RU104526U1

RU104526U1 - AC RAIL CIRCUIT

Info

Publication number: RU104526U1
Application number: RU2010152378/11U
Authority: RU
Inventors: Александр Александрович Прокофьев
Priority date: 2010-12-21
Filing date: 2010-12-21
Publication date: 2011-05-20

Abstract

Полезная модель относится к устройствам железнодорожной автоматики и телемеханики. Рельсовая цепь переменного тока содержит источник питания переменного тока, подключенный через первый блок согласования к электрически изолированной от других рельсовых цепей рельсовой линии, которая через второй блок согласования подключена к блоку защиты, путевое реле, источник питания постоянного тока, оптрон, светоизлучатель которого включен на выходе блока защиты, а фотоприемник оптрона включен последовательно с источником питания переменного тока и первой обмоткой путевого реле, светодиод, анод которого подключен к положительному полюсу источника питания постоянного тока, а катод - через вторую обмотку путевого реле подключен к отрицательному полюсу того же источника питания. Технический результат - повышение контролепригодности. 2 илл. The utility model relates to railway automation and telemechanics devices. The AC rail circuit contains an AC power source connected through a first matching unit to a rail line electrically isolated from other rail circuits, which is connected to a protection unit through a second matching unit, a trip relay, a DC power supply, an optocoupler whose light-emitter is turned on at the output the protection unit, and the optocoupler photodetector is connected in series with the AC power source and the first winding of the track relay, a LED whose anode is connected to the positive CB pole of the DC power source and a cathode - in the second track relay coil is connected to the negative pole of the power source. EFFECT: increased suitability. 2 ill.

Description

Полезная модель относится к устройствам железнодорожной автоматики и телемеханики.The utility model relates to railway automation and telemechanics devices.

Известна рельсовая цепь переменного тока, содержащая источник питания переменного тока, подключенный через первый блок согласования к электрически изолированной от других рельсовых цепей рельсовой линии, которая через второй блок согласования подключена к блоку защиты, к выходу которого подключены последовательно соединенные диод и импульсное реле, через замыкающий контакт которого источник питания переменного тока подключен к первой обмотке путевого реле, вторая обмотка которого подключена к источнику питания постоянного тока (SU 1268460, B61L 23/16, Бюл. №41 07.11.86).A rail AC circuit is known, comprising an AC power source connected through a first matching unit to a rail line electrically isolated from other rail circuits, which through a second matching unit is connected to a protection unit, to the output of which a diode and a pulse relay are connected in series through a closing relay the contact of which the AC power source is connected to the first winding of the trip relay, the second winding of which is connected to the DC power source (SU 12 68460, B61L 23/16, Bull. No. 41 11/7/86).

Недостатком известной рельсовой цепи переменного тока является низкая контролепригодность, так как в ней невозможно без использования внешних измерительных приборов достоверно определить причину выключенного состояния путевого реле при свободности рельсовой линии от подвижного состава и зафиксировать ее предотказное состояние.A disadvantage of the known AC rail circuit is its low controllability, since it is not possible to reliably determine the cause of the switched-off state of the track relay when the rail line is free from rolling stock and fix its precautionary condition without using external measuring devices.

Наиболее близким техническим решением к заявляемой полезной модели является рельсовая цепь переменного тока, содержащая источник питания переменного тока, подключенный через первый блок согласования к электрически изолированной от других рельсовых цепей рельсовой линии, которая через второй блок согласования подключена к блоку защиты, путевое реле, к одной обмотке которого подключен источник питания постоянного тока, оптрон, светоизлучатель которого включен на выходе блока защиты, а фотоприемник оптрона включен последовательно с источником питания переменного тока и второй обмоткой путевого реле (RU 97700, B61L 23/16, опубл. 20.09.2010, Бюл. №26).The closest technical solution to the claimed utility model is an AC rail circuit containing an AC power source connected via a first matching unit to an rail line electrically isolated from other rail circuits, which is connected through a second matching unit to a protection unit, a track relay, to one the winding of which is connected to a DC power source, an optocoupler, whose light emitter is turned on at the output of the protection unit, and the optocoupler photodetector is connected in series with AC power supply and the second winding of the track relay (RU 97700, B61L 23/16, publ. 09/20/2010, Bull. No. 26).

Недостатком известной рельсовой цепи переменного тока также является низкая контролепригодность, так как в ней невозможно без использования внешних измерительных приборов достоверно определить причину выключенного состояния путевого реле при свободности рельсовой линии от подвижного состава и зафиксировать ее предотказное состояние.A disadvantage of the known AC rail circuit is also low controllability, since it is impossible to reliably determine the cause of the switched-off state of the track relay when the rail line is free from rolling stock and fix its precautionary condition without using external measuring devices.

Задача полезной модели заключается в повышении контролепригодности рельсовой цепи переменного тока.The objective of the utility model is to increase the controllability of the AC rail circuit.

Технический результат достигается тем, что в рельсовую цепь переменного тока, содержащую источник питания переменного тока, подключенный через первый блок согласования к электрически изолированной от других рельсовых цепей рельсовой линии, которая через второй блок согласования подключена к блоку защиты, путевое реле, источник питания постоянного тока, оптрон, светоизлучатель которого включен на выходе блока защиты, а фотоприемник оптрона включен последовательно с источником питания переменного тока и первой обмоткой путевого реле, введен светодиод, анод которого подключен к положительному полюсу источника питания постоянного тока, а катод - через вторую обмотку путевого реле подключен к отрицательному полюсу того же источника питания.The technical result is achieved by the fact that in the AC rail circuit containing an AC power source connected through the first matching unit to an electrically isolated from the other rail circuits rail line, which through the second matching unit is connected to the protection unit, a track relay, a DC power source , an optocoupler whose light emitter is turned on at the output of the protection unit, and the optocoupler photodetector is connected in series with an AC power source and the first winding of the track relay, It is led LED, the anode of which is connected to the positive pole of the DC power source and a cathode - in the second track relay coil is connected to the negative pole of the power source.

Функциональная схема заявляемого устройства представлена на фиг.1. На фиг.2 показана схема первого блока согласования 2. Второй блок согласования 4 имеет идентичную схему.Functional diagram of the inventive device is presented in figure 1. Figure 2 shows a diagram of a first matching unit 2. The second matching unit 4 has an identical circuit.

Рельсовая цепь переменного тока содержит источник питания переменного тока 1, подключенный через первый блок согласования 2 к рельсовой линии 3, которая через второй блок согласования 4 подключена к блоку защиты 5, путевое реле 6, источник питания постоянного тока 7, оптрон 8, светоизлучатель 9 которого включен на выходе блока защиты 5, а фотоприемник 10 включен последовательно с источником питания переменного тока 1 и первой обмоткой путевого реле 6, светодиод 11, анод которого подключен к положительному полюсу источника питания постоянного тока 7, а катод - через вторую обмотку путевого реле 6 подключен к отрицательному полюсу того же источника питания 7. При этом обмотки путевого реле 6 включены согласно.The AC rail circuit contains an AC power source 1 connected through a first matching unit 2 to a rail line 3, which is connected through a second matching unit 4 to a protection unit 5, a track relay 6, a DC power supply 7, an optocoupler 8, whose light emitter 9 is connected to the output of the protection unit 5, and the photodetector 10 is connected in series with the AC power source 1 and the first winding of the path relay 6, LED 11, the anode of which is connected to the positive pole of the DC power source 7, and a cathode - in a second winding track relay 6 is connected to the negative pole of the power source 7. Thus the track relay coil 6 included under.

На рисунке позициями 12-15 обозначены стыки, электрически изолирующие рельсовые линии заявляемой и смежных с ней рельсовых цепей. На рисунке показаны также мгновенные значения полярностей напряжений переменного тока в рельсовых линиях заявляемой и смежных с ней рельсовых цепей, а также мгновенное значение полярности напряжения в первой обмотке путевого реле 6 при исправном состоянии изолирующих стыков 12-15.In the figure, positions 12-15 indicate the joints that electrically isolate the rail lines of the claimed and adjacent rail chains. The figure also shows the instantaneous values of the polarity of the AC voltage in the rail lines of the claimed and adjacent rail circuits, as well as the instantaneous value of the voltage polarity in the first winding of the track relay 6 when the insulating joints 12-15 are in good condition.

Блок согласования 2 включает в себя два предохранителя 16 и 17 типа 20871 (2А), через которые первичная обмотка трансформатора 18 типа ПОБС-2А подключена к источнику питания переменным током 1. Вторичная обмотка трансформатора 18 через резистор 19 типа 7157 (1, 2 Ом, 3 А) и автоматический выключатель 20 типа АВМ-1 (10 А) подключена к рельсовой линии 3 (B.C.Аркатов, Ю.В.Аркатов, С.В.Казеев, Ю.В.Ободовский. Рельсовые цепи магистральных железных дорог: Справочник. - 3-е издание, переработанное и дополненное. - М.: Издательство «ООО Миссия-М», 2006 г., рис.4.3, а), табл.4.3).The coordination unit 2 includes two fuses 16 and 17 of type 20871 (2A), through which the primary winding of transformer 18 of type POBS-2A is connected to an AC power source 1. The secondary winding of transformer 18 through a resistor 19 of type 7157 (1, 2 Ohm, 3 A) and an AVM-1 type circuit breaker 20 (10 A) is connected to rail line 3 (BCArkatov, Yu.V. Arkatov, S.V.Kaseev, Yu.V. Obodovsky. Rail circuits of the main railways: Reference. - 3rd edition, revised and enlarged. - M .: Publishing house "Mission-M LLC", 2006, Fig. 4.3, a), Table 4.3).

В заявляемой рельсовой цепи переменного тока использован оптрон 8 типа АОУ-115А, в котором излучателем света 9 является светодиод, а фотоприемником 10 - фотодинистор (Маскатов Е.А. Справочник по полупроводниковым приборам. - М.: «Журнал «Радио»», 2005 г., с.55). Номинальный ток включения светоизлучателя данного оптрона составляет 20 мА, его максимальные выходное напряжение и ток составляют соответственно 50 В и 100 мА.In the inventive rail AC circuit, an AOU-115A type 8 optocoupler is used, in which the light emitter 9 is an LED and the photodetector 10 is a photodinistor (E. Maskatov, Handbook of semiconductor devices. - M.: “Radio” magazine, 2005 g., p. 55). The nominal light emitting current of this optocoupler is 20 mA; its maximum output voltage and current are 50 V and 100 mA, respectively.

В качестве светодиода в заявляемом устройстве использован светодиод типа АЛС331А (Абрамов В.М. Электронные элементы железнодорожной автоматики. - 2-е издание, перераб. и доп. - М.: Транспорт, 1986, с.21, табл.2.4). Данный тип светодиода изменяет излучаемый свет от зеленого до красного, в зависимости от величины протекающего через него тока. Ток, протекающий через светодиод 11, в заявляемом устройстве определяется сопротивлением второй обмотки путевого реле 6.As an LED in the inventive device, an ALS331A type LED is used (V. Abramov, Electronic Elements of Railway Automation. - 2nd edition, revised and enlarged. - M.: Transport, 1986, p.21, Table 2.4). This type of LED changes the emitted light from green to red, depending on the magnitude of the current flowing through it. The current flowing through the LED 11 in the inventive device is determined by the resistance of the second winding of the track relay 6.

В качестве путевого реле 6 в заявляемой рельсовой цепи переменного тока используется двухобмоточное реле НМШ1-1800, напряжение включения которого составляет 16 В, выключения - 9 В (Сороко В.И., Милюков В.А. Аппаратура железнодорожной автоматики и телемеханики: Справочник: в 2 кн. Кн. 1. 3-е изд. М.: НПФ «Планета», 2000 г., таблица 110). В качестве блока защиты 5 реле в заявляемой рельсовой цепи переменного тока используется блок типа ЗБФ-1 (Рельсовые цепи магистральных железных дорог: Справочник - 3-е издание, переработанное и дополненное. - М.: Издательство «ООО Миссия-М», 2006 г., рис 4.22). Таким образом, входные и выходные характеристики узлов заявляемой рельсовой цепи согласованы между собой.As a track relay 6 in the inventive rail circuit of an alternating current, a two-winding relay NMSh1-1800 is used, the switching voltage of which is 16 V, and the switching voltage is 9 V (Soroko V.I., Milyukov V.A. 2 book, Prince 1. 3rd ed., Moscow: NPF Planeta, 2000, table 110). As a block of protection for 5 relays in the inventive rail AC circuit, a block of the type ZBF-1 is used (Rail circuits of the main railways: Handbook - 3rd edition, revised and supplemented. - M.: Publishing House "Mission-M", 2006 ., Fig. 4.22). Thus, the input and output characteristics of the nodes of the inventive rail circuit are consistent.

Заявляемая рельсовая цепь переменного тока работает следующим образом.The inventive rail circuit AC operates as follows.

Во вторую обмотку путевого реле 6 подается постоянное напряжение от источника питания постоянного тока 7. Величина этого напряжения, во-первых, составляет половину напряжения его включения, во-вторых, меньше напряжения выключения этого реле. Для используемого путевого реле типа НМШ1-1800 это напряжение составляет 8 В. При исправности цепи питания второй обмотки путевого реле 6 светодиод 11 излучает зеленый световой сигнал.In the second winding of the path relay 6, a constant voltage is supplied from the DC power source 7. The magnitude of this voltage, firstly, is half the voltage of its inclusion, and secondly, less than the voltage to turn off this relay. For the used NMSh1-1800 type relay, this voltage is 8 V. When the power supply circuit of the second winding of the relay relay 6 is working, LED 11 emits a green light.

При отсутствии на рельсовой линии 3 заявляемой рельсовой цепи железнодорожной подвижной единицы и исправных изолирующих стыков 12-15 переменное напряжение, проходящее от источника питания переменного тока 1 через первый блок согласования 2, рельсовую линию 3, второй блок согласования 4 и блок защиты 5, воздействует на светоизлучатель 9 оптрона 8. В этой цепи блок 2 согласовывает сопротивления источника питания 1 и рельсовой линией 3, блок 4 согласовывает сопротивления рельсовой линии 3 и блока защиты 5, блок защиты 5 исключает появление на своих выходах переменного напряжения, отличного по частоте от частоты переменного тока источника питания 1. Светоизлучатель, то есть светодиод 9, осуществляет однополупериодное выпрямление переменного напряжения, формируемое на выходах блока защиты 5. При каждой прямой полуволне напряжения, получаемого от источника питания переменного тока 1, светодиод 9 оптрона 8 излучает свет, а в момент обратной полуволны напряжения источника питания 1 этот световой поток отсутствует. Под воздействием светового потока, соответствующего прямой полуволне переменного напряжения источника питания 1, фотоприемник, то есть фотодинистор 10 оптрона 8, открывается, и в первую обмотку путевого реле 6 подается импульс положительной полярности (+). Таким образом, фотодинистор 10 осуществляет однополупериодное выпрямление переменного напряжения, поступающего в первую обмотку путевого реле 6 от источника питания 1. Величина этого напряжения, во-первых, должна составлять половину напряжения включения путевого реле 6, а во-вторых - быть меньше напряжения выключения этого реле. Для путевого реле 6 типа НМШ1-1800 это напряжение должно составлять также 8 В. Одинаковая полярность постоянного тока в обеих обмотках путевого реле 6 вызывает его включение, так как в данном случае магнитные потоки в обмотках путевого реле 6 совпадают по направлению. Включенное состояние путевого реле 6 свидетельствует, во-первых, об отсутствии на рельсовой линии данной рельсовой цепи подвижного железнодорожного состава, во-вторых, об исправности изолирующих стыков 12-15, в-третьих, об исправности цепи питания путевого реле 6 от источника питания постоянного тока 7.In the absence on the rail line 3 of the claimed rail circuit of the railway rolling unit and serviceable insulating joints 12-15, the alternating voltage passing from the AC power source 1 through the first matching unit 2, the rail line 3, the second matching unit 4 and the protection unit 5 acts on light emitter 9 of the optocoupler 8. In this circuit, block 2 coordinates the resistances of the power supply 1 and the rail line 3, block 4 coordinates the resistances of the rail line 3 and the protection block 5, the protection block 5 excludes the appearance of strokes of alternating voltage, different in frequency from the frequency of alternating current of power source 1. A light emitter, that is, LED 9, performs half-wave rectification of alternating voltage generated at the outputs of protection unit 5. At each direct half-wave of voltage received from alternating current power source 1, the LED 9 of the optocoupler 8 emits light, and at the time of the inverse half-wave of the voltage of the power source 1, this light flux is absent. Under the influence of the light flux corresponding to the direct half-wave of the alternating voltage of the power source 1, the photodetector, that is, the photodinistor 10 of the optocoupler 8, opens, and a pulse of positive polarity (+) is supplied to the first winding of the path relay 6. Thus, the photo-dinistor 10 carries out half-wave rectification of the alternating voltage supplied to the first winding of the track relay 6 from the power source 1. The value of this voltage, firstly, should be half the voltage on the track relay 6, and secondly, be less than the turn-off voltage of this relay. For a path relay 6 of type NMSh1-1800, this voltage should also be 8 V. An identical DC polarity in both windings of the path relay 6 causes it to turn on, since in this case the magnetic fluxes in the windings of the path relay 6 are aligned. The on state of the track relay 6 indicates, firstly, that there is no rolling stock on the rail line of the rail circuit, secondly, that the insulating joints 12-15 are in good condition, and thirdly, that the power circuit of the track relay 6 from the DC power source is working current 7.

При неисправности цепи питания второй обмотки путевого реле 6 от источника питания постоянного тока 7 режим работы светодиода 11 изменяется. При уменьшении сопротивления второй обмотки путевого реле 6 вследствие межвиткового короткого замыкания, светодиод будет излучать красный световой сигнал, свидетельствующий о предотказном состоянии рельсовой цепи. При обрыве второй обмотки путевого реле 6 или пропадании напряжения источника питания постоянного тока 7, светодиод 11 не будет излучать свет, что при выключенном состоянии путевого реле 6 и свободности рельсовой линии 3 от подвижного железнодорожного состава свидетельствует о том, что причиной ложной занятости рельсовой цепи является неисправность цепи питания путевого реле 6 постоянным током.If the power circuit of the second winding of the track relay 6 from the DC power source 7 is malfunctioning, the operating mode of the LED 11 changes. When the resistance of the second winding of the track relay 6 decreases due to the inter-turn short circuit, the LED will emit a red light signal indicating a precautionary state of the rail circuit. If the second winding of the track relay 6 breaks or the voltage of the DC power supply 7 disappears, the LED 11 will not emit light, which, when the track relay 6 is off and the rail line 3 is free from the rolling stock, indicates that the cause of the false occupancy of the rail circuit is Malfunction of the power circuit of the track relay 6 DC.

Колесные пары подвижного состава, при его вступлении на рельсовую линию заявляемой рельсовой цепи, закорачивают ее. Ток на выходе блока защиты 5 становится меньше тока включения светодиода 9 оптрона 8, и светодиод 9 перестает излучать свет. Соответственно, фотодинистор 10 оптрона 8 в момент смены полярности переменного напряжения источника питания 1, закрывается, импульсы постоянного тока положительной полярности от источника питания 1 в первую обмотку путевого реле 6 перестают поступать. Так как в этом случае путевое реле 6 будет получать питание только по одной обмотке, то оно выключается. Выключенное состояние путевого реле 6 и свечение светодиода 11 в данном случае свидетельствует о занятости рельсовой цепи железнодорожным подвижным составом.Wheel pairs of rolling stock, when it enters the rail line of the claimed rail chain, short-circuit it. The current at the output of the protection unit 5 becomes less than the turn-on current of the LED 9 of the optocoupler 8, and the LED 9 ceases to emit light. Accordingly, the photodinistor 10 of the optocoupler 8 at the time of changing the polarity of the alternating voltage of the power source 1, is closed, the DC pulses of positive polarity from the power source 1 to the first winding of the track relay 6 stop coming. Since in this case, the track relay 6 will receive power only on one winding, it turns off. The off state of the track relay 6 and the glow of the LED 11 in this case indicates the employment of the rail circuit by the railway rolling stock.

При пробое изолирующих стыков, например 14 и 15, на светодиод 9 оптрона 8 будет воздействовать напряжение, поступающее от источника питания переменного тока смежной рельсовой цепи. Светодиод 9 будет выпрямлять это напряжение «чужого» источника питания, излучая в момент своего открытия световой поток. Однако, так как фаза переменного напряжения в смежной рельсовой цепи противоположна фазе источника питания переменного тока 1 заявляемой рельсовой цепи, включаться светодиод 9 оптрона 8 будет в момент, соответствующий обратной полуволне напряжения своего источника питания 1. Следовательно, фотодинистор 10 оптрона 8 будет открываться и подавать импульсы постоянного тока в первую обмотку путевого реле 6, полярность которых будет противоположна полярности напряжения, подаваемого во вторую обмотку путевого реле 6 от источника питания постоянного тока 7. Так как в данном случае магнитные потоки в обмотках путевого реле 6 будут направлены противоположно, то путевое реле 6 выключиться.In the breakdown of insulating joints, for example 14 and 15, the LED 9 of the optocoupler 8 will be affected by the voltage coming from the AC power source of the adjacent rail circuit. LED 9 will rectify this voltage of a “foreign” power source, emitting a light stream at the moment of its opening. However, since the phase of the alternating voltage in the adjacent rail circuit is opposite to the phase of the alternating current power source 1 of the inventive rail circuit, the optocoupler LED 9 will turn on at the moment corresponding to the reverse half-wave of the voltage of its power source 1. Therefore, the photodinistor 10 of the optocoupler 8 will open and feed DC pulses to the first winding of the track relay 6, the polarity of which will be opposite to the polarity of the voltage supplied to the second winding of the track relay 6 from the power source current 7. Since in this case the magnetic fluxes in the windings of the track relay 6 will be directed oppositely, the track relay 6 will turn off.

Выключение путевого реле 6 при неисправности изолирующих стыков 12-15 является защитным отказом, допустимым в устройствах железнодорожной автоматики и телемеханики. Свечение светодиода 11 в этом случае свидетельствует о том, что выключение путевого реле 6 произошло не по причине неисправности цепи питания этого реле постоянным током.Switching off the track relay 6 in case of malfunction of the insulating joints 12-15 is a protective failure, permissible in devices of railway automation and telemechanics. The glow of the LED 11 in this case indicates that the trip relay 6 did not turn off due to a malfunction of the DC power circuit of this relay.

Любая другая одиночная неисправность заявляемой рельсовой цепи переменного тока приводит к выключению путевого реле 6, то есть к ее защитному отказу.Any other single malfunction of the claimed rail AC circuit leads to the shutdown of the track relay 6, that is, to its protective failure.

Таким образом, введение светодиода в заявляемую рельсовую цепь переменного тока повышает ее контролепригодность, так как позволяет фиксировать как ее предотказное состояние, так и определять неисправность цепи питания путевого реле постоянным током без использования внешних измерительных приборов.Thus, the introduction of an LED in the inventive rail circuit of an alternating current increases its controllability, as it allows you to record both its precautionary state and determine the malfunction of the power circuit of the track relay by direct current without the use of external measuring devices.

Claims

An AC rail circuit comprising an AC power source connected through a first matching unit to a rail line electrically isolated from other rail circuits, which through a second matching unit is connected to a protection unit, a trip relay, a DC power supply, an optocoupler whose light emitter is turned on the output of the protection unit, and the optocoupler photodetector is connected in series with the AC power source and the first winding of the track relay, characterized in that an LED is inserted into it, node is connected to the positive pole of the DC power source and a cathode - in the second track relay coil is connected to the negative pole of the power source.