DE1038169B - Schutzschaltanordnung fuer eine lichtelektrische UEberwachungsschaltung - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung t>ezieht sich auf eine Sdbutzschaltanordn-uing für eine lichtelektrische Überwachungsschaltung mit Kaltkathoden-Thyratron und einem nur gering belastbaren Photowiderstand als Lichtempfänger oder einem mit dem Anzugsstrom eines Steuerrelais bei astbaren Photowiderstandes, insbesondere für automatische Ölfeuerungsanlagen mit optischem Flammrenwächter.

Zweck der Erfindung ist es, bei solchen lichtelektrisch gesteuerten Überwachungsschal tungen zum Einbau in elektrische Regel- und Steuergeräte größtmögliche Sicherheit im Falle von Kurzschlüssen im Lichtempfänger oder seiner Zuleitung zu schaffen. Die Erfüllung dieser Forderung ist für alle elektrischen Regel- und Steuergeräte erwünscht, bei denen neben den Meldungen »Licht Ein« und »Licht Aus« noch die Bedingung besteht, einen etwa auftretenden Kurzschluß im Lichtempfänger (Photowiderstand) oder in der Zuleitung zu diesem zu registrieren. Die zusätzliche Bedingung zur Registrierung eines Kurzschlusses im Lichtempfänger oder seiner Zuleitung ist z. B. an alle lichtgesteuerten Überwachungsschaltungen in automatischen Steuergeräten für Ölfeuerungsanlagen, Zählgeräten oder Sortieranlagen gestellt. In diesen Steuergeräten muß sowohl eine Unterbrechung als auch ein Kurzschluß in den Lichtempfängern oder in der Zuleitung zu diesen signalisiert und die gesamte Anlage automatisch stillgesetzt werdein können. Andernfalls besteht beispielsweise bei ölfeuerungsanlagen die Gefahr, daß ein Erlöschen der Flamme vom Lichtempfänger nicht registriert und die ölzufuhr nicht abgestellt wird. Der ölfeuerungsofeu wird dabei mehr oder weniger, je nach Länge eines Betriebszyklus, voll öl gepumpt, so daß eine Explosionsgefahr meistens nicht ausgeschlossen ist.

Bisher wurden lichtelektrische Überwachungsschaltungen mit Verstärkerröhren (Warmkathodenröhren) bestückt. Als Lichtempfänger wurden meistens Photozellen (Selenzellen) verwendet. Neuerdings ist man dazu übergegangen, diese Schaltungen mit KaItkathoden-Thyratron zu bestücken. Diese Röhren haben gegenüber den Warmkathodenröhren folgende Vorteile: Eine nahezu unbegrenzte Lebensdauer, da kein Heizwendel vorhanden ist, eine Vereinfachung der gesamten lichtelektrischen Überwachungsschaltung durch Einsparen des Heiztransformators und anderer Schaltelemente, ihre Betriebsbereitschaft im kalten Zustand, da sie keine Anheizze.it benötigen, eine große Betriebssicherheit, da sie gegen Erschütterungen weitgehend unempfindlicher sind.

Die bisher bekannten Schaltungen mit Photowiderstand und Kaltkathoden-Thyratron haben jedoch noch den Nachteil, daß ein Kurzschluß im Photowiderstand Schutzschaltanordnung für eine
lichtelektrische überwachungsschaltung

Anmelder:

Antriebs- und Regeltechnik G. m. b. H._r
Heidelberg-Pfaffengrund, Dischinger Str. 5

oder in der Zuleitung zu diesem von der Röhre nicht registriert wird. Es ist der Röhre prinzipiell nicht

ao möglich, zu unterscheiden, ob der Photowiderstand infolge Beleuchtung oder infolge eines Kurzschlusses leitend wird. Deshalb baut man in Steuergeräte mit dieser lichte'le'ktrischen Überwachungsschaltung bisher ein zusätzliches Zeit- oder Meßglied ein und führt die Kurzschlußkontrolle in der Form durch, daß bei Beginn eines jeden Betriebszyklus die lichtelektrische Schaltung erst dunkel (»Licht Aus«) melden muß, bevor das Gerät über das Zeitglied eingeschaltet wird und dann Licht (»Licht Ein«) melden muß, damit es nicht auf Störung schaltet. Während des Betriebszyklus muß man sich bei diesen Geräten auf die Funktion des Lichtempfängers verlassen. Da jedoch die Gefahr eines Kurzschlusses auch während des Betriebszyklus besteht, der mehrere Stunden dauern kann, sind diese Geräte nicht sicher genug, um ein Versagen oder sogar eine Explosion zu vermeiden.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen Kurzschluß am Lichtempfänger oder in seiner Zuleitung während des gesamten Betriebes zu registrieren und ein Steuergerät, in dem diese lichtelektrische Überwachungsschaltung eingebaut ist, zu veranlassen, die gesteuerte Anlage auszuschalten. Diese Aufgabe wird nach der Erfindung durch eine Kontrolleinrichtung gelöst, die während der Betriebszeit der Überwachungsschaltung Kurzschlüsse im Lichtempfänger und der Zuleitung zu diesem signalisiert und die gesamte Anlage bei auftretenden Kurzschlüssen ausschaltet. Eine derartige Kontrolleinrichtung wird vorteilhaft durch die Anordnung eines Kontaktes geschaffen, der ausschließlich bei einem Kurzschluß im Lichtempfänger oder in seiner Zuleitung während des gesamten Betriebszyklus anspricht. Als Kontakt wird zweckmäßig der eines elektromechanischen Relais (Kontrollglied) verwendet. Dieses Kontroll relais

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wiederum kann als ein elektromagnetisches Gleichstromrelais mit einer Kurzsdhlußwicklung ausgelegt sein, die vorzugsweise 25°/o dfes Wickelraumes füllt, wobei in den aus Relais, Lichtempfänger und Widerstand R₂ bestehenden Reihenkreis ein Gleichrichter und parallel zu dem Reihenkreis, jedoch hinter dem Gleichrichter, ein Glättungskondensator geschaltet ist. Als Kontrollrelais kann aber auch ein empfindliches elektromagnetisches Wechselstromrelais mit Kurzschlußring zur Anwendung kommen, das in den Rei'henkreis mit dem Lichtempfänger und dem Widerstand R₀ geschaltet ist.

In der Zeichnung sind drei Ausführungsl>eispiele für Schaltungen mit Photowiderstand und Kaltkathoden-Thyratron gezeigt.

Die in Abb. 1 aufgezeichnete 1>ekannte lichtelektrische Üfxirwachungsschaltung mit einem Wechselstrom-Kaltkathoden-Thyratron Th wird mit einem Kontrollrelais ReIl, Gleichrichter Gl und Glättungskondensator C2 erweitert, wie es Abb. 2 zeigt. In diesem Falle ist das Kontrollrelais als elektromagnetisches Gleichstromrelais mit Kurzschluß wicklung ausgebildet. Als Lichtempfänger PhW dient ein Cadmiumsulfidwiderstand, dessen Widerstandswert im unl>elichteien Zustand bei 10¹⁰ Ohm, im belichteten Zustand bei einer Beleuchtungsstärke von 50 Lux, wie sie bei spielsweise maximal an einem Lichtempfänger eine;-! ölfeuerungsbrenners auftreten kann, bei etwa 300-10³ Ohm. Beim Auftreten eines Kurzschlusses im Photewiderstand oder in der Zuleitung zu diesem beträgt der Widerstand — gemessen zwischen den Punkten (E) und (F) gemäß Abb. 2 — je nach der Länge der Zuleitung maximal 2 Ohm. Dieser Widerstandsrückgang von 300 · 10^s Ohm bei belichtetem Photowiderstand bis 2 Ohm im Kurzschlußfall hat eine Stromerhöhung im Kreis zur Folge, der gemäß Abb. 2 gebildet wird aus Netz, (G), (F), (E), (A), [R₂, (C) parallel dazu R₁. (B), C₁, (C)] (D), Netz. Mit Hilfe dieses Stromanstieges wird ein Kontrollglied ReIl erregt, das mit seinem Kontakt rⁿ die Stromzuführung — in Abb. 2 z. B. zur Starteranode — unterbricht und das Thyratron Th zum Erlöschen bringt. Mit dem Erlöschen des Thyratrons Th fällt das Steuerrelais ReI ab und bringt die gesamte Anlage mit seinem Kontakt zum Stillstand. Wenn das Kontrollrelais als ein elektromagnetisches Wechselstromrelais mit Kurzschlußring ausgebildet ist, dann wird es in den Reihenkreis mit dem Lichtempfänger und dem Widerstand R₂ geschaltet. Es entfallen hierbei der Gleichrichter G/ und derGlättungskondensator C2.

Wenn an Stelle eines Kaltkathoden-Thyratrons mit einem nur gering belastbaren Photowiderstand als Lichtempfänger ein mit dem Anzugsstrom eines Steuerrelais belastbarer Photowiderstand zur Anwendung kommt, dann kann die Schaltanordnung auch so getroffen werden, daß gemäß Abb. 3 das Schaltrelais ReI unmittelbar vom Lichtempfänger gesteuert wird. Das Kontrollrelais ReIl ist in diesem Falle in seiner Empfindlichkeit so ausgelegt, daß es nur bei einem Kurzschluß des Lichtempfängers oder seiner Zuleitung anspricht, wohingegen das Schaltrelais Re I schon bei belichtetem Photowiderstand (Widerstandswert etwa 300· 10³OhIn) sicher anspricht. Die Schaltanordnung nach der Erfindung ist für alle Anlagen mit lichtgesteuerten Überwachungsschaltungen anwendbar, bei denen ein Kurzschluß im Lichtempfänger oder seiner Zuleitung ein Versagen der Anlage und damit Schäden zur Folge hat, so außer für (^feuerungsanlagen beispielsweise auch für optische Zählgeräte und optische Signalgeräte.

Claims (5)

Patentansprüche

1. Schutzschaltanordnung für eine lichtelektrische Ül>erwachungsschaltung mit Kaltkathoden-Thyratron und einem nur gering belastbaren Photowiderstand als Lichtempfänger oder einem mit dem Anzugsstrom eines Steuerrelais belastbaren Photowiderstandes, insbesondere für aiitomatische (^feuerungsanlagen mit optischem Flammenwächter, gekennzeichnet durch eine Kontrolleinrichtung, die während der Betriebszeit der Überwachungsschaltung Kurzschlüsse im Lichtempfänger und der Zuleitung zu diesem signalisiert und die gesamte Anlage bei auftretenden Kurzschlüssen ausschaltet.

2. Schutzschaltanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Anordnung eines Kontaktes, der ausschließlich bei einem Kurzschluß im Lichtempfänger oder in seiner Zuleitung während des gesamten Betriebszyklus anspricht.

3. Schutzschaltanordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Kontakt der eines elektromechanischen Relais (Kontrollglied) dient.

4. Schutzschaltanordnuitig nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontrollrelais als ein elektromagnetisches Gleichstromrelais mit einer Kurzschlußwicklung. die vorzugsweise 25% des Wickelraumes füllt, ausgelegt ist, wobei in den aus Relais, Lichtempfänger und Widerstand (R₂) bestehenden Reihenkreis ein Gleichrichter und parallel zu dem Reihenkreis, jedoch hinter dem Gleichrichter, ein Glättungskondensator geschaltet ist (Abb. 3).

5. Schutzschaltanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Kontrollrelais ein elektromagnetisches Wechselstromrelais mit Kurzschlußring zur Anwendung kommt, das in den Reihenkreis mit dem Lichtempfänger und dem Widerstand (R₉) geschaltet ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Titze: Fehler und Fehlerschutz in elektrischen Drehistromanlagen, Wien, 1953, S. 8;

Walter: Relaisbuch, Stuttgart, 1952, S. 86, 87;
Kasanski: Relaisschutz, Berlin, 1952, S. 3 bis 5.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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