<Desc/Clms Page number 1>
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Überwachung eines Verbraucherstromkreises oder mehrerer paralleler Verbraucherstromkreise, die von einem Transformator, der zwei gleiche Sekundärwicklungen besitzt, mit Wechselspannung und von einer Gleichspannungsquelle, die zwischen dem Ende der ersten Sekundärwicklung und dem Anfang der zweiten Sekundärwicklung angeordnet ist, mit Gleichstrom versorgt sind, wobei jedem Verbraucherstromkreis gesondert zwei gleichzeitig betätigbare Umschalteelemente zugeordnet sind, die in den zum Verbraucher führenden Leitungen angeordnet sind, wobei in der Ruhestellung der Umschalteelemente der bzw. der jeweilige Verbraucherstromkreis mit dem Ende der ersten Sekundärwicklung und dem Anfang der zweiten Sekundärwicklung verbunden ist, so dass dem bzw.
dem jeweiligen Verbraucher nur die Gleichspannung zugeführt ist und in der Arbeitsstellung der Umschalteelemente der bzw. der jeweilige Verbraucherkreis mit dem Anfang der ersten Sekundärwicklung und dem Ende der zweiten Sekundärwicklung verbunden ist, so dass dem bzw. dem jeweiligen Verbraucher die Gleichspannung und, überlagert, die Wechselspannung der beiden Sekundärwicklungen zugeführt ist, insbesondere von zweipolig geschalteten Rufwechselstromkreisen in Fernsprechanlagen.
Bei den Fernsprechnetzen mancher Länder, beispielsweise Frankreichs, ist es üblich, die Wechselspannung für das Ruf-Signal symmetrisch zum Erdpotential anzulegen. Dabei müssen zum Schalten des Ruf-Wechselstromes zwei Schaltelemente verwendet werden. Weiters ist es üblich, den Ruf-Wechselstrom einzelnen Teilnehmergruppen nacheinander zuzuführen, um den Rufstrom-Generator weniger und gleichmässiger zu belasten. In den meisten Fällen muss den Teilnehmergruppen zusätzlich ständig eine Gleichspannung zugeführt werden, auch dann, wenn kein Ruf-Wechselstrom fliesst.
Wenn als Kontaktelemente Schutzgaskontakte, beispielsweise Kontakte von Reed-Relais oder Quecksilberfilmkontakt-Relais verwendet werden, ist es notwendig, die Funktion der Kontakte zu überwachen, denn es kann bei solchen Relais manchmal zum Verschweissen der Kontakte kommen. Auch besteht bei solchen Relais keine mechanische Verbindung zwischen den beiden Kontakten, so dass es nicht genügt, das Relais als Ganzes zu überwachen, sondern man muss jeden Kontakt einzeln überwachen.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schaltungsanordnung zur Überwachung solcher zweipolig geschalteter Stromkreise zu schaffen.
Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass eine Brückenschaltung vorgesehen ist, bei der die Widerstände jedes Spannungsteilers untereinander gleich sind und deren erster Spannungsteiler parallel zur Gleichspannungsquelle und deren zweiter Spannungsteiler bei Vorhandensein nur eines Verbraucherkreises parallel zum Verbraucher liegt und dass im Brückenzweig eine eine Wechselspannung anzeigende Anordnung, die beispielsweise durch eine Gleichrichteranordnung und eine eine Gleichspannung anzeigende Anordnung gebildet ist, vorhanden ist bzw.
bei Vorhandensein mehrerer parallelgeschalteter Verbraucherkreise der zweite Spannungsteiler der Brückenschaltung jeweils ein zu jedem einzelnen der Verbraucher parallelliegender Spannungsteiler ist, wobei die Mittelpunkte dieser Spannungsteiler über entkoppelnde Gleichrichteranordnungen miteinander verbunden sind und dieser Verbindungspunkt über eine eine Gleichspannung anzeigende Anordnung mit dem Mittelpunkt des ersten Spannungsteilers verbunden ist.
Die Erfindung wird nun an Hand von Ausführungsbeispielen mit Hilfe der Zeichnungen näher erläutert.
Fig. 1 zeigt eine bekannte Schaltungsanordnung, bei der die Ruf-Wechselspannung nacheinander an verschiedene Teilnehmergruppen gelegt wird. In Fig. 2 ist eine ähnliche bekannte Schaltungsanordnung dargestellt, bei der der Wechselspannung eine Gleichspannung überlagert ist. Fig. 3 zeigt eine erfindungsgemässe Schaltungsanordnung zur Überwachung eines Verbraucherkreises, Fig. 4 eine solche zur Überwachung von n Verbraucherkreisen.
Bei der in Fig. l gezeigten bekannten Schaltungsanordnung ohne Überwachung ist die Sekundärseite des Ausgangstransformators--Tr--des Rufstrom-Generators in der Mitte geerdet. Der Strom dieses Rufstrom-Generators wird auf vier Teilnehmergruppen-Grl bis Gr4--aufgeteilt. Die Relais-AI bis A4-- (nicht dargestellt) mit den Arbeitskontakten--all, al2,.... a41, a42-zum Anschalten der Teilnehmergruppen-Grl bis Gr4--sprechen der Reihe nach für eine bestimmte Zeit an. Dabei dürfen nie zwei Relais gleichzeitig angezogen sein, weil sonst der Generator doppelt belastet wäre.
Die in Fig. 2 dargestellte bekannte Schaltungsanordnung ist ähnlich der in Fig. 1 gezeigten, nur ist hier in Serie zu den Sekundärwicklungen des Ausgangstransformators des Rufstrom-Generators eine Gleichspannungsquelle (Batterie--B-) vorhanden. Die Gleichspannung soll allen Teilnehmergruppen-Grl bis Gr4-ständig zugeführt werden. Die Relais --B1 bis B4-- mit den Umschaltekontakten --bll, bl2,.... b41, b42--schalten in der Ruhestellung die Gleichspannung allein und in der Arbeitsstellung die Wechselspannung mit überlagerter Gleichspannung an die einzelnen Teilnehmergruppen-Grl bis Gr4--.
Die Relais--Bl bis B4--sprechen wieder der Reihe nach für eine gewisse Zeit an. Auch hier darf wegen der Überlastung des Generators immer nur eines der Relais--Bl bis B4-angezogen sein.
Wie man aus der Schaltung erkennt, kann hier ein Wechselstrom zu einer Teilnehmergruppe auch dann fliessen, wenn nur ein Kontakt eines Relais angezogen hat. Allerdings hat die Wechselspannung in diesem Fall nur den halben Wert. Man kann folgende drei Fehlerfälle unterscheiden :
1. Bei dem Relais, das gerade an der Reihe ist, hat nur ein Kontakt angezogen. An der zugehörigen
Teilnehmergruppe liegt nur die halbe an Stelle der vollen Wechselspannung.
<Desc/Clms Page number 2>
2. Bei einem Relais, das gerade nicht an der Reihe ist, ist ein Kontakt hängen geblieben. An der zu diesem Relais gehörenden Teilnehmergruppe liegt ständig die halbe Wechselspannung an. Da gleichzeitig auch jenes Relais angezogen ist, das an der Reihe ist, ist der Generator über eine
Sekundärwicklung des Ausgangstransformators überlastet.
3. Bei einem Relais, das gerade nicht an der Reihe ist, sind beide Kontakte hängen geblieben. Es sind dadurch zwei Teilnehmergruppen gleichzeitig angeschaltet und der Generator ist zu 100% überlastet.
Der unter 3) angeführte Fehlerfall wird normalerweise durch den überlastschutz des Generators erfasst. Die Fehlerfälle 1) und 2) sind jedoch durch den überlastschutz nicht erfassbar. Diese Fehlerfälle 1) und 2) werden im folgenden als unsymmetrische Fehlerfälle bezeichnet.
Die Fig. 3 zeigt eine erfindungsgemässe Schaltungsanordnung mit einem Verbraucherkreis, die imstande ist, die unsymmetrischen Fehlerfälle zu erfassen. Die Sekundärwicklungen des Ausgangstransformators--Tr- liegen wieder in Serie zu einer Gleichspannungsquelle (Batterie-B--). Der Verbraucher liegt über die Umschaltekontakte--kl und k2--im Ruhezustand an der Gleichspannung allein oder im Arbeitszustand an der Wechselspannung mit überlagerter Gleichspannung. Zur Überwachung ist eine aus den ohmschen Widerständen-Ro, Ro', R und R'--sowie einer auf Wechselspannung reagierenden Anordnung (Voltmeter --V--) bestehende Brückenschaltung vorgesehen.
Die ohmischen Widerstände sind paarweise gleich : Ro = Ro' und R = R', so dass die Abgleichbedingung normalerweise immer erfüllt ist.
In der dargestellten Stellung der Kontakte--kl und k2--ist die Brücke nur von Gleichstrom durchflossen. Stehen beide Kontakte in der andern Stellung, dann ist die Brücke von Gleich- und Wechselstrom durchflossen. In beiden Fällen jedoch wird das Voltmeter-V--im Brückenzweig nichts anzeigen, da ja die
EMI2.1
Gleichstrommässig ist die Brücke immer noch abgeglichen, aber wechselstrommässig ist das Gleichgewicht gestört. Die obere Wicklungshälfte des Ausgangstransformators treibt einen Wechselstrom über die Widerstände--R und R'--, so dass am Brückenzweig eine Wechselspannung auftritt. Das Wechselspannungsvoltmeter-V--wird also ausschlagen. Wenn man an Stelle des Wechselspannungsvoltmeters eine elektronische Schaltung für die Anzeige verwenden möchte, so kann man, wie in der Fig. 3 strichliert angedeutet ist, an Stelle des Wechselspannungsvoltmeters eine Serienschaltung eines Kondensators--C--und einer Diode--D-- anschalten. Da die Brücke gleichstrommässig immer abgeglichen ist, kann der Kondensator--C--von der Batterie--B--nicht aufgeladen werden.
Wohl aber lädt er sich auf, wenn durch einen unsymmetrischen Fehler Wechselspannung am Brückenzweig liegt. Die Spannung am Kondensator-C--kann leicht abgegriffen und beispielsweise einem Transistor zugeführt werden.
Fig. 4 zeigt die Anwendung der Erfindung auf eine Schaltungsanordnung zur Versorgung von n Teilnehmergruppen mit Ruf-Wechselstrom und Gleichstrom. Der aus den Widerständen--Ro und Ro'-bestehende Teil der Brücke ist wie in Fig. 3 wieder parallel zur Batterie-B-angeschlossen. Der zweite Spannungsteiler, der in Fig. 3 aus den Widerstände--R und R'--besteht, ist hier n-fach vorhanden, u. zw. liegt je ein aus den Widerständen--Rl, Rl'bzw. R2, R2'bzw. R3, R3',.... bzw. Rn, Rn'--bestehender Spannungsteiler parallel zu jedem Verbraucher. Die Mittelpunkte dieser n Spannungsteiler sind über die Dioden - dol bis Dn--voneinander entkoppelt zusammengefasst.
Falls ein unsymmetrischer Fehler auftritt, liegt wie bei der in Fig. 3 dargestellten Schaltungsanordnung am Brückenzweig Spannung an und der Kondensator--Cwird aufgeladen. Die Gleichspannung am Kondensator kann nun wieder mittels einer auf Gleichspannung reagierenden Anordnung--G--, beispielsweise einer elektronischen Schaltung, ausgewertet werden.
Durch die Erfindung ist es möglich, für die Anschaltung der einzelnen Teilnehmergruppen kontaktlose Schaltelemente oder Schaltelemente mit abgeschlossenen Kontakten zu verwenden, ohne dass eine Gefahr der Überlastung des Generators gegeben ist. Diese Schaltelemente werden wegen ihrer grossen Zuverlässigkeit, ihrer langen Lebensdauer und ihrer weitgehenden Wartungsfreiheit gerne eingesetzt.