DE19812813A1

DE19812813A1 - Rail currents measurement method for rail track

Info

Publication number: DE19812813A1
Application number: DE1998112813
Authority: DE
Inventors: Axel Paulsburg
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1998-03-17
Filing date: 1998-03-17
Publication date: 1999-09-30

Abstract

The method involves measuring a voltage drop between two measuring contacts (12,15) attached to rail (6) in a predetermined distance. Preferably, a current measuring value corresponding to the detected current (I1) undergoes a Fourier transformation by forming fundamental wave and harmonic measuring waves of the current in the rail. A further current (I2) is measured in the other rail (9) of the track (3) by forming a further current measuring value (I2'). The current measuring values of both rails are subtracted by forming a difference current measuring value (ID). A symmetry value is determined which indicates the symmetry of the current distribution in both rails using the difference current value.

Description

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzu geben, mit dem ein Strom in einer Schiene eines Gleises sehr einfach gemessen werden kann.The invention has for its object to provide a method with which a current in a rail of a track very can be measured easily.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zum Erfassen eines Stromes in einer Schiene eines Gleises mittels Messen eines Spannungsabfalls zwischen zwei in einem vorgegebenen Abstand an der Schiene angebrachten Meßkontak ten.According to the invention, this object is achieved by a method for detecting a current in a rail of a track by measuring a voltage drop between two in one predetermined distance on the rail attached measuring contact ten.

Der große Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß es sehr einfach durchzuführen ist; denn zum Erfas sen des Stromes muß lediglich ein dem Spannungsabfall propor tionaler Spannungsmeßwert gemessen und dieser durch einen den elektrischen Widerstand der Schiene zwischen den zwei Meßkon takten angebenden, vorab ermittelten Widerstandsmeßwert unter Bildung eines Strommeßwertes dividiert werden. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist darin zu sehen, daß die Schiene des Gleises für die Messung nicht mechanisch aufgetrennt werden muß, um beispielsweise einen Meßwiderstand einzufügen, da die Schiene selbst als Meßwiderstand genutzt wird. Darüber hinaus kann eine Meßanordnung zum Messen eines Schienenstromes nach dem erfindungsgemäßen Verfahren sehr einfach und schnell installiert werden, da an der Gleisanlage mechanisch oder elektrisch keine Veränderungen erforderlich sind; denn die Meßkontakte las sen sich am Schienenfuß oder Schienensteg beliebig durch Schrauben, Nieten oder Schweißen anbringen. Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich außerdem dadurch aus, daß mit ihm die Schienenströme auch dann gemessen werden können, wenn die Schiene bzw. das Gleis durch Schienenfahrzeuge befahren wird, da die Befahrbarkeit der Gleisanlage durch das Anbringen der Meßkontakte nicht beeinträchtigt wird.The great advantage of the method according to the invention is in that it is very easy to do; because to grasp sen of the current only needs a proportions of the voltage drop tional voltage measured value and this by a electrical resistance of the rail between the two measuring con clocking indicating, previously determined resistance measurement value Formation of a current measurement value can be divided. Another The advantage of the method according to the invention can be seen in that the rail of the track for the measurement is not mechanical must be separated, for example, a measuring resistor insert because the rail itself is used as a measuring resistor becomes. In addition, a measuring arrangement for measuring a Rail current according to the inventive method can be installed quickly and easily because of the track system mechanically or electrically no changes required are; because the measuring contacts can be on the rail foot or Rail web arbitrarily by screwing, riveting or welding attach. The method according to the invention stands out also characterized in that with it the rail currents too can then be measured when the rail or track is used by rail vehicles because the passability the track system by attaching the measuring contacts is affected.

Besonders einfach und damit vorteilhaft läßt sich der Schie nenstrom hinsichtlich seiner Grund- und Oberwellen untersu chen, wenn ein dem erfaßten Strom entsprechender Strommeßwert einer Fouriertransformation unter Bildung von Grund- und Oberwellenmeßwerten des Schienenstromes unterzogen wird.Shooting is particularly simple and therefore advantageous Investigate the nominal current with regard to its fundamental and harmonic waves Chen if a current measured value corresponding to the detected current a Fourier transformation with the formation of fundamental and Harmonic measured values of the rail current is subjected.

Auch die Verteilung der Schienenströme in den beiden Schienen des Gleises läßt sich gemäß einer Weiterbildung des erfin dungsgemäßen Verfahrens sehr einfach und damit vorteilhaft bestimmen, wenn nämlich zusätzlich der Strom in der jeweils anderen Schiene des Gleises unter Bildung eines weiteren Strommeßwertes gemessen wird, die Strommeßwerte beider Schie nen unter Bildung eines Differenzstrommeßwertes subtrahiert werden und mit dem Differenzstrommeßwert ein die Symmetrie der Stromverteilung in den beiden Schienen des Gleises ange bender Symmetriewert ermittelt wird.Also the distribution of the rail currents in the two rails of the track can be invented according to a further development inventive method very simple and therefore advantageous determine if, in addition, the current in each case another rail of the track forming another Current measured value is measured, the current measured values of both Schie subtracted to form a residual current measured value and with the differential current measured value the symmetry the current distribution in the two rails of the track bender symmetry value is determined.

Besonders einfach läßt sich der Strom in der jeweils anderen Schiene messen, indem ein weiterer Spannungsabfall zwischen zwei weiteren in dem vorgegebenen Abstand an der anderen Schiene (9) angebrachten Meßkontakten (30, 33) erfaßt wird.The current in the other rail can be measured particularly easily by detecting a further voltage drop between two further measuring contacts ( 30 , 33 ) attached to the other rail ( 9 ) at the predetermined distance.

Zur Erläuterung der Erfindung zeigtTo illustrate the invention shows

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel einer Anordnung zur Durchfüh rung des erfindungsgemäßen Verfahrens und Fig. 1 shows an embodiment of an arrangement for performing the method according to the invention and

Fig. 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer solchen Anord nung. Fig. 2 shows another embodiment of such an arrangement.

Man erkennt in der Fig. 1 ein Gleis 3 mit einer Schiene 6. An der Schiene 6 sind in einem vorgegebenen Abstand zwei Meß kontakte 12 und 15 angebracht, denen ein Spannungsmeßgerät 18 nachgeordnet ist. Mit dem Spannungsmeßgerät 18 wird ein Span nungsmeßwert U1 gemessen, der einem elektrischen Spannungsab fall zwischen den zwei Meßkontakten 12 und 15 entspricht; der Spannungsabfall beruht dabei auf einem in der Schiene 6 flie ßenden Strom I1. Der Spannungsmeßwert U1 gelangt zu einem Quotientenbildner 21, in dem der Spannungsmeßwert U1 durch einen vorab ermittelten und im Quotientenbildner 21 abgespei cherten Widerstandsmeßwert R1 dividiert wird; der Wider standsmeßwert R1 gibt den elektrischen Widerstand der Schiene 6 zwischen den zwei Meßkontakten 12 und 15 an. In dem Quoti entenbildner 21 wird durch Division des Spannungsmeßwertes U1 durch den Widerstandsmeßwert R1 ein Strommeßwert I1' ermit telt, der den Strom I1 in der Schiene 6 angibt.It can be seen in Fig. 1, a track 3 having a rail 6. On the rail 6 two measuring contacts 12 and 15 are attached at a predetermined distance, which is arranged downstream of a voltage measuring device 18 . A voltage measurement value U1 is measured with the voltage measuring device 18 , which corresponds to an electrical voltage drop between the two measuring contacts 12 and 15 ; the voltage drop is based on a current I1 flowing in the rail 6 . The voltage measurement value U1 arrives at a quotient generator 21 in which the voltage measurement value U1 is divided by a resistance measurement value R1 previously determined and stored in the quotient generator 21 ; the resistance measurement value R1 indicates the electrical resistance of the rail 6 between the two measuring contacts 12 and 15 . In the Quoti entenbildner 21 is divided by dividing the voltage measured value U1 by the resistance measured value R1, a current measured value I1 ', which indicates the current I1 in the rail 6 .

In der Fig. 1 erkennt man außerdem ein weiteres Spannungs meßgerät 25 zum Messen eines weiteren Spannungsmeßwertes U2, der einem weiteren Spannungsabfall entspricht. Dieser weitere Spannungsabfall tritt zwischen zwei weiteren in dem vorgege benen Abstand (oder einem anderen Abstand) an der anderen Schiene 9 des Gleises 3 angebrachten Meßkontakten 30 und 33 auf und wird von einem weiteren Strom 12 in der anderen Schiene 9 hervorgerufen.In the FIG. 1 also can be seen another voltage measuring device 25 for measuring a further Spannungsmeßwertes U2, which corresponds to a further voltage drop. This further voltage drop occurs between two more in the pre-specified distance (or another distance) on the other rail 9 of the track 3 attached measuring contacts 30 and 33 and is caused by a further current 12 in the other rail 9 .

Der weitere Spannungsmeßwert U2 gelangt zu einem weiteren Quotientenbildner 35, indem der weitere Spannungsmeßwert U2 durch einen weiteren vorab ermittelten Widerstandsmeßwert R2 unter Bildung eines weiteren Strommeßwertes I2' dividiert wird; dabei gibt der weitere Widerstandsmeßwert R2 den zwi schen den zwei weiteren Meßkontakten 30 und 33 auftretenden elektrischen Widerstand der anderen Schiene 9 an.The further voltage measurement value U2 arrives at a further quotient generator 35 in that the further voltage measurement value U2 is divided by a further previously determined resistance measurement value R2 to form a further current measurement value I2 '; the further measured resistance value R2 indicates the electrical resistance of the other rail 9 that occurs between the two further measuring contacts 30 and 33 .

Der eine Strommeßwert I1' und der weitere Strommeßwert I2' gelangen jeweils zu einem Differenzbildner 40 und zu einem Summenbildner 43. In dem Differenzbildner 40 wird aus den beiden Strommeßwerten I1' und I2' durch Subtraktion ein Dif ferenzstrommeßwert ID bestimmt, der zu einem Eingang E50A ei nes Quotientenbildners 50 weitergeleitet wird. In dem Summen bildner 43 wird aus den beiden Strommeßwerten I1' und I2' durch Summieren ein Summenstrommeßwert IS gebildet, der zu einem weiteren Eingang E50B des Quotientenbildners 50 über tragen wird. In dem Quotientenbildner 50 wird durch Division des Differenzstrommeßwertes ID durch den Summenstrommeßwert IS ein Symmetriefaktor Y gebildet, der an einem Ausgang A des Quotientenbildners 50 abgegeben wird und die Symmetrie der Stromverteilung in den beiden Schienen 6 und 9 des Gleises 3 angibt.The one current measured value I1 'and the further current measured value I2' each arrive at a difference generator 40 and a sum generator 43 . In the difference generator 40 , a differential current measurement value ID is determined from the two current measurement values I1 'and I2' by subtraction, which is passed on to an input E50A of a quotient generator 50 . In the sum generator 43 , a sum current measurement value IS is formed from the two current measured values I1 'and I2' by summation, which is transmitted to a further input E50B of the quotient generator 50 . In the quotient generator 50 , by dividing the differential current measured value ID by the total current measured value IS, a symmetry factor Y is formed, which is output at an output A of the quotient generator 50 and indicates the symmetry of the current distribution in the two rails 6 and 9 of the track 3 .

Fig. 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Anord nung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens; dabei werden für in den Fig. 1 und 2 gleiche Komponenten die gleichen Bezugszeichen verwendet. Man erkennt in der Fig. 2 das Gleis 3 mit der einen Schiene 6, an die Meßkontakte 12 und 15 in dem vorgegebenen Abstand angebracht sind. Mit den beiden Meßkontakten 12 und 15 ist das Spannungsmeßgerät 18 verbunden, an dessen Ausgang der dem Spannungsabfall zwischen den zwei Meßkontakten 12 und 15 proportionale Spannungsmeß wert U1 abgegeben wird. Der Spannungsmeßwert U1 gelangt zu dem Quotientenbildner 21, in dem unter Berücksichtigung des Widerstandswertes R1 der Strommeßwert I1' ermittelt wird. Dieser Strommeßwert I1' gelangt zu einer Einrichtung 80 zur Fouriertransformation, in der durch Fouriertransformation aus dem Strommeßwert I1' Grund- und Oberwellenmeßwerte I1' (ω) des Stromes I1 in der Schiene 6 ermittelt werden. Die Einrichtung 80 zur Fouriertransformation kann beispielsweise aus einer Abtastvorrichtung mit A/D-Wandler und einer elektronischen Datenverarbeitungseinrichtung zur Durchführung der Fourier transformation gebildet sein. Fig. 2 shows a further embodiment of an arrangement for performing the method according to the invention; the same reference numerals are used for the same components in FIGS. 1 and 2. It can be seen in FIG. 2, the track 3 with a rail 6 are attached to the measuring contacts 12 and 15 at the predetermined distance. With the two measuring contacts 12 and 15 , the voltage measuring device 18 is connected, at the output of which the voltage drop proportional to the voltage drop between the two measuring contacts 12 and 15 is given value U1. The voltage measurement value U1 arrives at the quotient former 21 , in which the current measurement value I1 'is determined taking into account the resistance value R1. This current measured value I1 'arrives at a device 80 for Fourier transformation, in which basic and harmonic measured values I1' (ω) of the current I1 in the rail 6 are determined from the current measured value I1 'by Fourier transformation. The device 80 for Fourier transformation can be formed, for example, from a scanning device with an A / D converter and an electronic data processing device for carrying out the Fourier transformation.

Claims

1. A method for detecting a current (I1) in a rail ( 6 ) of a track ( 3 ) by measuring a voltage drop between two measuring contacts ( 12 , 15 ) attached to the rail ( 6 ) at a predetermined distance.

2. The method according to claim 1, characterized in that

- A current measured value (I1 ') corresponding to the detected current (I1') is subjected to a Fourier transformation to form fundamental and harmonic measured values (I1 '(ω)) of the current (I1) in the rail ( 6 ).

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that

- Another current (I2) is measured in the respective other rail ( 9 ) of the track ( 3 ) to form another current measurement value (I2 '),
- The current measured values (I1 ', I2') of both rails ( 6 , 9 ) subtracted to form a differential current measured value (ID) and
- With the differential current measured value (ID), a symmetry value (Y) indicating the symmetry of the current distribution in the two rails ( 6 , 9 ) is determined.

4. The method according to claim 3,

- The further current (I2) is measured by a further voltage drop between two further at the predetermined distance on the other rail ( 9 ) attached measuring contacts th ( 30 , 33 ) is detected.