DE102018221741B4

DE102018221741B4 - System for electric road vehicles

Info

Publication number: DE102018221741B4
Application number: DE102018221741.6A
Authority: DE
Inventors: Rolf Kunzler; Hardy Naumann
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2018-12-14
Filing date: 2018-12-14
Publication date: 2020-06-25
Anticipated expiration: 2038-12-15
Also published as: DE102018221741A1; CN111319516B; CN111319516A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein System zur Energieversorgung von elektrischen Fahrzeugen, indem die Schutzmaßnahmen vor dem elektrischen Schlag für strombetriebene Fahrzeuge innovativ gelöst wird. Das System ist diesbezüglich als ein TN-C-System, ein TN-S-System und als ein TN-C-S-System ausgestaltet.Es ist vorgesehen, dass ein zusätzlicher zweiter Schutzleiter (22) vorgesehen ist, der parallel zum ersten Schutzleiter (20) geschaltet ist oder die Fahrleitung zwei Betriebsstromleiter (18) umfasst, und zumindest ein Schutzleiter (20) vorgesehen ist und das Fahrzeug (12) über einen ersten Stromabnehmer (14) mit der Fahrleitung und über einen zweiten Stromabnehmer (14) mit dem Schutzleiter (20) verbindbar ist und der zweite Stromabnehmer (14) mit wenigstens einem Potentialausgleich (32) des Fahrzeuges (12) verbunden ist.The invention relates to a system for supplying energy to electric vehicles by innovatively solving the protective measures against electric shock for electric vehicles. In this regard, the system is designed as a TN-C system, a TN-S system and a TN-CS system. It is provided that an additional second protective conductor (22) is provided, which is parallel to the first protective conductor (20 ) is connected or the contact line comprises two operating current conductors (18), and at least one protective conductor (20) is provided and the vehicle (12) has a first current collector (14) with the contact line and a second current collector (14) with the protective conductor ( 20) can be connected and the second current collector (14) is connected to at least one potential equalization (32) of the vehicle (12).

Description

Die Erfindung betrifft ein System zur Stromversorgung von straßengebundenen Fahrzeugen, wobei wenigstens ein elektrischer Verbraucher des straßengebundenen Fahrzeuges über wenigstens einen Stromabnehmer mit einer Fahrleitung eines Spannungsversorgungsnetzes verbindbar ist und die Fahrleitung zwei Betriebsstromleiter umfasst.The invention relates to a system for the power supply of road-bound vehicles, wherein at least one electrical consumer of the road-bound vehicle can be connected to a catenary of a voltage supply network via at least one current collector and the catenary comprises two operating current conductors.

Für den Betrieb von Fahrzeugen an Oberleitungen beziehungsweise die Versorgung von Fahrzeugen mit elektrischer Energie aus Oberleitungen sind Maßnahmen zum Schutz von Personen gegen die Gefahren des elektrischen Stroms notwendig. In der Norm DIN VDE 0100-410 sind dazu grundsätzliche Maßnahmen definiert. Diese bestehen in der Regel aus zwei voneinander unabhängigen Schutzvorkehrungen und teilen sich in einen Basisschutz und in einen Schutz gegen die Auswirkungen von Fehlern in der Anlage oder im Betriebsmittel.For the operation of vehicles on overhead lines or the supply of vehicles with electrical energy from overhead lines, measures to protect people against the dangers of electric current are necessary. In the Standard DIN VDE 0100-410 Basic measures are defined for this. These usually consist of two independent protective measures and are divided into basic protection and protection against the effects of faults in the system or in the equipment.

In der Norm DIN VDE 0140-1 wird die Verwendung der Schutzvorkehrungen in verschiedenen Klassen von elektrischen Betriebsmitteln beschrieben. In der Schutzklasse II wird der Schutz gegen elektrischen Schlag durch doppelte oder verstärkte Isolierung sichergestellt. Durch die hohen Anforderungen an die Isolierung ergeben sich dabei für Fahrzeuge unter anderem durch die leitfähige Karosserie entsprechend hohe Isolationsaufwendungen insbesondere im Bereich des Antriebsstrangs.In the Standard DIN VDE 0140-1 the use of protective measures in different classes of electrical equipment is described. In protection class II, protection against electric shock is ensured by double or reinforced insulation. Due to the high demands on the insulation, correspondingly high insulation expenditures for vehicles, in particular in the area of the drive train, result, among other things, from the conductive body.

Ein alternatives Schutzkonzept wird mit der Schutzklasse I durch das Schutzleitersystem beschrieben. Wesentlich dabei ist, dass neben dem Basisschutz die berührbaren und elektrisch leitfähigen Teile des Betriebsmittels mit dem sogenannten Schutzleiter (PE) verbunden werden. Die Schutzleiterverbindung stellt zunächst sicher, dass die elektrisch leitfähigen Teile der Betriebsmittel einem Potenzialausgleich unterliegen und damit bei gleichzeitiger Berührung von Körpern unterschiedlicher Betriebsmittel durch den Menschen keine gefährliche Berührungsspannung auftreten kann. Kombiniert ist dieser Potenzialausgleich mit einer automatischen Abschalteinrichtung, die im Fehlerfalle (elektrische Verbindung eines spannungsführenden Leiters mit einem leitfähigen Körper eines Betriebsmittels, sogenannter Körperschluss) eine Abschaltung des Betriebsmittels oder Anlagenteils erzwingt, sodass der Fehler nicht dauerhaft ansteht. Die Schutzleiterverbindung muss so bemessen sein, dass die Überstrom- oder Fehlerstromschutzeinrichtung in der geforderten Zeit abschaltet.An alternative protection concept is described with protection class I by the protective conductor system. It is essential that in addition to the basic protection, the touchable and electrically conductive parts of the equipment are connected to the so-called protective conductor (PE). The protective conductor connection first ensures that the electrically conductive parts of the equipment are subject to equipotential bonding and that no dangerous contact voltage can occur when people touch different bodies at the same time. This equipotential bonding is combined with an automatic switch-off device that, in the event of a fault (electrical connection of a live conductor to a conductive body of an item of equipment, so-called body connection), forces the equipment or part of the system to be switched off so that the error does not persist. The protective conductor connection must be dimensioned so that the overcurrent or residual current device switches off in the required time.

Nach der Realisierungsart des Schutzleiters beziehungsweise nach der Art der Erdverbindung des Schutzleiters werden bestimmte Netzformen unterschieden. Im sogenannten TN-C System ist der betriebsstromführende Neutralleiter (N) und der Schutzleiter (PE) physisch in einem gemeinsamen Leiter (PEN) zusammen ausgeführt. Da in diesem Fall sowohl der Betriebsstrom als auch der Fehlerstrom über einen Leiter fließen müssen, ergeben sich besondere Anforderungen. Maßgeblich für die Wirksamkeit der Schutzeinrichtung und das Einhalten der maximal zulässigen Berührungsspannung ist, dass die sogenannte Schleifenimpedanz einen bestimmten Wert nicht überschreitet. Neben der Kontaktierung der Leitung hat der Leitungsquerschnitt wesentlichen Einfluss auf die Schleifenimpedanz.A distinction is made between the type of implementation of the protective conductor and the type of earth connection of the protective conductor. In the so-called TN-C system, the operating current-carrying neutral conductor (N) and the protective conductor (PE) are physically combined in a common conductor (PEN). In this case, since both the operating current and the residual current have to flow through one conductor, there are special requirements. The decisive factor for the effectiveness of the protective device and compliance with the maximum permissible contact voltage is that the so-called loop impedance does not exceed a certain value. In addition to contacting the cable, the cable cross-section has a significant influence on the loop impedance.

Im Falle der Stromverteilung in einem Oberleitungssystem zur Fahrzeugversorgung mit an Masten gebundener Leitungsführung, ergibt sich bei Erhöhung des Leitungsquerschnitts ein besonders hoher Aufwand für die gesamte Übertragung. Das Einhalten einer notwendigen geringen Schleifenimpedanz ist mit einem aus PE und L- kombinierten Leiter als Oberleitung, abhängig von den Betriebsbedingungen, nur sehr schwer bis gar nicht möglich. Ein weiterer erschwerender Umstand ist durch die Betriebserdung des Spannungserzeugers gegeben: Der Spannungsabfall, der sich durch den Strom über den gemeinsamen Rückleiter (PEL-) ergibt, erzeugt gegenüber dem Standort des Fahrzeugs eine Potenzialdifferenz, die vom Menschen im Fehlerfall überbrückt werden kann.In the case of power distribution in a catenary system for vehicle supply with line routing tied to masts, there is a particularly high outlay for the entire transmission if the line cross section is increased. Maintaining the necessary low loop impedance is very difficult if not impossible with a conductor made of PE and L combined as an overhead line, depending on the operating conditions. Another aggravating circumstance is caused by the operational earthing of the voltage generator: The voltage drop that results from the current through the common return conductor (PEL-) creates a potential difference compared to the location of the vehicle, which can be bridged by humans in the event of a fault.

Aus der EP 2 792 530 A1 ist ein System bekannt, bei der Fahrzeuge mit Strom durch Verbinden mit einer Fahrleitung betrieben werden können.From the EP 2 792 530 A1 a system is known in which vehicles can be operated with electricity by connecting to a contact line.

Die gattungsgemäße DE 624 951 A offenbart eine Sicherheitsvorrichtung für Oberleitungsomnibusse. Hierbei ist ein elektrischer Verbraucher des Omnibusses über einen Stromabnehmer mit einer Fahrleitung eines Spannungsversorgungsnetzes verbindbar. Die Fahrleitung umfasst zwei Betriebsstromleiter, von denen ein Betriebsstromleiter gleichzeitig einen Schutzleiter bildet.The generic DE 624 951 A discloses a safety device for trolleybuses. In this case, an electrical consumer of the bus can be connected to a contact line of a voltage supply network via a current collector. The overhead contact line comprises two operating current conductors, of which one operating current conductor simultaneously forms a protective conductor.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein mit weniger Aufwand verbundenes System mit hohem Wirkungsgrad bereitzustellen.The invention has for its object to provide a system with less effort associated with high efficiency.

In einer ersten erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein zusätzlicher zweiter Schutzleiter vorgesehen ist, der parallel zum ersten Schutzleiter geschaltet ist. Vorteilhafterweise wird dadurch der Widerstand reduziert. Vorzugsweise wird die maximal zulässige Berührspannung im Fehlerfall nicht überschritten. Vorteilhafterweise werden die Leistungsverluste im Betriebsfall verringert.In a first embodiment of the invention, it is provided that an additional second protective conductor is provided, which is connected in parallel to the first protective conductor. This advantageously reduces the resistance. The maximum permissible touch voltage is preferably not exceeded in the event of a fault. The power losses during operation are advantageously reduced.

Unter einem straßengebundenen Fahrzeug soll insbesondere ein Lastkraftfahrzeug (LKW), ein Oberleitungsbus (Trolleybus) oder ein Personenkraftfahrzeug (PKW) verstanden werden.A truck (truck), in particular, is supposed to be under a road-bound vehicle Trolleybus (trolleybus) or a passenger car (car) can be understood.

Unter einer Stromversorgung soll insbesondere eine Gleichstromversorgung oder eine Wechselstromversorgung verstanden werden.A power supply is to be understood in particular as a direct current supply or an alternating current supply.

Unter einem elektrischen Verbraucher soll insbesondere ein Elektromotor verstanden werden. Der Elektromotor ist insbesondere in eine Schaltung integriert. Der Elektromotor ist insbesondere an einen Potentialausgleich angeschlossen. Unter einem Potentialausgleich soll insbesondere eine elektrisch leitende Verbindung, welche Potentiale zwischen leitfähigen Körpern innerhalb des Fahrzeugs minimiert, verstanden werden. Die Schaltung umfasst insbesondere einen DC/DC Wandler. Eingang und Ausgang des DC/DC Wandlers sind insbesondere nicht galvanisch getrennt. Der DC/DC Wandler ist insbesondere an einen Potentialausgleich angeschlossen. Die Schaltung umfasst insbesondere einen AC/DC Wandler. Eingang und Ausgang des AC/DC Wandlers sind insbesondere nicht galvanisch getrennt. Der AC/DC Wandler ist insbesondere an einen Potentialausgleich angeschlossen. Die Schaltung umfasst insbesondere einen AC/AC Wandler. Eingang und Ausgang des AC/AC Wandlers sind insbesondere nicht galvanisch getrennt. Der AC/AC Wandler ist insbesondere an einen Potentialausgleich angeschlossen. Die Schaltung umfasst insbesondere einen DC/AC Wandler. Eingang und Ausgang des DC/AC Wandlers sind insbesondere nicht galvanisch getrennt. Der DC/AC Wandler ist insbesondere an einen Potentialausgleich angeschlossen. Die Schaltung umfasst insbesondere einen Fehler-Strom Schutzschalter.An electrical consumer is to be understood in particular as an electric motor. The electric motor is particularly integrated in a circuit. The electric motor is connected in particular to a potential equalization. Potential equalization is to be understood in particular to mean an electrically conductive connection which minimizes potentials between conductive bodies within the vehicle. The circuit particularly includes a DC / DC converter. In particular, the input and output of the DC / DC converter are not galvanically isolated. The DC / DC converter is particularly connected to a potential equalization. The circuit particularly includes an AC / DC converter. In particular, the input and output of the AC / DC converter are not galvanically isolated. The AC / DC converter is particularly connected to a potential equalization. The circuit particularly includes an AC / AC converter. In particular, the input and output of the AC / AC converter are not galvanically isolated. The AC / AC converter is particularly connected to a potential equalization. The circuit particularly includes a DC / AC converter. In particular, the input and output of the DC / AC converter are not electrically isolated. The DC / AC converter is particularly connected to a potential equalization. The circuit particularly includes a fault current circuit breaker.

Unter einem Stromabnehmer soll insbesondere eine Vorrichtung zur elektrischen Verbindung zwischen der Fahrleitung und dem elektrischen Verbraucher des straßengebundenen Fahrzeugs verstanden werden. Insbesondere ist unter einem Stromabnehmer ein Panthograf zu verstehen.A pantograph is to be understood in particular as a device for the electrical connection between the contact line and the electrical consumer of the road-bound vehicle. A pantograph is to be understood in particular as a pantograph.

Unter einem Spannungsversorgungsnetz soll insbesondere ein System, umfassend wenigstens zwei Betriebsstromleiter, wenigstens einen Schutzleiter und wenigstens ein Unterwerk, verstanden werden. Das Unterwerk ist mit der Fahrleitung zur Einspeisung der Versorgungsspannung verbunden. Das Unterwerk umfasst insbesondere wenigstens eine Betriebserdung, die zu einer Erdung des Schutzleiters vorgesehen ist. Das Unterwerk umfasst insbesondere eine Überstrom-Schutzeinrichtung, welche insbesondere zum Schutz des positiv Potential führenden Betriebsstromleiters vorgesehen ist. Das Unterwerk umfasst insbesondere zumindest einen Gleichrichter oder Wechselrichter an den die beiden Betriebsstromleiter angeschlossen sind. Der Gleichrichter oder Wechselrichter ist insbesondere an eine Energieerzeugungsquelle oder an ein Energiespeichermedium angeschlossen.A voltage supply network is to be understood in particular to mean a system comprising at least two operating current conductors, at least one protective conductor and at least one substation. The substation is connected to the catenary to feed the supply voltage. The substation in particular comprises at least one operational earthing, which is provided for earthing the protective conductor. The substation includes, in particular, an overcurrent protection device, which is provided in particular to protect the operating current conductor carrying positive potential. The substation includes in particular at least one rectifier or inverter to which the two operating current conductors are connected. The rectifier or inverter is connected in particular to an energy generation source or to an energy storage medium.

Unter einem Betriebsstromleiter soll insbesondere ein positives oder negatives Potential führenden Leiter, an welchem eine Gleichspannung anliegt, verstanden werden. Unter einem Schutzleiter soll insbesondere ein Leiter zu einem Schutz gegen elektrischen Schlag aus der Schutzklasse I verstanden werden. Insbesondere ist der Schutzleiter zu einem Schutz von Personen gegen die Gefahren des elektrischen Stroms vorgesehen. Insbesondere ist der Schutz zur Erhöhung der Lebensdauer der elektrischen Bauteile vorgesehen. Der Schutzleiter ist insbesondere an einen Potentialausgleich innerhalb des Fahrzeugs angeschlossen.An operating current conductor should in particular be understood to mean a conductor carrying a positive or negative potential, to which a direct voltage is applied. A protective conductor is to be understood in particular as a conductor for protection against electric shock from protection class I. In particular, the protective conductor is provided to protect people against the dangers of electric current. In particular, protection is provided to increase the service life of the electrical components. The protective conductor is connected in particular to a potential equalization within the vehicle.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Fahrleitung eine an Masten geführte Oberleitung ist. Vorteilhafterweise werden dadurch die Herstellungskosten und der Montageaufwand verringert. Vorteilhafterweise wird dadurch eine erhöhte Betriebssicherheit gewährleistet.In a preferred embodiment of the invention it is provided that the overhead line is an overhead line guided on masts. This advantageously reduces the manufacturing costs and the assembly effort. This advantageously ensures increased operational reliability.

Unter einem Mast soll insbesondere ein Freileitungsmast für die Aufhängung von der Fahrleitung und/oder Schutzleitung verstanden werden.A mast should in particular be understood to mean an overhead line mast for the suspension of the overhead line and / or protective line.

Unter einer an Masten geführte Oberleitung sollen insbesondere mehrere Masten verstanden werden, an denen wenigstens zwei Betriebsstromleiter über der Fahrbahn befestigt sind.An overhead line guided on masts should in particular be understood to mean a plurality of masts to which at least two operating current conductors are attached above the roadway.

Bevorzugt wird in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass der zweite Schutzleiter parallel zu einer Fahrtrichtung und in oder auf einer Fahrbahn für das Fahrzeug verläuft. Vorteilhafterweise werden dadurch eine erhöhte Betriebssicherheit gewährleistet und die Leistungsverluste im Betriebsfall verringert.It is preferably provided in a further embodiment of the invention that the second protective conductor runs parallel to a direction of travel and in or on a roadway for the vehicle. This advantageously ensures increased operational reliability and reduces power losses in the event of an operation.

Unter in einer Fahrbahn soll insbesondere in dem Erdreich der Fahrbahn verstanden werden. Unter auf einer Fahrbahn soll insbesondere auf einer Oberfläche der Fahrbahn oder ein äußerer Randbereich der Fahrbahn zu der Erdatmosphäre verstanden werden.In a carriageway should be understood in particular in the ground of the carriageway. On a roadway should be understood in particular on a surface of the roadway or an outer edge area of the roadway to the earth's atmosphere.

In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der zweite Schutzleiter mit dem ersten Schutzleiter über einen Mast verbunden ist. Vorzugsweise besteht der Mast aus elektrisch leitfähigem Material und ist insbesondere zu einer Führung der Betriebsstromleiter vorgesehen. Insbesondere ist der Mast als Schutzleiter zu einer Verbindung von dem ersten mit dem zweiten Schutzleiter vorgesehen. Bevorzugt ist der zweite Schutzleiter entlang des Masts geführt und über eine direkte elektrische Verbindung mit dem ersten Schutzleiter verbunden. Vorteilhafterweise werden dadurch eine erhöhte Betriebssicherheit gewährleistet und die Leistungsverluste im Betriebsfall verringert.In a further preferred embodiment of the invention it is provided that the second protective conductor is connected to the first protective conductor via a mast. The mast preferably consists of electrically conductive material and is in particular provided for guiding the operating current conductors. In particular, the mast is provided as a protective conductor for a connection from the first to the second protective conductor. The second protective conductor is preferably guided along the mast and via a direct electrical connection to the first protective conductor connected. This advantageously ensures increased operational reliability and reduces power losses in the event of an operation.

In vorzugsweiser Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der zweite Schutzleiter und der erste Schutzleiter zumindest in einem Teilbereich identisch zueinander ausgebildet sind. Vorteilhafterweise wird dadurch eine kompakte Bauweise gewährleistet.In a preferred embodiment of the invention, it is provided that the second protective conductor and the first protective conductor are identical to one another at least in a partial area. This advantageously ensures a compact design.

Unter identisch zueinander ausgebildet soll insbesondere verstanden werden, dass die beiden Leiter den gleichen Querschnitt aufweisen, insbesondere die gleichen Materialen und insbesondere zu einem Leiter zusammengeführt sind.Identical to one another is to be understood in particular to mean that the two conductors have the same cross section, in particular the same materials, and in particular are combined to form one conductor.

In einer zweiten erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist vorgesehen, dass zumindest ein Schutzleiter vorgesehen ist, und das Fahrzeug über einen ersten Stromabnehmer mit einer Fahrleitung und über einen zweiten Stromabnehmer mit dem Schutzleiter verbindbar ist und der zweite Stromabnehmer mit wenigstens einem Potentialausgleichanschluss des Fahrzeuges verbunden ist. Vorteilhafterweise werden dadurch eine erhöhte Betriebssicherheit gewährleistet und die Leistungsverluste im Betriebsfall verringert.In a second embodiment according to the invention it is provided that at least one protective conductor is provided, the vehicle can be connected to a contact line via a first current collector and to the protective conductor via a second current collector, and the second current collector is connected to at least one potential equalization connection of the vehicle. This advantageously ensures increased operational reliability and reduces power losses in the event of an operation.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der Schutzleiter oberhalb des Fahrzeugs verläuft. Vorteilhafterweise wird dadurch die Betriebssicherheit erhöht.In a further preferred embodiment of the invention it is proposed that the protective conductor runs above the vehicle. This advantageously increases operational reliability.

Unter oberhalb soll insbesondere verstanden werden, dass der Schutzleiter an einem Mast geführt wird.Above is to be understood in particular to mean that the protective conductor is guided on a mast.

Bevorzugt wird in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, dass ein straßengebundenes Fahrzeug mit wenigstens einem mit Strom betreibbaren Verbraucher, der die Stromversorgung über eine Fahrleitung erhält, mit wenigstens einem ersten Stromabnehmer zur Verbindung mit Betriebsstromleiter der Fahrleitung, und mit einem zweiten Stromabnehmer, der mit einem Potentialausgleichanschluss des Fahrzeuges in Verbindung steht und der mit einem Schutzleiter der Stromversorgung kontaktierbar ist. Vorteilhafterweise werden dadurch die Leistungsverluste im Betriebsfall verringert und die Betriebssicherheit erhöht.It is preferably proposed in a further embodiment of the invention that a road-bound vehicle with at least one current-operated consumer, which receives the power supply via a catenary, with at least one first pantograph for connection to the operational current conductor of the catenary, and with a second pantograph connected to is connected to a potential equalization connection of the vehicle and which can be contacted with a protective conductor of the power supply. This advantageously reduces the power losses in the operating case and increases operational reliability.

Die verschiedenen in dieser Anmeldung genannten Ausführungsformen der Erfindung sind, sofern im Einzelfall nicht anders ausgeführt, mit Vorteil miteinander kombinierbar.Unless otherwise stated in the individual case, the various embodiments of the invention mentioned in this application can advantageously be combined with one another.

Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

1 erste Ausführungsvariante von einem System für elektrische Fahrzeuge
2 zweite Ausführungsvariante von einem System für elektrische Fahrzeuge
3 dritte Ausführungsvariante von einem System für elektrische Fahrzeuge

The invention is explained below in exemplary embodiments with reference to the accompanying drawings. Show it:

1 first variant of a system for electric vehicles
2nd second variant of a system for electric vehicles
3rd third variant of a system for electric vehicles

1 zeigt eine erste Ausführungsvariante von einem System für elektrische Fahrzeuge. Das System umfasst ein Unterwerk 38 mit einem Gleichrichter 44 und eine Überstrom-Schutzeinrichtung 42, welche dem positiven Betriebsstromleiter 18 zugeordnet ist. Die erste Ausführungsvariante entspricht einem TN-C-System, bei welchem der negativ Betriebsstromleiter 18 (Neutralleiter) in wenigstens einem Teilbereich identisch zu dem ersten Schutzleiter 20 ausgebildet ist. Neben dem ersten Schutzleiter 20 verläuft ein zweiter Schutzleiter 22 parallel zu der Fahrtrichtung 28 in dem Erdreich der Fahrbahn 30. Der zweite Schutzleiter 22 ist insbesondere isoliert um Streuströme in das Erdreich zu vermeiden. Der erste Schutzleiter 20 und der zweite Schutzleiter 22 sind zumindest in dem Unterwerk 38 zusammengeführt und sind an eine Betriebserdung 40 angeschlossen. Weiterhin umfasst die erste Ausführungsvariante ein straßengebundenes Fahrzeug 12, welches über zwei Stromabnehmer 14 an den ersten Schutzleiter 20 und negativ geladenen Betriebsstromleiter 18, sowie den positiven Betriebsstromleiter 18 angeschlossen ist. Innerhalb des Fahrzeugs 12 wird die Spannung über den DC/DC Wandler 34 in die benötigte Spannung des elektrischen Verbrauchers 10 transformiert. Zudem umfasst das Fahrzeug 12 drei Potentialausgleiche 32, wobei ein Potentialausgleich 32 direkt neben einem Stromaufnehmer 16 angeordnet ist, welcher insbesondere zusätzlich isoliert ist. Ein weiterer Potentialausgleich 32 ist neben dem DC/DC Wandler 34 angeordnet. Der dritte Potentialausgleich 32 ist neben dem elektrischen Verbraucher 10 angeordnet. 1 shows a first embodiment of a system for electric vehicles. The system includes a substation 38 with a rectifier 44 and an overcurrent protection device 42 which is the positive operating current conductor 18th assigned. The first variant corresponds to a TN-C system in which the negative operating current conductor 18th (Neutral conductor) identical to the first protective conductor in at least one partial area 20 is trained. In addition to the first protective conductor 20 a second protective conductor runs 22 parallel to the direction of travel 28 in the ground of the road 30th . The second protective conductor 22 is particularly isolated to avoid stray currents in the ground. The first protective conductor 20 and the second protective conductor 22 are at least in the substation 38 merged and are at an operational ground 40 connected. The first variant also includes a road-bound vehicle 12th which has two pantographs 14 to the first protective conductor 20 and negatively charged operating current conductor 18th , as well as the positive operating current conductor 18th connected. Inside the vehicle 12th the voltage across the DC / DC converter 34 in the required voltage of the electrical consumer 10 transformed. The vehicle also includes 12th three equipotential bonding 32 , with equipotential bonding 32 right next to a current collector 16 is arranged, which is in particular additionally isolated. Another potential equalization 32 is next to the DC / DC converter 34 arranged. The third equipotential bonding 32 is next to the electrical consumer 10 arranged.

2 zeigt die zweite Ausführungsvariante von einem System für elektrische Fahrzeuge. Das System umfasst ein Unterwerk 38 mit einem Gleichrichter 44 und einer Überstrom-Schutzeinrichtung 42, welche dem positiven Gleichspannungs-Betriebsstromleiter 18 zugeordnet ist. Die zweite Ausführungsvariante entspricht einem TN-S-System, bei welchem der positiv Betriebsstromleiter 18, der negativ Betriebsstromleiter 18 und der Schutzleiter 20 getrennt voneinander angeordnet sind. In dieser Ausführungsvariante kommt nur ein Schutzleiter 20 zum Einsatz, welcher im Unterwerk an den negativen Betriebsstromleiter 18 und an die Betriebserdung 40 angeschlossen ist. Weiterhin umfasst die zweite Ausführungsvariante ein straßengebundenes Fahrzeug 12, welches über drei Stromabnehmer 14 jeweils an den ersten Schutzleiter 20, an den negativen Betriebsstromleiter 18, sowie den positiven Betriebsstromleiter 18 angeschlossen ist. Innerhalb des Fahrzeugs 12 wird die Spannung über den DC/DC Wandler 34 in die benötigte Spannung des elektrischen Verbrauchers 10 transformiert. Zudem umfasst das Fahrzeug 12 drei Potentialausgleiche 32, wobei ein Potentialausgleich 32 innerhalb des Fahrzeugs hinter dem Anschluss des Schutzleiters 20 über den Stromabnehmer 14 angeordnet ist. Dieser Potentialausgleich steht in keiner direkten elektrischen Verbindung zu den weiteren Komponenten 16, 34, 10. Der zweite Potentialausgleich 32 ist direkt neben dem DC/DC Wandler 34 angeordnet. Der dritte Potentialausgleich 32 ist direkt neben dem elektrischen Verbraucher 10 angeordnet. Die Stromabnehmer 14 für den negativen Betriebsstromleiter 18 sowie den positiven Betriebsstromleiter 18 sind direkt mit dem Stromaufnehmer 16 verbunden, welcher wiederum direkt mit dem DC/DC Wandler 34 und dem elektrischen Verbraucher 10 verbunden ist. Der Stromaufnehmer 16 ist isoliert und umfasst insbesondere einen Fehler-Strom Schutzschalter 36. 2nd shows the second embodiment of a system for electric vehicles. The system includes a substation 38 with a rectifier 44 and an overcurrent protection device 42 which is the positive direct voltage operating current conductor 18th assigned. The second variant corresponds to a TN-S system in which the positive operating current conductor 18th , the negative operating current conductor 18th and the protective conductor 20 are arranged separately from each other. In this variant only one protective conductor comes 20 to be used, which is connected to the negative operating current conductor in the substation 18th and to the company ground 40 connected. The second variant also includes a road-bound vehicle 12th which has three pantographs 14 to the first protective conductor 20 , to the negative operating current conductor 18th , as well as the positive operating current conductor 18th connected. Inside the vehicle 12th the voltage across the DC / DC converter 34 in the required voltage of the electrical consumer 10 transformed. The vehicle also includes 12th three equipotential bonding 32 , with equipotential bonding 32 inside the vehicle behind the connection of the protective conductor 20 about the pantograph 14 is arranged. This equipotential bonding has no direct electrical connection to the other components 16 , 34 , 10 . The second equipotential bonding 32 is right next to the DC / DC converter 34 arranged. The third equipotential bonding 32 is right next to the electrical consumer 10 arranged. The pantograph 14 for the negative operating current conductor 18th as well as the positive operating current conductor 18th are directly with the current collector 16 connected, which in turn is directly connected to the DC / DC converter 34 and the electrical consumer 10 connected is. The current collector 16 is isolated and especially includes a fault current circuit breaker 36 .

3 zeigt eine dritte Ausführungsvariante von einem System für elektrische Fahrzeuge. Das System umfasst ein Unterwerk 38 mit einem Gleichrichter 44 und einer Überstrom-Schutzeinrichtung 42, welche dem positiven Gleichspannungs-Betriebsstromleiter 18 zugeordnet ist. Die dritte Ausführungsvariante entspricht einem TN-C-S-System, bei welchem der negative Betriebsstromleiter 18 in wenigstens einem Teilbereich identisch zu dem ersten Schutzleiter 20 ausgebildet ist. Neben dem ersten Schutzleiter 20 verläuft ein zweiter Schutzleiter 22 parallel zu der Fahrtrichtung 28 in dem Erdreich der Fahrbahn 30. Der zweite Schutzleiter 22 ist insbesondere isoliert um Streuströme in das Erdreich zu vermeiden. Der erste Schutzleiter 20 und zweite Schutzleiter 22 sind zumindest in dem Unterwerk 38 zusammengeführt und sind an eine Betriebserdung 40 angeschlossen. Weiterhin umfasst die dritte Ausführungsvariante ein straßengebundenes Fahrzeug 12, welches über zwei Stromabnehmer 14 an den ersten Schutzleiter 20 und negativen Betriebsstromleiter 18, sowie den positiven Betriebsstromleiter 18 angeschlossen ist. Innerhalb des Fahrzeugs 12 wird die Spannung über den DC/DC Wandler 34 in die benötigte Spannung des elektrischen Verbrauchers 10 transformiert. Zudem umfasst das Fahrzeug 12 zwei Potentialausgleiche 32, wobei ein Potentialausgleich 32 direkt neben dem DC/DC Wandler 34 und ein Potentialausgleich 32 direkt neben dem elektrischen Verbraucher 10 angeordnet ist. Der Stromaufnehmer 16 umfasst insbesondere einen Fehler-Strom Schutzschalter 36. 3rd shows a third embodiment of a system for electric vehicles. The system includes a substation 38 with a rectifier 44 and an overcurrent protection device 42 which is the positive direct voltage operating current conductor 18th assigned. The third variant corresponds to a TN-CS system in which the negative operating current conductor 18th identical to the first protective conductor in at least one partial area 20 is trained. In addition to the first protective conductor 20 a second protective conductor runs 22 parallel to the direction of travel 28 in the ground of the road 30th . The second protective conductor 22 is particularly isolated to avoid stray currents in the ground. The first protective conductor 20 and second protective conductor 22 are at least in the substation 38 merged and are at an operational ground 40 connected. The third variant also includes a road-bound vehicle 12th which has two pantographs 14 to the first protective conductor 20 and negative operating current conductor 18th , as well as the positive operating current conductor 18th connected. Inside the vehicle 12th the voltage across the DC / DC converter 34 in the required voltage of the electrical consumer 10 transformed. The vehicle also includes 12th two equipotential bonding 32 , with equipotential bonding 32 right next to the DC / DC converter 34 and equipotential bonding 32 right next to the electrical consumer 10 is arranged. The current collector 16 especially includes a fault current circuit breaker 36 .

Claims

System for the power supply of road-bound vehicles (12), wherein at least one electrical consumer (10) of the road-bound vehicle (12) can be connected to a contact line of a voltage supply network via at least one current collector (14) and the contact line comprises two operating current conductors (18), one of which an operating current conductor (18) simultaneously forms a first protective conductor (20), characterized in that an additional second protective conductor (22) is provided which is connected in parallel to the first protective conductor (20).

System according to Claim 1 , characterized in that the overhead contact line is an overhead line guided on masts (26).

System according to one of the preceding claims, characterized in that the second protective conductor (22) runs parallel to a direction of travel (28) in or on a roadway (30) for the vehicle (12).

System according to one of the preceding claims, characterized in that the second protective conductor (22) is electrically conductively connected to the first protective conductor (20) via the masts (26) of the overhead line.

System according to one of the preceding claims, characterized in that the second protective conductor (22) and the first protective conductor (20) are identical to one another at least in a partial region.

System for the power supply of road-bound vehicles (12), wherein at least one electrical consumer (10) of the road-bound vehicle (12) can be connected to an overhead line of a voltage supply network via at least one first current collector (14), the overhead line comprising two operating current conductors (18), characterized in that at least one protective conductor (20) is provided and the vehicle (12) can be connected to the overhead line via a first current collector (14) and to the protective conductor (20) via a second current collector (14) and the second current collector (14 ) is connected to at least one potential equalization (32) of the vehicle (12).

System according to Claim 6 , characterized in that the protective conductor (20) runs above the vehicle (12).

Road-bound vehicle (12) with at least one current-operated consumer, which receives the power supply via an overhead line, with at least a first current collector (14) for connection to the operating current conductor (18) of the overhead line, characterized by a second current collector (14), the is connected to a potential equalization (32) of the vehicle (12) and which can be contacted with a protective conductor (20) of the power supply.