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Anordnung bei Gleisstromkreisen für das Eisenbahnsicherungswesen Im
Eisenbahnsicherungswesen werden zur Anzeige des freien oder besetzten Zustandes
von Gleisabschnitten Gleisstromkreise verwendet, die durch Gleisrelais oder entsprechend
wirkende elektronische Einrichtungen überwacht werden. Diese Gleisrelais arbeiten
im allgemeinen in Ruhestromschaltung, d. h., sie sollen bei freiem Abschnitt ihre
Anker angezogen halten, dagegen den Anker fallen lassen, sobald der Gleisstromkreis
durch eine Zugachse kurzgeschlossen wird. Das Arbeiten des Gleisrelais ist nun nicht
nur vom Achskurzschlußwiderstand, sondern auch noch vom Bettungswiderstand und von
unvermeidbaren Spannungsschwankungen der Speisestromquelle abhängig. Das Gleisrelais
soll aber auch unter den ungünstigsten Bedingungen arbeiten, d. h., es soll bei
freiem Gleis trotz niedrigen Bettungswiderstandes und niedriger Speisespannung anziehen
und bei besetztem Gleis auch bei großem Bettungswiderstand, großem Achskurzschlußwiderstand
sowie hoher Spannung abfallen. Außerdem ist das Arbeiten des Gleisrelais von der
Größe eines in der Speiseleitung liegenden Vorwiderstandes, des sogenannten Dämpfwiderstandes,
abhängig, der erforderlich ist, um eine Überlastung der Stromquelle beim Kurzschließen
des Gleisstromkreises durch die Achsen zu verhindern. Nimmt man in erster Annäherung
an, daß die Speise-Spannung konstant ist und lediglich der Bettungswiderstand sich
ändert, so müßte für ein einwandfreies Arbeiten des Gleisrelais die bei freiem Gleis
an diesem Relais liegende Spannung konstant gehalten werden, d. h., der Vorwiderstand
müßte ständig im gleichen Sinne wie der Bettungswiderstand geändert werden. Es ist
bereits versucht worden, durch strom-bzw. spannungsabhängige Vorwiderstände und
Regelglieder automatisch eine Anpassung des Vorwiderstandes an den jeweiligen Bettungswiderstand
vorzunehmen. Eine befriedigende Regelung konnte hierdurch noch nicht erzielt werden.
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Die Erfindung betrifft eine Anordnung, die es in einfacher Weise ermöglicht,
den nachteiligen Einfluß des wechselnden Bettungswiderstandes ganz erheblich herabzusetzen
und günstigere Vorbedingungen für das Abfallen eines Gleisrelais zu schaffen, selbst
wenn der zugehörige Gleisabschnitt durch verhältnismäßig hochohmige Achswiderstände
kurzgeschlossen wird. Gemäß der Erfindung kann dies dadurch erreicht werden, daß
zwei benachbarte Abschnitte in Reihe an eine gemeinsame Speisestromquelle angeschlossen
sind. Durch diese Reihenschaltung ist gewissermaßen für jeden der beiden Abschnitte
ein Vorwiderstand wirksam, der sich bei freiem Gleis aus der Reihenschaltung des
konstanten Dämpfwider-Standes mit dem resultierenden Widerstand der Parallelschaltung
von Relais und Bettungswiderstand des anderen Abschnittes zusammensetzt. Da der
in Reihe mit dem Relais des einen Abschnittes liegende Bettungswiderstand des anderen
Abschnittes sich erfahrungsgemäß etwa in gleicher Weise ändert wie der parallel
zu dem Relais liegende Bettungswiderstand des eigenen Abschnittes; erfolgt automatisch
eine Regelung der Relaisspannung in einem günstigen Sinne. Die Relaisspannung kann
daher auch bei guter Bettung, d. h. bei hohem Parallelwiderstand, nicht mehr so
hoch ansteigen wie bei einem Gleis mit konstantem Vor- bzw. Dämpfwiderstand. Hieraus
ergibt sich, daß z. B. bei sonst gleichen Verhältnissen, d. h. bei gleicher Abschnittslänge
und gleichen Relaisdaten, ein Achskurzschlußwiderstand von etwa der doppelten Höhe
des bisher zulässigen Wertes noch ausreicht, um das Relais sicher zum Abfallen zu
bringen. Außerdem kann durch die Reihenschaltung der. beiden Abschnitte eine Speisestromquelle
eingespart und der Bedarf an Speiseleistung, je Abschnitt wesentlich herabgesetzt
werden.
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Die Erfindung kann auch in der Weise angewendet werden, daß ein Gleisabschnitt
durch mindestens einen Isolierstoß in zwei Teilabschnitte unterteilt wird, die etwa
gleiche Bettungswiderstände haben und durch je ein Gleisrelais überwacht werden.
In diesem Fall sind noch höhere Achskurzschlußwiderstände zulässig, da dann zu jedernRelais
einBettungswiderstand
parallel liegt;. der die doppelte Höhe des
Bettungswiderstandes des nicht unterteilten Gesamtabschnittes hat. Die gemeinsame
Speisestromquelle für die beiden in Reihe geschalteten Abschnitte bzw. Teilabschnitte
wird zweckmäßigerweise an die beiderseits der Stoßstelle liegenden Enden der Abschnitte
angeschlossen. Die Gleisrelais bzw. bei Wechsel-Stromspeisung die zugehörigen Relaistransformatoren
sind dann an den entgegengesetzten Enden der beiden Abschnitte mit dem Gleis verbunden.
Es ist aber auch möglich, ein oder beide Gleisrelais bei der Stoßstelle anzuschließen
und die Gleisabschnitte vom anderen Ende her einzuspeisen.
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Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt
und im folgenden erläutert. Fig. 1 zeigt schematisch eine Anordnung für einschienig
isolierte Gleisabschnitte; Fig.2 zeigt die zugehörige Ersatzschaltung; in Fig. 3
ist eine Anordnung für zweischienig isolierte Gleisabschnitte dargestellt.
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In Fig. 3 ist angenommen, daß der Gleisabschnitt G wegen großer Länge
sowie schlechter Bettungs- und Achskurzschlußverhältnisse nicht durch einen Gleisstromkreis
üblicher Ausführung, d. h. mit einer Speisestromquelle an dem einen Ende und einem
Gleisrelais am anderen Ende, überwacht werden kann. Es ist daher durch den Isolierstoß
3 in zwei Teilabschnitte 1 und 2 unterteilt, die etwa gleiche Bettungswiderstände
haben. Zu den Teilabschnitten gehören die Gleisrelais R 10 und R 20. Beide Abschnitte
werden über den Dampferwiderstand R 3 in Reihenschaltung aus der gemeinsamen Stromquelle
mit der Spannung U gespeist.
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In der Ersatzschaltung sind die Schienenwiderstände der Teilabschnitte
vernachlässigt. Der Bettungswiderstand eines Teilabschnittes 1 bzw. 2 ist mit R
1 bzw. R 2 und der beim Besetzen des Abschnittes wirksame Achskurzschlußwiderstand
mit A 1 und A 2 bezeichnet. Die Spannung U und der Dämpfwiderstand R 3 sind so bemessen,
daß bei ungünstigen Bettungsverhältnissen, z. B. einem Bettungswiderstand von 1,6
9 - km, die Relais R10, R20 bei unbesetzten Abschnitten noch sicher
anziehen. Wird die Bettung besser, d. h., wird der parallel zu den Relais R 10 bzw.
R 20 liegende Bettungswiderstand R 1 bzw. R 2 größer, so fließt zwar ein größerer
Teil des Speisestromes durch die Relais R 10, R 20; infolge der Reihenschaltung
der beiden Abschnitte ist aber der Relaisstrom außerdem vom Bettungswiderstand des
anderen Abschnittes abhängig. Zum Beispiel wird bei Erhöhung des parallel zum Relais
R 10 liegenden Bettungswiderstandes R 1 gleichzeitig durch Erhöhung des mit dem
Relais R 10 in Reihe liegenden Bettungswiderstandes R 2 auch der resultierende Vorwiderstand
größer. Daher steigt die Relaisspannung bzw. der Relaisstrom weniger an als bei
konstantem Vor- oder Dämpfwiderstand R 3. Hierdurch ergibt sich, daß für den Achskurzschlußwiderstand
A 1, der bei Einfahrt eines Zuges in den Teilabschnitt 1 das Relais R 10 noch sicher
zum Abfallen bringen soll, ein höherer Wert zulässig ist. In gleicher Weise bewirkt
der zunehmende Bettungswiderstand R 1, da.ß der zulässige Grenzwert des Achskurzschlußwiderstandes
A 2 für den Teilabschnitt 2 trotz Ansteigen des parallel zum Gleisrelais R 20 liegenden
Bettungswiderstandes R 2 höher wird. Es wird also nicht nureine absolute Erhöhung
des zulässigen Achskurzschlußwiderstandes infolge der Unterteilung des Abschnittes
erreicht, sondern zusätzlich wird noch infolge der Reihenschaltung der' Bettungswiderstände
R 1 und R 2 eine automatische Anpassung des Vorwiderstandes bewirkt, so daß bei
zunehmenden Bettungswiderständen der zulässige Achskurzschlußwiderstand noch weiter
ansteigt. Daher ergibt sich eine wesentlich höhere Sicherheit für die Gleisbesetztmeldung,
wenn die Abschnitte nur durch wenige Achsen, z. B. von Triebwagen oder Schienenomnibussen,
besetzt werden.
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Ist die bisherige Sicherheit der Besetztmeldung ausreichend, so besteht
andererseits die Möglichkeit, die Gesamtlänge eines durch ein Gleisrelais überwachten
Teilabschnittes zu vergrößern.
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Bei dem in Fig. 1 dargestellten Beispiel ist ferner angenommen, daß
der gesamte Gleisabschnitt G bereits als besetzt gemeldet werden soll, wenn einer
der Teilabschnitte besetzt ist, d. h. das zugehörige Gleisrelais abgefallen ist.
Zu diesem Zweck ist ein Hilfsrelais H vorgesehen, das über eine längs der Teilabschnitte
geführte Leitung durch je einen Kontakt R 11 bzw. R 21 beider Gleisrelais R 10,
R 20 gesteuert wird. Es ist aber auch möglich, auf das Hilfsrelais zu verzichten
und die Besetztmeldung des Gesamtabschnittes unmittelbar durch Kontakte der Gleisrelais
auszulösen. Eine derartige Schaltung ist z. B. bei Anwendung der erfindungsgemäßen
Anordnung zur Überwachung von Bahnhofs- oder Blockabschnitten zweckmäßig, die mit
Wechselstrom gespeist werden. Dann sind am Gleis lediglich die Relaistransformatoren
erforderlich, deren Sekundärwicklungen die im Stellwerk oder in einem gemeinsamen
Schaltschrank angeordneten Gleisrelais steuern.
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Bei dem in Fig. 3 dargestellten Beispiel ist angenommen, daß: in den
Schienen außer dem Gleisüberwachungsstrom noch Triebstrom für elektrischen Zugantrieb
fließt. Die Gleisrelais R 40, R 50 für die beiden -Abschnitte 4, 5
sind an Sekundärwicklungen von Gleisdrosseln angeschlossen, welche den Trieb-Strom
über eine Mittenanzapfung zu den Nachbarabschnitten 6, 7 leiten. Der durch Doppelpfeile
angedeutete Triebstrom hat in beiden Schienen der Abschnitte 4; 5 dieselbe Richtung.
Der Speisetransformator T' für die Reihenspeisung dieser beiden Abschnitte hat zwei
galvanisch getrennte Sekundärwicklungen W 1, W 2, deren Enden über Kreuz beiderseits
der Isolierstöße 8, 9 so an die Schienen angeschlossen, sind, daß sich die
vom Triebstrom erzeugten Flüsse im Transformator T aufheben, wenn die Triebströme
in beiden Wicklungen gleich sind. Für den Gleisüberwachungsstrom, dessen Richtung
zu einem bestimmten Zeitpunkt durch einfache Pfeile angedeutet ist, sind die beiden
Wicklungen W l, W 2 in Reihe geschaltet, und zwar so, daß die resultierende
Speisespannung gleich der Summe der beiden Sekundärspannungen ist. Die Gleisrelais
R 40 und R 50 arbeiten in gleicher Weise, wie=es bereits an Hand von
Fig. 1 für die Gleisrelais und R 10 und R 20 beschrieben wurde.