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Kontrolleinrichtung für die Befehlsgabe und Rückmeldung in ferngesteuerten Anlagen
In weitverzweigten Anlagen, z. B. in Elektro-Schaltanlagen grösseren Ausmasses oder in Anlagen mit einem grossen Rohrnetz für Flüssigkeiten bzw. Gase oder in ändern Anlagen, wo eine an sich unübersichtliche Verteilung auftritt, pflegt man an geeigneter Stelle ein Verteilschema als Abbildung des Netzes anzubringen, welches den momentanen Schaltzustand der Schalter in den Schaltanlagen bzw. die jeweiligen Stellungen der im Rohrnetz verteilten Ventile und Schieber übersichtlich darstellt und es gestattet, Steuerungen vorzunehmen.
Bei grossen Anlagen, bei welchen Infolge ihrer Ausdehnung und Schalthäufigkeit sich eine grössere Investition rentier, wird die Betätigung der als Beispiel genannten Geräte meist durch eine elektrische Fernsteuerung bewirkt. Das gesteuerte Gerät meldet nach jeder Fernsteuerung die neue Stellung optisch (meist durch eine Glühlampe) zurück, so dass dauernd eine Kontrolle gegeben ist.
Es ist jedoch oft bei einem grossen Teil der Geräte nicht nötig, die für eine Fernsteuerung erforderliche Antriebseinrichtung samt Zubehör vorzusehen, da diese Geräte nur selten zu betätigen sind und daher die Anschaffung der Fernsteuereinrichtung aus wirtschaftlichen Gründen nicht rechtfertigen. Dieser Fall tritt z. B. in Verteil-Schaltanlagen für Hochspannung ein, wo die Trennschalter nur bei Revisionen der Leistungsschalter oder bei Schienenumschaltungen im stromlosen Zustand betätigt werden, welche Operation im allgemeinen auch nur selten vorzunehmen ist. Für solche Fälle wird eine Zwischenlösung zwischen Fernsteuerung und reiner Handschaltung gewählt. Sie sei hier mit "Halbsteuerung" bezeichnet.
Hiebei erhalten die nicht fernzuschaltenden Geräte nur entsprechende Meldeschalter, also keine Femsteuereinrichtung. Im Verteilschema sind diese Geräte nur durch Befehlsschalter symbolisiert, mit welchen ein Wärter in der Hochspannungsanlage durch Lichtsignal aufgefordert wird, die gewünschte Schaltung vorzunehmen. Ein Irrtum in der Betätigung ist ausgeschlossen, da einerseits die Befehlslampe direkt beim Antrieb des betreffenden Schalters montiert wird, anderseits für den Wärter nur die Möglichkeit besteht, den Schalter von der bestehenden Schaltstellung in die andere zu bringen.
Ein Beispiel für eine Schaltanlage, bei welcher die Halbsteuerung angewendet ist, zeigt die Fig. l.
Sie stellt einen Teil des Wirkschaltbildes der Anlage vor. Die Doppelsammelschienen 1 speisen hier als Beispiel eine Freileitung 7 über die Trenner 2 bzw. 3, den Leistungsschalter 4 und den Ausgangstrenner 5. Im Bedarfsfall kann die abgeschaltet Freileitung 7 über den Trenner 6 an Erde 8 gelegt werden. Weiters ist in Fig. 1 auch die Kupplung der Sammelschienen 1 über die Trenner 9 und 10 mittels des Leistungsschalters 11 dargestellt. Dieses Schaltbild (Fig. 1) ist in einem Raum der Anlage (Warte) durch ein Schema in einfachen Strichen nachgebildet, wofür die Fig. 3 ein Beispiel gibt. In diesem Schaltbild, das auf einer Schalttafel aufgemalt oder in Form von Metalleisten aufmontiert ist, sind die Schalter der Hoch- spannungsanlage (2-6 und 9-11) durch die dazugehörigen Befehls-bzw.
Steuerquittungsschalter (21,
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Leistungsschalter4und 11 bestimmt, sind daher nicht Gegenstand der Betrachtung und in Fig. 1 nicht aufgenommen.
Die Befehlsschalter 21, 31 usw. sind laut Fig. 1 als Umschalter ausgebildet und besitzen eine eingebaute Meldelampe. Die Schalter haben einen Griff, dessen Ausbildung dem Strichschema angepasst ist. wie dies aus Fig. 3 ersichtlich ist. Dort ist z. B. der Schalter 21 eingeschaltet, da der Schaltergriff den
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Linienzug schliesst, während der Schalter 31 quer zum Linienzug steht, diesen also unterbricht und damit die"Aus"-Stellung des Schalters3 angibt. Im Zusammenspiel des Befehlsschalters (21... ) mit dem
Meldeschalter (22...) am zugehörigen Trenner (2...) wird das optische Signal durch die Befehlslampe (23... ) gegeben. In Fig. 1 ist z. B. der Trenner 2 im eingeschalteten Zustand gezeichnet.
Soll dieser ausgeschaltet werden, so dreht der Mann in der Warte den Befehlssehalter 21 auf"AUS", wobei der rechte Kontakt von 21 geschlossen und der linke geöffnet wird. Dadurch leuchtet, (sofern dies nicht z. B. durch den später erörterten Verriegelungskontakt 42 verhindert wird) die Lampe 24 im Befehlsschalter auf, das gleiche macht die Befehlslampe 23, die beim Handantrieb des Trenners 2 montiert ist. Der Wärter schaltet den Schalter 2 aus, wodurch die Lampe 23 durch den Meldeschalter 22 zum Erlöschen gebracht wird. Gleichzeitig erlischt auch die Lampe 24, womit die Durchführung des Schaltbefehl quittiert ist.
Diese Ausführungsart von Befehlsschaltungen kann als bekannt vorausgesetzt werden.
Weiters ist die Kontrolle der Betriebsfähigkeit der Signallampe bekannt. Die Kontrolle ist wichtig, weil ja die einwandfreie Rückmeldung von den Signallampen abhängt. Zu diesem Zwecke ist ein eigener Taster (25... y auf der Tafel montiert, bei dessen Betätigung die Lampe (24...) direkt an die Spannung gelegt wird. Diese Taster (25...) werden oft zweckmässigerweise zu einem mehrpoligen Schalter vereinigt, so dass eine ganze Lampengruppe auf einmal. z. B. alle Lampen eines Schalttafelfeldes, kontrolliert werden können.
Die Hilfsspannung ist meist eine Batterie (+ und -), die jedoch noch durch eine eigene Einrichtung eine intermittierende Spannung (Blinkspannung) abgeben kann. So wird meist für die Befehlsgabe das Blinklicht (+) und für die Lampenkontrolle das Ruhelicht + verwendet, was in den Schaltbildern durch die Zeichen + und (+) angedeutet ist. Natürlich ist auch jede andere Stromquelle als Hilfsspannung der Halbsteuerung verwendbar.
Bei der Halbsteuerung wird auf einen wesentlichen Vorteil, den die Fernsteuerung vor der Handschaltung besitzt, nicht verzichtet, nämlich die Möglichkeit einer Verriegelung in Abhängigkeit von der Betriebsstellung anderer Geräte. Eine solche Verriegelung ist ebenso wie die Fernsteuerung in Netzen verschiedenster Art (elektr. Verteilung, Rohrnetze u. dgl.) erwünscht. Als Beispiel sei wieder auf Fig. 1 verwiesen. Hier dürfen die Trenner 2, 3 und 5 nur geschaltet werden, wenn der Leistungsschalter 4 ausgeschaltet ist. Das Gleiche gilt von den Trenner 9 und 10 in Abhängigkeit vom Schalter 11. Weiters darf 6 nicht eingeschaltet werden, wenn sich 5 in der"Ein"-Stellung befindet.
Eine weitere Forderung besteht darin, dass die Schalter 2 und 3 nicht gleichzeitig eingeschaltet sein dürfen, es sei denn, dass die Schalter für die Kupplung, nämlich 9,10 und 11, geschlossen sind. Schliesslich besteht noch die Forderung, dass der Schalter 11 nicht ausgeschaltet werden darf, solange die Doppelsammelschienen durch die Schalter 2 und 3 verbunden sind. Die letztere Verriegelung ist in die Fig. 1 nicht aufgenommen, da es sich um die Fernsteuerung des Schalters 11 handelt. Alle andern Bedingungen sind, wie man sich leicht überzeugt, in der Schaltung der Fig. 1 erfüllt. Die Verriegelungskontakte an den Schaltern 4 und 11 sind beispielsweise mit 42 und 112 bezeichnet. Erwähnt sei noch, dass es z.
B. beim Schalter 6 auch möglich wäre, den (am Schalter 5 befindlichen) Verriegelungskontakt nur in die Befehlsleitung für das Einschalten einzufügen.
Die Verriegelung geht bei der Halbsteuerung so vor sich, dass falls ein Befehl in der Warte gegeben wird, welcher obgenannten Forderungen zuwiderläuft, das Befehlssignal an den Wärter nicht weitergeleitet wird. Man sieht, dass die Halbsteuerung die an sie gestellte Aufgabe voll erfüllt, was auch durch die Praxis erwiesen ist.
Allerdings ist hiebei noch ein Missstand zu beachten, dessen Beseitigung Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist.
Gibt nämlich der Mann in der Warte ein Fehlkommando - es soll z. B. der Schalter 6 eingeschaltet werden, obwohl der Schalter 5 nicht in der"Aus"-Stellung ist (s. Fig. 1) - so leuchtet weder die Lampe 64 im Befehlsschalter 61 noch die Signallampe 63 beim Trennerantrieb in der Hochspannungsanlage. Wenn die Lampen nicht leuchten, ist der Wärter verpflichtet, den Befehlsschalter 61 sofort wieder in die Aus- gangsstellung zurückzudrehen, da sonst die Rückmeldung der Schaltstellung des Trenners 6 durch den Griff am Befehlsschalter 61 (s. Fig. 3) falsch wird. Vor der Befehlsgabe hat man sich durch Betätigung des Tasters 65 überzeugt, dass die Lampe 64 im guten Zustand ist.
Trotz der betrieblichen Vorschriften kommt es jedoch vor, dass besonders in kritischen Momenten aus irgendwelchen Gründen die sofortige Rückstellung eines Befehlsschalters nach einem Fehlkommando unterlassen wird, so dass also die Rückmeldungen bei den verriegelten Schaltern falsch sein können.
Es wird daher erfindungsgemäss für die verriegelten Geräte je ein zusätzlicher Stromkreis zur Feststellung der Übereinstimmung der Stellung des Befehlsschalters mit der des Rückmeldeschalters vorgese-
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hen, der die Rückmeldelampe, den jeweils geschlossenen Kontakt des Befehlsschalters und den Kontakt des dem entgegengesetzten Schaltzustand des Gerätes zugeordenten Rückmeldeschalters und einen Kontrollschalter in Serie enthält, wobei die dem betreffenden Gerät zugeordneten Verriegelungskontakte überbrückt bzw. umgangen sind. Bei Betätigung des genannten Kontrollschalters (26,36, 56, 66, 96 bzw. 106 in Fig. 1) leuchtet die Lampe im Befehlsschalter auf, falls dieser in der falschen Schaltstellung ist. Bei den in der richtigen Schaltstellung befindlichen Befehlsschaltem findet diese Signalisierung nicht statt.
Eine Gefahr, dass durch diese Kontrolle ein ungewollter Befehl gegeben wird, besteht, auch wenn man von einer Unterscheidung zwischen Dauer- und Blinklicht absieht, nicht, da ja zur Durchführung eines Befehles der zuständige Schaltwärter erst aufgefordert werden müsste, sich an Ort und Stelle zu be- geben. (Sollte trotzdem ein Mitaufleuchten der Lampen 23, 33 usw. bei der Stellungskontrolle unerwünscht sein, so kann es durch entsprechende Schaltungsausbildung verhindert werden. ) Das Gleiche gilt übrigens hinsichtlich der Lampenkontrolle durch die Taster (25...). So wie bei diesen ist auch bei den er- findungsgemässen Schaltern (26...) die Zusammenfassung zu einem mehrpoligen Schalter für den Betrieb empfehlenswert.
Durch die Erfindung ist die Befehlsgabe und die Rückmeldung der Befehlsdurchführung einwandfrei und vollständig gelöst.
Eine Vereinfachung der Tasterausführung und der Schaltung ergibt sich erfindungsgemäss durch Zusammenschluss des Lampenprüf-Tasters (z. B. 25) mit dem Stellungsprüf-Taster (26) zu einem TasterUmschalter (27), wie dies in Fig. 2 angegeben ist. Nach dieser sind ausserdem die Taster-Umschalter zu einem mehrpoligen Schalter zusammengefasst, wie dies oben bereits für die Prüfschalter vorgeschlagen wurde. In derStellungRichtung a des Taster-Umschalters wird die Sch ! iltsullung der Befehlsschalter überprüft, in Richtung b erfolgt die Lampenkontrolle.
Es sind also zur Kontrolle zwei Schaltungen mit dem Tasti nötig. Die Erfindung geht noch einen Schritt weiter, um die gesamte Kontrolle mit nur einer Schaltoper'1. tion auszuführen. Ein Beispiel für diese Ausführung zeigt Fig. 4. Der Befehlsschalter 100 und der Prüfta. ter 20 werden dieser entsprechend ausgebildet. Bei Betätigung des Tasters 20 wird die Lampe 30 im'efeblsschalter 100 entweder ruhig oder blinkend leuchten, je nachdem, ob die relative Lage des Befehlsschalters 100 zu seinem Schalter 40 richtig oder falsch ist. Der Befehlsschalter legt dann die Lampe an die Ruhespannung + oder an die Blinkspannung (+).
Wenn der Prüftaster wieder, so wie oben angegeben, gemäss der Anzahl der Befehlsschalter mehrpolig ausgeführt wird, so werden bei Betätigung des Prüftasters die in der richtigen Stellung befindlichen Befehlsschalter ruhig leuchten, während die falsch gestellten Schalter durch ihr Blinken kräftig hervortreten.
Will man aus irgend einem Grunde das Blinklicht vermeiden, so könnte man an Stelle der Ruhespannung + eine reduzierte Hilfsspannung nehmen, während an Stelle der Blinkspannung (+) die volle Spannung der Stromquelle zur Speisung der Meldelampen verwendet wird. Auch in diesem Fall tritt dann der falsch gestellte Schalter vor den richtig stehenden durch das hellere Licht auffallend hervor.
Es sei noch erwähnt, dass die Kontrollschalter durch Kontakte ferngesteuerter Schütze oder anderer Schaltgeräte ersetzt werden können. Man kann also z. B., wenn eine Zusammenfassung der einzelnen Kontrollschalter zu einem mehrpoligen Schalter (vgl. Fig. 2) wegen ihrer grossen Zahl schwierig ist, statt eines vielpoligen Schalters eine Anzahl von z. B. dreipoligen Schützen verwenden, die gleichzeitig betätigt werden. Übrigens kann man beispielsweise von den Schaltern 96 und 106, da sie zur Überbrückung ein und derselben Verriegelung (112}. dienen, also parallelliegen, einen weglassen.
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