DE102015211463B3

DE102015211463B3 - Energy supply with alternating contact line polarity

Info

Publication number: DE102015211463B3
Application number: DE102015211463.5A
Authority: DE
Inventors: Michael Lehmann
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens Mobility GmbH
Priority date: 2015-06-22
Filing date: 2015-06-22
Publication date: 2016-09-15
Anticipated expiration: 2035-06-23

Abstract

Energieversorgungsverfahren für elektrische Straßenfahrzeuge (800, 900) auf einem mindestens einen Energieeinspeiseabschnitt (1, 2, 3, 4) aufweisenden Wegesystem mit einem fahrspurgebundenen, mehrpoligen Energieversorgungssystem (TS1, TS2), insbesondere einem Oberleitungssystem, wobei – der mindestens eine Energieeinspeiseabschnitt (1, 2, 3, 4) zur Versorgung von elektrisch betriebenen Straßenfahrzeugen (800, 900) mit elektrischer Energie mit Gleichstrom betrieben wird und – die Polarität zumindest eines des mindestens einen Energieeinspeiseabschnitts (1, 2, 3, 4) in vorbestimmten Zeitabschnitten geändert wird.Energy supply method for electric road vehicles (800, 900) on a path system having at least one energy supply section (1, 2, 3, 4) with a lane-bound, multi-pole energy supply system (TS1, TS2), in particular an overhead line system, wherein - the at least one energy supply section (1, 2, 3, 4) for supplying electrically powered road vehicles (800, 900) with electric power is operated with direct current and - the polarity of at least one of the at least one power supply section (1, 2, 3, 4) is changed at predetermined time intervals.

Description

Die Erfindung betrifft ein Energieversorgungsverfahren für elektrische Straßenfahrzeuge auf einem eine Mehrzahl von Energieeinspeiseabschnitten aufweisenden Wegesystem mit einem fahrspurgebundenen, mehrpoligen Energieversorgungssystem, insbesondere einem Oberleitungssystem. Zudem betrifft die Erfindung ein elektrisches Transportsystem.The invention relates to a power supply method for electric road vehicles on a route system comprising a plurality of energy supply sections with a lane-bound, multi-pole power supply system, in particular an overhead line system. In addition, the invention relates to an electric transport system.

Elektrische Transportsysteme für den Transport von Gütern und Personen mit Fahrleitungen zur Versorgung von Fahrzeugen mit elektrischer Energie werden in vielen verschiedenen Varianten eingesetzt. Am verbreitetsten sind schienengebundene Fahrzeuge, welche meist aus Oberleitungen über Stromabnehmer elektrischen Strom beziehen. Dabei gibt es verschiedene Stromversorgungssysteme mit Wechselstrom oder Gleichstrom. Wechselstromsysteme können mit höheren elektrischen Spannungen betrieben werden, was mit geringeren Energieverlusten beim Stromtransport und der Möglichkeit höherer Leistungen der elektrisch betriebenen Fahrzeuge verbunden ist. Sie haben aber den Nachteil des höheren Isolationsbedarfs und der damit im Falle der Verwendung von Oberleitungen verbundenen höheren Lichtraumprofile der elektrischen Fahrzeuge. Zudem haben mit Wechselstrom betriebene, aus einer Versorgungsleitung gespeiste Elektrofahrzeuge im Vergleich zu mit Gleichstrom betriebenen Fahrzeugen einen größeren Platzbedarf für Transformatoren, so dass sie sich nur bei Transportsystemen mit sehr hohem Leistungsbedarf durchgesetzt haben.Electric transport systems for the transport of goods and persons with catenaries for the supply of electric vehicles are used in many different variants. The most widespread are rail-bound vehicles, which usually draw electricity from overhead lines via pantographs. There are various power systems with AC or DC. AC systems can be operated at higher electrical voltages, which results in lower energy losses during power transport and the possibility of higher power of the electrically powered vehicles. But they have the disadvantage of higher insulation requirements and thus associated in the case of the use of overhead lines higher clearance profiles of electric vehicles. In addition, AC-powered, supply-powered electric vehicles have a larger transformer footprint compared to DC-powered vehicles, and have become established only in very high-power transportation systems.

Bei dem Einsatz von fahrspurgebundenen Versorgungssystemen für nicht schienengebundene Fahrzeuge werden daher üblicherweise ausschließlich mit Gleichstrom gespeiste Oberleitungssysteme eingesetzt. Diese haben den Vorteil eines geringeren Platzbedarfs der Fahrzeugkomponenten und einer erhöhten Sicherheit.In the use of lane-bound supply systems for non-rail vehicles therefore usually only supplied with DC power line systems are used. These have the advantage of a smaller footprint of the vehicle components and increased safety.

Im laufenden Betrieb solcher Transportsysteme tritt bei der Übertragung des Traktionsstroms von der Fahrleitung, d. h. der Stromversorgungsleitung, auf das mit elektrischer Energie zu versorgende Fahrzeug ein erheblicher Verschleiß im Bereich der Kontaktstelle zwischen der elektrischen Versorgungsleitung und dem Stromabnehmer des elektrisch betriebenen Fahrzeugs auf. An dieser Kontaktstelle zwischen der Fahrleitung und der Schleifleiste des Stromabnehmers ergeben sich ein mechanischer Verschleiß sowie ein elektrischer Verschleiß. Der Anteil des mechanischen Verschleißes ist dabei stark abhängig von den eingesetzten Materialien der kontaktierenden Elemente sowie der Kontaktkraft zwischen diesen Bauelementen.During operation of such transport systems occurs in the transmission of traction current from the overhead line, d. H. the power supply line, on the vehicle to be supplied with electrical energy considerable wear in the region of the contact point between the electrical supply line and the current collector of the electrically operated vehicle. At this point of contact between the contact line and the contact strip of the pantograph, there is a mechanical wear and electrical wear. The proportion of mechanical wear is highly dependent on the materials used of the contacting elements and the contact force between these components.

Der mechanische Verschleiß lässt sich durch die Verbesserung der Kontaktbedingungen zwischen Versorgungsleitung und Stromabnehmer reduzieren. Der elektrische Verschleiß ist abhängig von der Stromart sowie der Stärke des übertragenen Stroms. Bei Gleichstromsystemen ist der elektrische Verschleiß zusätzlich abhängig von den Polaritäten der Kontaktpartner an der Kontaktstelle.Mechanical wear can be reduced by improving the contact conditions between the supply line and the current collector. The electrical wear depends on the type of current and the strength of the transmitted current. In DC systems, the electrical wear is additionally dependent on the polarities of the contact partners at the contact point.

Bei Straßen- und Stadtbahnen spielt der polaritätsbedingt unterschiedliche Verschleiß nur eine nachgeordnete Rolle, da in jedem System jeweils nur eine Polarität zwischen Fahrdrähten und Schleifleisten auftritt, sodass der resultierende elektrische Verschleiß an Fahrzeugflotte und Fahrleitung innerhalb des Systems relativ gleichmäßig ist.In the case of trams and light rail vehicles, the different wear due to polarity plays only a subordinate role, since in each system only one polarity occurs between contact wires and contact strips, so that the resulting electrical wear on the vehicle fleet and the contact line within the system is relatively uniform.

Bei Oberleitungsbussen ist durch die andere Form des Kontaktsystems der mechanische Anteil am Verschleiß etwas höher. Gleichzeitig ist durch die regelmäßige, zum Teil tägliche Inspektion der Stromabnehmer in den Betriebshöfen ein zustandsbezogener Wechsel auch einzelner Kohleschleifstücke gut in den Betriebsalltag integrierbar.In the case of trolley buses, the mechanical part of the wear is slightly higher due to the different shape of the contact system. At the same time, the regular, in part daily, inspection of the pantographs in the depots enables a state-related change of individual coal sanding pieces to be well integrated into the daily work routine.

Bei Ringlinien von Schienenbahnen, wie zum Beispiel der S-Bahn Berlin oder der Circle Line London, tritt an den Rad-Schiene-Kontakten fahrtrichtungsbezogen unterschiedlich starker mechanischer Verschleiß auf. Für dessen Vergleichmäßigung werden die Züge regelmäßig gewendet.In ring lines of railways, such as the S-Bahn Berlin or the Circle Line London occurs on the wheel-rail contacts direction of travel related different levels of mechanical wear. For its homogenization, the trains are turned regularly.

Bei zweipoligen Fahrleitungssystemen, wie zum Beispiel bei Oberleitungsbussen oder Systemen des elektrifizierten Straßengüterverkehrs, ist der über Lebensdauer oder Laufleistung auftretende Verschleiß an den Schleifleisten und Fahrdrähten der unterschiedlichen Polaritäten meist sehr ungleich verteilt. Somit ist es oft notwendig, für die unterschiedlichen Polaritäten unterschiedliche Austauschzyklen der Fahrdrähte und Schleifstücke vorzusehen und damit einen erhöhten Wartungsaufwand zu betreiben.In two-pole catenary systems, such as trolley buses or systems of electrified road freight transport, the wear and tear on the contact strips and contact wires of different polarities over life or mileage is usually very unevenly distributed. Thus, it is often necessary to provide different exchange cycles of the contact wires and contact strips for the different polarities and thus to operate an increased maintenance effort.

In „Das Gleichrichterwerk Hennigsdorf”, 12.3.2015, URL: http://www.kremmener-bahn.net/weitere-bahnanlagen/bahnstromversorgung/gleichrichterwerk-henningsdort.html [abgerufen am 12.2.2016, mit Archive.org-Snapshot vom 12.3.2015] wird ein Straßenbahnnetz mit Gleichstromversorgung beschrieben, wobei die Speiseleitung als Minuspol ausgebildet ist, während der Pluspol als geerdete Stromschiene ausgebildet ist.In "The Rectifier Hennigsdorf", 12.3.2015, URL: http://www.kremmener-bahn.net/weitere-bahnanlagen/bahnstromversorgung/gleichrichterwerk-henningsdort.html [retrieved on 12.2.2016, with Archive.org snapshot of 12.3.2015] describes a tram network with DC power supply, wherein the feed line is designed as a negative pole, while the positive pole is designed as a grounded busbar.

In den „Vorschriften und Normen des Verbandes Deutscher Elektrotechniker”, Softcover reprint of the hardcover 10th edition 1921, Berlin Heidelberg: Springer-Verlag, 1921. 65, 86. – ISBN 978-3-662-22793-0 wird ein Gleichstromzweileitersystem erwähnt, bei dem Schienen als Rückleiter dienen.In the "Regulations and Standards of the Association of German Electrical Engineers", softcover reprint of the hardcover 10th edition 1921, Berlin Heidelberg: Springer-Verlag, 1921. 65, 86. - ISBN 978-3-662-22793-0 mentions a DC two-wire system, serve as a return conductor in the rails.

In EP 2 669 110 A1 wird ein Bergwerksfahrzeug beschrieben, welches eine elektrische Schalteinheit umfasst, mit der die Polarität eines über ein Gleichstromoberleitungssystem bezogenen Stroms umgeschaltet werden kann. In EP 2 669 110 A1 there is described a mining vehicle comprising an electrical switching unit with which the polarity of a current drawn via a DC overhead system can be switched.

Es ist mithin Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine wartungsfreundlichere und wirtschaftlichere Vorgehensweise bei der Energieversorgung von fahrspurgebundenen Elektrofahrzeugen zu entwickeln.It is therefore an object of the present invention to develop a maintenance-friendlier and more economical approach to the energy supply of lane-bound electric vehicles.

Diese Aufgabe wird durch ein Energieversorgungsverfahren gemäß Patentanspruch 1 und durch ein elektrisches Transportsystem gemäß Patentanspruch 12 gelöst.This object is achieved by a power supply method according to claim 1 and by an electric transport system according to claim 12.

Bei dem erfindungsgemäßen Energieversorgungsverfahren für elektrische Straßenfahrzeuge auf einem mindestens einen Energieeinspeiseabschnitt aufweisenden Wegesystem mit einem fahrspurgebundenen, mehrpoligen Energieversorgungssystem, insbesondere einem Oberleitungssystem, wird der mindestens eine Energieeinspeiseabschnitt zur Versorgung von elektrisch betriebenen Straßenfahrzeugen mit elektrischer Energie mit Gleichstrom betrieben und es wird die Polarität des zumindest einen Energieeinspeiseabschnitts in vorbestimmten Zeitabschnitten geändert. Unter einem mehrpoligen Energieversorgungssystem soll ein System mit mehreren elektrischen Versorgungsleitungen, welche sich auf einem unterschiedlichen Potential befinden, verstanden werden, bei dem durch die zeitliche Änderung der Polarität zumindest in einem Teil der Energieeinspeiseabschnitte erreicht wird, dass sich durch den laufenden Betrieb sowohl an den Stromabnehmern der elektrisch betriebenen Straßenfahrzeuge als auch an den Energiezuführungsleitungen, insbesondere Oberleitungen, ein mittlerer polaritätsbedingter Verschleiß ergibt. Werden beispielsweise in einem Energieeinspeiseabschnitt in der Hälfte der Betriebszeit die Energiezuführungsleitungen mit einer ersten Polarität betrieben und in der anderen Hälfte der Betriebszeit die Energiezuführungsleitungen mit einer zweiten Polarität betrieben, so kann bei ungefähr gleichbleibender Beanspruchung durch elektrische Straßenfahrzeuge in diesem Energieeinspeiseabschnitt erwartet werden, dass für den Verschleiß an den einzelnen Energiezuführungsleitungen des mehrpoligen Systems ein Mittelwert der Verschleißwerte, welche an den einzelnen Versorgungsleitungen bei verschiedenen Polaritäten auftreten würden, erreicht wird. Es wird an den einzelnen Energiezuführungsleitungen des mehrpoligen Systems also eine gleichmäßigere Abnutzung erreicht. Unterschiede im Verschleiß einzelner Energiezuführungsleitungen des mehrpoligen Systems werden zumindest reduziert.In the energy supply method according to the invention for electric road vehicles on a path system having at least one energy supply section with a lane-bound, multi-pole energy supply system, in particular an overhead line system, the at least one power supply section for supplying electrically powered road vehicles with electric power is operated with direct current and it becomes the polarity of the at least one Power supply section changed in predetermined periods. A multi-pole power supply system is to be understood to mean a system having a plurality of electrical supply lines which are at a different potential, wherein the temporal change of the polarity at least in a part of the energy supply sections achieves the effect of the current operation both at the current collectors the electrically operated road vehicles and the power supply lines, in particular overhead lines, a mean polarity-related wear results. For example, in one power supply section, if the power supply lines are operated at a first polarity in half of the operating time and the power supply lines are operated at a second polarity at the other half of the operating time, it can be expected that the electric power supply section will have approximately the same load by electric road vehicles Wear on the individual power supply lines of the multipolar system an average of the wear values that would occur at the individual supply lines at different polarities, is achieved. It is achieved on the individual energy supply lines of the multipolar system so a more uniform wear. Differences in the wear of individual energy supply lines of the multipolar system are at least reduced.

Zudem wird durch das Umschalten der Polarität der Energiezuführungsleitungen auch die Belastung der korrespondierenden Stromabnehmer der elektrisch betriebenen Straßenfahrzeuge gleichmäßiger gestaltet. Umfasst beispielsweise ein elektrisch betriebenes Straßenfahrzeug einen mehrpoligen Stromabnehmer, wobei die einzelnen Pole des Stromabnehmers mit verschiedenen Energiezuführungsleitungen des mehrpoligen Energieversorgungssystems in Kontakt stehen, so wird bei einem regelmäßigen Umschalten der Polarität der Energiezuführungsleitungen auch der Verschleiß an den einzelnen Polen des Stromabnehmers der elektrisch betriebenen Straßenfahrzeuge aneinander angeglichen. Der Verschleiß an den einzelnen Polen der Stromabnehmer kann also auf einen mittleren Wert nivelliert werden. Vorteilhaft kann eine Erneuerung oder Wartung der verschlissenen Pole eines Stromabnehmers, d. h. insbesondere der Schleifleisten oder Schleifstücke des Stromabnehmers, welche in Kontakt mit den einzelnen Leitern des Stromzuführungssystems stehen, gleichzeitig vorgenommen werden, wodurch Synergien genutzt werden können und der gesamte wirtschaftliche Aufwand für die Wartung des Systems reduziert werden kann. Ein ähnlicher Wartungsvorteil ergibt sich auch bei der Erneuerung der Energiezuführungsleitungen und dabei insbesondere der Fahrdrähte bzw. Stromschienen, welche, wie bereits erwähnt, unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ebenfalls gleichmäßiger verschleißen.In addition, by switching the polarity of the power supply lines, the load on the corresponding current collectors of the electrically operated road vehicles is also made more uniform. For example, if an electrically powered road vehicle comprises a multi-pole pantograph with the individual poles of the pantograph in contact with different power supply lines of the multipolar power supply system, with regular switching of the polarity of the power supply lines, the wear on the individual poles of the pantograph of the electrically powered road vehicles will also abut each other equalized. The wear on the individual poles of the current collector can therefore be leveled to an average value. Advantageously, a replacement or maintenance of the worn poles of a pantograph, d. H. in particular, the slip rails or slip pieces of the current collector, which are in contact with the individual conductors of the power supply system, are made simultaneously, which synergies can be used and the entire economic effort for the maintenance of the system can be reduced. A similar maintenance advantage also results in the renewal of the power supply lines and in particular the contact wires or busbars, which, as already mentioned, also wear more evenly using the method according to the invention.

Da bei einer Erneuerung oder Überholung der Energiezuführungsleitungen ein Einspeiseabschnitt außer Betrieb genommen werden muss, ist es wünschenswert, diese Reparaturarbeiten so selten wie möglich durchführen zu müssen. Wird mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens bei den einzelnen Versorgungsleitungen ein gleichmäßiger Verschleiß erreicht, so kann die zeitliche Länge der Wartungsintervalle optimiert werden. Bei einem ungleichmäßigen Verschleiß der Energieversorgungsleitungen dagegen wird schon aufgrund des einseitigen stärkeren Verschleißes eines Teils der Energiezuführungsleitungen eine höhere Anzahl von Wartungsprozessen pro Zeitintervall benötigt. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann also eine längere mittlere Lebensdauer von infrastrukturseitigen und fahrzeugseitigen Komponenten eines elektrischen Transportsystems erreicht werden.Since a feed section must be taken out of service when renewing or overhauling the energy supply lines, it is desirable to perform this repair as rarely as possible. If a uniform wear is achieved with the aid of the method according to the invention in the individual supply lines, then the length of time of the maintenance intervals can be optimized. In contrast, with uneven wear of the power supply lines, a higher number of maintenance processes per time interval is required due to the unilateral increased wear of a portion of the energy supply lines. Thus, a longer average service life of infrastructure-side and vehicle-side components of an electric transport system can be achieved with the method according to the invention.

Das erfindungsgemäße elektrische Transportsystem umfasst ein mindestens einen Energieeinspeiseabschnitt aufweisendes Wegesystem mit einem fahrspurgebundenen, mehrpoligen Energieversorgungssystem, insbesondere einem Oberleitungssystem. Es umfasst weiterhin mindestens einen Gleichstromversorgungsanschluss an dem mindestens einen Energieeinspeiseabschnitt zur Versorgung von elektrisch betriebenen Straßenfahrzeugen mit elektrischer Energie. Der mindestens eine Gleichstromversorgungsanschluss kann zum Beispiel ein Anschluss zwischen einem Unterwerk und einer Versorgungsleitung des Systems sein. Teil des elektrischen Transportsystems ist auch eine Umschalteinrichtung an dem mindestens einen Gleichstromversorgungsanschluss, mit der die an dem mindestens einen Gleichstromversorgungsanschluss anliegende Polarität steuerbar ist. Anders ausgedrückt, sind zwischen den Unterwerken und den Versorgungsleitungen des Systems die genannten Umschalteinrichtungen installiert, mit denen die an den Versorgungsleitungen anliegende Polarität änderbar ist. Das erfindungsgemäße elektrische Transportsystem weist zudem eine Polaritätssteuereinrichtung auf, welche dazu einrichtet ist, die Umschalteinrichtungen einzelner Energieeinspeiseabschnitte derart anzusteuern, dass die Polarität einzelner Energieeinspeiseabschnitte in vorbestimmten Zeitabschnitten geändert wird.The electrical transport system according to the invention comprises a path system having at least one energy supply section with a lane-bound, multi-pole energy supply system, in particular an overhead line system. It further comprises at least one DC power supply connection to the at least one power supply section for the supply of electrically operated road vehicles with electrical energy. The at least one DC power supply terminal may, for example, be a connection between a substation and a supply line of the system. Part of the electrical transport system is also a switching device to the at least one DC power supply terminal, with which the polarity applied to the at least one DC power supply terminal is controllable. In other words, between the substations and the supply lines of the system, said switching means are installed, with which the voltage applied to the supply lines polarity is changeable. The electrical transport system according to the invention also has a polarity control device, which is set up to control the switching devices of individual energy supply sections in such a way that the polarity of individual energy supply sections is changed at predetermined time intervals.

Die elektrisch betriebenen Straßenfahrzeuge können beispielsweise elektrisch betriebene Lastkraftwagen sein.The electrically powered road vehicles may be, for example, electrically powered trucks.

Die abhängigen Ansprüche sowie die nachfolgende Beschreibung enthalten jeweils besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung. Dabei können insbesondere die Ansprüche einer Anspruchskategorie auch analog zu den abhängigen Ansprüchen einer anderen Anspruchskategorie weitergebildet sein. Zudem können im Rahmen der Erfindung die verschiedenen Merkmale unterschiedlicher Ausführungsbeispiele und Ansprüche auch zu neuen Ausführungsbeispielen kombiniert werden.The dependent claims and the following description each contain particularly advantageous embodiments and further developments of the invention. In this case, in particular the claims of a claim category can also be developed analogously to the dependent claims of another claim category. In addition, in the context of the invention, the various features of different embodiments and claims can also be combined to form new embodiments.

In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Energieversorgungsverfahrens werden alle Energieeinspeiseabschnitte mit Gleichstrom mit der gleichen Polarität versorgt und es wird die Polarität für alle Energieeinspeiseabschnitte gleichzeitig geändert. In dieser Variante wird also die Polarität einzelner Versorgungsleitungen zu bestimmten Zeitpunkten global oder netzweit geändert. Bei einer solchen Änderung der Polarität ändert sich die Richtung des Stromflusses zwischen den Versorgungsleitungen und den jeweiligen Polen der Stromabnehmer der elektrisch betriebenen Straßenfahrzeuge. Mit der Änderung der Stromflussrichtung ändern sich auch Art und Umfang des Verschleißes an den Kontaktstellen zwischen Versorgungsleitung und Stromabnehmer. Beispielsweise kann sich der Zeitpunkt für das Umschalten der Polarität der Versorgungsleitungen nach dem Verkehrsaufkommen richten, welches in der aktuellen Netzkonfiguration bereits erreicht wurde. Wurde ein vorbestimmtes Verkehrsaufkommen in dem elektrischen Transportsystem erreicht, so wird auf eine Konfiguration umgeschaltet, bei der die Polarität der Versorgungsleitungen geändert ist und diese so lange beibehalten, bis das vorbestimmte Verkehrsaufkommen auch bei dieser Konfiguration erreicht ist. Auf diese Weise kann die Abnutzung unterschiedlicher Versorgungsleitungen aneinander angeglichen werden, soweit sie durch deren unterschiedliche Polarität verursacht wurde.In a preferred embodiment of the energy supply method according to the invention, all power supply sections are supplied with direct current with the same polarity and the polarity is changed simultaneously for all energy supply sections. In this variant, therefore, the polarity of individual supply lines is changed at certain times globally or network-wide. With such a change in polarity, the direction of current flow between the supply lines and the respective poles of the pantographs of the electrically powered road vehicles changes. With the change in the direction of current flow, the nature and extent of the wear at the contact points between supply line and current collector also change. For example, the timing for switching the polarity of the supply lines may depend on the traffic that has already been reached in the current network configuration. When a predetermined traffic volume has been reached in the electric transport system, it is switched to a configuration in which the polarity of the supply lines is changed and maintained until the predetermined traffic volume is reached even in this configuration. In this way, the wear of different supply lines can be matched to each other, as far as it was caused by their different polarity.

In einer alternativen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Energieversorgungsverfahrens werden einzelne, vorzugsweise benachbarte, Energieeinspeiseabschnitte mit Gleichstrom mit einer unterschiedlichen Polarität versorgt. Werden zum Beispiel benachbarte Energieeinspeiseabschnitte mit unterschiedlicher Polarität versorgt, so kann erreicht werden, dass die Pole der Stromabnehmer von elektrisch betriebenen Straßenfahrzeugen einem gleichmäßigeren Verschleiß unterliegen. Als benachbart sollen Energieeinspeiseabschnitte betrachtet werden, die von einem fahrspurgebundenen elektrischen Straßenfahrzeug zeitlich direkt aufeinanderfolgend durchfahren werden können. Dabei kann zwischen diesen benachbarten Energieeinspeiseabschnitten durchaus zum Beispiel noch ein neutraler Abschnitt angeordnet sein, welcher einen Kurzschluss zwischen den benachbarten Energieeinspeiseabschnitten bei unterschiedlicher Polarität verhindern soll.In an alternative embodiment of the energy supply method according to the invention, individual, preferably adjacent, energy supply sections are supplied with direct current with a different polarity. For example, if adjacent Energieeinspeiseabschnitte supplied with different polarity, it can be achieved that the poles of the pantographs of electrically powered road vehicles are subject to a more uniform wear. As neighboring energy supply sections are to be considered, which can be traversed by a lane-bound electric road vehicle in time directly consecutive. In this case, it is certainly still possible, for example, to arrange a neutral section between these adjacent energy supply sections which is intended to prevent a short circuit between the adjacent energy supply sections with different polarity.

In einer besonders praktikablen Variante des erfindungsgemäßen Energieversorgungsverfahrens wird in jedem der Energieeinspeiseabschnitte eine erste elektrische Versorgungsleitung mit einer ersten Polarität und eine zweite elektrische Versorgungsleitung mit einer zu der ersten Polarität unterschiedlichen zweiten Polarität betrieben.In a particularly practical variant of the energy supply method according to the invention, a first electrical supply line having a first polarity and a second electrical supply line having a second polarity different from the first polarity are operated in each of the energy supply sections.

In dieser Variante wird also vorzugsweise ein zweipoliges Energiezuführungssystem verwendet, wobei die beiden Energiezuführungsleitungen des Energiezuführungssystems ein unterschiedliches Potential haben.In this variant, therefore, a two-pole energy supply system is preferably used, wherein the two energy supply lines of the energy supply system have a different potential.

Bevorzugt umfasst das Ändern der Polarität eines Energieeinspeiseabschnitts das Ändern der Polarität mindestens einer der beiden elektrischen Versorgungsleitungen eines jeweiligen Energieeinspeiseabschnitts.Preferably, changing the polarity of a power feed section includes changing the polarity of at least one of the two electrical supply lines of a respective power feed section.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Energieversorgungsverfahrens wird die erste elektrische Versorgungsleitung jedes einzelnen Energieeinspeiseabschnitts mit einer positiven oder einer negativen Polarität oder einer dem Massepotential entsprechenden Polarität betrieben. Weiterhin wird die zweite elektrische Versorgungsleitung des jeweiligen Energieeinspeiseabschnitts mit einer von der Polarität der ersten elektrischen Versorgungsleitung des jeweiligen Energieeinspeiseabschnitts unterschiedlichen Polarität betrieben.In a particularly preferred embodiment of the energy supply method according to the invention, the first electrical supply line of each individual power supply section is operated with a positive or a negative polarity or a polarity corresponding to the ground potential. Furthermore, the second electrical supply line of the respective energy supply section is operated with a polarity different from the polarity of the first electrical supply line of the respective energy supply section.

In einer besonders effektiven Variante des erfindungsgemäßen Energieversorgungsverfahrens wird nach einem vorbestimmten Zeitabschnitt die Polarität der ersten elektrischen Versorgungsleitung und der zweiten elektrischen Versorgungsleitung eines jeweiligen Energieeinspeiseabschnitts vertauscht. In a particularly effective variant of the energy supply method according to the invention, the polarity of the first electrical supply line and the second electrical supply line of a respective energy supply section is interchanged after a predetermined period of time.

In einer alternativen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Energieversorgungsverfahrens bleibt die Polarität einer elektrischen Versorgungsleitung der beiden elektrischen Versorgungsleitungen eines jeweiligen Energieeinspeiseabschnitts ungeändert und es wird die Polarität der anderen elektrischen Versorgungsleitung eines jeweiligen Energieeinspeiseabschnitts in vorbestimmten Zeitabständen geändert. Diese Vorgehensweise ist insbesondere dann sinnvoll, wenn eine erste der elektrischen Versorgungsleitungen auf ein Massepotential gelegt ist. In einem solchen Fall kann nur das Potential der zweiten elektrischen Versorgungsleitung in zeitlichen Abständen geändert werden. Es erfolgt also in dieser Variante eine Anpassung und Einbeziehung der Isolations- und Erdungseinrichtungen, so dass in geerdeten Systemen der Versorgungsleitungspol mit Massepotential immer der gleiche bleiben kann, während die andere Versorgungsleitung entsprechend abwechselnd mit dem vollen positiven oder negativen Betrag der Nennspannung betrieben wird. Trotz Aufrechterhaltung des gleichen Versorgungsleitungspols mit Erdbezug kann so die für den elektrischen Verschleiß entscheidende Stromflussrichtung an den Kontaktstellen zwischen den Polen des Stromabnehmers und der jeweiligen Versorgungsleitung geändert werden, wodurch eine Asymmetrie des Verschleißes aufgrund der Stromrichtung des Versorgungsstroms kompensiert werden kann.In an alternative embodiment of the inventive energy supply method, the polarity of an electrical supply line of the two electrical supply lines of a respective power supply section remains unchanged and the polarity of the other electrical supply line of a respective power supply section is changed at predetermined time intervals. This procedure is particularly useful when a first of the electrical supply lines is set to a ground potential. In such a case, only the potential of the second electric supply line may be changed at intervals. Thus, in this variant, an adaptation and inclusion of the insulation and grounding devices, so that in grounded systems the supply line pole with ground potential can always remain the same, while the other supply line is operated alternately with the full positive or negative amount of the nominal voltage. Thus, despite maintaining the same supply line pole with a ground pull, the current flow direction critical to electrical wear can be changed at the contact points between the poles of the current collector and the respective supply line, whereby asymmetry of wear due to the current direction of the supply current can be compensated.

Das Ändern der Polarität in den einzelnen Energieeinspeiseabschnitten kann zum Beispiel durch Umschalten von Umschalteinrichtungen, welche zwischen den einzelnen Energieeinspeiseabschnitten zugeordnete Unterwerke und die elektrischen Versorgungsleitungen der einzelnen Energieeinspeiseabschnitte geschaltet sind, bewerkstelligt werden. Diese Umschalteinrichtungen können beispielsweise in den Unterwerken selbst oder auch direkt an den Einspeisestellen der einzelnen Einspeiseabschnitte montiert sein. Das Umschalten der Polaritäten kann zum Beispiel manuell, beispielsweise nach einer Prozessvorschrift oder einer Betriebsanweisung an den einzelnen Unterwerken geschehen. Alternativ kann das Umschalten auch automatisch durchgeführt werden. Das Umschalten kann auch ferngesteuert mittels Fernwirktechnik aus einer Betriebszentrale heraus erfolgen.Changing the polarity in the individual power supply sections can be accomplished, for example, by switching switching devices which are connected between the individual power supply sections associated substations and the electrical supply lines of the individual power supply sections. These switching devices can be mounted, for example, in the substations themselves or directly to the feed points of the individual feed sections. The switching of the polarities can be done manually, for example, according to a process or operating instructions at the individual substations. Alternatively, the switching can also be carried out automatically. The switching can also be done remotely by means of telecontrol technology from an operations center out.

Vorzugsweise erfolgt das Umschalten der Polaritäten regelmäßig in hinsichtlich der Betriebsabläufe ohne Verfügbarkeitseinschränkungen zweckmäßig zu wählenden zeitlichen Intervallen, beispielsweise von einer Stunde bis zu einem Jahr. Dabei sind die Betriebszeiten und die von den elektrischen Fahrzeugen in den hinsichtlich der Fahrleitungspolarität unterschiedlichen Konfigurationen erbrachten elektrischen Fahrleistungen möglichst gleich zu halten, um einen gleichmäßigen Verschleiß der elektrischen Kontaktpartner bis zum angestrebt gleichzeitigen Erreichen der Verschleißgrenzen an den einzelnen Fahrleitungspolen zu ermöglichen.Preferably, the switching of the polarities is carried out regularly in terms of operations with no availability restrictions appropriate to be selected temporal intervals, for example, from one hour to one year. In this case, the operating times and the electric vehicles provided by the electric vehicles in the different configurations with regard to the contact line polarity are to be kept as constant as possible in order to allow uniform wear of the electrical contact partners until the desired simultaneous achievement of the wear limits at the individual contact line poles.

Damit die Polarität des elektrischen Stroms an den Polen der elektrischen Antriebssysteme der elektrischen Straßenfahrzeuge trotz der zeitabhängigen oder ortsabhängigen Änderung der Polaritäten der Versorgungsleitungen erhalten bleibt, wird bevorzugt bei einer Änderung der an den Stromabnehmern der elektrisch betriebenen Straßenfahrzeuge anliegenden Polarität mit Hilfe einer zwischen das Antriebssystem des jeweiligen Fahrzeugs und dessen Stromabnehmer geschalteten Umschalteinrichtung die an dem Antriebssystem des jeweiligen Fahrzeugs anliegende Polarität unverändert gehalten. D. h., ändert sich die Polarität an den Stromabnehmern, so wird die Verschaltung der Eingänge und Ausgänge der Umschalteinrichtung entsprechend geändert, so dass die Polarität an den Ausgängen der Umschalteinrichtungen und damit an den Polen des elektrischen Antriebsystems des jeweiligen Fahrzeugs erhalten bleibt.In order to maintain the polarity of the electric current at the poles of the electric drive systems of the electric road vehicles despite the time-dependent or location-dependent change in the polarities of the supply lines, it is preferred with a change in the polarity applied to the pantographs of electrically powered road vehicles by means of a between the drive system of the respective vehicle and its pantograph switched switching device kept the voltage applied to the drive system of the respective vehicle polarity unchanged. D. h., If the polarity changes at the pantographs, the interconnection of the inputs and outputs of the switching device is changed accordingly, so that the polarity at the outputs of the switching means and thus at the poles of the electric drive system of the respective vehicle is maintained.

Damit die Umschalteinrichtungen in den elektrisch betriebenen Straßenfahrzeugen mit der Änderung der Polarität synchronisiert werden können, wird bevorzugt die an den Stromabnehmern eines jeweiligen elektrisch betriebenen Fahrzeugs anliegende Polarität gemessen und es wird bei einer Änderung der Polarität an den Stromabnehmern die Umschalteinrichtung des jeweiligen Fahrzeugs derart angesteuert, dass die an dem elektrischen Antriebssystem des jeweiligen Fahrzeugs anliegende Polarität konstant bleibt. Mit einer Kombination aus Messeinrichtung und Umschalteinrichtung in den elektrisch betriebenen Straßenfahrzeugen kann erreicht werden, dass bei zeitlicher und/oder örtlicher Variabilität der Polarität der Versorgungsleitungen die elektrisch betriebenen Straßenfahrzeuge in der Lage sind, fahrtrichtungsunabhängig und zu beliebigem Zeitpunkt, vorzugsweise ohne ein Lösen der Stromabnehmer von der Stromversorgung und ohne Unterbrechung der Zugkraft bei geänderter Polarität, kontinuierlich weiterbetrieben werden zu können. Beispielsweise können die Messeinrichtung und die Umschalteinrichtung als Kombination fahrzeugseitiger leistungselektronischer oder elektrischer Mess- und Stellglieder ausgebildet sein. Diese können als Zweipulsgleichrichter oder in Gleichrichterschaltungen mit Leistungsdioden oder mit anderen ansteuerbaren leistungselektronischen Bauelementen ausgeführt sein. Zur Überwachung des Potentials der Versorgungsleitungen bzw. deren Polarität kann eine kontinuierliche Messung der elektrischen Spannung der Versorgungsleitungen vorgenommen werden, um den Leistungsbezug für die Dauer einer Umschaltung der Polaritäten rechtzeitig zu unterbrechen.In order that the switching devices in the electrically operated road vehicles can be synchronized with the change in polarity, the polarity applied to the current collectors of a respective electrically operated vehicle is preferably measured, and the switching device of the respective vehicle is activated in the case of a change in the polarity at the current collectors, that the voltage applied to the electric drive system of the respective vehicle polarity remains constant. With a combination of measuring device and switching device in electrically powered road vehicles can be achieved that with temporal and / or local variability of the polarity of the supply lines, the electrically powered road vehicles are capable of driving direction independent and at any time, preferably without loosening the pantograph the power supply and without interrupting the traction with changed polarity, to continue to operate continuously. For example, the measuring device and the switching device may be formed as a combination of vehicle-side power electronic or electrical measuring and actuators. These can be embodied as two-pulse rectifiers or in rectifier circuits with power diodes or with other controllable power electronic components. To monitor the potential of Supply lines or their polarity, a continuous measurement of the electrical voltage of the supply lines are made to break the power reference for the duration of a polarity switching in time.

Zusätzlich können in den elektrisch betriebenen Straßenfahrzeugen elektrische Energiespeicher, wie zum Beispiel Kondensatoren oder Akkumulatoren, installiert sein, um die beim Umschalten der Polaritäten auftretenden Unterbrechungen der Traktionsstromübertragung auszugleichen und dadurch Unstetigkeiten oder Unterbrechungen der Zugkraft zu vermeiden.In addition, electrical energy storage devices, such as capacitors or accumulators, may be installed in the electrically powered road vehicles to compensate for interruptions in traction current transfer occurring during polarity switching, thereby avoiding discontinuity or interruption of traction.

Überdies können auch Informationen bezüglich eines bevorstehenden Polaritätswechsels über ein Kommunikationssystem von einer Zentrale an einzelne Fahrzeuge oder zwischen Fahrzeugen übermittelt werden. Insbesondere können solche Informationen an Fahrzeuge übermittelt werden, die sich einem Einspeiseabschnitt nähern, in dem die Polarität demnächst geändert werden soll. In dem informierten Fahrzeug kann beispielsweise vor einem Umschaltvorgang, bei dem eine Polarität gewechselt wird, der Traktionsstrom begrenzt werden, so dass elektrische Stellglieder einer Umschalteinrichtung des Fahrzeugs schonend lastarm bzw. lastlos geschaltet werden können.Moreover, information regarding an impending polarity change may also be communicated via a communication system from a center to individual vehicles or between vehicles. In particular, such information may be communicated to vehicles approaching a feed section where the polarity is about to be changed. In the informed vehicle, for example, before a switching operation in which a polarity is changed, the traction current can be limited so that electrical actuators of a switching device of the vehicle can be switched to low-effort or no-load.

In einer besonders bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen elektrischen Transportsystems ist die Polaritätssteuereinrichtung dazu eingerichtet, benachbarte Energieeinspeiseabschnitte derart anzusteuern, dass diese mit Gleichstrom mit einer unterschiedlichen Polarität versorgt werden. D. h., es erfolgt nicht nur eine regelmäßige Änderung der Polaritäten innerhalb eines Einspeiseabschnitts, sondern es wird auch noch zusätzlich ein räumlicher Wechsel der Polaritäten der Versorgungsleitungen zwischen den einzelnen Energieeinspeiseabschnitten bewirkt. Auf diese Weise wird eine gleichmäßige Abnutzung an den Stromabnehmern der elektrisch betriebenen Fahrzeuge erreicht, für den Fall, dass die einzelnen Einspeiseabschnitte ungefähr gleich lang sind.In a particularly preferred variant of the electrical transport system according to the invention, the polarity control device is set up to drive adjacent power supply sections in such a way that they are supplied with direct current of a different polarity. D. h., It is not only a regular change in the polarities within a feed section, but it is also additionally causes a spatial change in the polarities of the supply lines between the individual power supply sections. In this way, a uniform wear is achieved on the pantographs of electrically powered vehicles, in the event that the individual feed sections are approximately the same length.

Um die geeigneten Zeitpunkte für die Polaritätsumschaltung einzelner Energieeinspeiseabschnitte und Zeitintervalle zwischen den Umschaltungen festzulegen, können verschiedene Optimierungsstrategien angewandt werden. Beispielsweise kann die Lebensdauer der Umschalteinrichtungen in den Fahrzeugen und Unterwerken und deren elektronischer oder elektrischer Schaltglieder im Vordergrund stehen. In diesem Fall kann bei der Festlegung der Zeitpunkte für die Umschaltung der Polaritäten in einzelnen Energieeinspeiseabschnitten eine Optimierung hinsichtlich einer minimalen Anzahl an Umschaltungen vorgenommen werden.In order to determine the appropriate times for the polarity switching of individual power supply sections and time intervals between the switches, various optimization strategies can be used. For example, the life of the switching devices in the vehicles and substations and their electronic or electrical switching elements are in the foreground. In this case, in determining the times for the switching of the polarities in individual power supply sections, an optimization with respect to a minimum number of switches can be made.

Um eine gleichmäßige Abnutzung der Versorgungsleitungen zu erreichen, kann eine Einbeziehung von Informationen erfolgen, welche direkt von den Fahrzeugen bezogen wurden oder aus infrastrukturseitigen Komponenten in Verbindung mit dem elektrischen Fahrbetrieb ermittelt wurden und Daten bezüglich individueller oder kumulierter elektrischer Fahrleistungen in den einzelnen Energieeinspeiseabschnitten umfassen.In order to achieve a uniform wear of the supply lines, information may be included which has been obtained directly from the vehicles or has been determined from infrastructure-side components in connection with the electric driving operation and includes data relating to individual or cumulative electric power in the individual power supply sections.

Die Ermittlung kumulierter elektrischer Fahrleistungen in einzelnen Energieeispeiseabschnitten kann zum Beispiel unter Einbeziehung allgemeiner Daten zum Verkehrsfluss, wie z. B. Daten von Dauerzählstellen oder anderen Diagnoseeinrichtungen zur Ermittlung kumulierter elektrischer Fahrleistungen, erfolgen.The determination of cumulated electrical driving performance in individual energy supply sections can be done, for example, by including general traffic flow data, such as traffic flow data. As data from permanent or other diagnostic devices to determine cumulative electrical performance, done.

Zusätzlich oder alternativ können bei der Planung der Umschaltungen auch Informationen hinsichtlich gesetzlicher Vorgaben, welche zum Beispiel regelmäßige Abschaltungen an Feiertagen betreffen, Informationen bezüglich betrieblicher Abläufe, wie zum Beispiel Zeitpunkte für Instandsetzungsarbeiten oder Großraumtransporte mit einer zeitweiligen Abschaltung von Stromversorgungsleitungsabschnitten, genutzt werden, um beim Wiedereinschalten der Energieeinspeiseabschnitte die angelegte Polarität zu ändern. Auf diese Weise kann vorteilhaft eine aktive Ausnutzung der sich aus den Betriebsabläufen ergebenden Abschaltungen einzelner Fahrleitungsabschnitte zur Optimierung des Verschleißverhaltens und damit zur Erhöhung der Lebensdauer wesentlicher, verschleißbehafteter Baugruppen des Systems erfolgen.Additionally or alternatively, in the planning of the switching also information regarding legal requirements, which for example, regular shutdowns on holidays, information regarding operational processes, such as times for repair work or large-capacity transports with a temporary shutdown of power supply line sections, are used to restart the power supply sections to change the applied polarity. In this way, can advantageously be made active use of resulting from the operations shutdown of individual catenary sections to optimize the wear behavior and thus increase the life of essential, wear-prone modules of the system.

Bevorzugt ist jedem Energieeinspeiseabschnitt ein Teil der Mehrzahl von Unterwerken zugeordnet. Je nach Länge eines Energieeinspeiseabschnitts ist eine Mehrzahl von Unterwerken pro Energieeinspeiseabschnitt vorhanden, welche dafür sorgen, dass auf der jeweiligen Strecke eines Energieeinspeiseabschnitts eine Sollspannung nicht unterschritten wird.Preferably, each energy supply section is assigned a part of the plurality of substations. Depending on the length of a power supply section, there are a plurality of substations per energy supply section, which ensure that a desired voltage is not undershot on the respective path of a power supply section.

In einer besonders praktikablen Variante des erfindungsgemäßen elektrischen Transportsystems sind elektrisch neutrale Bereiche zwischen den einzelnen Energieeinspeiseabschnitten angeordnet, welche dazu eingerichtet sind, benachbarte Energiespeiseabschnitte mit unterschiedlichen Polaritäten voneinander elektrisch zu isolieren. D. h., das Fahrleitungssystem weist zwischen den einzelnen Energieeinspeiseabschnitten unterschiedlicher Polarität kurze neutrale Abschnitte auf, die einen Kurzschluss der Versorgungsleitungsabschnitte unterschiedlicher Polarität durch die Stromabnehmer eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs verhindern sollen. Vorzugsweise sind diese neutralen Abschnitte so kurz, dass sich immer nur ein elektrisches Straßenfahrzeug in einem neutralen Bereich befinden kann. Damit soll verhindert werden, dass sich zufällig zwei Fahrzeuge beide jeweils an den Übergängen eines neutralen Abschnitts zu einem benachbarten Versorgungsleitungsabschnitt befinden und damit eine Überbrückung des neutralen Bereichs bewirkt würde. Damit würden die beiden an den neutralen Abschnitt angrenzenden Energieeinspeiseabschnitte kurzgeschlossen, was unbedingt verhindert werden sollte, da bei Kurzschlüssen im Gleichstromnetz kurzzeitig Ströme im Bereich von weit über 1000 A fließen können und dadurch Komponenten geschädigt werden können.In a particularly practical variant of the electrical transport system according to the invention, electrically neutral regions are arranged between the individual energy supply sections, which are set up to electrically isolate adjacent energy supply sections having different polarities from one another. That is, the catenary system has short neutral sections between the individual power supply sections of different polarity, which are intended to prevent a short circuit of the supply line sections of different polarity by the pantograph of an electrically powered vehicle. Preferably, these neutral sections are so short that only ever an electric road vehicle in can be located in a neutral area. This is to prevent accidentally two vehicles are both at the transitions of a neutral section to an adjacent supply line section and thus would cause a bridging of the neutral area. This would short-circuit the two power supply sections adjoining the neutral section, which should be avoided at all costs, as short-circuits in the DC network can briefly cause currents in the range of well over 1000 A, which can damage components.

Das elektrische Transportsystem ist vorzugsweise als ein Energieversorgungssystem für elektrisch betriebene Lastkraftwagen auf Fernstraßen ausgebildet.The electric transport system is preferably designed as a power supply system for electrically operated trucks on highways.

Die Erfindung wird im Folgenden unter Hinweis auf die beigefügten Figuren anhand von Ausführungsbeispielen noch einmal näher erläutert. Es zeigen:The invention will be explained in more detail below with reference to the accompanying figures with reference to embodiments. Show it:

1 eine schematische Darstellung eines elektrischen Transportsystems gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung, 1 a schematic representation of an electrical transport system according to a first embodiment of the invention,

2 eine schematische Darstellung eines elektrischen Transportsystems gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung, 2 a schematic representation of an electrical transport system according to a second embodiment of the invention,

3 eine schematische Darstellung eines ersten Schaltzustands einer Umschalteinrichtung zwischen Unterwerk und Energieversorgungsleitung, 3 a schematic representation of a first switching state of a switching device between substation and power supply line,

4 eine schematische Darstellung eines zweiten Schaltzustands einer Umschalteinrichtung zwischen Unterwerk und Energieversorgungsleitung, 4 a schematic representation of a second switching state of a switching device between substation and power supply line,

5 eine schematische Darstellung eines ersten Schaltzustands einer Umschalteinrichtung zwischen einem Stromabnehmer und einer Antriebseinheit eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs, 5 a schematic representation of a first switching state of a switching device between a current collector and a drive unit of an electrically operated vehicle,

6 eine schematische Darstellung eines zweiten Schaltzustands einer Umschalteinrichtung zwischen einem Stromabnehmer und einer Antriebseinheit eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs. 6 a schematic representation of a second switching state of a switching device between a pantograph and a drive unit of an electrically operated vehicle.

In 1 ist ein elektrisches Transportsystem TS1 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung mit zweipoligen Oberleitungen 30, 40 bzw. einer Fahrleitung mit einem ersten Fahrleitungspol 30 und einem zweiten Fahrleitungspol 40 zur Stromversorgung schematisch gezeigt. Das elektrische Transportsystem kann zum Beispiel ein Energieversorgungssystem für elektrisch betriebene Lastkraftwagen auf Fernstraßen sein. D. h., bei diesem System TS1 weist ein erster Fahrleitungspol 30 eine erste Polarität auf und ein zweiter Fahrleitungspol 40 weist eine zweite Polarität auf. Die Polarität der beiden Leitungen 30, 40 wird jedoch in dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel in unterschiedlichen aufeinander folgenden Abschnitten gewechselt. Zudem wird die Polarität bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel auch in jedem einzelnen Einspeiseabschnitt 1, 2, 3, 4 nach einem vorbestimmten Zeitintervall geändert. Zur Steuerung der Polarität einzelner Abschnitte der Fahrleitungspole bzw. Versorgungsleitungen 30, 40 ist bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel eine zentrale Polaritätssteuereinrichtung 101 ausgebildet.In 1 is an electric transport system TS1 according to an embodiment of the invention with two-pole overhead lines 30 . 40 or a catenary with a first catenary pole 30 and a second catenary pole 40 to the power supply shown schematically. The electric transport system may be, for example, a power supply system for electrically powered trucks on highways. That is, in this system TS1, a first catenary pole 30 a first polarity and a second catenary pole 40 has a second polarity. The polarity of the two lines 30 . 40 However, in the 1 shown embodiment changed in different successive sections. In addition, the polarity at the in 1 embodiment shown in each individual feed section 1 . 2 . 3 . 4 changed after a predetermined time interval. For controlling the polarity of individual sections of the catenary poles or supply lines 30 . 40 is at the in 1 shown embodiment, a central polarity control device 101 educated.

Im Detail sind in der 1 vier Einspeiseabschnitte 1, 2, 3, 4 gezeigt, welche jeweils durch neutrale Abschnitte 51, 52, 53, 61, 62, 63 voneinander isoliert sind, so dass es nicht zu einem Kurzschluss zwischen Oberleitungsabschnitten benachbarter Einspeiseabschnitte 1, 2, 3, 4 kommen kann. Ein erster Einspeiseabschnitt 1 umfasst eine bestimmte Anzahl von Unterwerken, wobei in der 1 nur ein Unterwerk 110 zu erkennen ist. Dies heißt jedoch nicht, dass in dem ersten Unterabschnitt 1 nur ein einziges Unterwerk 110 installiert ist. Beispielsweise kann der erste Einspeiseabschnitt 1 eine vorbestimmte Anzahl n von Unterwerken umfassen. Das Unterwerk 110 des ersten Einspeiseabschnitts 1 ist mit einer Umschalteinrichtung 210 elektrisch verbunden. Die Umschalteinrichtung 210 ist ihrerseits mit einem ersten Teilabschnitt 31 des ersten Fahrleitungspols 30 und einem ersten Teilabschnitt 41 des zweiten Fahrleitungspols 40 des elektrischen Transportsystems TS1 elektrisch verbunden, welche jeweils zu dem ersten Einspeiseabschnitt 1 des Transportsystems TS1 gehören. Der Schaltzustand der Umschalteinrichtung 210 ist in dem ersten Einspeiseabschnitt 1 zu dem in 1 festgehaltenen Zeitpunkt derart, dass die Polarität der Eingänge der Umschalteinrichtung 210 der Polarität der Ausgänge der Umschalteinrichtung 210 entspricht.In detail are in the 1 four feed sections 1 . 2 . 3 . 4 shown, each by neutral sections 51 . 52 . 53 . 61 . 62 . 63 are isolated from each other, so that there is no short circuit between overhead sections of adjacent feed sections 1 . 2 . 3 . 4 can come. A first feed section 1 includes a certain number of substations, wherein in the 1 only one substation 110 can be seen. However, this does not mean that in the first subsection 1 only a single substation 110 is installed. For example, the first feed section 1 comprise a predetermined number n of substations. The substation 110 of the first feed section 1 is with a switching device 210 electrically connected. The switching device 210 is in turn with a first section 31 of the first catenary pole 30 and a first subsection 41 of the second catenary pole 40 electrically connected to the electrical transport system TS1, which in each case to the first feed section 1 belonging to the transport system TS1. The switching state of the switching device 210 is in the first feed section 1 to the in 1 recorded time such that the polarity of the inputs of the switching device 210 the polarity of the outputs of the switching device 210 equivalent.

Die bereits erwähnte zentrale Polaritätssteuereinrichtung 101 steht in Kontakt mit einzelnen Unterwerken 110, 120, 130, 140 der einzelnen Energieeinspeiseabschnitte und übermittelt an die Unterwerke 110, 120, 130, 140 Daten zur Steuerung der an die Unterwerke angeschlossenen Umschalteinrichtungen 210, 220, 230, 240. Zwischen den einzelnen Unterwerken eines Energieeinspeiseabschnitts bestehen ebenfalls Datenübertragungskanäle 125, 135, mit deren Hilfe die Steuerungsdaten an die übrigen Unterwerke eines Energieeinspeiseabschnitts übermittelt werden.The already mentioned central polarity control device 101 is in contact with individual substations 110 . 120 . 130 . 140 the individual energy supply sections and transmitted to the substations 110 . 120 . 130 . 140 Data for controlling the switching devices connected to the substations 210 . 220 . 230 . 240 , There are also data transfer channels between the individual substations of a power feed section 125 . 135 , with the aid of which the control data are transmitted to the other substations of a power supply section.

Die Polaritätssteuerung der Fahrleitung erfolgt wie in 3 im Detail gezeigt. Dort ist ein erster Eingang 211 der Umschalteinrichtung 210 mit einem mit „–„ gekennzeichneten, negativen ersten Ausgang 111 eines Unterwerks 110 elektrisch verbunden und ein zweiter Eingang 212 der Umschalteinrichtung 210 mit dem mit „+” gekennzeichneten zweiten Ausgang 112 des Unterwerks 110 elektrisch gekoppelt. Ein erster Ausgang 213 der Umschalteinrichtung 210 ist mit dem ersten Eingang 211 der Umschalteinrichtung 210 elektrisch gekoppelt, so dass an dem ersten Ausgang der Umschalteinrichtung 210 ein negatives Potential anliegt, welches mit „–„ gekennzeichnet ist. Ein zweiter Ausgang 214 der Umschalteinrichtung 210 ist mit dem zweiten Eingang 212 der Umschalteinrichtung 210 elektrisch gekoppelt, so dass an dem zweiten Ausgang 214 der Umschalteinrichtung 210 ein positives Potential anliegt, welches mit „+” gekennzeichnet ist. Der erste Ausgang 213 der Umschalteinrichtung 210 ist mit dem ersten Teilabschnitt 31 des ersten Fahrleitungspols 30 elektrisch verbunden. Somit weist dieser erste Teilabschnitt 31 des ersten Fahrleitungspols 30 eine negative Polarität auf. Weiterhin ist der zweite Ausgang 214 der Umschalteinrichtung 210 mit dem ersten Teilabschnitt 41 des zweiten Fahrleitungspols 40 elektrisch verbunden, so dass der erste Teilabschnitt 41 des zweiten Fahrleitungspols 40 eine positive Polarität aufweist.The polarity control of the overhead line is as in 3 shown in detail. There is a first entrance 211 the switching device 210 with a negative first output marked "-" 111 a substation 110 electrically connected and a second entrance 212 the switching device 210 with the second output marked "+" 112 of the substation 110 electrically coupled. A first exit 213 the switching device 210 is with the first entrance 211 the switching device 210 electrically coupled, so that at the first output of the switching device 210 a negative potential is present, which is marked with "-". A second exit 214 the switching device 210 is with the second entrance 212 the switching device 210 electrically coupled so that at the second output 214 the switching device 210 a positive potential is present, which is marked with "+". The first exit 213 the switching device 210 is with the first section 31 of the first catenary pole 30 electrically connected. Thus, this first section has 31 of the first catenary pole 30 a negative polarity. Furthermore, the second exit 214 the switching device 210 with the first section 41 of the second catenary pole 40 electrically connected, so that the first section 41 of the second catenary pole 40 has a positive polarity.

In 1 ist ein zweiter Einspeiseabschnitt 2 gezeigt, welcher von dem ersten Einspeiseabschnitt 1 durch neutrale Bereiche 51, 61 getrennt ist. Ein erster neutraler Bereich 51 isoliert den ersten Abschnitt 31 des ersten Fahrleitungspols 30 von dem zweiten Abschnitt 32 des ersten Fahrleitungspols 30, welcher Teil des zweiten Einspeiseabschnitts 2 ist. Ein zweiter neutraler Bereich 61 trennt den ersten Abschnitt 41 des zweiten Fahrleitungspols 40 von dem zweiten Abschnitt 42 des zweiten Fahrleitungspols 40, welcher Teil des zweiten Einspeiseabschnitts 2 ist. Der zweite Einspeiseabschnitt 2 umfasst drei Unterwerke 120, welche jeweils mit Umschalteinrichtungen 220 elektrisch gekoppelt sind. Die Umschalteinrichtungen 220 sind jeweils mit einem zweiten Abschnitt 32 des ersten Fahrleitungspols 30 und einem zweiten Abschnitt 42 des zweiten Fahrleitungspols 40 elektrisch gekoppelt. Der Schaltzustand der Umschalteinrichtung 220 ist in dem zweiten Einspeiseabschnitt 2 zu dem in 1 festgehaltenen Zeitpunkt derart, dass die Eingänge der Umschalteinrichtung 220 eine im Vergleich zu den Ausgängen der Umschalteinrichtung 220 umgekehrte Polarität aufweisen.In 1 is a second feed section 2 shown which of the first feed section 1 through neutral areas 51 . 61 is disconnected. A first neutral area 51 isolated the first section 31 of the first catenary pole 30 from the second section 32 of the first catenary pole 30 , which is part of the second feed section 2 is. A second neutral area 61 separates the first section 41 of the second catenary pole 40 from the second section 42 of the second catenary pole 40 , which is part of the second feed section 2 is. The second feed section 2 includes three substations 120 , each with switching devices 220 are electrically coupled. The switching devices 220 are each with a second section 32 of the first catenary pole 30 and a second section 42 of the second catenary pole 40 electrically coupled. The switching state of the switching device 220 is in the second feed section 2 to the in 1 recorded time such that the inputs of the switching device 220 one compared to the outputs of the switching device 220 have reverse polarity.

Wie in 4 im Detail gezeigt, wird ist ein erster Eingang 221 einer jeweiligen Umschalteinrichtung 220 mit dem mit „–„ gekennzeichneten, negativen ersten Ausgang 121 eines Unterwerks 120 elektrisch verbunden und ein zweiter Eingang 222 einer jeweiligen Umschalteinrichtung 220 mit dem mit „+” gekennzeichneten zweiten Ausgang 122 des Unterwerks 120 elektrisch gekoppelt. Ein erster Ausgang 223 der Umschalteinrichtung 220 ist mit dem zweiten Eingang 222 der Umschalteinrichtung 220 elektrisch gekoppelt, so dass an dem ersten Ausgang 223 der Umschalteinrichtung 220 ein positives Potential anliegt, welches mit „+„ gekennzeichnet ist. Ein zweiter Ausgang 224 der Umschalteinrichtung 220 ist mit dem ersten Eingang 221 der Umschalteinrichtung 220 elektrisch gekoppelt, so dass an dem zweiten Ausgang 224 der Umschalteinrichtung 220 ein negatives Potential anliegt, welches mit „–„ gekennzeichnet ist. Der erste Ausgang 223 der Umschalteinrichtung 220 ist mit dem zweiten Teilabschnitt 32 des ersten Fahrleitungspols 30 elektrisch verbunden. Somit weist dieser zweite Teilabschnitt 32 des ersten Fahrleitungspols 30 eine positive Polarität auf. Weiterhin ist der zweite Ausgang 224 der Umschalteinrichtung 220 mit dem zweiten Teilabschnitt 42 des zweiten Fahrleitungspols 40 elektrisch verbunden, so dass der zweite Teilabschnitt 42 des zweiten Fahrleitungspols 40 eine negative Polarität aufweist. Im Vergleich zu dem ersten Einspeiseabschnitt 1 hat sich also im zweiten Einspeiseabschnitt 2 die Polarität der Fahrleitungspole 30, 40 umgekehrt.As in 4 shown in detail, will be a first entrance 221 a respective switching device 220 with the negative first output marked "-" 121 a substation 120 electrically connected and a second input 222 a respective switching device 220 with the second output marked "+" 122 of the substation 120 electrically coupled. A first exit 223 the switching device 220 is with the second entrance 222 the switching device 220 electrically coupled so that at the first output 223 the switching device 220 a positive potential is present, which is marked with "+". A second exit 224 the switching device 220 is with the first entrance 221 the switching device 220 electrically coupled so that at the second output 224 the switching device 220 a negative potential is present, which is marked with "-". The first exit 223 the switching device 220 is with the second subsection 32 of the first catenary pole 30 electrically connected. Thus, this second section has 32 of the first catenary pole 30 a positive polarity. Furthermore, the second exit 224 the switching device 220 with the second section 42 of the second catenary pole 40 electrically connected, so that the second section 42 of the second catenary pole 40 has a negative polarity. Compared to the first feed section 1 So it has in the second feed section 2 the polarity of the catenary poles 30 . 40 vice versa.

In 1 ist in dem zweiten Einspeiseabschnitt 2 auch ein erstes elektrisches Fahrzeug 800 dargestellt. Das elektrische Fahrzeug 800 kann zum Beispiel ein elektrisch betriebener Lastkraftwagen sein. Dieses elektrische Fahrzeug 800 umfasst einen ersten Stromabnehmer 810 und einen zweiten Stromabnehmer 820, wobei der erste Stromabnehmer 810 mit dem ersten Fahrleitungspol 30, genauer gesagt, mit dem zweiten Teilabschnitt 32 des ersten Fahrleitungspols 30 elektrisch verbunden ist und der zweite Stromabnehmer 820 mit dem zweiten Fahrleitungspol 40, genauer gesagt, mit dem zweiten Teilabschnitt 42 des zweiten Fahrleitungspols 40 elektrisch verbunden ist. Die Stromabnehmer 810, 820 sind mit einer Umschalteinrichtung 830 des elektrischen Fahrzeugs 800 elektrisch verbunden. Die Umschalteinrichtung 830 ist weiterhin mit einer elektrischen Antriebseinheit 840 des elektrischen Fahrzeugs 800, welche zum Beispiel einen Elektromotor umfasst, elektrisch verbunden. Die elektrische Umschalteinrichtung 830 des ersten elektrisch betriebenen Fahrzeugs 800 befindet sich in einem ersten elektrischen Schaltzustand, welcher in 5 genauer veranschaulicht ist.In 1 is in the second feed section 2 also a first electric vehicle 800 shown. The electric vehicle 800 may be, for example, an electrically powered truck. This electric vehicle 800 includes a first pantograph 810 and a second pantograph 820 , where the first pantograph 810 with the first catenary pole 30 More precisely, with the second section 32 of the first catenary pole 30 is electrically connected and the second pantograph 820 with the second catenary pole 40 More precisely, with the second section 42 of the second catenary pole 40 electrically connected. The pantographs 810 . 820 are with a switching device 830 of the electric vehicle 800 electrically connected. The switching device 830 is still with an electric drive unit 840 of the electric vehicle 800 which comprises, for example, an electric motor, electrically connected. The electrical switching device 830 of the first electrically powered vehicle 800 is in a first electrical switching state, which in 5 is illustrated in more detail.

Das in dem zweiten Energieeinspeiseabschnitt 2 gezeigte erste elektrische Fahrzeug 800 ist in 5 im Detail gezeigt. In 5 ist insbesondere die elektrische Umschalteinrichtung 830 des ersten elektrischen Fahrzeugs 800 in einem ersten Schaltzustand gezeigt. Die elektrische Umschalteinrichtung 830 umfasst einen ersten Eingang 831, welcher mit dem ersten Stromabnehmer 810 elektrisch gekoppelt ist, und einen zweiten Eingang 832, welcher mit dem zweiten Stromabnehmer 820 elektrisch gekoppelt ist. Weiterhin umfasst die elektrische Umschalteinrichtung 830 des ersten elektrischen Fahrzeugs 800 einen ersten Ausgang 833, welcher mit „–„ gekennzeichnet ist und mit dem Minuspol 841 der elektrischen Antriebseinheit 840 elektrisch gekoppelt ist. Zudem umfasst die elektrische Umschalteinrichtung 830 des ersten elektrischen Fahrzeugs 800 einen zweiten Ausgang 834, welcher mit „+” gekennzeichnet ist und mit dem Pluspol 842 der elektrischen Antriebseinheit 840 elektrisch gekoppelt ist.That in the second power feed section 2 shown first electric vehicle 800 is in 5 shown in detail. In 5 is in particular the electrical switching device 830 of the first electric vehicle 800 shown in a first switching state. The electrical switching device 830 includes a first entrance 831 , which with the first pantograph 810 is electrically coupled, and a second input 832 , which with the second pantograph 820 is electrically coupled. Furthermore, the electrical switching device comprises 830 of the first electric vehicle 800 a first exit 833 , which is marked with "-" and with the negative pole 841 the electric drive unit 840 is electrically coupled. In addition, the electrical switching device includes 830 of the first electric vehicle 800 a second exit 834 , which is marked with "+" and with the positive pole 842 the electric drive unit 840 is electrically coupled.

In 5 befindet sich die Umschalteinrichtung 830 in einem Schaltzustand, in dem die Eingänge 831, 832 der Umschalteinrichtung 830 eine im Vergleich zu den Ausgängen der Umschalteinrichtung 830 umgekehrte Polarität aufweisen. Die an den Fahrleitungsabschnitten 32, 42 des zweiten Einspeiseabschnitts 2 anliegenden Polaritäten werden also in der Umschalteinrichtung 830 des ersten elektrischen Fahrzeugs 800 gerade getauscht, um die Polarität des von den Versorgungsleitungsabschnitten 32, 42 abgetasteten Gleichstroms an die Polarität des elektrischen Antriebs 840 des ersten elektrischen Fahrzeugs anzupassen.In 5 is the switching device 830 in a switching state in which the inputs 831 . 832 the switching device 830 one compared to the outputs of the switching device 830 have reverse polarity. The at the catenary sections 32 . 42 of the second feed section 2 adjacent polarities are thus in the switching device 830 of the first electric vehicle 800 just swapped to the polarity of the from the supply line sections 32 . 42 sampled DC to the polarity of the electric drive 840 to adapt to the first electric vehicle.

In 1 ist ein dritter Einspeiseabschnitt 3 gezeigt, welcher von dem zweiten Einspeiseabschnitt 2 durch dritte und vierte neutrale Bereiche 52, 62 getrennt ist. Ein dritter neutraler Bereich 52 isoliert den dritten Abschnitt 33 des ersten Fahrleitungspols 30 von dem zweiten Abschnitt 32 des ersten Fahrleitungspols 30. Ein vierter neutraler Bereich 62 trennt den dritten Abschnitt 43 des zweiten Fahrleitungspols 40 von dem zweiten Abschnitt 42 des zweiten Fahrleitungspols 40. Der dritte Einspeiseabschnitt 3 umfasst drei Unterwerke 130, welche jeweils mit Umschalteinrichtungen 230 elektrisch gekoppelt sind. Die Umschalteinrichtungen 230 sind jeweils mit einem dritten Abschnitt 33 des ersten Fahrleitungspols 30 und einem dritten Abschnitt 43 des zweiten Fahrleitungspols 40 elektrisch gekoppelt. Der Schaltzustand der Umschalteinrichtungen 230 ist in dem dritten Einspeiseabschnitt 3 zu dem in 1 festgehaltenen Zeitpunkt derart, dass die Eingänge der Umschalteinrichtungen 230 eine im Vergleich zu den Ausgängen der Umschalteinrichtungen 230 gleiche Polarität aufweisen. Dieser Schaltzustand entspricht dem in 3 gezeigten Schaltzustand, welcher im Zusammenhang mit dem ersten Einspeiseabschnitt 1 bereits besprochen wurde.In 1 is a third feeder section 3 shown which of the second feed section 2 through third and fourth neutral areas 52 . 62 is disconnected. A third neutral area 52 isolated the third section 33 of the first catenary pole 30 from the second section 32 of the first catenary pole 30 , A fourth neutral area 62 separates the third section 43 of the second catenary pole 40 from the second section 42 of the second catenary pole 40 , The third feed section 3 includes three substations 130 , each with switching devices 230 are electrically coupled. The switching devices 230 are each with a third section 33 of the first catenary pole 30 and a third section 43 of the second catenary pole 40 electrically coupled. The switching state of the switching devices 230 is in the third feed section 3 to the in 1 recorded time such that the inputs of the switching devices 230 one compared to the outputs of the switching devices 230 have the same polarity. This switching state corresponds to that in 3 shown switching state, which in connection with the first feed section 1 already discussed.

Die Umschalteinrichtungen 230 sind ihrerseits mit einem dritten Teilabschnitt 33 des ersten Fahrleitungspols 30 und einem dritten Teilabschnitt 43 des zweiten Fahrleitungspols 40 des elektrischen Transportsystems TS1 elektrisch verbunden, welche jeweils zu dem dritten Energieeinspeiseabschnitt 3 des Transportsystems TS1 gehören. Wie bereits erwähnt, ist der Schaltzustand der Umschalteinrichtung 230 in dem dritten Einspeiseabschnitt 3 zu dem in 1 festgehaltenen Zeitpunkt derart, dass die Polarität der Eingänge der Umschalteinrichtung 230 der Polarität der Ausgänge der Umschalteinrichtung 230 entspricht. Somit wird bei diesem Schaltzustand der dritte Teilabschnitt 33 des ersten Fahrleitungspols 30 mit einer negativen Polarität belegt und der dritte Teilabschnitt 43 des zweiten Fahrleitungspols 40 mit einer positiven Polarität belegt.The switching devices 230 are in turn with a third section 33 of the first catenary pole 30 and a third subsection 43 of the second catenary pole 40 electrically connected to the electric transport system TS1, which in each case to the third power supply section 3 belonging to the transport system TS1. As already mentioned, the switching state of the switching device 230 in the third feed section 3 to the in 1 recorded time such that the polarity of the inputs of the switching device 230 the polarity of the outputs of the switching device 230 equivalent. Thus, in this switching state, the third subsection 33 of the first catenary pole 30 occupied with a negative polarity and the third section 43 of the second catenary pole 40 occupied with a positive polarity.

In 1 ist in dem dritten Einspeiseabschnitt 3 auch ein zweites elektrisches Fahrzeug 900 dargestellt. Dieses elektrische Fahrzeug 900 umfasst einen ersten Stromabnehmer 910 und einen zweiten Stromabnehmer 920, wobei der erste Stromabnehmer 910 mit dem ersten Fahrleitungspol 30, genauer gesagt, dem dritten Teilabschnitt 33 des ersten Fahrleitungspols 30 elektrisch verbunden ist und der zweite Stromabnehmer 920 mit dem zweiten Fahrleitungspol 40, genauer gesagt, dem dritten Teilabschnitt 43 des zweiten Fahrleitungspols 40 elektrisch verbunden ist. Die Stromabnehmer 910, 920 sind mit einer Umschalteinrichtung 930 des elektrischen Fahrzeugs 900 elektrisch verbunden. Die Umschalteinrichtung 930 ist weiterhin mit einer elektrischen Antriebseinheit 940 des elektrischen Fahrzeugs 900, welche zum Beispiel einen Elektromotor umfasst, elektrisch verbunden. Die elektrische Umschalteinrichtung 930 befindet sich in einem zweiten elektrischen Schaltzustand, welcher in 6 genauer veranschaulicht ist.In 1 is in the third feed section 3 also a second electric vehicle 900 shown. This electric vehicle 900 includes a first pantograph 910 and a second pantograph 920 , where the first pantograph 910 with the first catenary pole 30 more precisely, the third subsection 33 of the first catenary pole 30 is electrically connected and the second pantograph 920 with the second catenary pole 40 more precisely, the third subsection 43 of the second catenary pole 40 electrically connected. The pantographs 910 . 920 are with a switching device 930 of the electric vehicle 900 electrically connected. The switching device 930 is still with an electric drive unit 940 of the electric vehicle 900 which comprises, for example, an electric motor, electrically connected. The electrical switching device 930 is in a second electrical switching state, which in 6 is illustrated in more detail.

Das in dem dritten Einspeiseabschnitt 3 gezeigte zweite elektrische Fahrzeug 900 ist in 6 im Detail gezeigt.That in the third feed section 3 shown second electric vehicle 900 is in 6 shown in detail.

In 6 ist insbesondere die elektrische Umschalteinrichtung 930 des zweiten elektrischen Fahrzeugs 900 in einem zweiten Schaltzustand gezeigt. Die elektrische Umschalteinrichtung 930 umfasst einen ersten Eingang 931, welcher mit dem ersten Stromabnehmer 910 elektrisch gekoppelt ist, und einen zweiten Eingang 932, welcher mit dem zweiten Stromabnehmer 920 elektrisch gekoppelt ist. Weiterhin umfasst die elektrische Umschalteinrichtung 930 des ersten elektrischen Fahrzeugs 900 einen ersten Ausgang 933, welcher mit „–„ gekennzeichnet ist und mit dem Minuspol 941 der elektrischen Antriebseinheit 940 elektrisch gekoppelt ist. Zudem umfasst die elektrische Umschalteinrichtung 930 des ersten elektrischen Fahrzeugs 900 einen zweiten Ausgang 934, welcher mit „+” gekennzeichnet ist und mit dem Pluspol 942 der elektrischen Antriebseinheit 940 elektrisch gekoppelt ist.In 6 is in particular the electrical switching device 930 of the second electric vehicle 900 shown in a second switching state. The electrical switching device 930 includes a first entrance 931 , which with the first pantograph 910 is electrically coupled, and a second input 932 , which with the second pantograph 920 is electrically coupled. Furthermore, the electrical switching device comprises 930 of the first electric vehicle 900 a first exit 933 , which is marked with "-" and with the negative pole 941 the electric drive unit 940 is electrically coupled. In addition, the electrical switching device includes 930 of the first electric vehicle 900 a second exit 934 , which is marked with "+" and with the positive pole 942 the electric drive unit 940 is electrically coupled.

In 6 befindet sich die Umschalteinrichtung 930 in einem Schaltzustand, in dem die Eingänge 931, 932 der Umschalteinrichtung 930 eine im Vergleich zu den Ausgängen 933, 934 der Umschalteinrichtung 930 gleiche Polarität aufweisen. Die an den Fahrleitungsabschnitten 33, 43 des dritten Einspeiseabschnitts 3 anliegenden Polaritäten werden also in der Umschalteinrichtung 930 des zweiten elektrischen Fahrzeugs 900 beibehalten, da die Polarität des von den Versorgungsleitungsabschnitten 33, 43 abgetasteten Gleichstroms der Polarität des elektrischen Antriebs 940 des zweiten elektrischen Fahrzeugs 900 in dem dritten Einspeiseabschnitt 3 entspricht. In 1 ist ein vierter Einspeiseabschnitt 4 nur teilweise gezeigt, wobei auch der vierte Einspeiseabschnitt 4 eine bestimmte Anzahl von Unterwerken umfasst, davon in der 1 aber nur ein Unterwerk 140 zu erkennen ist. Dies heißt jedoch nicht, dass in dem vierten Unterabschnitt nur ein einziges Unterwerk 140 installiert ist. Beispielsweise kann der vierte Einspeiseabschnitt 4 eine vorbestimmte Anzahl n (n ist eine natürliche Zahl) von Unterwerken umfassen. Das Unterwerk 140 des vierten Einspeiseabschnitts 4 ist mit einer Umschalteinrichtung 240 elektrisch verbunden. Die Umschalteinrichtung 240 ist ihrerseits mit einem vierten Teilabschnitt 34 des ersten Fahrleitungspols 30 und einem vierten Teilabschnitt 44 des zweiten Fahrleitungspols 40 des elektrischen Transportsystems TS1 elektrisch verbunden, welche jeweils zu dem vierten Einspeiseabschnitt 4 des Transportsystems TS1 gehören. Der Schaltzustand der Umschalteinrichtung 240 ist in dem vierten Einspeiseabschnitt zu dem in 1 festgehaltenen Zeitpunkt derart, dass die Polarität der Eingänge der Umschalteinrichtung 240 und die Polarität der Ausgänge der Umschalteinrichtung 240 vertauscht sind, d. h. eine am Eingang der Umschalteinrichtung 240 anliegende negative Polarität wird an den vierten Teilabschnitt 44 des zweiten Fahrleitungspols 40 angelegt und eine am Eingang der Umschalteinrichtung 240 anliegende positive Polarität wird an den vierten Teilabschnitt 34 des ersten Fahrleitungspols 30 angelegt.In 6 is the switching device 930 in a switching state in which the inputs 931 . 932 the switching device 930 one compared to the outputs 933 . 934 the switching device 930 have the same polarity. The at the catenary sections 33 . 43 of the third feed section 3 adjacent polarities are thus in the switching device 930 of the second electric vehicle 900 maintained as the polarity of the from the supply line sections 33 . 43 sampled direct current of the polarity of the electric drive 940 of the second electric vehicle 900 in the third feed section 3 equivalent. In 1 is a fourth feed section 4 only partially shown, including the fourth feed section 4 includes a certain number of substations, of which in the 1 but only one substation 140 can be seen. However, this does not mean that in the fourth subsection only a single substation 140 is installed. For example, the fourth feed section 4 a predetermined number n (n is a natural number) of substations. The substation 140 of the fourth feed section 4 is with a switching device 240 electrically connected. The switching device 240 is in turn with a fourth section 34 of the first catenary pole 30 and a fourth subsection 44 of the second catenary pole 40 electrically connected to the electric transport system TS1, which in each case to the fourth feed section 4 belonging to the transport system TS1. The switching state of the switching device 240 is in the fourth feed section to that in 1 recorded time such that the polarity of the inputs of the switching device 240 and the polarity of the outputs of the switching device 240 are reversed, ie one at the input of the switching device 240 adjacent negative polarity is to the fourth section 44 of the second catenary pole 40 created and one at the entrance of the switching device 240 positive polarity is applied to the fourth section 34 of the first catenary pole 30 created.

In 1 ist nur eine Momentaufnahme des elektrischen Transportsystems TS1 gezeigt. Beispielsweise kann sich die Polarität der Versorgungsleitungsabschnitte 31, 32, 33, 34, 41, 42, 43, 44 zu bestimmten Zeitpunkten ändern, so dass die Stromrichtungen zwischen Fahrleitung und Stromabnehmer der elektrisch betriebenen Fahrzeuge 800, 900 umgekehrt werden. Damit ändert sich auch jeweils das Verschleißverhalten sowohl von den Stromabnehmern als auch den Versorgungsleitungen.In 1 only a snapshot of the electric transport system TS1 is shown. For example, the polarity of the supply line sections 31 . 32 . 33 . 34 . 41 . 42 . 43 . 44 Change at certain times, so that the current directions between the catenary and pantograph of electrically powered vehicles 800 . 900 be reversed. This also changes the wear behavior of both the pantographs and the supply lines.

Durch den räumlichen wie zeitlichen Wechsel der Polarität der Einspeiseabschnitte wird eine gleichmäßige Abnutzung sowohl der Oberleitungen der Einspeiseabschnitte als auch der Stromabnehmer der elektrischen Fahrzeuge erreicht.Due to the spatial and temporal change of the polarity of the feed sections, a uniform wear of both the overhead lines of the feed sections and the pantograph of the electric vehicles is achieved.

Es sind grundsätzlich auch mehr als zweipolige Energieversorgungssysteme realisierbar. Beispielsweise könnte das ein Energieversorgungssystem mit einem separat mitgeführten Massepotential sein. Die beschriebene Ausführungsform wurde vor allem für ein leichteres Verständnis als zweipolige Ausführungsform veranschaulicht. Jedoch kann das Prinzip der Erfindung auch auf Mehrleitersysteme mit mehr als zwei elektrischen Leitern angewandt werden.In principle, more than two-pole power supply systems can be realized. For example, this could be a power supply system with a separately carried ground potential. The described embodiment has been illustrated above all for easier understanding as a two-pole embodiment. However, the principle of the invention can also be applied to multi-conductor systems with more than two electrical conductors.

In 2 ist ein elektrisches Transportsystem TS2 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einer Fahrleitung mit zwei Fahrleitungspolen 30, 71 zur Stromversorgung schematisch gezeigt, wobei ein erster Fahrleitungspol 30 eine erste, abschnittsweise und zeitweise wechselnde Polarität aufweist und ein zweiter Fahrleitungspol 71 jedoch im Gegensatz zu dem ersten Ausführungsbeispiel, welches in 1 gezeigt ist, ein festes Potential – in dieser konkreten Ausführungsform ein Massepotential – aufweist. Die übrigen Einheiten des in 2 gezeigten elektrischen Transportsystems TS2 sind strukturell entsprechend der in 1 gezeigten Anordnung TS1 aufgebaut, so dass sie hier nicht nochmals ausführlich erläutert werden.In 2 is an electric transport system TS2 according to a second embodiment of the invention with a catenary with two catenary poles 30 . 71 for power supply shown schematically, wherein a first catenary pole 30 has a first, partially and temporarily changing polarity and a second catenary 71 however, in contrast to the first embodiment, which in 1 is shown, a fixed potential - in this particular embodiment, a ground potential - has. The remaining units of in 2 shown electrical transport TS2 are structurally according to the in 1 shown arrangement TS1 constructed so that they will not be explained again in detail here.

Mit dem ausführlich beschriebenen Energieversorgungsverfahren wird ein gleichmäßiger Verschleiß wesentlicher Komponenten der elektrischen Energieübertragung eines fahrspurgebundenen elektrischen Transportsystems, beispielsweise eines Systems mit einer Energieversorgung für Straßenfahrzeuge, insbesondere für elektrisch betriebene Lastkraftwagen, erreicht. Auf diese Weise können Verschleißgrenzen der unterschiedlichen Bauelemente ungefähr gleichzeitig erreicht werden und ein gleichzeitiger Austausch gleichmäßig verschlissener Komponenten vorgenommen werden, wodurch Synergien bei den Instandhaltungsarbeiten genutzt werden können, ohne einen systembedingten Minderverschleiß eines Teils der Komponenten zugunsten von Synergien bei der Wartung in Kauf nehmen zu müssen.With the energy supply method described in detail is a uniform wear of essential components of the electrical energy transmission of a lane-bound electrical transport system, such as a system with a power supply for road vehicles, especially for electrically powered trucks achieved. In this way, wear limits of the different components can be achieved approximately simultaneously and a simultaneous replacement of uniformly worn components can be made, whereby synergies in the maintenance work can be used without having to accept a system-related inferior wear of a portion of the components in favor of synergies in maintenance ,

Es wird abschließend noch einmal darauf hingewiesen, dass es sich bei den vorbeschriebenen Verfahren und Vorrichtungen lediglich um bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung handelt und dass die Erfindung vom Fachmann variiert werden kann, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen, soweit er durch die Ansprüche vorgegeben ist. Die Erfindung wurde zwar hauptsächlich im Zusammenhang mit der Anwendung auf den Straßenverkehr beschrieben, sie ist jedoch weder auf diese Anwendung noch auf eine Anwendung mit Oberleitungen beschränkt, sondern die Erfindung kann auch grundsätzlich auf andere Verkehrssysteme, wie zum Beispiel mit Stromschienen als Versorgungsleitungen ausgerüstete Transportsysteme, angewandt werden. Es wird der Vollständigkeit halber auch darauf hingewiesen, dass die Verwendung der unbestimmten Artikel „ein” bzw. „eine” nicht ausschließt, dass die betreffenden Merkmale auch mehrfach vorhanden sein können. Ebenso schließt der Begriff „Einheit” nicht aus, dass diese aus mehreren Komponenten besteht, die gegebenenfalls auch räumlich verteilt sein können.It is finally pointed out again that the above-described methods and devices are merely preferred embodiments of the invention and that the invention can be varied by a person skilled in the art without departing from the scope of the invention, as far as it is specified by the claims. While the invention has been described primarily in the context of road use, it is not limited to either this application or a catenary application, but the invention is also generally applicable to other transport systems, such as transport systems equipped with bus bars as utility lines. be applied. For the sake of completeness, it is also pointed out that the use of indefinite articles does not exclude "a" or "one", that the characteristics in question can also be present multiple times. Similarly, the term "unit" does not exclude that it consists of several components, which may also be spatially distributed.

Claims

Energy supply method for electric road vehicles ( 800 . 900 ) on at least one power supply section ( 1 . 2 . 3 . 4 ) having a lane-bound, multi-pole power supply system (TS1, TS2), in particular an overhead line system, wherein - the at least one power supply section ( 1 . 2 . 3 . 4 ) for the supply of electrically operated road vehicles ( 800 . 900 ) is operated with electrical energy with direct current and - the polarity of at least one of the at least one energy input section ( 1 . 2 . 3 . 4 ) is changed at predetermined time intervals.

A power supply method according to claim 1, wherein in the case of a plurality of power supply sections ( 1 . 2 . 3 . 4 ) all energy supply sections ( 1 . 2 . 3 . 4 ) are supplied with direct current of the same polarity and the polarity for all power supply sections ( 1 . 2 . 3 . 4 ) is changed at the same time.

A power supply method according to claim 1, wherein in the case of a plurality of power supply sections ( 1 . 2 . 3 . 4 ) individual, preferably adjacent, energy supply sections ( 1 . 2 . 3 . 4 ) are supplied with direct current with a different polarity.

A power supply method according to any one of claims 1 to 3, wherein in each of said at least one power input sections ( 1 . 2 . 3 . 4 ) a first electrical supply line ( 31 . 32 . 33 . 34 ) with a first polarity and a second electrical supply line ( 41 . 42 . 43 . 44 ) are operated with a second polarity different from the first polarity.

A power supply method according to claim 4, wherein changing the polarity of a power supply section ( 1 . 2 . 3 . 4 ) changing the polarity of at least one of the two electrical supply lines ( 31 . 32 . 33 . 34 . 41 . 42 . 43 . 44 ) of a respective energy supply section ( 1 . 2 . 3 . 4 ).

A power supply method according to claim 5, wherein the first electrical supply line ( 31 . 32 . 33 . 34 ) of each individual energy feed section ( 1 . 2 . 3 . 4 ) is operated with a positive or a negative polarity or a polarity corresponding to the ground potential and the second electrical supply line ( 41 . 42 . 43 . 44 ) of the respective energy supply section ( 1 . 2 . 3 . 4 ) with a polarity of the first electrical supply line ( 31 . 32 . 33 . 34 ) of the respective energy supply section ( 1 . 2 . 3 . 4 ) of different polarity is operated.

Power supply method according to claim 4 to 6, wherein after a predetermined period of time, the polarity of the first electrical supply line ( 31 . 32 . 33 . 34 ) and the second electrical supply line ( 41 . 42 . 43 . 44 ) of a respective energy supply section ( 1 . 2 . 3 . 4 ) are reversed.

Power supply method according to one of claims 4 to 7, wherein the polarity of an electrical supply line ( 71 ) of the two electrical supply lines ( 71 . 30 ) of a respective energy supply section ( 1 . 2 . 3 . 4 ) and the polarity of the other electrical supply line ( 31 . 32 . 33 . 34 ) of a respective energy supply section ( 1 . 2 . 3 . 4 ) is changed at predetermined intervals.

A power supply method according to any one of claims 1 to 8, wherein changing the polarity in the individual power supply sections ( 1 . 2 . 3 . 4 ) by switching over switching devices ( 210 . 220 . 230 . 240 ), which between the individual energy supply sections ( 1 . 2 . 3 . 4 ) associated substations ( 110 . 120 . 130 . 140 ) and the electrical supply lines ( 31 . 32 . 33 . 34 . 41 . 42 . 43 . 44 ) of the individual energy supply sections ( 1 . 2 . 3 . 4 ), is accomplished.

Power supply method according to one of claims 1 to 9, wherein when there is a change in the current collector ( 810 . 820 . 910 . 920 ) of electrically powered road vehicles ( 800 . 900 ) applied polarity by means of a between the drive system ( 840 . 940 ) of the respective vehicle ( 800 . 900 ) and its current collector ( 810 . 820 . 910 . 920 ) switched switching device ( 830 . 930 ) on the drive system ( 840 . 940 ) of the respective road vehicle ( 800 . 900 ) applied polarity is kept unchanged.

A power supply method according to claim 10, wherein the current collector (s) ( 810 . 820 . 910 . 920 ) of a respective electrically powered road vehicle ( 800 . 900 ) polarity is measured and when changing the polarity at the pantographs ( 810 . 820 . 910 . 920 ) the switching device ( 830 . 930 ) of the respective road vehicle ( 800 . 900 ) is controlled such that the on the drive system ( 840 . 940 ) of the respective road vehicle ( 800 . 900 ) applied polarity remains constant.

Electric transport system (TS1, TS2), comprising: - at least one energy supply section ( 1 . 2 . 3 . 4 ) with a lane-bound, multi-pole power supply system ( 30 . 40 . 71 ), in particular an overhead line system, - DC power supply connections at the individual power supply sections ( 1 . 2 . 3 . 4 ) for the supply of electrically operated road vehicles ( 800 . 900 ) with electrical energy, - switching devices ( 210 . 220 . 230 . 240 ) at the DC power supply terminals, with which the polarity applied to the DC power supply terminals is controllable, - a polarity control device ( 101 ), which is set up, the switching devices ( 210 . 220 . 230 . 240 ) of individual energy supply sections ( 1 . 2 . 3 . 4 ) in such a way that the polarity of individual energy supply sections ( 1 . 2 . 3 . 4 ) is changed at predetermined time intervals.

An electric transport system (TS1, TS2) according to claim 12, wherein said polarity control means is arranged to connect adjacent power supply sections (TS1, TS2). 1 . 2 . 3 . 4 ) Such that they are supplied with DC with a different polarity.

Electric transport system (TS1, TS2) according to claim 12 or 13, comprising a plurality of substations ( 110 . 120 . 130 . 140 ), wherein in each case a part of the plurality of substations ( 110 . 120 . 130 . 140 ) a power supply section ( 1 . 2 . 3 . 4 ) assigned.

Electric transport system (TS1, TS2) according to one of claims 12 to 14, comprising electrically neutral regions ( 51 . 52 . 53 . 61 . 62 . 63 ) between the individual energy supply sections ( 1 . 2 . 3 . 4 ), which are adapted to adjacent power supply section ( 1 . 2 . 3 . 4 ) with different polarities from each other electrically isolate.