Koncept spolehlivého kvazibodového spouštěcího prvku výstrahy PZS

Transkript

1 Koncept spolehlivého kvazibodového spouštěcího prvku výstrahy PZS Ivan Konečný, ZČU Plzeň 1. Úvod. S poklesem intenzity železniční dopravy na vedlejších tratích a s tím souvisejícím zvýšení znečištění hlav kolejnic, s nasazováním nových typů železničních vozidel které jsou vybavovány mazáním okolků železničních dvojkolí a kotoučovými brzdami se na infrastruktuře SŽDC projevují problémy s nedostatečnou hodnotou potřebného vlakového šuntu kolejových obvodů. Tyto problémy jsou v současné době většinou řešeny zejména na automatických přejezdových zabezpečovacích zařízeních (PZS) náhradou spouštěcích prvků na bázi kolejových obvodů počítači náprav. Účelem předloženého příspěvku je poukázat na možnost alternativního řešení problémů s nedostatečnou šuntovou citlivostí konvenčních KO u PZS na vedlejších tratích jejich doplněním, resp. náhradou spolehlivým kvazibodovým spouštěcím prvkem výstrahy na bázi neohraničeného impulsního sériového kolejového obvodu (NISKO). Koncept řešení spolehlivého kvazibodového spouštěcího prvku výstrahy vychází z pozitivních výsledků při provozním ověřování krátkého sériového impulsního kolejového obvodu s izolovanými styky s vysokým fritovacím napětím (SIKO). Tento typ KO navržený v 80-tých letech minulého století ve VÚŽ Praha byl u ČSD s vynikajícími výsledky z hlediska vysoké šuntové citlivosti ověřen jako předřazený spouštěcí sériový KO na PZS na vedlejší trati zaústěné do žst. Mladá Boleslav. Vynikající vlastnosti paralelních impulsních KO s vysokým fritovacím napětím a s vysokou šuntovou citlivostí byly cca v polovině 90-tých let minulého století rovněž ověřeny při dovozu francouzských kolejových obvodů firmy ALSTOM, které byly zavedeny u ČD. Přestože výše popsané impulsní kolejové obvody s vysokou šuntovou citlivostí se z řady netechnických příčin v praxi nerozšířily, poznatky z jejich ověření posloužily jako inspirace pro návrh dále popsaného neohraničeného impulsního sériového kolejového obvodu. 2. Neohraničený impulsní sériový kolejový obvod experimentální řešení. Princip experimentálního řešení je naznačen na obr.1. Kolejový obvod bez izolovaných styků je napájen z generátoru bipolárním impulsním signálem o kmitočtu 9.6kHz a střídě (poměr impuls/ mezera) 1:8. Kladná a záporná amplituda impulsu naprázdno je cca 24V, vnitřní odpor generátoru R i 2Ω. Obr.1.

2 Generátor impulsního signálu byl při experimentu umístěn do KSL stojánku po demontovaném souboru ASE a připojen do kolejového obvodu původním lanovým připojením. Generátor impulsního signálu je napájen ss napětím 24V. Vyhodnocení volného a obsazeného stavu kolejového NKO se provádí měřením a vyhodnocením ss proudu odebíraného generátorem ve volném a v obsazenén stavu KO proudovým interfejsem v reléovém domku. Vzhledem k vysokému útlumu kolejového obvodu na zvoleném signálním kmitočtu a k charakteru vstupní impedance KO se předpokládalo, že NISKO bude mít obdobné vlastnosti jako známé soubory ASE při nízké spotřebě a vysoké šuntové citlivosti dané relativně vysokou amplitudou impulsního výstupního signálu. 3. Dosažené výsledky při experimentálním ověření vlastností NISKO. Generátor impulsního signálu byl zkušebně osazen do KSL stojánku po demontovaném nepotřebném souboru ASE na PZS vlečky v areálu bývalých Škodových závodů v Plzni a připojen původním lanovým připojením na koleje v blízkosti silně zabahněného silničního přejezdu. (PZS bylo rekonstruováno, kdy původní KO byly nahrazeny počítačem náprav). Na obr.2. a obr.3. jsou znázorněno připojení generátoru a poměry v okolí silničního přejezdu. Obr.2.

3 Obr.3. Po oživení funkčního vzorku generátoru byl změřen odebíraný proud generátoru naprázdno (bez vlakového šuntu), který byl při napájecím napětí 24V cca 0,23A (příkon naprázdno cca 5.5W). Po šuntování KO v místě lanového připojení generátoru na KO se zvýšil odběr proudu se zdroje na 0,54A (příkon cca 13W), při šuntu ve vzdálenosti ±3m od místa lanového připojení byla hodnota odebíraného proudu cca 0,42A (příkon cca 10W). Při šuntu ve vzdálenosti cca 14m od místa lanového připojení se hodnota odebíraného proudu proudu pohybovala okolo 0,27A, blížila se tedy hodnotě proudu neobsazeného KO. Po úvodním měření popsaném v předchozím odstavci bylo následně provedeno měření při šuntování KO šuntem o hodnotě odporu 2,2Ω. Proudový odběr při této hodnotě šuntu připojeného v místě lanového připojení činil 0.39A a při připojení téhož šuntu cca ±3m od místa lanového připojení činil cca 0,32A Jde tedy o hodnoty proudu, které v porovnání s klidovým odběrem generátoru při neobsazeném KO lze spolehlivě rozlišit a vyhodnotit. Na následujících obr.4. a obr.5. je osciloskopický záznam proudu vlakovým šuntem v místě lanového připojení a cca ±3m od lanového připojení.

4 Obr.4. Obr.5.

5 Na následujících obr.6. a obr.7. jsou znázorněny osciloskopické průběhy proudů v totožných bodech připojení vlakového šuntu jako na předchozích dvou obrázcích, tentokrát s hodnotou odporu vlakového šuntu 2,2Ω. Obr.6. Obr.7.

6 Na posledním obr.8. je znázorněn časový průběh napětí měřený při hodnotě vlakového šuntu 2,2Ω ve vzdálenosti 3m od lanového připojení. Obr Vyhodnocení experimentálního měření, závěr. Dosažené výsledky při experimentálním měření naznačují oblast možného využití navrženého řešení neohraničeného impulsního sériového kolejového obvodu. Oblast využití NISKO je možná jednak pro zvýšení spolehlivosti šuntování KO na PZS na vedlejších tratích doplněním stávajících PKO pastičkou s NISKO, dále jako vysoce spolehlivý spouštěcí prvek výstrahy na přejezdech vybavených přejezdníky. Vzhledem k tomu, že vlastnosti NISKO z hlediska dosahu jsou obdobné, jako u souborů ASE, další možnost využití by byla zřejmě možná v obdobných aplikacích, v jakých se používají soubory ASE. Závěrem je zapotřebí zdůraznit, že prezentované řešení je v úvodní fázi výzkumných prací, proto je zapotřebí je z tohoto hlediska hodnotit. Vzhledem k relativní jednoduchosti řešení lze předpokládat při jeho případném uplatnění jeho vysokou spolehlivost (pohotovost) při nízkých realizačních a provozních nákladech. Tyto parametry v současném tržním prostředí bohužel nejsou nyní vyhledávané, ale možná, že se časem přístup výrobců a zákazníků změní. P.S. Rád bych touto cestou poděkoval pánům Jaroslavu Šmídovi a Jiřímu Smitkovi, díky jejichž vstřícnosti a obětavosti v době osobního volna bylo možné uskutečnit prezentované experimentální měření.

7