LU84981A1 - TRACK CIRCUIT FOR TRACK MONITORING IN RAILWAY LOCKING SYSTEMS - Google Patents
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Berlin und München VPA 82 P 2 9 3 3 DEBerlin and Munich VPA 82 P 2 9 3 3 DE
5 Gleisstromkreis zur Gleisüberwachung in Eisenbahnsicherungsanlagen5 Track circuit for track monitoring in railway protection systems
Die Erfindung bezieht sich auf einen GleisStromkreis zur Gleisüberwachung in Eisenbahnsicherungsanlagen, 10 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.The invention relates to a track circuit for track monitoring in railway safety systems, 10 in which a transmitting device transmits an AC voltage to a receiving device via a track section, which evaluates the received AC voltage using a comparison AC voltage at least according to size.
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In Eisenbahnsicherungsanlagen werden zur Gleisüberwachung isolierte Gleisabschnitte verwendet, deren Schienen an dem einen Ende beispielsweise mit einer Wechselspannungsquelle verbunden sind, während am anderen Ende 20 eine Empfangseinrichtung vorgesehen ist, beispielsweise ein Motorrelais, welches unter Verwendung der Vergleichswechselspannung den Frei- bzw. Besetztzustand des Gleises meldet. Die Auswertung der dem Motorrelais '· zugeführten Wechsel Spannung erfolgt nach Amplitude, 25 Frequenz und Phasenlage. Das Motorrelais ist bei freiem Gleis angezogen; es fällt ab, wenn beim Besetzen des zugeordneten Gleisabschnittes die Schienen durch Fahrzeugachsen kurzgeschlossen werden. Anstelle von Motorrelais können selbstverständlich auch andere 30 phasenempfindliche Gleisrelais eingesetzt werden. Derartige bekannte Einrichtungen sind vielfach beschrieben, vgl. DE-PS 1 271 749.In railway safety systems, isolated track sections are used for track monitoring, the rails of which are connected at one end to, for example, an AC voltage source, while at the other end 20 a receiving device is provided, for example a motor relay, which reports the free or occupied condition of the track using the comparison AC voltage . The evaluation of the alternating voltage supplied to the motor relay is carried out according to amplitude, frequency and phase position. The motor relay is pulled up when the track is clear; it drops if the rails are short-circuited by vehicle axles when the assigned track section is occupied. Instead of motorized relays, other 30 phase-sensitive track relays can of course also be used. Such known devices have been described many times, cf. DE-PS 1 271 749.
Wechselstrom-Gleisstromkreise mit phasenselektiven 35 Relais unterliegen jedoch der elektromagnetischen Beeinflussung durch Bahnrückströme und deren Oberwellen.AC track circuits with phase-selective 35 relays, however, are subject to electromagnetic interference from reverse currents and their harmonics.
HSH-6-Fa / 1,9.82 tHSH-6-Fa / 1,9.82 t
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Die Beeinflussungsprobleme haben sich mit der Einführung von Triebfahrzeugen mit ThyristorSteuerung in Phasenabschnitts-, Drehstrom- und Choppertechnik und mit den heute üblich gewordenen hohen Antriebsleistun-5 gen verschärft. Bei 100 Hz-GleisStromkreisen ist besonders die sechste Oberwelle der 16 2/3 Hz-Traktion störend. Eine kritische Störbeeinflussung ist jeweils dann gegeben, wenn der betrachtete Gleisabschnitt im Bereich der Sendeeinrichtung, also an der Speiseseite, 10 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 Fre-15 quenz 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 Fremd-20 Spannungen, 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 25 60° bis 120°. Auf diese Weise können nur noch Stör spannungen gefährlich werden, die hinsichtlich ihrer ’ Phasenlage in dem genannten Winkelbereich liegen.The influencing problems have become more acute with the introduction of traction vehicles with thyristor control in phase-section, three-phase and chopper technology and with the high drive power that has become common today. In the case of 100 Hz track circuits, the sixth harmonic of the 16 2/3 Hz traction is particularly disruptive. A critical interference is given when the track section in question is occupied in the area of the transmitter, i.e. on the feed side, 10, so that the AC voltage resulting from an interference current can reach the receiver, i.e. the track relay, undamped. The interference voltage can assume the level of the usable voltage present in the case of a free track section with a matching frequency, so that an impermissible free signaling of the track section in question can be expected. Now the phase selectivity of the receiving device used (track relay) already provides a certain protection against harmful external voltages, since the track relays generally have a limited working range within the phase position of the AC voltage supplied to the track circuit and the phase position of the comparative AC voltage. The motor relay has a working range of 25 60 ° to 120 °. In this way, only interference voltages that lie in the ’angular range with regard to their phase position can become dangerous.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Gleis-50 Stromkreis 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.The invention has for its object to improve a track 50 circuit of the type mentioned in such a way that immunization occurs with respect to the harmonics triggered by the traction, without having to drive a remarkable additional technical effort.
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SrSr.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die WechselSpannung der Sendeeinrichtung und die Vergleichswechselspannung über mit vorgegebener Peri'oden-dauer synchrongesteuerte Schalteinrichtungen geführt 5 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.According to the invention, the object is achieved in that the alternating voltage of the transmitting device and the comparative alternating voltage are routed 5 via switching devices synchronously controlled with a predetermined period duration, such that the alternating voltage and the comparative alternating voltage are constant with respect to one another with respect to their phase positions, but differ from one another with respect to the phase position change other AC voltage suddenly with the specified period.
1010th
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 Perioden-15 dauer zur synchronen Steuerung der genannten Schalteinrichtungen wird in vorteilhafter Weise kleiner gemacht als der Wert TA, z.B. 0,5 TA.This proposed solution is based on the knowledge that the track relays have a predefined starting time TA and that the fault durations determined so far are greater than this value of the starting time. The period-15 duration for synchronous control of the switching devices mentioned is advantageously made smaller than the value TA, e.g. 0.5 TA.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht 20 vor, daß die Schalteinrichtungen als PolwendeSchaltungen ausgeführt sind, die eingangsseitig jeweils mit zwei Schienen eines Mehrphasennetzes verbunden sind.An advantageous embodiment of the invention provides that the switching devices are designed as pole reversing circuits, which are each connected on the input side to two rails of a multiphase network.
AA
Es ist aber auch in vorteilhafter Weise möglich, eine 25 an ein n-Phasennetz angeschlossene Schalteinrichtung zu verwenden, die n Ausgangsklemmen aufweist, welche , mit Hilfe einer Anzahl von n2 Schaltgliedern mit den n Phasen des Netzes zyklisch verbunden werden, wobei die Wechselspannung und die Vergleichswechselspannung 30 jeweils zwischen zwei der Ausgangsklemmen abgegriffen sind.However, it is also advantageously possible to use a switching device which is connected to an n-phase network and has n output terminals which are cyclically connected to the n phases of the network with the aid of a number of n2 switching elements, the alternating voltage and the Comparative AC voltage 30 are tapped between two of the output terminals.
Eine andere vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, daß an ein n-Phasennetz zwei Transformatoren angeschlossen 35 sind, die jeweils zwischen gleichartigen AusgängenAnother advantageous embodiment provides that two transformers 35 are connected to an n-phase network, each between identical outputs
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Spannungen mit einer Phasenverschiebung von 180° aufweisen, daß an die Ausgänge der Transformatoren Umschaltkontakte angeschlossen sind, derart, daß die Wechsel Spannung und die Vergleichswechselspannung ab-5 wechselnd dem einen bzw. dem anderen Transformator entnommen werden.Have voltages with a phase shift of 180 ° that changeover contacts are connected to the outputs of the transformers, such that the alternating voltage and the comparative alternating voltage ab-5 are alternately taken from one or the other transformer.
Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend näher be-10 schrieben.Several exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing and are described in more detail below.
Es zeigen:Show it:
Figur 1 einen Gleisstromkreis,bei dem die Wechsel spannung und die VerglsichswechsaL spamung mit 15 Hilfe zweier RDlwæde schaltun gsi zugeführt werden,FIG. 1 shows a track circuit in which the alternating voltage and the comparative voltage are supplied with the help of two RDlwæde circuits,
Figur 2 eine Schalteinrichtung, die eine zykli sche Phasenfortschaltung für die Wechselspannung und die Vergleichswechselspannung gestattet und 20 Figur 3 eine Schalteinrichtung, die in Verbindung mit zwei Transformatoren eine zyklische Phasenumkehr für die Wechsel Spannung und die Vergleichswechelsphnnung herbeiführt.2 shows a switching device that allows a cyclic phase advance for the AC voltage and the comparison AC voltage, and FIG. 3 shows a switching device that, in conjunction with two transformers, brings about a cyclic phase reversal for the AC voltage and the comparison alternating voltage.
2525th
Das Blockschaltbild nach Figur 1 zeigt im oberen Teil einen in Fahrrichtung F befahrbaren Streckenaussschnitt mit einem einschienig isolierten Wechselstrom-Gleisstromkreis GS. Die erforderliche Gleiswechselspannung 30 wird aus einem Drehstromnetz RST entnommen und über eine Schalteinrichtung SG1 und einen Transformator T1_ den beiden Schienen S1 und S2 des Gleisstromkreises GS zugeführt. Am Ende des Gleisstromkreises GS wird die bei freiem Gleis vorhandene Viechseispannung mit Hilfe 35 des Transformators T2 auf ein phasenempfindlichesThe upper part of the block diagram according to FIG. 1 shows a section of a route which can be traveled in the direction of travel F with a single-rail insulated AC track circuit GS. The required track alternating voltage 30 is taken from a three-phase network RST and fed to the two rails S1 and S2 of the track circuit GS via a switching device SG1 and a transformer T1_. At the end of the track circuit GS, the crawl voltage present on the free track is changed to a phase-sensitive one with the help of the transformer T2
Gleisrelais GL gegeben, welches zu VergleichszweckenTrack relay GL given, which for comparison purposes
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aus dem Drehstromnetz RST noch eine Vergleichswechsel-sparmung erhält. Diese Vergleichswechselspannung wird über eine weitere Schalteinrichtung SG2 geleitet.receives a comparison AC savings from the three-phase network RST. This comparative AC voltage is passed through a further switching device SG2.
Diese und die Schalteinrichtung SG1 sind in der Art 5 einer PolwendeSchaltung aufgebaut. Die Kontakte X1 bis X4 der Schalteinrichtung SG1 und die Kontakte Y1 bis Y4 der Schalteinrichtung SG2 werden synchron durch eine Steuereinrichtung ST mit vorgegebener Periodendauer betätigt. Diese Periodendauer wird vorzugsweise 10 so gelegt, daß sie kleiner ist als der Wert der Anzugszeit TA des Gleisrelais GL, beispielsweise 0,5 TA. Somit bewirken die Schalteinrichtungen SG1 und SG2 fortlaufend das sprunghafte Umschalten der Phasenlage der dem GleisStromkreis GS zugeführten Wechselspan-15 nung sowie der dem Gleisrelais GL angebotenen Vergleichswechselspannung um jeweils 180°.This and the switching device SG1 are constructed in the manner of a pole reversing circuit. The contacts X1 to X4 of the switching device SG1 and the contacts Y1 to Y4 of the switching device SG2 are actuated synchronously by a control device ST with a predetermined period. This period is preferably set 10 so that it is less than the value of the pull-in time TA of the track relay GL, for example 0.5 TA. Thus, the switching devices SG1 and SG2 continuously cause the phase position of the alternating voltage supplied to the track circuit GS and the comparative alternating voltage offered to the track relay GL to be switched suddenly by 180 °.
Aufgrund der oben geschilderten Maßnahmen erhält nun das Gleisrelais GL bei durch eine Störspannung beein- -20 flußtem GleisStromkreis GS einen Spannungsanteil, der ein Abfalldrehmoment einleitet, so daß keine unzulässige Freimeldung des besetzten Gleisstromkreises GS eintreten kann.Due to the measures described above, the track relay GL now receives a voltage component when the track circuit GS is influenced by an interference voltage, which initiates a drop-in torque, so that no impermissible free signal from the occupied track circuit GS can occur.
25 Die SpannungsZuführungen über die Klemmen K1 und K2 bzw. K3 und K4 können in vorteilhafter Weise auch durch [ eine Schaltungsanordnung nach Figur 2 erfolgen. Zu dem Zweck werden beispielsweise die Klemmen K1 und K2 mit den Klemmen K6 und K5 und die Klemmen K3 und K4 30 mit den Klemmen K7 und K5 verbunden. Für bereits beschriebene Anlagenteile sind in der Anordnung nach Figur 2 dieselben Bezugszeichen vorgesehen worden.The voltage supply via the terminals K1 and K2 or K3 and K4 can advantageously also be carried out by [a circuit arrangement according to FIG. 2. For this purpose, for example, terminals K1 and K2 are connected to terminals K6 and K5 and terminals K3 and K4 30 to terminals K7 and K5. The same reference numerals have been provided in the arrangement according to FIG. 2 for system parts already described.
Zur Entkopplung ist an das dreiphasige Drehstromnetz RST ein Transformator T3 angeschlossen, an dessen 35 Sekundärwicklungen T31» T32 und T33 eine durch dieFor decoupling, a transformer T3 is connected to the three-phase three-phase network RST, on whose 35 secondary windings T31 »T32 and T33 one through
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Steuereinrichtung ST betätigte Schalteinrichtung SG3 liegt. Die Schalteinrichtungen SG3 hat die Aufgabe, den drei Klemmen K5, K6 und K7 zyklisch die drei Wechselspannungsphasen des Drehstromnetzes zuzuführen.Control device ST actuated switching device SG3 is. The switching devices SG3 have the task of cyclically feeding the three AC phases of the three-phase network to the three terminals K5, K6 and K7.
5 Zu dem Zweck ist die Klemme K5 zyklisch über Kontakte Z10, Z20 und Z30 mit den Wicklungen T31> T32 und T33 verbunden. Entsprechendes gilt sinngemäß für die Klemmen K6 und K7 sowie die diesen zugeordnete Kontakte Z11 bis Z31 bzw. Z12 bis Z32. Diese einzelnen Kontakte, 10 die beispielsweise zu nicht weiter dargestellten Relais gehören können, werden durch die Steuereinrichtung ST synchron mit der obengenannten Periodendauer zyklisch betätigt. Bei dieser Betriebsweise werden die zum Betrachtungszeitpunkt noch geschlossenen Kontakte Z10, 15 Z11 und Z12 anschließend geöffnet und die Kontakte Z20, Z21 und Z22 geschlossen. Nachfolgend öffnen die letztgenannten Kontakte, und die Kontakte Z30, Z31 und Z32 schließen. Anschließend wiederholt sich der dargestellte Schaltungszustand. Aufgrund der somit erziel-20 ten zyklischen Phasenfortschaltung bleibt die Phasenlage zwischen der dem GleisStromkreis GS (Figur 1) zugeführten WechselSpannung und der Vergleichswechsel-* Spannung für das Gleisrelais GL konstant; jedoch ändert sich die Phasenlage beider Spannungen periodisch 25 in Sprüngen von jeweils 120°.5 For this purpose, terminal K5 is cyclically connected to windings T31> T32 and T33 via contacts Z10, Z20 and Z30. The same applies mutatis mutandis to terminals K6 and K7 and the contacts Z11 to Z31 and Z12 to Z32 assigned to them. These individual contacts 10, which may belong to relays, for example, not shown, are cyclically actuated by the control device ST in synchronism with the above-mentioned period. In this mode of operation, the contacts Z10, 15, Z11 and Z12, which were still closed at the time of observation, are then opened and the contacts Z20, Z21 and Z22 are closed. The latter contacts then open and contacts Z30, Z31 and Z32 close. The circuit state shown is then repeated. Due to the cyclical phase advancement thus achieved, the phase position between the alternating voltage supplied to the track circuit GS (FIG. 1) and the comparative alternating * voltage for the track relay GL remains constant; however, the phase position of both voltages changes periodically 25 in steps of 120 °.
Anstelle der Schaltungsanordnung nach Figur 2 kann auch diejenige nach Figur 3 zum Einsatz kommen. Diese Schaltungsanordnung bewirkt für die den Klemmen K1 und K2 30 bzw. K3 und K4 in der Anordnung nach Figur 1 zugeführten Spannungen eine zyklische Phasenumkehr. Der Gleisstromkreis GS (Figur 1) wird über die Klemmen K1 bis K4 an die Klemmen K8 bis K10 angeschlossen. Im einzelnen sind zwei Transformatoren T4 und T5 vorgesehen,Instead of the circuit arrangement according to FIG. 2, the one according to FIG. 3 can also be used. This circuit arrangement causes a cyclical phase reversal for the voltages supplied to terminals K1 and K2 30 or K3 and K4 in the arrangement according to FIG. The track circuit GS (Figure 1) is connected to terminals K8 to K10 via terminals K1 to K4. In particular, two transformers T4 and T5 are provided,
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die primärseitig mit dem dreiphasigen Drehstromnetz RST verbunden sind. Wie die Darstellung zeigt, sind die beiden Transformatoren T4 und T5 sekundärseitig unterschiedlich geschaltet, derart, daß die Wechsel-5 Spannungen vergleichbarer Ausgangsleitungen, z.B.which are connected on the primary side to the three-phase three-phase network RST. As the illustration shows, the two transformers T4 and T5 are connected differently on the secondary side, such that the AC voltages of comparable output lines, e.g.
der Leitungen L1 und L10, eine Phasenverschiebung von 180° gegeneinander haben. Dies trifft zu bei Transformatoren der Schaltgruppen DY5 und DY11. Die bei diesem Ausführungsbeispiel vorgesehene Schalteinrichtung SG4 10 hat die Aufgabe, die für den Gleisstromkreis GS (Figur 1) erforderlichen Wechsel Spannungen mit der vorgegebenen Periodendauer abwechselnd aus dem einen bzw. anderen Transformator T4 bzw. T5 zur Verfügung zu stellen. Zu dem Zweck sind drei Paar Umschaltkontakte 15 U1, U2 und U3 vorgesehen, die mittelbar durch die Steuereinrichtung ST mit der obengenannten Periodendauer betätigt werden.of the lines L1 and L10, have a phase shift of 180 ° to each other. This applies to transformers in vector groups DY5 and DY11. The switching device SG4 10 provided in this exemplary embodiment has the task of providing the alternating voltages required for the track circuit GS (FIG. 1) with the specified period duration alternately from one or the other transformer T4 or T5. For this purpose, three pairs of changeover contacts 15 U1, U2 and U3 are provided, which are actuated indirectly by the control device ST with the above-mentioned period.
Die erfindungsgemäße Einrichtung kann auch in vorteilhafter Weise bei Stromversorgungsnetzen angewandt 20 werden, die eine andere Phasenzahl als n = 3 haben.The device according to the invention can also be used advantageously in power supply networks which have a different number of phases than n = 3.
4 Patentansprüche 3 Figuren4 claims 3 figures
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