DE1031877B

DE1031877B - Anordnung zum UEberwachen mehrerer Stromkreise

Info

Publication number: DE1031877B
Application number: DES44852A
Authority: DE
Inventors: Adolf Bacher
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1955-07-22
Filing date: 1955-07-22
Publication date: 1958-06-12

Description

In der Elektrotechnik tritt gelegentlich die Aufgabe auf, einzelne Stromkreise abhängig voneinander zu überwachen, d. h. einzelne Stromkreise dann zu beeinflussen, wenn in einem anderen Stromkreis ein vom normalen Betriebszustand abweichendes Kriterium auftritt, wenn also z. B. die Spannung in diesem Stromkreis ausfällt oder der Strom unter einen bestimmten Wert absinkt, Insbesondere ist diese Aufgabe in Schwachstromanlagen, z.B. in der Fernmeldetechnik, gegeben. So wird gelegentlich bei Schaltungen, in denen Röhren angeordnet sind, die bekanntlich innerhalb mehrerer Stromkreise (Heizkreise, Gitterkreise, Anodenkreise) betrieben werden, gefordert, daß die gesamte Röhre dann vollkommen abgeschaltet wird, wenn eine der die einzelnen Kreise be- *5 treibenden Spannungen, beispielsweise die Heizspannung, ausfällt. Aber auch bei anderen Schaltungen der Nachrichtentechnik ist die geschilderte Aufgabe häufig gegeben.

Man kann daran denken, in jedem einzelnen Stromkreis ein Überwachungsorgan anzuordnen, das dann, wenn in einem der Stromkreise, in dem dieses Überwachungsorgan angeordnet ist, der kritische Zustand z. B. durch Ausfallen der Betriebsspannung auftritt, ein bestimmtes Signal auslöst, das seinerseits wieder die Abschaltung sämtlicher Stromkreise übernimmt.

Durch die Erfindung soll jedoch die Aufgabe gelöst werden, eine Mehrzahl von Stromkreisen mit nur einem Überwachungsorgan auf ihren Strom- oder Spannungszustand zu überwachen, ohne daß dieses Überwachungsorgan abwechselnd in einen der Stromkreise eingeschaltet werden muß. Vielmehr soll mit der Anordnung zum Überwachen nach der Erfindung ein gleichzeitiges Überwachen der Stromkreise mit nur einem Überwachungsorgan, z. B. einem Meßinstrument, ermöglicht werden.

Die geschilderte Aufgabe wird mit Hilfe der Anordnung nach der Erfindung dadurch gelöst, daß das gemeinsame Überwachungsorgan im Ausgang einer Koinzidenzschaltung liegt und daß von jedem der zu überwachenden Stromkreise eine dem Zustand dieses Stromkreises entsprechende Spannung (diese Spannung wird im folgenden Meßspannung genannt) abgeleitet und jeweils einem Eingang dieser Koinzidenzschaltung zugeführt wird.

Gemäß der Erfindung werden zum Überwachen mehrerer Stromkreise also die Eigenschaften einer Koinzidenzschaltung, wie sie beispielsweise aus der Rechenmaschinentechnik bekannt ist, ausgenutzt, und zwar dadurch, daß die Eingänge dieser Koinzidenzschaltung von einer Spannung, die dem Zustand der zu überwachenden Stromkreise entspricht, beaufschlagt werden. Eine Koinzidenzschaltung ist bekanntlich so aufgebaut, daß dann — und nur dann — Anordnung
zum überwachen mehrerer Stromkreise

Anmelder:

Siemens & Halske Aktiengesellschaft,

Berlin und München,
München 2, Wittelsbacherplatz 2

Adolf Bacher, München,
ist als Erfinder genannt worden

eine bestimmte Ausgangsspannung auftritt, wenn sämtliche Eingänge ausgesteuert werden. Das hinter dem Ausgang angeordnete Überwachungsorgan wird also immer dann ein Überwachungskriterium abgeben, wenn durch Änderung des Strom- oder Spannungszustandes in einem der zu überwachenden Stromkreise der mit diesem Stromkreis verbundene Eingang der Koinzidenzschaltung nicht mehr ausgesteuert wird und die Ausgangsspannung infolgedessen absinkt. Das Überwachungsorgan selbst kann dann in an sich bekannter Weise die Abschaltung der übrigen Stromkreise auslösen.

Im einfachsten Fall ist es gemäß einer Weiterbildung des Erfindungsgedankens möglich, die den Eingängen der Koinzidenzschaltung zuzuführenden Spannung direkt galvanisch von den einzelnen Stromkreisen, und zwar vorzugsweise parallel zu den in den Stromkreisen angeordneten Verbrauchern, abzunehmen. Hierdurch werden eigene Ableitwiderstände innerhalb der Koinzidenzschaltung vermieden, die dann angeordnet werden müßten, wenn ausschließlich Spannungen verglichen werden. Außerdem werden besondere Übertrager und ähnliche Schaltglieder gespart und damit der Materialaufwand für die Anordnung nach der Erfindung auf ein Minimum beschränkt.

Weitere Einzelheiten der Anordnung nach der Erfindung sowie die Vorteile der gesamten Anordnung werden an Hand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele im einzelnen erläutert.

Die Fig. 1 zeigt eine Schaltung in allgemeiner Form, und zwar sollen η Stromkreise überwacht werden, wobei n — l Stromkreise mit Wechselstrom betrieben werden und ein Stromkreis mit Gleichstrom. Erfindungsgemäß ist zur Überwachung dieser

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η Stromkreise ein einziges'Überwachungsorgan 1 vor gesehen, das in dem Ausführungsbeispiel als einfaches Meßgerät dargestellt ist. Selbstverständlich kann an dieser Stelle auch ein Relais oder ein anderes Überwachungsorgan, z. B. eine schnell ansprechende Röhre (Hochvakuumröhre, Stromtor usw.), angeordnet werden. Die einzelnen Stromkreise beeinflussen dieses Überwachungsorgan 1 über eine Koinzidenzschaltung, die im wesentlichen aus Ji+1 Richtleitern

in einem Nachrichtengerät oder auch in einer Rechenmaschine sind, wobei vorausgesetzt wird, daß sämtliche Röhren, um irgendein Fehlergebnis oder eine fehlerhafte Übertragung einer Nachricht zu vermeiden, dann abgeschaltet werden sollen, wenn eine der Röhren, beispielsweise wegen Ausbleibens der Heizspannung, ausfällt. Über die Klemme K 3 wird beispidsweisei die Anodienspannung den Röhren zugeführt. Auch dann, wenn die Heizkreise in Ordnung

besteht, und zwar aus den Richtleitern R1 bis Rn und io sein sollten, die Anodenspannung hingegen ausfällt, dem Ausgang der Koinzidenzschaltung zugeordneten spricht die dargestellte Anordnung an und schaltet Richtleiter R_A. Die einzelnen Stromkreise selbst be- ζ. Β. sämtliche Stromkreise ab.

stehen jeweils aus einem Übertrager Ü1, Ü2 usw. und Die beschriebene Anordnung kann aber auch zur

einem Belastungswiderstand Wi, W 2 usw. Das Über- Überwachung einer Röhre dienen, und zwar entwachungsignal soll dann ein Signal abgeben, wenn 15 spricht in diesem Fall der Widerstand Wl dem Heizeiner der Stromkreise ausfallen sollte. Dies wird da- faden, dem Widerstand W2 eine Graetzschaltung zur durch erreicht, daß die über die Klemme K 3 züge- Erzeugung der Gitterspannung, und über die Klemme führte Gleichspannung, die normalerweise über den K3 wird die Anodenspannung dieser Röhre zuge-Richtleiter RA das Überwachungsorgan in einen ganz führt. Die ganze Röhre wird dann abgeschaltet, wenn bestimmten Zustand bringt, über einen der Belastungs- 20 entweder die Stromversorgung für den Heizfaden, widerstände Wl bis Wn, z. B. W2, der auf Grund für das Gitter oder für die Anode ausfällt.

Die Fig. 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, und zwar sollen in diesem Fall ausschließlich Stromkreise überwacht werden, in denen Wechselstrom

mangelnder Betriebsspannung stromlos geworden ist
und hierbei über den ihm zugeordneten Richtleiter.
z. B. R2, parallel zum Überwachungsorgan zu liegen
kommt, abfließt. Dies kommt dadurch zustande, daß 25 fließt. Die dargestellte Anordnung unterscheidet sich

an dem entsprechenden Widerstand, z. B. dem Widerstand W 2, keine wesentliche Spannung mehr abfällt, da ja durch diesen Widerstand kein Arbeitsstrom mehr fließt. Wenn aber an diesem Widerstand keine Spannung abfällt, ist auch der dazugehörige Richtleiter R2 nicht mehr in der Sperrichtung vorgespannt, so daß der Meßstrom, der sehr viel kleiner als der Betriebsstrom ist, gegenüber Erde praktisch einen Kurzschluß vorfindet. Hierdurch bricht dann die Spannung am Punkt α zusammen.

Sind in den Stromkreisen Ül, Wl, Ü2, W2 bis Ün, Wn Wechselspannungen vorhanden, so wird der Punkt α während der positiven Halbwellen auf die kleinste dieser Spannungen angehoben. Diese Span-

von der Anordnung nach Fig. 1 lediglich dadurch, daß den einzelnen Richtleitern Rl bis Rn Widerstände W'l bis W'n parallel geschaltet sind. Die Wirkungsweise dieser Anordnung ist folgende:

Die einzelnen Wechselstromquellen speisen über die Übertrager Ül bis Ün mit gleicher Phase die Verbraucher Wl und Wn. Parallel zu diesen Verbrauchern werden die Eingänge einer Koinzidenzschaltung, die jeweils aus einem mit einem Widerstand überbrückten Richtleiter bestehen, mit Spannung beaufschlagt. Sind die Augenblickswerte der Wechselspannung der einzelnen Stromkreise positiv, so fließt ein Strom über die Widerstände W' 1 und W'2 bis Wn und den Ausgangsrichtleiter R_A in das Über-

nung gelangt über den Ausgangsrichtleiter R_A auf das 40 wachungsorgan 1. Mit Hilfe des Kondensators C wird Anzeigeorgan 1. Sobald eine Betriebsspannung aus- der durch das Überwachungsorgan fließende Strom fällt, d. h., wenn also beispielsweise der Übertrager Ü2
keine Spannung mehr abgibt oder die Leitung zwischen Ü2 und dem Anschlußpunkt von R2, wie durch
eine gestrichelte Linie angedeutet, unterbrochen ist. 45
dann bricht die der Klemme K3 zugeführte Gleichspannung am Punkt α über den nunmehr ständig leitenden Richtleiter R 2 und den Belastungswiderstand
W 2 zusammen, so daß das Überwachungsorgan 1
nicht mehr ausreichend mit Strom versorgt wird und 5° quelle sowie über den parallel liegenden Widerstand diesen Zustand anzeigt. Dies gilt auch, wenn einer des Verbrauchers Wl ab. Ist z. B. die Leitung zwi- oder mehrere der anderen Stromkreise ausfallen soll- sehen ül und dem Anschlußpunkt des Richtleiters R1 ten. Auch in diesem Fall gibt derjenige Stromkreis, unterbrochen, so liegt nur der Verbraucherwiderder an einen der Richtleiter R1 bis Rn angeschlossen stand Wl dem Anzeigeorgan parallel. Das Anzeigeist, die Spannung am Punkt α an, da jetzt der an die- 55 organ wird hierdurch mit weniger Strom versorgt, sen Richtleiter angeschhlossene Verbraucherwider- Das Anzeigeorgan nimmt dann die Abschaltung der stand Wl bis Wn die Spannung an diesem Punkt übrigen Stromkreise vor, beispielsweise löst es ein durch die Spannungsteilung der Widerstände W Warn- oder Lichtsignal aus. Im Grenzfall, wenn Wl zu Wi bis Wn bestimmt. Damit der Ausschlag dieses sehr viel kleiner ist als der Innenwiderstand des Überwachungsorgans möglichst deutlich wird, ist es ^6o Anzeigeorgans sein sollte, wird das Anzeigeorgan zweckmäßig, den Innenwiderstand des Organs selbst stromlos.

größer als die größten Belastungswiderstände zu Die beiden dargestellten Ausführungsbeispiele zei-

machen. gen, daß es mit der Anordnung nach der Erfindung

Bei der Erläuterung der Fig. 1 wurde über den sogar möglich ist, mit Hilfe einer einfachen Koinzi-Zweck der dargestellten Anordnung deshalb nichts ⁶5 denzschaltung Wechselströme gleicher Phase miteinausgesagt, weil sie in dem dargestellten Aufbau ander zu vergleichen bzw. zu überwachen. Sollen für die verschiedensten Anwendungsfälle verwendet Gleichströme abhängig voneinander überwacht werwerden kann. So ist es beispielsweise denkbar, daß den, dann kann dies ebenso wie beschrieben erfolgen, die einzelnen Belastungswiderstände Wl und Wn die wobei an Stelle der dargestellten Übertrager jeweils Glühfäden einzelner wechselstromgeheizter Röhren 70 eine Gleichspannungsquelle tritt.

geglättet. Es fließt also in dem Überwachungsorgan ein mittlerer Gleichstrom, der einen ganz bestimmten Zustand dieses Organs verursacht.

Fällt eine der Stromquellen, z, B. Ol, aus, so schließt der zu dieser Stromquelle führende Gleichrichter Rl den Widerstand W'l kurz, und die Einspeisung von den restlichen Widerständen W'2 bis W'n fließt über Rl und den Innenwiderstand der Strom-

Soll in einem oder mehreren Stromkreisen statt, wie dargestellt, des Spannungszustandes der Stromzustand überwacht werden, dann kann abhängig vom Strom eine Spannung, beispielsweise mit Hilfe eines Stromwandlers oder eines einfachen Widerstandes, zur Steuerung der Koinzidenzschaltung abgeleitet werden.

Eine bevorzugte Anwendungsmöglichkeit der Anordnung nach der Erfindung ist außerdem noch bei Schaltungsanordnungen gegeben, die mit Impulsen arbeiten, also z. B. bei Rechenmaschinen und ähnlichen Nachrichtenverarbeitungsgeräten. Im einfachsten Fall wird die Anordnung nach der Erfindung dann wie erläutert aufgebaut, wobei die Übertrager Cl und Ün oder entsprechenden Quellen, wie z.B. Kathodenverstärker, Impulse bzw. Impulsfolgen den einzelnen Belastungswiderständen, die beispielsweise in Form eines Addierers, Multiplizierers oder Speichers aufgebaut sein können, zuführen. Um irgendeine Fehlrechnung innerhalb einer Rechenmaschine zu vermeiden, soll aber der gesamte Rechenvorgang dann unterbrochen werden, wenn eine der Impulsleitungen ausfällt.

An Hand der Fig. 3 wird dies im einzelnen noch einmal erläutert, und zwar soll gemäß dem in dieser Figur dargestellten Ausführungsbeispiel das Überwachungsorgan dann ansprechen, wenn die Impulsleitung 2 oder 3 keine Impulse liefert. Die Wirkungsweise der Koinzidenzschaltung selbst ist ebenso wie bei der Schaltung gemäß nach Fig. 2, so daß also das Überwachungsorgan dann anspricht, wenn auf einer Leitung die Impulse oder auch nur einzelne Impulse ausbleiben sollten. Es sei an dieser Stelle erwähnt, daß das Ansprechen des Überwachungsorgans dann auch dazu benutzt werden kann, um, wenn beispielsweise die beiden Impulsleitungen einem gemeinsamen Addierer zugeführt werden, den für dien Addierer notwendigen Übertrag zu ermitteln, weil das Überwachungsgerät voraussetzungsgemäß immer gerade dann nicht anspricht, wenn auf beiden Impulsleitungen gleichzeitig Impulse vorhanden sind. Dies ist aber bekanntlich das Kriterium für den Addierer, einen Übertrag der nächsthöheren Stelle zuzuschreiben.

Außer den beschriebenen Anwendungsmögläehkeiten kann die Anordnung nach der Erfindung auch noch an anderer Stelle, z. B. in der Starkstromtechnik, angewendet werden, wenn eine ähnliche Aufgabenstellung, wie erläutert, auftritt. So ist es beispielsweise denkbar, die Anordnung an einem Transformator, der mit mehreren Wicklungen ausgerüstet ist, anzuwenden.

wobei der gesamte Transformator dann abgeschaltet werden soll, wenn innerhalb einer der Wicklungen oder an deren Anschlüssen ein Fehler auftritt, der den Ausgang der Wicklung spannungslos werden läßt. Eine weitere Anwendung ist z. B. gegeben, wenn beim Ausfall der Heizspannung eines leitenden Entladungsgefäßes (Thyratron) durch die Abnahme der Kathodentemperatur eine Zerstörung der Kathode die Folge wäre; in diesem Fall kann die Einrichtung beim Ausfall der Heizspannung die Anodenspannung unterbrechen.

Claims

Patentansprüche:

1. Anordnung zum Überwachen mehrerer Versorgungsstromkreise auf ihren Spannungs- oder Stromzustand mittels eines einzigen Überwachungsorgans, dadurch gekennzeichnet, daß das gemeinsame Überwachungsorgan im Ausgang einer Koinzidenzschaltung liegt und daß von jedem Stromkreis eine dem Zustand entsprechende Spannung (Meßspannung) abgeleitet und jeweils einem Eingang einer Koinzidenzschaltung zugeführt wird.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Meßspannungen von den Stromkreisen galvanisch, und zwar parallel zum Verbraucherwiderstand unmittelbar abgenommen und jeweils einem Eingang der Koinzidenzschaltung zugeführt werden.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Meßspannung von den Stromkreisen über einen Wandler abgenommen und einem dem entsprechenden Eingang der Koinzidenzschaltung zugeführt wird.

4. Anordnung nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine derartige Ausbildung der Koinzidenzschaltung, insbesondere der Polung der in der Schaltung enthaltenen Richtleiter, daß jeweils der Belastungswiderstand des gegebenenfalls ausgefallenen Stromkreises oder der Innenwiderstand des Wandlers die Ausgangsspannung der Schaltung zusammenbrechen läßt.

5. Anordnung nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei mit Wechselspannung gleicher Phase betriebene Stromkreise überwacht werden.

6. Anordnung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei mit pulsierender Gleichspannung gleicher Phase betriebene Stromkreise überwacht werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen