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Einrichtung zur Erzielung eines störungsfreien Überganges eines aus
einer in Abschnitte unterteilten Kontaktleitung gespeisten elektrischen Triebfahrzeuges
beim Übergang von einem Fahrdrahtabschnitt auf einen anderen mit abweichender Spannung
oder Phase In elektrischen Eisenbahnanlagen kann es vorkommen, daß das Fahrleitungsnetz
in mehrere Abschnitte aufgetrennt werden muß, die von verschiedenen Stromquellen
gespeist werden. Es kommt auch vor, daß diese verschiedenen Abschnitte aus irgendwelchen
Gründen nicht miteinander verbunden werden dürfen, z. B. wenn benachbarte Fahrleitungsabschnitte
verschiedene Betriebsspannungen aufweisen oder mit Wechselströmen verschiedener
Phase oder Frequenz gespeist werden. Wenn ein Triebfahrzeug von einem Abschnitt
auf einen anderen übergehen muß, so tritt bei diesem Übergang ein mehr oder weniger
starker Lichtbogen odereventuell ein Kurzschluß auf.
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Es ist vorgeschlagen worden, an solchen Stellen in Fahrleitungsanlagen
ein mittleres Fahrleitungsstück vorzusehen, welches an seinen beiden Enden durch
Isolierstrecken von den beiden Netzen getrennt ist und normalerweise spannungslos
ist. Diese Einrichtung hat aber den Nachteil daß bei der Durchfahrt dieser Strecke
die Energielieferung zu den Triebmotoren eine Zeitlang unterbrochen ist. Es ist
nicht ausgeschlossen, daß unter Umständen der Triebwagen gerade unter diesem Fahrleitungsstück
angehalten werden muß oder stehenbleibt. Um ein Wiederanfahren des Triebwagens zu
ermöglichen, müssen daher stets Schalter angeordnet sein, mit denen dieses Fahrleitungsstück
mit der in der Fahrrichtung vorwärts liegenden Fahrdrahtstrecke e verbunden werden
kann. Es ist weiter eine Einrichtung vorgeschlagen worden, bei welcher auch während
der Durchfahrt dieser Teilstrecke die Triebmotoren gespeist werden. Diese Einrichtung
arbeitet automatisch derart, daß kurz vor Auftreffen des Triebwagens auf das isolierte
Fahrdrahtstück dieses kurzzeitig mit der in bezug auf die Fahrrichtung rückwärts
liegenden Fahrdrahtstrecke verbunden wird. Kurz vor Auftreffen des Bügels des Triebwagens
auf die neue, in bezug auf die Fahrrichtung vorwärts liegende Fahrdrahtstrecke wird
die mittlere Fahrdrahtstrecke umgeschaltet auf .die vorwärts liegende Fahrdrahtstrecke.
Diese Einrichtung benötigt zwei besondere, vom Bügel zu bestreichende Hilfsdrähte,
welche parallel zu den beiden Übergangsstellen von den Fahrleitungen zum mittleren
isolierten Fahrleitungsstück angeordnet werden müssen. Es ist ferner vorgeschlagen
worden, mehrere voneinander und von den beiden Netzen isolierte Fahrleitungsstrecken
anzuordnen, und es sind Einrichtungen angegeben worden, um das Wiederanfähren eines
unter den isolierten Teilstrecken stehengebliebenen Zuges zu ermöglichen. Diese
Anordnung mehrerer isolierter Teilstrecken ist jedoch kompliziert, beim Durchfahren
eines Teiles dieser isolierenden Stücke wird stets die Energielieferung zu den Triebmotoren.
unterbunden.
Auch setzt diese Einrichtung die Anwesenheit mindestens zweier Stromabnehmer voraus.
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Gegenstand der Erfindung ist eine Einrichtung, welche den Übergang
eines Triebfahrzeuges von einem Fahrdrahtabschnitt auf den anderen ohne Lichtbogenbildung
an den Stromabnehmern und unter Vermeidung längerer Unterbrechungszeit in der Stromlieferung
ermöglicht. Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß zwischen die Fahrdrahtabschnitte
ein isoliertes Leitungsstück eingefügt ist das durch vom Triebfahrzeug gesteuerte
Schalter zum Überbrücken der Trennstellen in der Kontaktleitung nacheinander mit
der in bezug auf die Fahrrichtung rückwärts liegenden Fahrdrahtstrecke verbunden,
nach Ablauf einer gewissen Zeitspanne von dieser abgeschaltet, mit der vorwärts
liegenden Fahrdrahtstrecke verbunden und nach Ablauf einer weiteren Zeitspanne wieder
von dieser abgeschaltet wird.
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Gegenüber den bekannten Einrichtungen besitzt die Einrichtunng gemäß
der Erfindung den Vorteil, daß die Triebmotoren nur im Moment der Umschaltung von
einem Netz auf das andere kurzzeitig von der Energiequelle abgeschaltet werden,
unter Vermeidung jeglicher Funkenbildung an den Stromabnehmern. Die Verwendung
von Beidrähten im Fahrleitungsbau mit ihren Nachteilen (Eisbildung) und die notwendigen
Abspannvorrichtungen für dieselbe, die insbesondere bei höheren Spannungen teure
Einrichtungen sind, werden vermieden.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch
dargestellt. Es ist angenommen, daß die Fahrleitungsabschnitte aus Wechselstromquellen
gleicher Frequenz, aber verschiedener Phase gespeist «-erden. Es bedeuten 25 und
27 zwei Fahrdrahtabschnitte einer Kontaktleitung und 26 das isolierte Leitungsstück
mit den Trennstellen i und 2. Die Überbrückungsschalter 3 und 4 der Trennstellen
i und 2 werden von den Relais 5 und 6, 7 und 8 und den Schaltapparaten 9 und io
gesteuert. Als Stromquelle für die Bedienung der Schalter und die Speisung der Relais
dienen die Transformatoren i9 und 2o, welche primär mit den beiden Fahrleitungsabschnitten
25 und 27 verbunden sind, und der Transformator 24, der wechselweise an einen der
Abschnitte 25, 27 gelegt wird. Die Relais 5 und 6 sind mit zwei Wicklungen ausgerüstet
und derart konstruiert, daß sie nur dann ansprechen, wenn beide Wicklungen mit Wechselstrom
gleicher Phase gespeist werden, während sie bei Speisung mit Strömen verschiedener
Phase oder bei Speisung einer Wicklung allein nicht ansprechen. Die Wicklungen 51,
52 werden dauernd aus den Transformatoren i9, 2o gespeist, die Wicklungen 53, 54
aus dem Transformator 2.1, sobald dieser primär mit einem der Abschnitte 25= 27
in Verbindung gebracht ist. Dies geschieht bei Bügelstromabnehmerbetrieb durch Überbrücken
der Trennstellen 1, 2. Die Relais 5, 6 sind mit Zeitwerken ausgerüstet, welche eine
einstellbare Verzögerung beim Abfallen des Relais ergeben. Die Relais 7 und 8 sind
ebenfalls mit Zeitwerken ausgerüstet, welche eine einstellbare Verzögerung beim
Anziehen der Relais bezwecken.
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Der Erregerstromkreis für die Wicklungen 55, 56 der Relais 7, 8 ist
über die Schließkontakte der Relais 5, 6 geführt. Parallel zu den Wicklungen 55,
56 gehen Verbindungen über die Öffnungskontakte der Relais 7, 8 sowie über die Öffnungskontakte
der Relais 5, 6 zu den Antrieben z1, 22 der Schaltapparate 9, io. Die Schaltapparate
9 und io besitzen Kontaktsektoren 13, 14, die nacheinander mit den Kontaktpaaren
15, 16 bzw. 17, 18 in Kontakt kommen, und die jeweils nach einem vollen Umgang der
Kontaktsektoren durch Öffnen der Hilfskontakte ii und 1a abgeschaltet werden.
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Der Erregerstromkreis für die Einschaltspulen 57, 58 der Überbrückungsschalter
3, 4 ist über die Kontakteinrichtung der Schaltapparate 9, io und über Hilfskontakte
an den Schaltern 3, 4 so geführt, daß der Stromkreis für den Schalter 3 über die
Hilfskontakte am Schalter 4 verläuft und umgekehrt.
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Läuft beispielsweise der Stromabnehmer eines Triebfahrzeuges vom Abschnitt
25 herkommend über die Trennstelle i, so wird durch den Stromabnehmer selbst kurzzeitig
das isolierte Leitungsstück 26 an die Spannung des Abschnittes 25 gelegt. Infolgedessen
wird durch den. Transformator 24 die eine Wicklung 53, 54 der Relais 5 und 6 erregt.
Da die andere Wicklung 51 des Relais 5 dauernd an der Spannung des -Abschnittes
25 liegt, zieht sofort das Relais 5 an und schließt seine oberen Arbeitskontakte.
Das Relais 6 spricht nicht an, da seine beiden Wicklungen 52, 54 an zwei phasenverschobenen
Spannungen liegen. Dadurch fließt ein Strom vom Punkt 28 einerseits über den Arbeitskontakt
des Relais 5 und durch die Wicklung 55 des Relais 7 sowie andererseits über die
Kontakte des Relais 7 und die untren Ruhekontakte des Relais 6 zu dem Antrieb 21.
Der Kontaktapparat 9 beginnt zu laufen. Dieser schaltet über das Kontaktsegment
13, die Kontakte 15, die Hilfskontakte am Schalter 4, die Einschaltspule 57 des
Schalters 3 ein. Schalter 3 wird geschlossen, wodurch das isolierte Leitungsstück
26 unmittelbar mit dem Fahrleitungsabschnitt 25 verbunden ist, so daß das Triebfahrzeug
aus diesem gespeist wird. Der Schaltapparat
besitzt einen Hilfskontakt
i i, der beim Anlaufen des Schaltapparates geschlossen wird und während einer vollen
Umdrehung den Stromkreis zur Arbeitswicklung 2i aufrechterhält. Nach Ablauf einer
am Schaltapparat 9 einstellbaren Zeit, nach welcher alle Triebfahrzeuge desselben
Zuges unter dem Abschnitt 26 sich befinden unterbricht der Kontaktapparat 9 durch
Ablaufen der Segmente i 3 von den Kontakten i 5 den Stromkreis zum Schalter 3 und
schließt unmittelbar darauf den Stromkreis zum Schalter 4 über den Hilfskontakt
des Schalters 3, indem das Segment 13 die Kontakte 17 berührt. Dadurch wird das
Leitungsstück 26 vom Fahrleitungsabschnitt 25 abgetrennt und mit kürzester Unterbrechung
mit dem Abschnitt 27 verbunden. Diese Unterbrechungszeit muß so kurz gemacht werden,
daß sie eine gedämpfte Nullspannungsauslösung in den Triebfahrzeugen nicht zum Ansprechen
bringt. Nach Ablauf einer weiteren Zeitspanne unterbricht der Schaltapparat 9 durch
Ablaufen des Segmentes 13 von den Kontakten 17 den Einschaltstromkreis zum Schalter
4, wodurch der ursprüngliche Zustand wieder hergestellt ist. Der Hilfskontakt i
i wird geöffnet. Diese letztere Zeitspanne muß so gewählt werden, daß die Stromabnehmer
der Triebfahrzeuge bei Abschaltung des Schalters 4 unter dem 'Abschnitt 27 liegen.
Die Abfallverzögerung der Relais 5 bzw. 6 wird größer gewählt als die Ansprechverzögerung
der Relais 8 bzw. 7, damit trotz des beim beschriebenen Vorgang erfolgten Einschaltens
des Schalters 4 der Kontaktapparat io nicht zu laufen beginnt.
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Um die Zeit für die Umschaltung der üb-erbrückungsschalter an den
Schaltapparaten 9, io verändern zu können, werden die Doppelkontakte 15, 16, 17,
18 untereinander verstellbar gemacht, so daß sowohl der Moment der Berührung zwischen
diesen und dem Segment 13, 14 als auch der Moment des Ablaufens des Segmentes von
den Kontakten beliebig verändert werden kann.
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Die Drosselspule 23 bewirkt, da.B die Hilfssammelschiene 28 in gleicher
Weise von den beiden Transformatoren i9 und 2o gespeist wird, wobei beim Wegbleiben
der Spannung im einen Transformator die Speisung durch den anderen erfolgt.
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Die Länge L des isolierten Leitungsstückes 26 muß sich zum größten
vorkommenden Abstand Lz der Stromabnehmer desselben Zuges mindestens verhalten wie
die maximale Zugsgeschwindigkeit vn,ax zur minimalen vm;n. Die Umschaltung der Strecke
26 vom einen Fahrdraht auf den anderen: muß nach einer Zeit TI erfolgen, welche
sich ergibt als das Verhältnis von
Die Zeit von der Einschaltung des Schalters 3 bis zur Ausschaltung des Schalters
4 muß mindestens gleich dem-Verhältnis T1 + TZ -
sein.
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Anstatt die Umschaltung durch den Stromahnehmerbügel einzuleiten.,
kann ohne weiteres z. B. ein Schienenkontakt benutzt werden oder ein anderes vom
Fahrzeug gesteuertes Mittel.