Jording av jernbanen

Koblingsmast av stål med ekstra tilførselsledning øverst og jordledning under

Den jernbane bakken er et grunn tiltak som er brukt i feltet for elektrisk drevne jernbaner. Når man arbeider, tjener den til å beskytte folk og utstyr i kontaktlednings eller lederskinne og i det pantograf området . Jording av jernbane er regulert for Tyskland i DIN EN 50122-1. Jernbane-jordingskonseptene reguleres forskjellig i de respektive landene på grunn av de forskjellige grunnforholdene.

Grunnleggende

Returleder ved 15 kV ~ trekkstrømsystem

Hvis løpeskinnene brukes som en returretningslinje i elektrisk drevne jernbaner , oppstår en potensiell forskjell mellom skinnene og jorden. Denne spenningen kan helt eller delvis tappes av mennesker. Nivået på skinnepotensialet avhenger av ulike faktorer. Avhengig av returlinjens lengdemotstand, nivået på driftsstrømmen , avstanden mellom understasjonene og kjøreoperasjonen i de tilstøtende linjene, kan skinnepotensialet også nå utillatelige høye verdier. Skinnjording brukes til å beskytte mot dette høye skinnerpotensialet. Jording av jernbanen har en rekke viktige egenskaper sammenlignet med jording av offentlige strømforsyninger. Jernbanejording er koblet til det vidt forgrenede og jordede jernbanesystemet. I tillegg operasjonsstrøm i form av spor returstrømmer også strømme via skinnen bakken . På grunn av den betydelig lavere frekvens av den kjørestrøm på 16,7 Hertz , at jordstrømmer spredt på en annen måte enn ved et nettverk frekvens på 50 Hz.

Jernbanejord

Jordingskabel på ett spor, kabelside og låsemutter på motsatt skinne

Grunnlaget for skinnjording er jernbanen, den består av skinnene som fungerer som trekkstrømledere og alle linjene , kjøretøyene og systemdelene som er koblet til dem . Hovedelementet her er dannet av løpeskinnene. For å øke konduktansen må disse være koblet til hverandre med god ledningsevne i lengderetningen og tverrretningen. For å koble skinnene til et spor, er stropptilkoblinger passende fester. De skinneskjøter må jevnes ut i lengderetning. Når det gjelder tilstøtende spor med et sporavstand på 30 meter og mindre, må de respektive sporene være koblet til hverandre ved hjelp av sporkontakter. I tillegg, for å forbedre returlinjeforholdene, er separate linjer installert på mastene til luftledningen som returledningskabler og koblet til jernbanen. Disse jordtauene må ha et tilstrekkelig stort tverrsnitt. Som regel er jordtau med et tverrsnitt på 95 mm ² tilstrekkelig. Tverrsnittet må være større på steinete eller dårlig ledende grunn og i området med likestrømsbaner. Her brukes deretter flere jordtau lagt parallelt. Hensikten med å bruke jordtau er å føre omvendt strømkomponent hovedsakelig gjennom jordtauet. For å gjøre dette må jordtauene ha betydelig lavere motstand enn løpeskinnene og jorden. I tillegg til returstrømmen fungerer jordtauene også som beskyttende jording og for å redusere potensialforskjellen mellom skinnene og bakken. Jordingstauene er koblet til ledningsmastene hvis mulig. For å muliggjøre størst mulig strøm over jordkablene, må tverrforbindelser gjøres med intervaller på 250 til 300 meter. Disse tverrforbindelsene kobler løpeskinnene til ledningsmastene på en elektrisk ledende måte. Tverrforbindelsene fungerer også som potensialpotensial. For å beskytte mot skade er tverrforbindelsene begravet minst 25 centimeter dypt i grusen . Løpeskinnene og de elektrisk ledende delene som er koblet til dem, er spesifikt jordet til bakken.

Bygge jording

Jordet rekkverk på en togplattform

Byggejording brukes som jording i tunneler eller andre tekniske konstruksjoner. Alle elektrisk ledende metalldeler som B. Forsterkninger , metallkonstruksjoner av tunneler eller støttemurer og andre bygninger i jernbanelinjen er forbundet med hverandre på en elektrisk ledende måte. Denne bygningsjordingen danner et system som opprinnelig er metallisk skilt fra jernbanen og bakken til det offentlige nettverket. Byggejorden kan enten være atskilt fra jernbanen eller være koblet til den på en elektrisk ledende måte. Hvis jernbanejord og bygningsjord legges hver for seg, må det også legges inn og opprettholde et tydelig skille mellom de to jordingssystemene i planene. Denne separasjonen må da også sikres gjennom konstruksjonens levetid. Det er opp til de respektive planleggerne om de respektive jordingssystemene legges separat eller kobles sammen. Når det gjelder likestrømsbaner, må en jevn skille mellom beskyttelsesjorden til lavspenningsnettet og bygningsjorden og spesielt jernbanen overholdes. Ved separat installasjon må personlig beskyttelse sikres ved andre tiltak som B. isolerte fortau kan oppnås. Ved uunngåelig stor potensialforskjell brukes automatiske jordingskortslutninger for midlertidig å koble til jordingssystemene , som om nødvendig kobler bygningsjorden til skinnjorden .

Jernbaneproblemer

Overføring av potensial

På grunn av jernbanejording kan potensiell overføring skje under visse forhold. Dette kan føre til at omvendte strømmer blir introdusert i det offentlige nettverket. Dette kan påvirke de elektriske systemene i VNB- nettverket. Ved frekvensen 16,7 Hz er de aktuelle forskyvningseffektene mindre uttalt enn ved 50 Hz. Som et resultat kan strømmen trenge lenger ned i bakken. Som et resultat er jordstrømmen mindre knyttet til linjestrekningen. Spesielt jernbanejordens potensial overføres spesielt når gjenstander som ligger utenfor jernbanelinjen er ledende koblet til jernbanen. Som et resultat blir den potensielle trakten , som opprettes på høyre og venstre parallell med jernbanelinjen, flyttet utover fra jernbanelinjen. Dette fører til en spredning av togfrekvenser i det offentlige nettverket. Men selv i tettbygde områder er det en kobling av trekkstrømmen og hovedstrømmen på grunn av lave jordingsimpedanser . Når det gjelder togstasjoner, blir lavspenningen for de elektriske systemene vanligvis hentet fra det offentlige nettverket; Dette kan føre til en uønsket, men også til en forsettlig forbindelse av de to jordingssystemene. For å oppnå potensiell potensialbinding mellom de to jordene, blir jernbanen deretter koblet til den beskyttende jorden. Dette kan føre til kobling av forstyrrende 16,7 Hertz-strømmer i lavspenningsnettet.

Tvangsstrømmer

Når det gjelder likestrømsjernbane, kan strømmestrøm oppstå i bakken. Som et resultat blir rør eller andre metallkomponenter som legges i bakken ødelagt av korrosjon. Det er også fare for at kabler blir overbelastet termisk.

Men AC-jernbaner kan også bli berørt. Når det gjelder katodisk beskyttede rørledninger som legges i bakken i umiddelbar nærhet parallelt med jernbanelinjen, forekommer induktiv kobling. Risikoen for korrosjon er størst når vekselstrømstettheten overstiger den kritiske verdien på 30 ampere per kvadratmeter og feilen er rundt 1 kvadratcentimeter. Dette kan til og med føre til grop på manglene i rørledningen.

Rettsmidler

Separat jernbanejord og vannjord

Det er forskjellige tilnærminger for å unngå å trekke jernbanepotensialet. Hvis det er mulig, skal ikke jernbanen kobles til nettverket. På jernbanestasjonene bør strømforsyningen utføres via separate transformatorer , slik at jernbanen er trygt skilt fra nettverket. Hvis det er mulig, ikke lenger elektrisk ledende gjenstander, for eksempel B. rørledninger, kollisjonsbarrierer eller lignende legges langs jernbanelinjen. Gjerder eller vegger som ligger langs jernbanelinjen skal ikke kobles til jernbanen. Hvis mulig, bør beskyttelse mot utilsiktet kontakt foretrekkes fremfor beskyttende jord. For effektivt å skille returstrømmen til likestrømsbanene fra bakken, må skinnene til likestrømsbanene legges slik at de er isolert fra bakken, spesielt i områder der det kan forventes innflytelse fra svømmestrøm. Hvis det er mulig, bør det skapes en tettmasket ekvipotensiell binding for å unngå potensielle forskjeller. Rørledninger som legges langs jernbanelinjen skal være utstyrt med et isolerende lag for å beskytte mot grop. Fullt beskyttelsesrør med optimal korrosjonsbeskyttelse og et sementmørtelbelegg er spesielt egnet her. Disse rørene har ingen forbindelse til jernbane eller nettverk, men er likevel koblet til hverandre med god elektrisk ledningsevne. Dette betyr at det ikke kan være potensielle forskjeller.

Individuelle bevis

Merknader

1. ↑ I jernbanekonstruksjon kalles en ledende forbindelse som er direkte koblet til bakken vannjord. Imidlertid er den elektrisk isolert fra skinnegrunnen. (Kilde: Gustav Kemmann: Det automatiske signalanlegget til den forhøyede og underjordiske jernbanen i Berlin. )