Устройство для измерения сопротивления изолирующих стыков

(19 1)5 В 61 ) 23/16 ОБРЕТЕЬСТВУ женеровж новаССР87. ДЛЯ ИЗМЗОЛИРУ ЕРЕНИЯ СОЮЩИХ СТЫ 4и железнодоаники для по- измерения ОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССРГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ(71) Алма-Атинский институт илезнодорожного транспорта(57) Использование: в обларожной автоматики и телемвышения точности сопротивления изолирующих стыков эа счет компенсации взаимных помех от составляющих измерительного тока, Сущность изобретения: устройство содержит индикатор (1), 5 сумматоров (3,24,25,28 и 29), умножитель 4, 2 делителя напряжения (5 и 6), 6 избирательных усилителей (7,8,16,17,20 и 21), 1 генератор переменного тока (9), 4 катушки индуктивности (18,19,22 и 23). Катушки 18 и 19 индуктивности размещены вдоль рельса перед изолирующим стыком, а катушки 22 и 23 индуктивности размещены перед изолирующим стыком по одну и другую стороны и на одинаковом расстоянии от катушек 18 и 19 индуктивности. 1 ил.Изобретение относится к области железнодорожной автоматики и телемеханики и может быть использовано при эксплуатации рельсовых цепей;Целью изобретения является повышение точности измерения.На чертеже изображена структурная схема предлагаемого измерителя,Измеритель содержит индикатор 1 с блоком сигнализации 2, подключенные к выходу первого сумматора 3, первый вход которого соединен с выходом умножителя 4, а другой вход - с выходом одного делителя 5 напряжения. Умножитель 4 одним входом ,подключен к выходу делителя 5 напряжения, а вторым - к выходу второго делителя 6 напряжения. Входы делителя 5 найряжения соединены с выходами первого и второго избирательных усилителей 7 и 8,Генератор 9 частоты подключен к рельсу 10 контактом 11, а к рельсу 12 по другую сторону изолирующего стыка 13 - контактом 14 через резистор 15. Вход первого избирательного усилителя 7 подключен к выводам резистора 15, а вход второго избирательного усилителя 8 - к контактам 11 и 14,Ко входам третьего и четвертого избирательных усилителей 16 и 17 подключены первая и вторая измерительные катушки соответственно 18 и 19, а ко входам пятого и шестого дополнительных избирательных усилителей 20 и 21 - первая и вторая компенсационные катушки соответственно 22 и 23. Выходы этих пятого и шестого избирательных усилителей 20 и 21 чрез первые входы соОтветственно второго и третьего дополнительных сумматоров 24 и 25 - подключены ко входам усилителей напряжения 26 и 27. Выходы третьего и четвертого избирательных усилителей 16 и 17 подключены ко вторым входам соответственно второго и третьего сумматоров 24 и 25, а также к первым входам четвертого и пятого сумматоров 28 и 29, вторые входы которых соединены с выходами усилителей напряжения соответственно 26 и 27, а выходы - со входами второго делителя 6 напряжения.Аппаратура 30 питающего и релейного концов рельсовых цепей подключена к рельсам через путевые дроссели-трансформаторы 31,Измерительные катушки 18 и 19 смонтированы на одинаКовом расстоянии 1 отконтактов 11, а компенсационные катушки 22 и 23, конструктивно идентичные измерительным катушкам, смонтированы на одной линии с измерительными катушками 18 и 19 на одинаковом расстоянии 12 от контактов11, отличающемся от расстояния 1, ПриЕк = К 1 +Кг 1 у,655 К 2 1 сЕК 2 = К 11 у+6Коэффициент усиления Ку у избирательных усилителей 16, 17, 20 и 21 одинаков,поэтому сигналы на их выходах будут иметь 5 10 15 20 25 3035 4045 50 проведении операций измерения или контроля катушки 19 и 23 индуктивности располагаются вдоль оси между контактом 11 и точкой подключения к рельсу 10 путевого дроссель-трансформатора 31 или, при его отсутствии, точкой подключения к рельсу 10 аппаратуры 30 рельсовой цепи, а катушки 18 и 22 индуктивности располагаются между этим контактом 11 и изолирующим стыком 13,Измеритель работает следующим образом,При подключении генератора 9 к рельсам 10 и 12 контактами 11 и 14 ток генератора 1 г от контакта 11 раздваивается и протекает по двум параллельным ветвям, токс - через изолирующий стык 13, и ток 1 у - через эквивалентное сопротивление, составленное иэ сопротивлений полуобмоток путевых дросселей-трансформаторов 31, а также сопротивлениями рельсов 10 и 12 по отношению к земле. В измерительных катушках 18 и 19 индуктивности . наводятся ЭДС Еи и ЕИ 2, одна составляющая которых пропорциональна указанным токам 1 с и 1 у соответственно К 1 1 с и К 1 у, где К - коэффициент пропорциональности, зависящий от конструкции прибора; и вторая составляющая, являющаяся помехой и обусловленная взаимными наводками ЭДС в измерительной катушке 18 от тока 1 у и в измерительной катушке 19 от тока 1 с, Величина этой составлЯюЩей Равна К 21 у/1 в катушке 18 и К 21 с/11 в катушке 19, где К 2 -гкоэффициент пропорциональности, зависящий от конструкции прибора, и 1 расстояние от измерительной катушки до контакта 11 (до точки растекания тока, наводящего помеху)Еи 1 = Кс+К 2 1 у1К 2 1 сЕи 2 = Ку+8В компенсационных катушках 22 и 23 индуктивности также наводятся ЭДС Ек 1 и Ек 2, полезные составляющие которых равны соответственно которых равны соответственно К 1 с и К 1 у, а составляющие помехи раВНЫ К 21 у/2 И К 21 с/12, ГдЕ 2 - раССтаяНИЕ2 2от компенсационной катушки до контакта 1110 Оуг -а - 1 КкК 2 1 с ааг Й аг - 1а Ка 1 сНа четвертом и пятом сумматорах 28 и 29 эти сигналы вычитаются из выходных сигналов КуЕи 1 и КуЕиг соответственно избирательных усилителей 16 и 17; Сигналы 40 на выходе этих сумматоров= КуК 1 1 сКуК 21 с) КуК 21 с11 11 35 КуК 11 у Следовательно, на выходе сумматоров 28 и 50 29 получаются напряжения, пропорциональные только полезным сигналам, без помех. После выполнения операции деления этих напряжений делителем 6 на его выходе получается сигнал, пропорциональные от ношению тока утечки к току через изолирующий стык у/1 с.Амплитуды напряжений на выходах избирательных усилителей 7 и 8 а следовательно и на входах, делителя 5 напряжения амплитУДУ соотаетственно КуЕи 1; КуЕиг;КуЕкг, Тогда амплитуды сигналов на выходевторого и третьего сумматоров 24 и 25 равны соответственноОЕ = КуЕи 1- КуЕк = 5= КуК 21 с ( -- ) =11 Ва - 1, КК. 1 с,15а 2 11где а = 12/11 - отношение расстояний 12 и 1,постоянное для прибора.Эти напряжения подаются на входыусилителей напряжения соответственно 26 20и 27, коэффициент усиления которых устанавливается равным а /(а -1), Тогда на выходе первого усилителя 26 напряженияполучается сигнал2 г 25Оу 1 -а - 1 КККа 1 К аа б а - 1Ка Ка 1 у6а на выходе второго усилителя 27 напряжения пропорциональны напряжению на контактах 11 и 14 Ос и току 1 г генератора 9. Тогда амплитуда сигнала на выходе делителя 5 напряжения пропорциональна отношению напряжения Ос генератора на контактах 11 и 14 к току 1 г этого генератора.Сигналы с выходов делителей 5 и 6 напряжения поступают на входы умножителя 4, с выхода которого напряжение подается на один из входов первого сумматора 3, Так как на второй вход сумматора одновременно поступает напряжение с выхода делителя 5 напряжения, то амплитуда напряжения ОХ 1 на выходе сумматора 3 равна1 г 1 с г г 1 с Отсюда при учете того, что 1 г = 1 у+ 1 с, получаетсяОсО с1 гСледовательно, сигнал на выходе первого сумматора 3 пропорционален измеряемой величине сопротивления Р изолирующего стыка 13, и шкала индикатора 1 может быть отградуирована непосредственно в единицах сопротивления изолирующего стыка, а порог срабатывания блока 2 сигнализации может быть настроен так, что при снижении сопротивления изолирующего стыка 15 до критической предотказной величины блок сигнализации срабатывает.Заявляемое устройство выгодно отличается от прототипа гораздо большей точностью измерения за счет практической полной компенсации влияния на результат измерения перекрестных помех, наводимых в измерительных катушках составляющими измерительного тока, ответвляющимися в смежные электрические цепи. Существенное повышение точности измерения достигается достаточно простыми средствами эа счет некоторого усложнения измерительного преобразователя и алгоритма обработки полученной в процессе измерения информации,Формула изобретения Устройство для измерения сопротивления изолирующих стыков, содержащее генератор переменного така, подключенный через резистор к рельсам по обе стороны от изолирующего стыка и к входам первого и второго избирательных усилителей, выходы которых подключены к входам одного из делителей, выход которого соединен с первым входом умножителя, второй вход которого соединен с выходом другого делителя, а выход - с первым входом сумматора, второй вход которого подключен к выходуЗаказ 1132 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 первого делителя, а выход - к индикатору, и индуктивно связанные с рельсом и размещенные вдоль рельса перед изолирующим стыком одну и другую катушки индуктивности, подключенные к входам соответственно третьего и четвертого избирательных усилителей, отличающееся тем,что, с целью повышения надежности, оно снабжено усилителями напряжения, дополнительными сумматорами, умножителями и индуктивно связанными с рельсами дополнительными катушками индуктивности, размещенными вдоль рельса перед изолирующим стыком по одну и другую стороны и на одинаковом расстоянии от первых катушек индуктивности, причем вторые катушки индуктивности подключены к входам одного и другого усилителей напряжения, выходы которых подключены соответственно к 5 первым входам второго и третьего сумматоров, вторые входы которых подключены к выходам третьего и четвертого избирательных усилителей, соединенным с первыми входами четвертого и пятого сумматоров, 10 выходы которых соединены с входами второго делителя, а входы подключены соответственно к выходам одного и другого умножителей, входы которых соединены с выходами второго и третьего сумматоров, 15