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Gleisstromkreis zur Gleisüberwachung in Eisenbahnsiche-
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rungsanlagen Die Erfindung bezieht sich auf einen Gleisstromkreis
zur Gleisüberwachung in Eisenbahnsicherungsanlagen, bei denen eine Sendeeinrichtung
über einen Gleisabschnitt eine Wechselspannung an eine Empfangseinrichtung beträgt,
welche die empfangene Wechselspannung unter Verwendung einer Vergleichswechselspannung
mindestens nach Größe auswertet.
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In Eisenbahnsicherungsanlagen werden zur Gleisüberwachung isolierte
Gleisabschnitte verwendet, deren Schienen an dem einen Ende beispielsweise mit einer
Wechselspannungsquelle verbunden sind, während am anderen Ende eine Empfangseinrichtung
vorgesehen ist, beispielsweise ein Motorrelais, welches unter Verwendung der Vergleichswechselspannung
den Frei- bzw. Besetztzustand des Gleises meldet. Die Auswertung der dem Motorrelais
zugeführten Wechselspannung erfolgt nach Amplitude, Frequenz und Phasenlage. Das
Motorrelais ist bei freiem Gleis angezogen; es fällt ab, wenn beim Besetzen des
zugeordneten Gleisabschnittes die Schienen durch Fahrzeugachsen kurzgeschlossen
werden. Anstelle von Motorrelais können selbstverständlich auch andere phasenempfindliche
Gleisrelais eingesetzt werden.
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Derartige bekannte Einrichtungen sind vielfach beschrieben, vgl. DE-PS
1 271 749.
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Wechselstrom-Gleisstromkreise mit phasenselektiven Relais unterliegen
jedoch der elektromagnetischen Beeinflussung durch Bahnrückströme und deren Oberwellen.
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Die Beeinflussungsprobleme haben sich mit der Einführung von Triebfahrzeugen
mit Thyristorsteuerung in Phasenabschnitts-, Drehstrom- und Choppertechnik und mit
den heute üblich gewordenen hohen Antriebsleistungen verschärft. Bei 100 Hz-Cleisstromkreisen
ist besonders die sechste Oberwelle der 16 2/3 Hz-Traktion störend. Eine kritische
Störbeeinflussung ist jeweils dann gegeben, wenn der betrachtete Gleisabschnitt
im Bereich der Sendeeinrichtung, also an der Speiseseite, besetzt ist, so daß die
von einem Störstrom herrUhrende Wechselspannung ungedämpft auf die Empfangseinrichtung,
also das Gleisrelais, gelangen kann. Die Störspannung kann die Höhe der bei freiem
Gleisabschnitt vorhandenen Nutzspannung bei übereinstimmender Frequenz annehmen,
so daß mit einer unzulässigen Freimeldung des betreffenden Gleisabschnittes gerechnet
werden kann. Nun gibt zwar die Phasenselektivität der jeweils verwendeten Empfangseinrichtung
(Gleisrelais) schon einen gewissen Schutz gegen schädliche Fremdspannungen, da die
Gleisrelais in der Regel einen begrenzten Arbeitsbereich innerhalb der Phasenlage
der dem Gleisstromkreis zugeführten Wechselspannung und der Phasenlage der Vergleichswechselspannung
haben.
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Beim Motorrelais ergibt sich ein Arbeitsbereich von 600 bis 1200.
Auf diese Weise können nur noch Störspannungen gefährlich werden, die hinsichtlich
ihrer Phasenlage in dem genannten Winkelbereich liegen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Gleisstromkreis der
eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß hinsichtlich der durch die
Traktion ausgelösten Oberwellen eine Immunisierung eintritt, ohne daß ein bemerkenswerter
technischer Mehraufwand getrieben werden muß.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Wechselspannung
der Sendeeinrichtung und die Vergleichswechselspannung über mit vorgegebener Periodendauer
synchrongesteuerte Schalteinrichtungen geführt sind, derart, daß die Wechselspannung
und die Vergleichswechselspannung hinsichtlich ihrer Phasenlagen konstant zueinander
sind, sich jedoch gegenüber der Phasenlage einer anderen Wechselspannung mit der
vorgegebenen Periodendauer sprunghaft ändern.
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Diesem Lösungsvorschlag liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die Gleisrelais
eine vorgegebene Anzugszeit TA haben und daß die bisher ermittelten Störungsdauern
größer als dieser Wert der Anzugszeit sind. Die Periodendauer-zur synchronen Steuerung
der genannten Schalteinrichtungen wird in vorteilhafter Weise kleiner gemacht als
der Wert TA, z.B. 0,5 TA.
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Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß die
Schalteinrichtungen als Polwendeschaltungen ausgeführt sind, die eingangsseitig
jeweils mit zwei Schienen eines Mehrphasennetzes verbunden sind.
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Es ist aber auch in vorteilhafter Weise möglich, eine an ein n-Phasennetz
angeschlossene Schalteinrichtung zu verwenden, die n Ausgangsklemmen aufweist, welche
mit Hilfe einer Anzahl von n2 Schaltgliedern mit den n Phasen des Netzes zyklisch
verbunden werden, wobei die Wechselspannung und die Vergleichswechselspannung jeweils
zwischen zwei der Ausgangsklemmen abgegriffen sind.
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Eine andere vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, daß an ein n-Phasennetz
zwei Transformatoren angeschlossen sind, die jeweils zwischen gleichartigen Ausgängen
Spannungen
mit einer Phasenverschiebung von 1800 aufweisen, daß an die Ausgänge der Transformatoren
Umschaltkontakte angeschlossen sind, derart, daß die Wechselspannung und die Vergleichswechselspannung
abwechselnd dem einen bzw. dem anderen Transformator entnommen werden.
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Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt
und werden nachfolgend näher beschrieben.
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Es zeigen: Figur 1 einen Gleisstromkreis,bei dem die Wechselspannung
und die Verg1eid0sweiselspamung mit Hilfe zweier Polweodeschaltung&1 zugeführt
werden, Figur 2 eine Schalteinrichtung, die eine zyklische Phasenfortschaltung für
die Wechselspannung und die Vergleichswechselspannung gestattet und Figur 3 eine
Schalteinrichtung, die in Verbindung mit zwei Transformatoren eine zyklische Phasenumkehr
für die Wechselspannung und die Vergleichswechelspannung herbeiführt.
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Das Blockschaltbild nach Figur 1 zeigt im oberen Teil einen in Fahrrichtung
F befahrbaren Streckenaussschnitt mit einem einschienig isolierten Wechselstrom-Gleisstromkreis
GS. Die erforderliche Gleiswechselspannuflg wird aus einem Drehstromnetz RST entnommen
und über eine Schalteinrichtung SG1 und einen Transformator T1 den beiden Schienen
S1 und S2 des Gleisstromkreises GS zugeführt. Am Ende des Gleisstromkreises GS wird
die bei freiem Gleis vorhandene Wechsel spannung mit Hilfe des Transformators T2
auf ein phasenempfindliches Gl,eisrelais GL gegeben, welches zu Vergleichszwecken
aus
dem Drehstromnetz RST noch eine Vergleichswechselspannung erhält. Diese Vergleichswechselspannung
wird über eine weitere Schalteinrichtung SG2 geleitet.
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Diese und die Schalteinrichtung SG1 sind in der Art einer Polwendeschaltung
aufgebaut. Die Kontakte X1 bis X4 der Schalteinrichtung SG1 und die Kontakte Y1
bis Y4 der Schalteinrichtung SG2 werden synchron durch eine Steuereinrichtung ST
mit vorgegebener Periodendauer betätigt. Diese Periodendauer wird vorzugsweise so
gelegt, daß sie kleiner ist als der Wert der Anzugszeit TA des Gleisrelais GL, beispielsweise
0,5 TA.
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Somit bewirken die Schalteinrichtungen SG1 und SG2 fortlaufend das
sprunghafte Umschalten der Phasenlage der dem Gleisstromkreis GS zugeführten Wechselspannung
sowie der dem Gleisrelais GL angebotenen Vergleichswechselspannung um jeweils 1800.
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Aufgrund der oben geschilderten Maßnahmen erhält nun das Gleisrelais
GL bei durch eine Störspannung beeinflußtem Gleisstromkreis GS einen Spannungsanteil,
der ein Abfalldrehmoment einleitet, so daß keine unzulässige Freimeldung des besetzten
Gleisstromkreises GS eintreten kann.
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Die Spannungszufffhrungen über die Klemmen K1 und K2 bzw.
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K3 und K4 können in vorteilhafter Weise auch durch eine Schaltungsanordnung
nach Figur 2 erfolgen. Zu dem Zweck werden beispielsweise die Klemmen K1 und K2
mit den Klemmen K6 und K5 und die Klemmen K3 und K4 mit den Klemmen K7 und K5 verbunden.
Für bereits beschriebene Anlagenteile sind in der Anordnung nach Figur 2 dieselben
Bezugszeichen vorgesehen worden.
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Zur Entkopplung ist an das dreiphasige Dreh stromnetz RST ein Transformator
T3 angeschlossen, an dessen Sekundärwicklungen T31, T32 und T33 eine durch die
Steuereinrichtung
ST betätigte Schalteinrichtung SG3 liegt. Die Schalteinrichtungen SGD hat die Aufgabe,
den drei Klemmen K5, K6 und K7 zyklisch die drei Wechselspannungsphasen des Drehstromnetzes
zuzuführen.
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Zu dem Zweck ist die Klemme 5 zyklisch über Kontakte Z10, Z20 und
Z30 mit den Wicklungen T31, T32 und T33 verbunden. Entsprechendes gilt sinngemäß
für die Klemmen K6 und K7 sowie die diesen zugeordnete Kontakte Zil bis Z31 bzw.
Z12 bis Z32. Diese einzelnen Kontakte, die beispielsweise zu nicht weiter dargestellten
Relais gehören können, werden durch die Steuereinrichtung ST synchron mit der obengenannten
Periodendauer zyklisch betätigt. Bei dieser Betriebsweise werden die zum Betrachtungszeitpunkt
noch geschlossenen Kontakte Z10, Z11 und Z12 anschließend geöffnet und die Kontakte
Z20, Z21 und Z22 geschlossen. Nachfolgend öffner die letztgenannten Kontakte, und
die Kontakte Z30, Z31 und Z32 schließen. Anschließend wiederholt sich der dargestellte
Schaltungszustand. Aufgrund der somit erzielten zyklischen Phasenfortschaltung bleibt
die Phasenlage zwischen der dem Gleisstromkreis GS (Figur 1) zugeführten Wechselspannung
und der Vergleichswechselspannung für das Gleisrelais GL konstant; jedoch ändert
sich die Phasenlage beider Spannungen periodisch in Sprüngen von jeweils 1200.
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Anstelle der Schaltungsanordnung nach Figur 2 kann auch diejenige
nach Figur 3 zum Einsatz kommen. Diese Schaltungsanordnung bewirkt für die den Klemmen
K1 und K2 bzw. K3 und K4 in der Anordnung nach Figur 1 zugeführten Spannungen eine
zyklische Phasenumkehr. Der Gleisstromkreis GS (Figur 1) wird über die Klemmen K1
bis K4 an die Klemmen K8 bis K10 angeschlossen. Im einzelnen sind zwei Transformatoren
T4 und T5 vorgesehen,
die primärseitig mit 4gX dreiphwal,tsXigen
Drehsrpmnetz RST verbunden sind. Wie die Darstellung zeigt, sind die beiden Transformatoren
T4 und T5 sekundärseitig unterschiedlich geschaltet, derart, daß die Wechselspannungen
vergleichbarer Ausgangsleitungen, z.B.
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der Leitungen L1 und L10, eine Phasenverschiebung von 1800 gegeneinander
haben. Dies trifft zu bei Transformatoren der Schaltgruppen DY5 und DY11. Die bei
diesem Ausführungsbeispiel vorgesehene Schalteinrichtung SG4 hat die Aufgabe, die
für den Gleisstromkreis GS (Figur 1) erforderlichen techselspannungen mit der vrgegebenen
Periodendauer abwechselnd aus dem einen bzw.
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anderen Transformator T4 bzw. T5 zur Verfügung zu stellen. Zu dem
Zweck sind drei Paar Umschaltkontakte U1, U2 und U3 vorgesehen, die mittelbar durch
die Steuereinrichtung ST mit der obengenannten Periodendauer betätigt werden.
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Die erfindungsgemäße Einrichtung kann auch in vorteilhafter Weise
bei Stromversorgungsnetzen angewandt werden, die eine andere Phasenzahl als n =
3 haben.
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4 Patentansprüche 3 Figuren