DE3024309C2

DE3024309C2 - Tonfrequenz-Gleisstromkreis

Info

Publication number: DE3024309C2
Application number: DE19803024309
Authority: DE
Inventors: Arno 3302 Cremlingen Dickschen; Otfried Dipl.-Ing. 3300 Braunschweig Herbst
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1980-06-27
Filing date: 1980-06-27
Publication date: 1982-10-21
Also published as: DE3024309A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Tonfrequenz-Gleisstromkreis mit Fernspeisung und Fernüberwa- a chung über erdfrei betriebene und zum Schutz gegen Fremdspannungen abgeschirmte Sende- und Empfangsleitungen zwischen dem Gleisstromkreis und einem entfernten Sende- und Empfangsbaustein.

Für die Sicherung des Zugbetriebes und zum Überwachen des Betriebsablaufes sind die Gleise von Eisenbahnanlagen in eine Folge von Gleisabschnitten unterteilt. Diese Abschnitte werden vom Stellwerk her daraufhin überwacht, ob sie durch Fahrzeuge besetzt oder frei sind. Zum Überwachen der einzelnen Gleisabschnitte verwendet man vielfach Gleisstromkreise. Ein Gleisstromkreis besteht aus den Fahrschienen des betreffenden Abschnittes sowie einem Sender und einem auf die Frequenz des Senders abgestimmten, vom Sender über die Fahrschienen gespeisten Empfänger. Die Trennung von den benachbarten Gleisabschnitten des Gleises wird durch Isolierstöße bewirkt. Stellt ein Fahrzeug durch seine Achsen eine niederohmige Verbindung zwischen den Fahrschienen eines Gleisabschnittes her, so wird der Empfänger bedämpft und meldet daraufhin den Gleisabschnitt besetzt.

Bisherige Techniken der Tonfrequenz-Gleisstromkreise waren dezentral ausgelegt, d. h. die Sendefrequenz des Senders wurde am Gleis erzeugt und die empfangene Gleisspannung am Abschnittsende wurde am Gleis auf Frequenz und Amplitude überprüft. Bei positivem Ergebnis der Überprüfung, d. h. bei freiem Gleis, wurde ein potentialfreie Gleichspannung zum Stellwerk zurückgeführt, die dort zum Ansteuern eines Gleisrelais diente. f>5

Die zunehmende Zentralisierung der Stellwerkstechnik einerseits, andererseits das Ziel, Informationen vom Stellwerk über das Gleis auf die das Gleis befahrenden Fahrzeuge mit Hilfe von modulierten oder codierten Gleisstromkreisfrequenzen zu übertragen, machen eine Zentralisierung der Tonfrequenz-Gleisstromkreise erforderlich; Sender und Empfänger werden dabei zentral angeordnet und über Leitungen mit Fernmeldeeigenschaften unter Zwischenschaltung besonderer Anpaßglieder mit dem Gleis verbunden.

Bei den für die Informationsübertragung in Frage kommenden hohen Frequenzen im Bereich von etwa 1OkHz muß aus sicherungstechnischen Gründen die Auswirkung von je einem Erdschluß in den Sende- und Empfangsleitungen von TF-Kreisen berücksichtigt werden, weil dies trotz besetztem zugehörigem Gleisabschnitt zu einer Freimeldung des Abschnittes führen kann. Hier ist nicht nur der Fall problematisch, daß im gleichen Kabel geführte Aderpaare je einen Erdschluß aufweisen, sondern auch der Fall, daß dieser Erdschluß in benachbarten Kabeln auftritt; der Grund hierfür ist darin zu sehen, daß die Kabelschirme dieser Leitungen zur Ausnützung der Reduktionswirkung gegenüber induzierten Längsspannungen beiderseits auf Bahnerde gelegt und damit galvanisch miteinander verbunden sind.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Tonfrequenz-Gleisstromkreis nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 so auszubilden, daß eine unzeitige Freimeldung des zugehörigen Gleisabschnittes auch beim Vorliegen von je einem Erdschluß in den Sende und Empfangsleitungen von Gleiskreisen ausgeschlossen werden kann. Diese Aufgabe wird durch Anwendung der im Kennzeichen des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst. Zweckmäßige Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung ist nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in

F i g. 1 einen ferngespeisten Gleisstromkreis nach dem Stand der Technik mit je einem in den Hin- und Rückleitungen des Kreises angenommenen Erdschluß und

F i g. 2 einen nach der Erfindung ausgebildeten Tonfrequenz-Gleisstromkreis, bei dem ebenfalls je ein Erdschluß in den Hin- und Rückleitungen angenommen ist.

In Fig. 1 ist ein durch Schienenverbinder SVi und SV2 in seiner Länge definierter Gleisabschnitt dargestellt, der von einem Sender S ferngespeist und von einem Empfänger E fernüberwacht werden soll. Dabei speist der Sender über die Leitungen L 1 und L 2 einen in der Nähe des Gleisabschnittes angeordneten Anpaßtransformator ATi, der die über die Leitungen L 1 und L 2 empfangenen Tonfrequenzsignale über eine zwischengeschaltete Abstimmbaugruppe ABl in das eine Ende des Gleisabschnittes einspeist. Die Abstimmbaugruppe ABi enthält in bekannter Weise neben einem Schwingkreiskondensator und einer Abgleicheinrichtung für die Frequenzabstimmung Bauelemente, die den Schwingkreis auch für die Frequenz des Nachbargleisabschnittes niederohmig machen. Die Ausgangsklemmen der Abstimmbaugruppe AB 1 sind an die eine Schiene G i der Gleise Gl und an die Mitte des den einen Trennstoß zum Nachbargleisabschnitt bildenden Schienenverbinders 5Vl angeschlossen. An den den anderen Trennstoß bildenden Schienenverbinder SV2 des Gleisstromkreises ist ebenfalls eine Abstimmbaugruppe ABl angeschlossen; die Eingangsklemmen dieser Abstimmbaugruppe sind einerseits auf die Mitte

des Schienenverbinders SV2 geführt, andererseits an das Gleis G 2 angeschlossen. Der Abstimmbaugruppe .452 nachgeschaltet ist ein Anpaßtransformator AT2, der die aus dem Gleis Glausgekoppelten Tonfrequenzsignale über die Leitungen L 3 und L 4 auf einen entfernten Anpaßtransformator AT3 gibt: dieser Anpaßtransformator speist seinerseit-. den Empfänger E des Gleisstromkreises. Solange die Gleise Gldes durch die Trennstöße in seiner Länge definierten Gleisabschnittes frei von Fahrzeugen sind, wird der Empfänger Füber die Leitungen L 1, L 2, die Fahrschienen G 1, G 2 und die Leitungen L 3, L 4 gespeist; wird der Gleisabschnitt befahren, so bilden die Achsen der betreffenden Fahrzeuge einen Kurzschluß für die Gleisspannung, der Empfänger E wird stromlos und meldet den betreifenden Gleisabschnitt besetzt.

Kurzschlüsse innerhalb der Sende- und Empfangsleitungen führen unabhängig vom Frei- und Besetztzustand des zugehörigen Gleisabschnittes zum Stromloswerden des Empfängers, d. h. im Stellwerk wird eine Besetztmeldung ausgelöst. Aufgrund dieser Besetztmeldung können auf den zugehörigen Gleisabschnitt zulaufende Fahrzeuge rechtzeitig vor dem Erreichen des Gleisabschnittes mit dem nicht ordnungsgerecht arbeitenden Gleisstromkreis abgebremst werden; der Ausfall des Gleisstromkreises wirkt damit zur sicheren Seite hin.

Ein Kurzschluß zwischen einer der Leitungen und der Abschirmung KS des zugehörigen Kabels ist ohne Einfluß auf die Funktionsfähigkeit des Gleisstromkreises. Bei einem gleichzeitigen Erdschluß einer Sende-und einer Empfangsleitung dagegen könnte es infolge der Kapazitäten zwischen den einzelnen Leitungen und der Abschirmung zum Ansprechen des Empfängers unabhängig vom Frei- und Besetztzustand des zugehörigen Gleisabschnittes kommen. In Fig. 1 ist ein derartiger Stromkreis durch dick ausgezeichnete Linien angedeutet worden. Der Speisestromkreis für den Empfänger E schließt sich dabei über die Leitungen L2 und L 4, die beiden Erdschlüsse E\ und £2 zwischen den Leitungen L 2 und L 3 zu den auf Bahnerde BE liegenden Kabelschirmen KS und die Kabelkapezitäten CK 2, CK 3 und CK 5. Die übrigen Kabelkapazitäten CKl, CK 4 und CK 6 sind bei den angenommenen Erdschlüssen ohne Auswirkung. Die Folge der angenommenen Erdschlüsse ist ein Ansprechen des Empfängers unabhängig vom Betriebszustand des Gleisstromkreises; der angenommene Fall stellt eine Betriebsgefährdung dar, weil im Stellwerk eine möglicherweise vorhandene Gleisbesetzung nicht erkannt wird.

Die vorgenannte Betriebsgefährdung wird durch Anwendung der Erfindung ausgeschlossen. Wie der erfindungsgemäße Tonfrequenz-Gleisstrom auszubilden ist, ist in Fig.2 zu sehen. Die Erfindung besteht darin, daß das aus dem Gleiskreis ausgekoppelte Signal in der Nähe des Gleisabschnittes in eine andere Frequenz umgesetzt und mit dieser Frequenz an den Empfänger übertragen und dort frequenzabhängig ausgewertet wird. Zu diesem Zweck ist der Ausgang des Senders 5 über einen Filterbaustein auf die Sendefrequenz /1 abgestimmt Der eingespeiste Signalwechselstrom gelangt über die Abstimmbaugruppe AB 1 auf die Fahrschienen des zu überwachenden Gleisabschnittes und von dort auf die Abstimmbaugruppe AB2; beide Abstimmbaugruppen sind durch zugehörige Filter auf die Sendefrequenz f\ abgestimmt. An den Ausgang der Abitimmbaugruppe AB2 ist über einen Anpaßtransformator AT2i eine Umsetzerbaugruppe U angeschlossen, in der die Frequenz f\ des eingespeisten

Signaiwechselstromes in eine andere Frequenz /2 umgesetzt wird. Im vorliegenden Beispiel ist der Umsetzer in vorteilhafter Weise als Zweiweggleichrichter ZG ausgebildet, der ausgangsseitig eine Frequenzverdoppelung der zugeführten Signalwechselspannung herbeiführt. Die höherfrequenten Ausgangssignale des Umsetzers gelangen über einen Anpa3transformator AT22 mit lachgeschaltetem Filter für die Frequenz f2 auf die Leitungen L 3 und L 4 und von dort über den Anpaßtransformator AT2 auf den Empfänger E Dem Empfänger ist ebenfalls ein auf die Frequenz /"2 abgestimmtes Filter vorgeschaltet.

Durch die Umsetzung der Signalfrequenz in eine andere Frequenz wird zwar nicht das Auftreten von Erdschlüssen verhindert; jedoch haben diese Erdschlüs-

³⁾ se auf den Betriebszustand des Empfängers keinen Einfluß mehr. Bei den angenommenen Erdschlüssen wird die Primärseite des Anpaßtransformators A T3 wie bei dem bekannten Gleisstromkreis nach Fig. 1 mit einem Signalwechselstrom gespeist. Dieser Signalwech-

⁴⁾ selstrom wird jedoch durch das dem Empfänger E zugeordnete Filter vom Empfänger Eferngehalten.

Zur Erzielung des angestrebten Effektes ist es prinzipiell möglich, die Frequenz des Signalwechselstroimes in eine niedrigere oder eine höhere Frequenz als die

⁴' Signalfrequenz umzusetzen. Die Umsetzung in eine höhere Frequenz hat jedoch den Vorteil, daß sich das Stör-Nutzverhältnis des Gleisstromes zu induzierten Längsspannungen von Triebfahrzeugen mit Thyristorsteuerung erheblich verbessert, was bei Umsetzung in

^5l) niedrigere Frequenzen nicht gegeben wäre.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Tonfrequenz-Gleisstromkreis mit Fernspeisung und Fernüberwachung über erdfrei betriebene und zum Schutz gegen Fremdspannungsn abgeschirmte Sende- und Empfangsleitungen zwischen den Gleisen und einem entfernten Sende- und Empfangsbaustein, dadurch gekennzeichnet, daß in der Nähe der Gleise (GL) ein Umsetzer (U in Fig. 2) angeordnet ist, der die Frequenz (71) der aus den Gleisen ausgekoppelten Gleisspannung umsetzt in eine davon verschiedene Frequenz (f2) und daß der Empfangsbaustein (E) über ein auf die Ausgangsfrequenz (72) des Umsetzers (U) abgestimmtes Filter an die Empfangsleitungen (L 3, L 4) angeschlossen ist.

2. Tonfrequenz-Gleisstromkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß aer Umsetze! (U) die Frequenz (f\) der aus den Gleisen ausgekoppelten Gleisspannung umsetzt in eine höhere Frequenz (f2).

3. Tonfrequenz-Gleisstromkreis nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Umsetzer (U) als Zweiweggleichrichter (ZG) ausgebildet ist.

4. Tonfrequenz-Gleisstromkreis nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Umsetzer (U) ausgangsseitig über ein auf seine Ausgangsfrequenz (72) abgestimmtes Filter an die Empfangsleitungen (L 3, L 4) angeschlossen ist.

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