DE1922533C3

DE1922533C3 - Elektrischer Trennstoß fur mit Wechselstrom gespeiste Gleisstrom kreise in Eisenbahnsicherungsanlagen

Info

Publication number: DE1922533C3
Application number: DE19691922533
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dipl.-Ing. 3300 Braunschweig Kampke
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1968-09-20
Filing date: 1969-05-02
Publication date: 1973-11-15
Also published as: DE1922533A1; AT292063B; DE1922533B2; BE736543A; FR2022178A6

Description

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Das Hauptpaient I 265 186 befaßt sich mit einem elektrischen Trennstoß für mit Wechselstrom gespeiste Gleisstromkreise in Eisenbahnsichcrungsanlagen. in denen die zu überwachenden Gleisabschnitte gegeneinander nicht isoliert sind und zur Abschnittsbegrenzung ein Querverbinder vorgesehen ist. der an zwei einander gegenüberliegende oder gegeneinander versetzte Punkte der beiden Schienen des Gleises angeschlossen ist und aus abwechselnd quer bzw. parallel zum Gleis verlaufenden Teilstiicken besteht.

Gemäß den Ansprüchen I und 2 des Hauptpatentes sind die parallel zum Gleis verlaufenden Teilstücke des Querverbinders dicht neben der einen bzw. anderen Schiene angeordnet, so daß zwischen ' der Schiene und dem betreffenden Teilstiick des Querverbinders eine feste induktive Kopplung besteht und zwei nach entgegengesetzten Seiten offene Leiterschleifen gebildet werden und das mittlere senkrechte zum Gleis verlaufende Teilstücke des Querverbinders mit den beiden Schienen in bekannter Weise über je einen Kondensator verbunden sind, durch den die Induktivität der auf der einen bzw. anderen Seite des mittleren Teilstückes liegenden Leiterschleife auf die Frequenz des Gleisstromes des auf der gegenüberliegenden Seite liegenden Gleisabschnittes abgestimmt ist.

In Eisenbahnsicherungsanlagen mit aufeinanderfolgenden Gleisstromkreisen für Speisespannungen unterschiedlicher Frequenzen wird durch diese Verlegung der Querverbinder zusammen mit der Resoranzahstimmung an beiden Abschnittsenden ^war erreicht, daß die Grenzen der einzelnen Gleisstromkreise relativ genau festgelegt sind und aus einem Abschnitt in den angrenzenden Abschnitt nur eine gerinne Spannung als Störspannung übertritt. Insbesondere bei Gleisstromkreisen, bei denen die Länge der quer zum Gleis verlaufenden Teilstücke der Querverbinder im Verhältnis zur Länge der betreffenden Leiterschleife nicht klein ist. können jedoch auch außerhalb des Abschnittes befindliche Achsen die Spannung am Gleisstromkreis dieses Abschnittes noch beeinflussen. Zahlreiche Versuche haben «e/eiut, daß die Größe der Beeinflussung abhangig ist von der Beschaffenheit der Nachbarabschnitte. insbesondere von der Abstimmung der \om Querverbinder am einen bzw. anderen Lnde gebildeten und auf Resonanz für den Speisestrom des beireffenden Nachbarabschnittes abgestimmten Leiterv.-hleife. Ist die angrenzende Leiterschleife des Nachbarabsehnüies für die Betriebsfrequenz des betrachteten Abschnittes nämlich kapazitiv verstimmt, dann kann die dafür gedachte Kapazität mit der aus den Schienen und einer aus diesem Abschnitt an den Naehbarabsehnitt heranrollenden Achse einen abgestimmten Resonanzkreis für die Betriebsfrequenz des Nachbarabschnittes bilden. Die überwachte Spannung dieser Betriebsfrequenz kann also durch eine noch außerhalb des Gleisabschnittes befindliche Achse dermaßen stark absinken, daß der Nachbarabschnitt bereits besetzt gemeldet wird.

Die Aufgabe der Erfindung ist es. solche unerwünschten Effekte zu vermeiden. Erfindimgsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß an Stelle des Kondensators eine aus einer Parallelschaltung eines Serienresonanzkreises mit einer Kapazität bestehende Abstimmeinheit \orgesehen ist, weiche die betreffende Leiterschleife zusätzlich auf eine zweite Frequenz abstimmt, die gleich oder größer als die Betriebsfrequenz des angrenzenden Gleisabschnittes ist. Dadurch wird erreicht, daß diese Leiterschleife für die Betriebsfrequenz des angrenzenden Gleisabschnittes zwar ohmisch b/w. induktiv, nicht aber kapazitiv verstimmt ist. so daß sich keine sturende Resonanzstelle beim Bewegen von Achsen außerhalb ties Gleisabschnittes bilden kann. In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann in Serie zur Absiimmeinheit eine stetig einstellbare Induktivität geschaltet sein, mit Hilfe der die Induktivität der am Gleis verlegten Leiterschleife gegebenenfalls korrigiert werden kann.

An Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels wird die Erfindung nachstehend näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 einen elektrischen Trennstoß für aneinandergrenzende Gleisabschnitte nach einer im Hauptpatent beschriebenen Ausführungsform,

Fig. 2 Diagramme für die überwachte Gleisspannung beim Herannahen einer Achse an den Gleisabschnitt,

Fig. 3 drei aufeinanderfolgende elektrische Trennstöße mit den erfindungsgemäßen Abstimmeinheiten,

¹I

1 ig. 4 vier Diagramme für die ResonanzwidersianJe jedes aus Leiterschleife und Absnmmeinheit gebildeten Resonanzkreise^ and

I ig. 5 eine mögliche Ausführungsform fur Abstimmeinheitcn.

iur in der Erläuterung und in der Zeiehnun» K.hnebene Einrichtungen, die schon im Haupf-,-.:!JiH beschrieben wurden, werden dieselben Bezuüs-.\ .!..H verwendet.

iVr in Fig. ι dargestellte elektrische TrennstoB I,,: /\«-ei aneinandergren/ende Gleisabschnitte Λ i. ,'. Y. die gegeneinander nicht isoliert sind, so!! [·. :n Herannahen einer Achse ,1 um links an diesen Ί nnstoß beobachtet werden. Hierzu dienen die in I:-.: dargestellten Diagramme der überwachten s .,nnung U am Empfänger E\. Wie im Haupt-Γ ..Mit bedeuten Ui) die spannung am Empfänger h : unbesetztem Gleisabschnitt und L^-I die Spani: .ig. bei der das dem Empfänger nachaesehaliete. η. .:■ mein dargestellte Gleisiiherw.ieluiivisretoW ab-

M die Frequenz /v des haken Gleisabschnittes ,V !- :ier als die Frequenz /y ύ· rechten Gleis-., iimttes Y. dann ergibt sich Wir die Gleisspan- : .--ζ (' des rechten Gleisabschnittes beim Annähern 2j .. : Achse A an den betrachteten elektrischen l'renn- -.· .υ ein Verlauf, der durch die Kurve I in F i ζ. 2

r.:estellt ist. Bevor die Achse .-I den rrirnnsloH ·. . teilt hat. sinkt hierbei die Gleisspannun« schon _i: Der aus der rechten Leiterschleife L.v und dem kondensator C.v gebildete Resonanzkreis stellt näm-1 ii Wir die höhere Frequenz iy der überdachten (.leisspunnung eine Kapazität dar. die zusammen mit d.r aus den beiden Schienen und dem Aehskurzs ' iuß gebildeten Induktivität einen Serienresonanz- ns k-eis für die Frequenz /v ergibt. Dieser Serien-K-sonanzkreis liegt parallel zu "der linken mit dem Kondensator Cy auf die Frequenz fy abgestimmten 1 eiterschleife Ly und sehließt diese kurz."so daß d'vc Spannung am Kondensator Cy unter dem Weil der Spannung UX absinkt, bei der das Gleisüberwaehungsrelais abfällt.

In Fig. 3 sind drei aufeinanderfolgende elektrische I rennstöße mit Abstimmeinheiten 2, 3. 14. 15 und 25 abgebildet. Zur besseren Übersicht sind die sonst an die Abitimmeinheiten angekoppelten Empfänger und Sender der Gleisspannungen weggelassen. Der linke Trennstoß M ist mit seiner rechten Lciterschleifc 311 und der Abstimmeinheit 3 auf die Betriebsfrequeiu /3 und mit seiner linken Leiterschleife 312 und der Abstimmeinheit 15 auf die Bei.icbsfrequenz / 1 und die zusätzliche Frequenz /5 abgestimmt. Der mittlere Trennstoß 12 ist mit seiner rechten Leiterschleife 121 und der Abstimmeinheit 14 auf die Betriebsfrequenz /1 und die zusätzliche Frequenz/4 und mit seiner linken Leiterschleife 122 und der Abstimmeinheit 2 auf die Betriebsfrequenz /2, der rechte Trennstoß 23 mit seiner rechten Leiterschleife 231 und der Abstimmeinheit 25 auf die Betriebsfrequenz/2 und die zusätzliche Frequenz/5 und mit seiner linken Leiterschleife 232 und der Abstimmeinheit 3 auf die Betriebsfrequenz/3 abgestimmt.

Dabei bestehen die Abstimmeinheiten 2 und 3 jeweils aus einem Kondensator und die Abstimmeinheiten 14, 15 und 25 aus einer Parallelschaltung eines Kondensators mil einem Serienresonanzkreis.

Die in Fig. 4 dargestellten Diagramme zeigen den Verlauf der Resonanzwiderstände der durch die Leiterschleifen mit den betreuenden Abstimmeinheiten gebildeten Resonanzkreise über der Frequenz. Der Verlauf des ResonanzwideiStandes *){ 2 des aus der Leiterschleife 122 und der Abstimmeinheit 2 gebildeten Kreises ist durch die ausgezogene Linie im Diagramm (:λ'2 über /) dargestellt. Der Verlauf des Resonanzwiderstandes N 3 des aus der Lei.erschleife

311 und der Abstimmeinheit 3 gebildeten Kreises ist dem vorgenannten Verlaufe im höheren Frequenzenband um /3 ähnlich und durch die gestrichelte Linie im selben Diagramm dargestellt. In den anderen Diagrammen (¹VH über /). OK 15 über /) und (.'■>{' 25 über /) ist jeweils der Verlauf des Resonanzwiderstandes des aus der jeweiligen Leiterschieile und der betreffenden Abstimmeinheit gebildeten Kreises dargestellt. So ist beispielsweise der aus der Leiterschleife 121 und der Abstimmeinheit 14 gebildete Kreis auf die Betriebsfrequenz /1 des dem !inks \on ihr Heuenden Gleisabschnitt zugeordneten Gleisstromes abgestimn Für die Frequenz /2 des dem rechts von ihr lieg>r:den Gleisabschnitt zugrordneten Gleisstronies darf tier Resonanzkreis aus dieser 1.eiterschleife !2I und der Abstimmeinheit 14 keine Kapazität darstellen. Daher ist diese Leiterschleife zusätzlich auf die Frequenz /4 abgestimmt, die größer ist als die Frequenz f'2. wodurch sich hei dieser Frequenz /2 ein ansteigender Verlauf des Resonanzwiderstandes ergibt. Dieser Resonanzkreis stellt also für die Frequenz/2 eine Induktivität dar. die sich auf dem Verlauf der Gleisspannung des rechten Gleisabschnittes beim Herannahen einer Achse von links an diesen Gleisabschnitt nicht schädlich auswirken kann. Dieser Verlauf der GleisspaniHing des rechten Gleisabschnittes für die Verwendung der erfindungsgemäßen Abstimmeinheiten beim Annähern einer von links auf den betreffenden Trennstoß zurollenden Achse ist mi* der Kurve II in F i a. 2 dargestellt und entspricht dem gewünschten Verlauf. Ähnlich wie für diesen Fall haben auch die Resonanzwiderstände 15 und 25 der Leiterschleife

312 und der Leiterschleife 231 für die Frequenz des Gleisstromes des jeweils angrenzenden Gleisabschnittes einen ansteigenden Verlauf.

In F i g. 5 ist eine mögliche Schaltungsausführung mit den erfindungsgemäßen Abstimmeinheiten dargestellt. Die rechte Leiterschleife 145 ist dabei mit der Abstimmeinheit 14 auf die Betriebsfrequenz/1 und die zusätzliche Frequenz /4 und die linke Leiterschleife 255 mit der Abstimmeinheit 25 auf die Betriebsfrequenz/2 und die zusätzliche Frequenz /5 abgestimmt. Die Abstimmeinheiten können konstruktiv gleich aufgebaut sein und bestehen aus einer Parallelschaltung eines Scrienresonanzkreises 141. 142 mit einem Kondensator 143. Zum Ausgleichen etwaiger Induktivitätsunterschiede von im Gleis verlegten Letierschleifen ist in Serie mit jeder Abstimmeinheit tJie stetig einstellbare Induktivität 144 geschaltet. Die beiden Abstimmeinheiten sowie ein Empfänger £ und ein Sender S sind an einen Verteiler 6 geschaltet, der diese Geräte mit den mittleren Anschlußpunkten des elektrischen Trennstoßes verbindet.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Es ist beispielsweise möglich, für die eine der beiden Leiterschleifen eines Trennstoßes — wie schon für das Ausführungsbeispiel nach F i g. 3 beschrieben — als Abstimm-

einheit lediglich den im Hauptpatent beschriebenen Kondensator zu verwenden, und zwar für diejenige Leiterschleife, deren zugeordnete Betriebsfrci|uenz größer ist als die Betriebsfrequenz des im benachbarten Gleisabschnitt fließenden Gleisstromes. Zur Vereinfachung der Produktion und Lagerhalterung ist es jedoch zweckmäßiger, nur gleichmäßig bestückte Abstimmeinheiten zu verwenden.

Ferner können crfindiingsgcmäße Abstimmeinheiten auch bei andere als in den Ausfiihrungsbeispielen dargestellt verlegten Leiterschleifcn verwendet werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Elektrischer Trennstoß für mit Wechselstrum gespeiste Gleisstromkreise in Eisenbahnsicherungsanlagen, in denen die zu überwachenden Gleisabschnitte gegeneinander nicht isoliert sind und zur Abschnittsbegrenzung ein Querverbinder vorgesehen ist,der an zwei einandergegeniiberlieger.de oder gegeneinander versetzte Punkte der beiden Schienen des Gleises angeschlossen ist und aus ab vechselnd quer bzw. dicht neben der einen bzw. anderen Schiene parallel zum Gleis verlaufenden leilstücken besteht, wodurch zwei -5 nach entgegengesetzten Seiten offene Leiterschleifen gebildet werden, die mit je·einem Kondensator auf die Betriebsfrequenz des Gleisstromes des auf der gegenüberliegenden Seite liegenden Gleisabschnittes abgestimmt sind. nach Patent 2u 1 265 1 Sf, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle des Kondensator-. (Cv; Fig. 1) eine aus einer Parallelschaltung eines Serienresonanzkreises (141. 142: Fig. 5) mit einer Kapazität (143) bestehende Abstimmeinheit (14) \orgesehen ist. welche die betreffende Leiterschleifc (145) /usat/lich auf eine zweite Frequenz (/4) abstimmt, die gleich oder größer als die Betnebsfrequen/ (/2) des angrenzenden Gleisabschnittes Ist.

2 riemistol¹. nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß in Serie zur Abstimmeinheil (14) eine stelig ei.istellb..,e Induktivität (144) geschalte! ist.

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