RU2328400C1 - Track circuit - Google Patents

Track circuit Download PDF

Info

Publication number
RU2328400C1
RU2328400C1 RU2006138890/11A RU2006138890A RU2328400C1 RU 2328400 C1 RU2328400 C1 RU 2328400C1 RU 2006138890/11 A RU2006138890/11 A RU 2006138890/11A RU 2006138890 A RU2006138890 A RU 2006138890A RU 2328400 C1 RU2328400 C1 RU 2328400C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
track
rail
capacitors
transformer
carrier frequency
Prior art date
Application number
RU2006138890/11A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Сергеевич Лочехин (RU)
Владимир Сергеевич Лочехин
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт точной механики"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт точной механики" filed Critical Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт точной механики"
Priority to RU2006138890/11A priority Critical patent/RU2328400C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2328400C1 publication Critical patent/RU2328400C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: automation.
SUBSTANCE: invention concerns railway automation and can be applied in the systems of interval regulation of underground trains. The track circuit consists of a rail way, two track transformers, power generator and a receiver. One end of the rail way is linked to the secondary coil of the transformer, the primary coil of which is connected to the power generator with functional superimposing of automated locomotive signalling coding, and the other end is linked to the secondary coil of the second track transformer, the primary coil of which is connected to the track receiver with functional superimposing of automated locomotive signalling coding. Capacitors are connected in series to the secondary coils of track transformers. Values of capacitors satisfy the conditions of voltage resonance in the track circuit at the carrier frequency of track control signal in normal mode and of inverse resonance at the carrier frequency of automated locomotive signalling.
EFFECT: significant decrease of effect of traction current asymmetry; improved noise immunity and reliability of track circuit operation.
3 dwg

Description

Изобретение относится к железнодорожной автоматике и может быть использовано в системах интервального регулирования движения поездов метрополитена.The invention relates to railway automation and can be used in interval control systems for metro trains.

Известно устройство по патенту №2173648 кл. B61L 23/16, содержащее генератор, изолирующие трансформаторы, фильтры, резисторы, логический элемент И, измерители фаз, усилитель, два компаратора, два блока выдержки времени, логический элемент И-НЕ, мультиплексор, триггер, контактное реле направления и делитель частоты. Недостатком данного устройства является неустойчивость работы рельсовой цепи при пониженном сопротивлении балласта вследствие помехового влияния асимметрии тягового тока.A device according to patent No. 2173648 C. B61L 23/16, containing a generator, isolation transformers, filters, resistors, AND logic, phase meters, an amplifier, two comparators, two time delay units, an NAND logic element, a multiplexer, a trigger, a contact directional relay and a frequency divider. The disadvantage of this device is the instability of the rail circuit with a reduced ballast resistance due to the interference effect of the asymmetry of the traction current.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является устройство защиты рельсовых цепей по патенту №2173275 кл. B61L 23/16, принятое за прототип.The closest in technical essence to the claimed invention is a device for protecting rail chains according to patent No. 2173275 C. B61L 23/16, adopted as a prototype.

Известное устройство содержит рельсовую линию, к двум концам которой подключены согласующие элементы в виде путевых трансформаторов. Генератор в виде источника питания, устройства кодирования автоматической локомотивной сигнализации подключены к согласующему элементу на одном конце рельсовой линии. Путевой приемник в виде путевого реле и устройства кодирования автоматической локомотивной сигнализации подключены к согласующему элементу на другом конце рельсовой линии. Генератор через подключенный к нему путевой трансформатор подает сигнал в рельсовую линию. На приемном конце через путевой трансформатор сигнал поступает на путевой приемник с путевым устройством кодирования автоматической локомотивной сигнализации. Если текущее напряжение ниже порогового, то участок занят, в противном случае - свободен. При занятии рельсовой цепи под поезд подается сигнал автоматической локомотивной сигнализации.The known device contains a rail line, to the two ends of which are connected matching elements in the form of track transformers. A generator in the form of a power source, automatic locomotive signaling coding devices are connected to a matching element at one end of the rail line. A track receiver in the form of a track relay and an automatic locomotive alarm coding device are connected to a matching element at the other end of the rail line. The generator through a track transformer connected to it supplies a signal to the rail line. At the receiving end, through a track transformer, the signal enters the track receiver with a track coding device for automatic locomotive signaling. If the current voltage is lower than the threshold, then the section is busy, otherwise it is free. When the rail circuit is occupied, an automatic locomotive signal is sent under the train.

Недостатком данного устройства является неустойчивость работы рельсовой цепи вследствие помехового влияния асимметрии тягового тока.The disadvantage of this device is the instability of the rail circuit due to the interference effect of the asymmetry of the traction current.

Задачей заявляемого изобретения является повышение помехоустойчивости и надежности работы рельсовой цепи.The task of the invention is to increase the noise immunity and reliability of the rail chain.

Технический результат, достигаемый при осуществлении предлагаемого изобретения, выражается в существенном уменьшении помехового влияния асимметрии тягового тока.The technical result achieved by the implementation of the invention is expressed in a significant reduction in the interference effect of the asymmetry of the traction current.

Указанный технический результат достигается тем, что рельсовая цепь, содержащая рельсовую линию, к одному концу которой подключена вторичная обмотка первого путевого трансформатора, первичная обмотка которого подключена к генератору с функциональным наложением кодирования автоматической локомотивной сигнализации, к другому концу рельсовой линии подключена вторичная обмотка второго путевого трансформатора, первичная обмотка которого подключена к путевому приемнику с функциональным наложением кодирования автоматической локомотивной сигнализации, дополнительно снабжена первым и вторым конденсаторами, первый конденсатор включен последовательно с вторичной обмоткой первого путевого трансформатора, второй конденсатор включен последовательно с вторичной обмоткой второго путевого трансформатора, причем величины емкостей конденсаторов удовлетворяют условиям резонанса напряжения в рельсовой цепи на несущей частоте сигнала контроля рельсовой линии в нормальном режиме и резонанса тока на несущей частоте сигнала автоматической локомотивной сигнализации в месте расположения поездного шунта в момент занятия рельсовой цепи максимальной длины.The technical result is achieved by the fact that the rail circuit contains a rail line, to one end of which a secondary winding of the first track transformer is connected, the primary winding of which is connected to a generator with functional coding of the automatic locomotive signaling, and the secondary winding of the second track transformer is connected to the other end of the rail line the primary winding of which is connected to the track receiver with a functional overlay coding automatic locomotive alarm system, is additionally equipped with first and second capacitors, the first capacitor is connected in series with the secondary winding of the first track transformer, the second capacitor is connected in series with the secondary winding of the second track transformer, and the capacitance values of the capacitors satisfy the resonance conditions of the voltage in the rail circuit at the carrier frequency of the rail control signal in normal mode and current resonance at the carrier frequency of the automatic locomotive signal in place the location of the train shunt at the time of occupation of the rail chain of maximum length.

На фиг.1 представлен общий вид рельсовой цепи, которая включает генератор с функциональным наложением кодирования автоматической локомотивной сигнализации 1, приемник с функциональным наложением кодирования автоматической локомотивной сигнализации 2, первый путевой трансформатор Т1, второй путевой трансформатор Т2, рельсовую линию 3, первый конденсатор С 1, второй конденсатор С2.Figure 1 presents a General view of the rail circuit, which includes a generator with functional coding of automatic locomotive signaling 1, a receiver with functional coding of automatic locomotive alarm 2, the first track transformer T1, the second track transformer T2, the rail line 3, the first capacitor C 1 , the second capacitor C2.

Рельсовая цепь работает следующим образом.The rail chain operates as follows.

Электрический сигнал контроля рельсовой линии (КРЛ) от генератора 1 проходит через путевой трансформатор Т1, через конденсатор С1 и поступает в рельсовую линию 3. После прохождения рельсовой линии 3 сигнал через конденсатор С2 и путевой трансформатор Т2 поступает на приемник 2. В случае целостности рельсовой линии 3 и отсутствия шунта уровень сигнала на приемнике находится выше порога занятости, рельсовая цепь считается свободной (нормальный режим). Выполнение условия резонанса напряжения на частоте сигнала КРЛ в этом режиме путем соответствующего подбора емкости конденсаторов обеспечивает максимум сигнала КРЛ с подавлением боковых частот. Полученная фильтрация сигнала КРЛ на несущей частоте повышает помехоустойчивость рельсовой цепи.The electric signal for monitoring the rail line (RRL) from the generator 1 passes through the track transformer T1, through the capacitor C1 and enters the rail line 3. After passing the rail line 3, the signal through the capacitor C2 and the track transformer T2 enters the receiver 2. In the case of the integrity of the rail line 3 and the absence of a shunt, the signal level at the receiver is above the busy threshold, the rail circuit is considered free (normal mode). Fulfillment of the condition of voltage resonance at the frequency of the KRL signal in this mode by appropriate selection of the capacitance of the capacitors provides a maximum of the KRL signal with suppression of side frequencies. The resulting filtering of the KRL signal at the carrier frequency increases the noise immunity of the rail circuit.

При приближении поезда, вследствие шунтирования, уровень сигнала на приемнике уменьшается и становится ниже порога занятости. Рельсовая цепь считается занятой. После занятия рельсовой цепи в рельсовую линию для приема поездом подается сигнал автоматической локомотивной сигнализации (АЛС). Качество тракта передачи рельсовая цепь - поезд характеризуется формой амплитудно-частотной характеристики и уровнем тока сигнала АЛС в рельсах в непосредственной близости от поездного шунта (под поездными катушками). В момент занятия рельсовой цепи ток АЛС минимальный. Чем длиннее рельсовая цепь, тем меньше ток АЛС. Следовательно, тракт передачи рельсовая цепь - поезд бывает неустойчивым, как правило, на самых длинных рельсовых цепях в моменты их занятия. В данном случае в месте расположения поездного шунта наблюдается резонанс тока на частоте, которую целесообразно использовать в качестве несущей частоты сигнала автоматической локомотивной сигнализации. Выполнение условия резонанса тока на частоте сигнала АЛС обеспечивает максимум сигнала АЛС с подавлением боковых частот. Полученная фильтрация сигнала АЛС на несущей частоте повышает помехоустойчивость работы рельсовой цепи в режиме кодирования АЛС.As the train approaches, due to shunting, the signal level at the receiver decreases and falls below the occupancy threshold. The rail chain is considered busy. After occupying the rail circuit, a signal for automatic locomotive signaling (ALS) is supplied to the rail line for train reception. The quality of the transmission path is a rail circuit - the train is characterized by the shape of the amplitude-frequency characteristic and the current level of the ALS signal in the rails in the immediate vicinity of the train shunt (under the train coils). At the time of occupation of the rail circuit, the ALS current is minimal. The longer the rail circuit, the lower the ALS current. Consequently, the transmission path is a rail chain - a train is unstable, as a rule, on the longest rail chains at the time of their occupation. In this case, at the location of the train shunt, there is a current resonance at a frequency that is advisable to use as the carrier frequency of the automatic locomotive signal. The condition of current resonance at the frequency of the ALS signal provides the maximum signal ALS with suppression of side frequencies. The resulting filtering of the ALS signal at the carrier frequency increases the noise immunity of the rail circuit in the ALS encoding mode.

Постоянная составляющая асимметрии тягового тока через вторичные обмотки путевых трансформаторов отсутствует вследствие включения конденсаторов последовательно с ними. Следовательно, устойчивость работы рельсовой цепи обеспечивается исключением размагничивания путевых трансформаторов постоянной составляющей асимметрии тягового тока и резонансной фильтрацией сигналов КРЛ и АЛС.The constant component of the asymmetry of the traction current through the secondary windings of the path transformers is absent due to the inclusion of capacitors in series with them. Therefore, the stability of the rail circuit is ensured by the exclusion of the demagnetization of the track transformers of the constant component of the asymmetry of the traction current and the resonant filtering of the signals KRL and ALS.

Рельсовая цепь может быть реализована в рамках системы «Движение» (Кузнецов С.В. и др., «Система «Движение»: стационарная аппаратура, центральный пост и единая система радиосвязи». Современные технологии автоматизации, 2001 г., №2). Особенностью работы рельсовых цепей системы «Движение» являются сравнительно высокие несущие частоты сигнала контроля рельсовой линии - 4262 Гц, и сигнала кодирования автоматической локомотивной сигнализации - 3348 Гц. В качестве конденсаторов можно применить конденсаторы широкого класса емкостью 10÷70 мкФ. В качестве путевых трансформаторов можно применить трансформаторы с коэффициентом трансформации 40. В качестве генератора и приемника с функциональным наложением кодирования автоматической локомотивной сигнализации может быть использовано устройство, аналогичное приемопередатчику системы АБ-УЕ (И.В.Беляков и др., «Микропроцессорная унифицированная система автоблокировки АБ-УЕ», Автоматика, связь и информатика, 2002 г., №6).The rail chain can be implemented within the framework of the “Motion” system (Kuznetsov SV and others, “The“ Motion ”system: stationary equipment, a central post and a single radio communication system. Modern Automation Technologies, 2001, No. 2). A feature of the operation of the rail circuits of the Motion system is the relatively high carrier frequencies of the rail line monitoring signal - 4262 Hz, and the coding signal of the automatic locomotive signaling system - 3348 Hz. As capacitors, you can use a wide class of capacitors with a capacity of 10 ÷ 70 μF. As path transformers, transformers with a transformation coefficient of 40 can be used. As a generator and receiver with functional overlapping of the coding of automatic locomotive signaling, a device similar to the transceiver of the AB-UE system can be used (I.V. Belyakov et al., “Microprocessor-based unified system of automatic blocking AB-UE ”, Automation, Communications and Computer Science, 2002, No. 6).

Амплитудно-частотная характеристика рельсовой цепи в нормальном режиме имеет вид, представленный на фиг.2. Максимум характеристики находится в точке А на частоте 4,26 кГц.The amplitude-frequency characteristic of the rail circuit in the normal mode has the form shown in figure 2. The maximum characteristic is at point A at a frequency of 4.26 kHz.

Амплитудно-частотная характеристика тока сигнала АЛС в рельсах вблизи поездного шунта самой длинной рельсовой цепи в момент ее занятия представлена на фиг.3. Максимум характеристики находится в точке В на частоте 3,35 кГц.The amplitude-frequency characteristic of the ALS signal current in the rails near the train shunt of the longest rail circuit at the time of its occupation is presented in Fig.3. The maximum characteristic is at point B at a frequency of 3.35 kHz.

Анализ амплитудно-частотных характеристик (фиг.2, фиг.3) показывает, что исключение постоянной составляющей и существенное ослабление спадающих по частоте гармонических составляющих 300 Гц, 600 Гц, 900 Гц, 1200 Гц и т.д. асимметрии тягового тока обеспечивает надежную работу рельсовой цепи и устойчивую передачу сигналов АЛС на поезд.Analysis of the amplitude-frequency characteristics (figure 2, figure 3) shows that the exclusion of the constant component and a significant attenuation of the decaying frequency harmonic components of 300 Hz, 600 Hz, 900 Hz, 1200 Hz, etc. asymmetries of the traction current ensures reliable operation of the rail circuit and stable transmission of ALS signals to the train.

Таким образом, введение первого и второго конденсаторов позволяет исключить подмагничивание путевого трансформатора постоянной составляющей асимметрии тягового тока, добиться существенного уменьшения влияния первых гармоник асимметрии тягового тока и повысить помехоустойчивость рельсовой цепи, что повышает надежность работы рельсовой цепи.Thus, the introduction of the first and second capacitors eliminates the magnetization of the track transformer of the constant component of the traction current asymmetry, significantly reduces the influence of the first harmonics of the traction current asymmetry, and improves the noise immunity of the rail circuit, which increases the reliability of the rail circuit.

Claims (1)

Рельсовая цепь, содержащая рельсовую линию, к одному концу которой подключена вторичная обмотка первого путевого трансформатора, первичная обмотка которого подключена к генератору с функциональным наложением кодирования автоматической локомотивной сигнализации, к другому концу рельсовой линии подключена вторичная обмотка второго путевого трансформатора, первичная обмотка которого подключена к путевому приемнику с функциональным наложением кодирования автоматической локомотивной сигнализации, отличающаяся тем, что рельсовая цепь снабжена первым и вторым конденсаторами, первый конденсатор включен последовательно с вторичной обмоткой первого путевого трансформатора, второй конденсатор включен последовательно с вторичной обмоткой второго путевого трансформатора, причем величины емкостей конденсаторов удовлетворяют условиям резонанса напряжения в рельсовой цепи на несущей частоте сигнала контроля рельсовой линии в нормальном режиме и резонанса тока на несущей частоте сигнала автоматической локомотивной сигнализации в месте расположения поездного шунта в момент занятия рельсовой цепи максимальной длины.A rail circuit comprising a rail line, to one end of which a secondary winding of the first track transformer is connected, the primary winding of which is connected to a generator with functional coding of the automatic locomotive signaling, a secondary winding of the second track transformer, the primary winding of which is connected to the track, is connected to the other end of the rail line receiver with functional coding of automatic locomotive signaling, characterized in that the rail chain l is equipped with the first and second capacitors, the first capacitor is connected in series with the secondary winding of the first track transformer, the second capacitor is connected in series with the secondary winding of the second track transformer, and the capacitance values of the capacitors satisfy the resonance conditions of the voltage in the rail circuit at the carrier frequency of the rail control signal in normal mode and current resonance at the carrier frequency of the automatic locomotive signal at the location of the train shunt in moment of occupation of the rail chain of maximum length.
RU2006138890/11A 2006-10-26 2006-10-26 Track circuit RU2328400C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006138890/11A RU2328400C1 (en) 2006-10-26 2006-10-26 Track circuit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006138890/11A RU2328400C1 (en) 2006-10-26 2006-10-26 Track circuit

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2328400C1 true RU2328400C1 (en) 2008-07-10

Family

ID=39680664

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006138890/11A RU2328400C1 (en) 2006-10-26 2006-10-26 Track circuit

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2328400C1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2505443C2 (en) * 2012-03-12 2014-01-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный университет путей сообщения" (ОмГУПС (ОмИИТ)) Track circuit
RU2538471C2 (en) * 2013-05-15 2015-01-10 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт точной механики" Rail circuit
RU184692U1 (en) * 2018-06-13 2018-11-06 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный университет путей сообщения" Rail chain
RU2680924C1 (en) * 2018-01-10 2019-02-28 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт точной механики" Rail circuit
RU2811446C1 (en) * 2023-11-20 2024-01-11 Акционерное общество "Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт информатизации, автоматизации и связи на железнодорожном транспорте" Track circuit system for high speed traffic

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2505443C2 (en) * 2012-03-12 2014-01-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный университет путей сообщения" (ОмГУПС (ОмИИТ)) Track circuit
RU2538471C2 (en) * 2013-05-15 2015-01-10 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт точной механики" Rail circuit
RU2680924C1 (en) * 2018-01-10 2019-02-28 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт точной механики" Rail circuit
RU184692U1 (en) * 2018-06-13 2018-11-06 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный университет путей сообщения" Rail chain
RU2811446C1 (en) * 2023-11-20 2024-01-11 Акционерное общество "Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт информатизации, автоматизации и связи на железнодорожном транспорте" Track circuit system for high speed traffic

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU96830U1 (en) RAIL CHAIN
EP0771711B1 (en) Audiofrequency track circuit with data transmission (digital TC) transceiver interface
RU2328400C1 (en) Track circuit
CN102126508A (en) Train detector and train security device for dual gauge track circuit
CN103278552A (en) Device for detecting conductivity interference resistance of rail circuit
RU2362700C1 (en) Device of ramified rail chain without insulating butt joints
CN108075618B (en) Adapter, device for suppressing track circuit harmonic
RU2455184C1 (en) Branched track circuits of scissors crossing
US6439513B1 (en) Passive detection system for levitated vehicle or levitated vehicle system
JPS6137576A (en) Improved type rail circuit for alternating current electrification type railway
WO2020063337A1 (en) Track circuit protection system
RU2538471C2 (en) Rail circuit
CN107985338B (en) Adapter, device for suppressing track circuit harmonic
RU2517631C2 (en) Receiving device for automatic cab signalling
RU2423268C1 (en) Method of controlling track state
RU2098302C1 (en) Traffic control device
RU2811446C1 (en) Track circuit system for high speed traffic
RU162214U1 (en) WAY RECEIVER OF PHASE-SENSITIVE RAIL CHAIN FOR SECTIONS WITH ELECTRIC AC AC
RU195001U1 (en) Locomotive Rail Circuit Receiver
JP4472472B2 (en) substation
RU2680924C1 (en) Rail circuit
RU2184044C2 (en) Track circuit
Zhou et al. Study on the effect of compensation capacitors on broken rail detection in audiofrequency track circuits
RU2296688C1 (en) Track circuit
AU2018247684B2 (en) Assembly for monitoring the occupancy state of a switch point or a track region