EP0720539B1 - Verfahren und anordnung zur ermittlung und meldung des elektrischen zustandes von spannungsdurchschlagsicherungen - Google Patents

Verfahren und anordnung zur ermittlung und meldung des elektrischen zustandes von spannungsdurchschlagsicherungen Download PDF

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EP0720539B1
EP0720539B1 EP94926918A EP94926918A EP0720539B1 EP 0720539 B1 EP0720539 B1 EP 0720539B1 EP 94926918 A EP94926918 A EP 94926918A EP 94926918 A EP94926918 A EP 94926918A EP 0720539 B1 EP0720539 B1 EP 0720539B1
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EP
European Patent Office
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earth
fuse
evaluation
condition
devices
Prior art date
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EP94926918A
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Inventor
Wolfgang Kunze
Dietmar KÄSCH
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Elpro AG
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Elpro AG
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T1/00—Details of spark gaps
    • H01T1/12—Means structurally associated with spark gap for recording operation thereof

Definitions

  • Voltage breakdown fuses are usually used between such parts which carry different potential. If a specified voltage, which can cause a dangerous body current, is exceeded, these respond and establish a metallic, electrically conductive connection between the rail of the direct current path (railway earth) and the rail of an alternating current path or bridge parts (water earth). According to the existing regulations, this condition, which in turn significantly increases the risk of stray current corrosion, may only be maintained for a short time. The operators of such DC railways must therefore continuously monitor the condition of the voltage breakdown fuses and, in the event of such a voltage breakdown fuse responding, the required electrical isolation immediately, e.g. B. by replacing the defective fuse to restore.
  • the state of the voltage breakdown protection is currently checked visually by regular inspections of the route, which is associated with a relatively high personnel expenditure.
  • Berlin S-Bru this is described in "The rail energy supply of the Berlin S-Bru", electric trains 4/1992 p. 121.
  • Another disadvantage is that an uncontrolled stray current can flow between the inspection passes.
  • Devices are also customary in which a current relay with a memory function is arranged in series for voltage breakdown protection, which works reversibly in a predetermined current range and which reports a message about a defective voltage breakdown protection to a control center.
  • the disadvantage of these devices is that the message is made via separate message lines and the effort for the required power supply of the memory relay can be considerable.
  • the object of the invention is to provide a method and an arrangement which allow the electrical state of the voltage breakdown devices, which are arranged on a section or a section of a direct current path to protect against dangerous body currents, to be recorded and evaluated at a control center at any time.
  • this object is achieved in that the potential difference between rail potential (railroad earth) and earth potential (water earth) is detected on the existing voltage breakdown devices, which are arranged along the route of a direct current path, and this state at defined times or at defined time intervals with the associated one Address can be transmitted in a suitable manner to a control center, where an evaluation of the states of the individual voltage breakdown safeguards takes place and suitable measures for eliminating detected errors can be initiated immediately.
  • the size of a flowing current at the voltage breakdown fuse can also be used as a measure of the electrical state.
  • an arrangement which consists of a signaling device, which is arranged directly on the existing voltage breakdown protection, and an evaluation device.
  • the signaling device essentially consists of a detection module, a clock module, a power supply, a clock and preferably a coded transmitter.
  • the detection module detects the potential difference between the rail potential (railway earth) and the earth potential (water earth), which is always present via a non-defective voltage breakdown fuse. This potential difference can assume both polarities in relation to the earth potential (water earth).
  • a potential difference is determined by the detection module, this stimulates a clock module, which in turn preferably clocks a coded transmitter, which now transmits a clocked coded signal via the electrical state and the address of the voltage breakdown protection to an evaluation device.
  • the transmission is preferably carried out by means of a coded transmitter to an evaluation device located nearby, which in turn is equipped with a receiver.
  • a clock is used to control and detect and transmit the potential difference across the voltage breakdown fuse only at defined times or at defined time intervals.
  • the evaluation device detects and stores the electrical state and the associated address of a certain number of voltage breakdown fuses. After the evaluation, the memories of the evaluation device are reset in order to be free to receive new, current information.
  • the detection module does not detect a potential difference across the voltage breakdown fuse detected.
  • the transmission of a signal from the signaling device to the evaluation device is omitted and, as a result of the evaluation, the necessary actions for eliminating the error can be initiated immediately. It also does not send a signal if only one module of the signaling device, for. B. the power supply or the clock has failed, so that a defect is recognized immediately and can be eliminated in a targeted manner.
  • An advantage of this solution according to the invention is that current information about the electrical state of the voltage breakdown protections and the functionality of the signaling devices is available at all times. It is furthermore advantageous that, due to the easy assembly of the signaling device, the already existing voltage breakdown fuses can be used and no additional lines have to be laid when choosing a radio transmission.
  • the rails 1 of a direct current path are connected to their ground 3 via the voltage breakdown fuse 2 to the earth potential / water earth 4, for. B. tied up bridge potential.
  • the signaling device 5 is connected to the railway earth 3 and the water earth 4 and essentially consists of a detection module 6, a power supply 9, a clock 11, a clock module 7 and a transmitter 8.
  • the detection module 6 is directly connected to the voltage breakdown protection 2 with the rail earth 3 and the water earth 4 connected and detects the potential difference between these two connections and triggers when it falls below a predetermined, always existing in practical operation, a command to clock the clock module 7.
  • the circuit of the clock module 7 oscillates freely, with a basic frequency and pulse duty factor that can be set in defined ranges.
  • the output signal of the clock module 7 actuates the, preferably electronically designed, switch 13 in this predetermined clock, which thus clocks the coded transmitter 8.
  • the transmitter 8 reports the location / address, by means of the coding, and the electrical state of the voltage breakdown protection 2 to an evaluation device.
  • the detection and reporting of the state of the voltage breakdown protection is not carried out continuously, but rather at fixed times or at defined time intervals for a limited period of time. This is achieved in that a, preferably electronic, clock 11, which is fed by its own power supply (battery) 10, switches the power supply (eg battery) 9 of the signaling device 5 on and off via the switch 12.
  • the evaluation device which receives the signal sent by the signaling device 5, is equipped with a mobile receiver and is preferably arranged on a train that drives past the signaling devices 5 on the tracks 1.
  • the reporting device 5 is preferably switched on by the clock 11 at a time and for a period of time which corresponds to the passage of the train and is coordinated with the schedule.
  • the clock frequency or the respective duty cycle of the clock modules 7 of the individual reporting devices 5 is selected differently.
  • the multi-channel receiver of the evaluation device assigns the received signals to the respective channel concerned.
  • the signals are saved with their address for further evaluation.
  • the memories are reset manually in order to be free to receive new, current information.
  • the detection module 6 of a signaling device 5 detects no potential difference between railroad earth and water earth, or if this is below the specified minimum difference, the clock module 7 is not stimulated by the detection module 6. This also means that the transmitter 8 is not clocked by the switch 13 and is switched off this signaling device 5 does not transmit a signal to the receiver of the evaluation device. The receiver reports no signal on the relevant channel. This signaling state indicates that the voltage breakdown fuse 2 in question has responded.
  • the transmitter clock frequency is determined by the transmitter range, the speed of the mobile receiver (train speed) and by the number of desired programs .
  • the state of charge of the power supply 9 of the signaling device 5 can also be transmitted in a suitable manner with the signal from the signaling device 5 to the evaluation device, so that the respective power supply 9 can be replaced in good time.
  • the evaluation devices with the associated receivers are designed to be transportable, they are preferably carried in the driver's cab of the train for recording the messages of the individual message devices 5 along a route and then handed over to the responsible personnel for evaluating the results. If more signaling devices 5 are installed on a route than the evaluation device has storage spaces, several evaluation units can also be carried on a train. It can thus be ensured that the evaluation devices have an optimal number can be executed from memory locations and still a variety of reporting devices can be detected while driving.
  • the signaling devices 5.1, 5.2, 5.3,.. Evaluation devices A1, A2, A3 installed, each of which is equipped with a receiver.
  • a group of signaling devices 5.1,..., 5.9 is assigned to each evaluation device A1, A2, A3, so that the evaluation devices are within the range of the transmitters 8 of the relevant reporting devices.
  • the first group of reporting devices 5.1, 5.2, 5.3 is assigned to evaluation device A1, a second group of reporting devices 5.4, 5.5, 5.6, 5.7 to evaluation device A2 and a third group 5.8, 5.9 to evaluation device A3.
  • the signals of the signaling devices are coded in such a way that they are only evaluated and stored by the assigned evaluation device. For example, the status messages of the signaling devices 5.3 or 5.8 are ignored by the evaluation device A2.
  • Transmitters S1, S2, S3 with a larger range are coupled to the evaluation devices A1, A2, A3, which take over the status reports of the respectively assigned reporting devices 5.1,..., 5.9 and transmit them to a central station Z.
  • the transmission from the evaluation devices A1, A2, A3 to the higher-level control center Z or a sub-control center UZ can take place directly or via one or more of the other evaluation devices A1, A2, A3.
  • the message from the evaluation device A3 can be received via the transmitter S3 as an additional input message in the evaluation device A2 and processed with the messages from the reporting devices 5.4, ..., 5.7 and transmitted via the transmitter S2 as an additional message to the evaluation device A1 will.
  • the status messages of all signaling devices 5.1,..., 5.9 are transmitted from the transmitter S1 to the control center, so that the status of all or individual groups of the voltage breakdown safeguards to be monitored can be evaluated in one control center or in several sub-control centers.
  • all memories of the alarm devices 5.1, ..., 5.9 are restored reset to be free for the acquisition of new current status messages.
  • the information stored in the stationary evaluation devices A1, A2, A3 can also be transmitted to the central office via existing telecontrol or postal lines.
  • transmission networks to sub-centers and a center are to be set up. Since several stationary receivers are to be arranged along each route, this embodiment is relatively complex, but allows a higher degree of automation.

Landscapes

  • Train Traffic Observation, Control, And Security (AREA)
  • Fuses (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
  • Protection Of Static Devices (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Description

  • Bei Gleichstrombahnen werden üblicherweise die Fahrschienen zum Leiten des Stromes benutzt. Zur Verringerung der Streustrom-Korrosionsgefahr dürfen die Gleisanlagen nicht mit Anlagen, Bauteilen oder Bauwerken mit Erderwirkung leitend verbunden werden. Somit wird das Schienenpotential der Gleisanlage, als Bahnerde bezeichnet, isoliert vom allgemeinen Erdpotential, der sogenannten Wassererde, betrieben. Dadurch können erhebliche Potentialunterschiede zwischen Bahnerde und Wassererde auftreten. Überschreiten diese Potentialdifferenzen einen bestimmten Wert, werden sie für Menschen zu einer Gefahr, insbesondere an solchen Stellen, wo durch die räumliche Nähe der potentialführenden Teile die Möglichkeit der Überbrückung durch den Körper besteht. Das trifft insbesondere für solche Stellen zu, wo sich z. B. Brückenteile oder Schienen einer Wechselstrombahn in der Nähe der Gleise einer Gleichstrombahn befinden. An solchen Stellen ist aus Gründen des Schutzes gegen gefährliche Körperströme eine zumindest zeitsweise leitende Verbindung zwischen der Bahnerde und der Wassererde, für die Dauer der Gefährdung herzustellen. Die offene Bahnerdung ist beschrieben in "das warnkreuz" 4/1992 S. 15.
  • Üblicherweise werden zwischen solchen, unterschiedliches Potential führenden, Teilen Spannungsdurchschlagsicherungen eingesetzt. Bei Überschreiten einer vorgegebenen Spannung, die einen gefährlichen Körperstrom verursachen kann, sprechen diese an und stellen eine metallische, elektrisch leitende Verbindung zwischen der Fahrschiene der Gleichstrombahn (Bahnerde) und der Fahrschiene einer Wechselstrombahn bzw. Brückenteilen (Wassererde) her. Dieser Zustand, der nun seinerseits die Streustrom-Korrosionsgefahr erheblich begünstigt, darf nach bestehenden Vorschriften nur kurzzeitig aufrechterhalten werden. Die Betreiber von solchen Gleichstrombahnen haben deshalb den Zustand der Spannungsdurchschlagsicherungen kontinuierlich zu überwachen und im Falle des Ansprechens einer solchen Spannungsdurchschlagsicherung die geforderte Potentialtrennung unverzüglich, z. B. durch Auswechseln der defekten Sicherung, wieder herzustellen. Die Kontrolle des Zustandes der Spannungsdurchschlagsicherungen erfolgt derzeit visuell durch regelmäßige Begehungen der Strecke, was mit einem relativ hohen Personalaufwand verbunden ist. Für die Berliner S-Bahn wird dies beschrieben in "Die Bahnenergieversorgung der Berliner S-Bahn", Elektrische Bahnen 4/1992 S. 121.
  • Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß zwischen den Kontrollgängen ein unkontrollierter Streustrom fließen kann.
  • Es gibt auch Einrichtungen, die bei Überschreiten einer vorgegebenen Potentialdifferenz zwischen Bahnerde und Wassererde den Potentialausgleich mit schnellen Schaltern (Kurzschließern) herstellen und bei Unterschreiten eines voreingestellten Potentialausgleichstromes die Potentialtrennung durch Öffnen des Schalters wieder herbeiführen. Solche Einrichtungen sind sehr kostenaufwendig und zusätzlich ständig auf ihre Funktionstüchtigkeit zu überwachen. Der Einsatz dieser Einrichtungen erfolgt daher nur an exponierten Stellen, wo verstärkte Gefahren durch kurzzeitige erhöhte Potentialdifferenzen, z. B. auf Bahnhöfen, auftreten.
  • Es sind auch Einrichtungen gebräuchlich, bei denen in Reihe zur Spannungsdurchschlagsicherung, die in einem vorgegebenen Strombereich reversibel arbeiten, ein Stromrelais mit Speicherfunktion angeordnet ist, das eine Meldung über eine defekte Spannungsdurchschlagsicherung an eine Zentrale meldet. Der Nachteil dieser Einrichtungen besteht darin, daß die Meldung über gesonderte Meldeleitungen erfolgt und der Aufwand für die erforderliche Stromversorgung des Speicherrelais beträchtlich sein kann.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Anordnung anzugeben, die es gestatten jederzeit den elektrischen Zustand der Spannungsdurchschlagsicherungen, die an einer Strecke oder einem Streckenabschnitt einer Gleichstrombahn zum Schutz vor gefährlichen Körperströmen angeordnet sind, zu erfassen und in einer Zentrale auszuwerten.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß an den vorhandenen Spannungsdurchschlagsicherungen, die entlang der Strecke einer Gleichstrombahn angeordnet sind, die Potentialdifferenz zwischen Schienenpotential (Bahnerde) und dem Erdpotential (Wassererde) erfaßt wird und dieser Zustand zu festgelegten Zeitpunkten oder in definierten Zeitintervallen mit der zugehörigen Adresse in geeigneter Weise einer Zentrale übermittelt werden, wo eine Auswertung der Zustände der einzelnen Spannungsdurchschlagsicherungen erfolgt und unverzüglich geeignete Maßnahmen zur Beseitigung von erkannten Fehlern eingeleitet werden können.
  • Alternativ zur Erfassung der Potentialdifferenz über der Spannungsdurchschlagsicherung, als Maß für den elektrischen Zustand kann auch die Größe eines fließenden Stromes an der Spannungsdurchschlagsicherung herangezogen werden.
  • Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Anordnung vorgeschlagen, die aus einer Meldeeinrichtung, die unmittelbar an der vorhandenen Spannungsdurchschlagsicherung angeordnet ist, und einer Auswerteeinrichtung besteht. Die Meldeeinrichtung besteht im Wesentlichen aus einer Erfassungsbaugruppe, einer Taktbaugruppe, einer Stromversorgung, einer Uhr und vorzugsweise einem kodierten Sender. Die Erfassungsbaugruppe erfaßt die Potentialdifferenz zwischen Schienenpotential (Bahnerde) und dem Erdpotential (Wassererde), die über einer nicht defekten Spannungsdurchschlagsicherung ständig vorhanden ist. Diese Potentialdifferenz kann bezogen auf das Erdpotential (Wassererde) beide Polaritäten annehmen. Wird durch die Erfassungsbaugruppe eine Potentialdifferenz festgestellt, regt diese eine Taktbaugruppe an, die ihrerseits vorzugsweise einen kodierten Sender taktet, der nun ein getaktetes kodiertes Signal über den elektrischen Zustand und die Adresse der Spannungsdurchschlagsicherung an eine Auswerteeinrichtung übermittelt. Die Übermittlung erfolgt vorzugsweise mittels eines kodierten Senders an eine in der Nähe befindliche Auswerteeinrichtung, die ihrerseits mit einem Empfänger ausgestattet ist. Damit die Stromversorgung, vorzugsweise eine Batterie, minimal belastet wird, um eine hohe Funktionsdauer zu gewährleisten, wird, über eine Uhr gesteuert, die Potentialdifferenz über der Spannungsdurchschlagsicherung nur zu festgelegten Zeitpunkten bzw. in definierten Zeitintervallen erfaßt und übermittelt.
  • Durch die Auswerteeinrichtung wird der elektrische Zustand und die zugehörige Adresse einer bestimmten Anzahl von Spannungsdurchschlagsicherungen erfaßt und gespeichert. Nach der Auswertung werden die Speicher der Auswerteeinrichtung wieder rückgesetzt, um zur Aufnahme neuer aktueller Informationen frei zu sein.
  • Hat durch Überschreiten einer voreingestellten Potentialdifferenz eine Spannungsdurchschlagsicherung angesprochen, d.h. es besteht zum Schutz vor gefährlichen Körperströmen, eine elektrisch leitende Verbindung zwischen Schienenpotential (Bahnerde) und dem Erdpotential (Wassererde), wird durch die Erfassungsbaugruppe keine Potentialdifferenz über der Spannungsdurchschlagsicherung festgestellt. Dadurch unterbleibt die Übermittlung eines Signals von der Meldeeinrichtung an die Auswerteeinrichtung und im Ergebnis der Auswertung können unverzüglich die notwendigen Handlungen zur Beseitigung des Fehlers eingeleitet werden. Es unterbleibt ebenfalls die Sendung eines Signals, wenn nur eine Baugruppe der Meldeeinrichtung, z. B. die Stromversorgung oder die Uhr, ausgefallen ist, so daß ein Defekt sofort erkannt wird und gezielt beseitigt werden kann.
  • Ein Vorteil dieser erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, daß jederzeit aktuelle Informationen über den elektrischen Zustand der Spannungsdurchschlagsicherungen sowie die Funktionsfähigkeit der Meldeeinrichtungen vorliegen. Es ist weiterhin vorteilhaft, daß durch die leichte Montierbarkeit der Meldeeinrichtung die bereits vorhandenen Spannungsdurchschlagsicherungen verwendet werden können und bei der Wahl einer Funkübertragung keine Leitungen zusätzlich zu verlegen sind.
  • Weitere Merkmale und Ausgestaltungen der Erfindung können den Ansprüchen entnommen werden.
  • Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden. Die dazugehörigen Zeichnungen stellen dar:
    • Fig. 1
    Anordnung zur Erfassung und Meldung des elektrischen Zustandes einer Spannungsdurchschlagsicherung
    Fig. 2
    Anordnung der Meldeeinrichtungen und Auswerteeinrichtungen an der Strecke einer Gleichstrombahn
  • In der Fig. 1 wird eine Anordnung zur Erfassung und Meldung des elektrischen Zustandes einer Spannungsdurchschlagsicherung zu einer mobilen Empfangs- und Auswerteeinrichtung dargestellt. Die Fahrschienen 1 einer Gleichstrombahn sind mit ihrer Bahnerde 3 über die Spannungsdurchschlagsicherung 2 an das Erdpotential/Wassererde 4, z. B. Brückenpotential angebunden. Die Meldeeinrichtung 5 wird mit der Bahnerde 3 und der Wassererde 4 verbunden und besteht im Wesentlichen aus einer Erfassungsbaugruppe 6, einer Stromversorgung 9, einer Uhr 11, einer Taktbaugruppe 7 und einem Sender 8. Die Erfassungsbaugruppe 6 ist unmittelbar an der Spannungsdurchschlagsicherung 2 mit der Bahnerde 3 sowie der Wassererde 4 verbunden und erfaßt den Potential unterschied zwischen diesen beiden Anschlüssen und löst bei Unterschreiten einer vorgegebenen, im praktischen Betrieb immer bestehenden Mindestdifferenz, einen Befehl zur Taktung der Taktbaugruppe 7 aus. Solange dieser Befehl ansteht, schwingt die Schaltung der Taktbaugruppe 7 frei, mit in festgelegten Bereichen einstellbarer Grundfrequenz und einstellbarem Tastverhältnis. Das Ausgangssignal der Taktbaugruppe 7 betätigt in diesem vorgegebenen Takt den, vorzugsweise elektronisch ausgebildeten, Schalter 13, der damit den kodierten Sender 8 taktet. Über seine Funkantenne 14 meldet der Sender 8 den Standort/Adresse, mittels der Kodierung, und den elektrischen Zustand der Spannungsdurchschlagsicherung 2 an eine Auswerteeinrichtung. Zur Reduzierung des Energieverbrauches der Meldeeinrichtung 5 wird die Erfassung und Meldung des Zustandes der Spannungsdurchschlagsicherung nicht kontinuierlich, sondern zu festgelegten Zeitpunkten oder in definierten Zeitabständen für eine begrenzte Zeitdauer durchgeführt. Das wird dadurch erreicht, daß eine, vorzugsweise elektronische Uhr 11, die über eine eigene Stromversorgung (Batterie)10 gespeist wird, über den Schalter 12 die Stromversorgung (z. B. Batterie) 9 der Meldeeinrichtung 5 ein- und ausschaltet.
  • Die Auswerteeinrichtung, die das von der Meldeeinrichtung 5 gesendete Signal empfängt ist mit einem mobilen Empfänger ausgestattet und wird vorzugsweise auf einem Zug, der auf den Gleisen 1 an den Meldeeinrichtungen 5 vorbeifährt, angeordnet. Vorzugsweise erfolgt eine Einschaltung der Meldeeinrichtung 5 durch die Uhr 11 zu einem Zeitpunkt und für eine Zeitdauer, die der Vorbeifahrt des Zuges entspricht und mit dem Fahrplan koordiniert ist.
  • Durch die örtliche Nähe mehrerer Meldeeinrichtungen 5 kann es vorkommen, daß sich mehrere Meldeeinrichtungen 5 gleichzeitig im Empfangsbereich des mobilen Empfängers der Auswerteeinrichtung befinden. Zur Vermeidung von Simultansendungen mehrerer Meldeeinrichtungen 5, die durch den Empfänger nicht ausgewertet werden könnten, wird jeweils die Taktfrequenz bzw. das jeweilige Tastverhältnis der Taktbaugruppen 7 der einzelnen Meldeeinrichtungen 5 unterschiedlich gewählt.
  • Der mehrkanalige Empfänger der Auswerteeinrichtung ordnet die empfangenen Signale dem jeweilig betreffenden Kanal zu. Die Signale werden zur weiteren Auswertung mit ihrer Adresse gespeichert. Die Speicher werden nach erfolgter Auswertung manuell zurückgesetzt, um für den Empfang neuer aktueller Informationen frei zu sein.
  • Stellt die Erfassungsbaugruppe 6 einer Meldeeinrichtung 5 keine Potentialdifferrenz zwischen Bahnerde und Wassererde fest, oder liegt diese unter der festgelegten Mindestdifferenz, unterbleibt die Anregung der Taktbaugruppe 7 durch die Erfassungsbaugruppe 6. Damit unterbleibt auch die Taktung des Senders 8 durch den Schalter 13 und es wird durch diese Meldeeinrichtung 5 kein Signal an den Empfänger der Auswerteeinrichtung übermittelt. Der Empfänger meldet auf dem jeweils betreffenden Kanal kein Signal. Dieser Meldezustand weist auf ein Ansprechen der betreffenden Spannungsdurchschlagsicherung 2 hin.
  • Da auch die Sendung eines Signals bei Ausfall einer anderen Baugruppe der Meldeeinrichtung 5, z. B. Erfassungsbaugruppe 6 oder Uhr 11, unterbleibt, wird auch ein solcher Fehler, mit Angabe der Adresse, jederzeit durch die Auswerteeinrichtung erfaßt, so daß die ständige Überwachung auch der Funktionsfähigkeit aller Meldeeinrichtungen 5 möglich ist. Die eigentliche Ursache eines durch die Auswerteeinrichtung erfaßten Fehlers kann gezielt an Ort und Stelle festgestellt und beseitigt werden.
  • Während der Einschaltzeitpunkt und die Einschaltdauer der Meldeeinrichtung 5 mit dem Fahrplan, durch entsprechende Programmierung der Uhr 11, für die jeweilige Strecke synchronisiert wird, wird die Sendertaktfrequenz durch die Senderreichweite, die Geschwindigkeit des mobilen Empfängers (Zuggeschwindigkeit) sowie durch die Anzahl der gewollten Sendungen bestimmt.
  • Vorteilhafterweise kann auch der Ladezustand der Stromversorgung 9 der Meldeeinrichtung 5 in geeigneter Weise mit dem Signal der Meldeeinrichtung 5 an die Auswerteeinrichtung übermittelt werden, so daß rechtzeitig ein Auswechseln der jeweiligen Stromversorgung 9 erfolgen kann.
  • Da die Auswerteeinrichtungen mit den zugehörigen Empfängern transportabel ausgeführt sind, werden sie vorzugsweise im Führerstand des Zuges für die Erfassung der Meldungen der einzelnen Meldeeinrichtungen 5 entlang einer Strecke mitgeführt und anschließend zur Auswertung der Ergebnisse an das zuständige Personal übergeben. Falls an einer Strecke mehr Meldeeinrichtungen 5 installiert sind als die Auswerteeinrichtung Speicherplätze hat, können auch mehrere Auswerteeinheiten auf einem Zug mitgeführt werden. Somit kann gewährleistet werden, daß die Auswerteeinrichtungen mit einer optimalen Zahl von Speicherplätzen ausgeführt werden können und trotzdem eine Vielzahl von Meldeeinrichtungen während einer Fahrt erfaßt werden kann.
  • Eine andere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lösung zur Übermittlung des elektrischen Zustandes der Spannungsdurchschlagsicherungen 2 soll anhand der Fig. 2 beschrieben werden. Die an den Fahrschienen 1 der Strecke einer Gleichstrombahn verteilten Meldeeinrichtungen 5.1, 5.2, 5.3, ... 5.9 entsprechen grundsätzlich in ihrer Funktionsweise und ihrem Aufbau den Meldeeinrichtungen 5 der Fig. 1. Entlang der Strecke werden örtlich verteilt, vorzugsweise in vorhandenen Gebäuden, stationäre Auswerteeinrichtungen A1, A2, A3, installiert, die jeweils mit einem Empfänger ausgestattet sind. Jeder Auswerteeinrichtung A1, A2, A3 wird eine Gruppe von Meldeeinrichtungen 5.1, ..., 5.9 zugeordnet, so daß sich die Auswerteeinrichtungen in der Reichweite der Sender 8 der betreffenden Meldeeinrichtungen befinden. Die erste Gruppe von Meldeeinrichtungen 5.1, 5.2, 5.3 ist der Auswerteeinrichtung A1, eine zweite Gruppe von Meldeeinrichtungen 5.4, 5.5, 5.6, 5.7 der Auswerteeinrichtung A2 und eine dritte Gruppe 5.8, 5.9 der Auswerteeinrichtung A3 zugeordnet. Die Signale der Meldeeinrichtungen werden so kodiert, daß sie nur von der zugeordneten Auswerteeinrichtung ausgewertet und gespeichert werden. Beispielsweise werden die Zustandsmeldungen der Meldeeinrichtungen 5.3 oder 5.8 durch die Auswerteeinrichtung A2 ignoriert. An die Auswerteeinrichtungen A1, A2, A3 sind jeweils Sender S1, S2, S3 mit einer größeren Reichweite gekoppelt, die die Zustandsmeldungen der jeweils zugeordneten Meldeeinrichtungen 5.1, ..., 5.9 übernehmen und diese an eine Zentrale Z übermitteln. Die Übermittlung von den Auswerteeinrichtungen A1, A2, A3 zur übergeordneten Zentrale Z bzw. einer Unterzentrale UZ kann direkt erfolgen, oder über eine bzw. mehrere der übrigen Auswerteeinrichtungen A1, A2, A3 erfolgen. In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel kann die Meldung der Auswerteeinrichtung A3, über den Sender S3 als zusätzliche Eingangsmeldung in der Auswerteeinrichtung A2 eingehen und mit den Meldungen der Meldeeinrichtungen 5.4, ..., 5.7 verarbeitet und über den Sender S2 wiederum als zusätzliche Meldung der Auswerteeinrichtung A1 übermittelt werden.
    Somit werden vom Sender S1 die Zustandsmeldungen aller Meldeeinrichtungen 5.1, ..., 5.9 an die Zentrale übermittelt, so daß der Zustand aller oder einzelner Gruppen der zu überwachenden Spannungsdurchschlagsicherungen in einer Zentrale bzw. mehreren Unterzentralen ausgewertet werden kann. Nach erfolgter Auswertung werden alle Speicher der Meldeeinrichtungen 5.1, ..., 5.9 wieder zurückgesetzt, um für die Erfassung neuer aktueller Zustandsmeldungen frei zu sein.
  • Es können, entsprechend der vorhandenen Situation, die in den stationären Auswerteeinrichtungen A1, A2, A3 gespeicherten Informationen auch über vorhandene Fernwirk- bzw. Postleitungen an die Zentrale übermittelt werden.
  • Bei dieser Ausführungsform sind Übermittlungsnetze zu Unterzentralen und einer Zentrale aufzubauen. Da entlang jeder Strecke mehrere stationäre Empfänger anzuordnen sind, ist diese Ausführungsform relativ aufwendig, gestattet aber einen höheren Automatisierungsgrad.

Claims (5)

  1. Verfahren zur Ermittlung und Meldung des elektrischen Zustandes von Spannungsdurchschlagsicherungen, die zum Schutz vor gefährlichen Körperströmen, an den Fahrschienen von Gleichstrombahnen entlang der Strecke an solchen Stellen angeordnet sind wo die Potentialdifferenz zwischen Schienenpotential (Bahnerde) und Bauwerkserde (Erdpotential/Wassererde) unzulässige (gefährdende) Werte annehmen kann, wobei unmittelbar an der Spannungsdurchschlagsicherung die Potentialdifferenz zwischen Bahnerde und Wassererde als Maß für den Zustand der Spannungsdurchschlagsicherung ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Potentialdifferenz ständig oder in definierten Zeitintervallen ermittelt und der Zustand der Spannungsdurchschlagsicherung (2) ausgewertet wird und dieser Zustand zu vorgegebenen Zeitpunkten bzw. in definierten Zeitintervallen mittels kodierter Funksender (8) an eine Auswerteeinrichtung übermittelt wird, die den jeweils übermittelten Zustand der Spannungsdurchschlagsicherung mit der zugehörigen Adresse speichert, wobei die Speicherung nach erfolgter Auswertung zurückgesetzt wird, um für neue Informationen frei zu sein.
  2. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, wobei die über einer Spannungsdurchschlagsicherung anstehende Potentialdifferenz, die zwischen der Bahnerde und der Wassererde besteht, erfaßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine Meldeeinrichtung (5) die anstehende Potentialdifferenz in einer Erfassungsbaugruppe (6) erfaßt, wenn durch eine Uhr (11) zu festgelegten Zeitpunkten bzw. in definierten Zeitintervallen durch Einschalten eines Schalters (12) eine Stromversorgungseinrichtung (9) die Stromversorgung der Erfassungsbaugruppe (6) und einer Taktbaugruppe (7) übernimmt und daß bei Vorhandensein einer vorgegebenen Potentialdifferenz die Taktbaugruppe (7) durch die Erfassungsbaugruppe (6) eingeschaltet wird, wodurch ein Schalter (13) einen Sender (8) getaktet mit der Stromversorgungseinrichtung (9) verbindet, so daß ein getaktetes und kodiertes Signal (14) an eine Auswerteeinrichtung übermittelt wird, und dieses Signal mit der zugehörigen Adresse bis zur Auswertung und Rücksetzung gespeichert wird.
  3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinrichtung, die mit einem Empfänger gekoppelt und mobil ausgeführt ist, auf einem Zug, der die Strecke abfährt, mitgeführt wird und während der Vorbeifahrt die Meldungen der Meldeeinrichtungen (5) empfängt und diese bis zur Auswertung speichert.
  4. Anordnung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitpunkte und die Zeitdauer der Erfassung und Meldung des elektrischen Zustandes der Spannungsdurchschlagsicherung (2) durch eine entsprechende Programmierung der Uhr (11) mit dem Fahrplan so koordiniert sind, daß sie mit der Vorbeifahrt des Zuges, der die Auswerteeinrichtung mitführt, übereinstimmen und die Taktfrequenz des Taktgebers (7) auf die Geschwindigkeit des Zuges sowie die Reichweite des Senders (8) abgestimmt ist.
  5. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere Auswerteeinrichtungen (A1, A2, A3) entlang der Strecke stationär angeordnet sind, denen jeweils eine oder mehrere Meldeeinrichtungen (5.1, 5.2, ... 5.9), entsprechend der Reichweite ihrer Sender (8), zugeordnet sind, deren Meldungen durch die jeweils zugeordnete Auswerteeinrichtung (A1 bzw. A2 bzw. A3) gespeichert und über einen mit der jeweiligen Auswerteeinrichtung gekoppelten Sender mit größerer Reichweite (S1, S2, S3) direkt oder über eine bzw. mehrere der übrigen Auswerteeinrichtungen (A1, A2, A3) an eine übergeordnete Zentrale (Z) bzw. Unterzentrale (UZ) zur weiteren Auswertung übermittelt werden.
EP94926918A 1993-09-22 1994-09-05 Verfahren und anordnung zur ermittlung und meldung des elektrischen zustandes von spannungsdurchschlagsicherungen Expired - Lifetime EP0720539B1 (de)

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