DE1905996C3 - Erdungsanordnung für die Stromkreise eines elektrischen Triebfahrzeuges - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Erdungsanordnung für die Stromkreise eines elektrischen Triebfahrzeuges, bei welchem der Starkstromkreis über eine Rückleitungssammelschiene und Achskontakte geerdet ist, während eine Kleinspannungsanlage, die eine Fahrzeugbatterie enthält, an der Fahrzeugmasse geerdet ist, und bei welchem im Bremsbetrieb mittels eines Hauptstromschaltwerkes und/oder eines Ersatzbremsschalters eine galvanische Verbindung zwischen dem Starkstromkreis und der Kleinspannungsanlage hersteilbar ist.

In neuzeitlichen Triebfahrzeugen verwendet man immer eine Kleinspannungsanlage, welche zur Speisung der Hilfsstromverbraucher dient. Es sind dieses die Signalanlage, die Türbetätigungseinrichtungen, die Lautsprecheranlage und Teile der Lichtstromkreise, wie beispielsweise die Notbeleuchtung, Scheinwerferlampen und Fahrtrichtungslampen. Die Fahrmotoren, die Heizeinrichtung und die Wagenbeleuchtung werden aus der Oberleitung gespeist. Außerdem gibt es Anlageteile, wie beispielsweise die Schienenbremseinrichtung, welehe in bekannter Weise sowohl aus der Oberleitung als auch aus der Kleinspannungsanlage gespeist werden können. Bei generatorischer Abbremsung der Fahrmotoren werden die Motorfeldwicklungen aus der Kleinspannungsanlage in bekannter Weise vorerregt. Zudem sind oft Bremssolenoide vorhanden, welche aus der generatorischen Bremsspannung und aus der Kleinspannungsanlage gespeist werden. Es gibt verschiedene Möglichkeiten, den Strom der Fahrmotoren und den der übrigen Stromkreise von der Oberleitung bzw. dem Fahrdraht zur Bahnerde (Fahrschienen) zu leiten. Man unterscheidet hier zwischen den Rückleitungen, die betriebsmäßig Strom führen und den Erdungsleitungen, die nur bei Auftreten einer Störung bzw. eines Defektes einen Strom führen.

Es ist bekannt, die an einer Sammelschiene zusammengeführten Rückleitungen von Fahrmotor- und Nebenverbraucherstromkreisen und die Erdungsleitungen der einzelnen Geräte, ebenfalls zu einer Sammelschiene zusammengefaßt, mit der Fahrzeugerde, identisch mit den Metallteilen der Fahrzeugmasse, zu verbinden (z.B. »Verkehr und Technik«, 1959, S. 179 bis Ϊ86). Hierbei übernehmen die Metallteile bzw. die Fahrzeugmasse unter Anordnung eventueller Überbrückungsleitungen und die Achslager die Rückführung des Betriebsstromes und des eventuell auftretenden Fehlerstromes zur Bahnerde (Fahrschienen). Bei galvanischer Verbindung der Oberleitungsspannung mit einer Kleinspannungsanlage wird der Strom dieser Kleinspannungsanlage ausschließlich über Leitungen bzw. Metallteile der Fahrzeugmasse geführt.

Bei der eingangs genannten bekannten Erdungsanordnung werden die Riickleitungen der aus der Oberleitung gespeisten Fahrmotoren und Geräte zu einer Rückleitungssammelschiene zusammengefaßt, welche über bekannte Erdungskontakte beispielsweise nach DBP 1 259 373 direkt mit der Bahnerde verbunden ist. Wenn die Verbindung von der Rückleitungssammelschiene zum Erdungskontakt nicht für die Betriebsspannung isoliert zu erstellen ist, muß eine Parallelverbindung über die Fahrzeugmasse — Achslager — Bahnerde erhalten bleiben. Die Rückleitungsammelschiene und die Fahrzeugmasse sind dann direkt oder über einen Widerstand miteinander zu verbinden (z. B. »Elektrische Bahnen« 1954, S. 226 bis 229). Dieser Erdungswiderstand muß im Gefahrfall den gesamten Fehlerstrom führen können. Bei dieser Anordnung wird die Rückleitung zwischen der Rückleitungssammelschiene zu dem Erdungskontakt gleichzeitig Erdungsleitung. Die vorstehend beschriebene Anordnung besitzt aber den Nachteil, daß ein Teil des Fahrstromes und bei galvanischer Verbindung der aus der Oberleitung gespeisten Betriebsanlage mit der Kleinspannungsanlage und Bei Einbau eines Erdungswiderstandes auch ein Teil des Stromes aus der Kleinspannungsanlage bzw. aus der Fahrzeugbatterie über die Achslager fließt.

Die bestehenden Vorschriften erlauben eine völlige Trennung der Erdungsleitungen von den Rückleitungen. Von der Rückleitungsammelschiene fließt der Strom nur über isolierte Leitungen und über Erdungskontakte zu den Fahrzeugachsen und damit zur Bahnerde. Erdungsleitungen von der Fahrzeugmasse zur Bahnerde über die Achslager bewirken eine sichere Ableitung eines etwa auftretenden Fehlerstromes. Diese Schaltungsart ermöglicht es, alle Achsen zur Schutzerdung und nur so viele Achsen wie erforderlich zur Rückleitung heranzuziehen. Bei einer galvanischen Verbindung der Kleinspannungsanlage mit einer Anlage höherer Spannung fließt der aus der Kleinspannungsanlage bzw. der Fahrzeugbatterie entnommene Strom von der Rückleitungssammelschiene über die Erdungskontakte an den Fahrzeugachsen und durch die Achslager zur Fahrzeugmasse, an welcher die Fahrzeugbatterie geerdet ist. Das ist aber von Nachteil, weil der die Achslager durchfließende Strom im Laufe der Zeit Korrosionserscheinungen in den Achslagern hervorruft, die zu einer vorzeitigen Abnutzung derselben führen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei der eingangs genannten Erdungsanordnung zu verhindern, daß durch das Vorhandensein von Anlageteilen, in denen eine galvanische Verbindung zwischen der hohen Spannung und der Kleinspannung besteht, die Achslager von einem Batteriestrom durchflossen werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in dem Hauptstromschaitwerk und/oder in dem Ersatzbremsschalter ein zusätzliches Schaltelement angeordnet ist, welches auf allen Bremsstellungen eine leitende Verbindlung zwischen der Rückleitungssammelschiene und der Fahrzeugmasse herstellt. Dieses Schaltelement überbrückt somit auf allen Bremsstu-

fen die zwischen der Rückleitungssammelschiene über die Erdungskontakte zur Bahnerde und von dieser über die Achslager zu der Fahrzeugmasse bestehende Stromleitung.

Die Vorteile dieses Schaltelementes gegenüber dem an sich bekannten Erdungswiderstand /wischen der Rückleitungssammelschiene und der Fahrzeugmasse sind folgende:

Sofern bei Revisionen gleichzeitig die Batterie ausgebaut wird und die Erdungskontakte von den Fahrzeugachsen abgehoben werden, ein Nebenverbraucherstromkreis aber während dieser Zeit an der Fahrdrahtspannung liegt und zufällig im Fahrschalter eine Bremsschaltung hergestellt ist, würde der nicht geerdete Pol der Kleinspannungsanlage die Fahrdrahtspannung annehmen. Dieses wird aber auf jeden Fall durch das auf allen Bremsstufen geschlossene Schaltelement verhindert. Demgegenüber ist der an sich bekannte Erdungswiderstand bzw. Schutzwiderstand zwischen der Rückleitungssammelschiene und der Fahrzeugmasse, dessen Widerstandswert in Übereinstimmung mit der einstellbaren Auslösestromstärke des Fahrzeugautomaten sein müßte, nicht in der Lage, die vorerwähnte Unzulänglichkeit zu beseitigen, da man damit rechnen muß, daß der Erdungswiderstand während der Überprüfung des Isolationswiderstandes abgetrennt wird. Im übrigen kann der erwähnte Erdungswiderstand den Zweigstrom im Kleinspannungssystem von der Rückleiiungssammelschiene zu der mit der Fahrzeugmasse verbundenen Sammelschiene der Kleinspannungsanlage über die Achslager nicht beseitigen. Die Anwendung eines auf allen Bremsstufen geschlossenen Schaltelement zur Verbindung der Rückleitungssammelschiene mit der Fahrzeugmasse schließt den Stromkreis der Kleinspannungsanlage so, daß dieser Strom nicht über die Erdungskontakte und Achslager fließen kann.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines Ersatzschaltbildes erläutert:

Die Verbraucher V, d. h. die HilfsStromkreise Heizung und Beleuchtung sowie die Fahrmotoren werden aus der Oberleitung 1 gespeist und sind mit ihrem anderen Pol an die Rückleitungssammelschiene 2 angeschlossen. Von hier fließt der Rückleiiungsstrom über Erdungskontakte 6 und über die Fahrzeugräder 3 in die Bahnerde ß(Fahrschienen).

Mit 4 sind die Achslager bezeichnet. Der aus den beiden Fahrmotoren MX, E\ und Λ-/2, £2 über den Bremsregelwiderstand R und Festwiderstand Ro gebildete Bremskreis liegt mit seinem einen Ende ebenfalls an der Rückleitungssammelschiene 2. Mit F ist die Fahrzeugmasse bezeichnet. Mit 7 sind Bremssolenoide bezeichnet, welche bei generatorischer Bremsung aus dem Festwiderstand Ro erregt werden, jedoch in bekannter Weise über den Schafter a2 auch aus einer Fahrzeugbatterie 5 erregt werden können. Wie das Ersatzschaltbild zeigt, liegen die Bremssolenoide mil ihrem Minuspol an der Fahrzeugmasse, an welche auch die übrigen mit Batteriespannung gespeisten Verbraucher mit ihren Rückleitungen angeschlossen sind. .i3 ist ein nur auf den Bremsstufen wirksamer Schalter, welcher zu Vorerregung der Fahrmotoren beim Bremsen dient. Die Erdungsleitungen 8 der mit hoher Spannung gespeisten Verbraucher sind ebenfalls mit der Fahrzeugmasse verbunden.

Mit a\ ist ein im nicht näher dargestellten Hauptstromschaltwerk und/oder Ersatzbremsschalter angeordnetes zusätzliches Schaltelement bezeichnel. welches auf allen Bremsstufen geschlossen ist und im geschlossenen Zustand die Rückleitungssammelschiene 2 mit der Fahrzeugmasse F verbindet, demzufolge der Rückstrom zu der Fahrzeugbatterie nicht über die Achslager fließen kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Erdungsanordnung für die Stromkreise eines elektrischen Triebfahrzeuges, bei welchem der Starkstromkreis über eine Rückleitungssammelschiene und Achskontakte geerdet ist, während eine Kleinspannungsanlage, die eine Fahrzeugbatterie enthält, an der Fahrzeugmasse geerdet ist, und bei welchem im Bremsbetrieb mittels eines Haupt-Stromschaltwerkes und/oder eines Ersatzbremsschalters eine galvanische Verbindung zwischen dem Starkstromkreis und der Kleinspannungsanlage herstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Hauptstromschaitwerk und/oder indem Ersatzbremsschalter ein zusätzliches Schaltelement (al) angeordnet ist, welches auf allen Bremsstellungen eine leitende Verbindung zwischen der Rückleitungssammelschiene (2) und der Fahrzeugmasse (F) herstellt.