DE2622270A1

DE2622270A1 - Einrichtung zur sicherung des informationsaustausches bei der linienzugbeeinflussung

Info

Publication number: DE2622270A1
Application number: DE19762622270
Authority: DE
Inventors: Helmut Dipl Ing Uebel
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1976-05-19
Filing date: 1976-05-19
Publication date: 1977-11-24
Also published as: CA1076240A; DE2622270C3; US4108404A; DE2622270B2; CH621301A5; FR2352357B1; ES458901A1; FR2352357A1

Description

STANDARD ELEKTRIK LORENZ

Stuttgart

II.Übel-22

Einrichtung zur Sicherung des
Informationsaustausches bei der
Linienzugbeeinflussung

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Sicherung des Informationsaustausches zwischen Fahrzeugen und
Linienleiterschleifen bei der Linienzugbeeinflussung.

Bei Linienleiterschleifen wurden durch einen Normen-Ausschuß folgende Verlegungsarten empfohlen:

Verlegungsart B~: In regelmäßigen Abständen gekreuzte

Einzelleiter, die beide in der Nähe der Gleismitte verlaufen.

Verlegungsart B,: In regelmäßigen Abständen gekreuzte Einzelleiter, von denen einer in der

Gleismitte, der andere in einer
Schienenkehle verlegt ist.

Bei beiden Verlegungsarten bilden die Einzelleiter mit der Schiene ein Dreileitersystem, in dem Wellenwiderstände ZL (Leiter-Leiter) und ZE₁, ZE„ (Einzelleiter-Schiene) wirksam sind. Dabei fet im allgemeinen ZE wesentlich kleiner als ZL.

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Um eine ungestörte Wellenausbreitung entlang einer Linienleiterschleife, die als eine Doppelleitung angesehen werden kann, zu erreichen, wird üblicherweise ein in der DT-AS 22 19 644 und der zugehörigen Zusatzanmeldung DT-OS 23 04 733 beschriebener symmetrischer Abschluß der Doppelleitung durch zwei in Reihe geschaltete Teilwiderstände vorgenommen, deren Verbindungspunkt direkt oder über einen Kondensator an Schienenpotential liegt.

Dieser einfache Abschluß verbessert die Symmetrie des Pegel- und Phasenverlaufes entlang einer Linienleiterschleife erheblich, ist aber nicht in der Lage, sich dem aufgrund von Witterungseinflüssen ändernden Wellenwiderstand anzupassen. Es kommt daher vor allem bei Nässe oder Schnee infolge Fehlanpassung der Teilwiderstände zur Ausbildung von Stehenden Wellen entlang der Linienleiterschleife, die bei unterschiedlicher Fehlanpassung der beiden Teilwiderstände auch noch unsymmetrisch auftreten, d.h. auf den beiden Einzelleitern einen Phasenunterschied aufweisen. Diese Unsymmetrie kommt in der Praxis sehr häufig vor und ist durch Inhomogenitäten in der Leiterführung, wie sie z.B. an Weichen nicht zu vermeiden sind, bedingt. Fie führt an den Kreuzungspunkten der Linienleiterschleifen zu Pegelsprüngen und zu von l80 Grad verschiedenen Phasensprüngen des Empfangssignals, die Fehler in der Informationsübertragung und in der Zugortung verursachen können.

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Aufgabe der Einrichtung nach der Erfindung ist es, die o.g. Pegelsprünge und von 180 Grad verschiedenen Phasensprünge zu unterbinden und so die Informationsübertragung und die Zugortung vor Störungen zu sichern.

Die Einrichtung nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Linienleiterschleifen oder die beiden Einzelleiter der Linienleiterschleifen durch selbsttätig geregelte Widerstände abgeschlossen sind, deren Regelkreise als Führungsgröße den durch das Auftreten einer Stehenden Welle bedingten Strom- oder Potentialunterschied zwischen zwei Punkten eines Einzelleiters verwenden. Dadurch werden die Abschlußwiderstände der Linienleiterschleifen oder der Einzelleiter ständig dem augenblicklich wirksamen Wellenwiderstand angepaßt und damit wird die Ausbildung Stehender Wellen verhindert.

Ausgestaltungen der Einrichtung nach der Erfindung sind dadurch gekennzeichnet, daß die Versorgung der Regelschaltungen und der zur Verstellung der Widerstände notwendigen Einrichtungen durch Gleichstrom erfolgt, der über beide Einzelleiter so zugeführt wird, daß dabei die Einzelleiter gleichmäßig belastet werden, und daß zur Stromrückleitung die Schienen verwendet werden.und daß zur Ein- und Auskopplung des Gleichstromes am Beginn und am Ende der Linienleiterschleifen Drosseln hoher Induktivität verwendet werden, und daß der durch die Einzelleiter fließende Gleichstrom gleichzeitig zur Leitungsbruchüberwachung dient. Dadurch wird ein

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kostspieliger Metzanschluß für die selbsttätig geregelten V7iderstände an der Strecke überflüssig. Zusätzlich wird deren Stromversorgung zur überwachung auf Leitungsbruch ausgenütztDabei garantiert die gleichmäßige Aufteilung des Stromes auf beide Einzelleiter, daß an den Kreuzungspunkten der Leiterschleifen keine durch den Gleichstrom hervorgerufenen MagnetfeldSnderungen den Informationsaustausch stören.

Eine weitere Ausgestaltung der Einrichtung nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß pro Einzelleiter ein elektromechanisch verstellbarer Abschlußwiderstand vorgesehen ist und zur Regelung ein Differenzverstärker verwendet wird, mit nachgeschalteten Schwellwertschaltern, welche die Erhöhung oder Verkleinerung des Abschlußwiderstandes veranlassen, wenn die Ausgangsspannung des Differenzverstärkers die Grenzen eines vorbestimmten Spannungsbereiches nach oben oder unten überschreitet, und daß an die Eingänge des Differenzverstärkers eine Spannung angelegt wird, die der zwischen zwei in einem Abstand voneinander befindlichen Punkten eines Einzelleiters durch eine Stehende Welle hervorgerufenen Spannung proportional ist, wobei die beiden Punkte vorzugsweise so ausgewählt sind, daß die durch die Stehende Welle hervorgerufene Spannung dort möglichst hoch ist.

Eine andere Ausgefetaltung der Einrichtung nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß anstatt eines verstellbaren Abschlußwiderstandes mehrere feste Widerstände verwendet werden und der wirksame

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Abschlußwiderstand durch Farallel- oder Serienschaltung mehrerer Widerstände selbsttätig auf den Viert eingestellt wird, der dem Wellenwiderstand am nächsten kommt, und daß bei Abschluß durch einen oder mehrere feste Abschlußwiderstände noch in geringem Maße auftretende Stehende Wellen auf beiden Einzelleitern einer Leiterschleife durch induktive Schaltelemente zwangssymmetriert werden, wobei diese Schaltelemente vorzugsweise an solchen Stellen der Linienleiterschleifen angeordnet sind, an denen die zur Symmetrierung verwendete elektrische Größe, Spannung oder Strom der Stehenden Welle zwischen den Einzellei* tern einen möglichst großen Wert bzw. Unterschied aufweist.

Hier wird die mechanische Verstellung des Abschlußwiderstandes, deren Teile in bestimmten Zeitabständen gewartet werden müssen, durch eine wartungsfreie Umschaltung von Festwiderstönden, die z.B. durch Relaiskontakte erfolgen kann, ersetzt, und die infolge zwangsläufig ungenauerer Anpassung noch in geringem Maße auftretenden Stehenden Wellen werden zwangssymmetriert.

Weitere Ausgestaltungen sind den Ansprüche 6 und 7 zu entnehmen.

Ausführungsbeispiele der Einrichtung nach der Erfindung sind im Folgenden anhand der Figuren 1 bis 5 beschrieben:

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Fig. 1 zeigt einen Linienleiterabschluß nach dem Stand der Technik;

Fig. 2 zeigt die Strombelegung von Einzelleitern und den Verlauf der Empfangsspannung bei Auftreten von gegenphasigen Stehenden Wellen;

Fig. 3 zeigt eine Schaltung mit geregelten Abschlußwiderständen;

Fig. *J zeigt eine Zwangssymmetrierung mit einer Drossel;

Fig. 5 zeigt eine Zwangssymmetrierung mit einem Transformator.

In Fig. 1 ist der Abschluß einer Linienleiterschleife LS nach dem Stand der Technik dargestellt: Zwei Teilwiderstände RTl, RT2 deren Wert je etwa gleich dem mittleren Wellenwiderstand ZF eines Einzelleiters gegen Erde ist, verbinden die Enden der Einzelleiter EL mit dem Schienenpotential welches gleich dem Erdpotential ist. Wenn eine Leitungsbruchüberwachung mittels Gleichstrom vorgesehen ist, sind die beiden Teilwiderstände RTl, RT2 über eine Kapazität Cl an Erdpotential gelegt.

Fig. 2 zeigt die am Ende einer solchen Linienleiterschleife LS auftretenden Strombelegungen Iru bei Fehlanpassung der Abschlußwiderstände. Die Stromamplitude entlang der Einzelleiter EL verändert sich örtlich in der Form einer dembei idealem Schleifen-

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- sr -

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abschluß auftretenden Wert Io überlagerten Stehenden Welle. Der Punkt E auf der Abzisse markiert das Schleifenende. Kurve 1 gehört zu einem Abschlußwiderstand, dessen V/ert höher ist als der Wellenvriderstand ZE, Kurve 2 zu einem Abschlußwiderstand, der kleiner ist als der Wellenwiderstand ZE. Kurve 3 zeigt den Verlauf der Empfangs spannung Ue r>J und die indem dargestellten, besonders kritischen Fall gegenphasiger Stehender Wellen auftretenden Pegelsprünge bei Fahrt über die Lxnienleiterschlexfe. Der Abstand d entspricht dem Abstand der Kreuzungspunkte der Lxnienleiterschlexfe.

In Fig. 3 ist ein Ausführungsbeispiel der Einrichtung nach der Erfindung dargestellt: Die Einzelleiter ELl, EL2 der Lxnienleiterschlexfe LS sind durch zwei regelbare Widerstände Rlund R2 abgeschlossen, die einseitig miteinander verbunden sind und über einen Kondensator C₂ an Schienenpotential liegen. Die Versorgungsgleichspannung UV für die Regelschaltung RS und den Stellmotor SM jedes Einzelleiters ELl, EL2 (in der Zeichnung ist die Regelschaltung RS und der Stellmotor SE nur für einen Einzelleiter dargestellt), wird über Drosseln Dl und D2 unmittelbar vor den Abschlußwiderständen Rl, R2 ausgekoppelt. Eine Z-Diode ZD mit Parallelkapazität sorgt für einen gleichmäßigen, vom Betriebszustand der Stellmotoren SM unabhängigen Stromfluß in den Einzelleitern EL, was für die Leitungsbruchüberwachung" von Wichtigkeit ist.

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Die für jeden Einzelleiter EL getrennte Regelschaltung RS besteht aus einem Differenzverstärker DV nut zwei nachgeschalteten Schwellwertschaltern S^, Sp welche den zugehörigen Stellmotor SM vorwärts oder rückwärts laufen lassen. Dabeiist dem für den Rückwärtslauf verantwortlichen Schwellwertschalter Sp ein Inverter I vorgeschaltet.

Die Eingangsspannungen für den Differenzverstärker DV werden durch Einweg-Spitzengleichrichtung der Wechselspannung an zwei Punkten P^, P« des zugehörigen Einzelleiters ELl von denen einer unmittelbar vor dem Abschlußwiderstand R- liegt, gewonnen.

Ein anderes AusfUhrungsbeispiel verwendet die in Fig. dargestellte Regelschaltung RS zur Steuerung einer nicht dargestellten Relaiskette, welche eine Zu- oder Abschaltung von festen Teilwiderständen parallel zu einem Abschlußwiderstand .vornimmt. Die Schwellwertschalter S₁, Sp sind in diesem Falle mehrstufig ausgeführt. Eine Zwangssymmetrierung der wegen der nur näherungsweise erfolgenden Anpassung der Abschlußwiderstände R₁, Rp an die Wellenwiderstände in geringem Maße noch auftretenden Stehenden Wellen wird durch in Fig. 4 und Fig. 5 dargestellte induktive Schaltmittel (D, TR) erreicht. Diese Zwangssymmetrierung kann im Prinzip auch unabhängig von einer Regelung des Abschlußwiderstandes vorgenommen werden, wenn die auftretenden Stehenden Wellen nicht zu stark sind. Auch kann es zweckmäßig sein, eine Zwangssymmetrierung an mehreren Steller gleichzeitig vorzunehmen z.B. vor und hinter V'eichen,

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In Fig. 4 ist eine angezapfte Drossel D zwischen beide Einzelleiter EL geschaltet und ihre Mittenanzapfung entweder direkt oder über einen Kondensator C, an Schienenpotential gelegt. Die Symmetrierung erfolgt über die Spannung.

In Fig. 5 wird die Symmetrierung über den Strom vorgenommen. Dazu wird ein Transformator TR verwendet, dessen gleiche Wicklungen im Symmetriefalle von den Linienleiterströmen im Gegenkontakt durchflossen werden. Dabei sind die Induktivitäten der Wicklungen wegen der Kompensation der magnetischen Durchflutungen im Kern nahezu unwirksam, während Gleichtaktanteilen des Stromes die volle Induktivität der Wicklungen entgegengesetzt wird.

7 Ansprüche

2 Bl. Zeichnungen

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Bezugszeichenliste

LS	, EL2	Linienleiterschleife
ELl	, RT2	Einzelleiter
RTl	C2, C3	Abschlußwiderstände
Cl,		Kapazitäten
UV		Versorgungsgleichspannung
RS		Regelschaltung
SM	R2	Stellmotor
Rl,	Dl, D2	regelbare Abschlußwiderstände
D,		Drosseln
ZD		Z-Diode
DV	S2	Differenzverstärker
Sl,		Schwellwertschalter
I	P2	Inverter
Pl,		Abgriffspunkte
TR		Tran s format or
G	Wechselstromspeisung

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Claims

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Ansprüche

Einrichtung zur Sicherung des Informationsaustausches zwischen Fahrzeugen und Linienleiterschleifen bei der Linienzugbeeinflussung,dadurch gekennzeichnet, daß die Linienleiterschleifen (LS) oder die beiden Einzelleiter (EL) der Linienleiterschleifen (LS) durch selbsttätig geregelte Widerstände (Rl, R2) abgeschlossen sind, deren Regelkreise (RS) als Führungsgröße den durch das Auftreten einer StehendenWelle bedingten Strom- oder Potentialunterschied zwischen zwei Punkten (Pl, P2) eines Einzelleiters (EL) verwenden.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Versorgung, der Regelschaltungen (RS) und der zur Verstellung, der Widerstände notwendigen Einrichtungen durch Gleichstrom erfolgt, der über beide Einzelleiter (EL)so zugeführt wird, daß dabei die Einzelleiter (EL) gleichmäßig belastet werden, und daß zur Stromrückleitung die Schienen verwendet werden.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ein- und Auskopplung des Gleichstromes am Beginn und am Ende der Linienleiterschleifen (LS) Drosseln hoher Induktivität (Dl, D2) verwendet werden, und daß der durch die Einzelleiter (EL) fließende Gleichstrom gleichzeitig zur Leitungsbruchüberwachung dient.

29.4.1976, P/Ku

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Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß pro Einzelleiter (EL) ein elektromechanisch verstellbarer Abschlußwiderstand (Rl, R2) vorgesehen ist und zur Regelung ein Differenzverstärker (DV) verwendet wird, mit nachgeschalteten Schwellwertschaltern (Sl, S2),welche die Erhöhung oder Verkleinerung des Abschlußwiderstandes (Rl, R2) veranlassen, wenn die Ausgangsspannung des Differenzvffstärkers (DV) die Grenzen eines vorbestimmten Spannungsbereiches nach oben oder unten überschreitet, und daß an die Eingänge des Differenzverstärkers (DV) eine Spannung angelegt wird, die der zwischen zwei in einem Abstand voneinander befindlichen Punkten (Pl, P2) eines Einzelleiters (EL) durch eine Stehende Welle hervorgerufenen Spannung proportional ist, wobei die beiden Punkte (Pl, P2) vorzugsweise so ausgewählt sind, daß die durch die Stehende Welle hervorgerufene Spannung dort möglichst hoch ist.

Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß anstatt eines verstellbaren Abschlußwiderstandes (Rl, R2) mehrere feste Widerstände verwendet werden und der wirksame Abschlußwiderstand durch Paralleloder Serienschaltung mehrerer Widerstände selbsttätig auf den Wert eingestellt wird, der dem Wellenwiderstand am nächsten kommt, und daß bei Abschluß durch einen oder mehrere feste Abschlußwiderstände noch in geringem Maße auftretende Stehende Wellen auf beiden Einzelleitern (EL) einer Leiterschleife (LS) durch induktive Schaltelemente (D, TR) zwangssymmetriert

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werden, wobei diese Sehaltelemente vorzugsweise an solchen Stellen der Linienleiterschleifen (LS) angeordnet sind, an denen die zur Symmetrierung verwendete elektrische Große, Spannung ader Strom der Stehenden Welle zwischen den Einzelleitern (EL) einen möglichst großen VJert bzw. Unterschied aufweist.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als induktive Schaltelemente in der Mitte ihrer Wicklung angezapfte Drosseln (D) verwendet werden, die zwischen beide Einzelleiter (EL) geschaltet sind und deren Anzapfungen entweder direkt oder über Kondensatoren (C3) mit dem Schienenpotential verbunden sind.

7- Einrichtung nach Anspruch 5j dadurch gekennzeichnet, daß als induktive Schaltelemente Transformatoren (TR) mit zwei gleichen Wicklungen verwendet werden, welche von den Strömen der beiden Einzelleiter (EL) im Gegentakt durchflossen werden.

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