RU2750137C1 - Method for remote measurement of train shunt resistance and device for its implementation - Google Patents

Method for remote measurement of train shunt resistance and device for its implementation Download PDF

Info

Publication number
RU2750137C1
RU2750137C1 RU2020133742A RU2020133742A RU2750137C1 RU 2750137 C1 RU2750137 C1 RU 2750137C1 RU 2020133742 A RU2020133742 A RU 2020133742A RU 2020133742 A RU2020133742 A RU 2020133742A RU 2750137 C1 RU2750137 C1 RU 2750137C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
communication line
wires
matching transformer
unit
input
Prior art date
Application number
RU2020133742A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владислав Сергеевич Кузьмин
Александр Константинович Табунщиков
Владимир Иванович Линьков
Алексей Валерьевич Гавриленко
Наталия Николаевна Титова
Юрий Алексеевич Барышев
Original Assignee
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Российский университет транспорта" (ФГАОУ ВО РУТ (МИИТ), РУТ (МИИТ)
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 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Российский университет транспорта" (ФГАОУ ВО РУТ (МИИТ), РУТ (МИИТ) filed Critical Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Российский университет транспорта" (ФГАОУ ВО РУТ (МИИТ), РУТ (МИИТ)
Priority to RU2020133742A priority Critical patent/RU2750137C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2750137C1 publication Critical patent/RU2750137C1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61RAILWAYS
    • B61LGUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L23/00Control, warning, or like safety means along the route or between vehicles or vehicle trains
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R27/00Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
    • G01R27/02Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
    • G01R27/04Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant in circuits having distributed constants, e.g. having very long conductors or involving high frequencies

Abstract

FIELD: railways.SUBSTANCE: inventions relate to the field of railway automation and telemechanics, namely to methods and devices for remote measurement of the resistance of a train shunt. Essence: during the initial setup, the voltage at the input of the communication line and the current at the beginning of the communication line are measured with open connecting wires connected to the secondary winding of the matching transformer. Then the voltage at the input of the communication line and the current at the beginning of the communication line are measured with short-circuited connecting wires connected to the secondary winding of the matching transformer. One should calculate the sum of the resistances of the communication line, the matching transformer and the connecting wires when the secondary winding of the matching transformer is short-circuited. Under operating conditions, the voltage values ​​at the input of the communication line and the current at the beginning of the communication line in the shunt mode of the rail circuit are measured and the value of the sum of the resistances of the communication line, matching transformer, connecting wires and train shunt formed by the railway rolling stock is calculated. The calculation of the resistance value of the train shunt is carried out by subtracting from the sum of the resistances of the communication line, the matching transformer, connecting wires and the train shunt formed by the railway rolling stock, the resistance value of the communication line, matching transformer and connecting wires in case of a short circuit in the secondary winding of the matching transformer and dividing the resulting difference by the value of the transformation ratio of the matching transformer, squared. The device for remote measurement of a train shunt additionally consists of a switching unit, a control unit, a calculation unit, and an indication unit.EFFECT: invention is aimed at increasing accuracy of remote measurement of the train shunt resistance by taking into account the resistance value of the connecting wires.5 cl, 1 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеThe technical field to which the invention relates
Способ и устройство относятся к области железнодорожной автоматики и телемеханики, а именно к способам и устройствам дистанционного измерения сопротивления поездного шунта.The method and device relate to the field of railway automation and telemechanics, namely to methods and devices for remote measurement of the resistance of a train shunt.
Уровень техникиState of the art
Существенную сложность представляет собой дистанционное определение сопротивления поездного шунта в условиях эксплуатации электрических рельсовых цепей железных дорог и метрополитенов.A significant difficulty is the remote determination of the resistance of a train shunt in the operating conditions of electric track circuits of railways and subways.
Известен способ определения параметров рельсовой цепи, основанный на измерении модулей напряжения в начале и конце рельсовой цепи, нагруженной на известное сопротивление (Брылеев A.M., Шишляков В.А., Кравцов Ю.А. Устройство и работа рельсовых цепей. - М.: Транспорт, 1966. - 264 с.).There is a known method for determining the parameters of a rail circuit, based on measuring voltage modules at the beginning and end of a rail circuit loaded with a known resistance (Bryleev AM, Shishlyakov V.A., Kravtsov YA. The device and operation of rail circuits. - M .: Transport, 1966 .-- 264 s.).
Недостатком указанного способа является то, что с его помощью невозможно измерить величину сопротивления поездного шунта в условиях эксплуатации электрических рельсовых цепей.The disadvantage of this method is that it cannot be used to measure the resistance value of a train shunt under operating conditions of electric rail circuits.
Известны способ и устройство измерения сопротивления поездного шунта (RU 2369507, B61L 23/16, 10.10.2009). В способе измеряют напряжение контролируемой рельсовой линии перед вступлением поезда на смежную рельсовую линию при свободном состоянии контрольной и другой смежной рельсовой линии, по которому определяют сопротивление изоляции. Затем измеряют напряжение контролируемой рельсовой линии в течение всего времени ее занятия. По этому напряжению определяют минимальное значение напряжения. По значениям сопротивления изоляции и минимальному значению напряжения определяют сопротивление поездного шунта. Устройство определения фактического сопротивления поездного шунта содержит путевой генератор, рельсовую линию, согласующие трансформаторы, полосовой фильтр, выпрямитель, сглаживающий фильтр, аналого-цифровой преобразователь, тактовый генератор, постоянное программируемое запоминающее устройство. Оно дополнительно содержит путевые реле, регистры, триггер.The known method and device for measuring the resistance of a train shunt (RU 2369507, B61L 23/16, 10.10.2009). In the method, the voltage of the monitored rail line is measured before the train enters the adjacent rail line in a free state of the control and other adjacent rail line, which is used to determine the insulation resistance. Then the voltage of the monitored rail line is measured during the entire time of its occupation. This voltage is used to determine the minimum voltage value. The resistance of the train shunt is determined from the values of the insulation resistance and the minimum voltage value. The device for determining the actual resistance of the train shunt contains a track generator, a rail line, matching transformers, a band-pass filter, a rectifier, a smoothing filter, an analog-to-digital converter, a clock generator, and a read-only memory device. It additionally contains path relays, registers, trigger.
Несмотря на достоинство, заключающееся в повышении точности определения сопротивления поездного шунта, известные способ и устройство, его реализующее, обладают недостатком, связанным с невозможностью дистанционного определения сопротивления поездного шунта из-за отсутствия учета сопротивления соединительных проводов.Despite the advantage of increasing the accuracy of determining the resistance of the train shunt, the known method and device that implements it, have the disadvantage associated with the impossibility of remotely determining the resistance of the train shunt due to the lack of consideration of the resistance of the connecting wires.
Известен метод контроля электрического сопротивления колесной пары тягового подвижного состава (ГОСТ 31536-2012. Колесные пары тягового подвижного состава. Метод контроля электрического сопротивления). Согласно известному методу колеса колесной пары устанавливают на два отдельных специально изготовленных основания, ограничивающие ее перемещение. Под основания укладывают прокладки из текстолита, древесины или другого электроизоляционного материала с удельным электрическим сопротивлением не менее 10 Ом*м. На каждом колесе колесной пары устанавливают по два зажима. Расстояние между внутренними краями медных пластин зажимов, измеренное с помощью линейки по ГОСТ 427, должно быть при этом от 10 до 100 мм. Места крепления зажимов на каждом колесе, а также контактирующие с ними поверхности медных пластин зажимов необходимо обезжирить уайт-спиритом по ГОСТ 3134, ацетоном по ГОСТ 2768 или другим обезжиривающим составом. Если на контактирующих поверхностях колеса или медных пластин зажимов имеются следы коррозии или окисления, то перед обезжириванием их необходимо зачистить шкуркой зернистостью не более 6 по ГОСТ 10054. Зажимы закрепляют на бандажах (ободьях) колес так, чтобы усилие смещения контактов относительно поверхности колеса, контролируемое динамометром по ГОСТ 13837 с диапазоном измерений от 0,01 до 0,1 кН, было не менее 0,03 кН. Подключение омметра осуществляют в соответствии с руководством по его эксплуатации. Измеряют электрическое сопротивление колесной пары. Результат фиксируют по отчетному устройству прибора, затем проводят переключение полярности цепей тока и напряжения омметра, снова определяют значение электрического сопротивления и вычисляют среднеарифметическое значений, полученных в результате двух измерений. Вычисленное значение принимают за результат измерения.A known method for monitoring the electrical resistance of a wheelset of traction rolling stock (GOST 31536-2012. Wheelsets of traction rolling stock. Method for monitoring electrical resistance). According to the known method, the wheels of the wheelset are mounted on two separate specially made bases, which restrict its movement. Under the bases, lay gaskets made of textolite, wood or other electrical insulating material with a specific electrical resistance of at least 10 Ohm * m. Two clamps are installed on each wheel of the wheel pair. The distance between the inner edges of the copper plates of the clamps, measured using a ruler in accordance with GOST 427, should be from 10 to 100 mm. The attachment points of the clamps on each wheel, as well as the surfaces of the copper plates of the clamps in contact with them, must be degreased with white spirit in accordance with GOST 3134, acetone in accordance with GOST 2768 or another degreasing compound. If there are traces of corrosion or oxidation on the contacting surfaces of the wheel or the copper plates of the clips, then before degreasing they must be sanded with a grain size of no more than 6 in accordance with GOST 10054. The clips are fixed on the tires (rims) of the wheels so that the force of displacement of the contacts relative to the wheel surface, controlled by a dynamometer according to GOST 13837 with a measurement range from 0.01 to 0.1 kN, it was not less than 0.03 kN. The ohmmeter is connected in accordance with its instruction manual. The electrical resistance of the wheelset is measured. The result is recorded according to the reporting device of the device, then the polarity of the current and voltage circuits of the ohmmeter is switched, the value of the electrical resistance is determined again, and the arithmetic mean of the values obtained as a result of two measurements is calculated. The calculated value is taken as the measurement result.
Указанный метод, несмотря на возможность определения степени влияния переходного сопротивления бандаж-колесо обладает существенным недостатком, связанным с невозможностью его применения в условиях эксплуатации электрических рельсовых цепей на железных дорогах и метрополитенах.The specified method, despite the possibility of determining the degree of influence of the transient resistance of the tire-wheel, has a significant drawback associated with the impossibility of its use in the operating conditions of electric track circuits on railways and subways.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому объекту является способ измерения сопротивления поездного шунта и устройство, его реализующее (Ле Тхи Ван Ань. Микропроцессорная система контроля перегона для участков с полуавтоматической блокировкой: диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук: 05.22.08. - Москва, 1996. - 151 с.: ил.). Устройство содержит источник питания, подключенный к рельсовой линии последовательно через эталонное сопротивление, при этом напряжения источника питания и на эталонном сопротивлении записываются в регистраторе на съемную карту при передвижении подвижного состава по рельсовой линии, по окончании эксперимента съемная карта переносится на стационарную ЭВМ или специализированный программный анализатор, с выхода которого подается и запоминается в регистраторе значения сопротивления поездного шунта при перемещении подвижного состава вдоль рельсовой линии. Данное устройство взято за прототип.The closest in technical essence to the claimed object is a method for measuring the resistance of a train shunt and a device that implements it (Le Thi Van Anh. Microprocessor control system for the stretch for sections with semi-automatic blocking: dissertation for the degree of candidate of technical sciences: 05.22.08. - Moscow , 1996 .-- 151 p .: ill.). The device contains a power source connected to the rail line in series through a reference resistance, while the voltages of the power source and on the reference resistance are recorded in the recorder on a removable card when rolling stock moves along the rail line, at the end of the experiment, the removable card is transferred to a stationary computer or a specialized software analyzer , from the output of which the resistance value of the train shunt is fed and stored in the recorder when the rolling stock moves along the rail line. This device is taken as a prototype.
К недостаткам прототипа следует отнести отсутствие возможности точного определения сопротивления поездного шунта с поправкой на сопротивление рельсов, а также сопротивления соединительных проводов при дистанционном расположении измерительной аппаратуры.The disadvantages of the prototype include the inability to accurately determine the resistance of the train shunt, adjusted for the resistance of the rails, as well as the resistance of the connecting wires when the measuring equipment is located remotely.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Техническим результатом, на достижение которого направлено данное изобретение, является повышение точности дистанционного измерения сопротивления поездного шунта за счет учета величины сопротивления соединительных проводов.The technical result to which the present invention is directed is to improve the accuracy of remote measurement of the resistance of the train shunt by taking into account the resistance value of the connecting wires.
Технический результат достигается тем, что в способе дистанционного измерения сопротивления поездного шунта дополнительно при первоначальной настройке осуществляется измерения напряжения на входе линии связи и тока в начале линии связи при разомкнутых соединительных проводах, подключенных ко вторичной обмотке согласующего трансформатора, а затем измеряются напряжение на входе линии связи и ток в начале линии связи при замкнутых накоротко соединительных проводах, подключенных ко вторичной обмотке согласующего трансформатора, производится расчет величины суммы сопротивлений линии связи, согласующего трансформатора и соединительных проводов при коротком замыкании вторичной обмотки согласующего трансформатора путем извлечения квадратного корня из произведения отношения напряжения на входе линии связи к току в начале линии связи при разомкнутых соединительных проводах, подключенных ко вторичной обмотке согласующего трансформатора и отношения напряжения на входе линии связи к току в начале линии связи при замкнутых накоротко соединительных проводах, подключенных ко вторичной обмотке согласующего трансформатора; далее в условиях эксплуатации осуществляется измерение величин напряжения на входе линии связи и тока в начале линии связи в шунтовом режиме работы рельсовой цепи и расчет величины суммы сопротивлений линии связи, согласующего трансформатора, соединительных проводов и поездного шунта, формируемого железнодорожным подвижным составом, располагаемым в пределах рельсовой линии рельсовой цепи, путем извлечения квадратного корня из произведения отношения напряжения на входе линии связи к току в начале линии связи при разомкнутых соединительных проводах, подключенных ко вторичной обмотке согласующего трансформатора и отношения напряжения на входе линии связи к току в начале линии связи при в шунтовом режиме работы рельсовой цепи; расчет величины сопротивления поездного шунта, формируемого железнодорожным подвижным составом, осуществляется путем вычитания из величины суммы сопротивлений линии связи, согласующего трансформатора, соединительных проводов и поездного шунта, формируемого железнодорожным подвижным составом, располагаемым в пределах рельсовой линии рельсовой цепи, величины сопротивления линии связи, согласующего трансформатора и соединительных проводов при коротком замыкании вторичной обмотки согласующего трансформатора и деления полученной разности на величину коэффициента трансформации согласующего трансформатора, возведенную в квадрат.The technical result is achieved by the fact that in the method of remote measurement of the resistance of the train shunt, in addition, during the initial setup, the voltage at the input of the communication line and the current at the beginning of the communication line are measured with open connecting wires connected to the secondary winding of the matching transformer, and then the voltage at the input of the communication line is measured and the current at the beginning of the communication line with short-circuited connecting wires connected to the secondary winding of the matching transformer, the sum of the resistances of the communication line, matching transformer and connecting wires is calculated when the secondary winding of the matching transformer is short-circuited by extracting the square root of the product of the voltage ratio at the input of the line connection to the current at the beginning of the communication line with open connecting wires connected to the secondary winding of the matching transformer and the ratio of the voltage at the input of the communication line to the current at the beginning of l communication line with short-circuited connecting wires connected to the secondary winding of the matching transformer; further in the operating conditions, the voltage values at the input of the communication line and the current at the beginning of the communication line are measured in the shunt mode of the rail circuit and the sum of the resistances of the communication line, the matching transformer, connecting wires and the train shunt formed by the railway rolling stock located within the rail track circuit lines, by extracting the square root of the product of the ratio of the voltage at the input of the communication line to the current at the beginning of the communication line with open connecting wires connected to the secondary winding of the matching transformer and the ratio of the voltage at the input of the communication line to the current at the beginning of the communication line when in shunt mode track chain work; the calculation of the resistance value of the train shunt formed by the railway rolling stock is carried out by subtracting from the value of the sum of the resistances of the communication line, the matching transformer, connecting wires and the train shunt formed by the railway rolling stock located within the rail line of the rail circuit, the resistance value of the communication line, the matching transformer and connecting wires with a short circuit of the secondary winding of the matching transformer and dividing the resulting difference by the value of the transformation ratio of the matching transformer, squared.
Устройство для дистанционного измерения поездного шунта, реализующее указанный способ и содержащее последовательно соединенные передатчик, блок измерения, линию связи, согласующий трансформатор и соединительные провода; рельсовую линию, блок регистрации и блок памяти, дополнительно имеет в своем составе блок коммутации, блок управления, блок вычисления, блок индикации; при этом соединительные провода соединяются с рельсовой линией через блок коммутации, второй выход блока измерения соединяется с первым входом блока регистрации; первый выход блока управления соединяется со вторым входом блока регистрации, а второй выход блока управления соединяется с соответствующим входом блока коммутации; выход блока регистрации соединяется со входом блока вычисления, выходы которого соединяются с соответствующими входами блока памяти и блока индикации.A device for remote measurement of a train shunt, which implements the specified method and contains a series-connected transmitter, a measurement unit, a communication line, a matching transformer and connecting wires; a rail line, a registration unit and a memory unit, additionally includes a switching unit, a control unit, a calculation unit, an indication unit; while the connecting wires are connected to the rail line through the switching unit, the second output of the measuring unit is connected to the first input of the recording unit; the first output of the control unit is connected to the second input of the registration unit, and the second output of the control unit is connected to the corresponding input of the switching unit; the output of the registration unit is connected to the input of the calculation unit, the outputs of which are connected to the corresponding inputs of the memory unit and the display unit.
Для удобства заводского исполнения устройства, реализующего указанный способ, блок регистрации и блок вычисления могут быть выполнены в едином корпусе, на поверхности которого размещены блок памяти, блок индикации и блок управления.For the convenience of the factory execution of the device that implements the specified method, the registration unit and the calculation unit can be made in a single housing, on the surface of which there is a memory unit, an indication unit and a control unit.
При этом для обеспечения возможности дальнейшего анализа полученных результатов измерения блок памяти может быть выполнен в виде flash-накопителя.At the same time, to ensure the possibility of further analysis of the obtained measurement results, the memory block can be made in the form of a flash drive.
При этом для информирования оператора о результатах проводимых измерений в удобной для восприятия форме блок индикации может быть выполнен в виде жидкокристаллического дисплея.In this case, to inform the operator about the results of the measurements being carried out in a form convenient for perception, the display unit can be made in the form of a liquid crystal display.
Краткое описание чертежейBrief Description of Drawings
Сущность изобретения поясняется чертежом.The essence of the invention is illustrated by the drawing.
На фигуре представлена функциональная схема предлагаемого устройства измерения сопротивления поездного шунта, реализующего предлагаемый способ.The figure shows a functional diagram of the proposed device for measuring the resistance of a train shunt that implements the proposed method.
Осуществление изобретенияImplementation of the invention
Устройство содержит передатчик 1, выход которого соединяется со входом блока 2 измерения, первый выход которого соединяется через линию связи 3 с согласующим трансформатором 4, а второй выход которого соединяется с блоком 8 вычисления; выход согласующего трансформатора 4 через соединительные провода 5 подключен к первому и второму входам блока 7 коммутации; к третьему входу блока коммутации подключается первый выход блока 10 управления; выходы блока 7 коммутации подключены к рельсовой линии 6; выход блока 8 вычисления соединен с первым входом блока 9 регистрации, второй вход блока 9 регистрации соединен со вторым выходом блока 10 управления; выход блока 9 регистрации соединяется со входом блока вычисления 11, первый выход которого соединяется со входом блока 12 памяти, а второй выход которого соединяется со входом блока 13 индикации.The device contains a transmitter 1, the output of which is connected to the input of the measurement unit 2, the first output of which is connected through the communication line 3 to the matching transformer 4, and the second output of which is connected to the calculation unit 8; the output of the matching transformer 4 through connecting wires 5 is connected to the first and second inputs of the switching unit 7; the first output of the control unit 10 is connected to the third input of the switching unit; the outputs of the switching unit 7 are connected to the rail line 6; the output of the calculating unit 8 is connected to the first input of the registration unit 9, the second input of the registration unit 9 is connected to the second output of the control unit 10; the output of the registration unit 9 is connected to the input of the calculation unit 11, the first output of which is connected to the input of the memory unit 12, and the second output of which is connected to the input of the display unit 13.
При первоначальной настройке осуществляется измерения напряжения на входе линии связи UXX и тока IXX в начале линии связи при разомкнутых соединительных проводах, подключенных ко вторичной обмотке согласующего трансформатора. Затем осуществляется измерение напряжение на входе линии связи UКЗ и тока IКЗ в начале линии связи при замкнутых накоротко соединительных проводах, подключенных ко вторичной обмотке согласующего трансформатора.During the initial setup, the voltage at the input of the communication line U XX and the current I XX at the beginning of the communication line are measured with open connecting wires connected to the secondary winding of the matching transformer. Then, the voltage at the input of the communication line U SC and the current I SC at the beginning of the communication line is measured with short-circuited connecting wires connected to the secondary winding of the matching transformer.
На основании результатов произведенных измерений далее производится расчет величины суммы сопротивлений линии связи, согласующего трансформатора и соединительных проводов при коротком замыкании вторичной обмотки согласующего трансформатора по следующей формуле:Based on the results of the measurements made, the value of the sum of the resistances of the communication line, the matching transformer and connecting wires in case of a short circuit in the secondary winding of the matching transformer is calculated using the following formula:
RСП=√(UXX/IXX*UКЗ/IКЗ),R SP = √ (U XX / I XX * U KZ / I KZ ),
где RСП - сумма сопротивлений линии связи, согласующего трансформатора и соединительных проводов при коротком замыкании вторичной обмотки согласующего трансформатора;where R SP is the sum of the resistances of the communication line, the matching transformer and connecting wires in case of a short circuit in the secondary winding of the matching transformer;
UXX - напряжение на входе линии связи при разомкнутых соединительных проводах, подключенных ко вторичной обмотке согласующего трансформатора;U XX - voltage at the input of the communication line with open connecting wires connected to the secondary winding of the matching transformer;
IXX - ток в начале линии связи при разомкнутых соединительных проводах, подключенных ко вторичной обмотке согласующего трансформатора;I XX - current at the beginning of the communication line with open connecting wires connected to the secondary winding of the matching transformer;
UКЗ - напряжение на входе линии связи при замкнутых накоротко соединительных проводах, подключенных ко вторичной обмотке согласующего трансформатора;U KZ - voltage at the input of the communication line with short-circuited connecting wires connected to the secondary winding of the matching transformer;
IКЗ - ток в начале линии связи при замкнутых накоротко соединительных проводах, подключенных ко вторичной обмотке согласующего трансформатора.I short -circuit - current at the beginning of the communication line with short-circuited connecting wires connected to the secondary winding of the matching transformer.
В условиях эксплуатации осуществляется измерение величин напряжения на входе линии связи UШРР и тока IШРР в начале линии связи в шунтовом режиме работы рельсовой цепи. На основании проведенных измерений представляется возможным осуществить расчет величины суммы сопротивлений линии связи, согласующего трансформатора, соединительных проводов и поездного шунта, формируемого железнодорожным подвижным составом, располагаемым в пределах рельсовой линии рельсовой цепи, по следующей формуле:Under operating conditions, the voltage values at the input of the communication line U SHRR and the current I SHRR at the beginning of the communication line in the shunt mode of the rail circuit are measured. Based on the measurements carried out, it seems possible to calculate the value of the sum of the resistances of the communication line, the matching transformer, connecting wires and the train shunt formed by the railway rolling stock located within the rail line of the rail circuit, according to the following formula:
RШРР=√(UXX/IXX*UШРР/IШРР),R SHRR = √ (U XX / I XX * U SHRR / I SHRR ),
где RШРР - сумма сопротивлений линии связи, согласующего трансформатора, соединительных проводов и поездного шунта, формируемого железнодорожным подвижным составом, располагаемым в пределах рельсовой линии рельсовой цепи;where R SHRR is the sum of the resistances of the communication line, the matching transformer, connecting wires and the train shunt formed by the railway rolling stock located within the rail line of the rail circuit;
UXX - напряжение на входе линии связи при разомкнутых соединительных проводах, подключенных ко вторичной обмотке согласующего трансформатора;U XX - voltage at the input of the communication line with open connecting wires connected to the secondary winding of the matching transformer;
IXX - ток в начале линии связи при разомкнутых соединительных проводах, подключенных ко вторичной обмотке согласующего трансформатора;I XX - current at the beginning of the communication line with open connecting wires connected to the secondary winding of the matching transformer;
UШРР - напряжение на входе линии связи в шунтовом режиме работы рельсовой цепи;U ШРР - voltage at the input of the communication line in the shunt mode of the rail circuit;
IШРР - ток в начале линии связи в шунтовом режиме работы рельсовой цепи.I SHRR - current at the beginning of the communication line in the shunt mode of the rail circuit.
Полученные значения позволяют осуществить вычисление значения сопротивления поездного шунта по следующей формуле:The obtained values allow calculating the resistance value of the train shunt according to the following formula:
RШ=(RШРР-RСП)/n2,R W = (R SHRR -R SP ) / n 2 ,
где RШ - сопротивление поездного шунта;where R W is the resistance of the train shunt;
RШРР - сумма сопротивлений линии связи, согласующего трансформатора, соединительных проводов и поездного шунта, формируемого железнодорожным подвижным составом, располагаемым в пределах рельсовой линии рельсовой цепи;R ШРР - the sum of the resistances of the communication line, the matching transformer, connecting wires and the train shunt formed by the railway rolling stock located within the rail line of the rail circuit;
RСП - сумма сопротивлений линии связи, согласующего трансформатора и соединительных проводов при коротком замыкании вторичной обмотки согласующего трансформатора;R SP - the sum of the resistances of the communication line, the matching transformer and connecting wires in the event of a short circuit in the secondary winding of the matching transformer;
n - коэффициент трансформации согласующего трансформатора.n is the transformation ratio of the matching transformer.
Устройство, реализующее указанный способ, работает следующим образом.A device that implements this method operates as follows.
Передатчик 1, в качестве которого может выступать как самостоятельный генератор сигналов, так и аппаратура питающего конца рельсовой цепи, формирует ток заданной величины и частоты, который через блок 2 измерения поступает на вход линии связи 3. Блок 2 измерения, который может быть выполнен как микропроцессорное измерительное устройство, в непрерывном режиме фиксирует величину тока в начале линии связи 3 и напряжение на входе линии связи 3. Для обеспечения согласования параметров передатчика и линии связи и параметров рельсовой линии к выходу линии связи 3 подключается согласующий трансформатор 4, представляющий собой или дроссель-трансформатор или изолирующий трансформатор, применяемый в электрических рельсовых цепях железных дорог. Согласующий трансформатор 4 располагается вне колеи железнодорожного пути, поэтом с рельсовой линией 6 он соединяется посредством соединительных проводов 5 в разрыв которых рядом с местом их подключения к рельсовой линии 5 устанавливается блок 7 коммутации.Transmitter 1, which can be both an independent signal generator and the equipment of the supply end of the rail circuit, generates a current of a given value and frequency, which is fed through the measurement unit 2 to the input of the communication line 3. Measurement unit 2, which can be performed as a microprocessor the measuring device, in continuous mode, fixes the current value at the beginning of the communication line 3 and the voltage at the input of the communication line 3. To ensure the coordination of the parameters of the transmitter and the communication line and the parameters of the rail line, a matching transformer 4 is connected to the output of the communication line 3, which is either a choke-transformer or an isolation transformer used in electrical rail circuits. The matching transformer 4 is located outside the track of the railway track, therefore, it is connected to the rail line 6 by means of connecting wires 5 into the gap of which, next to the place of their connection to the rail line 5, a switching unit 7 is installed.
Блок 7 коммутации управляется посредством блока 9 управления и позволяет либо накоротко замыкать между собой соединительные провода 5, либо обеспечивать их беспрепятственное подключение к рельсовой линии 6 (исходное состояние). Режим короткого замыкания соединительных проводов 5 используется только при первичной настройке устройства, а при неправильной его работе в условиях эксплуатации (вследствие сбоя в работе блока 9 управления или из-за сваривания контактов), связанной с коротким замыканием соединительных проводов 5, приводит к безопасному отказу - ложной занятости, поэтому его применение не влияет на безопасность движения поездов.The switching unit 7 is controlled by means of the control unit 9 and allows either to short-circuit the connecting wires 5 with each other, or to ensure their unimpeded connection to the rail line 6 (initial state). The short-circuit mode of the connecting wires 5 is used only during the initial configuration of the device, and if it does not work properly under operating conditions (due to a malfunction of the control unit 9 or due to welding of contacts), associated with a short circuit of the connecting wires 5, it leads to a safe failure - false employment, so its application does not affect the safety of train traffic.
При первичной настройке устройства по команде блока 9 управления блок 7 коммутации замыкает накоротко соединительные провода 5, а блок 8 регистрации фиксирует значения напряжения и тока в начале линии связи 3. В завершении цикла первичной настройки, по команде блока 8 управления блок 7 коммутации возвращается в исходное состояние: соединительные провода 5 беспрепятственно соединяются с рельсовой линией 6. По команде блока 9 управления в блок 8 регистрации осуществляется запись величин напряжения и тока в начале линии связи 3 при холостом ходе - разомкнутых между собой соединительных проводах 5. Цикл первичной настройки считается завершенным.At the initial setting of the device, at the command of the control unit 9, the switching unit 7 short-circuits the connecting wires 5, and the recording unit 8 fixes the voltage and current values at the beginning of the communication line 3. At the end of the initial setting cycle, at the command of the control unit 8, the switching unit 7 returns to its original state: connecting wires 5 are freely connected to the rail line 6. At the command of the control unit 9, the recording unit 8 records the voltage and current values at the beginning of the communication line 3 at no-load - the connecting wires 5 open between themselves. The initial adjustment cycle is considered complete.
Блок 9 управления содержит элементы для взаимодействия с оператором (переключатели), посредством которых оператором осуществляется выбор режима работы блока коммутации, периодичность измерения сопротивления поездного шунта в шунтовом режиме работы рельсовой цепи, необходимость и периодичность первичной настройки устройства.The control unit 9 contains elements for interacting with the operator (switches), through which the operator selects the operating mode of the switching unit, the frequency of measuring the resistance of the train shunt in the shunt mode of the rail circuit, the need and frequency of the initial setting of the device.
При вступлении в пределы рельсовой линии 6 по крайней мере одной колесной пары железнодорожного подвижного состава осуществляется измерение тока и напряжения в начале линии связи 3 в шунтовом режиме работы рельсовой цепи. По команде блока 9 управления осуществляется фиксация указанных значений в блоке 8 регистрации. Регистрация указанных параметров (а, следовательно, и расчет сопротивления поездного шунта) может осуществляться как непрерывно до тех пор, пока железнодорожный подвижной состав не покинет пределы рельсовой линии 6, так и периодически в зависимости от выбранного оператором режима работы с помощью блока 9 управления.When at least one wheelset of a railway rolling stock enters the limits of the rail line 6, the current and voltage are measured at the beginning of the communication line 3 in the shunt mode of the rail circuit. At the command of the control unit 9, the specified values are fixed in the registration unit 8. The registration of these parameters (and, consequently, the calculation of the resistance of the train shunt) can be carried out both continuously until the railway rolling stock leaves the limits of the rail line 6, and periodically, depending on the operating mode selected by the operator, using the control unit 9.
На основании записанных в блоке 8 регистрации значений блоком 10 вычисления, который может быть выполнен в виде микроконтроллера, осуществляется расчет значения сопротивления поездного шунта, которое записывается в блок памяти 11 и выводится в удобной для восприятия оператором форме на блоке 12 индикации. Блок памяти может выполнен в виде flesh-накопителя, что позволит в дальнейшем осуществить анализ измеренных значений. Блок индикации может быть выполнен в виде жидкокристаллического дисплея.Based on the values recorded in the unit 8 for registering the values, the calculating unit 10, which can be made in the form of a microcontroller, calculates the resistance value of the train shunt, which is recorded in the memory unit 11 and displayed in a form convenient for the operator to understand on the display unit 12. The memory block can be made in the form of a flesh-drive, which will allow further analysis of the measured values. The display unit can be made in the form of a liquid crystal display.
Предлагаемый способ и устройство, его реализующее, могут быть использованы как самостоятельное средство дистанционного измерения сопротивления поездного шунта, так и в составе систем интервального и оперативного регулирования движения поездов, систем мониторинга и технической диагностики электрических рельсовых цепей или комплексных систем мониторинга и управления железнодорожной инфраструктурой.The proposed method and device that implements it can be used as an independent means of remote measurement of the resistance of a train shunt, and as part of systems for interval and operational regulation of train traffic, monitoring systems and technical diagnostics of electrical track circuits or integrated systems for monitoring and managing railway infrastructure.

Claims (5)

1. Способ дистанционного измерения сопротивления поездного шунта, отличающийся тем, что при первоначальной настройке осуществляют измерения напряжения на входе линии связи и тока в начале линии связи при разомкнутых соединительных проводах, подключенных ко вторичной обмотке согласующего трансформатора, а затем измеряют напряжение на входе линии связи и ток в начале линии связи при замкнутых накоротко соединительных проводах, подключенных ко вторичной обмотке согласующего трансформатора, производят расчет величины суммы сопротивлений линии связи, согласующего трансформатора и соединительных проводов при коротком замыкании вторичной обмотки согласующего трансформатора путем извлечения квадратного корня из произведения отношения напряжения на входе линии связи к току в начале линии связи при разомкнутых соединительных проводах, подключенных ко вторичной обмотке согласующего трансформатора, и отношения напряжения на входе линии связи к току в начале линии связи при замкнутых накоротко соединительных проводах, подключенных ко вторичной обмотке согласующего трансформатора; далее в условиях эксплуатации осуществляют измерение величин напряжения на входе линии связи и тока в начале линии связи в шунтовом режиме работы рельсовой цепи и расчет величины суммы сопротивлений линии связи, согласующего трансформатора, соединительных проводов и поездного шунта, формируемого железнодорожным подвижным составом, располагаемым в пределах рельсовой линии рельсовой цепи, путем извлечения квадратного корня из произведения отношения напряжения на входе линии связи к току в начале линии связи при разомкнутых соединительных проводах, подключенных ко вторичной обмотке согласующего трансформатора, и отношения напряжения на входе линии связи к току в начале линии связи при в шунтовом режиме работы рельсовой цепи; расчет величины сопротивления поездного шунта, формируемого железнодорожным подвижным составом, осуществляется путем вычитания из величины суммы сопротивлений линии связи, согласующего трансформатора, соединительных проводов и поездного шунта, формируемого железнодорожным подвижным составом, располагаемым в пределах рельсовой линии рельсовой цепи, величины сопротивления линии связи, согласующего трансформатора и соединительных проводов при коротком замыкании вторичной обмотки согласующего трансформатора и деления полученной разности на величину коэффициента трансформации согласующего трансформатора, возведенную в квадрат.1. A method for remote measurement of the resistance of a train shunt, characterized in that during the initial setup, the voltage at the input of the communication line and the current at the beginning of the communication line are measured with open connecting wires connected to the secondary winding of the matching transformer, and then the voltage at the input of the communication line is measured and current at the beginning of the communication line with short-circuited connecting wires connected to the secondary winding of the matching transformer, calculate the value of the sum of the resistances of the communication line, matching transformer and connecting wires with a short circuit of the secondary winding of the matching transformer by extracting the square root of the product of the voltage ratio at the input of the communication line to the current at the beginning of the communication line with open connecting wires connected to the secondary winding of the matching transformer, and the ratio of the voltage at the input of the communication line to the current at the beginning of the communication line with short-circuited injection wires connected to the secondary winding of the matching transformer; then, under operating conditions, the voltage values at the input of the communication line and the current at the beginning of the communication line are measured in the shunt mode of operation of the rail circuit and the value of the sum of the resistances of the communication line, the matching transformer, connecting wires and the train shunt formed by the railway rolling stock located within the rail track circuit lines, by extracting the square root of the product of the ratio of the voltage at the input of the communication line to the current at the beginning of the communication line with open connecting wires connected to the secondary winding of the matching transformer, and the ratio of the voltage at the input of the communication line to the current at the beginning of the communication line when in the shunt the operating mode of the track circuit; the calculation of the resistance value of the train shunt formed by the railway rolling stock is carried out by subtracting from the value of the sum of the resistances of the communication line, the matching transformer, connecting wires and the train shunt formed by the railway rolling stock located within the rail line of the rail circuit, the resistance value of the communication line, the matching transformer and connecting wires with a short circuit of the secondary winding of the matching transformer and dividing the resulting difference by the value of the transformation ratio of the matching transformer, squared.
2. Устройство для дистанционного измерения поездного шунта для осуществления способа по п. 1, содержащее последовательно соединенные передатчик, блок измерения, линию связи, согласующий трансформатор и соединительные провода; рельсовую линию, блок регистрации и блок памяти, отличающееся тем, что дополнительно имеет в своем составе блок коммутации, блок управления, блок вычисления, блок индикации; при этом соединительные провода соединены с рельсовой линией через блок коммутации, второй выход блока измерения соединен с первым входом блока регистрации; первый выход блока управления соединен со вторым входом блока регистрации, а второй выход блока управления соединен с соответствующим входом блока коммутации; выход блока регистрации соединен с входом блока вычисления, выходы которого соединены с соответствующими входами блока памяти и блока индикации.2. A device for remote measurement of a train shunt for implementing the method according to claim 1, comprising a series-connected transmitter, a measurement unit, a communication line, a matching transformer and connecting wires; a rail line, a registration unit and a memory unit, characterized in that it additionally includes a switching unit, a control unit, a calculation unit, and an indication unit; the connecting wires are connected to the rail line through the switching unit, the second output of the measuring unit is connected to the first input of the recording unit; the first output of the control unit is connected to the second input of the registration unit, and the second output of the control unit is connected to the corresponding input of the switching unit; the output of the registration unit is connected to the input of the calculation unit, the outputs of which are connected to the corresponding inputs of the memory unit and the display unit.
3. Устройство по п. 2 отличающееся тем, что блок регистрации и блок вычисления выполнены в едином корпусе, на поверхности которого размещены блок памяти, блок индикации и блок управления.3. The device according to claim. 2, characterized in that the registration unit and the calculation unit are made in a single housing, on the surface of which there is a memory unit, an indication unit and a control unit.
4. Устройство по любому из пп. 2, 3 отличающееся тем, что блок памяти выполнен в виде flash-накопителя.4. Device according to any one of paragraphs. 2, 3 characterized in that the memory block is made in the form of a flash drive.
5. Устройство по любому из пп. 2-4 отличающееся тем, что блок индикации выполнен в виде жидкокристаллического дисплея.5. Device according to any one of paragraphs. 2-4, characterized in that the display unit is made in the form of a liquid crystal display.
RU2020133742A 2020-10-14 2020-10-14 Method for remote measurement of train shunt resistance and device for its implementation RU2750137C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020133742A RU2750137C1 (en) 2020-10-14 2020-10-14 Method for remote measurement of train shunt resistance and device for its implementation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020133742A RU2750137C1 (en) 2020-10-14 2020-10-14 Method for remote measurement of train shunt resistance and device for its implementation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2750137C1 true RU2750137C1 (en) 2021-06-22

Family

ID=76504935

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020133742A RU2750137C1 (en) 2020-10-14 2020-10-14 Method for remote measurement of train shunt resistance and device for its implementation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2750137C1 (en)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2475638Y (en) * 2001-04-10 2002-02-06 中国矿业大学 A metro transition resistance on-line monitoring device
RU2250847C2 (en) * 2003-06-09 2005-04-27 Самарская государственная академия путей сообщения (СамГАПС) Method to determine additional zone of shunting of reference track circuit
RU2353537C1 (en) * 2007-06-25 2009-04-27 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт точной механики" Additional shunting zone determination method
RU2361764C1 (en) * 2008-01-09 2009-07-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный университет путей сообщения" (СамГУПС) Method of controlling rail track non-occupancy
RU2369507C1 (en) * 2008-03-31 2009-10-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный университет путей сообщения" (СамГУПС) Method and device to determine train shunt resistance
RU2492089C2 (en) * 2011-09-26 2013-09-10 Закрытое акционерное общество "Научно-производственный центр "Промэлектроника" (ЗАО "НПЦ "Промэлектроника") Method of controlling track state
RU2508215C1 (en) * 2012-06-26 2014-02-27 Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" Method of control over rolling stock stay at track section and device to this end

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2475638Y (en) * 2001-04-10 2002-02-06 中国矿业大学 A metro transition resistance on-line monitoring device
RU2250847C2 (en) * 2003-06-09 2005-04-27 Самарская государственная академия путей сообщения (СамГАПС) Method to determine additional zone of shunting of reference track circuit
RU2353537C1 (en) * 2007-06-25 2009-04-27 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт точной механики" Additional shunting zone determination method
RU2361764C1 (en) * 2008-01-09 2009-07-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный университет путей сообщения" (СамГУПС) Method of controlling rail track non-occupancy
RU2369507C1 (en) * 2008-03-31 2009-10-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный университет путей сообщения" (СамГУПС) Method and device to determine train shunt resistance
RU2492089C2 (en) * 2011-09-26 2013-09-10 Закрытое акционерное общество "Научно-производственный центр "Промэлектроника" (ЗАО "НПЦ "Промэлектроника") Method of controlling track state
RU2508215C1 (en) * 2012-06-26 2014-02-27 Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" Method of control over rolling stock stay at track section and device to this end

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Crotti et al. Pantograph-to-OHL arc: Conducted effects in DC railway supply system
KR100789412B1 (en) An Artificial Grounding Tester and Method for Locating Fault Distance Using the Same
Shamanov Alternating traction current dynamics in track lines of double-track hauls
RU2750137C1 (en) Method for remote measurement of train shunt resistance and device for its implementation
RU109723U1 (en) Device for monitoring the condition of insulating joints in rail chains in sections with ac electric shock
CN103424627A (en) Method for measuring zero-sequence impedance of parallel distribution network circuit at double ends
RU2529566C1 (en) Method to measure asymmetry of alternating traction current in rail lines under alss coils
RU2748742C1 (en) Method for measuring train shunt resistance with centralized placement of rail circuit equipment and device for its implementation
RU2744490C1 (en) Device for measuring transition resistance between each wheelpair and rails
RU2745713C1 (en) Method for automatic measurement of train shunt resistance and device for its implementation
JP4695789B2 (en) Fault location device for feeder circuits
WO2009026971A1 (en) A system for emulating track circuits in railway lines
CN105486930A (en) Ground resistance detection device and method for buses of DC system with silicon chain
RU2747077C1 (en) System for monitoring false freeness of rail chain and the resistance of train shunt of biaxial moving units
RU108637U1 (en) Device for determining the distance from the power supply to the place of termination of the insulated connector of the three-phase air line with a voltage over 1000 v located on the supplies of the contact ac network
RU153535U1 (en) Device for measuring asymmetry of receiving coils of locomotive apparatus als
RU2296686C1 (en) Method of diagnosing condition of elements of rail bonds
van den Brom et al. Accurate measurement of energy dissipated in braking rheostats in DC railway systems
RU116243U1 (en) Device for determining the distance to the place of a short circuit to the ground of the airline lines with a voltage over 1000 v located on the supports of the ac contact network
CN203164303U (en) Double-end method zero sequence impedance measurement circuit structure
RU2543435C2 (en) Method of choke cable state diagnostics in track choke transformers
KR100864636B1 (en) fault detecting system of high voltage connector in rail cars and the method
KR100533993B1 (en) V and I Measurement System of Wiring
CN203606438U (en) Double-ended zero-sequence admittance measuring circuit structure
RU2671590C1 (en) Method of diagnostics of state of grounding circuits on rails of support of contact network