DE1175771B

DE1175771B - Circuit arrangement

Info

Publication number: DE1175771B
Application number: DES84704A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Karl Hein
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1963-04-16
Filing date: 1963-04-16
Publication date: 1964-08-13

Description

Schaltungsanordnung Bei elektrischen Bahnen verwendet man vielfach Synchronschalter zum Unterbrechen des Wechselstromes, mit dem die Lokomotiven über den Fahrdraht gespeist werden. Die synchrone Ausschaltung hat den Zweck, die Ausschaltbedingungen für den Schalter zu verbessern. Dies geschieht in der Weise, daß der Schalter in einem bestimmten Zeitpunkt der Wechselstromzeitkurve ausgelöst wird, so daß er die Löschdistanz etwa im Bereich eines Nulldurchganges erreicht.Circuit arrangement One uses a lot in electric railways Synchronous switch to interrupt the alternating current that the locomotives use the contact wire are fed. The purpose of synchronous switch-off is to meet the switch-off conditions for the switch to improve. This is done in such a way that the switch in a certain point in time of the AC time curve is triggered, so that he the Deletion distance reached approximately in the range of a zero crossing.

Zur Auslösung des Schalters ist üblicherweise ein Schutzrelais vorgesehen. Das Relais, beispielsweise ein überstromrelais, gibt ein Auslösekommando und leitet damit die Auslösung des Schalters ein. Die synchrone Ausschaltung kommt dadurch zustande, daß durch die Auslöseanregung ein Sättigungswandler wirksam gemacht wird, durch dessen Impulse in den Nulldurchgängen des Wechselstromes eine Verklinkung des Schalters gelöst wird.A protective relay is usually provided to trigger the switch. The relay, for example an overcurrent relay, issues a trip command and conducts thus triggering the switch. The synchronous disconnection comes from this it comes about that a saturation converter is made effective by the triggering excitation, through its impulses in the zero crossings of the alternating current a latching the switch is released.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zum Unterbrechen eines Wechselstromkreises beim Nulldurchgang des Stromes mit einer Auslöseanregung durch ein Schutzrelais, welche erfindungsgemäß noch durch ein von dem Schutzrelais angeregtes Zeitglied verbessert wird, das nach einer vorgegebenen Zeit die Auslöseanregung für die synchrone Ausschaltung unwirksam macht und eine asynchrone Ausschaltung einleitet. Dies ist deswegen vorteilhaft, weil eine synchrone Ausschaltung wegen der Eigenart des Sättigungswandlers nur bis zu einer bestimmten Stromstärke möglich ist. Ist der Strom vor der Auslösung des Schalters unter diesen Wert abgesunken, so mußte bei den bekannten Schaltungsanordnungen ein zusätzliches Kommando von Hand gegeben werden, um den Schalter zum Ausschalten zu bringen. Dies ist bei der Erfindung nicht notwendig.The invention relates to a circuit arrangement for interrupting an alternating current circuit at the zero crossing of the current with a tripping stimulus by a protective relay, which, according to the invention, is also carried out by one of the protective relay excited timing element is improved, the triggering excitation after a predetermined time for synchronous deactivation and an asynchronous deactivation initiates. This is advantageous because of the synchronous switch-off The nature of the saturation converter is only possible up to a certain current strength is. If the current fell below this value before the switch was triggered, with the known circuit arrangements an additional manual command had to be given given to make the switch turn off. This is with the invention unnecessary.

Als Zeitglied kann man vorteilhaft ein Verzögerungsrelais verwenden, dessen Ansprechzeit mit Hilfe eines Kondensators vergrößert ist. Die Ansprechzeit ist durch Wahl der Kapazität des Kondensators in weiten Grenzen einstellbar, so daß man sich den gegebenen Verhältnissen gut anpassen kann. Daneben können aber auch andere Arten von Zeitgliedern, z. B. solche mit einem Uhrwerk, verwendet werden.A delay relay can advantageously be used as a timing element, whose response time is increased with the help of a capacitor. The response time can be set within wide limits by selecting the capacitance of the capacitor, see above that one can adapt well to the given circumstances. In addition, however, can also other types of timers, e.g. B. those with a clockwork can be used.

Als weitere Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß in an sich bekannter Weise auch bei Ausschaltung von Hand eine Auslöseanregung für die synchrone Ausschaltung gegeben wird. Dadurch ist sichergestellt, daß ein im Ausschaltaugenblick zufällig auftretender Kurzschluß nicht zu einer gefährlichen Überlastung des sonst asynchron ausschaltenden Schalters führen kann. Ist in diesem Fall eine synchrone Ausschaltung nicht möglich, weil der auszuschaltende Strom zu klein ist, so wird die Auslöseanregung durch das Zeitglied nach einer vorgegebenen Zeit unwirksam gemacht und eine asynchrone Ausschaltung eingeleitet.As a further embodiment of the invention it is provided that in itself As is known, a triggering excitation for the synchronous one even when switched off by hand Deactivation is given. This ensures that a switch-off instant Accidental short circuit does not lead to a dangerous overload of the otherwise asynchronously switching off switch can lead. In this case it is a synchronous one Switching off not possible because the current to be switched off is too small the triggering excitation made ineffective by the timer after a predetermined time and an asynchronous shutdown is initiated.

Zweckmäßig ist eine Sammelschiene für alle Auslösekommandos vorhanden, die zu einer Auslösung des Schalters führen können. Die Sammelschiene ist vorzugsweise über einen Kontakt des Meldeschalters mit dem Auslöseglied verbunden. Jede Auslöseanregung wird dann durch das Ausschalten des Schalters unwirksam gemacht. An die Sammelschiene kann auch ein Arbeitskontakt eines als Zeitglied verwendeten Verzögerungsrelais geschaltet sein. Hierdurch kann ein fortgesetztes Umsteuern der Schaltungsanordnung von einer synchronen auf eine asynchrone Ausschaltung vermieden werden, das sonst bei einem ungünstigen Verhältnis zwischen den Eigenzeiten des Zeitgliedes und des Relais auftreten kann, das die Auslöseanregung zur synchronen Ausschaltung gibt.It is advisable to have a busbar for all trip commands, which can trigger the switch. The busbar is preferred connected to the trigger element via a contact of the signaling switch. Every trigger stimulus is then made ineffective by turning off the switch. To the busbar can also be a normally open contact of a delay relay used as a timing element be switched. This allows a continued reversal of the circuit arrangement from a synchronous to an asynchronous switch-off can be avoided, otherwise in the event of an unfavorable relationship between the proper times of the timing element and the Relay can occur, which gives the triggering excitation for synchronous switch-off.

Die Auslöseanregung zur synchronen Ausschaltung wird zweckmäßig von einem Relais mit Selbsthaltung aufrechterhalten. Auf diese Weise können auch sogenannte Wischer, d. h. kurzzeitige Überströme, erfaßt werden. Der Haltekontakt ist mit Vorteil ebenfalls an die erwähnte Sammelschiene für die Auslösekommandos angeschlossen. Der Haltekreis wird von dem Zeitglied unterbrochen, wenn die für eine synchrone Ausschaltung vorgegebene Zeit verstrichen ist. Die Unterbrechung kann über ein Relais erfolgen. Die Eigenzeiten der Relais ergeben dann eine gewünschte Verlängerung der Zeit, die bis zur asynchronen Ausschaltung vergeht. Die Verzögerung durch das Zeitglied kann somit entsprechend kleiner gewählt werden. Außerdem gestattet die zeitlich begrenzte Absteuerung des Umschaltrelais eine vorteilhaft kleine Dimensionierung dieses Umschaltrelais. Ferner kann man an die Sammelschiene auch einen Arbeitsstromkontakt eines als Zeitglied verwendeten Verzögerungsrelais anschließen. Man erreicht dadurch, daß ein einmal gegebenes Auslösekommando so lange aufrechterhalten wird, bis der Meldeschalter des Schalters das Kommando unterbricht.The triggering stimulus for synchronous disconnection is expedient by maintained by a relay with self-holding. In this way, so-called Wiper, d. H. short-term overcurrents can be detected. The holding contact is advantageous also connected to the aforementioned busbar for the trip commands. The hold circuit is interrupted by the timer when the for a synchronous Switching off the specified time has elapsed. The interruption can be via a relay take place. The operating times of the relays then result in a desired extension of the Time until the asynchronous switch-off passes. The delay the timer can therefore be selected to be correspondingly smaller. Also permitted the time-limited shutdown of the changeover relay an advantageously small dimension this changeover relay. You can also connect an operating current contact to the busbar connect a delay relay used as a timing element. One achieves thereby, that a trip command once given is maintained until the Signaling switch of the switch interrupts the command.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird an Hand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel beschrieben. Dabei zeigt die Zeichnung einen Stromlaufplan der für die Auslösung des Schalters notwendigen Schaltelemente.For a more detailed explanation of the invention is based on the drawing Embodiment described. The drawing shows a circuit diagram of the switching elements necessary for triggering the switch.

Mit 1 ist eine Sammelschiene bezeichnet, die von einer nicht dargestellten Wechselspannungsquelle mit einer Spannung von 15 kV und einer Frequenz von 169/s Hz gespeist wird. An die Sammelschiene 1 ist der Abgang 2 angeschlossen. Er enthält einen Stromwandler 3 mit der Sekundärwicklung 4 und einen Sättigungswandler 5 mit der Sekundärwicklung 6 sowie einen Leistungsschalter 7. Der Abgang führt zu einem Kabel 10. Trennschalter sind der Einfachheit halber nicht dargestellt.1 with a busbar is referred to, which is fed from an alternating voltage source, not shown, with a voltage of 15 kV and a frequency of 169 / s Hz. The output 2 is connected to the busbar 1. It contains a current transformer 3 with the secondary winding 4 and a saturation transformer 5 with the secondary winding 6 as well as a circuit breaker 7. The outlet leads to a cable 10. Isolating switches are not shown for the sake of simplicity.

Der Schalter 7 besitzt einen nicht dargestellten Druckluftantrieb zum Einschalten. Beim Einschalten wird eine ebenfalls nicht dargestellte Ausschaltfeder gespannt. Entgegen der Wirkung dieser Feder wird der Schalter durch ein Verklinkung 12 gehalten. Das Lösen der Klinke erfolgt elektrisch über einen Sperrmagneten 13.The switch 7 has a compressed air drive, not shown to switch on. When switching on, a switch-off spring, also not shown, is activated tense. Against the action of this spring, the switch is latched 12 held. The pawl is released electrically via a blocking magnet 13.

An die Sekundärwicklung 4 des Stromwandlers 3 ist die Spule 15 eines Überstromrelais angeschlossen. Wird die Spule 15 erregt, so wird der Kontakt 16 geschlossen.To the secondary winding 4 of the current transformer 3, the coil 15 is one Overcurrent relay connected. When the coil 15 is energized, the contact 16 becomes closed.

Die Sekundärwicklung 6 des Sättigungswandlers 5 ist über einen Widerstand 18 und einen Kontakt 19 eines Relais 20 normalerweise überbrückt. Sie liegt außerdem an den Kontakten 25 und 26, die von den beweglichen Kontakten 29 und 30 des Relais 20 mit dem Sperrmagneten 13 verbunden werden können.The secondary winding 6 of the saturation converter 5 is normally bridged via a resistor 18 and a contact 19 of a relay 20. It is also located on the contacts 25 and 26, which can be connected to the blocking magnet 13 by the movable contacts 29 and 30 of the relay 20.

Als Zeitglied ist ein Verzögerungsrelais 33 vorgesehen, dessen Spule 34 mit einem Kondensator 35 und gegebenenfalls noch einem Widerstand 24 in Reihe geschaltet ist, um eine vorgegebene Ansprechverzögerung zu erhalten. Das Relais 33 besitzt zwei Arbeitsstromkontakte 36 und 43. Der Kontakt 36 ; wirkt mit einem feststehenden Kontakt 38 zusammen. An diesen ist über einen Widerstand 39 ein feststehender Kontakt 40 angeschlossen, der mit dem beweglichen Kontakt 29 zusammenwirkt. Außerdem ist der Kontakt 38 an ein Relais 41 angeschlossen, das den Ruhestromkontakt 42 aufweist. Der Arbeitsstromkontakt 37 ist der Selbsthaltekontakt des Relais 20. A delay relay 33 is provided as a timing element, the coil 34 of which is connected in series with a capacitor 35 and possibly also a resistor 24 in order to obtain a predetermined response delay. The relay 33 has two working current contacts 36 and 43. The contact 36; cooperates with a fixed contact 38. A fixed contact 40 , which interacts with the movable contact 29, is connected to this via a resistor 39. In addition, the contact 38 is connected to a relay 41 which has the normally closed contact 42. The operating current contact 37 is the self-holding contact of the relay 20.

Die Kontakte 16, 43 und 37 liegen parallel zueinander an dem positiven Pol P der Steuerspannung. Parallel zu ihnen liegt ferner der Kontakt 45 eines Steuerschalters, der beispielsweise in einer Schaltwalze angeordnet ist, und der Kontakt 46 eines z. B. in der Zelle des Leistungsschalters 7 vorgesehenen Ausschaltdruckknopfes. Alle diese Kontakte führen zu einer Sammelschiene 48 für die Ausschaltkommandos. An diese ist der Kontakt 49 eines mit dem Leistungsschalter 7 gekuppelten Meldeschalters angeschlossen. Mit dem Kontakt 49 ist das Verzögerungsrelais 33 verbunden. Ferner ist an den Meldeschalterkontakt 49 über den Kontakt 36 das Relais 41 und über den Kontakt 42 das Relais 20 angeschlossen. Der negative Pol der Steuerspannung ist mit N bezeichnet.The contacts 16, 43 and 37 are parallel to one another at the positive pole P of the control voltage. Parallel to them is also the contact 45 of a control switch, which is arranged for example in a switching drum, and the contact 46 of a z. B. provided in the cell of the circuit breaker 7 switch-off pushbutton. All of these contacts lead to a busbar 48 for the switch-off commands. The contact 49 of a signaling switch coupled to the circuit breaker 7 is connected to this. The delay relay 33 is connected to the contact 49. Furthermore, the relay 41 is connected to the signaling switch contact 49 via the contact 36 and the relay 20 is connected via the contact 42. The negative pole of the control voltage is denoted by N.

Wenn der Leistungsschalter 7 eingeschaltet ist, so ist der Meldeschalterkontakt 49 geschlossen. Deshalb führt jedes Auslösekommando, das entweder von Hand mit dem Steuerschalter 45 oder dem Druckknopf 46 gegeben wird oder bei einem Überstrom durch Ansprechen des überstromrelais 15 zustande kommt, dessen Kontakt 16 schließt, zu folgendem Stromverlauf: P, Kontakt 45 oder 16 oder 46, Kontakt 49, Kontakt 42, Relais 20, N Das Relais 20 spricht nach sehr kurzer Zeit an, da es eine hochempfindliche Spule mit einer großen Amperewindungszahl aufweist. Dadurch wird der bewegliche Kontakt 29 auf den festen Kontakt 26 und der bewegliche Kontakt 30 auf den festen Kontakt 25 geschaltet und anschließend der Kontakt 19 geöffnet. Hierdurch ist die Sekundärwicklung 6 des Sättigungswandlers 5 an den Sperrmagneten 13 gelegt. Die im Sättigungswandler im Stromnulldurchgang induzierten Spannungsimpulse können somit über den Sperrmagneten die Verklinkung 12 des Leistungsschalters 7 lösen, so daß der Schalter unter der Wirkung der Ausschaltfeder synchron ausschaltet. Nach dem Ausschalten unterbricht der Meldeschalterkontakt 49 den Steuerstromkreis. Bei einem kurzzeitigen Ausschaltkommando (Tippkommando) sorgt der Haltekontakt 37 des Relais 20 für eine Aufrechterhaltung des Ausschaltkommandos bis zum öffnen des Leistungsschalters 7.When the circuit breaker 7 is switched on, the signaling switch contact 49 is closed. Therefore, every trip command, which is given either manually with the control switch 45 or the push button 46 or in the event of an overcurrent through the response of the overcurrent relay 15, the contact 16 of which closes, leads to the following current flow: P, contact 45 or 16 or 46, contact 49, contact 42, relay 20, N The relay 20 responds after a very short time because it has a highly sensitive coil with a large number of ampere-turns. As a result, the movable contact 29 is switched to the fixed contact 26 and the movable contact 30 is switched to the fixed contact 25 and then the contact 19 is opened. As a result, the secondary winding 6 of the saturation converter 5 is placed on the blocking magnet 13 . The voltage pulses induced in the saturation converter in the current zero passage can thus release the latch 12 of the circuit breaker 7 via the blocking magnet, so that the switch switches off synchronously under the action of the opening spring. After switching off the signaling switch contact 49 interrupts the control circuit. In the event of a brief switch-off command (tip command), the holding contact 37 of the relay 20 ensures that the switch-off command is maintained until the circuit breaker 7 opens.

Beim Vorstehenden wurde vorausgesetzt, daß ein gewisser Mindeststrom von beispielsweise 100 A über den Abzweig 2 fließt. Ist dies nicht der Fall, so kann der Schalter nicht synchron ausgelöst werden, weil die im Sättigungswandler 5 induzierte Impulsspannung nicht zum Betätigen des Sperrmagneten 13 ausreicht. In diesem Fall wird das Relais 33 wirksam, das gleichzeitig mit dem Relais 20 Spannung erhält, aber verzögert, und zwar ungefähr nach 50 ms anspricht. Beim Ansprechen des Relais 33 werden der Kontakt 36 und der Kontakt 43 geschlossen. Dadurch kommt folgender Stromkreis zustande: P, Kontakt 43 bzw. 37, Meldeschalterkontakt 49, Kontakt 36, Relais 41, N Mithin erhält das Relais 41 Spannung. Es unterbricht mit seinem Ruhestromkontakt 42 den Stromkreis für das Relais 20. Dadurch wird die synchrone Auslöseanregung unwirksam gemacht, denn beim Entregen des Relais 20 wird der Kontakt 37 geöffnet, und die Kontakte 29 und 30 gehen wieder in die gezeichnete Stellung, in der der Sättigungswandler über den Widerstand 18 und den Kontakt 19 kurzgeschlossen ist. Gleichzeitig wird eine asynchrone Ausschaltung eingeleitet, weil der Sperrmagnet 13 an die Steuerspannung gelegt wird. Es kommt folgender Stromkreis zustande: P, Kontakt 43, Kontakt 49, Kontakt 36, Widerstand 39, Kontakt 29, Sperrmagnet 13, Kontakt 30, N Der Sperrmagnet 13 spricht an und löst die Klinke 12, so daß der Schalter 7 asynchron ausschaltet. Beim Ausschalten öffnet der Meldeschalterkontakt 49 und unterbricht den Steuerstromkreis.In the above, it was assumed that a certain minimum current of 100 A, for example, flows through branch 2. If this is not the case, the switch cannot be triggered synchronously because the pulse voltage induced in the saturation converter 5 is not sufficient to actuate the blocking magnet 13. In this case, the relay 33 is effective, which receives voltage simultaneously with the relay 20, but is delayed, and responds after approximately 50 ms. When the relay 33 responds, the contact 36 and the contact 43 are closed. This creates the following circuit: P, contact 43 or 37, signaling switch contact 49, contact 36, relay 41, N The relay 41 therefore receives voltage. It interrupts the circuit for the relay 20 with its closed-circuit contact 42. This renders the synchronous tripping excitation ineffective, because when the relay 20 is de-energized, the contact 37 is opened and the contacts 29 and 30 return to the position shown in which the saturation converter is short-circuited via the resistor 18 and the contact 19. At the same time, an asynchronous disconnection is initiated because the blocking magnet 13 is connected to the control voltage. The following circuit is established: P, contact 43, contact 49, contact 36, resistor 39, contact 29, blocking magnet 13, contact 30, N The blocking magnet 13 responds and releases the pawl 12 so that the switch 7 switches off asynchronously. When switching off, the signaling switch contact 49 opens and interrupts the control circuit.

Die Relais 20, 33 und 41 sind zweckmäßig in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht, das auch die Widerstände 18 und 39 enthalten kann.The relays 20, 33 and 41 are expediently in a common housing housed, which can also contain the resistors 18 and 39.

Claims

Claims: 1. Circuit arrangement for interrupting an alternating current circuit at the zero crossing of the current, especially for electric railways, with a triggering excitation by a protective relay, characterized by a stimulated by the protective relay Timing element which, after a specified time, initiates the triggering of the synchronous Deactivates the deactivation and initiates an asynchronous deactivation.

2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the timing element is a delay relay whose response time is increased with the aid of a capacitor.

3. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that a Triggering excitation for the synchronous switch-off is given by the timer is made ineffective after a predetermined time, and that then an asynchronous Switching off is initiated.

4. Circuit arrangement according to claim 3, characterized through a busbar for all trip commands that are sent via a contact of a Signaling switch is connected to the trigger element.

5. Circuit arrangement according to claim 3, characterized in that the triggering excitation for the synchronous disconnection of a relay with self-holding is maintained and that the holding circuit of the timer is interrupted.

6. Circuit arrangement according to claim 5, characterized characterized in that the hold circuit is interrupted via a relay.

7. Circuit arrangement according to claim 4, characterized in that da.ß to the busbar an operating current contact of the delay relay serving as a timing element is connected is.