DD217670A1

DD217670A1 - IMPEDANCE MEASUREMENT METHOD

Info

Publication number: DD217670A1
Application number: DD25322983A
Authority: DD
Inventors: Ralph Luederitz
Original assignee: Ralph Luederitz
Priority date: 1983-07-20
Filing date: 1983-07-20
Publication date: 1985-01-16

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Impedanzmessverfahren, das bei Fahrleitungsanlagen von Wechselstrombahnen angewendet werden kann. Ausgehend vom Ziel der Erfindung, die Abschaltzeit im Kurzschlussfall um eine Halbwelle zu verkuerzen, wurde die Aufgabe dadurch geloest, dass in einem Rechner aus den Betraegen von Strom und Spannung die Gradienten gebildet und beim Unterschreiten des Spannungsgradienten unter einen vorgegebenen negativen Wert weitere Ablaeufe gestartet werden, die aus den Gradienten die Maxima ermitteln, daraus die Impedanz bestimmen, diese mit einem vorgegebenen Wert vergleichen und beim Unterschreiten dieser die Fahrleitungsanlage abschalten. Fig. 2The invention relates to an impedance measuring method that can be applied to overhead line systems of alternating current railways. Based on the aim of the invention to shorten the turn-off time in the event of a short-circuit by one half-wave, the object was achieved by forming the gradients in a computer from the charges of current and voltage and starting further runs below the voltage gradient below a predetermined negative value which determine the maxima from the gradients, determine the impedance therefrom, compare these with a predetermined value and switch off the catenary system when they fall below this value. Fig. 2

Description

Titel der Erfindung Imp edanzmeßverf ahrenTitle of the Invention Impact measurement methods

Anwendungsgebietfield of use

Біе Erfindung betrifft ein Impedanzmeßverfahren, das bei Fahrleitungsanlagen von ',Techseistrombahnen angewendet werden kann.The invention relates to an impedance measuring method that can be applied to overhead contact lines of 'tech-cable tracks.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Bei den derzeitigen Schutzeinrichtungen für Fahrleitungen von Wechselstrombahnen werden der Strom sowie die Impedanz als Abschaltkriterien genutzt. Bekannt sind Schutzeinrichtungen mit getrennten Baugruppen für die Stromauswerbung und die Impedanzmessung.The current overhead catenary guards for AC tracks use current and impedance as shutdown criteria. Protective devices are known with separate modules for the current advertising and the impedance measurement.

Die Stromauswerrtung erfolgt über Triggerschaltungen. Die Impedanzmessung wird mittels elektromechanischer Quotientenmeßwerke oder elektronischer Speicherschaltungen durchgeführt.The Stromauswerrtung via trigger circuits. The impedance measurement is carried out by means of electromechanical quotient measuring or electronic memory circuits.

In DD OS 2704762 ist ein rechnergesteuerter Inpedanzschu~s beschrieben, der als Eingangsgrößen geglättete Strom— bzw. 3ρannungssignale verarbeitet.In DD OS 2704762 a computer-controlled impedance shot is described which processes smoothed current or 3-voltage signals as input variables.

Diese bekannten Verfahren weisen die iTacirreile auf, daß die Baugruppe der Stromauswertung auf 3-rund der unverzögerten Arbeitsweise der Triggerschaltungen empfindlich gegenüber sehr kurzen Stromimpulsen ist,These known methods have the iTacirreile that the module of the current evaluation on 3-around the instantaneous operation of the trigger circuits is sensitive to very short current pulses,

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wie sie durch Bügelspringen der Triebfahrzeuge hervorgerufen werden, und es so zu ungewollten Fahrleitungsaoschaltungen kommt, die Baugruppe der Impedanzmessung für die Auswertung der Impedanz jedoch mehr als eine Halbwelle benötigt, da Strom und Spannung ca. 45 phasenverschoben sind und die jeweiligen Maxima verglichen werden müssen.as they are caused by ironing jumps of the locomotives, and it comes to unwanted catenary contacts, the assembly of the impedance measurement for the evaluation of the impedance but more than a half-wave needed because current and voltage are about 45 phase-shifted and the respective maxima must be compared.

Durch das Verwenden derartiger Schutzeinrichtungen treten Abschaltzeiten von mindestens drei Halbwellen auf, die bei hohen Kurzschlußströmen zu Beschädigungen oder Zerstörungen der Kleisenverbindungen der Fahrleitungsanlage führen können und außerdem benachbarte Signal- und ?ernmeldeeinrichtungen beeinflussen. Die elektromagnetische Beeinflussung führt zu 3etriebsstörungen und Beschädigungen der Signal- und Fernmeldeanlagen und kann infolge hoher Induktionsspannungen zu einer Gefährdung der in diesen Anlagen tätigen Menschen führen, so daß ein hoher Aufwand an beeinflussungsmindernden Maßnahmen erforderlich ist.By using such protection devices shutdown times of at least three half-waves occur, which can lead to damage or destruction of the Kleisenverbindungen the catenary system at high short-circuit currents and also affect adjacent signal and ern ernmeldeeinrichtungen. The electromagnetic interference leads to 3betriebsstörungen and damage to the signaling and telecommunications equipment and can lead to a high risk of induction voltages to the people working in these facilities, so that a lot of effort on influencing measures is required.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Das Ziel der Erfindung besteht'darin, die bisher aufgetretenen Mangel der Impedanzschutzeinrichtungen für Fahrleitungsanlagen für die Erfassung von Kurzschlußströmen zu beseitigen.The object of the invention is to eliminate the hitherto encountered deficiency of the impedance protection devices for catenary systems for the detection of short-circuit currents.

5 Darlegung des 7/esens der Erfindung5 Presentation of 7 / esens the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch Verkürzen der Abschaltzeit das Beeinflussen von Fernmeldeeinrichtungen und anderen elektrotechnischen Anlagen im Fehlerfall der Fahrleitungsanlagen der ',7echselstrombahnen zu beseitigen.The invention has for its object to eliminate by shortening the turn-off the influence of telecommunications equipment and other electrical equipment in case of failure of the catenary of ', 7echselstrombahnen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß einem Sechner über Entkopplungsbaugruppen und Analog-Digital-Wandler Strom und Spannung der Fahrleitung alsAccording to the invention the object is achieved in that a Sechner about decoupling modules and analog-to-digital converter current and voltage of the catenary than

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Meßgrößen zugeführt werden und der Rechner ständig die Gradienten aus den Beträgen von Strom und Spannung bildet. Der Gradient des Betrages der Spannung wird mit einem vorgegebenen Wert verglichen und bei Unterschreiten dieses werden die nachfolgenden Abläufe gestartet.Measured variables are fed and the computer constantly forms the gradient of the amounts of current and voltage. The gradient of the magnitude of the voltage is compared with a predetermined value and when it falls below this, the following processes are started.

Aus dem bereits ermittelten Gradienten des Betrages des Stroms wird der zu erwartende Stromscheitelwert bestimmt« Aus dem Gradienten des Betrages der Spannung wird nach dem Wiederansteigen der Spannung der zu erwartende Spannungsscheitelwert gebildet.From the already determined gradient of the magnitude of the current, the expected current peak value is determined. From the gradient of the magnitude of the voltage, the voltage peak value to be expected is formed after the voltage has risen again.

Der Spannungsscheitelwert wird durch den Stromscheitelwert dividiert. Der Quotient, die Impedanz, wird mit einer vorgegebenen Impedanz verglichen. Beim TJnterschreiten dieser ermittelten Impedanz unter die vorgegebene Impedanz gibt der Rechner den Befehl zum Abschalten der fehlerhaften Pahrleitungsanlage.The voltage peak value is divided by the peak current value. The quotient, the impedance, is compared with a given impedance. When this determined impedance falls below the predetermined impedance, the computer issues the command to switch off the faulty line system.

Dieses Meßverfahren gestattet der Schutzeinrichtung, das Entscheiden über das Abschalten der Fahrleitungs-0 anlage eine Halbwelle gegenüber den bisherigen Schutzeinrichtungen vorzuziehen. Durch das Verkürzen der Abschaltzeit werden Beeinflussungen auf benachbarte elektrotechnische Anlagen, insbesondere auf Fernmeldeanlagen , verai ed en.This measuring method allows the protection device, the decision to switch off the catenary 0 system a half-wave over the previous protection devices preferable. By shortening the switch-off time, influences on adjacent electrotechnical installations, in particular on telecommunications installations, are saved.

5 Durch Auswerten der Gradienten des Betrages der Spannung wird gleichzeitig das bekannte Prinzip der Unterscheidung von Betriebs- und Zurzschlußströmen integriert, das eine Schutzauslösung nur erlaubt, wenn ein Kurzschluß eingetreten ist.By evaluating the gradients of the magnitude of the voltage, the well-known principle of distinguishing between operating currents and peak currents is integrated at the same time, which only permits a protection tripping if a short circuit has occurred.

Ausführungsbeispielembodiment

Die 3rfindung soll nachstehend an einem AusfUhrungsbeispiel näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:The invention will be explained in more detail below with reference to an exemplary embodiment. In the accompanying drawings show:

Fig. 1 Blockschaltbild der SchutzeinrichtungFig. 1 block diagram of the protective device

Fig. 2 Funktionener Ablauf in der FahrleitungsschutzeinrichtungFig. 2 Functionser expiration in the catenary protection device

Die 7/andlerspannung "J eines Sekundärkreises wird im Spannungs-Spannungs-Iransforaator 1 in eine, der Fahrleitungsspannung proportionale, Signalspannung umgeformt und in der anschließenden Entkopplungsbaugruppe 2 von Störsignalen befreit. Der Analog-Digital-7/andler 3 setzt die Signalspannung in ein entsprechendes digitales Signal um und gibt es über eine vieladrige Leitung 4 an den Hechner 5. Der 7/andlerstrom I eines Sekundärkreises wird im Strom—Spannungs—Transformator 5 in eine, dem Fahrleitungsstrom proportionale, Signalspannung umgeformt und in der anschließenden Entkopplungsbaugruppe 7 von Störsignalen befreit.In the voltage-voltage transforator 1, the voltage "J" of a secondary circuit is converted into a signal voltage proportional to the catenary voltage and freed from interfering signals in the subsequent decoupling module 2. The analog-to-digital converter 3 sets the signal voltage to a corresponding one The 7 / andlerstrom I a secondary circuit is transformed in the current-voltage transformer 5 in a, the catenary current proportional, signal voltage and freed in the subsequent decoupling module 7 of interfering signals and there is a multi-core line 4 to the Hechner.

Der Analog—Digital—и analer 8 setzt die Signalspannung des Fahrleitungsstromes in ein entsprechendes digitales Signal um und gibt es über eine vieladrige Leitung 9 ebenfalls an den Rechner 5. Der Abschaltbefehl des Rechners 5 wird über einen Schaltverstärker 10 an den betreffenden Leistungsschalter der fehlerhaftem Fahrleitungsanlage gegeben«The analog-to-digital и anal 8 resets the signal voltage of the driving line current into a corresponding digital signal and outputs it via a multi-core cable 9 also to the computer 5. The shutdown of the computer 5 is connected via a switching amplifier 10 to the respective power switches of the faulty catenary system given "

Fig. 2 stellt den funktioneilen Ablauf in der Fahrleitungsschutzeinrichtung dar. Von der eingehenden Signalsgröße der Spannung U wird der Gradient des Betra-S^es gebildet 11. Der Gradient wird mit einem fest vorgegebenen 7/ert verglichen 12. Ist der Gradient negativ und kleiner als dieser vorgegebene 7,^rert, so wird der Startbefehl für zwei weitere Abläufe gegeben. Aus dem Betrag der vriederansteigenden Spannung wird erneut der Gradient gebildet 13 und daraus der zu erwartende Scheitelwert der Spannungshalbwelle 14. Dieser wird dividiert durch den Scheitelwert 15 und ergibt die Impedanz 17. Dieser Quotient wird mitFIG. 2 shows the functional sequence in the catenary protection device. The gradient of the Betra-S ^is formed by the incoming signal magnitude of the voltage U. 11. The gradient is compared with a fixed value 7. If the gradient is negative and less than this predetermined 7, ^r ert, the start command is given for two other processes. The gradient is again formed from the magnitude of the rising-down voltage, and from this the expected peak value of the voltage half-wave 14. This is divided by the peak value 15 and gives the impedance 17. This quotient is given by

einer vorgegebenen Impedanz, die durch, die Leitungsparameter festgelegt wird, verglichen 18. Beim Unterschreiten dieser ermittelten Impedanz unter den Tfert der vorgegebenen Impedanz erteilt der Не с hner einen Absehaltbefehl.a predetermined impedance, which is determined by, the line parameters compared 18. When falling below this determined impedance below the Tfert of the predetermined impedance, the Не с hner issued a Absehaltbefehl.

Claims

invention claim

Impedanzmeßverfahren in which for determining the impedance current and voltage via decoupling assemblies (2 and 7) and analog-to-digital converters (3 and 8) are fed to a computer (5), characterized in that the computer (5) from the amounts of Current and voltage forming the gradients (11 and 15), when falling below the voltage gradient below a given negative 77ert (12) a distinction of operating and Zurzschlaßströmen in a well-known «'/ Eise and performs the G-gradient of the rising voltage (13) forms, from this the expected Spannungsscheitel- value and, determined from current gradients current peak value (16), the impedance determines (17), this compares with a predetermined impedance (18) and when falling below a switching amplifier (10) issued a Aussehaltbefehl.

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