DE4318934C1 - Systemtrennstelle für Fahrleitungen im elektrischen Bahnbetrieb - Google Patents
Systemtrennstelle für Fahrleitungen im elektrischen BahnbetriebInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Systemtrennstelle für Fahrleitungen
im elektrischen Bahnbetrieb, wie sie im Oberbegriff des Anspruches 1
näher bezeichnet ist.
An Ländergrenzen, aber auch Gebietsgrenzen von Bahnverwaltungen, werden
grenzüberschreitende Triebfahrzeuge oft mit einander ablösenden unterschied
lichen Stromsystemen der Bahnstromversorgung konfrontiert. Diese werden
dabei durch sogenannte Systemtrennstellen getrennt, die von den Fahrzeugen
im allgemeinen mit abgesenktem Stromabnehmer, d. h. mit Schwung durchfahren
werden, wonach nach Umschaltung wieder aufgerüstet wird.
Trotzdem ist nicht auszuschließen, daß ein Stromabnehmer durch Versagen
entsprechender Einrichtungen am Fahrdraht verbleibt. Dann muß durch zu
sätzliche Vorkehrungen sichergestellt werden, daß dabei weder Schäden durch
unzulässige Verbindung der beiden Stromsysteme über das Fahrzeug noch
Schäden auf dem Fahrzeug selbst entstehen.
Die elektrische Trennung der beiden angrenzenden Oberleitungsabschnitte einerseits und ihre
mechanische Verbindung andererseits erfolgt häufig durch geerdete Schutzstrecken,
was die widerstandslose Verbindung der Schutzstrecken mit den dazu zuge
hörigen Erdungssystemen erfordert. Bei solchen Anordnungen erfolgt bei
einer Einfahrt in die Schutzstrecke mit hochgestelltem Stromabnehmer ein
satter Kurzschluß im speisenden Versorgungsnetz des Stromsystems I und
anschließend beim Verlassen der Schutzstrecke im nachfolgenden Strom
system II. Dies bewirkt zwar sofortige Auslösung der dazugehörigen
Leistungsschalter in den betreffenden Unterwerken und führt auch zur
Stillsetzung des Triebfahrzeuges durch Unterspannungsauslösung seines
Leistungsschalters, nachteilig ist jedoch, daß die Oberleitungs- und
Stromversorgungsanlagen durch die hohen Stromstärken im Kurzschlußfall
extrem stark beansprucht werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine einfache Ausführung der Systemtrennstelle zu schaffen,
die bei höherer Sicherheit solche Kurzschlüsse der Systeme durch das Fahr
zeug praktisch ausschaltet.
Die vorgenannte Aufgabe wird gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des An
spruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen
entnehmbar.
Anhand eines schematischen in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbei
spieles wird die Erfindung im Nachstehenden näher erläutert.
Die Figur zeigt eine Systemtrennstelle für eine Hauptfahrleitung 1, in die
- potentialgetrennt durch zwei Isolierstäbe 2, 2′ als Isoliermittel - auf
einer Seite z. B. mit 3 kV = und auf der anderen Seite z. B. mit 25 kV, 50 Hz
eingespeist wird. Im Trennstellenbereich ist im geringen Abstand zur Haupt
fahrleitung 1 eine Hilfsfahrleitung 3 so installiert, daß beide Fahrleitungen
1 und 3 gleichzeitig vom Schleifstück eines Fahrzeugstromabnehmers
bestrichen und damit elektrisch verbunden (überbrückt) werden können. Die
Hilfsfahrleitung 3 ist im Normalfall spannungslos über Isolatoren 4 aufge
hängt und durch Isolierstäbe 5, 5′ und 6, 6′ als Isolationsmittel in Ab
schnitte unterteilt. Von diesen Abschnitten sind spiegelbildlich jeweils
die äußeren Abschnitte N und N′, das sind neutrale im Normalfall spannungslose Ab
schnitte, die durch Spannungswandler 7, 7′ ständig auf Spannungsfreiheit
kontrolliert werden. Die inneren Abschnitte E und E′ sind geerdete Ab
schnitte, die durch Stromwandler 8, 8′ auf Kurzschlußstrom überwacht werden.
Wird z. B. die dargestellte Systemtrennstelle von links befahren und ein
aufgestellter Stromabnehmer überbrückt Hauptfahrleitung 1 und Hilfsfahr
leitung 3, dann steht zunächst am neutralen Abschnitt N die Betriebs
spannung 3 kV = an und ein Signal des Spannungswandlers 7 kann zur unver
züglichen Auslösung der Streckenschalter (Leistungsschalter) in den Unter
werken der beiden Stromsysteme I und II verwertet werden. Zeitlich ver
zögert durch den räumlichen Versatz des nachfolgenden Erdungsabschnittes
E, d. h. durch die erst nachfolgende Überbrückung des Streckenabschnittes E
durch den Stromabnehmer, erfolgt unterstützend noch eine zusätzliche Kurz
schlußstromüberwachung. Normalerweise brauchen die Stromwandler 8, 8′ je
doch nicht mehr ansprechen, weil die Systeme I und II bereits abgeschal
tet wurden.
Durch die Aufteilung der Systemtrennstelle stehen im Störfall jetzt von den
Wandlern 7, 7′ und 8, 8′ abgeleitet folgende Störgrößen für eine unverzüg
liche Auslösung der Leistungsschalter in den Unterwerken zur Verfügung:
- 1. Spannung des Systems I
- 2. Kurzschlußstrom des Systems I
- 3. Kurzschlußstrom des Systems II
- 4. Spannung des Systems II
Für eine schnelle Übertragung der Ausschaltsignale zu den Unterwerken können
bekannte Übertragungsverfahren verwendet werden.
Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Beispiel beschränkt. Erfaßt
werden sollen auch Anordnungen, die z. B. das umgekehrte Prinzip verwenden,
indem im Bereich der Systemtrennstelle ein Teil der dann spannungslosen
Hauptfahrleitung 1 in mehrere Abschnitte unterteilt und durch Strom- und
Spannungswandler überwacht wird, wobei die Spannungszuführung im Störfall
über den Stromabnehmer von der danebenliegenden spannungsführenden Hilfs
fahrleitung 3 übertragen wird.
Claims (5)
1. Systemtrennstelle für Fahrleitungen im elektrischen Bahnbetrieb, die
aneinandergrenzende Fahrleitungsstrecken verschiedener Strom- und/oder
Spannungssysteme mechanisch verbindet, jedoch potentialmäßig trennt und
unter Anwendung von Kurzschluß-Auslösesystemen in geerdeten Schutz
streckenabschnitten für eine Auslösung der benachbarten Streckenschal
ter der Systeme sorgt, insbesondere zum Schutz beim Befahren mit versehent
lich angehobenen Stromabnehmern,
dadurch gekennzeichnet,
daß dem jeweiligen Kurzschlußauslösesystem (8 bzw. 8′) im Erdungsab
schnitt (E bzw. E′) eine Spannungsüberwachung (7 bzw. 7′) mit räumlich
und/oder zeitlich früherer Auslösung vorgeschaltet ist.
2. Systemtrennstelle nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine im Trennstellenbereich neben der spannungsführenden Hauptfahr
leitung (1) angeordnete und im Normalbetrieb neutrale Hilfsfahrleitung
(3) Verwendung findet, die vom Stromabnehmer eines Triebfahrzeuges mit
bestrichen und abschnittsweise durch Überbrücken unter Spannung gesetzt
wird, was von der Spannungsüberwachung (7 bzw. 7′) vorzeitig erfaßbar ist.
3. Systemtrennstelle nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Hilfsfahrleitung (3) von der Trennstellenmitte gesehen spiegel
bildlich zu beiden Seiten jeweils einen durch Isolationsmittel (6, 5, 4 bzw. 6′, 5′, 4′)
abgegrenzten geerdeten Abschnitt (E bzw. E′) mit
Stromwandler (8 bzw. 8′) und einen neutralen Abschnitt (N bzw. N′)
mit Spannungswandler (7 bzw. 7′) aufweist.
4. Systemtrennstelle nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei Überbrückung durch einen Stromabnehmer für jede Fahrtrichtung
zunächst ein Spannungswandler (7 bzw. 7′) in einem neutralen Abschnitt
(N bzw. N′) anspricht und die Streckenschalter für die Speisung des
gerade befahrenen Streckenabschnittes des einen Systems (I) und der
anschließend zu befahrenen Fahrleitungsstrecke des anderen Systems (II)
auslöst, bevor die jeweilige Stromüberwachung (8 bzw. 8′) wirksam wird.
5. Systemtrennstelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß in Umkehrung des Prinzips im Trennstellenbereich die Hauptfahrlei
tung (1) neutral und die daneben angeordnete Hilfsfahrleitung (3)
spannungsführend ausgebildet ist, und daß dementsprechend die Haupt
fahrleitung (1) in neutrale (N) und geerdete Abschnitte (E) unterteilt
wird, auf die durch aufeinanderfolgende Überbrückung durch den Strom
abnehmer auswertbare Spannungen und Kurzschlußströme übertragbar sind.
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