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Vereinigte Eisenbahn-Signalwerke G. m.b. H. in Berlin-Siemensstadt
Anordnung für mit Wechselstrom betriebene Gleisstromkreise bei Wechselstrombahnen
Auf mit Wechselstrom betriebenen Bahnen macht es besondere Schwierigkeiten, seine
Beeinflussung des Gleisrelais über die beim selbsttätigen Strecken- und Bahnhofsblock
erforderlichen Gleisstromknese durch den Wechselstrom zu verhindern. Man hat hierfür
bereits die verschiedensten Lösungsformen entwickelt; z. B. hat man die Gleisstromkreisie
mit Gleichstrom betrieben und als Gleisrelais ein Relais verwendet, das nur auf
Gleichstrom anspricht. Diese Anordnung hat aber den Nachteil, daß nur eine Schiene
zur Rückleitung des Triebstromes benutzt werden kann, da Drosselstöße, die eine
Verwendung beider Fahrschienen eines Gleisfes zur Rückführung des Triebstromes ermöglichen,
bei mit Gleichstrom betriebenen Gleisstromkreisen nicht angewendet werden können.
Man hat auch Wechselstrom anderer Frequenz für den Blockstrom angewendet und hierbei
frequenzempfindliche Relais,- insbesondere ,auch Zweiphasenrelais; benutzt. Die
letztere Anordnung bietet aber deswegen besondere Schwierigkeiten, weil einerseits
im Triebstrom Oberwellen enthalten sind und anderseits sowohl Trieb- als auch Blockstrom
in der Frequenz schwanken. Wenn nun der Blockstrom nicht unmittelbar vom Triebstrom
aus, umgeformt werden kann, was häufig der Fall ist, so kann es vorkommen, daß die
Schwankungen der Frequenzen nicht in gleicher Richtung erfolgen, d. h. daß z. B.
der Triebstrom in der Frequgnz nach oben schwankt, während der Blockstrom in der
Frequenz nach unten schwankt. Dann nähert sich die Frequenz der Oberwelle des Triebstromes
der des Blockstromes, ja bei großen Schwankungen der Frequenzen sind sogar überlappungen
und damit eine Beeinflussung des Blockrelais durch den Triebstrom möglich. Das.
gilt z. B. für den Fall, wo Zweiphasenrelais verwendet werden. Würde hierbei die
Frequenz der Oberwelle des durch die Gleiswicklung des Relais fließenden Triebstromes.
die gleiche oder annähernd die gleiche sein wie die des in der Hilfswicklung des
Zweiphasenrelais fließenden Blockstromes, so könnte dieses Relais auch bei besetzter
Strecke seinen Anker anziehen. Das gilt aber auch für andere frequenzempfindliche
Anordnungen, da ja das Frequenzband des Blockstromes immer so breit gehalten werden
muß, wie die Schwankungen der Blockfrequenz sind.
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Diese Gefahr wird gemäß der Erfindung dadurch: vermieden, daß für
den Blockstrom eine Frequenz gewählt wird, die höher ist als die des Triebstromes
oder aber höher als eine besonders stark ausgeprägte Oberwelle des Triebstromes,
und dem Blockrelais ein Transformator bzw. eine Drosselspule und eine Sicherung,
z. B. eine Abschmelzsicherung oder ein Höchststromauslöser o. dgl., vorgeschaltet
sind.
Hierbei wird der Transformator so bemessen, daß die Sättigung durch die Triebstromgrundwelle
oder durch die Oberwellen des Triebstromes bereits dann erreicht wird, wenn die
in der Nähe der Blockstromfrequenz liegenden Oberwellen des Triebstromes noch nicht
eine Höhe erreicht haben, auf die das Blockrelais anspricht. Anderseits werden die
Sicherungen 'bzw. die ÜUberstromauslöser so bemessen, daß sie durchschmelzen bzw.
ansprechen, wenn der Transformator mehr oder weniger gesättigt ist. Zweckmäßig erhält
hierbei diese Sicherung bzw. Überstromaus,löser eine gewisse Ansprechverzögerung;
insbesondere ist dies dann vorteilhaft, wenn eine Gefahr des Ansprechens des Blockrelais
nur bei Kurzs.chluß im Triebstromnetz und den dann auftretenden hohen Kurzschlußströmen
zu befürchten ist. Diese dauern nämlich im allgemeinen nur einige Zehntelsekunden,
so daß: während dieser kurzen Zeit das Relais einer Beeinflussung unterliegen könnte,
da hierdurch bei geeignet ausgebildetem Gleis- oder Hilfsrelais (verzögertes Arbeiten)
ein Gefahrzustand vermieden wird. Sollte aber :einmal in Folge eines Versagens der
überstromauslöser des Triebstromes der Triebstromkurzschluß länger bestehen bleiben,
z. B. i bis. a Sekunden, i Minute oder länger, so würde die Sicherung im Stromkreis
der Gleiswicklung durchbrennen bzw. der überstromauslöser des Blockstromes ansprechen,
:ein Fall, der so sielten vorkommt, daßeine Störung der Blockanlage in Kauf genommen
werden kann.
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Die Erfindung geht dabei insbesondere von der Erkenntnis aus, daß
die Sättigung eines Transformators bzw.Hner Drosselspule bei niedrigen Frequenzen
schon bei niedriger Spannung, jedoch bei höheren Frequenzen erst bei einer entsprechend
höheren Spannung erreicht wird, so daß .also bei der oben beschriebenen Wahl der
Blockstromfrequenz die Sättigung des Transformators durch die Triebstromgrundwelle
bereits bei einer viel niedrigeren Spannung auftritt als bei der höher liegenden
Blockstromfrequenz. Das gleiche gilt sinngemäß für die Oberwellen, die unterhalb
der Blockstromfrequenz liegen.
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Besonders vorteilhaft wird die Anordnung, wenn als Blockstromfrequenz
eine Frequenz gewählt wird, die in der Nähe von solchen Triebstromoberwellen liegt,
die nur verhältnismäßig schwach ausgeprägt sind.
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Die Erfindung ist beispielsweise an Hand der Figur erläutert. Für
die Schaltung hat man das hauptsächlich in Frage kommende Zweiphas:enrelais verwendet.
Es ist :eine Anordnung mit einschieniger Isolierung ge-@wählt, wobei zur Rückleitung
des Triebstromes nur die eine der beiden Fahrschienen benutzt wird. Die Anordnung
läßt sich aber auch in gleicher Weise für Gleisstromkreise mit Drosselstößen anwenden,
wo beide Schienen zur Rückleitung des Triebstromes dienen. Die eine Schiene i ist
in bekannter Weise durch Isolierstöße a und 3 unterteilt. Der Triebstrom ist gekennzeichnet
durch Doppelpfeile, der Blockstrom durch einfache Pfeile. Es sei nun ,angenommen,
daß sich eilte Zugachse 5 in der Strecke zwischen den Isolier-Stößen 2 und 3 befindet.
Es :entsteht dann zwischen den Punkten 5 und 6 ein Spannungsabfall U des Triebstromes,
der :einen Teilstrom über die Gleiswicklung 4.i des Zwei.-phasenrelais 4. und die
isolierte Schiene ; schickt. Er fließt dabei über die Sicherung 8 und dien Transformator
9. Die Sicherung 8 und der Transformator 9 sind gemäß der Erfindung in der oben
beschriebenen Weise bemessen. Hierbei kann der Blockstrom, der eine höhere Frequenz
als der Triebstrom hat, bei freiem Gleis zur Gleiswicklung des Blockrelais gelangen,
ohne daß der Transformator 9 gesättigt wird und die Sicherung 8 durchschmilzt, da
ja die Sättigung des Transformators 9 gemäß der beschriebenen Bemessung bei der
hohen Blockstromfrequenz erst bei einer ziemlich hohen Spannung auftritt. GVird
nun das Gleis, wie in der Figur dargestellt, durch die Zugachse 5 besetzt, so fließt,
wie beschrieben, :ein Teiltriebstrom als Fremdstrom durch die Sicherung 8 und den
Transformator 9. Im normalen Betrieb ist dieser durch den Transformator 9 fließende
Teiltriebstrom sehr klein bzw. er kann,' falls erforderlich, durch Anordnung eines
besand:eren Schutzwiderstandes io sehr klein gehalten werden, so daß hierbei weder
eine Sättigung des Transformators durch den Triebstrom eintreten kann, noch die
in dem Trieb-Strom enthaltenen Oberwellen am Blockrelais eine für dein Anzug des
Relais ausreichende Fremdspannung erzeugen können. In anormalen Fällen aber, auf
die im Sicherungswesen geachtet werden muß; z. B. bei Bruch in :der zur Rückleitung
des Triebstromes vorgesehenen Schiene, könnte ein wesentlich höherer Triebstrom
durch den Transformator 9 fließen, dessen Oberwellen dann, m>enn sie in i der Nähe
der Blockstromfrequenz liegen. das Relais betätigen könnten. In di,-sem Falle tritt
nun eine Sättigung des Transformators durch die Triebstromgrundwelle oder aber durch
:eine unterhalb der Blockstromfrequenz i liegende Oberwelle des Triebstromes auf,
und die Sicherung spricht an, und zwar geschieht das, ehe die in der Nähe der Blockstromfrequenz
liegende Oberwelle dies Triebstromes die zum Anzug des Relais erforderliche Größe
hat. In erster Linie wird es hierbei möglich sein, die Sättigung durch die Grundwelle
zu
erreichen, da die Oberwellen im allgemeinen verhältnismäßig .schwach
sind.
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Die Sicherung#kann, wie oben@eiwähnt, auch durch ein übers,tromgerät
ersetzt werden oder durch ein Relais o. dgl. Bei Ansprechen desselben würde dann
der Köntakt 8 i geöffnet werden, und das Relais. q. könnte dann nicht anziehen.
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Nach .der Erfindung ist es auch möglich, die Gleisseite des Relais
bezüglich der Sättigung in gleicher Weise zu bemessen, wie .den Transformator g.
Das bedingt zwar unter Umständen eine anormale Relaisbauart, ermöglicht aber, ,auf
den Transformator zu verzichten.
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Bei Abschnitten mit Drosselstößen, die gestatten, .die beiden Fahrschienen
zur Rückleitung des Triebstromes zu benutzen, wird die Anordnung sinngemäß gewählt.
Hierbei ist aber ,auch dann, wenn der Drosselstoß bereits als Transformator ausgebildet
ist, die Zwischenschaltung eines besonderen, Transformators g zwischen Drosselstoß
und Gleiswickhmg des Relais. erforderlich, ges sei denn, daß die Gleiswicklung des,
Relais selbst eine besondere Ausbildung erhält.