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Anordnung zur Ausschließung der Fremdstrom- (Triebstrom-) Gefahr bei
Steuerung von Signalen od. dgl. Es ist bekannt, im Eisenbahnsicherungswesen, z.
B. beim Betrieb von Gleisstromkreisen, die Beeinflussung von Signal- bzw. Blockrelais
durch Fremdströme, z. B. Triebstrom, dadurch zu verhindern, daß man durch entsprechende
Wahl der Signal- bzw. Blockfrequenz einen Abstand dieser Frequenz von der Frequenz
der Oberwellen des Triebstromes erzielt, der sicherstellt, daB durch die Oberwellen
-des Triebstromes eine Beeinflussung der Signalrelais nicht erfolgen kann. Hierbei
ist es jedoch schwierig, auch etwaigen Frequenzschwankungen zu begegnen, - weil
in diesem Falle, wenn. z. B. die Triebstromfrequenz schwankt, die Signalfrequenz
dagegen sich nicht ändert, die Oberwellen des Triebstromes sich der Grundwelle des
Signalstromes so weit nähern können, daB die Signaleinrichtung beeinfluBt wird.
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Die Erfindung bezweckt, auch diesem Fall gerecht zu werden und erreicht
dies dadurch, daB zwei verschiedene Signalfrequenzen und zwei Relais verwendet werden,
die auf diese verschiedenen Frequenzen ansprechen, wobei die Frequenzen so gewählt
werden, daB sie verschiedenen Abstand von der Grundwelle einerseits und den benachbarten
Oberwellen
des Fremdstromes andererseits aufweisen. Hierdurch wird
bewirkt, daß eine Frequenzschwankung nach oben oder nach unten immer nur zu einer
Fremdbeeinflussung eines der beiden Relais führen kann, während das andere Relais
nicht b,-; influßt wird.
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Im- folgenden wird Bierfür ein Beispiel gegeben, und zwar für einen
Gleisstromkreis auf einer mit Wechselstrom betriebenen Bahn.
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Angenommen der Triestrom habe die Frequenz T = 16,66 Hz, so haben
die Oberwellen folgende Frequenzen: zweite Oberwelle 0@ = 33,33 Hz, dritte Obertvelle
0" = 511,- Hz, vierte Oberwelle 0, = 66,66 Hz, fünfte Oberwelle 0; = ß3>33
Hz, sechste Oberwelle 011 = iooä Hz, siebente Oberwelle 0,; = 116,66 Hz usw.
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Wählt man nun zum Betrieb des Gleisstromkreises und der beiden Gleisrelais
R1 und R. die Frequenzen 55 und 6i und berücksichtigt hierbei Frequenzschwankunge.n
des Triebstromes z. B. bis zti -_ i11 so kommt die dritte Oberwelle des Triebstromes
bei einer Frequenzsch:ankung um - i11 °_ o in den Frequenzbereich des Relais R1,
so daß zwar R1 durch die Oberwelle 0, des Triebstromes beeinflußtwerden könnte.
Das Relais R.# liegt jedoch weder im Einflußbereich der dritten noch der vierten
Oberwelle. Umgekehrt ist es bei einer Frequenzschwankung des Triebstromes um -i11°
o. Dann hat zwar die vierte Oberwelle etwa 611 bis 61 Hz und R., ist durch diese
Oberwelle gefährdet, dafür liegt aber nun R1 weder im Einflußbereich der dritten
noch dem der vierten Oberweile und wird also durch den Triebstrom nicht beeinflußt.
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Ein anderes Beispiel: Wählt man für R1 = 95 Hz und für R. = 1o5 Hz,
so würde bei einem Sinken der iriebstromfrequenz um beispielsweise 5111a die sechste
Oberwelle etwa 95 Hz haben, und das Relais R1 könnte also von ihr beeinflußt werden.
Dafür aber liegt dann das Relais R., außerhalb des Einflußbereichs sowohl der sechsten
als auch der siebenten Oberwelle. Steigt die Triebstromfrequenz um 511-o, so hat
die sechste Oberwelle zwar etwa 1o5 Hz und das Relais R. liegt im Einflußbereich
der siebenten Oberwelle, dafür aber Lit nun wieder das Relais PI gegen Beeinflussung
durch den Triebstrom geschützt, da die beiden benachbarten Oberwellen, nämlich die
fünfte und sechste, weit genug von seinen Ansprechgrenzen entfernt liegen. Ähnlich
liegen die Verhältnisse, wenn der Blockstrom in seiner Frequenz schwankt, oder wenn
sowohl Triebstrom als auch Blockstrom gleichzeitig Frequenzschwankun:en haben.
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Es ist nun hierbei nicht erforderlich, daß die beiden Blockfrequenzen
zwischen zwei Oberwellen liegen, z. B. wie beim ersten Beispiel zwischen der dritten
und vierten Oberwelle oder iiie beim zweiten Beispiel eine der beiden Frequenzen
unterhalb der sechsten Oberwelle des Triebstromes und die andere oberhalb derselben,
sondern sie können auch, «-as unter Umständen mit Rücksicht auf etwa erforderliche
Abstimmglieder zweckmäßig ist, weiter entfernt voneinander liegen. So könnte man
z. B. die Frequenzen 55 und 95 zum Betrieb der beiden Relais R1 und R., wählen.
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Die Relais werden so gewählt und ausgebildet, daß ihr Ansprechbereich
zwar den zu erwartenden Frequenzschwankungen des Blockstromes entspricht,
da ß er aber andererseits so klein ist, daß auch bei großen Frequenzschwankungen
immer wenigstens eines der beiden Relais unbeeinflußt bleibt. Werden also z. B.
zum Betrieb der beiden Relais R, und R., die Frequenzen 95 und i115 verwendet, und
rechnet man mit einer Schwankung der Triebstromfrequenz von -'50;'11, d. h. also
mit einem Absinken der siebenten Oberwelle auf etwa iio Hz, so muß die obere Ansprechgrenze
des Relais R., bei etwa log Hz, seine untere bei etwa ioi Hz liegen. Da die fünfte
Obert#,-elle hierbei auf etwa Sj,5 Hz steigt, muß die untere Ansprechgrenze
des Relais R, bei etwa SB Hz, die obere etwa bei 99 Hz liegen. Würde man mit größeren
Triel>strcmscliwankungen rechnen, z. B. mit 7,5 ° t,, dann würde bei einem Absinken
der Triebstromfrequenz um 7,511,#o die sechste Oberwelle etwa 92,5 Hz haben, während
die siebente Oberwelle etwa i11; ,5 Hz hat. Dann müßten die Relais so ausgebildet
sein, daß sie auf die Triebstromfrequenz auch dann noch nicht ansprechen. Sie erhalten
also einen Frequenzansprechbereich %-11n etwa -!- 2,0 °, ¢. Bei geeigneter
Ausbildung der hekannten Zweiphasenmotorrelais ist dies ohne Schwierigkeit möglich,
wenn man dafür sorgt, daß der Hilfswicklung jedes der beiden Relais nur die eine
Blockfrequenz, auf die es ansprechen soll, zugeführt wird. Verwendet man nun beide
Relais für die Erzeugung ein und desselben Signals, so wird sichergestellt, daß,
wenn nur ein Relais anspricht, z. B. als Folge einer Triebstrombeeinflussung, dieses
Signal nicht hervorgerufen wird. Bei den bekannten Gleisstromkreisen heißt das,
daß ein Fahrtsignal nur entstehen kann, wenn beide Gleisrelais R1 und R_ gleichzeitig
angezogen sind. Umgekehrt wird das Haltesignal bereits erzeugt, wenn nur ein Relaisanker
abgefallen ist. Da nun durch den Triebstrom im ungünstigsten Falle nur ein Relais
zum Anzug gebracht werden kann, so kann der Triebstrom keinesfalls ein falsches
Frei- oder Fahrtsignal hervorrufen. Man kann jedoch auch die beiden Relais für die
Steuerung mehrerer Begriffe verwenden, wobei dann noch durch jedes Relais für sich
ein Begriff gesteuert werden muß. Hierbei muß aber die Zuordnung der Begriffe zu
den Relais so erfolgen, daß im Störungsfall, also bei Ansprechen {Abfallen oder
Anziehen
) eines Relais in Folge einer Triebstromoberwelle, ein
beschränkenderes Signal erzeugt wird.
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Man kann hierbei die Anordnung auch so treffen, daß die Anker beider
Relais auf einen gemeinsamen Kontaktsteg einwirken und auf diese Weise die entsprechenden
Signale steuern. Man kann die beiden Relais auch benutzen, um eine gegenseitige
Abfallüberwachung herbeizuführen.
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Die Anwendung der Erfindung. ist nicht auf Gleisstromkreise beschränkt,
sie kann sinngemäß auch auf alle anderen Einrichtungen des Sicherungswesens, bei
denen Schutz gegen Fremdstrom erforderlich ist, angewendet werden.