AT219691B - Schaltungsanordnung zur Prüfung des Isolationszustandes von Oberleitungs-Autobussen - Google Patents

Schaltungsanordnung zur Prüfung des Isolationszustandes von Oberleitungs-Autobussen

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  Schaltungsanordnung zur Prüfung des Isolationszustandes von
Oberleitungs-Autobussen 
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Prüfung des Isolationszustandes von Oberleitungs-
Autobussen mit einem den über eine Erdleitung vom Chassis bzw. der Abschirmung des Fahrzeuges ab- fliessenden Ableitstrom anzeigenden Messgerät. 



   Bei bekannten Schaltungsanordnungen dieser Art sind an bestimmten Punkten des Fahrleitungssystems, vorzugsweise an den End- und Umkehrstellen sowie allenfalls auch an manchen Haltestellen eigene Er- dungsanschlüsse   vorgesehen. An diesen Punkten wird die Erdleitungsverbindung hergestellt und   dabei nach- gemessen, ob die Berührungsspannung des Chassis bzw. der Abschirmung des Fahrzeuges noch innerhalb der zulässigen Werte (nach den geltenden Vorschriften unter 65 bzw. 42 V) liegt. Es findet also praktisch nur bei stillstehendem Fahrzeug eine Überprüfung des Isolationszustandes statt. Diese Art der Überprüfung
Ist für die Praxis nicht ausreichend. Vor allen Dingen können sich bei Fehlern der Isolation der im Fahr- zeug verlegten Leitungen diese Fehler häufig erst bei den Rüttelbewegungen während der Fahrt bemerkbar machen.

   Darüber hinaus ergibt sich, da das Chassis und die Abschirmung sowohl gegen die im Fahrzeug verlegten Leitungen als'auch gegen Erde isoliert sind und die Isolationswerte der stromführenden Teile im Endlichen liegen, eine dauernde Aufladung des als Teil eines Kondensators wirkenden Chassis, welche Aufladung häufig trotz der Verwendung von Schleifstellen, Besen usw. nicht genügend abgeführt wird und sich   beimBerühren   des Fahrzeuges äusserst unangenehm bemerkbar macht. Besonders ungünstig liegen die Verhältnisse dann, wenn, wie es in Vororten häufig der Fall ist, das Fahrzeug praktisch isoliert auf der mit   einem Bitumenbelag versehenen Strassendecke, eine   einsteigende Person aber neben dem Strassenbelag auf feuchtem Erdreich steht.

   Bei ändern Schaltungsanordnungen wird das Chassis des Fahrzeuges über einen   Prüfschalter   mit dem einen Stromabnehmer verbunden. Über sin in die zum Chassis führende Leitung ein-   geschaltetes Messgerät   wird der Ableitstrom bestimmt. Auch mit dieser Schaltungsanordnung   können   Messungen nur bei stillstehendem Fahrzeug vorgenommen werden, wobei überdies am Chassis während der Dauer   der Messung gefährliche Berührungsspannungen auftreten, so   dass besondere Sicherheitsvorkehrungen, die praktisch nur in der Garage eingehalten werden können, getroffen werden müssen. Es sind auch schon Schutzschaltungen bekanntgeworden, die beim Auftreten gefährlicher Berührungsspannungen über Schalter die beiden zu den Stromabnehmern führenden Leitungen unterbrechen.

   Bei einer dieser Schutzschaltungen ist ein Schaltrelais vorgesehen, das einerseits mit dem Chassis und anderseits mit dem am geerdeten Fahrdraht anliegenden Stromabnehmer verbunden ist und dann, wenn der über die Wicklung flie- ssende Ableitstrom einen bestimmten Wert übersteigt, die beiden zu dem Stromabnehmer führenden Leitungsverbindungen über die Schalter unterbricht. Um beim Umpolen des Fahrzeuges ein Umschalten der Relaiswicklung auf den jeweils geerdeten Fahrdraht zu vermeiden, ist es bereits bekannt, die Relaiswicklung sekundärseitig über den Strom nur in einer Richtung durchlassende Ventilzellen mit beiden Stromabnehmern zu verbinden, so dass jeweils ein Strom nur vom Chassis zum geerdeten   Fahrdraht fliessen   kann.

   Der Nachteil dieser Ausführung besteht darin, dass dann, wenn die Ventilzellen schadhaft werden, über die Relaiswicklung praktisch eine direkte Verbindung zwischen Fahrdraht und Chassis hergestellt wird, so dass am Chassis gefährliche Spannungen auftreten können. Bei einer andern Schutzschaltung ist ein polarisiertes Relais vorgesehen, das das Chassis jeweils mit dem geerdeten Fahrdraht verbindet.

   An Stelle des an beide Stromabnehmer angeschlossenen Schutzrelais kann auch ein gittergesteuertes Entladungsgefäss vorgesehen sein, dessen Gitter mit dem über den Relaiskontakt an den geerdeten Fahrdraht angeschalteten Chassis verbunden ist und beim Auftreten einer unzulässig hohen Berührungsspannung den 

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Stromdurchgang durch das bis dahin gesperrte   Entladungsgefäss   freigibt und dadurch über einen mit letzte- rem in Serie geschalteten Schaltschützen das Fahrzeug von der Stromzuführung abschaltet.

   Diese letztere
Anordnung benötigt eine zusätzliche Stromquelle für   dasEntladungsgefäss   und den Schaltschützen und hat überdies den Nachteil, dass dann, wenn bei'der Verwendung eines polarisierten Relais Fehler am Relais, insbesondere ein Klebenbleiben des Kontaktes an einem Gegenkontakt auftreten, das Chassis wieder eine gefährliche Berührungsspannung annehmen kann. 



   Zweck der Erfindung ist nun die Schaffung einer Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art zur
Prüfung desIsolationszustandes von Oberleitungs-Autobussen, mit deren Hilfe dauernd (also auch während des Fahrbetriebes) eine Überprüfung möglich ist, die eine sichere Ableitung der statischen Aufladungen gewährleistet und die auch dann, wenn einzelne Teile beschädigt werden, das Auftreten gefährlicher Be- rührungsspannungen unmöglich macht. 



   Die erfindungsgemässe Schaltungsanordnung ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass das an das Chassis bzw. die Abschirmung anschliessbare Messgerät in T-Schaltung mit beiden Stromabnehmern verbunden und in diese beiden Verbindungsleitungen in der gleichen Richtung sperrende, als Ventile wir- kende Stromrichter sowie (etwa in der Grössenordnung von 100 Kiloohm gehaltene)   hohe Vorwiderstände   eingeschaltet sind, so dass das Messgerät jeweils über die eine der beiden Verbindungsleitungen und den angeschlossenen Stromabnehmer mit dem geerdeten Fahrdraht verbunden, die zweite Verbindungsleitung aber durch das in ihr angeordnete Ventil gesperrt ist.

   Durch die Anordnung der hohen Vorwiderstände in die Verbindungsleitungen wird erreicht, dass auch dann, wenn ein Ventil schadhaft wird, der Fehlerstrom sowie die durch den Fehler ermöglichten Berührungsspannungen am Chassis bzw. der Abschirmung so klein bleiben, dass die zulässigen Werte keinesfalls überschritten werden. 



   Über die in die beiden Verbindungsleitungen eingeschalteten Ventile findet sozusagen eine selbst- tätige Auswahl der Verbindung des Messgerätes jeweils mit dem geerdeten Fahrdraht statt. Es wird daher möglich, die Schaltungsanordnung unabhängig davon zu verwenden, welcher der beiden Stromabnehmer mit dem geerdeten Fahrdraht in Eingriff steht. Darüber hinaus ist, da der geerdete Fahrdraht als Bezugs- leitung gewählt wird, eine Überprüfung des-Isolationszustandes während des gesamten normalen Fahrbetriebes und nicht nur wie bisher, an bestimmten Punkten des Leitungssystems möglich. Bei eingeschaltetem Messgerät werden überdies die Aufladungen des Chassis dauernd zum geerdeten Fahrdraht abgeleitet. 



   Weitere Einzelheiten und zweckmässige Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes gehen aus der nachfolgenden Zeichnungsbeschreibung hervor. 



   In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise veranschaulicht. Es zeigt Fig. 1 das Prinzipschema einer erfindungsgemässen Schaltungsanordnung und Fig. 2 das Schaltschema einer bevorzugten Ausführungsform. 



   Nach Fig. 1 ist ein über einen Tastschalter 1 und eine Leitung 2 mit dem Chassis bzw. mit der Abschirmung 3 eines Oberleitungs-Omnibusses verbundenes Messgerät 4 sekundärseitig in T-Schaltung mit zwei Leitungen 5,6 verbunden, in die als Ventile wirkende Stromrichter 7, die in gleicher Richtung sperren, sowie Vorwiderstände 8 eingeschaltet sind und die an die beiden Stromabnehmer 9 des Fahrzeuges angeschaltet sind. Die Stromabnehmer 9 liegen an den beiden Fahrleitungen 10,11 an. Beim Ausführungsbeispiel ist die mit dem Minuspol der Stromquelle verbundene Fahrleitung 11 geerdet. Wird der Schalter 1 geschlossen, dann können die wegen des endlichen Wertes der Isolation der spannungsführenden Teile im Fahrzeug praktisch immer vorhandenen Ableitströme über das Instrument 4, die Leitung 6 und das Ventil 7 sowie den Widerstand 8 zur Fahrleitung 11 fliessen.

   Es wird ein hochempfindliches Messinstrument 4, vorzugsweise ein Drehspulgalvanometer vorgesehen, das zweckmässigerweise in Spannungswertten geeicht ist und die jeweilige Berührungsspannung des Chassis bzw. der   Abschirmung 3 gegenüber   dem 
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 Umpolung des Fahrzeuges, nach der die Leitung 5 mit dem Fahrdraht 11 verbunden ist, können die Ableitströme über die Leitung 5 fliessen, während die Leitung 6 durch das in ihr angeordnete Ventil gesperrt wird. Die erfindungsgemässe Schaltungsanordnung arbeitet somit unabhängig von der Polung der Stromabnehmer. Bei Netzen mit geerdetem positivem Fahrdraht bleibt die Schaltung prinzipiell gleich, doch werden die beiden Stromrichter 7 mit umgekehrter Polung in die Leitungen 5 und 6 eingeschaltet. 



   Bei der praktischen Ausführung gemäss Fig. 2 ist in die vom Messgerät 4 zum Verzweigungspunkt 12 der T-Schaltung führende Leitung 13 ein weiterer, in der Grössenordnung der Widerstände 8 gehaltener Widerstand 14 eingeschaltet. Der Schalter 1 ist als Umschalter ausgebildet, der in der   e1nenStellungdie   Abschirmung 3 mit dem Instrument 4 verbindet und über die dargestellte mittlere Ausschaltstellung in eine weitere Schaltstellung verstellbar ist, in der er das Instrument über eine Leitung 15 mit der Mittel- 

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 anzapfung eines an die beiden Stromabnehmer 9 angeschlossenen. aus Widerständen 16 aufgebauten
Stromteilers verbindec. Diese Anordnung ermöglicht es, die Arbeitsbereitschaft der Schaltungsanordnung jederzeit zu überprüfen.

   Die Grösse der Widerstände 16 ist so bemessen, dass der bei mit der Leitung 15   verbundenem Messgerät 4   fliessende Strom einer zwar noch zulässigen Spannung entspricht, bei funktions- fähiger Anordnung aber unbedingt einen Ausschlag des Instrumentes herbeiführen muss. In der Praxis wird man ein Instrument wählen, das vom Nullpunkt nach beiden Seiten ausschlagen kann, damit beispiels- weise ein Fehler in der Schaltungsanordnung (insbesondere beim Durchschlagen eines Ventiles) auch bei gegenüber dem Normalzustand umgekehrter Richtung des Ableitstromes durch einen negativen Ausschlag des Instrumentes angezeigt werden kann. Weiterhin ist es vorteilhaft, den Skalenbereich der unzulässig hohen Berührungsspannung beispielsweise durch Rotfärbung besonders zu kennzeichnen.

   Die Anordnung des Widerstandes 14 hat den Vorteil, dass beispielsweise beim Durchschlagen des in der jeweils mit dem nicht   geerdetenFahrdraht verbundenenLeitung   (gemäss Fig. 2, Leitung 5) liegenden Ventiles 7 im Punkt 12 eine Stromverzweigung auftritt, so dass die über diesen Fehler zum Chassis fliessenden Ableitströme weiter begrenzt werden. Nach Fig. 2 sind die Ventile 7 über Kondensatoren, die in Parallelschaltung mit ihnen verbunden sind, untereinander aber in Serie liegen, überbrückt. Die Kondensatoren 17 haben die Aufga- be, Überspannungen, insbesondere atmosphärische Überspannungen, ohne Beschädigung der Ventile 7 abzuleiten. Sie bilden jeweils mit den Widerständen 8 RC-Glieder, die kurzzeitige Entladungen dämp- fen. 



   In der Praxis wird man sämtliche Teile der Schaltungsanordnung wesentlich stärker dimensionieren, als dies auf Grund der Betriebsspannungen notwendig wäre, um so einen hinreichenden Sicherheitsfaktor zu erhalten. Insbesondere können die Ventile aus mehreren in Serie geschalteten Siliziumdioden aufge- baut werden. Als Kondensatoren 17 wird man vorzugsweise selbstregenerierende Kondensatoren verwen- den. Bei einer Betriebsspannung in den Fahrleitungen von 600 V werden die Widerstände 8 und 14 jeweils etwa mit wenigstens 50 Kiloohm, die Widerstände 16 mit etwa 900 Kiloohm bemessen. Als Ventile wer- den in Serie geschaltete Siliziumdioden mit einer Sperrspannung von 700 V verwendet.

   Die beiden in
Serie geschalteten Kondensatoren 17, die jedes der beiden Ventile überbrücken, weisen eine Kapazität von je   0, 5 pif   auf und sind für eine Betriebsspannung von 350 V ausgelegt, so dass sich eine Gesamtkapazität der beiden Kondensatoren von   0, 25 uF   und eine zulässige Spannung von 700 V ergibt. Bei einer derartigen Bemessung der Einzelteile ergibt sich auch dann, wenn eines der Ventile durchgeschlagen wird, und man den   ungilnstigsten   Fall des menschlichen Berührungswlderstandes mit 3 Kiloohm ansetzt, eine maximale Berührungsspannung von 18 V am Chassis. 



    PATENTANSPRÜCHE :    
1. Schaltungsanordnung zur Prüfung des Isolationszustandes von Oberleitungs-Autobussen mit einem den über   eine Erdleitung vomChassis   bzw. der Abschirmung des Fahrzeuges abfliessenden Ableitstrom anzeigenden Messgerät, dadurch gekennzeichnet, dass das an das Chassis bzw.

   die Abschirmung (3) anschliessbare Messgerät (4) in T-Schaltung mit beiden Stromabnehmern (9) verbunden und in die beiden Verbindungsleitungen (5,6) in der gleichen Richtung sperrende, als Ventile (7) wirkende Stromrichter sowie (etwa in   der Grössenordnung   von 100 Kiloohm gehaltene) hohe Vorwiderstände (8,14) eingeschaltet sind, so dass das Messgerät jeweils über die eine der beiden Verbindungsleitungen und den anschliessenden Stromabnehmer mit dem geerdeten Fahrdraht   (11)   verbunden, die zweite Verbindungsleitung (5) aber durch das in ihr angeordnete Ventil (7) gesperrt ist.

Claims (1)

  1. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Messgerät (4) und dem Verzweigungspunkt (12) der T-Schaltung ein weiterer in der Grössenordnung der in den beiden zu den Stromabnehmern (9) führenden Leitungen (5,6) angeordneten Widerstände (8) gehaltener Widerstand (14) angeordnet ist.
    3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die vorzugsweise aus mehreren in Serie geschalteten Stromrichtern bestehenden Ventile durch in Parallelschaltung mit ihnen verbundene, als Überspannungsableiter wirkende, selbstregenerierende Kondensatoren (17) überbrückt sind.
    4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Messgerät (4) über einen Umschalter (1) wahlweise mit dem Chassis bzw. der Abschirmung (3) des Fahrzeuges oder der Mittelanzapfung eines an die beiden Stromabnehmer (9) angeschlossenen, einen hohen Gesamtwiderstand aufweisenden Stromteilers verbindbar ist.
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