DE2622270B2

DE2622270B2 - Einrichtung zur Sicherung des Informationsaustausches bei der Linienzugbeeinflussung

Info

Publication number: DE2622270B2
Application number: DE2622270A
Authority: DE
Inventors: Helmut Dipl.-Ing. 7000 Stuttgart 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: 1980-03-06
Also published as: CA1076240A; DE2622270A1; DE2622270C3; US4108404A; CH621301A5; FR2352357B1; ES458901A1; FR2352357A1

Description

- > Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Sicherung des Informationsaustausches zwischen Fahrzeugen und Linienleiterschleifen bei der Linienzugbeeinflussung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Bei Linienleiterschleifen wurden durch einen Nor-

Ji) men-Ausschuß folgende Verlegungsarten empfohlen:

Verlegungsart B₂:

In regelmäßigen Abständen gekreuzte Einzelleiter, die beide in der Nähe der Gleismitte verlause fen.

Verlegungsart B₁:

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 Wellen-Widerstände ZL (Leiter-Leiter) und ZE₁, ZE₂ (Ein-

4") zelleiter-Schiene) wirksam sind. Dabei ist im allgemeinen ZE wesentlich kleiner als ZL.

Um eine ungestörte Wellenausbreitung entlang einer Linienleiterschleife, die als eine Doppelleitung angesehen werden kann, zu erreichen, wird üblicher-

")0 weise ein in der DT-AS 2219644 und der zugehörigen Zuatzanmeldung DT-OS 2304733 beschriebener symmetrischer Abschluß der Doppelleitung durch zwei in Reihe geschaltete Teilwiderstände vorgenommen, deren Verbindungspunkt direkt oder über einen

t> 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

ho 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 Teilwider-

b^r> stände auch noch unsymmetrisch auftreten, d. h. auf den beiden Einzelleitern einen Phasenunterschied aufweisen. Diese Unsymmetrie kommt in der Praxis sehr häufig vor umi ist durch Inhomogenität in der

Leiterführung, wie sie z. B. an Weichen nicht zu vermeiden sind, bedingt. Sie führt an den Kreuzungspunkten der Linienleiterschleifen zu Pe/gelsprüngen und zu von 180 Grad verschiedenen Phasensprüngen des Empfangssignals, die Fehler in der Informationsübertragung und in der Zugortung verursachen können.

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 ist dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstände in Abhängigkeit von dem durch das Auftreten einer Stehenden Welle bedingten Stromoder Potentialunterschied zwischen zwei Punkten eines Einzelleiters regelbar sind. Dadurch werden die Abschlußwiderstände der Linienleiterschleifen oder der Einzelleiter ständig dem augenblicklich wirksamen Wellenwiderstand angepaßt und die Ausbildung Stehender Wellen wird dadurch 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 ;:m Ende der Linienleiterschleifen Drosseln hoher Induktitivät verwendet werden, und daß der durch die Einzelleiter fließende Gleichstrom gleichzeitig zur Leitungsbruchüberwachung dient. Dadurch wird ein kostspieliger Netzanschluß für die selbsttätig geregelten Widerstände an der Strecke überflüssig. Zusätzlich wird deren Stromversorgung zur Überwachung auf Leitungsbruch ausgenützt. Dabei garantiert die gleichmäßige Aufteilung des Stromes auf beide Einzelleiter, daß an den Kreuzungspunkten der Leiterschleifen keine durch den Gieichstrom hervorgerufenen Magnetfeldänderungen 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 Ausgestaltung der Einrichtung nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß anstatt eines verstellbaren Abschlußwiderstandes mehrere feste Widerstände verwendet werden und der wirksame Abschlußwiderstand durch Parallel- oder Serienschaltung mehrerer Widerstände selbsttätig auf Hen Wert eingestellt wird, der dern Wellenwiderstand

am nächsten kommt, und daß bei Abschluß durch einen oder mehrere feste Abschluß-widerstände noch in geringem Maße auftretende Stehende Wellen auf beiden Einzelleitern einer Leiterschleife durch induktive Schaltelemente zwangssymmeiriert 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 Einzelleitern 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 Festwiderständen, 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 Ansprüchen 6 und 7 zu entnehmen.

Ausführungsbeispiele der Einrichtung nach der Erfindung sind im folgenden anhand der Fig. 1 bis 5 beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 einen Linienleiterabschluß nach dem Stand der Technik,

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

Fig. 3 eine Schaltung mit geregelten Abschlußwiderständen,

Fig. 4 eine Zwangssymmetrierung mit einer Drossel,

Fig. 5 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 mitteils Gleichstrom vorgesehen ist, sind die beiden Teilwiderstände RTl, RTI über eine Kapazität Cl an Erdpotential gelegt.

Fig. 2 zeigt die am Ende einer solchen Linienleiterschleife LS auftretenden Strombelegungen /~ bei Fehlanpassung der Abschlußwiderstände. Die Stromamplitude entlang der Einzelleiter EL verändert sich örtlich in der Form einer dem bei idealem Schleifenabschluß auftretenden Wert Io überlagerten Stehenden Welle. Der Punkt E auf der Abszisse markiert das Schleifenende. Kurve 1 gehört zu einem Abschlußwiderstand, dessen Wert höher als der Wellenwiderstand ZF, Kurve 2 zu einem Abschlußwiderstand, der kleiner ist als der Wellenwiderstand ZE. Kurve 3 zeigt den Verlauf der Empfangsspannung Ue~ und die in dem dargestellten, besonders kritischen Fall gegenphasiger Stehender Wellen auftretenden Pegelsprünge bei Fahrt über die Linienleiterschleife. Der Abstand d entspricht dem Abstand der Kreuzungspunkte der Linienleiterschleife.

In Fig. 3 ist ein Ausführungsbeispiel der Einrichtung nach der Erfindung dargestellt: Die Einzelleiter ELl, ELlder Linienleiterschleife LS sind durch zwei regelbare Widerstände Rl und RI abgeschlossen, die einseitig miteinander verbunden sind und über einen

Versorgungsgleichspannung UV für die Regelschaltung RS und den Stellmotor SM jedes Einzelleiters ELl, ELl (in der Zeichnung ist die Regelschaltung RS und der Stellmotor SAi nur für einen Einzelleiter dargestellt), wird über Drosseln Dl und D2 unmittelbar vor den Abschlußwiderständen Al, Rl 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, die hier vorteilhaft durch die Überwachung der von den Einzelleitern bei konstanter Speisepannung aufgenommenen Gleichströme verwirklicht werden kann.

Die für jeden Einzelleiter EL getrennte Regelschaltung RS besteht aus einem Differenzverstärker DV mit zwei nachgeschalteten Schwellwertschaltern S₁, S₂, welche den zugehörigen Stellmotor SM vorwärts oder rückwärts laufen lassen. Dabei ist dem für den Rückwärtslauf verantwortlichen Schwellwertschalter S₂ ein Inverter / vorgeschaltet.

Die Eingangsspannungen für den Differenzverstärker DV werden durch Einweg-Spitzengleichrichtung der Wechselspannung an zwei Punkten P₁, P₂ des zugehörigen Einzelleiters ELl, von denen einer unmittelbar vor dem Abschlußwiderstand R, liegt, gewonnen.

Ein anderes Ausführungsbeispiel verwendet die in Fig. 3 dargestellte Regelschaltung ÄS zur Steuerung einer nicht dargestellten Relaiskette, welche eine Zu- und Abschaltung von festen Teil widerstände η parallel zu einem Abschlußwiderstand vornimmt. Die Schwellwertschalter S₁, S₂ sind in diesem Falle mehrstufig ausgeführt. Eine Zwangssymmetrierung der wegen der nur näherungsweise erfolgenden Anpassung der Abschlußwiderstände A₁, A₂ 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 aucl unabhängig von einer Regelung des Abschlußwider Standes vorgenommen werden, wenn die auftretender Stehenden Wellen nicht zu stark sind. Auch kann e:

■5 zweckmäßig sein, eine Zwangssymmetrierung ai mehreren Stellen gleichzeitig vorzunehmen, z. B. vo und hinter Weichen.

In Fig. 4 ist eine angezapfte Drossel D zwischei beide Einzelleiter EL geschaltet und ihre Mittenan

ιο zapf ung entweder direkt oder über einen Kondensatoi C₃ an Schienenpotential gelegt. Die Symmetrierung erfolgt über die Spannung.

In Fig. 5 wird die Symmetrierung über den Strorr vorgenommen. Dazu wird ein Transformator TR ver wendet, dessen gleiche Wicklungen im Symmetriefal von den Linienleiierströrnen irn Gegenkcntaki durch flössen werden. Dabei sind die Induktivitäten de Wicklungen wegen der Kompensation der magneti sehen Durchfluidngen im Kern nahezu unwirksam während Gleichtaktanteilen des Stromes die volle In duktivität der Wicklungen entgegengesetzt wird.

	Bezugszeichenhste
LS	Linienleiterschleife
23 ELl, ELl	Einzelleiter
*RTl, RTl*	Abschlußwiderstände
Cl, C2, C3	Kapazitäten
UV	Versorgungsgleichspannung
RS	Regelschaltung
*μ SM*	Stellmotor
*Rl, Rl*	regelbare Abschlußwiderstände
D, Dl, D2	Drosseln
ZD	Z-Diode
DV	Differenzverstärker
η Sl, S2	Schwellwertschalter
/	Inverter
Pl, Pl	Abgriffspunkte
TR	Transformator
G	Wechselstromspeisung

Hierzu 2 Biatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Sicherung des Informationsaustausches zwischen Fahrzeugen und Linienleiterschleifen bei der Linienzugbeeinflussung, wobei die Linienleiterschleifen oder die beiden Einzelleiter der Linienleiterschleifen durch Widerstände abgeschlossen sind, d ad urch ge ke η nzeichnet, daß die Widerstände (Al, Rl) in Abhängigkeit von dem durch das Auftreten einer stehenden Welle bedingten Strom- oder Potentialunterschied zwischen zwei Punkten (Pl, P2) eines Einzelleiters (EL) regelbar sind.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Versorgung der Regelschaltungen (RS) und der zur herstellung 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, D 2) verwendet werden, und daß der durch die Einzelleiter (EL) fließende Gleichstrom gleichzeitig zur Leitungsbruchüberwachung dient.

4. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß pro Einzelleiter (EL) ein elektromechanisch verstellbarer Abschlußwiderstand (Λ1, Rl) vorgesehen ist und zur Regelung ein Differenzverstärker (DV) verwendet wird, mit nachgeschalteten Schwellwertschaltern (51, 52), welche die Erhöhung oder Verkleinerung des Abschlußwiderstandes (Al, Rl) veranlassen, wenn die Ausgangsspannung des Differenzverstärkers (DK) die Grenzen eines vorbestimmten Spannungsbereiches nach oben oder unten überschreitet, und daß an die Eingänge des Differenzverstärkers (D V) 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.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß anstatt eines verstellbaren Abschlußwiderstandes (Rl, Rl) mehrere feste Widerstände verwendet werden und der wirksame Abschlußwiderstand durch Parallel- oder 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 werden, wobei diese Schaltelemente vorzugsweise an solchen Stellen der Linienleiterschleifen (LS) angeordnet sind, an denen die zur Symmetrierung verwendete elektrische Größe-, Spannung <">der Strom Her Ste-

henden Welle zwischen den Einzelleitern (EL) einen möglichst großen Wert 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 5, 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.