[10-2022] Измеритель тока рельсовых цепей

[Admin]

Измеритель тока рельсовых цепей

РОЗОВ Андрей Валентинович, ООО «Технический центр ЖАиС», директор, г. Рязань, Россия

На протяжении 20 лет ООО «Технический центр ЖАиС» занимается разработкой и производством специализированного измерительного оборудования для нужд ОАО «РЖД», в частности для хозяйства автоматики и телемеханики. Сегодня в дистанциях СЦБ широко используются изделия серии ИТРЦ (рис. 1), среди которых и первые ИТРЦ-ЖАИС выпуска 2002 г. Приборы отличаются высокой надежностью, простотой эксплуатации и функциональностью, поэтому в обиходе электромехаников СЦБ за ними прочно закрепилось название «колдун». В статье представлен новый продукт - измеритель тока рельсоых цепей ИТРЦ-Мц.


Как известно, технический прогресс не стоит на месте. Сегодня на железнодорожном транспорте внедряются новые системы интервального регулирования движения поездов и типы рельсовых цепей, увеличивается количество рабочих частот. К электромеханикам СЦБ предъявляются повышенные требования в части качества обслуживания рельсовых цепей для обеспечения безопасности перевозок пассажиров и грузов.
Новые задачи требуют и новых инструментов, в том числе и измерительного оборудования, необходимого для их качественного решения. В связи с этим специалисты ООО «Технический центр ЖАиС» совместно с работниками Рязань-Узловой дистанции СЦБ Московской ДИ разработали новый продукт - измеритель тока рельсовых цепей ИТРЦ-Мц (рис. 2). Прибор прошел все необходимые испытания и в настоящее время зарегистрирован в Реестре средств измерений, испытательного оборудования и методик измерений, применяемых в ОАО «РЖД».
ИТРЦ-Мц конструктивно выполнен в ударопрочном металлическом (алюминиевом) корпусе, благодаря чему обеспечивается дополнительная устойчивость к воздействию сильных электромагнитных помех от тягового тока, которые возникают вдоль железнодорожного полотна. Конструктивное исполнение изделия обеспечивает класс защиты IP54. Габаритные размеры прибора - 120x70x35 мм, вес - не более 0,55 кг.
ИТРЦ-Мц позволяет измерять следующие параметры.

Среднеквадратическое значение переменного тока синусоидальной и сложной формы в селективном по частоте режиме на всех применяемых в ОАО «РЖД» частотах бесконтактным способом; для удобства пользования все рабочие частоты разнесены по двум банкам: в первом банке-25, 50,75,175 Гц, а также «традиционные» тональные частоты и широкополосный режим; во втором-25, 50, 75, 175 Гц и так называемые частоты ЧМ (пользователь имеет возможность «отключить» неиспользуемые на его участке частоты, что обеспечивает комфортную работу с прибором).

Переменный ток в рельсовых перемычках без разрыва электрической цепи с помощью токоизмерительных клещей, входящих в комплект поставки (на частотах 25, 50 и 75 Гц измерения осуществляются в диапазоне от 0,02 до 200 А; на частоте 175 Гц - до 20 А; на частотах выше 175 Гц - от 0,02 до 2 А).
Намагниченность рельсов в диапазоне ±20 мТ с определением
направления индукции постоянного магнитного поля.
Длительность первого интервала между импульсами кодов «3» и «Ж» сигналов АЛСН в диапазоне от 60 до 240 мс.
Длительность паузы между импульсами кода «КЖ» в диапазоне от 60 до 1200 мс при частоте сигнала 25, 50 и 75 Гц.
Прибор имеет функции декодирования и отображения на дисплее: кодов «3», «Ж» и «КЖ» сигналов АЛСН; типа используемого трансмиттера (КПТ-5(8), КПТ-7(9) и КПТ-11), а также функцию декодирования кодов АЛС-ЕН на частоте 174,38 Гц с двукратной фазоразностной модуляцией в виде модифицированного кода Бауэра. При этом на экране прибора отображается декодированный код в шестнадцатеричной системе счисления по первому и второму подканалам, количество свободных блок-участков и контролируемая скорость. Примеры отображения информации на дисплее прибора при декодировании кодов приведены на рис. 3, 4.

Кроме этого, в ИТРЦ-Мц имеется функция отображения спектрограммы уровней сигналов рабочих частот. При наложении прибора на рельс в этом режиме выполняется автоматический поиск сигналов в соответствии с выбранным банком частот. На дисплее отображаются значения переменного тока в рельсе для частотных каналов в виде столбиков спектрограммы в логарифмическом масштабе от 0,02 до 20 А (рис. 5).
Для индикации в приборе используется современный OLED-ди-сплей, преимуществами которого являются широкий угол обзора, высокая яркость, малое потребление электроэнергии и высокая скорость обновления информации. На дисплее, помимо отображения информации в цифровом виде, имеется квазианалоговая шкала, что позволяет электромеханику СЦБ отслеживать процессы в динамике (рис. 6).
Питание прибора осуществляется от литий-полимерного аккумулятора с номинальным напряжением 3,7 В. Время непрерывной работы от полностью заряженного аккумулятора составляет не менее 12 ч. ИТРЦ-Мц может эксплуатироваться при температуре от -30 до +40 °C и влажности до 90 %. В настоящее время ведется разработка модификации изделия, способного работать при более низких температурах.
Принцип работы прибора основан на цифровой обработке сигналов параллельным методом с использованием набора цифровых фильтров. Большинство функций ИТРЦ-Мц реализованы программно на базе 32-разряд-ного микроконтроллера с архитектурой ARM.
Конструктивно прибор состоит из платы процессора, платы датчиков и графического OLED-индика-тора. Структурная схема ИТРЦ-Мц приведена на рис. 7.
Устройство имеет комфортный, интуитивный (доступный для понимания) пользовательский интерфейс. На передней панели имеется два ряда кнопок. В одном ряду расположены кнопки включения/выключения питания, вызова главного меню прибора и включения/выключения фиксации показаний. В другом -кнопки включения/выключения автоматического выбора предела измерения, выбора частоты входного сигнала и режима работы, навигации по меню и уменьшения/увеличения редактируемой величины.
Главное меню, открывающееся на дисплее прибора, содержит следующие команды:
«Выбор входа сигнала» - прием входящего сигнала на внутреннюю магнитную антенну или на внешний преобразователь тока, подключаемые к прибору токоизмерительные клещи;
«Яркость дисплея» - выбор яркости свечения дисплея. При меньшей яркости заряд батареи будет расходоваться более экономно;
«Смена банка частот» - выбор одного из банков частот:
банк 1 (Гц): 25; 50; 75; 175; 420; 480; 580; 720; 780; 4545; 5000; 5555;
банк 2 (Гц): 25, 50, 75, 175, 475, 525, 575, 625, 675, 725, 775, 825, 875, 925;
«Выбор рабочих частот» - выбор частот, которые используются на данном участке рельсовых цепей, и исключение частот, которые не используются (в основном рабочем режиме будет происходить переключение только между рабочими частотами);
«Калибровка прибора» - переход прибора в режим калибровки при условии ввода правильного пароля. Порядок калибровки прибора изложен в «Методике калибровки 468261.001-014 МК».
В комплект поставки ИТРЦ-Мц входят: прибор; токоизмерительные клещи; сетевое зарядное устройство (сетевой адаптер и специальный кабель); сумка для переноски; паспорт; руководство по эксплуатации на флэш-накопителе.

Во время подконтрольной эксплуатации ИТРЦ-Мц, которая проходила на участках двух дистанций СЦБ Московской дороги в зимний период при сильных морозах, подтвердилась надежность работы прибора и удобство использования. Технические характеристики прибора полностью соответствовали параметрам ТУ. Кроме того, ИТРЦ-Мц получил высокую оценку специалистов в области железнодорожной автоматики и телемеханики.