專利名稱：道岔診斷方法和道岔診斷裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種如權(quán)利要求1前序部分所述的道岔診斷方法和一種如權(quán)利要求3前序部分所述的道岔診斷裝置。這樣一種方法和這樣一種裝置在Signal und Draht(91)3/99第34頁上有記載。
道岔故障可引起費(fèi)時(shí)費(fèi)力的行車阻礙。當(dāng)今利用現(xiàn)代技術(shù)已在很大程度上避免了這種阻礙。利用道岔診斷系統(tǒng)可識別在道岔區(qū)域內(nèi)發(fā)生的在線路上部建筑技術(shù)(oberbautechnischen)和安全技術(shù)方面的故障，并且早在其形成階段就能多次識別出。這種預(yù)防性道岔診斷開啟了這樣的可能性，即，可通過一個(gè)時(shí)間優(yōu)化的監(jiān)控裝置有針對性地并定量地控制防止一個(gè)道岔發(fā)生故障。這除了減少了道岔的維護(hù)費(fèi)用外，還尤其通過減少因保養(yǎng)維修和道岔故障引起的行車阻礙，提高了鐵道線路的可用性。
上述由Signal und Draht期刊公開的道岔診斷裝置由電壓互感器和貫通電流互感器(Durchsteckstromwandler)組成。在一個(gè)道岔進(jìn)行轉(zhuǎn)換時(shí)，這些互感器可測取傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)的饋電線路中的電壓和電流。一個(gè)微型計(jì)算機(jī)利用這些測取參數(shù)可計(jì)算出道岔驅(qū)動(dòng)電機(jī)所消耗的有效功率隨時(shí)間的變化曲線。該有效功率隨電動(dòng)機(jī)扭矩或轉(zhuǎn)轍力的增長線性增大。該診斷系統(tǒng)分析該有效功率曲線的信息特征以及該有效功率曲線隨時(shí)間的變化。通過如下參數(shù)來給出診斷信息-在道岔解鎖行程期間的功率；-在道岔尖軌運(yùn)動(dòng)期間的功率(轉(zhuǎn)轍力)；-在道岔鎖閉行程期間的功率；-電壓波形；-三相交流電流的對稱性和電流曲線的變化。
道岔診斷系統(tǒng)給出如下信息-線路上部建筑技術(shù)方面的道岔狀態(tài)(尖軌殘余應(yīng)力，運(yùn)動(dòng)部件難扳動(dòng)，因磨損被卡住)；-安全維護(hù)技術(shù)方面的保養(yǎng)維修狀態(tài)(電動(dòng)機(jī)磨損，開關(guān)接點(diǎn)損耗，電纜被破壞，轉(zhuǎn)轍力改變)以及
-道岔的養(yǎng)護(hù)狀態(tài)(對道岔的滑床板的潤滑)。
由(道岔和信號)集中裝置監(jiān)測轉(zhuǎn)轍機(jī)的最終位置。為此設(shè)有一些通過饋電線路、電動(dòng)機(jī)繞組和電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)的轉(zhuǎn)接接點(diǎn)構(gòu)成的監(jiān)控回路。它們通常由一個(gè)直流電壓源饋電。只要監(jiān)控直流電流遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于由道岔診斷系統(tǒng)消耗的漏泄電流，由該監(jiān)控直流電流導(dǎo)出的監(jiān)控報(bào)告就和所監(jiān)控的道岔的運(yùn)行狀態(tài)相符。這在繼電器式信號集中裝置和早期的電子控制集中信號樓中就是這樣的情況。但最近監(jiān)控技術(shù)得到了發(fā)展，其中利用比目前技術(shù)中低許多的監(jiān)控電流就足矣。這種現(xiàn)代化監(jiān)控技術(shù)所采用的監(jiān)控電流的數(shù)量級和道岔診斷裝置所消耗的電流值的數(shù)量級一樣。但在受到特別低的監(jiān)控電流監(jiān)控的轉(zhuǎn)轍機(jī)上采用診斷裝置，卻可能導(dǎo)致監(jiān)控報(bào)告被診斷裝置所消耗的漏泄電流明顯歪曲。診斷裝置因此可能對鐵路運(yùn)營造成不利影響。
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種道岔診斷方法，它也可應(yīng)用在那些受到特別低的監(jiān)控電流監(jiān)控的轉(zhuǎn)轍機(jī)上。此外，本發(fā)明所要解決的另一技術(shù)問題是提供一種相應(yīng)的道岔診斷裝置。
上述技術(shù)問題通過權(quán)利要求1和權(quán)利要求3所述技術(shù)特征來解決。
因此，除了電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)固有的轉(zhuǎn)換期間之外，但凡涉及會給監(jiān)控電路帶來電流負(fù)荷的饋電引線，道岔診斷裝置的輸入側(cè)都應(yīng)與轉(zhuǎn)轍機(jī)的饋電線路隔離開來。這樣可減少診斷裝置在一段時(shí)間內(nèi)的電流消耗(在這段時(shí)間內(nèi)電流消耗無論如何都不為零值)，從而不再對監(jiān)控電流有影響。診斷裝置與一個(gè)轉(zhuǎn)轍機(jī)的饋電線路脫耦優(yōu)選通過一個(gè)開關(guān)來實(shí)現(xiàn)，該開關(guān)設(shè)置在從饋電線路到一個(gè)測量或分析裝置的用于檢測供電電壓的輸入端的饋電引線中。作為開關(guān)尤其可考慮繼電器接點(diǎn)。比較有利地可由所述分析裝置來對操縱該接點(diǎn)的繼電器進(jìn)行控制，更確切地說根據(jù)由該分析裝置確定的輸入轉(zhuǎn)轍機(jī)的饋電線路中的饋電電流來進(jìn)行控制。當(dāng)轉(zhuǎn)轍機(jī)啟動(dòng)和轉(zhuǎn)換時(shí)的饋電電流超過一預(yù)定閾值時(shí)，就接通該開關(guān)，診斷裝置利用隨后所消耗的電流和電壓值求出轉(zhuǎn)轍機(jī)的實(shí)際有效功率。在轉(zhuǎn)轍機(jī)到達(dá)最終位置時(shí)，由驅(qū)動(dòng)電機(jī)消耗的饋電電流急劇下降，診斷裝置通過所述由其控制的繼電器重新將所述用于電壓監(jiān)測的饋電引線斷開。
所述診斷裝置可安設(shè)在所述集中裝置中并優(yōu)選配備給各轉(zhuǎn)轍機(jī)的調(diào)節(jié)和監(jiān)控裝置或組裝在其中。但也可以將道岔診斷所需的電流和電壓值在各轉(zhuǎn)轍機(jī)的附近現(xiàn)場輸送到分散設(shè)置在其周圍的一些組件那兒，然后可在那兒對由此所獲得的數(shù)據(jù)先進(jìn)行預(yù)處理，之后再在多個(gè)轉(zhuǎn)轍機(jī)共用的一個(gè)診斷裝置中進(jìn)行分析處理。既可通過銅芯導(dǎo)線或光纖導(dǎo)線將數(shù)據(jù)有線傳輸?shù)皆摴苍\斷裝置中也可借助無線電來進(jìn)行無線傳輸。
下面借助附圖
對本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施方式予以詳細(xì)說明。
附圖示出一個(gè)沒有示出的轉(zhuǎn)轍機(jī)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)M，它從一個(gè)遠(yuǎn)方的(信號)集中裝置的調(diào)節(jié)部件ST那兒獲得用于轉(zhuǎn)換或轉(zhuǎn)轍的電能。該電能源自于一個(gè)交流電網(wǎng)并且通過饋電導(dǎo)線L1，L2，L3和零線N被輸入該驅(qū)動(dòng)電機(jī)M中。用于接通和斷開電動(dòng)機(jī)M的控制開關(guān)元件在附圖中沒有示出。驅(qū)動(dòng)電機(jī)的終端位置受到至少一個(gè)監(jiān)控回路的監(jiān)控，該回路由去往驅(qū)動(dòng)電機(jī)的饋電線路、電動(dòng)機(jī)繞組以及在該電動(dòng)機(jī)中設(shè)置的轉(zhuǎn)接接點(diǎn)構(gòu)成。在此，可以用很低的直流電流進(jìn)行監(jiān)控。
為了能夠?qū)Φ啦淼倪\(yùn)行狀態(tài)和轉(zhuǎn)轍機(jī)以及控制它的開關(guān)件的運(yùn)行性能作出報(bào)告，設(shè)有一個(gè)與相應(yīng)驅(qū)動(dòng)裝置相配置的道岔診斷裝置。它基本上由一個(gè)分析裝置B組成。由該分析裝置測取可在轉(zhuǎn)轍機(jī)的饋電線路上采集到的電流和電壓值，并直接對其進(jìn)行分析或?qū)⑵湓佥斔偷揭粋€(gè)串接在后的中央分析裝置。然后通過測算出轉(zhuǎn)轍機(jī)在其啟動(dòng)和轉(zhuǎn)換期間所轉(zhuǎn)換的有效功率，作出關(guān)于所監(jiān)控的轉(zhuǎn)轍機(jī)的運(yùn)行性能的報(bào)告，其中，要將當(dāng)時(shí)確定出的有效功率特性曲線與相應(yīng)存儲的參考值或參考值范圍進(jìn)行比較；然后確定其偏差大小、方向和趨勢并將其用于面向需求的保養(yǎng)維護(hù)。電流互感器SW1至SW3用于測取電動(dòng)機(jī)所消耗的電流，它們設(shè)計(jì)成貫通電流互感器并圍繞供電導(dǎo)線L1至L3。這些電流互感器將與所檢測的導(dǎo)線中流動(dòng)的饋電電流相對應(yīng)的電壓值輸送給分析裝置。為了檢測供電電壓，饋電導(dǎo)線L1至L3通過單獨(dú)的饋電引線Z與分析裝置B連接，其中，在饋電引線中連接有保險(xiǎn)絲SI。
所述僅僅與饋電導(dǎo)線感應(yīng)耦連的、用于探測與饋電電流相應(yīng)的電壓的饋電引線不會對道岔回路造成負(fù)載，在通常向饋電線路中加載一監(jiān)控直流電流的監(jiān)控階段，這種饋電引線尤其不會對道岔回路造成電流負(fù)載；但與饋電導(dǎo)線電流相連的、用于探測與饋電電流相應(yīng)的電壓的饋電引線卻不是這樣，因?yàn)榛谒c饋電導(dǎo)線的連接方式，可能通過它從饋電導(dǎo)線中抽取出一盡管比較小的電流并輸送到分析裝置。這種電流抽取效應(yīng)在監(jiān)控階段也有可能發(fā)生，從而會導(dǎo)致道岔監(jiān)控回路的監(jiān)測結(jié)果值被不期望地歪曲。
因此按照本發(fā)明，在饋電線路和分析裝置之間的至少那些在驅(qū)動(dòng)電機(jī)關(guān)停時(shí)可將電流導(dǎo)引到分析裝置中的饋電引線，在驅(qū)動(dòng)電機(jī)的靜止間歇階段應(yīng)當(dāng)被斷開，也就是說，分析裝置從饋電線路中獲取到的電流值在這期間完全中斷或至少減少到一個(gè)非臨界的極低值。為此目的在饋電引線中接入一些用于測算電壓的開關(guān)S*。這些開關(guān)優(yōu)選設(shè)計(jì)成一個(gè)或多個(gè)并聯(lián)的繼電器S的繼電器接點(diǎn)。當(dāng)在電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)的啟動(dòng)或轉(zhuǎn)換階段有一相應(yīng)的饋電電流流過至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)繞組時(shí)，這些開關(guān)S*接通，當(dāng)電動(dòng)機(jī)停止工作并中斷饋電時(shí)，這些開關(guān)就斷開。用于操縱開關(guān)的控制信息可由所述集中裝置來提供；但也可由驅(qū)動(dòng)電機(jī)或分析裝置來生成這樣的控制信息，該分析裝置為此通過電流互感器SW1至SW3來測取在轉(zhuǎn)轍機(jī)啟動(dòng)和轉(zhuǎn)換時(shí)流入饋電導(dǎo)線L1至L3中的饋電電流。
由于分析裝置在轉(zhuǎn)轍電機(jī)的靜止間歇期間沒有從去往受監(jiān)控的轉(zhuǎn)轍機(jī)的饋電導(dǎo)線中獲取電流或者只是獲取到很低的電流，因而集中裝置的監(jiān)控電流不會因摻雜分析裝置的漏泄電流而被歪曲或僅僅受到不值一提的摻雜歪曲。由此使得集中裝置的監(jiān)控結(jié)果精確地符合受監(jiān)控轉(zhuǎn)轍機(jī)當(dāng)時(shí)的狀態(tài)。
對于從饋電電路中耦接輸出的電流和電壓值的分析優(yōu)選在一個(gè)設(shè)置在集中裝置的分析裝置中進(jìn)行。但也可以在轉(zhuǎn)轍機(jī)附近或在集中裝置和轉(zhuǎn)轍機(jī)之間的任一地點(diǎn)現(xiàn)場進(jìn)行這樣的分析。相應(yīng)的電流和電壓測值或由此構(gòu)成的有效功率值可現(xiàn)場予以暫存并且可按預(yù)定的時(shí)間間隔被讀取出，以便有線或無線傳輸給一個(gè)為多個(gè)轉(zhuǎn)轍機(jī)所共用的分析裝置中。該分析裝置可對許多轉(zhuǎn)轍機(jī)進(jìn)行診斷分析。
在圖示實(shí)施方式中，受監(jiān)控轉(zhuǎn)轍機(jī)的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)成三相交流電動(dòng)機(jī)。但本發(fā)明并不限于僅用于監(jiān)控三相交流電動(dòng)機(jī)，而是可以比較有利地同樣應(yīng)用在其它任意類型的轉(zhuǎn)轍機(jī)上，例如也可應(yīng)用在那些由一個(gè)單相電網(wǎng)或一個(gè)直流電源供電的轉(zhuǎn)轍機(jī)上，在這后面一種情況下，用于測取取決于饋電電流的有關(guān)參數(shù)的測量器件例如可設(shè)計(jì)為霍耳信號發(fā)生器。
但原則上也可以例如通過連接在饋電導(dǎo)線中的低歐姆測量電阻來測取相應(yīng)的與電流相關(guān)的參數(shù)值。如果期望漏泄電流也經(jīng)過為生成與電流相關(guān)的信號所必需的饋電引線而流入分析裝置中，就需要將在這些饋電引線中接入的用于按照需要斷開該饋電引線的相應(yīng)開關(guān)接通。可由所述集中裝置或轉(zhuǎn)轍機(jī)來控制開關(guān)的這種接通。
權(quán)利要求
1.一種道岔診斷方法，其中，對于轉(zhuǎn)轍機(jī)轉(zhuǎn)換期間在一個(gè)轉(zhuǎn)轍電動(dòng)機(jī)的饋電導(dǎo)線上流過的電流和電壓進(jìn)行測量并對它們隨時(shí)間的變化進(jìn)行分析，其特征在于，在相關(guān)轉(zhuǎn)轍機(jī)的啟動(dòng)和/或轉(zhuǎn)換階段之外，至少將那些通過它們可將在至少一根饋電導(dǎo)線(L1至L3)上測取到的電壓測值輸送給一個(gè)分析裝置(B)的饋電引線(Z)斷開。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在轉(zhuǎn)轍機(jī)的饋電導(dǎo)線中存在一流動(dòng)的饋電電流是斷開所述饋電引線的準(zhǔn)則。
3.一種道岔診斷裝置，它具有一些連接在道岔轉(zhuǎn)轍機(jī)的饋電導(dǎo)線和一個(gè)分析裝置之間的饋電引線，該分析裝置可對至少一給一個(gè)道岔轉(zhuǎn)轍機(jī)供電的供電電壓以及至少一個(gè)從一根饋電導(dǎo)線中耦合輸出的與電流相關(guān)的監(jiān)控電壓進(jìn)行分析，其特征在于，至少在那些為測量電壓所設(shè)置的所述饋電引線中(Z)接入開關(guān)(S*)，該開關(guān)或這些開關(guān)在轉(zhuǎn)轍機(jī)的啟動(dòng)和轉(zhuǎn)換階段閉合，在轉(zhuǎn)換階段之外則斷開。
4.如權(quán)利要求3所述的道岔診斷裝置，其特征在于，所述開關(guān)(S*)由繼電器接點(diǎn)構(gòu)成。
5.如權(quán)利要求4所述的道岔診斷裝置，其特征在于，所述繼電器接點(diǎn)(S*)可受到一個(gè)或多個(gè)相互并聯(lián)的繼電器(S)的控制。
6.如權(quán)利要求3至5中任一項(xiàng)所述的道岔診斷裝置，其特征在于，所述分析裝置(B)根據(jù)在道岔轉(zhuǎn)轍機(jī)的至少一根饋電導(dǎo)線(L1至L3)中的饋電電流值大小，對所述開關(guān)進(jìn)行控制，其中，所述分析裝置在饋電電流高于一個(gè)預(yù)定的限值時(shí)使所述開關(guān)閉合，而在饋電電流低于一個(gè)預(yù)定的較低限值時(shí)則使所述開關(guān)斷開。
7.如權(quán)利要求3至6中任一項(xiàng)所述的道岔診斷裝置，其特征在于，所述分析裝置(B)設(shè)置在一個(gè)信號集中裝置中并配置給相關(guān)轉(zhuǎn)轍機(jī)的調(diào)節(jié)和監(jiān)控裝置。
8.如權(quán)利要求3至6中任一項(xiàng)所述的道岔診斷裝置，其特征在于，多個(gè)轉(zhuǎn)轍機(jī)的饋電引線分別當(dāng)場導(dǎo)引到一個(gè)獲取測值的組件中，并且有一個(gè)為多個(gè)轉(zhuǎn)轍機(jī)所共用的分析裝置用于調(diào)用和分析由所述這些組件探測到的電壓值或通過預(yù)處理這些電壓值得到的數(shù)據(jù)。
9.如權(quán)利要求8所述的道岔診斷裝置，其特征在于，所述由組件探測到的并且可能被其預(yù)處理過的數(shù)據(jù)被有線或無線傳輸?shù)揭粋€(gè)共同的分析裝置中。
10.如權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的道岔診斷裝置，其特征在于，由多個(gè)感應(yīng)耦合或磁耦合在饋電導(dǎo)線上的傳感器(SW1，SW2，SW3)來測取這些饋電導(dǎo)線(L1，L2，L3)中的饋電電流。
全文摘要
為了使在道岔轉(zhuǎn)轍機(jī)停止工作時(shí)流入一個(gè)道岔診斷系統(tǒng)的分析裝置中的漏泄電流不致歪曲對于該轉(zhuǎn)轍機(jī)的監(jiān)控結(jié)果，該分析裝置在該轉(zhuǎn)轍機(jī)的啟動(dòng)和轉(zhuǎn)換階段至少部分地從該轉(zhuǎn)轍機(jī)的饋電導(dǎo)線上斷開。這可以通過接入到去往分析裝置(B)的饋電引線(z)中的一些開關(guān)(S
文檔編號B61L7/06GK1427783SQ01809078
公開日2003年7月2日 申請日期2001年5月3日 優(yōu)先權(quán)日2000年5月5日
發(fā)明者海因茨·庫茨爾, 麥克爾·帕布斯特 申請人:西門子公司