CZ304095B6 - Zarízení pro zjistování zhorsené vodivosti mezi kolem kolejového vozidla a kolejnicí - Google Patents

Abstract

U první varianty provedení zarízení pro zjistování zhorsené vodivosti mezi kolem kolejového vozidla a kolejnicí, kdyz toto kolejové vozidlo pojízdí svými koly (1L, 2L, 1P, 2P), umístenými na nápravách (N1, N2), po kolejnicích (L, P), je na alespon jedné náprave (N1, N2) kolejového vozidla umísten nápravový transformátor (T). Jeho primární vinutí, protékané primárním proudem (I.sub.1.n.), je pripojeno ke generátoru (G) a jeho sekundární vinutí, v nemz se indukuje sekundární napetí vyvolávající sekundární proud (I.sub.2.n.), je tvoreno prímo cástí nápravy (N1, N2). Mezi generátorem (G) a nápravovým transformátorem (T) je zapojeno cidlo (C.sub.1.n.) primárního proudu (I.sub.1.n.) a/nebo na náprave (N1, N2) s nápravovým transformátorem (T) je umísteno cidlo (C.sub.2.n.) sekundárního proudu (I.sub.2.n.) a kazdé z techto cidel (C.sub.1.n., C.sub.2.n.) je pripojeno k vyhodnocovacímu obvodu (V) pro vydání výstupního signálu pri zjistení zhorsené vodivosti. U druhé varianty provedení tohoto zarízení jsou nápravy (N1, N2) opatrené uzemnovaci (U1, U2) trakcního proudu, propojenými vnitrním propojením (VP). U tohoto zarízení je dále na druhé z náprav (N2) umísten dalsí nápravový transformátor (T´), jehoz primární vinutí, protékané jeho primárním proudem (I.sub.1.n.´), je pripojeno k dalsímu generátoru (G´) a jehoz sekundární vinutí, v nemz se indukuje sekundární napetí vyvolávající sekundární proud (I.sub.2.n.´), je tvoreno prímo cástí nápravy (N2). Mezi dalsím generátorem (G´) a dalsím nápravovým transformátorem (T´) je zapojeno dalsí cidlo (C.sub.1.n.´) primárního proudu (I.sub.1.n.´) a/nebo na náprave (N2) s dalsím nápravovým transformátorem (T´)

Description

Oblast techniky

Vynález se tyká zařízení pro zjišťování zhoršené vodivosti mezi kolem kolejového vozidla a kolejnicí. Kolejové vozidlo pojíždí svými koly, umístěnými na nápravách, po kolejnicích.

Dosavadní stav techniky

V České republice i v zahraničí občas dochází k železničním nehodám způsobeným částečnou či úplnou izolací kolejového vozidla od kolejnic, čímž je znemožněna detekce tohoto kolejového vozidla zabezpečovacím zařízením, využívajícím pro svou činnost měření odporu, resp. vodivosti, mezi oběma kolejnicovými pásy železničních kolejí. Izolace nastává v důsledku znečištění jízdní plochy kolejnice nežádoucím materiálem s izolačními vlastnostmi, např. rzí, vysypaným převáženým substrátem či pískem používaným pro zlepšení trakčních a brzdových vlastností železničních vozidel.

CZ PV 2008-605 popisuje zařízení pro odstraňování brzdového písku ze železničních kolejnic. Toto zařízení odstraňuje za první nápravou vozidla již nežádoucí brzdový písek z temene kolejnic, a to čisticími tryskami a případně elektromagnetickými přísavkami. Zařízení se spouští od povelu strojvedoucího k zahájení pískování a tudíž toto zařízení nemusí reagovat, pokud dojde k technické závadě na pískovači a ten pískuje bez povelu strojvedoucího, stejně tak nemusí reagovat na písek zbylý na kolejnici od předchozího vlaku či na jiné znečištění. Indikace znečištění temen kolejnic se provádí optoelektronickou cestou. V uvedeném řešení je optoelektronické čidlo aktivováno též pouze po vědomém použití pískovače. Značnou nevýhodou optoelektronické kontroly čistoty temen kolejnic je náročnost na údržbu, především čištění optického systému umístěného v prostředí s vysokou prašností. Dále může docházet k narušení činnosti optoelektronické kontroly vířením sněhu či dalších objektů nacházejících se v kolejišti, jako drobného smetí, spadaného listí apod. Otázkou je i účinnost procesu odstraňování brzdového písku při vlhkém počasí či pokud je znečišťující substance lepivá, jako je např. jíl.

CZ PV 2009-809 popisuje zapojení k indikaci znečištění temen železničních kolejnic s využitím zjišťování intenzity detekčního proudu kolejového obvodu. Tento systém sice nemá nepříznivé vlastnosti popsané výše, má však jiné nevýhody. Výhodou je zapojení elektrické kontroly vodivosti styku kola s kolejnicí, která je na rozdíl od optické kontroly nezávislá na vlivu počasí, prachu, sněhu a dalších nečistot v ovzduší. Toto zařízení je však vázáno na detekční proud kolejového obvodu, tj. je schopno činnosti pouze uvnitř kolejového obvodu a není schopno zjistit ztrátu vodivosti ještě před vjezdem do něj. Není schopno rozeznat ztrátu vodivosti všech náprav zároveň, případně snížení vodivosti na všech nápravách stejnou měrou. Zařízení při jízdě mimo kolejové obvody zcela regulérně hlásí stav bez signálu, což je naopak při jízdě v kolejovém obvodu stav poruchový, a není tedy schopno rozeznat, zda-li nepřítomnost signálu je provozní stav mimo kolejový obvod či poruchový stav uvnitř kolejového obvodu. Značný provozní rozptyl intenzit detekčních proudů v jednotlivých kolejových obvodech též nedává jistotu, zda malá intenzita proudu v konkrétním kolejovém obvodu je provozní stav či je způsobena zhoršenou vodivostí mezi kolem kolejového vozidla a kolejnicí, a tímto konkrétním kolejovým obvodem bude vyhodnocena pouze jako zvýšený svod mezi kolejnicemi a nikoliv jako obsazení kolejového obvodu vozidlem.

Podstata vynálezu

Uvedené nevýhody odstraní nebo podstatně omezí zařízení pro zjišťování zhoršené vodivosti mezi kolem kolejového vozidla a kolejnicí podle tohoto vynálezu. Podstata tohoto vynálezu spo-1 CZ 304095 B6 čivá v tom, že na alespoň jedné nápravě kolejového vozidla je umístěn nápravový transformátor, jehož primární vinutí, protékané primárním proudem, je připojeno ke generátoru a jehož sekundární vinutí, v němž se indukuje sekundární napětí vyvolávající sekundární proud, je tvořeno přímo částí nápravy. Mezi generátorem a nápravovým transformátorem je zapojeno čidlo primárního proudu a/nebo na nápravě s nápravovým transformátorem je umístěno čidlo sekundárního proudu. Každé z těchto čidel je připojeno k vyhodnocovacímu obvodu pro vydání výstupního signálu při zjištění zhoršené vodivosti. Primární proud je zjišťován přes proudové čidlo primárního proudu a sekundární proud je zjišťován přes proudové čidlo sekundárního proudu.

Hlavní výhodou tohoto vynálezu je, že zařízení podle tohoto vynálezu umožňuje průběžně zjišťovat pokles vodivosti mezi kolem a kolejnicí na všech tratích, elektrifikovaných i neelektrifikovaných, s kolejovými obvody i bez nich, s izolovaným kolejištěm i s kolejnicemi vodivě spojenými. Výstupní signál o ztrátě vodivosti je možno použít pro informování strojvedoucího a/nebo je možno ho pomocí rádia přenést na příslušné pracoviště provozovatele dopravní cesty. Pokud na kolejovém vozidle nejsou přítomny uzemňovače trakčního či topného proudu, dále označované pouze jako uzemňovače trakčního proudu, postačí využit jen jedno zařízení podle tohoto vynálezu, např. na motorovém hnacím vozidle nebo řídicím voze.

V případě, že kolejové vozidlo má nápravy opatřené uzemňovači trakčního proudu propojenými vnitřním propojením, je kromě nápravového transformátoru umístěného na jedné z náprav umístěn na druhé z náprav další nápravový transformátor. Na jedné z náprav kolejového vozidla je tedy umístěn nápravový transformátor, jehož primární vinutí, protékané primárním proudem, je připojeno ke generátoru a jehož sekundární vinutí, v němž se indukuje sekundární napětí vyvolávající sekundární proud, je tvořeno přímo částí nápravy. Mezi generátorem a nápravovým transformátorem je zapojeno čidlo primárního proudu a/nebo na nápravě s transformátorem je umístěno čidlo sekundárního proudu. Každé z těchto čidel ,je připojeno k vyhodnocovacímu obvodu pro vydání výstupního signálu při zjištění zhoršené vodivosti.

Na druhé z náprav je pak umístěn další nápravový transformátor, jehož primární vinutí, protékané jeho primárním proudem, je připojeno k dalšímu generátoru a jehož sekundární vinutí, v němž se indukuje sekundární napětí vyvolávající sekundární proud, je tvořeno přímo částí další nápravy. Mezi dalším generátorem a dalším nápravovým transformátorem je zapojeno další čidlo primárního proudu a/nebo na nápravě s dalším nápravovým transformátorem je umístěno další čidlo sekundárního proudu. Každé z těchto dalších čidel je připojeno k dalšímu vyhodnocovacímu obvodu pro vydání výstupního signálu při zjištění zhoršené vodivosti. Takže každá z náprav obsahuje zařízení pro zjišťování zhoršené vodivosti mezi kolem kolejového vozidla a kolejnicí. Vhodným zapojením nejméně dvou zařízení podle tohoto vynálezu je tedy možno eliminovat nepříznivý vliv uzemňovačů trakčního proudu ajejich vnitřního propojení na vznik nežádoucích obchozích cest pro signál zjišťující zhoršení vodivosti mezi kolem a kolejnicí.

Dále je výhodné, když zařízení pro zjišťování zhoršené vodivosti mezi kolem kolejového vozidla a kolejnicí je opatřeno nejméně jedním přídavným proudovým čidlem umístěným na případném vnitřním propojení uzemňovačů trakčního proudu. V tomto případě pak vždy musí být na každé nápravě umístěno proudové čidlo sekundárního proudu. Tato čidla slouží ke zjištění poměru sekundárního proudu v nápravě k proudu ve vnitřním propojení uzemňovačů trakčního proudu, což také indikuje stav vodivosti mezi kolem a kolejnicí. Čidla primárního proudu umístěná mezi každým generátorem a příslušným nápravovým transformátorem mohou být též použita.

Činnost zařízení není vázána na detekční proud kolejového obvodu, tj. zařízení je schopno činnosti i na trati nevybavené kolejovými obvody, a proto je také schopno zjistit zhoršení vodivosti mezi kolem a kolejnicí ještě před vjezdem vozidla do kolejového obvodu. Kromě detekce částečného zhoršení či úplného přerušení vodivosti na jednom či obou kolech jedné nápravy je zařízení schopno rozeznat i úplné přerušení vodivosti všech náprav zároveň, případně částečné zhoršení vodivosti na všech nápravách stejnou či různou měrou. V neposlední řadě navrhované zařízení

-2CZ 304095 B6 má určitou míru sebekontroly, tj. při správné činnosti musí být trvale detekována určitá hodnota primárního proudu.

Navrhované zařízení přispívá ke zvýšení bezpečnosti železniční dopravy, zároveň je investičně nenáročné, v podstatě bezobslužné, navíc má trvalou aktivní kontrolu své správné činnosti.

Zařízení je možno začlenit do vlakového zabezpečovače typu LS jako funkčně samostatný modul, čímž se užitné vlastnosti zabezpečovače podstatně zvýší.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález je podrobně popsán dále na příkladných provedeních, která jsou blíže objasněna na připojených výkresech, na nichž schematicky vyobrazené blokové schéma představuje zařízení, a to na obr. 1 v základním i poruchovém stavu, obr. 2 v poruchovém stavu, s kontrolou jedné nápravy ve funkčním případě, obr. 2a v poruchovém stavu, s kontrolou jedné nápravy v nefunkčním případě, obr. 3 v poruchovém stavu, s kontrolou obou náprav, a obr. 4 v obecném stavu, s kontrolou obou náprav a s přídavnými čidly.

Na dalších vyobrazení jsou schematicky znázorněny grafy, a to na obr. 5 časový průběh primárního proudu při vjezdu na místo zhoršené vodivosti, obr. 6 časový průběh poměru proudu ve vnitřním propojení k sekundárnímu proudu při vjezdu na místo zhoršené vodivosti.

Příklady provedení vynálezu

Příklad 1

Obr. 1 a 5 znázorňují blokové schéma zařízení pro zjišťování zhoršené vodivosti mezi alespoň jedním z kol IL, IP, kolejového vozidla a příslušnou kolejnicí L, P ajeho činnost v základním stavu, tedy při normální vodivosti mezi každým kolem IL, IP a příslušnou kolejnicí L, P. „Základním stavem“ se rozumí stav s dobrou vodivostí. „Poruchovým stavem“ se rozumí stav se zhoršenou vodivostí mezi alespoň jedním kolem IL nebo 2L nebo IP nebo 2P a příslušnou kolejnicí L, P.

Levá kola IL, 2L kolejového vozidla se pohybují po levé kolejnici L, pravá kola IP, 2P po pravé kolejnici P. Kola IL, IP jsou umístěna na první nápravě NI, kola 2L, 2P na druhé nápravě N2.

Pro názornost a jednodušší vysvětlení funkce je na obr. 1 vyobrazeno zařízení pouze na první nápravě NI. Neznázoměno je provedení zařízení podle tohoto vynálezu, které může být umístěno i na druhé nápravě N2 a pracuje shodně.

Na první nápravě NI je umístěn nápravový transformátor T, např. toroidního provedení s děleným jádrem, jehož primární vinutí je připojeno ke generátoru G přes proudové čidlo Q primárního proudu fy připojené k vyhodnocovacímu obvodu V. Primárním vinutím nápravového trans-3CZ 304095 B6 formátoru T protéká primární proud Ιμ Nápravou NI, která zároveň tvoří sekundární vinutí nápravového transformátoru T, protéká sekundární proud Ιμ

Generátor G vytváří střídavé napětí vhodného, např. impulzního, charakteru a tímto napětím je napájeno primární vinutí nápravového transformátoru T a vytváří tak primární proud Ιμ jehož hodnota je snímána proudovým čidlem Či primárního proudu L a vyhodnocována ve vyhodnocovacím obvodu V. Frekvence generátoru G je zvolena tak, aby nekolidovala s frekvencemi používanými neznázorněnými zabezpečovacími či jinými zařízeními. Sekundárním vinutím nápravového transformátoru T je přímo první náprava NI, a v ní se indukuje sekundární napětí, které vytváří sekundární proud F, jehož tok je vyznačen na obr. 1 čerchovaně, a který protéká přes levé kolo IL první nápravy NI do levé kolejnice L a dále levou kolejnicí L a libovolným vhodným propojením, např. druhou nápravou N2, se sekundární proud I₂ dostává do pravé kolejnice P a přes pravé kolo IP první nápravy NI se vrací zpět do první nápravy NI, tj. do sekundárního vinutí nápravového transformátoru T. Celkový odpor sekundárního obvodu určuje velikost sekundárního proudu I₂ a ten zpětně ovlivňuje i velikost primárního proudu Ιμ což je nakonec vyhodnocováno ve vyhodnocovacím obvodu V.

Obr. 1 znázorňuje též blokové schéma zařízení pro zjišťování zhoršené vodivosti mezi kolem IL, IP, kolejového vozidla a příslušnou kolejnicí L, P a jeho činnost v poruchovém stavu, to jest při zhoršené vodivosti mezi kolem IL či IP a příslušnou kolejnicí L, P. Zhoršení vodivosti mezi kolem J_L, IP a příslušnou kolejnicí L, P může způsobit podpískování, napadané listí, rez, nevodivé prachy a nečistoty atp. Tím se podstatně zhorší, případně zcela přeruší, vodivá cesta mezi kolejnicemi L, P pro neznázoměný detekční proud neznázorněného zabezpečovacího zařízení, takže toto zabezpečovací zařízení nemusí být schopno toto kolejové vozidlo detekovat.

Při poruchovém stavu, tedy při zhoršené vodivosti, např. mezi levým kolem IL první nápravy N1 a levou kolejnicí L dojde ke snížení vodivosti, a tedy ke zvětšení odporu mezi levým kolem IL první nápravy NI a levou kolejnicí L, změní se odpor celého sekundárního obvodu, klesne sekundární proud L a následně i primární proud Ιμ což bude vyhodnoceno ve vyhodnocovacím obvodu V a následně indikováno strojvedoucímu. Ostatní proudové cesty, uzavírající sekundární obvod mimo levou a pravou kolejnici L, P, a tedy neúčastnící se celkového šuntu kolejového vozidla, např. přes ložiska a skříň tohoto vozidla, mají odpor mnohem větší než přímé spojení přes obě kolejnice L, P a tyto proudové cesty se vedení sekundárního proudu I₂ podstatněji zúčastní až při velkém zhoršení základní proudové cesty.

Obdobně pracuje zařízení i při snížení vodivosti mezi pravým kolem IP první nápravy NI, a rovněž i levého kola 2L či pravého kola 2P druhé nápravy N2, a k těmto kolům příslušnými kolejnicemi L, P.

Zařízení podle tohoto vynálezu, vyobrazené na obr. 1, pracuje současně s proudovým čidlem C₂ primárního proudu I i s proudovým čidlem C₂ sekundárního proudu Ιμ

Zařízení podle vynálezu může pracovat i bez proudového čidla Č₂ primárního proudu Ιμ jeho funkci potom nahrazuje proudové čidlo Č₂ sekundárního proudu Ιμ

Zařízení podle vynálezu může pracovat také jen s proudovým čidlem Č₂ primárního proudu Ιμ bez proudového čidla Č₂ sekundárního proudu I₂.

Průběh primárního prouduJjV čase je schematicky znázorněn na obr. 5. Z tohoto grafu vyplývá, že primární proud_Ιμ při běžné vodivosti mezi kolem IL, 2L, IP, 2P kolejového vozidla a kolejnicí L, P dosahuje určité hodnoty a v grafu se projevuje v podstatě konstantní hodnotou. Zhoršení vodivosti mezi alespoň jedním z kol IL, 2L, IP, 2P kolejového vozidla a příslušnou kolejnicí L, P způsobí dramatický pokles primárního proudu I₂, což je vyhodnoceno ve vyhodnocovacím obvodu V zařízení podle tohoto vynálezu.

-4CZ 304095 B6

Časový průběh sekundárního proudu hje shodný s časovým průběhem primárního proudu I_h liší se pouze absolutní velikostí obou veličin, a to v poměru odpovídajícímu převodu nápravového transformátoru T.

Popsaný příklad provedení s jedním zařízením dle tohoto vynálezu je vhodný, např. pro motorová hnací vozidla a řídicí vozy, tedy kolejová vozidla bez uzemňovačů Ul, U2 trakčního proudu.

Příklad 2

Ošetření obchozí proudové cesty sekundárního proudu E přes uzemňovače Ul, U2 a vnitřní propojení VP je popsáno dále. Na obr. 2 a 2a je pod pravým kolem IP šrafovaně naznačeno místo snížené vodivosti. Pokud dojde ke snížení vodivosti mezi pravým kolem IP, na jehož straně není umístěn první uzemňovač Ul, proudová cesta sekundárního proudu L z nápravového transformátoru T se uzavírá dvěma cestami. První proudová cesta sekundárního proudu U se uzavírá přes levé kolo 1L, dále kolejnicí L, následně přes levé kolo 2L do nápravy N2. Druhá proudová cesta sekundárního proudu I2 se uzavírá z první nápravy NI přes první uzemňovač Ul trakčního proudu, vnitřním propojením VP, druhým uzemňovačem U2 trakčního proudu přímo do druhé nápravy N2. Následně se obě proudové cesty sekundárního proudu I2 spojí a dále pak již pokračují společně přes pravé kolo 2P do pravé kolejnice P, pravou kolejnicí P přes místo snížené vodivosti do pravého kola IP a nakonec se vrací zpět do první nápravy NI, tj. do sekundárního vinutí nápravového transformátoru T. Snížená vodivost je průchodem sekundárního proudu l·, detekována, respektive hodnota sekundárního proudu I2 je touto sníženou vodivostí ovlivněna, a následně přes změnu primárního proudu Ij vyhodnocena vyhodnocovacím obvodem V.

Sekundární proud U se mezi oběma proudovými cestami rozděluje v obecném poměru „k“ , kde 0 < „k“ < 1 pro první proudovou cestu a v poměru „1 - k“, tj. zbytek, pro druhou proudovou cestu.

Obr. 2 znázorňuje zařízení podle předchozího příkladu provedení podle vynálezu v poruchovém stavu a s kontrolou pouze první nápravy NU Zařízení je v tomto konkrétním příkladném provedení umístěno na vozidle s uzemňovači Ul, U2 trakčního proudu, které jsou vzájemně propojeny vnitřním propojením VP. První uzemňovač Ul trakčního proudu je umístěn na první nápravě NI, a druhý uzemňovač U2 trakčního proudu je umístěn na druhé nápravě N2.

Ošetření proudové cesty sekundárního proudu I2 přes uzemňovače Ul, U2 trakčního proudu a vnitřní propojení VP je popsáno dále. Pokud dojde ke snížení vodivosti mezi pravým kolem IP, na jehož straně není umístěn první uzemňovač Ul, proudová cesta sekundárního proudu L se z nápravového transformátoru T uzavírá přes levé kolo 1L, dále kolejnicí L, následně například přes levé kolo 2L, nápravou N2, přes pravé kolo 2P do pravé kolejnice P a dále pravou kolejnicí P a přes místo snížené vodivosti do kola IP a nakonec se vrací zpět do první nápravy NI. tj. do sekundárního vinutí nápravového transformátoru T. Snížená vodivost je průchodem sekundárního proudu I₂ detekována, respektive hodnota sekundárního proudu U je touto sníženou vodivostí ovlivněna, a následně přes změnu primárního proudu I, vyhodnocena vyhodnocovacím obvodem V.

Obdobně bude zařízení podle tohoto vynálezu pracovat vždy v případě, že ke snížení vodivostí dojde u toho kola IP či 1L, u něhož není umístěn první uzemňovač Ul trakčního proudu.

Funkce zařízení bude shodná, jak v případě, kdy první uzemňovač Ul trakčního proudu je umístěn mezi koly 1L a IP první nápravy NI a druhý uzemňovač U2 trakčního proudu mezi koly 2L a 2P druhé nápravy N2, tak v případě, kdy první uzemňovač Ul trakčního proudu je umístěn vně kol 1L či IP první nápravy NI a druhý uzemňovač U2 trakčního proudu vně kol 2L či 2P druhé nápravy N2. Umístění uzemňovačů Ul, U2 trakčního proudu je dáno konstrukcí konkrétního kolejového vozidla.

-5CZ 304095 B6

Zařízení podle tohoto vynálezu, vyobrazené na obr. 2, pracuje současně s proudovým čidlem Čj primárního proudu β i s proudovým čidlem Č₂ sekundárního proudu I₂.

Zařízení podle vynálezu může pracovat dokonce i bez proudového čidla Č_b primárního proudu 1^ jeho funkci potom nahrazuje proudové čidlo CS sekundárního proudu j₂.

Zařízení podle vynálezu může pracovat také jen s proudovým čidlem Či primárního proudu f, bez proudového čidla Č₂ sekundárního proudu I₂.

Ošetření nežádoucí obchozí proudové cesty sekundárního proudu h přes uzemňovače Ul, U2 a vnitřní propojení VP je popsáno dále a je vyobrazeno na obr. 2a.

Na obr. 2a je pod levým kolem IL šrafovaně naznačeno místo snížené vodivosti. Uvedené zařízení je nefunkční v případě, že dojde ke snížení vodivosti u toho kola IL, u něhož je umístěn první uzemňovač Ul trakčního proudu. V tomto nežádoucím případě, zobrazeném např. na obr. 2a, totiž při zhoršení vodivosti mezi levým kolem IL a levou kolejnicí L dochází k obchozí cestě sekundárního proudu J₂ z nápravového transformátoru T, mimo levé kolo IL, mimo místo se sníženou vodivostí, mimo levou kolejnici L a mimo levé kolo 2L. Obchozí cesta sekundárního proudu I2 se pak uzavírá z první nápravy NI, přes první uzemňovač Ul trakčního proudu, dále přes vnitřní propojení VP, druhý uzemňovač U2 trakčního proudu a poté standardní cestou přes pravé kolo 2P druhé nápravy N2, pravou kolejnici P a pravé kolo IP první nápravy NI se vrací zpět do první nápravy NI, tj. do sekundárního vinutí nápravového transformátoru T. Sekundární proud 1₂ tak neprotéká, či protéká pouze velmi málo, přes místo zhoršené vodivosti pod levým kolem IL, levou kolejnicí L do levého kola 2L a může být tedy velmi obtížné tento stav detekovat a vyhodnotit ve vyhodnocovacím obvodu V.

Obdobně nebude zařízení pracovat vždy v případě, kdy ke snížení vodivosti dojde u toho kola IL nebo IP, u něhož je umístěn první uzemňovač Ul trakčního proudu.

Příklad 3

Nefunkční stav popsaný v předchozím příkladném provedení se napraví zapojením dvou zařízením podle obr. 3, tedy s kontrolou zhoršení vodivosti pod levým kolem IL, jak je naznačeno šrafovaně na obr. 3. Zařízení při praktickém nasazení dokáže eliminovat i nežádoucí obchozí cestu vytvořenou uzemňovači Ul, U2 trakčního proudu. Vychází se přitom ze zásady, že uzemňovače Ul, U2 trakčního proudu se z funkčních důvodů umísťují střídavě na levé a pravé straně kolejového vozidla závislé elektrické trakce.

Vlastní zařízení je shodné s předchozím provedením, s tím rozdílem, že totéž zařízení, resp. jeho nápravový transformátor Τ', je doplněn na druhé nápravě N2. Druhé zařízení, funkčně příslušné druhé nápravě N2, obsahuje generátor G', nápravový transformátor Τ', proudové čidlo Č/ primárního proudu Ič a vyhodnocovací obvod V'. Ostatní prvky jsou shodné s předchozím provedením. Druhé zařízení, funkčně příslušné druhé nápravě N2, může pracovat časově prostřídané s prvním zařízením, funkčně příslušným nápravě NI.

Při snížení vodivosti, např. levého kola IL první nápravy NI, na jehož straně je umístěn první uzemňovač Ul trakčního proudu, se hlavní proudová cesta sekundárního proudu I2 z nápravového transformátoru T uzavírá mimo místo zhoršené vodivosti, a to přes první uzemňovač Ul trakčního proudu, vnitřní propojení VP, druhý uzemňovač U2 trakčního proudu, pravé kolo 2P druhé nápravy N2, dále kolejnici P, následně pravé kolo IL první nápravy NI a nakonec se vrací zpět do první nápravy NI, tj. do sekundárního vinutí nápravového transformátoru T. Tento obvod je nefunkční, neboť přes místo zhoršené vodivosti neprotéká sekundární proud I₂, či protéká jen velmi málo. Avšak zároveň se z nápravového transformátoru T' uzavírá další, již funkční obvod, a to přes levé kolo 2L druhé nápravy N2, přes místo snížené vodivosti do kolejnice L, přes místo snížené vodivosti do prvního kola IL první nápravy NI a dále přes vnitřní pro-6CZ 304095 B6 pojení VP a druhý uzemňovač U2 trakčního proudu do druhé nápravy N2, tj. do sekundárního vinutí nápravového transformátoru Tj. Průchodem sekundárního proudu 1/ přes místo snížené vodivosti je tedy tato snížená vodivost detekována a následně změnou primárního proudu T vyhodnocena pomocí proudového čidla Č/ primárního proudu Ijj a vyhodnocovacího obvodu V'.

V konečném důsledku je tento stav indikován strojvedoucímu.

Zařízení bude pracovat shodně i v případě, pokud dojde ke snížení vodivosti pod levým kolem 2L a/nebo pravými koly IP, 2P kterékoliv z náprav NI, N2 a příslušnou kolejnicí L či P.

Při případném neznázorněném snížení vodivosti, např. pravého kola IP první nápravy NI nebo pravého kola 2P druhé náprav N2, na jehož straně je umístěn druhý uzemňovač U2 trakčního proudu, se hlavní proudová cesta sekundárního proudu 1/ z nápravového transformátoru T' uzavírá mimo místo zhoršené vodivosti, a to přes druhý uzemňovač U2 trakčního proudu, vnitřní propojení VP, první uzemňovač Ul trakčního proudu , levé kolo IL první nápravy NI, dále kolejnici L, následně levé kolo 2L druhé nápravy N2, druhou nápravou N2 do nápravového transformátoru T. Tento obvod je nefunkční, neboť přes místo zhoršené vodivosti neteče proud, či teče jen velmi málo. Avšak zároveň se z nápravového transformátoru T uzavírá další, již funkční obvod, a to přes pravé kolo IP první nápravy NI, přes místo snížené vodivosti do kolejnice P, přes místo snížené vodivosti do pravého kola 2P druhé nápravy N2 a dále přes vnitřní propojení VP a první uzemňovač Ul trakčního proudu první nápravou NI zpět do nápravového transformátoru T. Průchod sekundárního proudu ty přes místa snížené vodivosti je tedy detekován a následně změnou primárního proudu T vyhodnocen pomocí proudového čidla Či primárního proudu I^vyhodnocovacího obvodu V a v konečném důsledku je tento stav indikován strojvedoucímu.

V příkladném provedení na obr. 3 tedy zařízení funkčně příslušné nápravě NI vždy detekuje zhoršení vodivosti pravých kol IP, 2P vůči pravé kolejnici P, a zařízení funkčně příslušné nápravě N2 vždy detekuje zhoršení vodivosti levých kol IL, 2L vůči levé kolejnici L. V případě, že zhoršení vodivosti postihlo všechna kola IP, 2P, IL, 2L, zareagují obě zařízení.

Funkce zařízení bude shodná jak v případě, kdy první uzemňovač Ul trakčního proudu je umístěn mezi koly IL a IP první nápravy NI a druhý uzemňovač U2 trakčního proudu mezi koly 2L a 2P druhé nápravy N2, tak v případě, kdy první uzemňovač Ul trakčního proudu je umístěn vně kol IL či IP první nápravy NI a druhý uzemňovač U2 trakčního proudu vně kol 2L či 2P druhé nápravy N2. Umístění uzemňovačů Ul, U2 trakčního proudu je dáno konstrukcí konkrétního kolejového vozidla.

Zařízení podle tohoto vynálezu, vyobrazené na obr. 3, pracuje současně s proudovými čidly Č_h Či' primárního proudu L, Ijý, a rovněž také s proudovými čidly Č₂, C₂' sekundárního proudu I₂, fy.

Zařízení podle vynálezu může pracovat dokonce i bez proudových čidel Či, ČC primárního proudu I,, IC, jejich funkci potom nahrazují proudová čidla Č2, C₂' sekundárního proudu h, I₂\

Zařízení podle vynálezu může pracovat také jen s proudovými čidly Č|, Čjý primárního proudu li, IC bez proudových čidel Č2, ČC sekundárního proudu ty, IC.

Příklad 4

Příkladné provedení na obr. 4 je shodné uspořádáním i funkčně s předchozím příkladným provedením dle obr. 3, s tím rozdílem, že navíc obsahuje přídavná proudová čidla CP, CP' na vnitřním propojení VP.

-7CZ 304095 B6

Tato přídavná proudová čidla ČP. ČP' zjišťují, neprotéká-li náhodou podstatná část sekundárního proudu h vnitřním propojením VP uzemňovačů Ul, U2 trakčního proudu, což by opět byl důsledek zhoršené vodivosti, tedy zvětšeného odporu mezi některým z kol IL, 2P a příslušnou kolejnicí L, P.

Pokud je zjištěna nežádoucí hodnota poměru sekundárního proudu I2, L·' k proudu ve vnitřním propojení VP uzemňovačů Ul, U2 trakčního proudu, je strojvedoucímu indikován poruchový stav.

Na obr. 6 je schematicky znázorněn časový průběh poměru sekundárního proudu U k proudu ve vnitřním propojení VP. Zhoršení vodivosti mezi některým z kol IL, 2L a kolejnicí L způsobí změnu velikosti sekundárního proudu_h, jakož i změnu rozdělení tohoto sekundárního proudu I2 mezi proud tekoucí přes kolo IL, 2L a proud tekoucí vnitřním propojením VP uzemňovačů Ul, U2 trakčního proudu, a to ve prospěch proudu tekoucího tímto vnitřním propojením VP, a tedy způsobí i změnu poměru proudu tekoucího vnitřním propojením VP k celkovému sekundárnímu proudu L. Tato změna poměru obou proudů je též vyhodnocena ve vyhodnocovacím obvodu V zařízení podle tohoto vynálezu.

Zařízení podle tohoto vynálezu, vyobrazené na obr. 4, pracuje současně s proudovými čidly Č_h Č,' primárního proudu I_h 1/, i s proudovými čidly Č2, Čf sekundárního proudu I2, U

Zařízení podle vynálezu pracuje dokonce i bez proudových čidel Cj, Č/ primárního proudu l_lx Iiý, ajejich funkci potom nahrazují proudová čidla Č2, Čf sekundárního proudu L,12

V příkladných provedeních tohoto vynálezu jsou popsána a vyobrazena nejvýše dvě zařízení podle tohoto vynálezu. Kolejové vozidlo však může být vybaveno i více navrhovanými zařízeními podle tohoto vynálezu. Nápravové transformátory T, T' a případné další nevyobrazené nápravové transformátory jsou potom umístěny na více nápravách než na uvedených dvou nápravách NI, N2. Generátory G, G' a případné další nevyobrazené generátory, jakož i vyhodnocovací obvody V, V' a případné další nevyobrazené vyhodnocovací obvody, se mohou nacházet ve společné skříni a mohou být i vzájemně propojeny za účelem synchronizace činnosti.

Každé druhé a další zařízení může pracovat s odlišnými pracovními kmitočty, které mohou být navíc různě modulovány, nebo zařízení mohou pracovat časově prostřídané, nebo v kombinaci těchto parametrů, čímž se zajistí rozlišení signálů jednotlivých zařízení při vyhodnocování. Případně může být pro celé vozidlo pouze jeden generátor G i proudové čidlo Čj primárního proudu T, a tyto pak mohou být postupně přepínány k jednotlivým nápravovým transformátorům T, T' a případným dalším nevyobrazeným nápravovým transformátorům.

Vlastní zařízení může být umístěno mimo podvozek kolejového vozidla, mimo nápravy N1. N2, avšak na alespoňjedné nápravě NI, N2 je umístěn nápravový transformátor Τ, Τ'. Zbývající součásti zařízení jsou umístěny na vhodném místě kolejového vozidla.

V příkladných provedeních je uvedeno uzavírání sekundárního proudu l· přes druhou nápravu N2. Popsaná cesta sekundárního proudu U může být uzavírána i jinak, podle okamžitých podmínek elektrické vodivosti., např. místo náprav N2 jakýmkoliv nezobrazeným elektrickým propojením kolejnic La P, např. přes stykový transformátor zabezpečovacího zařízení.

Průmyslová využitelnost

Řešení je určeno pro železniční dopravu a zvýšení její bezpečnosti.

Claims (3)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Zařízení pro zjišťování zhoršené vodivosti mezi kolem kolejového vozidla a kolejnicí, když toto kolejové vozidlo pojíždí svými koly (IL, 2L, IP, 2P), umístěnými na nápravách (NI, N2), po kolejnicích (L, P), vyznačující se tím, že na alespoň jedné nápravě (NI, N2) kolejového vozidla je umístěn nápravový transformátor (T), jehož primární vinutí, protékané primárním proudem (10, je připojeno ke generátoru (G) a jehož sekundární vinutí, v němž se indukuje sekundární napětí vyvolávající sekundární proud ( I₂), je tvořeno přímo částí nápravy (NI, N2), přičemž mezi generátorem (G) a nápravovým transformátorem (T) je zapojeno čidlo (Či) primárního proudu (li) a/nebo na nápravě (NI, N2) s nápravovým transformátorem (T) je umístěno čidlo (Č₂) sekundárního proudu (I₂) a každé z těchto čidel (Cj, C₂) je připojeno k vyhodnocovacímu obvodu (V) pro vydání výstupního signálu při zjištění zhoršené vodivosti.
2. 2. Zařízení pro zjišťování zhoršené vodivosti mezi kolem kolejového vozidla a kolejnicí, když toto kolejové vozidlo pojíždí svými koly (IL, 2L, IP, 2P), umístěnými na nápravách (NI, N2), po kolejnicích (L, P), vyznačující se tím, že nápravy (NI, N2) jsou opatřené uzemňovači (Ul, LJ2) trakčního proudu, propojenými vnitřním propojením (VP), na jedné z náprav (NI) kolejového vozidla je umístěn nápravový transformátor (T), jehož primární vinutí, protékané primárním proudem (I,), je připojeno ke generátoru (G ), a jehož sekundární vinutí, v němž se indukuje sekundární napětí vyvolávající sekundární proud (I₂), je tvořeno přímo částí nápravy (NI), mezi generátorem (G) a nápravovým transformátorem (T) je zapojeno čidlo (Č0 primárního proudu (li) a/nebo na nápravě (NI, N2) s nápravovým transformátorem (T) je umístěno čidlo (Č₂) sekundárního proudu (I₂), a každé z těchto čidel (Č,, Č₂),je připojeno k vyhodnocovacímu obvodu (V) pro vydáni výstupního signálu při zjištění zhoršené vodivosti, přičemž na druhé z náprav (N2) je umístěn další nápravový transformátor (Τ'), jehož primární vinutí, protékané jeho primárním proudem (10), je připojeno k dalšímu generátoru (G'); a jehož sekundární vinutí, v němž se indukuje sekundární napětí vyvolávající sekundární proud (I₂'), je tvořeno přímo částí nápravy (N2), mezi dalším generátorem (G') a dalším nápravovým transformátorem (Τ') je zapojeno další čidlo (Č0) primárního proudu (10) a/nebo na nápravě (N2) s dalším nápravovým transformátorem (Τ') je umístěno další čidlo (Č₂') sekundárního proudu (I₂'), a a každé z těchto dalších čidel (Či', Č₂') je připojeno k dalšímu vyhodnocovacímu obvodu (V') pro vydání výstupního signálu při zjištění zhoršené vodivosti.
3. 3. Zařízení pro zjišťování zhoršené vodivosti mezi kolem kolejového vozidla a kolejnicí, podle nároku 2, vyznačující se tím, že vnitřní propojení (VP) uzemňovačů (Ul, U2) trakčního proudu je opatřeno nejméně jedním přídavným proudovým čidlem (ČP, ČP').