DD159235A1

DD159235A1 - CIRCUIT ARRANGEMENT FOR REDUCING STREUSTROM CORROSION ON EARTH-INSTALLED METAL PLANTS

Info

Publication number: DD159235A1
Application number: DD23033981A
Authority: DD
Inventors: Heinrich Hampel; Gernot Sittnik
Original assignee: Heinrich Hampel; Gernot Sittnik
Priority date: 1981-05-27
Filing date: 1981-05-27
Publication date: 1983-02-23

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Verringerung der Streustromkorrosion an erdverlegten metallenen Anlagen, insbesondere von erdverlegten Rohrleitungen im Bereich von Strassenbahnen und Industriebahnen. Ziel der Erfindung ist es, Korrosionsschaeden an metallenen erdverlegten Anlagen, die durch Abgabe von Streustroemen von Gleichspannungsbahnen entstehen, auf ein Minimum zu reduzieren. Die erfindungsgemaesse Loesung besteht darin, dass die Rueckleitungssammelschiene im Bahnunterwerk unterteilt ist und an die einzelnen Teilsammelschienen unterschiedlich lange Rueckleitungen vom Gleisnetz angeschlossen sind.The invention relates to a circuit arrangement for reducing stray current corrosion on buried metal systems, in particular of buried pipelines in the field of trams and industrial railways. The aim of the invention is to reduce corrosion damage to metal buried installations, which are caused by the emission of stray current from DC voltage tracks, to a minimum. The solution according to the invention consists in that the return busbar is subdivided in the railway substation and different lengths of return lines from the rail network are connected to the individual sub-busbars.

Description

Schaltungsanordnung zur Verringerung der Streustiromkorro-. sion an erdverlegten metallenen AnlagenCircuit arrangement for reducing the Streustiromkorro-. on underground metal plants

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Verringerung der Streustromkorrosion an erdverlegten metallenen Anlagen, insbesondere von erdverlegten Rohrleitungen im Bereich von Straßenbahnen und Industriebahnen.The invention relates to a circuit arrangement for reducing stray current corrosion on buried metal systems, in particular of underground pipelines in the field of trams and industrial railways.

Charakteristik der bekannten technischen lösungenCharacteristic of the known technical solutions

Erdverlegte metallene Anlagen sind der elektrolytischen Korrosion ausgesetzt, die besonders stark im Bereich von Gleichspannungsbahnanlagen durch die dort auftretenden Streuströme auftritt.Underground metal plants are exposed to electrolytic corrosion, which occurs particularly strongly in the area of DC voltage systems due to the stray currents occurring there.

Gemäß der DE-OS 2453 627 ist es bekannt, daß das Eintreten •von Streuströmen in erdverlegte metallene Anlagen dadurch verhindert werden soll, daß diese über einen Gleichrichter oder einen Transistor mit einer galvanischen Anode im Erdreich verbunden werden. Diese Maßnahme bietet jedoch keinen sicheren Korrosionsschutz für erdverlegte Anlagen in Streustromgebieteri.According to DE-OS 2453 627 it is known that the occurrence of stray currents in buried metal systems should be prevented by connecting them via a rectifier or a transistor to a galvanic anode in the ground. However, this measure does not provide safe corrosion protection for buried installations in stray field areas.

Ferner ist aus der DD Patentschrift Nr,.131 186 bekannt, daß zur Verminderung der Streustromgefährdung von metallischen erdverlegten Anlagen die "Streuströme aus .diesen durch galvanische Verbindung mit' den Schienen der Bahn über einstellbare Widerstände abgeleitet' werden. Dies erfordert jedoch höhere..AufWendungen durch Installieren spezieller Anlagen zur Streustromableitung.Further, it is known from DD Patent Specification No. 13,118,186 that in order to reduce the stray current endangerment of metallic buried installations, the stray currents from these are dissipated via adjustable resistances by galvanic connection with the tracks of the track. Expenses by installing special equipment for stray current dissipation.

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Es ist bekannt, daß das Gleisnetz von Gleichspannungsbahnen über mindestens zwei voneinander unabhängige Rückleitungen mit der Rückleitungssammelschiene des Bahnunterwerkes zu verbinden ist, damit der Triebstrom aus der Schi'enenrückleitung auch bei Unterbrechung einer Rückleitung noch zum Unterwerk zurückfließen kann. Die Rückleitungen werden meist an örtlich voneinander entfernten Punkten, insbesondere Lastschwerpunkten, an das G-leisnetz angeschlossen, womit das Ziel verfolgt wird, die Spannungsabfälle in den Schienen klein zu halten und so das Abwandern von Streuströmen aus dem Gleisnetz in das Erdreich mit der damit verbundenen elektrolytischen Korrosion an erdverlegten metallenen Anlagen, insbesondere Rohrleitungen und Kabelmänteln zu begrenzen.It is known that the rail network is to be connected by DC voltage railways via at least two independent return lines to the return busbar of the railway substation, so that the drive current from the Schi'enenrückleitung can flow back to the substation even when interrupting a return line. The return lines are usually connected to the G-Leisnetz at points that are separated from one another, in particular load centers, with the aim of keeping the voltage drops in the rails small and thus the migration of stray currents from the rail network into the ground with the associated to limit electrolytic corrosion on buried metal equipment, in particular piping and cable sheaths.

Bs ist auch bekannt, daß zur Erhöhung der Stromführung lan- ger Rückleitungen in die zum gleichen Bahnunterwerk gehörenden kurzen Rückleitungen zusätzliche Widerstände eingeschaltet werden oder in den Stromweg langer Rückleitungen zusätzliche Stromquellen zur Kompensation des erhöhten Spannungsabfalls zwischengeschaltet werden, damit eine der Belastung des Gleisnetzes entsprechende Stromaufteilung auf die einzelnen Rückleitungen erfolgt. Diesen Rückleitungssystemen ist jedoch eigen, daß zusätzliche Anlagen und Aufstellungsflächen benötigt werden und bei dem erstgenannten, am häufigsten angewendeten System auch Verluste an elektrischer Energie auftreten.It is also known that, in order to increase the current conduction of long return lines, additional resistors are switched on in the short return lines belonging to the same railway substation or additional current sources are interposed in the long return path to compensate for the increased voltage drop, thus corresponding to a load distribution on the rail network takes place on the individual returns. However, these return systems are peculiar in that additional equipment and installation areas are required and in the former, most frequently used system losses of electrical energy occur.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist es, Körrosionsschäden an metallenen erdverlegten Anlagen, die durch Abgabe von Streuströmen von Gleichspannungsbahnanlagen entstehen, auf ein Minimum zu reduzieren.The aim of the invention is to reduce corrosion damage to metal buried installations, which are caused by the emission of stray currents from DC voltage rail systems, to a minimum.

Darlegung des Wesens der Erfi-ndungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungs-The invention has for its object to provide a circuit

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anordnung zu schaffen, die bei Gleichspannungsbahnanlagen und deren Bückleitungen .eine Verringerung der Streustromabgabe an den Erdboden bewirkt* - . ; Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch, gelöst, daß die Rückleitungssammelschiene im Bahnunterwerk geteilt ist und an die eine Teilsammelsehiene die kurzen, an die andere die langen Rückleitungen angeschlossen sind, wobei an jede Teilsammelschiene eine oder mehrere Gleichrichtereinheiten angeschlossen sind. Durch die erfindungsgemäße Unterteilung der Rückleitungssammelschiene-werden die im Vergleich zu den Rückleitungswiderständen größeren und etwa gleichen Impedanzen des Transformators und des Gleichrichters bestimmend für. die annähernd gleichmäßige Stromverteilung auf die. kurzen und langen Rückleitungen, so daß die Streuströrae im Erdboden minimal werden. Außerdem wird durch entsprechende Wahl der Spannung an den Gleichrichteranlagen eine weitergehende Angleichung der Stromverteilung auf die kurzen und langen Rückleitungskabel erreicht.to create an arrangement which, in the case of DC rail systems and their return lines, causes a reduction in the emission of stray current to the ground. ; According to the invention, this object is achieved in that the return busbar is divided in the railway substation and to which a Teilammelseheniene the short, to the other, the long return lines are connected to each sub-bus one or more rectifier units are connected. Due to the subdivision of the return busbar according to the invention, the larger and approximately equal impedances of the transformer and of the rectifier become decisive for the return resistors. the approximately even current distribution on the. short and long return lines, so that the stray soil in the ground are minimal. In addition, by appropriate selection of the voltage at the rectifier systems, a further approximation of the current distribution to the short and long return cables is achieved.

Bei dieser Schaltungsanordnung bleibt der Parallelbetrieb der Gleichrichter eines Bahnunterwerkes über den Stromausgleich durch das Gleisnetz erhalten und die Wahl der Speiseabschnitte der Fahrleitung wird nicht beeinflußt, so daß sich keine Nachteile für die Betriebsführung ergeben. Auch ist das Verfahren sowohl für positive als auch für negative Polarität der Fahrleitung anwendbar.In this circuit arrangement, the parallel operation of the rectifier of a railway substation on the current balance is maintained by the rail network and the choice of the feed sections of the catenary is not affected, so that there are no disadvantages for the operation. Also, the method is applicable to both positive and negative polarity of the overhead line.

Durch die erzwungene Stromverteilung in den Rückleitungen gemäß dem vorgeschlagenen Verfahren ist es auch möglich, die leitungsquerschnitte der langen Rückleitungen lediglich nach der Strombelastbarkeit zu dimensionieren und früher mit Rücksicht auf den Spannungsabfall notwendige größere Leiter-Querschnitte zu vermeiden, was zu einem ökonomischen Werkstoff einsatz führt. Erforderlichenfalls ist auch eine Mehrfachunterteilung der Rückleitungssammelschiene mit der Zuordnung etwa gleich langer Rückleitungen möglich. Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung ermöglicht" weiterhin, die Anwendung einer 12phasigen Gleichrichterschaltung zur Bahnstromversorgung im speisenden Drehstromnetz.Due to the forced current distribution in the return lines according to the proposed method, it is also possible to dimension the cable cross sections of the long return lines only on the current carrying capacity and earlier with respect to the voltage drop necessary to avoid larger conductor cross-sections, resulting in an economical material use. If necessary, a multiple division of the return busbar with the assignment of about the same length return lines is possible. The circuit arrangement according to the invention also makes it possible to use a 12-phase rectifier circuit for traction power supply in the feeding three-phase system.

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Dadurch werden schädliche Rückwirkungen der Gleichrichter auf das speisende Drehstromnetz vermieden und die ansonsten erforderlichen zusätzlichen Drosselspulen in der Gleichrichteranlage erübrigt, da durch die geteilte Rüekleitungssämmelsehiene die Rückleitungen und die Fahrschienen selbst eine genügend hohe Induktivität darstellen. Gegenüber der normalen 6phasigeri Gleichrichterschaltung sind dazu lediglich gegeneinander phasenverschobene Gleichrichter einzusetzen» -As a result, harmful repercussions of the rectifier are avoided on the feeding three-phase network and the otherwise required additional inductors in the rectifier system is unnecessary, as represented by the split Rüekleitungssämmelsehiene the return lines and the rails themselves a sufficiently high inductance. Compared with the normal 6phasigeri rectifier circuit, only phase-shifted rectifiers must be used »-

Durch die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung wird mit geringem technischen Aufwand die Entstehung von Streuströmen durch Gleichspannungsbahnanlagen stark reduziert und somit eine geringere Korrosion an erdverlegten metallenen Anlagen erzielt,Due to the circuit arrangement according to the invention, the generation of stray currents by DC voltage rail systems is greatly reduced with little technical outlay and thus a lower corrosion of buried metal systems is achieved,

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung wird an Hand zweier Ausführungsbeispiele und einer Zeichnung näher erläutert» In der Zeichnung zeigt:The invention will be explained in more detail with reference to two embodiments and a drawing »In the drawing:

Fig, 1 die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung in einem BahnunterwerkFig. 1 shows the circuit arrangement according to the invention in a railway substation

Pig. 2 die 12phasige Gleichrichterschaltung für die erfindungsgemäße SchaltungsanordnungPig. 2 the 12-phase rectifier circuit for the circuit arrangement according to the invention

Im Bahnunterwerk 1 sind die erfindungsgemäßen Teilsammeischienen mit 2 und 3 bezeichnet. (Fig. 1) Diese werden vom Drehstromnetz 4 über die Gleichrichtereinheiten 5 und 6 gespeist. An die Teilsammelschiene 3 sind die kurzen Rückleitungen 7 und 8 vom Gleisnetz 9 und an die Teilsammelschiene 2 die langen Rückleitungen 10, 11 und 12 angeschlossen. Die Ausführung der Fahrleitungseinspeisung wird nicht beeinflußt und ist deshalb nicht dargestellt· Bei extrem langen Rückleitungen im Vergleich zu übrigen empfiehlt es sich, die Rückleitungssammelschiene mehrfach unterteilt anzuordnen und die extrem langen Rückleitungen anIn railway substation 1, the sub-rails according to the invention are denoted by 2 and 3. (Fig. 1) These are fed by the three-phase network 4 via the rectifier units 5 and 6. To the sub-busbar 3, the short return lines 7 and 8 from the rail network 9 and to the sub-bus 2, the long return lines 10, 11 and 12 are connected. The design of the catenary feed is not affected and is therefore not shown · For extremely long return lines compared to the rest, it is advisable to arrange the return busbar several times and the extremely long return leads

eine Teilsammelschiene für sich anzuschließen und an den diese Teilsammelschiene speisenden Gleichrichtereinheiten eine höhere Spannung zum Ausgleich der Spannungsabfälle über den Rückleitungen einzustellen.connect a sub-busbar on its own and set a higher voltage to compensate for the voltage drops across the return lines at the rectifier units feeding that sub-busbar.

In Fig. 2 ist die vorteilhafte 12phasige Gleichrichterschaltung mit den Gleichrichtereinheiten 13 und 14 in unterschiedlicher Phasenlage dargestellt, die die beiden Teilsammeischienen 2 und 3 mit dem Drehstromnetz 4. verbinden. Dabei wird" durch die erfindungsgemäße unterteilte Rückleitungssammelschiene die Anwendung der 12phasigen Gleichrichterschaltung ohne die sonst notwendigen Drosselspulen ermöglicht, indem die Rückleitungen und die Pahrschieneri selbst eine genügend hohe Induktivität darstellen.In Fig. 2, the advantageous 12-phase rectifier circuit is shown with the rectifier units 13 and 14 in different phase position, which connect the two Teilammeischienen 2 and 3 with the three-phase network 4th In this case, the use of the 12-phase rectifier circuit without the otherwise necessary reactors is made possible by the subdivided return busbar according to the invention by the return lines and the Pahrschieneri themselves represent a sufficiently high inductance.

Claims

-β-- 23 03 3 9 5 Invention claim

1. Circuit arrangement for reducing the stray current corrosion of buried metal systems by DC voltage rail systems and their return lines to Rüekleitungssammelschiene in railway substation, characterized in that · the return busbar is subdivided in the railway substation and the individual Teilamme! Seemed different lengths return lines are connected by the rail network and each for themselves are connected to one or more rectifier units, whereby the greater impedance of the transformer and the rectifier compared to the return cable resistances determining for an approximately equal current distribution in the short. and lengths are return lines and so the voltage drops in the rail network and thus the stray currents in the ground can be reduced.

2 '' circuit arrangement according to item 1, characterized in that by the fact that the current distribution in the short and long return lines is further adjusted by different voltage setting on the feeding the Teilammeischienen rectifiers.

3. Circuit arrangement according to item 1 and 2, characterized in that the return busbar is divided once in the railway substation and the short return lines are connected to the one and the long return lines to the other Teilaminelschiene.

4. Circuit arrangement according to item 1-3, characterized in that the traction power supply to avoid harmonics in the feeding three-phase network is effected by a 12-phase rectifier circuit.

Pages Drawings