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Schaltungsanordnung zur Überwachung periodisch arbeitender Unterbrechereinrichtungen in elektrischen Stromkreisen, insbesondere von Unterbrechersummern
Für die Erzeugung von Wechselspannung n mittlerer und höherer Tonfrequenzen bei geringer Leistung, z. B. zur Zeichengabe in Fernmeldeanlagen, werden vielfach elektromagnetische Selbstunterbrecher angewandt. Da die einwandfreie Zeichengabe vermittels der so erzeugten Wechselspannungen sehr oft (z. B. in Fernmeldeanlagen) von grosser Bedeutung ist, soll die einwandfreie Arbeitsweise der betreffenden Erzeuger zwecks Anzeige von Störungen oder zur selbsttätigen Umschaltung auf Ersatzeinrichtungen im Störfall überwacht werden.
Eine derartige Überwachung ist aber wegen der geringen Leistung mit einfachen Mitteln nicht möglich. Für den Betrieb genügt jedoch meistens die Überwachung der Arbeitsweise der Unterbrecherkontakte, da diese die hauptsächlichste Fehlerquelle bilden. Diese Überwachung ist der Gegenstand der vorliegenden Erfindung.
Erfindungsgemäss wird die Arbeitsweise des Schalters der Unterbrechereinrichtung in der Weise überwacht, dass die niederohmige Wicklung eines Überwachungsrelais in Reihe mit dem Unterbrecherschalter, die hochohmige Wicklung eines zweiten Überwachungsrelais parallel zum Unterbrecherschalter angeordnet wird. Durch diese Anordnung wird bewirkt, dass bei ordnungsgemässer Funktion des Unterbrecherschalters beide Schaltmittel (Relais) durch dessen abt wechselndes Schliessen und Öffnen in rascher Folge, Stromstösse erhalten. Die Wicklungen der beiden Relais sind so bemessen, dass diese mit dem zeitlichen Mittelwert des Stromes ansprechen.
Die Abfallzeiten der Relais sind kleiner als die Dauer des Kurzschlusses der Wicklung des erstgenannten bzw. die Dauer der Senkung der Stromstärke in der Wicklung des zweitgenannten-Überwachungsrelais, so dass beide Relais während der Dauer der einwandfreien Funktion des Unterbrecherschalters angezogen sind und bleiben und dadurch die richtige Arbeitsweise des Unterbrecherschalters kennzeichnen.
In bekannter Weise können die induzierten Wechselspannungen durch Aufbringen je einer zusätzlichen Wicklung auf jedem der beiden Überwachungsrelais abgenommen werden.
Durch sinngemässe Schaltung lässt sich die.
Überwachung des Unterbrecherschalters er- findung, sgrnäss mit nur einem Relais ausführen ; wobei dieses Relais mit zwei zueinander im entgegengesetzten Sinne magnetisierenden.. Wick- lungen ausgerüstet wkd, von denen, die nieder- ohmige in Reihe und die hochohmige parallel zum Unterbrecherschalter liegen. Die Wicklungen. sind erfindungsgemäss so bemessen, dass nicht nur eine Differentialwirkung eintritt, sondern eine vollständige Ummagnetisierung des Relais., mit einander entgegengesetzt gleichen Amplituden stattfindet.
Da die beiden Wicklungen, mit verschiedenen Windungszahlen und. verschiedenen Widerständen ausgeführt sind, werden also die bei der abwechselnden : periodischen Erregung des Relais über dieselben entstehenden Augenblickswerte der Anzugskräfte wegen des unterschiedlich vorsichgehenden zeitlichen Verlaufes'des Strom... anstieges verschieden gross sein, entsprechend der jeweiligen Dauer der ordnungsgemäss aufeinanderfolgenden Schliessungen und Öffnungen des Unterbrecherschalters. Es ergibt sich'daraus somit für diesen ordnungsgemäss, vorsichgehenden Betriebsablauf ein bestimmter Mittelwert der Anzugskräfte.
Die Wicklungen des Relais sind nun so 00. messe dass dieser Mittelwert'der stossweisen Anzugskräfte kleiner bleibt als der Ansprechwert für das Relais bei konstanter Erregung desselben über seine Wicklungen, wie sie im : Störungalle auftritt, also entweder bei dauerndem Kurzschluss der hochohmigen Wickhing bei dauerndem Schaherschlnss oder dauernd konstanter : En) Egung über die niederohmige. Wicklung infolge dauernder Unterbrechung am Schalter.
Es wirkt also erst beiAuftr. etn, eÌner Störung die eine oder die andere Wicklung so weit, dass. das. Rs- lais anzieht und damit die Störung kennzeichnet, worauf die Ersatzeinrichtung durch eine zugeordnete Umschalteinrichtung in Betrieb gesetzt werden kann.
Im störungsfreien-Betrieb des Unterbrechers arbeitet das Relais, wie oben schon erwähnt, mit
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vollständiger Umkehrung seines Magnetfeldes, so dass auch in diesem Falle die erzeugte Wechsel- spannung an einer zusätzlichen dritten Wicklung abgenommen werden kann.
Durch die zum Unterbrecherschalter parallel liegende hochohmige Wicklung verbleibt aber bei Öffnen desselben ein Reststrom, der die einwandfreie Funktion des Unterbrechers gefährden kann.
Aus diesem Grunde wird der Unterbrecher bei
Ausbildung desselben als elektromagnetischer
Selbstunterbrecher mit einer zweiten, im Gegensinne zur ersten magnetisierend wirkenden Wicklung (bei Differentialsummern bekannt) versehen, wodurch sicheres Abfallen seines Ankers (Blatt- feder od. dgl. ) bewirkt wird.
Da der elektromagnetische Selbstunterbrecher, wie die Figuren zeigen, lediglich als Unterbrecher wirkt, kann er mit einer Kupferdämpfung bzw. einer dämpfenden Kurzschlusswicklungversehenwerden, weil von seinen Magnetwicklungen keine induzierte Wechselspannung abgenommen wird ; die Abnahme derselben erfolgt vielmehr von den zusätzlichen Wicklungen eines der beiden bzw. von der des gemeinsamen Überwachungsrelais.
Nachfolgend werden als Beispiele zwei Ausführungsformen der erfindungsgemässen Schaltungsanordnung für elektromagnetische Summer gezeigt und beschrieben, wobei lediglich die zum Verständnis notwendigen grundsätzlichen Schaltmittel dargestellt sind.
In Fig. 1 ist ein Summer mit zwei Überwachungsrelais schematisch dargestellt. Der Summer SU ist mit zwei Wicklungen SU, und SU2 ausgeführt, die im zueinander entgegengesetzten Sinne magnetisierend wirken (durch Richtungspfeile 1 und 11 symbolisiert). Die niederohmige Wicklung Al des Überwachungsrelais A überwacht den Schluss des Unterbrecherschalters su, dagegen überwacht die hochohmige Wicklung Si des Überwachungsrelais B die Öffnung des Unterbrecherschalters su. Beim Einschalten spricht der Summer SU in Reihe mit der Wicklung Al an : Stromlauf 1 : Minus, U, su, Al, + (Erde).
Beim Öffnen des Unterbrecherschalters su wird Überwachungsrelais B erregt : Stromlauf 2 : Minus, SUD SU2, BD Al) + (Erde).
Arbeitet der Unterbrecher richtig, dann bleiben
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bzw. 7, 8 abgenommen werden.
Die zueinander parallel geschalteten Schalter al und bl bleiben offen, während die in Reihe liegenden Schalter a2 und b2 geschlossen bleiben.
Eine Unterbrechung zwischen den Klemmen 1 und 2 (Überwachungsstelle 1) oder ein Schluss zwischen den Klemmen 3 und 4 (Überwachungsstelle 2) ist somit das Kennzeichen für die richtige Arbeitsweise der Unterbrecherschaltung.
In einem Störungsfalle sei beispielsweise der Unterbrecherschalter dauernd geschlossen, es kann daher nur Überwachungsrelais A über Wicklung Ai ansprechen, Relais B fällt im Kurz- schluss durch su ab. Schalter bl wird geschlossen, (ar bleibt offen). Schalter öffnet (as bleibt geschlossen), an beiden Überwachungsstellen wird also eine Störung signalisiert.
Im andern Störungsfalle sei der Unterbrecherschalter dauernd geöffnet. Überwachungsrelais B zieht daher dauernd an, Relais A fällt ab, da der schwache Reststrom im Stromlauf 2 weder zum Anzug, noch zum Halten für Relais A ausreicht.
Schalter al ist also geschlossen (bl offen). Schalter a ist offen ( geschlossen) ; auch in diesem Falle wird also an beiden Überwachungsstellen 1 und 2 (Klemmen 1, 2 und 3, 4) die Störung des Unterbrechers angezeigt. Erforderlichenfalls kann auch selbsttätig auf eine Ersatzeinrichtung umge- schaltet werden.
Die Fig. 2 zeigt schematisch einen Summer mit nur einem Überwachungsrelais. Das Überwachungsrelais R ist mit 3 Wicklungenausgestattet.
Die niederohmige Wicklung Ri magnetisiert beispielsweise im Sinne von 1, dann magnetisiert die hochohmige Wicklung im entgegengesetzten Sinne 11. Die erstere überwacht den Schluss, die zweite die Öffnung des Unterbrecherschalters su.
Bei richtiger Funktion des Unterbrecherschalters su bleibt R im abgefallenen Zustand, so dass die beiden Schalter ri und f nicht betätigt und daher die beiden Überwachungsstellen 1 und 2 (Klemmen 1, 2 und 3, 4) auch nicht beeinflusst werden.
In jedem der beiden Störfälle, Unterbrecherschalter su dauernd geschlossen oder dauernd offen, kommt nur eine der beiden Wicklungen Ri bzw. jKg zur Wirkung. In jedem der beiden Störfälle zieht Relais R an und betätigt die Schalter "1 und r2. An der Wicklung R3 (Klemmen 5 und 6) kann die induzierte tonfrequente Wechselspannung abgenommen werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Schaltungsanordnung zur Überwachung der Arbeitsweise periodisch arbeitenden Unterbrecher in elektrischen Stromkreisen, insbesondere Unterbrechersummem, dadurch gekennzeichnet, dass durch Einschaltung einer niederohmigen Relaiswicklung in Reihe mit dem Unterbrecher und einer hochohmigen Relaiswicklung parallel zum Unterbrecher das rasch aufeinanderfolgende Öffnen und Schliessen des Unterbrechers überwacht wird.