沫填满。

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