專利名稱：道岔診斷方法和道岔診斷裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種如權利要求1前序部分所述的道岔診斷方法和一種如權利要求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。
道岔故障可引起費時費力的行車阻礙。當今利用現代技術已在很大程度上避免了這種阻礙。利用道岔診斷系統可識別在道岔區域內發生的在線路上部建筑技術(oberbautechnischen)和安全技術方面的故障，并且早在其形成階段就能多次識別出。這種預防性道岔診斷開啟了這樣的可能性，即，可通過一個時間優化的監控裝置有針對性地并定量地控制防止一個道岔發生故障。這除了減少了道岔的維護費用外，還尤其通過減少因保養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。在一個道岔進行轉換時，這些互感器可測取傳動電動機的饋電線路中的電壓和電流。一個微型計算機利用這些測取參數可計算出道岔驅動電機所消耗的有效功率隨時間的變化曲線。該有效功率隨電動機扭矩或轉轍力的增長線性增大。該診斷系統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間的變化。通過如下參數來給出診斷信息-在道岔解鎖行程期間的功率；-在道岔尖軌運動期間的功率(轉轍力)；-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。
道岔診斷系統給出如下信息-線路上部建筑技術方面的道岔狀態(尖軌殘余應力，運動部件難扳動，因磨損被卡住)；-安全維護技術方面的保養維修狀態(電動機磨損，開關接點損耗，電纜被破壞，轉轍力改變)以及
-道岔的養護狀態(對道岔的滑床板的潤滑)。
由(道岔和信號)集中裝置監測轉轍機的最終位置。為此設有一些通過饋電線路、電動機繞組和電動轉轍機的轉接接點構成的監控回路。它們通常由一個直流電壓源饋電。只要監控直流電流遠遠高于由道岔診斷系統消耗的漏泄電流，由該監控直流電流導出的監控報告就和所監控的道岔的運行狀態相符。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。但最近監控技術得到了發展，其中利用比目前技術中低許多的監控電流就足矣。這種現代化監控技術所采用的監控電流的數量級和道岔診斷裝置所消耗的電流值的數量級一樣。但在受到特別低的監控電流監控的轉轍機上采用診斷裝置，卻可能導致監控報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營造成不利影響。
本發明要解決的技術問題在于提供一種道岔診斷方法，它也可應用在那些受到特別低的監控電流監控的轉轍機上。此外，本發明所要解決的另一技術問題是提供一種相應的道岔診斷裝置。
上述技術問題通過權利要求1和權利要求3所述技術特征來解決。
因此，除了電動轉轍機固有的轉換期間之外，但凡涉及會給監控電路帶來電流負荷的饋電引線，道岔診斷裝置的輸入側都應與轉轍機的饋電線路隔離開來。這樣可減少診斷裝置在一段時間內的電流消耗(在這段時間內電流消耗無論如何都不為零值)，從而不再對監控電流有影響。診斷裝置與一個轉轍機的饋電線路脫耦優選通過一個開關來實現，該開關設置在從饋電線路到一個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。作為開關尤其可考慮繼電器接點。比較有利地可由所述分析裝置來對操縱該接點的繼電器進行控制，更確切地說根據由該分析裝置確定的輸入轉轍機的饋電線路中的饋電電流來進行控制。當轉轍機啟動和轉換時的饋電電流超過一預定閾值時，就接通該開關，診斷裝置利用隨后所消耗的電流和電壓值求出轉轍機的實際有效功率。在轉轍機到達最終位置時，由驅動電機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測的饋電引線斷開。
所述診斷裝置可安設在所述集中裝置中并優選配備給各轉轍機的調節和監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轍機的附近現場輸送到分散設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據先進行預處理，之后再在多個轉轍機共用的一個診斷裝置中進行分析處理。既可通過銅芯導線或光纖導線將數據有線傳輸到該公共診斷裝置中也可借助無線電來進行無線傳輸。
下面借助附圖
對本發明的一優選實施方式予以詳細說明。
附圖示出一個沒有示出的轉轍機的驅動電機M，它從一個遠方的(信號)集中裝置的調節部件ST那兒獲得用于轉換或轉轍的電能。該電能源自于一個交流電網并且通過饋電導線L1，L2，L3和零線N被輸入該驅動電機M中。用于接通和斷開電動機M的控制開關元件在附圖中沒有示出。驅動電機的終端位置受到至少一個監控回路的監控，該回路由去往驅動電機的饋電線路、電動機繞組以及在該電動機中設置的轉接接點構成。在此，可以用很低的直流電流進行監控。
為了能夠對道岔的運行狀態和轉轍機以及控制它的開關件的運行性能作出報告，設有一個與相應驅動裝置相配置的道岔診斷裝置。它基本上由一個分析裝置B組成。由該分析裝置測取可在轉轍機的饋電線路上采集到的電流和電壓值，并直接對其進行分析或將其再輸送到一個串接在后的中央分析裝置。然后通過測算出轉轍機在其啟動和轉換期間所轉換的有效功率，作出關于所監控的轉轍機的運行性能的報告，其中，要將當時確定出的有效功率特性曲線與相應存儲的參考值或參考值范圍進行比較；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維護。電流互感器SW1至SW3用于測取電動機所消耗的電流，它們設計成貫通電流互感器并圍繞供電導線L1至L3。這些電流互感器將與所檢測的導線中流動的饋電電流相對應的電壓值輸送給分析裝置。為了檢測供電電壓，饋電導線L1至L3通過單獨的饋電引線Z與分析裝置B連接，其中，在饋電引線中連接有保險絲SI。
所述僅僅與饋電導線感應耦連的、用于探測與饋電電流相應的電壓的饋電引線不會對道岔回路造成負載，在通常向饋電線路中加載一監控直流電流的監控階段，這種饋電引線尤其不會對道岔回路造成電流負載；但與饋電導線電流相連的、用于探測與饋電電流相應的電壓的饋電引線卻不是這樣，因為基于它與饋電導線的連接方式，可能通過它從饋電導線中抽取出一盡管比較小的電流并輸送到分析裝置。這種電流抽取效應在監控階段也有可能發生，從而會導致道岔監控回路的監測結果值被不期望地歪曲。
因此按照本發明，在饋電線路和分析裝置之間的至少那些在驅動電機關停時可將電流導引到分析裝置中的饋電引線，在驅動電機的靜止間歇階段應當被斷開，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S*。這些開關優選設計成一個或多個并聯的繼電器S的繼電器接點。當在電動轉轍機的啟動或轉換階段有一相應的饋電電流流過至少一個驅動電機繞組時，這些開關S*接通，當電動機停止工作并中斷饋電時，這些開關就斷開。用于操縱開關的控制信息可由所述集中裝置來提供；但也可由驅動電機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來測取在轉轍機啟動和轉換時流入饋電導線L1至L3中的饋電電流。
由于分析裝置在轉轍電機的靜止間歇期間沒有從去往受監控的轉轍機的饋電導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控結果精確地符合受監控轉轍機當時的狀態。
對于從饋電電路中耦接輸出的電流和電壓值的分析優選在一個設置在集中裝置的分析裝置中進行。但也可以在轉轍機附近或在集中裝置和轉轍機之間的任一地點現場進行這樣的分析。相應的電流和電壓測值或由此構成的有效功率值可現場予以暫存并且可按預定的時間間隔被讀取出，以便有線或無線傳輸給一個為多個轉轍機所共用的分析裝置中。該分析裝置可對許多轉轍機進行診斷分析。
在圖示實施方式中，受監控轉轍機的驅動電動機設計成三相交流電動機。但本發明并不限于僅用于監控三相交流電動機，而是可以比較有利地同樣應用在其它任意類型的轉轍機上，例如也可應用在那些由一個單相電網或一個直流電源供電的轉轍機上，在這后面一種情況下，用于測取取決于饋電電流的有關參數的測量器件例如可設計為霍耳信號發生器。
但原則上也可以例如通過連接在饋電導線中的低歐姆測量電阻來測取相應的與電流相關的參數值。如果期望漏泄電流也經過為生成與電流相關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開關接通。可由所述集中裝置或轉轍機來控制開關的這種接通。
權利要求
1.一種道岔診斷方法，其中，對于轉轍機轉換期間在一個轉轍電動機的饋電導線上流過的電流和電壓進行測量并對它們隨時間的變化進行分析，其特征在于，在相關轉轍機的啟動和/或轉換階段之外，至少將那些通過它們可將在至少一根饋電導線(L1至L3)上測取到的電壓測值輸送給一個分析裝置(B)的饋電引線(Z)斷開。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，在轉轍機的饋電導線中存在一流動的饋電電流是斷開所述饋電引線的準則。
3.一種道岔診斷裝置，它具有一些連接在道岔轉轍機的饋電導線和一個分析裝置之間的饋電引線，該分析裝置可對至少一給一個道岔轉轍機供電的供電電壓以及至少一個從一根饋電導線中耦合輸出的與電流相關的監控電壓進行分析，其特征在于，至少在那些為測量電壓所設置的所述饋電引線中(Z)接入開關(S*)，該開關或這些開關在轉轍機的啟動和轉換階段閉合，在轉換階段之外則斷開。
4.如權利要求3所述的道岔診斷裝置，其特征在于，所述開關(S*)由繼電器接點構成。
5.如權利要求4所述的道岔診斷裝置，其特征在于，所述繼電器接點(S*)可受到一個或多個相互并聯的繼電器(S)的控制。
6.如權利要求3至5中任一項所述的道岔診斷裝置，其特征在于，所述分析裝置(B)根據在道岔轉轍機的至少一根饋電導線(L1至L3)中的饋電電流值大小，對所述開關進行控制，其中，所述分析裝置在饋電電流高于一個預定的限值時使所述開關閉合，而在饋電電流低于一個預定的較低限值時則使所述開關斷開。
7.如權利要求3至6中任一項所述的道岔診斷裝置，其特征在于，所述分析裝置(B)設置在一個信號集中裝置中并配置給相關轉轍機的調節和監控裝置。
8.如權利要求3至6中任一項所述的道岔診斷裝置，其特征在于，多個轉轍機的饋電引線分別當場導引到一個獲取測值的組件中，并且有一個為多個轉轍機所共用的分析裝置用于調用和分析由所述這些組件探測到的電壓值或通過預處理這些電壓值得到的數據。
9.如權利要求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處理過的數據被有線或無線傳輸到一個共同的分析裝置中。
10.如權利要求1至9中任一項所述的道岔診斷裝置，其特征在于，由多個感應耦合或磁耦合在饋電導線上的傳感器(SW1，SW2，SW3)來測取這些饋電導線(L1，L2，L3)中的饋電電流。
全文摘要
為了使在道岔轉轍機停止工作時流入一個道岔診斷系統的分析裝置中的漏泄電流不致歪曲對于該轉轍機的監控結果，該分析裝置在該轉轍機的啟動和轉換階段至少部分地從該轉轍機的饋電導線上斷開。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(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 優先權日2000年5月5日
發明者海因茨·庫茨爾, 麥克爾·帕布斯特 申請人:西門子公司