LU84981A1 - Gleisstromkreis zur gleisueberwachung in eisenbahnsicherungsanlagen - Google Patents

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen:

Berlin und München VPA 82 P 2 9 3 3 DE

5 Gleisstromkreis zur Gleisüberwachung in Eisenbahnsicherungsanlagen

Die Erfindung bezieht sich auf einen GleisStromkreis zur Gleisüberwachung in Eisenbahnsicherungsanlagen, 10 bei denen eine Sendeeinrichtung über einen Gleisabschnitt eine WechselSpannung an eine Empfangseinrichtung überträgt, welche die empfangene Wechselspannung unter Verwendung einer Vergleichswechselspannung mindestens nach Größe auswertet.

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In Eisenbahnsicherungsanlagen werden zur Gleisüberwachung isolierte Gleisabschnitte verwendet, deren Schienen an dem einen Ende beispielsweise mit einer Wechselspannungsquelle verbunden sind, während am anderen Ende 20 eine Empfangseinrichtung vorgesehen ist, beispielsweise ein Motorrelais, welches unter Verwendung der Vergleichswechselspannung den Frei- bzw. Besetztzustand des Gleises meldet. Die Auswertung der dem Motorrelais '· zugeführten Wechsel Spannung erfolgt nach Amplitude, 25 Frequenz und Phasenlage. Das Motorrelais ist bei freiem Gleis angezogen; es fällt ab, wenn beim Besetzen des zugeordneten Gleisabschnittes die Schienen durch Fahrzeugachsen kurzgeschlossen werden. Anstelle von Motorrelais können selbstverständlich auch andere 30 phasenempfindliche Gleisrelais eingesetzt werden. Derartige bekannte Einrichtungen sind vielfach beschrieben, vgl. DE-PS 1 271 749.

Wechselstrom-Gleisstromkreise mit phasenselektiven 35 Relais unterliegen jedoch der elektromagnetischen Beeinflussung durch Bahnrückströme und deren Oberwellen.

HSH-6-Fa / 1,9.82 t

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Die Beeinflussungsprobleme haben sich mit der Einführung von Triebfahrzeugen mit ThyristorSteuerung in Phasenabschnitts-, Drehstrom- und Choppertechnik und mit den heute üblich gewordenen hohen Antriebsleistun-5 gen verschärft. Bei 100 Hz-GleisStromkreisen ist besonders die sechste Oberwelle der 16 2/3 Hz-Traktion störend. Eine kritische Störbeeinflussung ist jeweils dann gegeben, wenn der betrachtete Gleisabschnitt im Bereich der Sendeeinrichtung, also an der Speiseseite, 10 besetzt ist, so daß die von einem Störstrom herrührende Wechselspannung ungedämpft auf die Empfangseinrichtung, also das Gleisrelais, gelangen kann. Die Störspannung kann die Höhe der bei freiem Gleisabschnitt vorhandenen Nutzspannung bei übereinstimmender Fre-15 quenz annehmen, so daß mit einer unzulässigen Freimeldung des betreffenden Gleisabschnittes gerechnet werden kann. Nun gibt zwar die Phasenselektivität der jeweils verwendeten Empfangseinrichtung (Gleisrelais) schon einen gewissen Schutz gegen schädliche Fremd-20 Spannungen, da die Gleisrelais in der Regel einen begrenzten Arbeitsbereich innerhalb der Phasenlage der dem GleisStromkreis zugeführten Wechselspannung und der Phasenlage der VergleichswechselSpannung haben. Beim Motorrelais ergibt sich ein Arbeitsbereich von 25 60° bis 120°. Auf diese Weise können nur noch Stör spannungen gefährlich werden, die hinsichtlich ihrer ’ Phasenlage in dem genannten Winkelbereich liegen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Gleis-50 Stromkreis der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß hinsichtlich der durch die Traktion ausgelösten Oberwellen eine Immunisierung eintritt, ohne daß ein bemerkenswerter technischer Mehraufwand getrieben werden muß.

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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die WechselSpannung der Sendeeinrichtung und die Vergleichswechselspannung über mit vorgegebener Peri'oden-dauer synchrongesteuerte Schalteinrichtungen geführt 5 sind, derart, daß die WechselSpannung und die Vergleichswechselspannung hinsichtlich ihrer Phasenlagen konstant zueinander sind, sich jedoch gegenüber der Phasenlage einer anderen Wechselspannung mit der vorgegebenen Periodendauer sprunghaft ändern.

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Diesem Lösungsvorschlag liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die Gleisrelais eine vorgegebene Anzugszeit TA haben und daß die bisher ermittelten Störungsdauern größer als dieser Wert der Anzugszeit sind. Die Perioden-15 dauer zur synchronen Steuerung der genannten Schalteinrichtungen wird in vorteilhafter Weise kleiner gemacht als der Wert TA, z.B. 0,5 TA.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht 20 vor, daß die Schalteinrichtungen als PolwendeSchaltungen ausgeführt sind, die eingangsseitig jeweils mit zwei Schienen eines Mehrphasennetzes verbunden sind.

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Es ist aber auch in vorteilhafter Weise möglich, eine 25 an ein n-Phasennetz angeschlossene Schalteinrichtung zu verwenden, die n Ausgangsklemmen aufweist, welche , mit Hilfe einer Anzahl von n2 Schaltgliedern mit den n Phasen des Netzes zyklisch verbunden werden, wobei die Wechselspannung und die Vergleichswechselspannung 30 jeweils zwischen zwei der Ausgangsklemmen abgegriffen sind.

Eine andere vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, daß an ein n-Phasennetz zwei Transformatoren angeschlossen 35 sind, die jeweils zwischen gleichartigen Ausgängen

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Spannungen mit einer Phasenverschiebung von 180° aufweisen, daß an die Ausgänge der Transformatoren Umschaltkontakte angeschlossen sind, derart, daß die Wechsel Spannung und die Vergleichswechselspannung ab-5 wechselnd dem einen bzw. dem anderen Transformator entnommen werden.

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend näher be-10 schrieben.

Es zeigen:

Figur 1 einen Gleisstromkreis,bei dem die Wechsel spannung und die VerglsichswechsaL spamung mit 15 Hilfe zweier RDlwæde schaltun gsi zugeführt werden,

Figur 2 eine Schalteinrichtung, die eine zykli sche Phasenfortschaltung für die Wechselspannung und die Vergleichswechselspannung gestattet und 20 Figur 3 eine Schalteinrichtung, die in Verbindung mit zwei Transformatoren eine zyklische Phasenumkehr für die Wechsel Spannung und die Vergleichswechelsphnnung herbeiführt.

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Das Blockschaltbild nach Figur 1 zeigt im oberen Teil einen in Fahrrichtung F befahrbaren Streckenaussschnitt mit einem einschienig isolierten Wechselstrom-Gleisstromkreis GS. Die erforderliche Gleiswechselspannung 30 wird aus einem Drehstromnetz RST entnommen und über eine Schalteinrichtung SG1 und einen Transformator T1_ den beiden Schienen S1 und S2 des Gleisstromkreises GS zugeführt. Am Ende des Gleisstromkreises GS wird die bei freiem Gleis vorhandene Viechseispannung mit Hilfe 35 des Transformators T2 auf ein phasenempfindliches

Gleisrelais GL gegeben, welches zu Vergleichszwecken

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aus dem Drehstromnetz RST noch eine Vergleichswechsel-sparmung erhält. Diese Vergleichswechselspannung wird über eine weitere Schalteinrichtung SG2 geleitet.

Diese und die Schalteinrichtung SG1 sind in der Art 5 einer PolwendeSchaltung aufgebaut. Die Kontakte X1 bis X4 der Schalteinrichtung SG1 und die Kontakte Y1 bis Y4 der Schalteinrichtung SG2 werden synchron durch eine Steuereinrichtung ST mit vorgegebener Periodendauer betätigt. Diese Periodendauer wird vorzugsweise 10 so gelegt, daß sie kleiner ist als der Wert der Anzugszeit TA des Gleisrelais GL, beispielsweise 0,5 TA. Somit bewirken die Schalteinrichtungen SG1 und SG2 fortlaufend das sprunghafte Umschalten der Phasenlage der dem GleisStromkreis GS zugeführten Wechselspan-15 nung sowie der dem Gleisrelais GL angebotenen Vergleichswechselspannung um jeweils 180°.

Aufgrund der oben geschilderten Maßnahmen erhält nun das Gleisrelais GL bei durch eine Störspannung beein- -20 flußtem GleisStromkreis GS einen Spannungsanteil, der ein Abfalldrehmoment einleitet, so daß keine unzulässige Freimeldung des besetzten Gleisstromkreises GS eintreten kann.

25 Die SpannungsZuführungen über die Klemmen K1 und K2 bzw. K3 und K4 können in vorteilhafter Weise auch durch [ eine Schaltungsanordnung nach Figur 2 erfolgen. Zu dem Zweck werden beispielsweise die Klemmen K1 und K2 mit den Klemmen K6 und K5 und die Klemmen K3 und K4 30 mit den Klemmen K7 und K5 verbunden. Für bereits beschriebene Anlagenteile sind in der Anordnung nach Figur 2 dieselben Bezugszeichen vorgesehen worden.

Zur Entkopplung ist an das dreiphasige Drehstromnetz RST ein Transformator T3 angeschlossen, an dessen 35 Sekundärwicklungen T31» T32 und T33 eine durch die

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Steuereinrichtung ST betätigte Schalteinrichtung SG3 liegt. Die Schalteinrichtungen SG3 hat die Aufgabe, den drei Klemmen K5, K6 und K7 zyklisch die drei Wechselspannungsphasen des Drehstromnetzes zuzuführen.

5 Zu dem Zweck ist die Klemme K5 zyklisch über Kontakte Z10, Z20 und Z30 mit den Wicklungen T31> T32 und T33 verbunden. Entsprechendes gilt sinngemäß für die Klemmen K6 und K7 sowie die diesen zugeordnete Kontakte Z11 bis Z31 bzw. Z12 bis Z32. Diese einzelnen Kontakte, 10 die beispielsweise zu nicht weiter dargestellten Relais gehören können, werden durch die Steuereinrichtung ST synchron mit der obengenannten Periodendauer zyklisch betätigt. Bei dieser Betriebsweise werden die zum Betrachtungszeitpunkt noch geschlossenen Kontakte Z10, 15 Z11 und Z12 anschließend geöffnet und die Kontakte Z20, Z21 und Z22 geschlossen. Nachfolgend öffnen die letztgenannten Kontakte, und die Kontakte Z30, Z31 und Z32 schließen. Anschließend wiederholt sich der dargestellte Schaltungszustand. Aufgrund der somit erziel-20 ten zyklischen Phasenfortschaltung bleibt die Phasenlage zwischen der dem GleisStromkreis GS (Figur 1) zugeführten WechselSpannung und der Vergleichswechsel-* Spannung für das Gleisrelais GL konstant; jedoch ändert sich die Phasenlage beider Spannungen periodisch 25 in Sprüngen von jeweils 120°.

Anstelle der Schaltungsanordnung nach Figur 2 kann auch diejenige nach Figur 3 zum Einsatz kommen. Diese Schaltungsanordnung bewirkt für die den Klemmen K1 und K2 30 bzw. K3 und K4 in der Anordnung nach Figur 1 zugeführten Spannungen eine zyklische Phasenumkehr. Der Gleisstromkreis GS (Figur 1) wird über die Klemmen K1 bis K4 an die Klemmen K8 bis K10 angeschlossen. Im einzelnen sind zwei Transformatoren T4 und T5 vorgesehen,

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die primärseitig mit dem dreiphasigen Drehstromnetz RST verbunden sind. Wie die Darstellung zeigt, sind die beiden Transformatoren T4 und T5 sekundärseitig unterschiedlich geschaltet, derart, daß die Wechsel-5 Spannungen vergleichbarer Ausgangsleitungen, z.B.

der Leitungen L1 und L10, eine Phasenverschiebung von 180° gegeneinander haben. Dies trifft zu bei Transformatoren der Schaltgruppen DY5 und DY11. Die bei diesem Ausführungsbeispiel vorgesehene Schalteinrichtung SG4 10 hat die Aufgabe, die für den Gleisstromkreis GS (Figur 1) erforderlichen Wechsel Spannungen mit der vorgegebenen Periodendauer abwechselnd aus dem einen bzw. anderen Transformator T4 bzw. T5 zur Verfügung zu stellen. Zu dem Zweck sind drei Paar Umschaltkontakte 15 U1, U2 und U3 vorgesehen, die mittelbar durch die Steuereinrichtung ST mit der obengenannten Periodendauer betätigt werden.

Die erfindungsgemäße Einrichtung kann auch in vorteilhafter Weise bei Stromversorgungsnetzen angewandt 20 werden, die eine andere Phasenzahl als n = 3 haben.

4 Patentansprüche 3 Figuren

Claims (5)

1. Gleisstromkreis zur Gleisüberwachung in Eisenbahnsicherungsanlagen, bei denen eine Sendeeinrichtung 5 über einen Gleisabschnitt eine Wechselspannung an eine Empfangseinrichtung überträgt, welche die empfangene Wechselspannung unter Verwendung einer Vergleichswechselspannung mindestens nach Größe auswertet, dadurch gekennzeichnet, daß die 10 Wechselspannung der Sendeeinrichtung (T1 ) und die Vergleichswechselspannung über mit vorgegebener Periodendauer synchron gesteuerte Schalteinrichtungen (SG1, SG2) geführt sind, derart, daß die Wechselspannung und die Vergleichswechselspannung hinsichtlich 15 ihrer Phasenlagen konstant zueinander sind, sich Jedoch gegenüber der Phasenlage einer anderen Wechselspannung mit der vorgegebenen Periodendauer sprunghaft ändern. 20 2, GleisStromkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtungen (SGl/SG2)als PolwendeSchaltungen ausgeführt sind, die eingangsseitig Jeweils mit zwei Schieden eines Mehrphasennetzes (RST) verbunden sind (Figur 1) . 25

3. Gleisstromkreis nach Anspruch 1, gekennzeichnet d'urch eine an ein n-Phasennetz (RST) angeschlossene Schalteinrichtung (SG3), die n Ausgangsklemmen (K5, K6, K7) aufweist, welche mit p

50 Hilfe einer Anzahl von n Schaltgliedern (Z10 bis Z30; Z11 bis Z31 ; Z12 bis Z32) mit den n Phasen des Netzes (RST) zyklisch verbunden werden, wobei die WechselSpannung und die Vergleichswechselspannung Jeweils zwischen zwei der Ausgangsklemmen (K5, K6, K7) 55 abgegriffen ist (Figur 2). -9- vpa 82 P 2 9 3 3 DE

4. GleisStromkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an ein n-Phasennetz (RST) zwei Transformatoren (T4; T5) angeschlossèn sind, die jeweils zwischen gleichartigen Ausgängen (L1, L10)

5 Spannungen mit einer Phasenverschiebung von 180° aufweisen, daß an die Ausgänge der Transformatoren (T4, T5) Umschaltkontakte (U1, U2, U3) angeschlossen sind, derart, daß die Wechselspannung und die Vergleichswechselspannung abwechselnd dem einen bzw. dem anderen 10 Transformator (T5, T4) entnommen werden (Figur 3). A