CZ79696A3

CZ79696A3 - Process and apparatus for detecting and reporting electrical state of voltage breakdown fuses

Info

Publication number: CZ79696A3
Application number: CZ96796A
Authority: CZ
Inventors: Wolfgang Kunze; Dietmar Kasch
Original assignee: Elpro Ag
Priority date: 1993-09-22
Filing date: 1994-09-05
Publication date: 1996-07-17
Also published as: WO1995008453A1; HUT75407A; PL313523A1; DE4332888C2; HU9600544D0; EP0720539B1; ATE150710T1; EP0720539A1; SK37496A3; DE4332888A1; DE59402252D1

Description

Způsob a zařízení pro zjišťování a hlášení elektrického -=--⁷¹¹napěťových průrazných pojistek

Oblasz techniky

Vynález se týká způsobu zjišťování a hlášení elektrického stavu napěto^vých průrazných poj 5 stek,které jsou pro ochranu před zdraví ohrožujícími proudy uspořádány u pojezdových kolejnic železnic na stejnosměrný proud podél trati na takových, místech, kde potenciální rozdíl mezi potenciálem kolejnic a zemí může nabýt neořírustnýcr nebezpečných hodnot, přičemž bezorostřed— ně u napěťové průrazné pojistky se zjištuje potenciální rozdíl mezi kolejnicemi a zemí jako míra pro stav napěťové průrazné pojistky. Předmětem vynálezu je i zařízení pro provádění tohoto způsobu.

Dosavadní stav techniky

U železnic na stejnosměrný proud se obvykle pojezdové koleje používají pro vedení proudu. Pro zmenšení nebezpečí koroze, vyvolaného rozptylovými proudy, nesmějí se koreoisz⁰ vonive spo.jit se zanzs manícími uzemr.ující účinky. Potenciál kolejnic musí být od dělen izolačně od potenciálu země. Tím se mohou vyskytnout velké potenciální rozdíly zezi potenciálem kolejnic a zemí, Překročílv tvto ooteocirlní rozdíly urči tou r.oznotu, stanou se r.e: měna na žákových místech, kd lib ská zdraví, ze;

zr o s zor ove blízkosti dílů, vedoucích potenciál, existuje možnost jejich překlenutí lidským tělem. To se týká zejména takových míst, kde se například části mostů nebo železnice na střídavý proud nacházejí v blízkosti ko lejnic železnice na stejnosměrný proud. Na takových místech se z důvodu ochrany proti nebezpečným proudům lidskému zdraví instalují alespoň občas vodivá spojen^tŠÍTejnicemi' a .zemí po dobu ohrožení. Otevřené uzemění železnice je popsáno v časopise Výstražný kříž” 4/1992 str. 15.

Obvykle se používají mezi takovýmito místy s rozdílným potenciálem napěťové průrazné pojistky.?ři překročení předem zadaného nspští, které může způso bit zdraví nebezpečný proud, vstoupí v činnost a vytvoří kovové elektricky vodivé spojení mezi pojízdnými kolejnicemi dráhy na stejnosměrný proud a mezi pojízdnými kolejnicemi dráhy na střídavý proud,příp. mezi částmi mostu. Tento stav, který podstatnou mě rou je příznivý pro nebezpečí koroze vyvolané rozptylovými proudy, smí, podle stávajících přepisů, trvat jen krátkou dobu. Provozovatelé takovýchto železnic na stejnosměrný proud mají za povinnost, průběžně kon trolovat stav napěťových průrazných pojiatek a v případě, že takováto pojistka vstoupila v činnost, provésti neorodleně požadované oddělení potenciálů, na příklad výměnou vadné pojistky. Kontrola stavu napě tových průrazných pojistek se v současně době provádí vizuelně při pravidelných pochůzkách podél tratě, což je spojeno s relativně vysokými náklady na personál. Pro berlínskou S-dráhu je toto popsáno v časopise článku -'apájení ·. ' enerri

3° 'LM berlínské Ξ—dráhy, 4/1992 stran .21.

Další nedostatek spočívá v tom, že v intervalu mezikontrolami může téci nekontrolovaný rozptylový proud.

Jsou známa také zařízení, která při překročení pře dem zadaného rozdílu potenciálů mezi kolejnicemi a zemí se navodí vyrovnání potenciálů rychlými spínači, zkratovači, a při poklesu předem nastaveného vyrovná va.jícího proudu potenciálů sě provede opět oddělení potenciálů otevřením spínače. Takováto zařízení .jsou velmi nákladná a jejich funkčnost se přídavně musí stále kontrolovat. Použití těchto zařízení přichází v úvahu jen na exponovaných místech, kde se vyskytují zvýšená nebezpečí v důsledku krátkodobých zvýšených potenciálních rozdílů, například na nádražích.

Používají se také zařízení, u kterých je v 3érii s napěťovými průraznými pojistkami, které pracují v pře dem zadané troudové oblasti, uspořádáno proudové relé s paměťovou funkcí, které provádí hlášení o vadné napetové průrazné pojistce, centrále, nevýhoda těchto zařízení st ožívá v tom, že hlášení se orovádí orostředniotvím serarátníoh hlášecích vedeních a náklady na troudové narážení námětového relé mohou být značné.

Podstata vynálezu

Úkolem i by dovo: ipět ovýc h trati ne ’ * O Q ’ v o prt-má' vynálezu je navrhnout způsob a zařízení, kte .ovala v každé době zjišťovat elektricky sta orůraznýoh. tojistek, které z sou usoořédáry :o úseku t-ati dráhy na stejnosměrný proud : před lidskému zdraví nebezpečnými proudy .? j 2 j vyhoinocovát.

Podle vynálezu 39 tento úkol řeší tím, že reteré se zjištuje crů’cěžn<

ne o o v uf c;

časových intervalech a vyhodnocuje se stav napětových průrazných pojistek a tento stav se v předem zadaném časovém okamžiku příp. v určitých časových interva leoh předává prostřednictvím kódovaného bezdrátového vysílače, vyhodnocovacímu zařízení, kterjť předaný sta napetové průrazné spojistky uloží s příslušnou adre sou do paměti, přičemž se pamět po provedeném vyhodnocení vymaže, aby byla volná pro další informace.

-^ro provádění tohoto způsobu podle vynálezu se navrhuje zařízení, které sestává z hlášecího zařízení uspořádaného bezprostředně u napetové průrazné pojistky a z vyhodnocovacího zařízení. Hlssecí zařízení se bloku, proudového napájení, hodin a výhodně z kódovaného vysílače.Zjištcvací blok zjištuje potenciální rozdíl mezi rotenciálem kolejnic a zemním potenciálem, který je stále na námětové -růrazné pojistce,ner.íly narušená.Tento potenciální rozdíl, vztažený na - emní potenciál, může mít obě polarity. Jestliže se zjištovacím blokem zjistí potenciální rozdíl, vybudí tento rozdíl taktovací blok, který počne v taktu budí kódovaný vysílaČ,který začne vysílat taktovaný kódo váný signál ... o elektrickém stavu a adresu napetové průrazné pojistky vyhodnocovacímu zařízení. Předávání reso. vysílání se provádí prostřednictvím kódovár» a *. w Ό s X a ra ůt’/ r o >

zeo ici se v blízkosti, které je vybyveno přijímačem. Aby se proudové napájení, výhodně baterie, zatěžovalo mini málr.ějby se zajistila dlouhá doba funkčnosti, řídí se prostřednictvím hodin to, aby se potenciální rozdíl :e na vy hodnoc ovaci zařízeni, nac s / a » . »

Ω 9 ΆΆ- C *ť * O V ^Λ 2 ”” < Σ’ 9 Z O ’ ’ Θ ;val s ' ί 1 al den v řevně stanoveních Časovvch okamvicich, rebo čitých definovaných časových intervalech.

Vyhodnocovacím zařízením se zjištuje a ukládá do paměti elektrický stav a příslušná adresa určitého počtu napětových průrazných pojistek. Po vyhodnocení se paměti vyhodnocovacího zařízení opět vymažou, aby byly volné pro přijetí nových aktuálních informací.

Jestliže se v důlsedku překročení předem stáno ·= veného potenciálního rozdílá uvedla napětová průrazná pojistka v činnost, to je, že existuje pro ochranu před zdraví nebezpčenými proudy elektrické vodivé spojení mezi kolejnicovým potenciálem a zemí, nezjistí se zjištovacím blokem žádný potenciální rozdíl na napětové průrazné pojistce. Tím odpadá vyslání signálu hláse => cím zařízením vyhodnocovacímu zařízení a jako výsledek vyhodnocení se mohou neprodleně provésti nutná opa tření pro odstranění závady.Rovněž odpadne vyslání si=> gnálu, byt vypadl jen jediný blok hlášecího zařízení, např. proudové napájení, nebo hodiny, takže se závada ihned rozpozná a cíleně se může odstranit.

Předností tohoto řešení podle vynálezu je to, že jsou k disposici v každá době aktuální informace o elektrickém stavu na napětové průrazní pojistce, jakož i o funkčnosti hlášecích zařízení. Bále je výhodné, že v důsledku snadné montovatelnosti hlášecího zařízení se mohou použít již stávající napětové průrazné pojistky a při volbě bezdrátového přenosu nemusí se pokládat dal ší ořidávná vedení.

Další znaky a vytvoření vynálezu jsou obsaženy v ižnýoh nárocích.

? r a 2 ku n a v v ru? e s e

Vynález bude blíže vysvětlen na příkladu provedení za pomoci příslušných výkresů.

haobr. 1 .je znázorněno zařízení pro zjišťování a hlášení elektrického stavu napěťové průrazné pojist ky .

ha obr. 2 je znázorněno hlášecí zařízení a vy hodnocovací zařízení u tratě dráhy na stejnosměrný proud.

Příkladv provedení v;ználezu ha obr. 1 je znázorněno zařízení pro zjišťování a hlášení elektrického stavu napěťové průrazné pojistky k mobilnímu přijímacímu a vyhodnocovacímu zařízení. Pojízdné kolejnice 1 železnice na stejnosměrný proud jsou svým zeměním 3 napojeny prostřednictvím napěY . o klad potenciál mostu.

se zemenam a

istkýyťóa zemní potenciál	4»	nap ~
, Z az ' Ví Ir-		_e
stu. nlaseca zařazena t	•i θ	spoj
zemním potenciálem 4 a	sest	ává
ovacího bloku 6, proudov	ého	napá

ní 5,hodin _11 taktovacího bloku 7 a vysílače 8. Zjišžovací blok 6 je bezprostředně připojen na napěťovou průraznou pojistku 2 prostřednictvím zemění 3 a na zemní potenciál £, a zjišťuje potenciální rozdíl mezi oběma těmito přípoji a při poklesu pod předem zaoaný,. v praktickém provozu vždy existující mini máiní rozdíl, vyšle povel pro·· taktování taktovacímu bloku _7. Pokud tento povel trvá, zapojení taktovacího bloku volně kmitá základní frekvencí i r.asta vitelr.ou v pevném rozsahu a s nastavitelným taktovaktronicky vytvořený kódovaný vyflač 8.

cín poměrem. Výstupní signál taktovacího bloku 7 uvede v činnost v tomto předem zadaném taktu výhodně elespínač 13, který potom taktuje

Prostřednictvím své rádiové antény li klásí vysílač 8 prostřednictvím kódu místo a elektrický stav naoětové orůrazné pojistky 2 vyhodnocovacímu zařízení. Pro snížení spotřeby energie hlášecího zařízení 5 se zjištování a hlášení stavu napětové průrazné pojistky 2 neprovádí průběžně, ný brž v pevně stanovených okamžicích, nebo v definova ných časových intervalech po omezenou dobu trvání.Toho se dosáhne tím, že výhodně elektronické hodiny 11,které jsou napájeny vlastním proudovým napájením 10, na = příklad baterií, zapínají a vypírají prostřednictvím scírače 12 oroudové naoájení 9, tvořené rovněž bateni, nlasecx zařízena o.

Vyhodnocovací zařízení, které přijme signál vyslaný zhá.Šecím zařízením 5, je vvbaveno mobilním ořijímá— čem, je výhodně uspořádáno r.° vlaku, k-erý jede na kolejích podél hlášecích zařízeních 5. Výhodně ss provádí zapojení hlášecího zařízení 5 hodinami 11 v časový okamžik a po dobu trvání, která odpovídá době jízdy via ku podél hlášecího zařízení 5 a je koordinovaná s jízdným řádem.

V důsledku místní blízkosti více hlášecích zařízení 5 může se stát, že vpřijímací oblasti mobilního' př jímače vyhodnocovacího zařízení se nachází současně několik hlášecích zařízení 5. Pro zabránění simultáního vysílání několika hlášecích zařízení 5» která nemohou týt přijímačem vyhodnocena, zvolí se taktovací frekvence jednotlivých hlášecích zařízení 5 rozdílně.

ciho bloki

Vícekanálový přijímač vyhodnocovacího zařízení př řazuje přijaté signály příslušnému kanálu. Signály se pro další vyhodnocení uloží se svou adresou do paměti. Paměti se po provedeném vyhodnocení ručně vymaží, aby tyly volné pro nové aktuální informace.

Nežjistíli zjištovací blok 6 hlášecího zařízení 5 žádný potenciální rozdíl mezi kolejnicemi a zemí,nebo ležíli tento rozdíl pod pevně stanoveným nejmenším ro dílem, nedojde k vybuzení taktovacího bloku 7 zjištovací m blokem 6. Tím nedojde také k taktování vysílače S spínačem 13 a hlášecí zařízení 5 nevyšle signál přijímači vyhodnocovacího zařízení. Přijímač nehlásí příslušnému kanálu žádný signál.Tento stav hlášení u kazuje, že příslušná námětová průrazná pojistka 2 byla v činnosti.

Protože také nedojde k vyslání signálu při výpadku jiného bloku hlášecího zařízení 5,nap'~. zjištova nebo hodin 11, je i taková chyba, s utakže re možná i secicn zařízeni.

dáním adresy, vždy vyhodnocovacím zařízením zjištěna, stálá kontrola funkčnosti všech hlá Vlastní příčina chyby, zjištěné vyhodnocovacím zařízením, muže se zjistit vzhledem k jejímu místu a odstranit.

Zatím co okamžik zapínání a doba trvání zapnutí hlášecího zařízení 5 se synchronizují s jízdním řádem pro příslušnou trat odpovídajícím programováním hodin 11, určuje se taktovaci frekvence vy sílánímosáhem vysílání, rychlostí mobilního přijímače, t.j. vlakovou rvchlostí a oočtem. zvolených vysílání.

<· zoune muže se taxe /

hl '· s eoih:

:av nabitý proudového n.ará ií o vhodnvm ro¹ sobe“ sdě— lit signálem hlaecího zařízení 5 vyhodnocovacímu zařízení, takže se může provésti včasná výměna proudového napájení 9.

Protože vyhodnocovací zařízení s příslušnými přijímači jsou provedeny s úpravou pro jejich dopravu, jsou výhodná vezeny vlakem na stanovišti vlakvedoucího pro zachycování hlášení jednotlivých hlášecích zařízení 5,uspořádaných podél trati a na to vyhodnocení výsledků příslušným perzonálem. V případě, že podél trati je instalováno více hlášecích zařízení 5, nežli má vyhodnocovací zařízení pamětových míst, může se na vlaku vésti více vyhodnocovacích jednotek, se může zajistit, že vyhodnocovací zařízení se mohou provésti s optimálním počtem pamětových míst, a tak se může snímat během jízdy více hlášecích zařízení.

Jiné vytvoření řešení podle vynálezu pro zjišťování elektrického stavu napěťových průrazných pojis tek 2 bude popsáno za pomoci obr. 2. Hlášecí zařízení 5.1, 5.2, 5.3 ... 5..5 rozdělená podél pojezdo vých kolejnic 1 trati železnice na stejnosměrný proud odpovídají v zásadě svou funkcí a konstrukcí hlášecím zařízením 5 podle oor. 1. Podél tratě jeou instalována místně odděleně, výhodně ve stávajících budovách vyhodnocovací zařízení Al, A2, A3, která jsou vždy vybavena přijímačem.Každému vyhodnocovacímu zařízení Al, A-2 přiřazena skupilyhodnoccvacího září zení 5_X1, ... 5_Χ9, takže se vyhodnovací zařízení nacházejí v dosahu vysílače £ příslušných hlášecích zařízení. První skupina hlášecích zařízení 5.1, 5.2,

5.3 js přiřazena vyhodnocovacímu zařízení A.l,druhá skupina vyhodnocovacích zařízení 5_t4, 5..5, 5.0,5.7 'o V V v OC 3 C 3 V 9.C ΐ 'uH i 3 * q ·£ ΐ — skupina vyhoonocovacích zařízení 5.S, 5.5 je přirazena vyhodnocovacímu zařízení A3. Sirnálv hlášecích zařízení se kódují tak, že jsou vyhodnocovány 'a ukládány do paměti jen přiřazeným vyhodnocovacím zaříze ním. Například hlášení o stavech hlášecích zařízeních 5_.3 nebo 5.S nejsou vyhodnocovacím zařízením A2 zpracována. Na vyhodnocovací zařízení Al, A2, A2 jsou napojeny vysílače 31, S2, 33, která mají větší dosah, a která přebírají hlášení o stavu přiřazených hlášecích zařízení 5..1, ...» 5.5 a tyto předají ústředně Z. Předávání·od vyhodnocovacích zařízení Al, A2, A3 na nadřazenou ústřednu 5, nebo na podřízenou ústřednu UZ může se provásti přímo nebo prostřednictvím jed noho nebo více ostatních vyhodnocovacích zařízení Al,

A2, A3. V popsaném příkladu provedení může hlášení vyhodnocovacího zařízení A2 být předáno vyhodr.ovacímu zařízení A2 prostřednictvím vysílače 33 jako přídavná vstupní hlášení a zpracovat se s hlášeními hlášecích zařízení 5..4, ...» 5.3 a prostřednictvím vysílače 32 být opět předáno jako přídavná hlášení vyhccncccvacímu zařízení Al. Tím se předají vysílá čem 31 hlášení o stavech všech hlášecích zaříze nich 5.1, ···, 5.9 ústředně, takže stav všech nebo jednotlivých skupin kontrolovaných námětových průrazných pojistek se může vyhodnotit v jedná ústředně nebo ve více podřízených ústřednách. Po provedeném vyhodnocení se všechny paměti hlášecích zařízení 5.1,.

«··, 5.5 coět vymaží, aby bvlo volno rro zjišzovanz a hlášení nových aktuálních stavů.

Informace, které jsou uloženy v pamětech szacionárních vyhodnocovacích zařízeních Al, A2, A3 mohou se předat centrále, podle stávající situace,taká prc11 střednictvím dálkových nebo poštovních vedení.

U tohoto orovedení .je třeba vybudovat přenosové těk podřízeným ústřednám a k nadřazené ústředně. Protože podle každé tratě je t*eba uspořádat více sta cionárních přijímačů, je toto provedení relativně n·' kladné, dovoluje však vyšší stupeň automatizace.

Claims

1. Způsob zjištování a hlášení elektrického stavu napětových průrazných pojistek, které jsou pro o obranu přec. zdraví ohrožujícími proud;/ uspořádány u pojezdových kolejnic železnic na stejnosměrný proud podél trati na takových místech, kde potenciální rozdíl mezi potenciálem kolejnic a zemí může nabýt nepřípustných. hodnot, přičemž bezprostředně u napětové průrazné pojistky se zjištuje potenciální rozdíl mezi kolejnicemi a zemí jako míra pro stav napětové průrazné pojistky, vyznačující se tím, že potenciální rozdíl se zjištuje průběžně nebo v definovaných časo vých intervalech a vyhodnocuje se stav napětové prů razné pojistky a tento stav se v předem zadaných okamžicích příp. v definovaných časových intervalech předává prostřednictvím kódovaného bezdrátového vysílače, vyhodnocovacímu zařízení, které předaný stav na ětové orůrazné cojistky uloží s rříslušnou adresou o paměti, přičemž se pamět po provedeném vyhodnocení :by byla volná pro nová informace.

Ρ, Ί.Ι

2. Zařízení pro provádění způsobu podle nároku 1, vyznačující se tím, že hlášecím zařízením (£) Je zjištován stávající rotenciální rozdíl ve zji^tcva cím bloku (ó), jestliže prostřednictvím hodin (11), v pevně stanovených časových okamžicích příp. v definovar/ch časových intervalech zevezme v důsledku zavy szaaoe (12) proudové zařízení (9) napájení proudem zjišťovacího bloku (6) a taktovacího bloku (7)’ a že při existenci předem zadaného po tenciálního rozdílu se zapne taktovací blok (7) prostřednictvím zjišťovacího bloku (6), čímž spínač (12) taktováním spojí vysílač (8) s proudovém napájecím zařízením (5), takže se vyhodnocovacímu zařízení pře« dá taktovaný a kódovaný signál (14) a tento signál se s příslušnou adresou uloží do paměti až do vyhodnocení a následného vymazání.

2. Zařízení podle nároku 2, vyznačující se tím_fže vyhodnocovací zařízení, které je spojeno s přijí mačem a je provedeno mobilně, ie vezeno na vlaku, který prcjíží trať a během jízdy podél hlášecích zařízení (5) přijímá, hlášení a tato až do vyhodnocení ukládá do náměti.

j, vyzr.acu;

se

4. Zařízení podle -f v tím, že časové okamžiky a doba trvání zjištování a hlášení elektrického stavunapětové průrazné pojistky (2) jsou prostřednictvím odpovídajícího programování hodin (11) s jízdním řádem tak koordinovány, že jsou sladěny s jízdou kolem projíždějícího vlaku, kterým je vezeno vyhodnocovací zařízení a taktovací frekvence taktovacího vysílače (7) je sladěna s rychlostí vlaku a d o sáhem vy sil ač e (8).

5. Zařízení podle nároku 2, vyznačující se tím, kolik vyhodnovacích zařízení (Al, A2, še jedno nebo ně A3) jsou stabiln vždy přiřazeno j (5.1, 5.2, ···, jejichž hlášení ě uspořádány podél trati, kterým je edno neoo několik hlášecích zařízeních 5.S) podle dosahu jejich vysílače (S), jsou vždy přiřazeným vyhodnocovacím zařízením (Al, příp. A2, příp

A3) ukládána do paměti a prostřednictvím vysílače (Sl, 52, příslušným vyhodnocovacím zařízením, mo nebo prostřednictvím jednoho nebo nich vysílacích zařízeních (AL, A2, středně (Z) příp. podřízené ústředně

32), spojeným s j sou předávána několika z ostatA3), nadřazené ú(UZ) k dalšímu vyhodnocení.