SK702009U1

SK702009U1 - Device for detecting operational status of railway points

Info

Publication number: SK702009U1
Application number: SK702009U
Authority: SK
Inventors: Radek Prokopec; Jiri Hlavac; Martin Klonfar; Petr Vodicka
Original assignee: Azd Praha Sro
Priority date: 2009-06-05
Filing date: 2009-07-13
Publication date: 2009-12-07
Also published as: SK5454Y1; CZ19797U1

Abstract

The technical solution relates to equipment for the detection of operating condition of railway switches, each switch includes at least one electromotive switch (3), driven by a three-phase asynchronous motor (4) associated with moving mechanical parts through point gears and safety friction coupling (5) and mechanism to transfer rotary movement to sliding, switch (3) of point is connected via cable (11) with block (2) of readjustment point control the direction and control of its end position, which is connected by its inputs and outputs to safety device for station (1) and three-phase power system with neutral wire (N). Switch (3) of points is by the current input (8) connected to a measuring device (6) for measure time path of the active power one of the three-phases of induction motor (4) at the change position switch (3) of points, proportionate mechanical strength, which switch ( 3) acts on the movement part of the point and the comparison with the maximum permitted value of power three phase induction motor (4), corresponding to the mechanical setting of safe friction clutches (5), which with this value slipping where the measuring device is a voltage input (7) attached to the power system, whereby its inputs (9) of information about direction of readjustment is attached to the block (2) of control direction readjustment point and control of its end position and further is connected to PC (10).

Description

Oblasť technikyTechnical field

Technické riešenie sa týka zariadenia na zistenie prevádzkového stavu železničných výhybiek, kde každá výhybka obsahuje aspoň jeden prestavník, poháňaný trojfázovým asynchrónnym motorom.The technical solution relates to a device for detecting the operational state of railway switches, wherein each switch comprises at least one point switch driven by a three-phase asynchronous motor.

Doterajší stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Nastavovanie jazdných dráh na železnici vyžaduje zabezpečenie dobrého technického stavu výhybiek a tento možno najľahšie charakterizovať priebehom prestavného odporu výhybky a jeho maximálnou hodnotou. Obidve tieto veličiny sú jednak dané konštrukciou výhybky a jej polohou v koľajišti, ale v nemalej miere aj jej nastavením, ošetrovaním (najmä mazaním) a taktiež počasím. V súčasnosti sa zavádzajú takzvané bezúdržbové výhybky, ktoré nevyžadujú mazanie, v praxi sa však ukazuje, že i u týchto výhybiek možno počítať s postupným nárastom prestavného odporu. Ak hodnota maximálneho prestavného odporu výhybky presiahne silu, ktorú môže dosiahnuť prestavník výhybky, prestavenie výhybky sa nedokončí a zvolená jazdná dráha nemôže byť nastavená.The adjustment of the railway tracks requires a good technical condition of the switches and this can be easily characterized by the course of the adjusting resistance of the switch and its maximum value. Both these variables are given by the construction of the switch and its position in the track, but also by its adjustment, treatment (especially lubrication) and also by the weather. At present, so-called maintenance-free switches, which do not require lubrication, are being introduced, but in practice it appears that a gradual increase in the adjusting resistance can also be expected for these switches. If the maximum switch resistance of the switch exceeds the force that the switch switch can reach, the switch switch will not be completed and the selected travel path cannot be set.

Odpory výhybiek pri ich prestavovaní a meranie prestavných síl elektromotorických prestavníkov, ktoré sú dané nastavením ochrannej trecej spojky prestavníka, vyžadujú pravidelné kontroly. Takéto merania však so sebou prinášajú problémy. Vykonávajú sa pomocou meracieho čapu, ktorým sa počas merania nahradí spoj medzi prestavníkom a ovládanou časťou výhybky. Výmena často nie je jednoduchou záležitosťou. Spoj býva veľmi znečistený pôsobením železničnej premávky a mazaním výhybky, niekedy je veľmi obťažné ho rozobrať. Pracovník, ktorý výmenu vykonáva, sa pohybuje v dráhe koľajových vozidiel a na niektorých frekventovaných tratiach je ťažké nájsť dostatočnú prestávku medzi jednotlivými vlakmi, potrebnú na túto výmenu. Navyše, takéto meranie vyžaduje prítomnosť návestného majstra, pretože spoj je súčasťou zabezpečovacieho zariadenia a je zaplombovaný.The switching resistance of the switches during their adjustment and the measurement of the adjustment forces of the electromotive point machines, which are determined by the adjustment of the protective friction clutch of the point machine, require regular checks. However, such measurements present problems. They are carried out by means of a measuring pin, which replaces the connection between the positioner and the controlled part of the switch during the measurement. Exchange is often not a simple matter. The joint is very dirty due to railway traffic and lubrication of the turnout, sometimes it is very difficult to disassemble it. The reporter moves in the track of the rolling stock and on some busy lines it is difficult to find a sufficient break between the trains needed for this change. Moreover, such measurement requires the presence of a signaling master, since the joint is part of the locking device and is sealed.

Známe sú tiež postupy, keď pohyblivé časti meranej výhybky sú vybavené snímacími tenzometrami ich mechanického namáhania, spôsobeného ťahom a nim vyvolaného mechanického napätia a tieto namerané údaje sa ďalej spracovávajú. V prostredí železničnej premávky na ne nepriaznivo pôsobia mechanické rázy, časom strácajú svojuProcedures are also known where the moving parts of the measured switch are equipped with sensing strain gauges of their mechanical stress, caused by tensile stresses and their mechanical stresses, and these measured data are further processed. In the environment of railway traffic they are adversely affected by mechanical shocks, they lose their time

-2citlivosť a sú náchylné na poškodenie, bez ohľadu na to, či sú tvorené kovovými alebo polovodičovými tenzometrami. Z tohto hľadiska nie sú preto príliš spoľahlivé.- sensitivity and are susceptible to damage, regardless of whether they are metal or semiconductor strain gauges. They are therefore not very reliable in this respect.

Cieľom predloženého technického riešenia je automaticky sledovať veľkosti prestavných odporov výhybiek, porovnávať ich so silou, ktorú dosiahne prestavník a pri prekročení určitej hranice vydať upozornenie na údržbu takejto výhybky. Na základe týchto informácií je ľahšie plánovať údržbu výhybiek, alebo odhaliť blížiacu sa poruchu výhybky skôr, než nastane a zaistiť napríklad servisný zásah včas a v normálnom pracovnom čase.The aim of the present invention is to automatically monitor the magnitude of the adjusting resistances of the switches, to compare them with the force achieved by the switch, and to issue a warning for the maintenance of such a switch when crossing a certain limit. Based on this information, it is easier to plan the maintenance of switches, or to detect an impending breakdown of the switch before it occurs and, for example, to ensure service intervention in time and at normal working hours.

Podstata technického riešeniaThe essence of the technical solution

Predmetom tohto technického riešenia je zariadenie na zistenie prevádzkového stavu železničných výhybiek, kde každá výhybka obsahuje aspoň jeden elektromotorický prestavník poháňaný trojfázovým asynchrónnym motorom, ktorý je spojený s pohyblivými mechanickými časťami výhybky cez prevodovku a ochrannú treciu spojku a mechanizmus na prevod točivého pohybu na pohyb posuvný. Prestavník výhybky je prepojený káblom s blokom riadenia smeru prestavovania výhybky a kontroly jej koncovej polohy, ktorý je svojimi vstupmi a výstupmi pripojený k staničnému zabezpečovaciemu zariadeniu a k trojfázovej napájacej sústave s nulovým vodičom. Podstata technického riešenia spočíva v tom, že prestavník výhybky je cez prúdový vstup prepojený s meracím zariadením na meranie časového priebehu činného príkonu jednej z fáz trojfázového asynchrónneho motora pri zmene polohy prestavníka výhybky, ktorý je úmerný mechanickej sile, ktorou prestavník pôsobí na pohyblivú časť výhybky a na porovnanie s maximálnou povolenou hodnotou príkonu trojfázového asynchrónneho motora, zodpovedajúcou mechanickému nastaveniu ochrannej trecej spojky, ktorá pri tejto hodnote prešmykuje, kde meracie zariadenie je napäťovým vstupom pripojené k napájacej sústave, svojimi vstupmi informácií o smere prestavovania je pripojené k bloku riadenia smeru prestavovania výhybky a kontroly jej koncovej polohy a ďalej je pripojené k vyhodnocovanému počítaču.The object of the present invention is a device for detecting the operating state of a railway turnout, wherein each turnout comprises at least one electric motor driven by a three-phase asynchronous motor connected to the movable mechanical parts of the turnout via a gear and protective friction clutch. The point switch is connected by a cable to the switch position control block and its end position control, which is connected to the station interlocking device and to the three-phase neutral system with its inputs and outputs. The principle of the technical solution consists in that the point switch is connected via a current input to a measuring device for measuring the time course of active power of one of the phases of a three-phase asynchronous motor when the switch point position is changed proportional to the mechanical force for comparison with the maximum permissible power input of a three-phase asynchronous motor corresponding to the mechanical adjustment of the protective friction clutch which skids at this value, where the metering device is connected via a voltage input to the power system, its input direction information inputs is connected to the control of its end position and further connected to the evaluated computer.

Meranie časového priebehu činného príkonu sa spúšťa v okamihu zvýšenia elektrického prúdu motora prestavníka nad hodnotu 0,1 a trvá 6 s, pričom meranie sa vzorkuje s periódou 1 ms, z okamžitých hodnôt napätia a elektrického prúdu jednej fázy asynchrónneho motora prestavníka sa vypočítava hodnota jeho príkonu za čas jednej periódy trvajúcej 20 ms, zodpovedajúcej frekvencii 50 Hz striedavého napájacieho napätia, čím sa v zázname trvajúcom 6 s zaznamenáva rad 300 hodnôt činného príkonu,Measurement of the active power time course is initiated at the moment of increase of electric current of the switch motor of the value above 0,1 and lasts for 6 s, the measurement is sampled with a period of 1 ms. From instantaneous voltage and electric current for a period of 20 ms corresponding to a frequency of 50 Hz AC supply voltage, thereby recording a series of 300 active power values in a 6-second recording,

-3ktoré sa spoločne s časom začiatku merania a údajom o smere prestavovania výhybky archivujú, zobrazujú a porovnávajú s dopredu nastavenými medznými hodnotami.-3which are archived, displayed and compared with preset limit values along with the start time of the measurement and the direction of the switch adjustment direction.

Meracie zaradenie dokáže merať príkony až štyroch nezávislých prestavníkov súčasne. Vstupy pre meranie napätia i prúdu sú galvanický oddelené meracími transformátormi.The measuring device can measure the power consumption of up to four independent point machines simultaneously. Inputs for voltage and current measurement are galvanic separated by measuring transformers.

Výhodami technického riešenia sú vyššia spoľahlivosť merania prevádzkového stavu výhybiek a možnosť predikcie nutnosti údržby výhybiek podľa ich aktuálneho stavu a jeho zmien. Výhodou je racionalizácia údržby výhybiek spojená s centralizovaným meraním, kedy sa meria každé prestavenie výhybky a kedy je možné na základe aktuálneho stavu a jeho zmien vykonávať predikciu nutnosti ich údržby.Advantages of the technical solution are higher reliability of measuring of operating state of switches and possibility of prediction of necessity of maintenance of switches according to their current state and its changes. The advantage is the rationalization of switches maintenance combined with centralized measurement, when each switch adjustment is measured and when it is possible to predict the necessity of their maintenance based on the current state and its changes.

Prehľad obrázkov na výkresochBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Na pripojených výkresoch je zobrazený príklad vyhotovenia uvedeného technického riešenia, ktorý je v ďalšom texte opísaný podrobnejšie.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings show an exemplary embodiment of the present invention, which is described in more detail below.

Na obr. 1 je znázornená bloková schéma zariadenia podľa technického riešenia.In FIG. 1 is a block diagram of a device according to the invention.

Na obr. 2 je hlavné okno zobrazovacieho programu meracích jednotiek zariadenia, ktoré umožňuje načítať všetky alebo len nové priebehy prestavných príkonov z niekoľkých týchto jednotiek a zobraziť jeden alebo viac vybraných priebehov. Hlavné okno programu zobrazuje vľavo zoznamy meracích jednotiek zariadenia a prestavníkov výhybiek, ktoré sú merané, vpravo zoznamy zmeraných priebehov vybraného prestavníka a aktuálnu hodnotu izolačného odporu napájacieho kábla a prestavníka oproti zemi.In FIG. 2 is the main window of the display unit of the measuring unit of the device, which allows to read all or only new waveforms of the adjustment power inputs from several of these units and to display one or more selected waveforms. The main program window shows on the left lists of measuring units of the device and switch points that are being measured, on the right lists of measured waveforms of the selected point switch and the current value of the insulation resistance of the power cable and point switch to the ground.

Na obr. 3 je graf so zobrazením časového priebehu resp. niekoľko priebehov prestavníka výhybky do obidvoch smerov.In FIG. 3 is a graph showing the timing respectively. several points of the switch point switch in both directions.

Na obr. 4 je graf, zobrazujúci úroveň nastavenia trecej spojky výhybky a ďalšie dve úrovne vo voliteľnom pomere k nastaveniu spojky. Pri výhybke je možné zobraziť časový vývoj (trend) maximálnych hodnôt príkonu výhybky do vybraného smeru a odpočítať hodnoty jednotlivých prestavení, toto je zobrazené na grafe na obr. 5, z ktorého je zreteľné i kolísanie hodnôt v priebehu denného cyklu.In FIG. 4 is a graph showing the level of crossover friction clutch adjustment and the other two levels in an optional ratio to the clutch adjustment. At the switch it is possible to display the time development (trend) of maximum values of the switch power input into the selected direction and to subtract the values of individual adjustments, this is shown in the graph in fig. 5, from which the fluctuation of values during the daily cycle is also evident.

Na obr. 6 a 7 je zobrazené prestavovanie výhybky do jedného smeru (poloha mínus) a do opačného smeru (poloha plus), kde vľavo je znázornený priebeh prístavného odporu v kN, merané klasickou metódou pomocou meracieho čapu, zatiaľ čo vpravo je priebeh činného príkonu jednej fázy trojfázového asynchrónneho motora vo wattoch, meraný jednotkou zariadenia.In FIG. Figures 6 and 7 show the switching of the switch to one direction (minus position) and to the opposite direction (plus position), where on the left is the course of the port resistance in kN measured by the classical method using a measuring pin. asynchronous motor in watts, measured by the unit of the device.

-4Príkladv uskutočnenia technického riešenia-4Example in the Embodiment of the Invention

Bolo odskúšané a overené diagnostické zariadenie, ktoré priebežne sleduje a vyhodnocuje prestavné odpory železničnej výhybky, archivuje ich a porovnáva s maximálne povolenou silou prestavníka výhybky a na základe porovnania dáva upozornenie na údržbu. Zariadenie pracuje na princípe merania činného príkonu trojfázového asynchrónneho motora 4 prestavníka 3 výhybky. Činný príkon je priamo úmerný okamžitej sile, ktorou prestavník 3 pôsobí na výhybku pri prestavovaní a tak i priamo úmerný okamžitej hodnote prestavného odporu výhybky. Meranie, archivovanie i vyhodnocovanie je vykonávané na úrovni príkonu zmeraného v jednej fáze napájania motora 4 prestavníka 3. Príkon motora 4 sa meria so vzorkovacou periódou 1 ms.A diagnostic device has been tested and verified, which continually monitors and evaluates the adjusting resistances of the railroad switch, archives it and compares it with the maximum permissible switch point force and gives a maintenance warning based on the comparison. The device works on the principle of measuring the active power input of the three-phase asynchronous motor 4 of the point switch 3. The active power is directly proportional to the instantaneous force exerted by the dispenser 3 on the switch during the displacement and thus directly proportional to the instantaneous value of the switch resistance. Measurement, archiving and evaluation are performed on the level of power measured in one phase of power supply of motor 4 of the machine 3. The power of motor 4 is measured with a sampling period of 1 ms.

Z okamžitých hodnôt napätia a prúdu je vypočítaná okamžitá hodnota príkonu jednej fázy a ďalej hodnota príkonu jednej fázy za čas jednej periódy dĺžky TThe instantaneous voltage and current values are used to calculate the instantaneous value of the power of one phase and the value of the power of one phase over a period of one length T

P = ¹ oP = ¹ o

Integrál počas jednej periódy T je nahradený súčtom okamžitých hodnôt p(t) počas jednej periódy striedavého napájacieho napätia. Rad 300 hodnôt činného príkonu, udávaných vo wattoch, sa spolu s časom začiatku prestavovania a smerom prestavovania uloží do pamäte. Zariadenie dokáže merať príkony až štyroch prestavníkov súčasne a pre každý prestavník uchovať v pamäti priebehy príkonov 50 prestavení. Meranie sa spúšťa od nárastu prúdu nad hodnotu 0,1 A«f v meranej fáze a trvá 6 s. Najstaršie záznamy sú nahradzované najnovšími.The integral over one period T is replaced by the sum of instantaneous values of p (t) during one period of AC supply voltage. A series of 300 active power values, in watts, are stored together with the start time of the adjustment and the direction of the adjustment. The device is able to measure the power consumption of up to four machines at the same time and to store the power consumption of 50 adjustments for each machine. The measurement starts from a current rise above 0.1 A «f in the measured phase and lasts 6 s. The oldest records are replaced with the latest ones.

Na obr. 1 je zobrazená bloková schéma zariadenia podľa tohto technického riešenia. Elektromotorický prestavník 3 s trojfázovým asynchrónnym motorom 4 s prevodovkou, s kontaktnou zostavou a s ochrannou trecou spojkou 5 je káblom 11 najmenej tromi vodičmi (počet vodičov je daný zvyklosťami prevádzkovateľa železničnej dopravy, napr. je tu 4, 5 alebo 7 vodičov podľa princípu riadenia smeru a kontroly koncovej polohy výhybky) spojený jednak s blokom 2 riadenia smeru prestavovania výhybky a kontroly jej koncové polohy a jednak cez aspoň jeden prúdový vstup 8 do meracieho zariadenia 6. Blok 2 riadenia smeru prestavovania výhybky a kontroly jej koncovej polohy je ďalej svojimi vstupmi a výstupmi pripojený k staničnému zabezpečovaciemu zariadeniu 1 a k trojfázovej napájacej sústave so svorkami F1, F2, F3 a nulovým vodičom N. Meracie zariadenie 6 je svojimi vstupmi 9 informácií o smere prestavovania pripojené k bloku 2 riadenia smeru prestavovania výhybky a kontroly jej koncovej polohy. NapäťovýmIn FIG. 1 is a block diagram of an apparatus according to the present invention. The electric motor 3 with a three-phase asynchronous motor 4 with a gearbox, a contact assembly and a friction clutch 5 is a cable 11 of at least three wires (the number of wires is determined by the rail operator's customs, e.g. End switch position control) connected to the switch position control block 2 and its end position control block and to at least one current input 8 to the metering device 6. The switch position control block 2 and its end position control block are further connected by its inputs and outputs to the station interlocking device 1 and to the three-phase power supply system with terminals F1, F2, F3 and neutral conductor N. The measuring device 6 is connected to the switch direction control block 2 and its end position control by its displacement direction inputs 9. voltage

-5vstupom 7 je pripojené k napájacej sústave so svorkami F1, F2, F3, N a ďalej je pripojené k vyhodnocovaciemu počítaču 10.The input 7 is connected to a power supply system with terminals F1, F2, F3, N and is further connected to the evaluation computer 10.

Pri zmene polohy prestavnika 3, na základe povelu zo staničného zabezpečovacieho zariadenia 1 do bloku 2 riadenia smeru prestavovania výhybky a kontroly jej koncové polohy, dôjde k pripojeniu elektrického napätia na asynchrónny motor 4. Meracím zariadením 6 sa meria časový priebeh činného príkonu jednej z fázy trojfázového asynchrónneho motora 4, ktorý je priamoúmemý mechanickej sile, ktorou prestavník 3 pôsobí na pohyblivú časť výhybky. Tento priebeh sa vo vyhodnocovacom počítači 10 archivuje a porovnáva s maximálne povolenou hodnotou príkonu trojfázového asynchrónneho motora 4, zodpovedajúcou mechanickému nastaveniu ochrannej trecej spojky 5, ktorá pri tejto hodnote prešmykuje, čím sa zabráni mechanickému poškodeniu výhybky.When the position of the switch 3 is changed, on the basis of a command from the station interlocking device 1 to the switch 2 of the direction control of the switch and the control of its end position, the voltage is connected to the asynchronous motor 4. an asynchronous motor 4, which is directly direct to the mechanical force by which the displacement device 3 acts on the movable part of the switch. This course is archived in the evaluation computer 10 and compared with the maximum allowed power input of the three-phase asynchronous motor 4, corresponding to the mechanical adjustment of the friction clutch 5, which shifts at this value, thus preventing mechanical damage to the switch.

Obsah pamäte meracieho zariadenia 6 sa prenáša do počítača 10 s vyhodnocovacím programom, ktorý umožňuje okrem komunikácie s meracím zariadením 6 archivovať dáta vo svojom úložnom priestore a vykonávať ich vyhodnocovanie a správu. Dáta sú v zoznamoch rozdelené na jednotlivé meracie jednotky zariadenia a ďalej členené na jednotlivé výhybky. V zoznamoch prestavovania sú okrem údajov o začiatku prestavovania a smeru prestavovania výhybky uvedené i hodnoty maximálneho príkonu a celkového času práce počas prestavovania. Farebným vyznačením záznamu sú rozlíšené dve úrovne upozornenia na zvýšený prestavný odpor výhybky. Grafy priebehu príkonov (viď pripojené výkresy) umožňujú zobrazovať jednotlivé priebehy i skupiny priebehov príkonov. V aktuálnom priebehu je možné pomocou kurzora odčítať okamžité hodnoty. V grafoch je možné tiež zobraziť hranice pre obidve úrovne upozornenia a podľa príkonu zmeraného za chodu prestavnika 3 do spojky 5 je možné nastaviť hranicu maximálnej povolenej sily prestavnika 3, od ktorej sa odvodzujú úrovne upozornenia. Graf maximálnych hodnôt príkonov dáva informáciu o časovom vývoji maximálnych hodnôt príkonov, resp. prestavných odporov. V čase mimo prestavovania meracieho zariadenia 6 meria izolačné stavy motorov 4 prestavníkov 3 a ich prepojovacích káblov 11.The contents of the memory of the metering device 6 are transferred to a computer 10 with an evaluation program which, in addition to communicating with the metering device 6, makes it possible to archive data in its storage space and to evaluate and manage it. The data in the lists are divided into individual units of measure of the device and further divided into individual switches. In addition to the data on the start of the adjustment and the direction of the switch adjustment, the adjustment lists also show the values of the maximum power consumption and the total working time during the adjustment. The color coding of the record distinguishes two levels of warning for increased switch resistance. Power waveform graphs (see attached drawings) allow to display individual waveforms and groups of power waveforms. In the current waveform, you can use the cursor to read the current values. In the graphs, it is also possible to display the limits for both alert levels, and according to the power measured during the operation of the switchgear 3 into the clutch 5, it is possible to set the limit of the maximum permissible force of the switchgear 3 from which the warning levels are derived. The graph of maximum power values gives information on the time development of the maximum power values, respectively. resistance. At the time outside the adjustment of the measuring device 6 it measures the insulating states of the motors 4 of the displacers 3 and their connecting cables 11.

Jadrom jednotky meracieho zariadenia 6 je mikroprocesor s interným AD prevodníkom. Komunikačné rozhranie jednotky má prenosovú rýchlosť 57,6 kbps a komunikačná linka je galvanický oddelená. Adresa jednotky je uložená v pamäti EEPROM. V pamäti ROM je uložené jedinečné identifikačné číslo jednotky. Jednotka má zabudovaný zdroj skúšobného napätia, ktoré je do 10 s po skončení prestavovania výhybky privedenéThe core of the measuring device unit 6 is a microprocessor with an internal AD converter. The communication interface of the unit has a transmission rate of 57.6 kbps and the communication link is galvanic isolated. The unit address is stored in the EEPROM. A unique drive identification number is stored in the ROM. The unit has a built-in test voltage source, which is applied within 10 s after the switch adjustment

-6medzi napájači vodič meranej fázy prestavníka 3 výhybky a uzemňujúci vodič. Po sekundách, po ustálení nabíjacích prúdov, sa priebežne meria veľkosť zvodových prúdov, ktoré zodpovedajú izolačným odporom napájacích káblov a prestavníkov. Skúšobné jednosmerné napätie 100 V pre kontrolu izolačného stavu poskytuje galvanický oddelený zdroj. Meranie pretekajúcich zvodových prúdov zaisťuje externý multiplexovaný 12bitový AD prevodník s časom prevodu 10 ps. Tento AD prevodník súčasne kontroluje veľkosť skúšobného napätia a podľa neho vykonáva korekciu výpočtu odporu. Ak je hodnota skúšobného napätia mimo povolenej tolerancie ±10 %, červená kontrolka na čelnom paneli indikuje poruchu jednotky. Ak poklesne vypočítaný izolačný odpor pod hodnotu 1 ΜΩ dôjde k rozsvieteniu výstražnej žltej LED. Ak poklesne izolačný odpor pod hodnotu 230 kQ dôjde k rozsvieteniu poruchovej červenej LED a odpadnutiu kontaktu výstupného relé.-6 between the feeder conductor of the measured phase of the point switch 3 and the earthing conductor. After seconds, after the charging currents have stabilized, the leakage currents corresponding to the insulation resistance of the supply cables and the switchgear are continuously measured. A 100 V DC test voltage for isolation control provides a galvanic isolated source. Measurement of leakage currents is provided by an external multiplexed 12-bit AD converter with a conversion time of 10 ps. At the same time, the AD converter checks the magnitude of the test voltage and corrects the resistance calculation accordingly. If the test voltage is outside the tolerance range of ± 10%, a red LED on the front panel indicates a unit fault. If the calculated insulation resistance drops below 1 k, the yellow warning LED lights up. If the insulation resistance drops below 230 kQ, the fault red LED lights up and the output relay contact drops.

Vstupy meracieho zariadenia 6 pre meranie napätia i prúdov sú galvanický oddelené meracími transformátormi. Po zvýšení prúdu motorom 4 prestavníka 3 výhybky nad hodnotu 0,1 Ae_f dôjde k odpojeniu skúšobného napätia od napájacieho vodiča a začne zaznamenávanie priebehu činného príkonu motora 4 príslušného prestavníka 3, ktoré trvá 6 s a je indikované na čelnom paneli rozsvietením zelenej kontrolky tohto prestavníka 3. Vzorkovanie napätia a prúdov s periódou 1 ms zaisťuje interný multiplexovaný 10bitový AD prevodník mikroprocesora s časom prevodu 10 ps. Súčasne je prečítaný smer prestavovania podľa povelov na príslušných vstupoch v čase začiatku prestavovania. Zmerané priebehy sú spolu s informáciou o čase a smere prestavovania ukladané do externej pamäte RAM.The inputs of the measuring device 6 for measuring both voltages and currents are galvanically separated by measuring transformers. Upon increase of current by motor 4 of switch 3 above the value of 0.1 Ae _f , the test voltage is disconnected from the supply conductor and recording of the active power consumption of the motor 4 of the respective switch 3, which lasts 6 is indicated on the front panel. Sampling of voltage and currents with a period of 1 ms is provided by an internal multiplexed 10-bit microprocessor AD converter with a conversion time of 10 ps. At the same time, the adjustment direction is read according to the commands at the respective inputs at the time the adjustment starts. The measured waveforms, along with the time and direction of the adjustment, are stored in an external RAM.

Zobrazovací program meracích jednotiek zariadenia (meracie zariadenie 6) umožňuje načítať všetky alebo len nové priebehy prestavných príkonov z niekoľkých týchto jednotiek a zobraziť jeden alebo viac vybraných priebehov. Hlavné okno programu (viď obr. 2) zobrazuje vľavo zoznamy jednotiek zariadenia (meracích zariadení 6) a prestavníkov 3 výhybiek, ktoré sú merané, vpravo zoznamy zmeraných priebehov vybraného prestavníka a aktuálne hodnoty izolačného odporu napájacieho kábla a prestavníka oproti zemi. Smery prestavovania do polohy mínus a plus sú rozlíšené v zozname označením SM a SP. Farebne sú odlíšené záznamy, u ktorých maximá prekračujú povolené medzné hodnoty. Označením je možné vybrať záznamy, ktoré majú byť zobrazené v grafe.The display unit of the measuring unit of the device (measuring device 6) allows to read all or only new waveforms of adjusting power inputs from several of these units and to display one or more selected waveforms. The main program window (see Fig. 2) shows on the left lists of device units (measuring devices 6) and switch points 3 to be measured, on the right lists of measured waveforms of selected switch and current values of insulation resistance of power cable and switch. The direction of adjustment to the minus and plus positions are distinguished by SM and SP in the list. Color-coded records with maximums exceeding the permitted cut-off values are distinguished. By marking it is possible to select records to be displayed in the graph.

V grafe na obr. 3 je možné súčasne zobraziť niekoľko priebehov do obidvoch smerov aj z niekoľko prestavníkov 3 výhybiek. Zvolený záznam je zvýraznený a je možné z nehoIn the graph of FIG. 3 it is possible to simultaneously display several waveforms in both directions and from several switch points 3 at the same time. The selected entry is highlighted and possible from it

-7odčítať okamžité hodnoty pomocou kurzora. Zoznam vybraných záznamov je vľavo od grafu. Modro je vykreslený smer SM, červeno smer SP. Na pozadí je graf maximálnej sily prestavníka 3 zodpovedajúci nastaveniu ochrannej trecej spojky 5.-7 subtract instant values using cursor. The list of selected records is to the left of the graph. The blue direction is SM, the red direction is SP. In the background is a graph of the maximum force of the displacement device 3 corresponding to the setting of the protective friction clutch 5.

V grafe na obr. 4 je možné navyše zobraziť úroveň nastavenia ochrannej trecej spojky 5 výhybky a ďalšie dve úrovne vo voliteľnom pomere k nastaveniu spojky. Posunutím prerušovanej čiary možno nastaviť hranicu hodnotenia prestavných odporov. Táto sa nastavuje podľa priebehu chodu prestavníka 3 do spojky 5. Spodná žltá a horná červená hranica sú v zvolenom pomere k tejto hranici. Pokiaľ príkon prestavníka 3 prekročí nastavenú úroveň, záznam je v zozname zvýraznený zodpovedajúcou farbou. Farby grafov a úrovní sú užívateľsky nastaviteľné.In the graph of FIG. 4, it is also possible to display the level of adjustment of the clutch friction clutch 5 and the other two levels in an optional ratio to the clutch setting. By shifting the dashed line, you can set the limit of the rating of the adjusting resistance. This is set according to the course of travel of the switch 3 to the clutch 5. The lower yellow and upper red limits are in the selected ratio to this limit. If the power input of switch 3 exceeds the set level, the entry in the list is highlighted with the corresponding color. Graph and level colors are customizable.

Pri výhybke možno zobraziť časový vývoj (trend) maximálnych hodnôt príkonov výhybky do vybraného smeru a odpočítať hodnoty jednotlivých prestavení (viď obr. 5). Na grafe na obr. 5 je zjavné i kolísanie hodnôt počas denného cyklu. Vrcholy predstavujú chod prestavníka 3 do ochrannej trecej spojky 5.At the switch, it is possible to display the time trend (trend) of the maximum values of the switch power input to the selected direction and to read the values of individual adjustments (see Fig. 5). In the graph of FIG. 5, the fluctuation of the values during the daily cycle is also apparent. The peaks represent the travel of the displacement device 3 to the protective friction clutch 5.

Priebehy prestavných odporov a mechanických síl zmerané klasickou metódou pomocou meracieho čapu (s elektrickým prevodníkom meraných síl) a priebehy činných príkonov motorov prestavníkov zmerané jednotkou tohto zariadenia (meracím zariadením 6) si navzájom zodpovedajú.The waveforms of the adjusting resistors and mechanical forces measured by the classical method by means of a measuring pin (with an electrical transducer of the measured forces) and the waveforms of the active loads of the point machine motors measured by the unit of this device (measuring device 6) correspond.

Vzájomná závislosť obidvoch priebehov je daná vzťahom:The interdependence of both courses is given by:

y(f) = ax x(ť) + b + c kde y(t) je priebeh zmeraný jednotkou zariadenia (meracím zariadením 6) podľa tohto technického riešenia, x(t) je priebeh zmeraný klasickou metódou, a je konštanta úmernosti prevodu medzi príkonom a silou, b znamená elektrické straty vo vedení a v motore 4 prestavníka 3, c znamená mechanické straty v prestavníku 3.y (f) = ax x (t) + b + c where y (t) is the waveform measured by the unit of measurement (measuring device 6) according to this technical solution, x (t) is the waveform measured by the classical method, and is constant power and force, b means electrical losses in the line and in motor 4 of the machine 3, c means mechanical losses in the machine 3.

V praxi sa ukazuje, že súčet b + c obvykle dosahuje hodnoty medzi 72 W až 80 W. To závisí predovšetkým od vzdialenosti prestavníka 3 od stanice a menej od stavu prestavníka 3. Pre porovnanie je treba z pravého grafu na obr. 6 a 7 túto hodnotu odčítať. Pri meraní pomocou tohto zariadenia možno v programe nastaviť automatické orezanie začiatku grafu, kedy sa roztáča motor 4, vymedzujú sa vôle, ale ešte nedochádza k prestavovaniu výhybky. Prestavovanie výhybky do jedného smeru a do opačného smeru je znázornené na obr. 6 a obr. 7 (smer do polohy mínus označený SM na obr. 6, opačný smer do polohy plus označený SP na obr. 7). Vľavo na obr. 6 a 7 je znázornený priebeh prestavného odporu v kN, merané klasicky, vpravo priebeh činného príkonu jednej fázy trojfázového asynchrónneho motora 4 vo wattoch, merané jednotkou tohto zariadenia (meracím zariadením 6).In practice, it turns out that the sum of b + c usually reaches a value between 72 W to 80 W. This depends primarily on the distance of the point machine 3 from the station and less on the state of the point machine 3. For comparison, the right graph in FIG. 6 and 7 read this value. When measuring with this device, the program can be set to automatically trim the beginning of the graph when the motor 4 is spinning, the clearances are defined, but the switch is not yet adjusted. The movement of the switch in one direction and in the opposite direction is shown in FIG. 6 and FIG. 7 (direction to the minus position indicated by SM in Fig. 6, the opposite direction to the plus position indicated by SP in Fig. 7). On the left in FIG. Figures 6 and 7 show the course of the adjusting resistance in kN, measured conventionally, on the right the course of the active power of one phase of the three-phase asynchronous motor 4 in watts, measured by the unit of this device (measuring device 6).

Technické riešenie je využiteľné na priebežné zisťovanie prevádzkového stavu železničných výhybiek s prestavníkmi, poháňanými trojfázovými asynchrónnymi motormi. Zariadenie podľa tohto technického riešenia umožňuje merať príkony až štyroch nezávislých prestavníkov súčasne.The technical solution is usable for the continuous detection of the operational state of railway switches with switchgear powered by three-phase asynchronous motors. The device according to this technical solution allows to measure the power consumption of up to four independent point machines simultaneously.

Claims

A device for ensuring the operational state of railway switches, wherein each switch comprises at least one electromotive point machine (3), powered by a three-phase asynchronous motor (4) coupled to the moving mechanical parts of the switch via a transmission and protective friction clutch (5). sliding and wherein the switch point (3) is connected by a cable (11) to the switch position control block (2) and its end position control, which is connected by its inputs and outputs to the station interlocking device (1) and to the three-phase zero A conductor (N), characterized in that the point switch (3) is connected via a current input (8) to a measuring device (6) for measuring the time course of the active power of one of the phases of a three-phase asynchronous motor (4). switch, proportional to the mechanical force exerted by the displacement device (3) on a movable part of the switch and, in comparison with the maximum permissible power input of a three-phase asynchronous motor (4) corresponding to the mechanical adjustment of the protective friction clutch (5), at which value the measuring device is connected to the power supply via the voltage input (7); by the adjustment direction information inputs (9), it is connected to the switch direction control block (2) and its end position control (2) and further connected to the evaluation computer (10).