CS255078B1

CS255078B1 - Circumferential Circuit Circuit Connections

Info

Publication number: CS255078B1
Application number: CS859333A
Authority: CS
Inventors: Stanislav SRB; Karel Fiala; Zbynek Macoun
Original assignee: Stanislav SRB; Karel Fiala; Zbynek Macoun
Priority date: 1985-12-16
Filing date: 1985-12-16
Publication date: 1988-02-15
Also published as: CS933385A1

Abstract

Dohledací obvod návěstního střídavého proudu je určen pro bezpečné vyhodnocení svícení návěstní žárovky na návěstidle železničního zabezpečovacího zařízení. Dosud známé dohledací obvody umožňují indikovat většinou pouze přerušení vlákna návěstní žárovky, mnohdy s nevyhovující rozlišovací schopností. V důsledku toho je indikační dosah dohledaoích obvodů ' nízký. Tato skutečnost koliduje s racionálními cíli soustřeďovat výstroj automatického bloku do center na trati (CAB), což je perspektivní záměr nejen CSD, ale i zemí združených v rámci RVHP. Shora uvedené cíle je možno splnit realizací zapojení, kterým lze bezpečně indikovat jak přerušené vlákno návěstní žárovky, tak zkrat na její patici. S ohledem na silnou nelinearitu indikačního transformátoru lze dohledacím obvodem indikovat regulérní i neregulérní stavy návěstní žárovky na vzdálenosti, které jsou nezbytné pro realizaci CAB. Předmětný obvod je řešen i s ohledem na přerušované napájení návěstníoh žárovek.The alternating current signal monitoring circuit is designed for safe evaluation of the lighting of the signal lamp on the railway signaling device. The previously known monitoring circuits mostly only allow to indicate the interruption of the signal lamp filament, often with inadequate resolution. As a result, the indication range of the monitoring circuits is low. This fact conflicts with the rational goals of concentrating the automatic block equipment in the trackside centers (CAB), which is a perspective intention not only of the CSD, but also of the countries associated within the framework of the CVM. The above-mentioned goals can be met by implementing a circuit that can safely indicate both the interrupted filament of the signal lamp and the short circuit on its base. With regard to the strong nonlinearity of the indication transformer, the monitoring circuit can indicate regular and irregular states of the signal lamp at distances that are necessary for the implementation of the CAB. The circuit in question is also designed with regard to the intermittent power supply of the signal lamps.

Description

Vynález se týká konstrukčního uspořádání zapojení dohledaeího obvodu návěstního střídavého proudu, který aktivně indikuje s vysokou rozlišovací schopností požadované pásmo návěstních proudů, takže umožňuje na značné vzdálenosti bezpečně vyhodnotit jak přerušení vlákna návěstní žárovky, tak i zkrat na její patici.The present invention relates to an AC signaling circuit that actively indicates with high resolution the desired signaling band, so that it is possible to safely evaluate both the break of the signal lamp filament and its shorting over a considerable distance.

Dosud známá řešení převážně umožňují indikovat pouze přerušení vlákna návěstní žárovky a to ještě s mnohdy nevyhovující rozlišovací schopností. Ta známá řešení, která prezentují indikaci jak přerušeného vlákna návěstní žárovky, tak i zkrat na její patici, nebyla pro svou složitost a nákladnost v železničním zabezpečovacím zařízení zavedena.Previously known solutions mainly allow to indicate only the interruption of the filament of the signal lamp and yet with often inadequate resolution. The known solutions, which present an indication of both the broken filament of the signal lamp and the short circuit at its base, have not been introduced in the railway signaling system because of its complexity and cost.

Shora uvedené nedostatky jsou odstraněny zapojením dohledaeího obvodu návěstního střídavého proudu podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že záznamové vinutí indikačního transformátoru je připojeno svým začátkem na prvou výstupní svorku eliminátoru dohledaného. proudu a svým koncem je připojeno na druhou výstupní svorku eleminátoru dohledaného proudu, kdežto čtecí vinutí indikačního transformátoru je svým začátkem připojeno na druhou výstupní svorku generátoru a svým koncem je připojeno na první výstupní svorku generátoru, zatímco výstupní vinutí indikačního transformátoru je připojeno kaskádně s usměrňovačem výstupního proudu na budicí vinutí kontrolního relé, přičemž doplňující vinutí indikačního transformátoru je svým začátkem připojeno v sérii s druhým kódovacím kontaktem a v sérii s tlumicím rezistorem jednak na první vstupní svorku generátoru, jednak na první výstupní svorku eliminátoru návěstního napětí a svým koncem je připojeno jednak na druhou vstupní svorku generátoru, jednak na druhou výstupní svorku eliminátoru návěstního napětí, přičemž výstupní svorka zdroje střídavého návěstního napětí je připojena jednak na první vstupní svorku eliminátoru návěstního napětí, jednak v sérii s prvním kódovacím kontaktem na první vstupní svorku eliminátoru dohledaného proudu, přičemž druhá výstupní svorka zdroje střídavého návěstního napětí je připojena jednak na druhou vstupní svorku eliminátoru návěstního napětí, jednak v sérii s primárním vinutím návěstního transformátoru na druhou vstupní svorku eliminátoru dohledaného proudu.The aforementioned drawbacks are eliminated by the connection of the monitoring circuit of the signaling alternating current according to the invention, which is based on the fact that the recording winding of the indicator transformer is connected at the beginning to the first output terminal of the eliminator to be monitored. it is connected to the second output terminal of the generator and its end is connected to the first output terminal of the generator, while the output winding of the indicator transformer is connected cascading with the output rectifier current to the control winding of the control relay, the supplementary winding of the indicator transformer is initially connected in series with the second coding contact and in series with the damping resistor both on the first input terminal of the generator and on the first output terminal of the signal voltage eliminator. the second input terminal of the generator, secondly to the second output terminal of the signal voltage eliminator, the output terminal of the AC signaling source being connected to the first input the signal voltage eliminator in series with the first coding contact on the first input terminal of the eliminated current eliminator, the second output terminal of the AC signal source being connected to the second input terminal of the signal voltage eliminator and in series with the primary winding of the signal transformer to the second input tracked current eliminator terminal.

Pokrok dosažený vynálezem spočívá v tom, že dochází k bezpečnému indikování jak přerušeného vlákna návěstní žárovky, tak i k bezpečnému indikování zkratu na patici návěstní žárovky. Rovněž může být indikován mezizávitový zkrat návěstního transformátoru, případně i takový zkrat mezi žilami návěstního kabelu, který ještě nezpůsobí přepálení ochranné pojistky. Díky pravoúhlé hysterézní smyčce jádra indikačního transformátoru se dosahuje vysoké rozlišovací schopnosti dohledaeího obvodu návěstního střídavého proudu dle vynálezu tím, že proud tekoucí primárním vinutím návěstního transformátoru při Chodu naprázdno, tedy např. při přerušeném vláknu návěstní žárovky, vyvolá po přetransformování a usměrnění eliminátorem dohledaného proudu v indikačním transformátoru záznamovou intenzitu magnetického pole Hzl, která je menší než koercitivní síla materiálu, z něhož je indikační transformátor zhotoven, čemuž odpovídá generování zanedbatelného parazitního napětí na výstupním vinutí.The progress achieved by the invention consists in the safe indication of both the broken filament of the signal lamp and the safe indication of a short circuit at the signal lamp socket. It is also possible to indicate an inter-threaded short-circuit of the signaling transformer, or even a short-circuit between the signal cable cores which does not yet cause the protective fuse to blow. Thanks to the rectangular hysteresis loop of the indicator transformer core, the high resolution of the signaling circuit of the signaling alternating current according to the invention is achieved by causing the current flowing through the primary winding of the signaling transformer at idle, e.g. with the indicating transformer, the recording intensity of the magnetic field Hz1, which is less than the coercive force of the material of which the indicating transformer is made, corresponding to the generation of a negligible parasitic voltage on the output winding.

Kotva kontrolního relé bude odpadlá. Napětí na výstupním vinutí indikačního transformátoru bude generováno téměř jako skokové napětí až v případě, dosáhne-li proud, tekoucí primárním vinutím návěstního transformátoru, nominální hodnoty. Právě skokový charakter výstupního napětí umožňuje realizovat vysokou rozlišovací schopnost, které nebylo dosaženo v žádných dosud známých zapojeních. Při překročení mezní hodnoty návěstního proudu, vlivem zkratu na patici návěstní žárovky, překročí také trvale intenzita záznamového pole mezní hodnotu, zatímco čtecí pulsní intenzita magnetického pole, vyvolaná v indikačním transformátoru průtokem impulsních proudů generátoru čtecím vinutím, se v tomto případě nemění a je v absolutní hodnotě menší než součet koercitivní síly materiálu a záznamové havarijní intenzity magnetického pole, v důsledku čehož nebude ve výstupním vinutí generového žádné dominant ní napětí, opět pouze jen nepatrné zbytkové napětí, které je úměrné nepravoúhelnosti hysteréz ní smyčky jádra indikačního transformátoru. Dalším přínosem je jednoduché vyřešení indikace návěstních proudů při přerušovaném napájecím proudu návěstní žárovky aplikováním doplňující intenzity magnetického pole, která je vyvolána průtokem impulsního proudu doplňujícím vinutím indikačního transformátoru v mezerách impulsního návěstního proudu.The control relay armature will be dropped. The voltage on the output winding of the indicating transformer will be generated almost as a step voltage only when the current flowing through the primary winding of the signaling transformer reaches its nominal value. It is the jump character of the output voltage that makes it possible to realize a high resolution, which has not been achieved in any of the known circuits. When the signal current limit is exceeded due to a short-circuit at the signal lamp socket, the field strength of the recording field also permanently exceeds the limit value, while the read pulse intensity of the magnetic field induced in the indication transformer by the pulse current value less than the sum of the coercive force of the material and the recording emergency intensity of the magnetic field, resulting in no dominant voltage in the generator output winding, again only a slight residual voltage proportional to the non-rectangular hysteresis loop of the indicating transformer core. A further benefit is the simple solution of the indication of signaling currents in the intermittent supply current of the signal lamp by applying a supplementary magnetic field intensity, which is induced by the pulse current flow complementary to the indicator transformer winding in the pulse signal current gaps.

Novost předloženého řešení dále spočívá v zavedení korelace mezi návěstním napětím 110, čtecí intenzitou magnetického pole Hc a nominální záznamovou intenzitou magnetického pole Hz2. V důsledku toho obvod funguje spolehlivě i při podstatných změnách napájecího návěstního napětí, např. při jeho podstatném poklesu v noci v zájmu omezení oslnění strojvedoucího, atp. Významný pokrok předloženého řešení přímého přednosu energie indikačním transformátorem na výstupní relé bez použití nákladných převodníků, jak tanu je u feritotranzistorových obvodů. Rovněž provedení generátoru u předloženého vynálezu je podstatně jednodušší a levnější než provedení zdrojů mikrosekundových impulsů u feritotranzistorové techniky. Nízkou cenu předmětného zařízení lze dosáhnout i tím, že generátor může být společný pro více návěstních obvodů. V důsledku toho, že frekvence generátoru se pohybuje v oblasti 2 kHz až 10 kHz, je možné realizovat indikační transformátor s minimálními rozměry, což bude mít opět příznivý dopad na nízkou cenu zařízení dle vynálezu.The novelty of the present solution further consists in introducing a correlation between the signal voltage 110, the reading intensity of the magnetic field Hc and the nominal recording intensity of the magnetic field Hz2. As a result, the circuit works reliably even when there is a significant change in the supply signal voltage, eg when it drops substantially at night in order to reduce the glare of the driver, etc. Significant progress of the present solution of direct power transfer by an indicating transformer to an output relay without the use of expensive converters, as is the case with ferritotransistor circuits. Also, the generator design of the present invention is substantially simpler and cheaper than the microsecond pulse sources in the ferritotransistor technique. The low cost of the device can also be achieved in that the generator can be common to multiple signal circuits. Due to the fact that the frequency of the generator is in the range of 2 kHz to 10 kHz, it is possible to realize an indication transformer with minimal dimensions, which will again have a favorable impact on the low cost of the device according to the invention.

Na obr. 1 je uveden princip zapojení dohledacího obvodu návěstního střídavého proudu.Fig. 1 shows the principle of wiring the signaling circuit AC signal.

Na obr. 2a je uveden příklad závislosti čtecího proudu na čase. Na obr. 2b jsou uvedeny relace záznamových proudů indikačního transformátoru. Na obr. 2c je znázorněna aplikace intenzit magnetického pole v jádře indikačního transformátoru. Na obr. 3 je znázorněn příklad závislosti výstupního napětí indikačního transformátoru na intenzitě záznamového proudu.Fig. 2a shows an example of the reading current versus time. Fig. 2b shows the recording stream relations of the indicating transformer. Fig. 2c shows the application of magnetic field intensities in the indicator transformer core. Fig. 3 shows an example of the dependence of the output voltage of the indicating transformer on the intensity of the recording current.

Na obr. 1 je záznamové vinutí 4-1 indikačního transformátoru £ je připojeno svým začátkem 41 na prvou výstupní svorku '33 eliminátoru £ dohledaného proudu a svým koncem 42 je připojeno na druhou výstupní svorku 34 eliminátoru 3 dohledaného proudu, kdežto čtecí vinutí 4-2 indikačního transformátoru £ je svým začátkem 45 připojeno na druhou výstupní svorku 24 generátoru 2 a svým koncem 46 je připojeno na první výstupní svorku 23 generátoru 2, zatímco výstupní vinutí 4-3 indikačního transformátoru £ je připojeno kaskádně s usměrňovačem výstupního proudu na budicí vinutí kontrolního relé £, přičemž doplňující vinutí 4-4 indikačního transformátoru £ je svým začátkem 44 připojeno v sérii s druhým kódovacím kontaktem 82 a v sérii s tlumicím rezistorem 7_ jednak na první vstupní svorku 21 generátoru 2, jednak na první výstupní svorku 13 eliminátoru £ návěstního napětí a svým koncem 43 je připojeno jednak na druhou vstupní svorku 22 generátoru 2, jednak na druhou výstupní svorku 14 eliminátoru £ návěsfního napětí, přičemž první výstupní svorka 101 zdroje 100 střídavého návěstního napětí je připojena jednak na první vstupní svorku 11 eliminátoru £ návěstního napětí, jednak v sérii s prvním kódovacím kontaktem 81 na první vstupní svorku 31 eliminátoru £ dohledaného proudu, přičemž druhá výstupní svorka 102 zdroje 100 střídavého návěstního napětí je připojena jednak na druhou vstupní svorku 12 eliminátoru £ návěstního napětí, jednak v sérii s primárním vinutím 9-1 návěstního transformátoru £ na druhou vstupní svorku 32 eliminátoru 3 dohledaného proudu. Na obr. 2a závislost čtecího proudu Ic na čase t má impulsní charakter, kdy pravoúhlé impulsy mají střídu jedna ku jedné.In FIG. 1, the recording winding 4-1 of the indicating transformer 8 is connected at its beginning 41 to the first output terminal 33 of the eliminated current eliminator 6 and its end 42 is connected to the second output terminal 34 of the eliminated current eliminator 3, whereas the reading winding 4-2. the indicator transformer 6 is connected to the second output terminal 24 of the generator 2 at its beginning 45 and its end 46 is connected to the first output terminal 23 of the generator 2, while the output winding 4-3 of the indicator transformer 4 is connected cascading with the output current rectifier 5, wherein the additional winding 4-4 of the indicating transformer 8 is connected at the beginning 44 in series with the second coding contact 82 and in series with the damping resistor 7 to the first input terminal 21 of generator 2 and to the first output terminal 13 of the signal eliminator 8; at its end 43 it connects on the other hand, on the second input terminal 22 of the generator 2, on the other hand on the second output terminal 14 of the trailer voltage eliminator 6, the first output terminal 101 of the AC signal source 100 being connected to the first input terminal 11 contact 81 to the first input terminal 31 of the eliminated current eliminator 8, the second output terminal 102 of the AC signal source 100 being connected to the second input terminal 12 of the signal eliminator 8, and in series with the primary winding 9-1 of the signal transformer 8 to the second input terminal 32 of the eliminated current eliminator 3. In FIG. 2a, the reading current Ic depends on the time t, having a pulse character, the rectangular pulses having a duty cycle of one to one.

Z obr. 2b, 2c a z obr. 3 je zřejmé, že zbytkový záznamový proud Izl nezpůsobí jednotkový záznam v jádru indikačního transformátoru, protože jemu odpovídající zbytková záznamová intenzita magnetického pole Hzl je menší než koercitivní síla jádra. Naproti tomu nominální záznamový proud Iz2 vyvolá nominální intenzitu pole Hz2 a nominální výstupní napětí Uv2.2b, 2c and 3 it can be seen that the residual recording current Iz1 does not cause unit recording in the core of the indicating transformer, since the corresponding residual recording intensity of the magnetic field Hz1 is less than the coercive force of the core. In contrast, the nominal recording current Iz2 produces the nominal field strength Hz2 and the nominal output voltage Uv2.

Zánik přenosu napětí v indikačním transformátoru £ nastane pro mezní intenzitu záznamového proudu Iz3, která vyvolá mezní intenzitu pole Hz3. Příklad pracovního bodu, který odpovídá zkratu na patici návěsní žárovky 90, je zároveň havarijní intenzitou záznamového proudu Iz4, která vyvolává havarijní záznamovou intenzitu magnetického pole Hz4. čtecí proud Ic naproti tomu vyvolá čtecí pulsní intenzitu mag. pole Hc.The extinction of the voltage transfer in the indicating transformer 8 occurs for the limit intensity of the recording current Iz3, which induces the limit field strength Hz3. An example of the operating point corresponding to the short-circuit at the base of the lamp 90 is also the emergency intensity of the recording current Iz4, which causes the emergency recording intensity of the magnetic field Hz4. the read current Ic, on the other hand, causes a read pulse intensity mag. pole Hc.

Z obr. 1 až 3 je zřejmý princip činnosti dohledacího obvodu návěstního střídavého proudu. Návěstní proud, který odpovídá nominálnímu napájecímu napětí např. 220 V 5 OHz a plnému svícení žárovky £0, vyvolá nominální záznamový proud Iz2 v záznamovém vinutí 4-1.Figures 1 to 3 show the principle of operation of the ac signaling circuit. The signal current, which corresponds to a nominal supply voltage of, for example, 220 V 5 OHz and the lamp 60 is fully lit, causes the nominal recording current Iz2 in the recording winding 4-1.

V důsledku toho je aplikována stejnosměrná nominální intenzita magnetického pole Hz2 v jádru indikačního transformátoru £. Na totéž jádro působí nepřetržitě pulsní čtecí intenzita magnetického pole Hc, která je vyvolaná průtokem čtecího proudu Ic čtecím vinutím 4-2. Ve výstupním vinutí 4-3 se generuje výstupní napětí, které po usměrnění a vyfiltrování usměrňovačem £ výstupního proudu má velikost Uv2.As a result, the DC nominal magnetic field strength H 2 is applied in the core of the indicating transformer 6. The same core is continuously operated by the pulse reading intensity of the magnetic field Hc, which is induced by the reading current flow Ic through the reading winding 4-2. An output voltage is generated in the output winding 4-3, which after rectification and filtering by the output current rectifier 6 is of the size Uv 2.

Kontrolní relé £ má přitaženou kotvu. Intenzita čtecího proudu Ic a nominálního záznamového proudu Iz2 jsou ve vzájemné korelaci při provozní změně napájecího návěstního napětí 110, vyvolaného zdrojem 100 střídavého návěstního napětí. V důsledku toho i při značných provozních změnách napájecího návěstního napětí 110 bude při bezporuchové činnosti zařízení, zvláště při regulérně svítící návěstní žárovce 90, kontrolní relé 6 napájeno nominálním výstupním napětím Uv2 a jeho kotva bude přitažena. Při přerušení vlákna návěstní žárovky 90 se změní intenzita záznamového proudu na hodnotu Izl, čemuž odpovídá intenzita mag. pole Hzl v jádru indikačního transformátoru 4. V důsledku toho nebude generováno dominantní výstupní napětí ve výstupním vinutí 4-3 indikačního transformátoru i, ale pouze nepatrné parazitní napětí, které je úměrné nepravoúhlosti hysterézní smyčky jádra indikačního transformátoru 4.The control relay 8 has an anchor tightened. The intensities of the read current Ic and the nominal write current Iz2 are correlated with each other during an operational change in the supply signal voltage 110 caused by the AC signal source 100. As a result, even in the event of considerable operating changes in the supply signal voltage 110, in the event of trouble-free operation of the device, particularly in the case of a regular illuminated signal lamp 90, the control relay 6 will be supplied with nominal output voltage Uv2 and its anchor energized. When the filament lamp 90 is interrupted, the intensity of the recording current is changed to Iz1, which corresponds to that of mag. As a result, the dominant output voltage in the output winding 4-3 of the indicating transformer 1 will not be generated, but only a slight parasitic voltage that is proportional to the non-squareness of the hysteresis loop of the indicating transformer core 4.

Kotva kontrolního relé 6 odpadne. Při zkratu na patici návěstní žárovky 90 stoupne intenzita záznamového proudu za mezní hodnotu Iz3 až na havarijní hodnotu Iz4, čemuž odpovídá záznamová havarijní intenzita mag. pole Hz4, která inhibuje oběh pracovního bodu okolo velké hysterézní smyčky jádra indikačního transformátoru i_, protože intenzita čtecího proudu Ic a tudíž i čtecí intenzita mag. pole Ho má nominální hodnotu, která odpovídá nominálnímu návěstnímu napětí 110, v nejnepřiznivějším případě má návěstní napětí maximální hodnotu 242 V. V důsledku toho i v tomto případě kotva kontrolního relé odpadne. Při přerušovaném průběhu návěstního proudu dochází k vykrytí mezery kódové informace v jádru indikačního transformátoru aplikováním doplňující intenzity mag. pole v témže jádru průtokem vyrovnávacího proudového impulsu doplňujícím vinutím 4-4. Intenzita tohoto vyrovnávacího proudového impulsu je volena tak, aby při prasklém vláknu návěstní žárovky 90 došlo k bezpečnému odpadu kotvy kontrolního relé 6^.The control relay 6 armature drops off. In the event of a short-circuit at the base of the signal lamp 90, the intensity of the recording current increases beyond the limit value Iz3 up to the emergency value Iz4, which corresponds to the recording emergency intensity mag. field Hz4, which inhibits the operating point orbiting around the large hysteresis loop of the indicating transformer core 1 because the reading current Ic and hence the reading mag. field Ho has a nominal value that corresponds to a nominal signal voltage 110, in the most unfavorable case the signal voltage has a maximum value of 242 V. As a result, the control relay armature also falls off in this case. In the intermittent signal waveform, the code information gap in the core of the indicating transformer is covered by applying a supplementary mag intensity. field in the same core by flow equalizing current pulse by additional winding 4-4. The intensity of this equalizing current pulse is selected such that the anchor of the control relay 6 is safely removed when the filament bulb 90 is broken.

Dohledací obvod návěstního střídavého proudu dle vynálezu lze využít např. při inovaci dohledávaoího světelného obvodu užívaného u ČSD, jehož rekonstrukce se v současné době jeví jako mimořádně aktuální.The signaling circuit of the signaling alternating current according to the invention can be used, for example, in the innovation of the tracking light circuit used by the ČSD, whose reconstruction currently appears to be extremely topical.

Claims

The signaling circuit of the signaling alternating current is characterized in that the recording winding (4-1) of the indicator transformer (4) is connected at its beginning (41) to the first output terminal (33) of the eliminated current eliminator (3) and connected at its end (42) to the second output terminal (34) of the detected current eliminator (3), whereas the reading winding (4-2) of the indicator transformer (4) is connected to the second output terminal (24) of the generator (2) and its end (46) ) is connected to the first output terminal (23) of the generator (2), while the output winding (4-3) of the indicating transformer (4) is connected in cascade with the output current rectifier (5) to the drive winding of the control relay (6). (4-4) of the indication transformer (4) is connected at the beginning (44) in series with the second coding contact (82) and in series with the damping resistor (7) to the first input terminal (21) g energizer (2), firstly on the first output terminal (13) of the signal voltage eliminator (1) and its end (43) is connected to the second input terminal (22) of the generator (2) and to the second output terminal (14) of the eliminator ( 1) a signal voltage, wherein the first terminal (101) of the AC signal source (100) is connected to the first input terminal (11) of the signal voltage eliminator (1) in series with the first coding contact (81) to the first input terminal (31) and a second output terminal (102) of the AC signal source (100) is connected to the second input terminal (12) of the signal voltage eliminator (1). on the other hand in series with the primary winding (9-1) of the signal transformer (9) to the second input terminal (32) of the eliminated current eliminator (3).