DE3138048C1 - Arrangement for picking up the current in contact lines for electrical vehicles - Google Patents

Arrangement for picking up the current in contact lines for electrical vehicles

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DE3138048C1 DE19813138048 DE3138048A DE3138048C1 DE 3138048 C1 DE3138048 C1 DE 3138048C1 DE 19813138048 DE19813138048 DE 19813138048 DE 3138048 A DE3138048 A DE 3138048A DE 3138048 C1 DE3138048 C1 DE 3138048C1
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Toni Dipl.-Phys. Dr. 8520 Erlangen Bertling
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    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R15/00—Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
    • G01R15/14—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
    • G01R15/20—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using galvano-magnetic devices, e.g. Hall-effect devices, i.e. measuring a magnetic field via the interaction between a current and a magnetic field, e.g. magneto resistive or Hall effect devices
    • G01R15/205—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using galvano-magnetic devices, e.g. Hall-effect devices, i.e. measuring a magnetic field via the interaction between a current and a magnetic field, e.g. magneto resistive or Hall effect devices using magneto-resistance devices, e.g. field plates

Abstract

In an arrangement (4) for picking up the current in contact lines of electrical vehicles, the contact wire (1) or another current-conducting system part of the contact line is surrounded over some of its circumference by two ring insulator pieces (5, 6), into which two ferromagnetic conductor pieces (7, 8) are embedded in the circumferential direction with respect to the contact wire (1). Between the two ring insulator pieces (5, 6) arranged at the contact wire, a magnetic-field-dependent sensor (10), the signal lines (11) of which are connected via support cable terminals (2b and 2d) respectively, to a measuring instrument, is arranged in the gap (9) between the ferromagnetic conductor pieces (7, 8). <IMAGE>

Description

Wie die F i g. 2 und 3 zeigen ist die Meßanordnung 4 derart ausgebildet und angeordnet, daß der Fahrdraht 1 über einen Teil seines Umfanges von zwei Ringisolatorstücken 5,6 insbesondere aus Kunststoff, umgeben wird, in die Umfangsrichtung zum Fahrdraht 1 zwei ferromagnetische Leiterstücke 7, 8 insbesondere aus Ferrit, eingebettet sind. Im oberen Spalt 9 zwischen den beiden ferromagnetischen Leiterstücken 7, 8 ist ein magnetfeldabhängiger Meßfühler 10 angeordnet. Dieser magnetfeldabhängige Meßfühler 10 kann ein vom Magnetfeld gesteuertes Element, insbesondere ein magnetfeldabhängiger Widerstand, ein Hallgenerator und dergleichen sein. Seine Signalleitungen 11 sind über die Tragseilklemmen 2b der Hänger bzw. über gesonderte Tragseilklemmen 2d und das Tragseil 3 zu licht dargestellten Meßgeräten geführt. As the F i g. 2 and 3 show the measuring arrangement 4 is designed in this way and arranged that the contact wire 1 over part of its circumference of two ring insulator pieces 5.6 in particular made of plastic, is surrounded, in the circumferential direction to the contact wire 1 two ferromagnetic conductor pieces 7, 8, in particular made of ferrite, are embedded. In the upper gap 9 between the two ferromagnetic conductor pieces 7, 8 is a Magnetic field-dependent sensor 10 is arranged. This magnetic field dependent sensor 10 can be an element controlled by the magnetic field, in particular one that is dependent on the magnetic field Resistance, a Hall generator and the like. Its signal lines 11 are via the suspension cable clamps 2b of the hangers or via separate suspension cable clamps 2d and the support cable 3 led to light measuring devices shown.

Die Ringisolatorstücke 5, 6 sind an einem Träger 12 The ring insulator pieces 5, 6 are on a carrier 12

angeordnet, der Mittel zum Befestigen an der zweiteiligen Fahrdrahtklemme hat, die durch einen Schraubenbolzen 13 zusammengehalten wird. Zum Befestigen der Meßanordnung 4 dient ein an dem Träger 12 angeordneter Dorn 14, der in eine Öffnung 15 der Fahrdrahtklemme eingesteckt und durch eine Stellschraube 16 festgehalten wird.arranged, the means for attaching to the two-part contact wire clamp which is held together by a screw bolt 13. To attach the Measuring arrangement 4 is a mandrel 14 which is arranged on the carrier 12 and which is inserted into an opening 15 inserted into the contact wire clamp and held in place by an adjusting screw 16 will.

Bezugszeichenliste 1 Fahrdraht 2 Seil 2a Fahrdrahtklemme 2c Fahrdrahtklemme 2b Tragseilklemme 2d Tragseilklemme 3 Tragseil 4 Meßanordnung 5 Ringisolatorstück 6 Ringisolatorstück 7 magn. Leiterstück 8 magn. Leiterstück 9 Spalt 10 Meßfühler 11 Signalleitungen 12 Träger 13 Schraubenbolzen 14 Dorn 15 Öffnung 16 Stellschraube - Leerseite - - Leerseite - - Leerselte -LIST OF REFERENCE NUMERALS 1 contact wire 2 rope 2a contact wire clamp 2c contact wire clamp 2b suspension cable clamp 2d suspension cable clamp 3 suspension cable 4 measuring arrangement 5 ring insulator piece 6 ring insulator piece 7 magn. Head piece 8 magn. Conductor section 9 gap 10 sensors 11 Signal lines 12 Brackets 13 Screw bolts 14 Mandrel 15 Opening 16 Adjusting screw - Blank page - - blank page - - Empty box -

Claims (1)

Patentanspruch: Anordnung zum Erfassen des Stromes in Fahrleitungen für elektrische Fahrzeuge, bei welcher in Umfangsrichtung zu einem stromführenden einzelnen Anlagenteil der Fahrleitung, der auch der Fahrdraht selbst sein kann, zwei ferromagnetische Leiterstücke angeordnet werden, denen ein magnetfeldabhängiger Meßfühler zugeordnet ist, dessen Signalleitungen mit einem Meßgerät verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die ferromagnetischen Leiterstücke (7, 8) in Ringisolatorstücke (5, 6) eingebettet sind, die den stromführenden Anlagenteil nur über einen Teil seines Umfanges umgeben, daß der magnetfeldabhängige Meßfühler (10) zwischen den beiden am Fahrdraht (1) angeordneten Ringisolatorstücken (5, 6) in einem Spalt (9) zwischen den ferromagnetischen Leiterstücken (7, 8) angeordnet und als magnetfeldabhängiger Widerstand ausgebildet ist, daß die beiden Ringisolatorstücke (5, 6) an einem Träger (12) angeordnet sind, der Mittel (14, 16) zum Befestigen an einer Fahrdrahtklemme (2a bzw. 2c) besitzt und daß die Signalleitungen (11) zum Meßgerät über Tragseilklemmen (2b bzw. 2d)geführt sind. Claim: Arrangement for recording the current in contact lines for electric vehicles, in which in the circumferential direction to a current-carrying individual system part of the contact line, which can also be the contact wire itself, two ferromagnetic conductor pieces are arranged, which a magnetic field dependent Sensor is assigned whose signal lines are connected to a measuring device, characterized in that the ferromagnetic conductor pieces (7, 8) in ring insulator pieces (5, 6) are embedded that only cover part of the live system part surround its circumference that the magnetic field-dependent sensor (10) between the two ring insulator pieces (5, 6) arranged on the contact wire (1) in a gap (9) arranged between the ferromagnetic conductor pieces (7, 8) and as a magnetic field-dependent Resistance is formed that the two ring insulator pieces (5, 6) on a carrier (12) are arranged, the means (14, 16) for fastening to a contact wire clamp (2a or 2c) and that the signal lines (11) to the measuring device via suspension cable clamps (2b or 2d) are performed. Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Erfassen des Stromes in Fahrleitungen für elektrische Fahrzeuge gemäß dem Obergriff des Anspruchs 1. The invention relates to an arrangement for detecting the current in contact lines for electric vehicles according to the preamble of claim 1. Zum Erfassen von Strömen in elektrischen Bahnanlagen wird üblicherweise auf der Primärseite des Transformators eines Triebfahrzeuges ein Stromwandler angeordnet, - der den dem Fahrzeug über den Stromabnehmer zugeführten Strom erfaßt. Eine Stromerfassung in einem entsprechenden Fahrleitungsbereich kann auch im zugeordneten Unterwerk erfolgen, wenn sich nur eine Triebeinheit in diesem Abschnitt befindet. To record currents in electrical railway systems, usually A current transformer is arranged on the primary side of the transformer of a locomotive, - which detects the current supplied to the vehicle via the pantograph. A current measurement in a corresponding catenary area can also be in the assigned substation if there is only one drive unit in this section. Aus dem DE-GM 1992594 ist ein Gerät zur Messung und Aufzeichnung elektrischer Wechselströme in Hochspannungsleitungen, insbesondere Fahrleitung elektrischer Bahnen, bekannt, bei dem ein Anlagenteil der Fahrleitung, insbesondere der Fahrdraht, über den Umfang von zwei ferromagnetischen Ringstücken umgeben ist, denen ein magnetfeldabhängiger Meßfühler zugeordnet ist, dessen Signalleitungen mit einem Meßgerät verbunden sind. Dabei sind die beiden ferromagnetischen Leiterstücke als Zangenstromwandler ausgebildet, dessen Sekundärwicklung den magnetfeldabhängigen Meßfühler bildet Der Zangenstromwandler ist am oberen Ende eines Isoliergehäuses angebracht, das durch eine hohle Stange gebildet wird. DE-GM 1992594 describes a device for measuring and recording electrical alternating currents in high-voltage lines, in particular electrical overhead lines Railways, known, in which a system part of the contact line, in particular the contact wire, Is surrounded over the circumference by two ferromagnetic ring pieces, which are a magnetic field dependent Sensor is assigned whose signal lines are connected to a measuring device. The two ferromagnetic conductor pieces are designed as clip-on current transformers, the secondary winding of which forms the magnetic field-dependent sensor is attached to the top of an insulating housing, which is supported by a hollow rod is formed. Zum Öffnen des Zangenstromwandlers dient ein am unteren Ende der Stange angeordneter Spannschloßhebel, der über ein Perlonseil mit dem Zangenstromwandler verbunden ist. Wird das Meßgerät in die Mastschalterleitung eingehängt, so werden die Teilströme von Fahrleitung und Tragseil als Summe erfaßt und es entsteht keine Behinderung des Zugbetriebes. Mit der bekannten Ausführung ist es jedoch nicht möglich, ohne Behinderung des Zugbetriebes eine genaue Ermittlung des Stromes in den einzelnen Anlagenteilen der Fahrleitung, insbesondere im Fahrdraht vorzunehmen.A clip at the lower end of the rod is used to open the current clamp transformer arranged turnbuckle lever, which is connected to the clamp current transformer via a nylon rope connected is. If the measuring device is hooked into the mast switch line, then the partial currents from the overhead contact line and the suspension cable are recorded as a sum and none are produced Obstruction of train operations. With the known design, however, it is not possible an exact determination of the current in the individual without hindering the train operation System parts of the contact line, especially in the contact wire. Aus der DE-OS 3036454 ist ferner eine Anordnung zum Erfassen des Stromes in Stromschienen, insbesondere von Elektrolyseanlagen bekanntgeworden, bei dem zwei ferromagnetische Leiterstücke einen Teil des Umfanges der Stromschiene umfassen und der magnetfeldabhängige Meßfühler im Spalt zwischen den ferromagnetischen Leiterstücken angeordnet ist. Dieses bekannte Gerät wird unmittelbar auf die Stromschiene der Elektrolyseanlage aufgesetzt und würde bei Verwendung in Hochspannung führenden Anlagen den Einbau von Wandlern erfordern. From DE-OS 3036454 an arrangement for detecting the Current in busbars, in particular become known from electrolysis systems, at the two ferromagnetic conductor pieces part of the circumference of the busbar include and the magnetic field-dependent sensor in the gap between the ferromagnetic Head pieces is arranged. This known device is directly on the power rail the electrolysis system and would lead when used in high voltage Systems require the installation of converters. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine zur festen Montage auf Fahrleitungen elektrischer Fahrzeuge geeignete Anordnung anzugeben, die in der Lage ist, eine genaue Ermittlung des Stromes direkt in den Fahrdrähten selbst oder in anderen stromführenden einzelnen Anlagenteilen der Fahrleitung vorzunehmen, auch wenn gleichzeitig Triebfahrzeuge den Streckenabschnitt befahren. Eine derartige Erfassung ist, abgesehen von den mechanischen Schwierigkeiten, mit den bisherigen Methoden nur annähernd rechnerisch möglich. The invention is based on the object of a fixed assembly indicate a suitable arrangement on catenaries for electric vehicles, which is specified in the Is able to accurately determine the current directly in the contact wires themselves or to be carried out in other live individual system parts of the contact line, too if locomotives are driving on the route section at the same time. Such a one Detection is, apart from the mechanical difficulties, with the previous ones Methods only approximately mathematically possible. Erfindungsgemäß wird die vorgenannte Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches angegebenen Maßnahmen gelöst. According to the invention, the aforementioned object is achieved by the in the characterizing Part of the claim specified measures resolved. Durch die Erfindung ist es möglich, während des Fahrbetriebs ohne Beeinträchtigung der Stromabnahme und bei galvanischer Trennung zwischen den hochspannungsführenden Teilen der Fahrleitung und den Meßfühlern eine genaue Ermittlung des Stromes vorzunehmen. Aus den ermittelten Werten können zuverlässige Dimensionierungswerte thermische Belastungen und Konstruktionshinweise für die einzelnen Leiter der gesamten Fahrleitung gewonnen werden. The invention makes it possible to drive without Impairment of the current consumption and with galvanic separation between the high-voltage ones Parts of the catenary and the sensors to make an accurate determination of the current. Reliable dimensioning values for thermal Loads and construction information for the individual conductors of the entire contact line be won. Darüber hinaus kann man über die Stromwerte die thermische und mechanische Beanspruchung ermitteln.In addition, one can use the current values to determine the thermal and mechanical Determine stress. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Darin zeigt F i g. 1 eine Ansicht einer Fahrleitungsanlage mit Meßanordnungen zum Erfassen des Fahrleitungsstromes während des Fahrbetriebes, F i g. 2 eine Ansicht der Meßstelle und F i g. 3 einen Querschnitt zu F i g. 2. An embodiment of the invention is shown in the drawing. In it, F i g. 1 is a view of a contact line system with measuring arrangements for Detection of the contact line current during driving, F i g. 2 a view the measuring point and F i g. 3 shows a cross section to FIG. 2. In F i g. 1 ist mit 1 der Fahrdraht bezeichnet, der in gewissen Abständen über Hänger an einem Tragseil 3 aufgehängt ist Der Hänger ist durch ein Seil 2 mit zwei Schlaufen gebildet, von denen die eine Fahrdrahtklemme 2a und die andere in eine Tragseilklemme 2b eingehängt ist. In vorgegebenen Abständen sind am Fahrdraht 1 Meßanordnungen 4 zum Erfassen des Stromes während des Fahrbetriebes vorgesehen. Die Meßanordnungen 4 sind an einer Fahrdrahtklemme 2a oder an einer Hilfsaufhängung mit Fahrdrahtklemme 2c und Tragseilklemme 2dbefestigt. In Fig. 1 is denoted by 1 of the contact wire, which at certain intervals is suspended from a suspension rope 3 via a hanger. The hanger is connected by a rope 2 formed two loops, one of which is a contact wire clamp 2a and the other in a suspension cable clamp 2b is attached. At specified intervals are on the contact wire 1 measuring arrangements 4 provided for detecting the current while driving. The measuring arrangements 4 are on a contact wire clamp 2a or on an auxiliary suspension Fastened with contact wire clamp 2c and suspension cable clamp 2d.
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