DE3232594C2

DE3232594C2 - Gleisstromkreis zur Gleisüberwachung in Eisenbahnsicherungsanlagen

Info

Publication number: DE3232594C2
Application number: DE19823232594
Authority: DE
Inventors: Arno 3302 Cremlingen Dickschen; Otfried Dipl.-Ing. 3300 Hondelage Herbst
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1982-09-02
Filing date: 1982-09-02
Publication date: 1984-06-28
Also published as: DE3232594A1; CH661015A5; AT383555B; ATA313683A; LU84981A1

Abstract

Bei einem Gleisstromkreis (GS) zur Gleisüberwachung in Eisenbahnsicherungsanlagen speist eine Sendeeinrichtung ( T1 ) am Anfang eines Gleisabschnittes eine Wechselstromspannung ein, die auf der anderen Seite des Gleisabschnittes durch eine Empfangseinrichtung (GL) aufgenommen wird, welche die empfangene Wechselspannung unter Verwendung einer Vergleichswechselspannung nach Größe und Phansenlage auswertet. Es sind synchron gesteuerte Schalteinrichtungen (SG1, SG2, ST) vorgesehen, welche die Wechselspannung der Sendeeinrichtung ( T1 ) und die Vergleichswechselspannung mit vorgegebener Periodendauer, die kleiner ist als die Dauer der Ansprechzeit (TA) der Empfangseinrichtung (GL), derart aus dem Drehstromnetz entnimmt, daß die Wechselspannung und die Vergleichswechselspannung hinsichtlich ihrer Phasenlage konstant zueinander bleiben, sich jedoch gegenüber der Phasenlage einer anderen Wechselspannung mit der vorgegebenen Periodendauer, vorzugsweise 0,5 TA, ändern. Hierdurch wird vermieden, daß die Empfangseinrichtung (GL) bei besetztem Gleisabschnitt und etwaigen Störspannungen anzieht und den Gleisabschnitt fälschlicherweise freimeldet.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Gleisstromkreis zur Gleisüberwachung in Eisenbahnsicherungsanlagen, bei denen eine Sendeeinrichtung über einen Gleisabschnitt eine Wechselspannung an eine Empfangseinrichtung überträgt, welche die empfangene Wechselspannung unter Verwendung einer Vergleichswechselspannung mindestens nach Größe auswertet.

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 Freibzw. 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 hurzgeschlossen werden. Anstelle von Motorrelais können selbstverständlich auch andere phasenempfindliche Gleisrelais eingesetzt werden. Derartige bekannte Einrichtungen sind vielfach beschrieben, vgl. DE-PS 12 71749.
Wechselstrom-Gleisstromkreise mit phasenselektiven Relais unterliegen jedoch der elektromagnetischen Beeinflussung durch Bahnrückströme und deren Oberwellen. Die Beeinflussungsprobleme haben sich mit der Einführung von Triebfahrzeugen mit Thyristorsteuerung in Phasenabschnitts-, Drehstrom- und Chopper-

technik und mit den heute Üblich gewordenen hohen Antriebsleistungen verschärft Bei 100 Hz-Gleisstromkreisen ist besonders die sechste Oberwelle der 16 Vi 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 herrührende 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. Beim Motorrelais ergibt sich ein Arbeitsbereich von 60° bis 120°. Auf diese Weise können nur noch Störspannungen gefährlich werden, die hinsichtlich ihrer Phasenlage in dem genannten Winkelbereich liegen.

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.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Wechselspannung der Sendeeinrichtung und die Vergleichswechselspannung über mit vorgegebener Periodendauer synchron gesteuerte 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.

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.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß die Schalteinrichtungen als Polwendeschaltungen ausgeführt sind, die eingangsseitig jeweils mit zwei Schienen eines Mehrphasennetzes verbunden sind.

Es ist aber auch in vorteilhafter Weise möglich, eine an ein /7-Phasennetz angeschlossene Schalteinrichtung

zu verwenden, die π Ausgangsklemmen aufweist, welche mit Hilfe einer Anzahl von π² Schaltgliedern mit den π Phasen des Netzes zyklisch verbunden werden, wobei die Wechselspannung und die Vergleichswechselspannung jeweils zwischen zwei der Ausgangsklemmen abgegriffen sind.

Eine andere vorteilhafte Ausfühmngsform sieht vor, daß an ein Λ-Phasennetz zwei Transformatoren angeschlossen sind, die jeweils zwischen gleichartigen Ausgängen Spannungen mit einer Phasenverschieburg von 180° aufweisen, daß an die Ausgänge der Transformatoren Umsihaltkontakte angeschlossen sind, derart, daß die Wechselspannung und die Vergleichswechselspannung abwechselnd dem einen bzw. dem anderen Transformator entnommen werden.

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zechnung dargestellt und werden nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 einen Gleisstromkreis, bei dem die Wechselspannung und die Vergleichswechselspannung mit Hilfe zweier Polwendeschaltungen zugeführt werden,

Fi g. 2 eine Schalteinrichtung, die eine zyklische Phasenfortschaltung für die Wechselspannung und die Vergleichswechselspannung gestattet und

F i g. 3 eine Schalteinrichtung, die in Verbindung mit zwei Tranformatoren eine zyklische Phasenumkehr für die Wechselspannung und die Vergleichswechselspannung herbeiführt

Das Blockschaltbild nach F i g. 1 zeigt im oberen Teil einen in Fahrrichtung Fbefahrbaren Streckenausschnitt mit einem einschienig isolierten Wechselstrom-Gleisstromkreis GS. Die erforderliche Gleiswechsehpannung wird aus einem Drehstromnetz RST entnommen und über eine Schalteinrichtung SG 1 und einen Transformator 7M den beiden Schienen S1 und S 2 des Gleisstromkre.ses GS zugeführt Am Ende des Gleisstromkreises GS wird die bei freiem Gleis vorhandene Wechselspannung mit Hilfe des Transformators T2 auf ein phasenempfindliches Gleisrelais GL gegeben, welches zu Vergleichszwecken aus dem Drehstromnetz RST noch eine Vergleichswechselspannung erhält Diese Vergleichswechselspannung wird über eine weitere Schalteinrichtung SG 2 geleitet Diese und die Schalteinrichtung SG1 sind in der Art einer Polwendeschaltung aufgebaut. Die Kontakte X1 bis X 4 der Schalteinrichtung SG 1 und die Kontakte Yl bis YA der Schalteinrichtung SG 2 werden synchron durch eine Steuereinrichtung ST mit vorgegebener Periodendauer betätigt. Diese Periodendauer wird vorzugsweise so gewählt, daß sie kleiner ist als der Wert der Anzugszeit TA des Gleisrelais GL, beispielsweise 0,5 TA. Somit bewirken die Schalteinrichtungen SG1 und SG 2 fortlaufend das sprunghafte Umschalten der Phasenlage der dem Gleisstromkreis GS zugeführten Wechselspannung sowie der dem Gleisrelais GL angebotenen Vergleichswechselspannung um jeweils 180°.

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.

Die Spannungszuführungen über die Klemmen K 1 und K 2 bzw. K 3 und K 4 können in vorteilhafter Weise auch durch eine Schaltungsanordnung nach Fig. 2 erfolgen. Zu dem Zweck werden beispielsweise die Klemmen K 1 und K 2 mit den Klemmen K 6 und K 5 und die Klemmen K 3 und KA mit den Klemmen K 7 und K 5 verbunden. Für bereits beschriebene Anlagenteile sind in der Anordnung nach F i g. 2 dieselben Bezugszeichen vorgesehen worden. Zur Entkopplung ist an das dreiphasige Drehstromnetz RST ein Transformator 73 angeschlossen, an dessen Sekundärwicklungen 7*31, Γ32 und Γ33 eine durch die Steuereinrichtung ST betätigte Schalteinrichtung SG 3 liegt Die Schalteinrichtung SG 3 hat die Aufgabe, den drei Klemmen KS, K 6 und Kl zyklisch die drei Wechselspannungsphasen des Drehstromnetzes zuzuführen. Zu dem Zweck ist die Klemme K5 zyklisch über Kontakte Z10, Z20 und Z30 mit den Wicklungen Γ31, Γ32 und Γ33 verbunden. Entsprechendes gilt sinngemäß für die Klemmen K 6 und Kl sowie die diesen zugeordneten Kontakte ZIl, Z21 undZ31 bzw.Z12,Z22undZ32. Diese einzelnen Kontakte, die beispielsweise zu nicht weiter dargestellten Relais gehören können, werden durch die Steuereinrichtung STsynchron 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 Z 22 geschlossen. Nachfolgend öffnen 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 (Fig. 1) zugeführten Wechselspannung und der Vergleichswechselspannung für das Gleisrelais GL konstant; jedoch ändert sich die Phasenlage beider Spannungen periodisch in Sprüngen von jeweils 120°.

Anstelle der Schaltungsanordnung von F i g. 2 kann auch diejenige nach F i g. 3 zum Einsatz kommen. Diese Schaltungsanordnung bewirkt für die den Klemmen K 1 und K 2 bzw. K 3 und K 4 in der Anordnung nach F i g. 1 zugeführten Spannungen eine zyklische Phasenumkehr. Der Gleisstromkreis GS(Fig. 1) wird über die Klemmen K 1 bis K 4 an die Klemmen K 8 bis K 10 angeschlossen. Im einzelnen sind zwei Transformatoren TA und 7]5 vorgesehen, die primärseitig mit dem dreiphasigen Drehstromnetz RST verbunden sind. Wie die Darstellung zeigt, sind die beiden Transformatoren TA und Γ5 sekundärseitig unterschiedlich geschaltet, derart, daß die Wechselspannung vergleichbarer Ausgangsleitungen, z. B. der Leitungen L 1 und L 10, eine Phasenverschiebung von 180° gegeneinander haben. Dies trifft zu bei Transformatoren der Schaltungsgruppen DY5 und DYIi. Die bei diesem Ausführungsbeispiel vorgesehene Schalteinrichtung SG 4 hat die Aufgabe, die für den Gleisstromkreis GS(Fig. 1) erforderlichen Wechselspannungen mit der vorgegebenen Periodendauer abwechselnd aus dem einen bzw. anderen Transformator TA^ bzw. 7]5 zur Verfügung zu stellen. Zu diesem Zweck sind drei Paar Umschaltkontakte UX, i/2 und i/3 vorgesehen, die mittelbar durch die Steuereinrichtung STmit der obengenannten Periodendauer betätigt werden.

Die erfindungsgemäße Einrichtung kann auch in vorteilhafter Weise bei Stromversorgungsr.etzen angewandt werden, die eine andere Phasenzahl als π = 3 haben.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Gleisstromkreis zur Gleisüberwachung in Eisenbahnsicherungsanlagen, bei denen eine Sendeeinrichtung über einen Gleisabschnitt eine Wechselspannung an eine Empfangseinrichtung überträgt, welche die empfangene Wechselspannung unter Verwendung einer Vergleichswechselspannung mindestens nach Größe auswertet, dadurch gekennzeichnet, daß die Wechselspannung der Sendeeinrichtung (Ti) die Vergleichswechselspannung über mit vorgegebener Periodendauer synchron gesteuerte Schalteinrichtungen (SGi, SG 2) geführt sind, derart, daß die Wechselspannung und die Vergleichswechselspannung hinsichtlich ihrer Phasenlagen konstant zueinander sind, sich jedoch gegenüber der Phasenlage einer anderen Wechselspannung gleicher Frequenz mit der vorgegebenen Periodendauer sprunghaft ändern.

2. Gleisstromkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtungen (SG HSG 2) als Polwendeschaltungen ausgeführt sind, die eingangseitig jeweils mit zwei Schienen eines Mehrphasennetzes (RST) verbunden sind (Fig-1).

3. Gleisstromkreis nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine an ein n-Phasennetz (RST) angeschlossene Schalteinrichtung (SG 3), die η Ausgangsklemmen (KS, K 6, K 7) aufweist, welche mit Hilfe einer Anzahl von n² Schaltgliedern (Z 10 bis Z3O;Z11 bisZ31;Z12 bis Z32) mit den n-Phasen des Netzes (RST) zyklisch verbunden werden, wobei die Wechselspannung und die Vergleichswechselspannung jeweils zwischen zwei der Ausgangsklemmen (K 5, K 6, K 7) abgegriffen ist (F i g. 2).

4. Gleisstromkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an ein n-Phasennetz (RST) zwei Transformatoren (T4; TS) angeschlossen sind, die jeweils zwischen gleichartigen Ausgängen (Li₁LiO) Spannungen mit einer Phasenverschiebung von 180° aufweisen, daß an die Ausgänge der Transformatoren (T4, TS) Umschaltkontakte (Ui,U2, i/3) angeschlossen sind, derart, daß die Wechselspannung und die Vergleichswechselspannung abwechselnd dem einen bzw. dem anderen Tranformator (T5, T4) entnommen werden (F i g. 3).