DE2162989C2

DE2162989C2 - Einrichtung zur Gleisfreimeldung mit wechselstromgespeisten Überwachungsstromkreisen in Eisenbahnsicherungsanlagen

Info

Publication number: DE2162989C2
Application number: DE19712162989
Authority: DE
Inventors: Helmut Dipl.-Ing. Wien Strasser
Original assignee: International Standard Electric Corp
Current assignee: Alcatel Lucent NV
Priority date: 1971-01-05
Filing date: 1971-12-18
Publication date: 1984-05-30
Also published as: AT311413B; GB1347451A; FR2121265A5; ES398634A1; NO132825B; CH535673A; NO132825C; DE2162989A1

Description

Meßspannung nachstimmbar ist.

Bei einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung werden von den Meßspannungsquellen Referenzspannungen und/oder Taktfrequenzen zum Nachstimmen der Filter in den Empfängern abgegeben.

Weiterhin ist es zweckmäßig, die nachstimmbaren Filter als N-Pfad-Filter auszuführen, die durch die Taktfrequenzen oder Referenzspannungen gesteuert sind.

In der weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann zum Nachstimmen der Fiiter das Oberlagerungsempfängerprinzip verwendet werden. Hierbei wird die Hüfsträgerspannung in ihrer Frequenz auf eine konstante Zwischenfrequenz .geregelt, die durch Filter mit zeitlich konstanter Übertragungscharakteristik gegeben wird.

In vorteilhafter Weise kann im Empfänger eine an sich bekannte Schaltungsanordnung zur Korrelation verwendet werden, so daß durch Korrelation der Empfängereingangsspannung mit einer von den Meßspannungsquellen gelieferten Referenzspannung auch sehr stark gestörte Eingangssignale ausgewertet werden können.

Entsprechend einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung können die im Empfänger enthaltenen nachstimmbaren Filter aus Induktivitäten und/oder ohmschen Widerständen und/oder Kapazitäten und/oder selektiven Verstärkern bestehen. Die Mittenfrequenz kann durch Steuerung eines oder mehrerer Elemente dieser Filter durch eine von einem Frequenzdiskriminator abgeleitete Steuerspannung bzw. einen Steuerstrom geregelt werden.

Weiterhin kann es vorteilhaft sein, daß die im Empfänger enthaltenen nachstimmbaren Filter aus digitalen Schieberegistern und ohmschen Widerständen und gegebenenfalls Kapazitäten bestehen. Hierbei können die Übertragungscharakteristik und die Mittenfrequenz dieser Filter durch Synchronisierung ihrer Taktfrequenz mit der Frequenz der Meßspannung derart geregelt werden, daß die Mittenfrequenz mit der sich ändernden Frequenz der Meßspannung übereinstimmt.

Durch die Erfindung wird eine Gleisüberwachungseinrichtung geschaffen, in der die Meßspannuiig in dem Bereich der möglichen Frequenzschwankungen der Fahrleitungsspannung einem auf die unterschiedlichen Frequenzen der Meßspannung nachgestimmten, mit gleichbleibendem schmalem Durchlaßbereich versehenen Filter zugeführt wird.

Hierdurch werden nicht nur die im Triebstrom auftretenden Störspannungen, insbesondere die durch stromrichtergesteuerte Lokomotiven erzeugten Störungen, von den Anzeigevorrichtungen in der Gleisfreimeldeeinrichtung ferngehalten, so daß eine weitcstgehcndc betriebssichere Gleisfrei- und Gleisbcsctztanzeige ermöglicht wird, sondern es kann auch der Leistungsbedarf der Gleisüberwachungseinrichtung in wirtschaftlichen Grenzen gehalten werden.

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der Zeichnung zeigt

Fig, 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Gleisüberwachungseinrichtung, F i g. 2 ein Ausführungsbeispiel des Empfängers.

in den Figuren sind nur die Teile dargestellt, die unbedingt für das Verständnis der Erfindung erforderlich sind.

in Fig. I ist ein Gleisabschnitt Gldargestellt, zusammen mit einer möglichen Ausführungsform einer Meßspannungsquelle M und einem Empfänger E. RB ist die Ersatzschaltung des Widerstandes, des sogenannten Bettungswiderstandes, der beiden Schienen des Gleisabschnittes G/gegeneinander. Die Größenordnung dieses Widerstandes soll etwa 2 bis 5 Ω betragen. RA ist die Ersatzschaltung des Widerstandes einer oder mehrerer auf dem Gleisabschnitt Gl befindlicher Achsen, inklusive der Übergangswiderstäride zwischen den Schienen und den Rädern.

Die Meßspannungsquelle M besteht aus einem statisehen Wechselrichter W, dessen Ausgangsspannung die Meßspannung t/Mist und wobei die Frequenz der Ausgangsspannung durch eine Steuereinrichtung 5t gesteuert wird. Die Steuereinrichtung Sf liefert hier beispielsweise eine Steuerspannung USt, deren Frequenzen in einem festen nichtganzzahligen Verhältnis zur Frequenz der Fahrleitungsspannung stehen. Um dies sicherzustellen, wird der Steuereinrichtung St als Vergleichsspannung UV eine aus dem Fahrleitungsnetz abgeleitete Wechselspannung bzw. die Frequenz /F der Fahrleitungsspannung zugeführt.

Die Steuereinrichtung Si liefert außerdem noch eine Taktfrequenz /T zur Synchronisierung des im Empfänger E enthaltenen Filters. Weiter wird dem Wechselrichter W eine Referenzwechselspannung UR mit gleieher Frequenz wie die Meßspannung UM entnommen. Diese Referenzspannung UR wird, wie in F i g. 2 näher erläutert ist, vom Empfänger fbenötigt.

Die Meßspannung UM wird mittels eines Speisetransformators STr über einen Vorwiöerstand RV in den Gleisabschnitt Gl eingespeist, wodurch ein Strom durch den Vorwiderstand RV und den Bettungswiderstand RB fließt. Dieser Strom ruft an dem Widerstand RB einen Spannungsabfall hervor, der über den Ausspeisetransformator ETr dem Empfänger E zur Auswertung zugeführt wird. Befinden sich nun eine oder mehrere Achsen, deren Widerstand durch RA angedeutet ist. auf dem Gleisabschnitt Gl, so stellen die Achsen einen Nebenschluß zu RB dar. Der hauptsächlich durch das Verhältnis Meßspannung UM durch Vorwiderstand R Vgegebene Strom ruft jetzt einen wesentlich geringeren Spannungsabfall an der Parallelschaltung der Widerstände RB und RA hervor. Dieser Unterschied des Spannungsabfalles bei freiem und besetztem Gleisabschnitt G/wird vom Empfänger Eausgewertet. In F i g. 2 ist ein Anordnungsbeispiel des Empfängers £, F i g. 1, dargestellt. Am Eingang des Empfängers befindet sich ein Filter F, das beispielsweise als N-Pfad-Filter mit vier Pfaden ausgeführt sein kann und von der Taktfrequenz /Tgesteuert wird. Die über den Ausspeisctransformator ETr in das Filter Feingegebene Meßspannung wird im Gleichrichter GR 1 gleichgerichtet und mit einer aus der vom Sender gelieferten Referenzspfnnuiig UR durch Gleichrichtung im Gleichrichter GR 2 gewonnenen Gleichspannung UR' vom Komperator K verglichen. Die Größe der Referenzgli ichspannung UR' ist derart eingestellt, daß bei freiem Gleisabschnitt die aus der Filterausgangsspannung gewonnene Gleichspannung gi öfter als die Referenzgleichspannung UR' ist. Dadurch wird das Gleis-Frei-Relais GF zum Ansprechen gebracht. Ist der Gleisabschnitt besetzt, so ist die Referenzgleichspannung UR' größer ais die gleichgerichtete Filterausgangsspannung und das Gleis-Besetzt-Reiais Gßspricht an.

Die Erfindung ist ni~ht auf die beschriebenen Ausfüllte rungsbeispiele, insbesondere nicht auf das dargestellte Anordnungsbeispiel des Empfängers, beschränkt. So können erfindur.gsgemäße Einrichtungen nicht nur bei nicht isolierten Gleisstromkreisen, sondern auch bei iso-

lierten Gleisstromkreisen und bei ähnlichen, der Gleisüberwachung dienenden und durch Triebstrom beeinflußbare Einrichtungen verwendet werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Gleisfreimeldung mit wechselstromgespeisten Überwachungsstromkreisen in Eisenbahnsicherungsanlagen, bei denen zur Speisung der Überwachungsstromkreise mindestens eine Meßspannungsquelle und zum Auswerten der durch das Besetzen der den Überwachungsstromkreisen zugeordneten Gleisabschnitte auftretenden Meßspannungsänderungen mindestens ein wenigstens ein Filter enthaltender Empfänger vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Frequenzen der von den Meßspannungsquellen (M) abgegebenen Meßspannungen mit der Frequenz der Fahrleitungsspannung ((F) ändern und daß jedes Filter (F) mittels von den Meßspannungsquelien (M) abgegebenen Referenzspannungen (UR) auf die Frequenz bzw. Frequenzen der Meßspannung (UM) nachstimm'car ist

2. Gieisüberwachungseinriciitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßspannungsquellen (M) Referenzspannungen (UR) und/oder Taktfrequenzen ([T) zum Nachstimmen der Filter (F)\n den Empfängern f£?abgeben.

3. Gleisüberwachungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die nachstimmbaren Filter als N-Pfad-Filter ausgeführt sind, die durch die Taktfrequenzen ((T) oder Referenzspannungen (UR) gesteuert sind.

4. Gleisübcrwachungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zum Nachstimmen der Filter (F) aas Überlagerungsempfängerprinzip verwendet *ird und daß die Hilfsträgerspannung in ihrer Frequenz auf eine konstante Zwischenfrequenz geregelt wird, die durch Filter mit zeitlich konstanter Übertragungscharakteristik gegeben wird.

5. Gleisüberwachungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Empfänger (E) eine an sich bekannte Schaltungsanordnung zur Korrelation verwendet wird, so da? durch Korrelation der Empfängereingangsspannung mit einer von den Meßspannungsquellen (M) gelieferten Referenzspannung (UR) auch sehr stark gestörte Eingangssignale ausgewertet werden können.

6. Gleisüberwachungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die im Empfänger (E) enthaltenen nachstimmbaren Filter (F) aus Induktivitäten und/oder ohmschen Widerständen und/oder Kapazitäten und/oder selektiven Verstärkern bestehen und daß die Mittenfrequenz durch Steuerung eines oder mehrerer Elemente dieser Filter durch eine von einem Frequenzdiskriminator abgeleitete Steuerspannung bzw. einen Steuerstrom geregelt wird. '

7. Gleisüberwachungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die im Empfänger enthaltenen nachstimmbaren Filter (F)aus digitalen Schieberegistern und ohmschen Widerständen und gegebenenfalls Kapazitäten bestehen und daß Übertragungscharakteristik und Mittenfrequenz dieser Filter durclh Synchronisierung ihrer Taktfrequenz mit der Frequenz der Meßspannung (UM) derart geregelt werden, daß die Mittenfrequenz mit der sich ändernden Frequenz der Meßspannung (UM) übereinstimmt.

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Gleisfreimeldung mit wechselstromgespeisten Überwachungsstromkreisen in Eisenbahnsicherungsanlagen, bei denen zur Speisung der Überwachungsstromkreise mindestens eine Meßspannungsquelle und zum Auswerten der durch das Besetzen der den Überwachungsstromkreisen zugeordneten Gleisabschnitte auftretenden Meßspannungsänderungen mindestens ein wenigstens ein Filter enthaltender Empfänger vorgesehen sind.

Eine solche Einrichtung ist aus der DE-OS 19 12 414 bekannt In ihr sollen Störungen durch Oberwellen des Bahnnetzes dadurch unwirksam gehalten werden, daß als Meßspannungsfrequenz eine Frequenz gewählt ist, die etwa den gleichen Abstand von der Grundfrequenz des Bahnstromes und der Frequenz seiner zweiten Oberwelle hat Außerdem wird die Meßspannungsfrequenz mit einer sehr niedrigen Wiederholungsfrequenz getastet und mittels eines auf die Wiederhofungsfrequenz abgestimmten Demodulators ausgewertet Das im Empfänger vorgesehene Filter soll zusätzlich die Grundfrequenz des Bahnstromes und die Frequenz der zweiten Oberwelle sperren. Es ist fest auf die Meßspannungsfrequenz eingestellt

Die bekannte Einrichtung ist nicht in der Lage, sich bei Änderungen der Bahnstromfrequenz, diesen anzupassen, deshalb kann sie nicht so selektiv ausgelegt werden wie dies zur Ausschaltung benachbarter Störfrequenzen wünschenswert v.-äre.

Es ist weiterhin eine Anordnung bekannt (siehe DE-PS 7 28 228), bei der die Betriebsfrequenz der Gleisüberwachungseinrichtung mit der Frequenz der Fahrströme geändert wird, so daß das Verhältnis der beiden Frequenzen auf einem gleichbleibenden Wert gehalten wird.

Mit dieser bekannten Anordnung wird zwar eine wesentliche Störminderung der Gleisüberwachungseinrichtungen durch den Triebstrom und dessen Störspannungen erreicht. Es sind jedoch dann weiterhin Betriebsstörungen unvermeidbar, wen»> .-.ich die Frequenz des Triebstromes und damit die Frequenz der Meßspannung so stark ändern, daß letztere außerhalb des Empfangsbereiches der Empfänger gerät. Um dieses zu vermeiden, könnte der auszuwertende Bereich des Empfängers größer ausgelegt werden. Damit würde jedoch auch der Anteil der mitausgewerteten Störungen größer, was wiederum zu einer untragbaren Verminderung der Betriebssicherheit führen würde.

In der DE-AS 10 60 899 ist schließlich eine Schaltungsanordnung beschrieben, bei der statische Frequenzwandler mit vormagnetisierten Drosseln als Stromquelle in Gleisstromkreisen eingesetzt werden. Djr induktive Widerstand wird dabei durch einen kapazitiven Widerstand kompensiert

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gleisüberwachungseinrichtung zu erstellen, bei der der auszuwertende Frequenzbereich der Meßspannung so klein ist, daß Störspannungen des Triebstromes die Meßspannungen nur unwesentlich beeinflussen und daß bei Frequenzänderungen der Fahrleitungsspannung die von den Frequenzen der Fahrleitungsspannung abhängigen Frequenzen der Meßspannung innerhalb des Auswertebereiches des Empfängers liegen.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß sich die Frequenzen der von den Meßspannungsquellen abgegebenen Meßspannungen mit der Frequenz der Fahrleitungsspannung ändern und daß jedes Filter mittels von den Meßspannungsquellen abgegebenen Referenzspannungen auf die Frequenz bzw. Frequenzen der