Vorrichtung und Verfahren zur Begrenzung des Schienenpotenzials bei einer Gleichstrombahn

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Begrenzung des Schienenpotenzials bei einer Gleichstrombahn, wobei eine nie- derohmige Verbindungsleitung zwischen der Schiene und der Bauwerkserde angeordnet ist und wobei in die Verbindungslei- tung ein Schaltgerät eingebunden ist, das über eine Steuerleitung mit einem zwischen der Schiene und der Bauwerkserde angeordneten Spannungsmesser in Verbindung steht.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Begrenzung des Schienenpotenzials bei einer Gleichstrombahn mit einer solchen Vorrichtung.

Bei einer Gleichstrombahn darf das elektrische Potenzial der Schiene einen vorgegebenen Höchstwert nicht überschreiten, um zu gewährleisten, dass ein Berühren der Schiene für Personen ungefährlich ist. Es ist daher schon vorgeschlagen worden, wenn die Spannung zwischen der Schiene und der Bauwerkserde einen Schwellwert überschreitet, eine leitende Verbindung zwischen der Schiene und der Bauwerkserde über ein mechani- sches Schaltgerät, das ein so genannter Kurzschließer ist, zu schalten. Sobald die Spannung dann den Schwellwert wieder unterschritten hat, unterbricht das Schaltgerät die Verbindungsleitung. Erst bei einem erneuten Anstieg der Spannung über den Schwellwert hinaus wird die Verbindungsleitung er- neut geschlossen. Ein zu hohes Schienenpotenzial wird dabei nicht immer zuverlässig erkannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Begrenzung des Schienenpotenzials bei einer Gleichstrombahn anzugeben, die zuverlässiger als es bisher möglich war, ein für Personen gefährliches hohes Schienenpotenzial zur Bauwerkserde hin ableiten. Die Aufgabe, eine geeignete Vorrichtung anzugeben, wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, dass das Schaltgerät einen Thyristor aufweist, mit dessen Zündeingang der Spannungsmesser in Verbindung steht, und dass in die Verbindungsleitung ein Stromstärkemesser eingebunden ist, der über eine Steuereinheit mit dem Zündeingang des Thyristors in Verbindung steht, die, bis der Wert der Stromstärke einen Schwellwert unterschritten hat, den Thyristor laufend neu zündet.

Es wird der Vorteil erzielt, dass laufend die Stromstärke in der Verbindungsleitung gemessen und nach jeder Messung bei Überschreiten eines Sollwertes der Thyristor neu gezündet wird, so dass das gefährliche Schienenpotenzial vollständig zur Bauwerkserde abgeleitet werden kann. Nachdem der Thy- ristor zuerst durch ein Signal vom Spannungsmesser her gezündet worden ist, wird in einer laufenden Folge aus Messungen der Stromstärke in der Verbindungsleitung und Zündungen des Thyristors ein Stromfluss von der Schiene zur Bauwerkserde so lange aufrecht erhalten, bis ein Sollwert der Stromstärke eindeutig unterschritten ist.

Beispielsweise steht die Steuereinheit mit einem Schütz in Verbindung, der Bestandteil des Schaltgerätes ist. Der Schütz ist zum Beispiel parallel zum Thyristor geschaltet und bei geschlossenem Schütz ist die Schiene mit der Bauwerkserde verbunden. Der Schütz, der mit einem Schalter vergleichbar ist, wird beispielsweise dann geschlossen, wenn in der Steuereinheit Zündimpulse für den Thyristor ausgelöst werden.

Der Stromstärkemesser ist beispielsweise ein an einem Widerstand angeschlossener Spannungsmesser, ein LEM-Wandler und/oder ein Hallsensor.

Die Aufgabe, ein geeignetes Verfahren zur Begrenzung des Schienenpotenzials bei einer Gleichstrombahn mit der Vorrichtung nach der Erfindung anzugeben, wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, dass, wenn die Spannung zwischen der Schiene und der Bauwerkserde einen Schwellwert überschreitet, der Thyristor gezündet wird, der dadurch Strom leitet, und dass - solange die Stromstärke in der Verbindungsleitung einen Schwellwert überschreitet der Thyristor laufend neu gezündet wird.

Damit wird der Vorteil erzielt, dass nicht nur aufgrund einer erhöhten Spannung zwischen der Schiene und der Bauwerkserde, sondern davon ausgehend so lange wie eine zu hohe Stromstärke in der Verbindungsleitung vorhanden ist, das Schaltgerät ge- schlössen ist und dadurch das zu hohe Schienenpotenzial abgebaut wird. Vorteilhaft wird laufend die Stromstärke in der Verbindungsleitung gemessen und bei einem Überschreiten eines Sollwertes wird der Thyristor gezündet, bevor dann erneut die Stromstärke gemessen wird und solange abwechselnd mit dem Zünden des Thyristors und der Messung der Stromstärke fortgefahren wird, bis die Stromstärke unter dem Schwellwert liegt. Damit wird vorteilhaft ein zuverlässiger und einfacher Abbau des Schienenpotenzials bewirkt.

Beispielsweise bleibt, solange der Thyristor gezündet wird, der Schütz geschlossen, so dass die Verbindungsleitung leitend ist. Dadurch wird in besonderer Weise sichergestellt, dass, solange die Stromstärke über dem Schwellwert liegt, eine leitende Verbindung zwischen der Schiene und der Bauwerks- erde gewährleistet ist.

Die Vorrichtung und das Verfahren zur Begrenzung des Schienenpotenzials bei einer Gleichstrombahn werden anhand der Zeichnung näher erläutert:

Die Zeichnung zeigt grob schematisch ein Schaltbild für eine solche Vorrichtung.

Zwischen einer Schiene 1 einer Gleichstrombahn und der Bau- werkserde 2 befindet sich ein Spannungsmesser 3, in dem auch festgestellt wird, ob die gemessene Spannung einen Schwellwert überschreitet. In diesem Fall wird eine Verbindungsleitung 4 zwischen der Schiene 1 und der Bauwerkserde 2 durch Ansteuern eines in ihr angeordneten Thyristors 5, der Bestandteil eines Schaltgerätes 6 ist, vom Spannungsmesser 3 aus durchlässig geschaltet. Dadurch wird das gefährliche, zu hohe Schienenpotenzial beseitigt.

Zur Verbesserung der Vorrichtung ist in die Verbindungsleitung 4 ein Stromstärkemesser 7 eingebunden, der mit einer Steuereinheit 8 in Verbindung steht. Dort wird in einer Vergleichseinheit 8a untersucht, ob die gemessene Stromstärke einen Schwellwert übersteigt. Wenn das gegeben ist, wird über einen Zünder 8b der Thyristor 5 angesteuert. Es wird dadurch eine erneute Stromstärkemessung ermöglicht. Durch eine Abfolge von Stromstärkemessungen und Zündungen des Thyristors 5 wird zuverlässig erst dann die Ableitung des Schienenpotenzi- als beendet, wenn die Stromstärke den Schwellwert unterschritten hat. Solange der Thyristor 5 angesteuert oder gezündet wird, hält die Steuereinheit 8 mit einer Schließeinheit 8c ein Schütz 9, das als Bestandteil des Schaltgerätes 6 parallel zum Thyristor 5 in der Verbindungsleitung 4 angeord- net ist, geschlossen. Dadurch wird auch auf diesem Weg das gefährliche hohe Schienenpotenzial zur Bauwerkserde 2 abgeleitet.

Mit der Vorrichtung und dem Verfahren zur Begrenzung des Schienenpotenzials wird der Vorteil erzielt, dass durch eine Abfolge von Stromstärkemessungen und Zündungen des Thyristors 5 eine zu frühe Unterbrechung der leitenden Verbindung über die Verbindungsleitung 4, die von der Schiene 1 zur Bauwerkserde 2 führt, ausgeschlossen ist.