[发明专利]用于识别作为直流铁路系统中的轨道电势的交流电压的测量装置和方法以及测量装置的应用

说明书

技术领域

本发明涉及用于识别作为直流铁路系统中的轨道电势的交流电压的一种测量装置和一种方法以及一种测量装置的应用。

背景技术

根据欧洲标准EN 50122-1:2010，要避免铁轨设备上的不允许的高触摸电压，特别是轨道和地之间的不允许的高轨道电势(参见EN 50122-1:2010第9章第58页及之后)。在直流铁路中，由于轨道相对于地绝缘，在铁路运行期间，特别是在发生故障的情况下，在轨道和地之间出现可能作为触摸电压而被量取的电压。

一种用于降低由于触摸电压而产生的危险的措施是使用电压限制装置，也称为电压限制设备(VLD，Voltage Limiting Device)。这种电压限制装置在施加的电压低时具有大电阻，并且在超过预先规定的电压最大值时将变得导电。由此可以消除不允许的高电压(参见EN 50122-1:2010，第79页的附录F)。许多电压限制装置通过监视在轨道和地之间的电势差来解决该技术问题。如果其超过在标准中或由操作人员规定的边界值，则通过经由开关装置将轨道和地短接来限制其。

根据本发明的前序部分的用于直流铁路设备的具有短路器的电压限制装置从西门子公司的产品SITRAS SCD版本3.0.0的操作说明中已知。这种电压限制装置被设置为，在出现不允许的高触摸电压时，自动将回线(轨道)和地短接；随后，再将轨道和地之间的导电连接断开。在此，开关装置被构造为所谓的混合开关装置。其由功率半导体(晶闸管)和功率继电器构成。晶闸管在快速上升的且大电压的情况下有效，而功率继电器(可控开关)在缓慢上升的且低的电压的情况下作出反应。功率继电器的通断通常由控制器进行，其在1ms至10ms的时间栅格内测量电压并且相应地作出反应。较快的过程由用于触发晶闸管的离散电子电路(触发电子器件)控制。

因为这种“绝缘轨道”系统传统上仅涉及直流铁路，因此在早前的设备中仅考虑直流电压。然而，根据欧洲标准EN 50122-3:2010，在避免不允许的高触摸电压时，还要考虑具有交流电压分量和直流分量的混合电压。这种混合电压例如可能在直流电压铁路和交流电压铁路彼此平行或者在空间上靠近时出现。对此典型地例如是柏林和汉堡的轻轨铁路，其部分地在与远途铁路、还有与在隧道中与远途铁路交叉的地铁(纽伦堡火车总站，Nürnberg Rothenburger Straβe)相同的路线上行驶。在这种情况下例如可能在直流铁路的电气设备中感应出交流电压。

在此，有时在轨道电势中出现这样高的交流电压，使得其被触发电子器件识别到，并且自动触发晶闸管。通过几乎立即触发晶闸管，该交流电压被短接，并且控制器不再能够测量。相应地，其也不以功率继电器的闭合作出反应。因为晶闸管根据结构形式在交流电压的过零点又截止，因此形成在触发电子器件的触发电压的幅值中具有尖峰电压的周期性地重复的信号。

如果出现的不受影响的交流电压明显高于触发电子器件的触发电压，则由于晶闸管触发而形成在触发电压的幅值中具有非常短的电压尖峰的周期性交流电压。这种非常短的电压尖峰不能被传统的电压限制装置识别，因此不能触发功率继电器的闭合。在轨道电势中出现的这种短的电压尖峰尤其是有问题的，在如通常那样触发电压的幅值大于120伏，并且其超过了对于这样高的触摸电压按照标准作为该触摸电压的最大允许地定义的持续时间时。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种用于识别在直流铁路系统中的轨道电势中的交流电压的测量装置。

根据本发明，上述技术问题通过根据权利要求1所述的测量装置来解决。在根据本发明的测量装置中，存储装置的充电确保了，将短的、周期性地出现的电压尖峰转换为持续时间更长或者持续存在的直流电压信号。这种直流电压信号可以由在现有技术中对于直流铁路系统已知的评估装置以常见的1ms(对应于1kHz)的采样率进行评估，以便识别交流电压。功率继电器的触发以及由此对仍然存在的电压尖峰的持续限制可以由控制器进行。