DE1438037B2

DE1438037B2 - Schaltung zum ansteuern eines schalters in einem elektrischen versorgungsnetz

Info

Publication number: DE1438037B2
Application number: DE19601438037
Authority: DE
Inventors: Richard E. Hales Comes Wis. Riebs (V.St.A.). HOIh 83-22
Original assignee: McGraw Edison Co
Current assignee: McGraw Edison Co
Priority date: 1959-03-19
Filing date: 1960-09-17
Publication date: 1971-11-11
Also published as: BE588842A; GB950596A; DE1438037A1; US3662220A

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltung zum bleiben, so daß also das gesamte Netz ausgeschaltet

Ansteuern eines Schalters in einem elektrischen Ver- ist. Auf diese Weise wird auch die Störung im Netz

sorgungsnetz mit selbsttätig wiederholtem Ein- und lokalisiert.

Ausschalten bei einem Auftreten von Störungen, bei Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge-

der der Schalter nach Durchführung einer vorgege- 5 löst, daß den Ausgängen eines über einen Strom-

benen Anzahl von Schalthandlungen in einem vorge- wandler mit dem Netz gekoppelten Gleichrichterteils

gebenen Zeitabschnitt bei Fortbestehen der Störun- ein im wesentlichen aus der Reihenschaltung eines

gen geöffnet bleibt. einstellbaren Kondensators, eines einstellbaren

Es ist bekannt (deutsche Patentschrift 442 045), Widerstandes, eines Gleichrichters und der Kollekior-Einrichtungen zum selbsttätigen Wiederschließen von io Emitter-Strecke eines Transistors bestehendes erstes Schaltern derart auszubilden, daß die Zeitabstände Schaltungsteil nachgeschaltet ist, bei dem mindestens zwischen den aufeinanderfolgenden Versuchen zum einem Teil dieser Reihenschaltung ein weiterer Wiedereinlegen des Schalters verschieden groß sind. Widerstand parallel geschaltet ist, daß sich im stö-Dabei werden vorzugsweise Zeitabstände von zu- rungsfreien Betrieb der Kondensator über einen parnehmender Größe gewählt, so daß also der erste Ver- 15 allelgeschalteten Widerstand mit einem zwischengesuch zum Wiedereinlegen des Schalters verhältnis- schalteten weiteren Gleichrichter entlädt, daß ein mäßig bald nach dem ersten selbsttätigen Abschalten zweites Schaltungsteil nachgeschaltet ist, das im weerfolgt, beispielsweise nach 30 Sekunden, der nächste sentlichen aus einem über Koppeltransistoren von Versuch nicht schon nach abermals 30 Sekunden, dem Ausgang her angesteuerten weiteren Transistor sondern etwa erst nach etwa einer Minute nach dem 20 _Und einem zur Vorgabe eines Schwellwertes, bei dem ersten erfolglosen Versuch stattfindet und weitere die Schaltung nach Auftreten einer Störung anVersuche in immer größeren Zeitabständen vorge- sprechen soll, einstellbaren zusätzlichen Widerstand nommen werden. Die Einrichtung ist so ausgebildet, besteht, welches nach Erreichen des Schwellwertes daß bei einer anhaltenden Störung in dem abgeschal- die weitere Entladung des Kondensators verhindert, teten Netz nach einer bestimmten Anzahl von Ver- 25 _und daß ein drittes Schaltungsteil nachgeschaltet ist, suchen zum Wiedereinlegen des Schalters keine das im wesentlichen aus einem über weitere Koppelweiteren Versuche mehr unternommen werden und transistoren von einem Schaltungspunkt D zwischen die Einrichtung bei geöffneter Stellung des Schalters dem Kollektor des Transistors und des Gleichrichters ihre Tätigkeit einstellt. Dabei ist es gleichgültig, in angesteuerten Transistor und einem anderen zur Vorweichen Teilen des Netzes die Störung auftritt; stets 30 gäbe einer Spannung in einem Schaltungspunkt M wird das gesamte Netz bei anhaltenden Störungen ab- an der Basis des Transistors mit diesem Schaltungsgeschaltet. Der Nachteil dieser Schalter liegt vor punkt verbundenen einstellbaren Widerstand besteht, allem darin, daß ihre Zeitkonstante einen festen Wert und der dritte Schaltungsteil den Schalter, nachdem aufweist. Werden derartige Schalter als Hauptschalter die Spannung im Schaltungspunkt D die Spannung im in Versorgungsleitungen mit anderen Schaltern als 35 Schaltungspunkt M erreicht hat, den Schalter ansteu-Nebenschalter, im einfachsten Falle Schmelzsiche- ert und daß durch den Schalter zu dem einstellbaren rungen, verwendet, die ein Netzteil, in dem Störungen Kondensator, dem noch weiteren einstellbaren Widerauftreten, abschalten sollen, so müssen die Schalter stand und dem einstellbaren Widerstand in beliebig einander angepaßt sein, da sonst z. B. stets die Haupt- vorgegebener Reihenfolge ein anderer weiterer einschalter ansprechen und nicht im betreffenden Falle 4° stellbarer Kondensator, ein anderer weiterer einstelldie Nebenschalter. So erfordert das Durchschmelzen barer Widerstand und ein anderer weiterer eineiner Schmelzsicherung eine relativ lange Zeitspanne, stellbarer Widerstand zur Änderung der Zeitkoninnerhalb derer ein Hauptschalter kurzer Ansprech- stante der Schaltung parallel geschaltet oder abgezeit mehrmals ansprechen kann. Im allgemeinen kön- schaltet ist.
nen also Schalter nicht beliebig kombiniert werden. 45 In einer Ausgestaltung der Erfindung sind der

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Transistor und der erste Koppeltransistor pnp-Tran-

Nachteile zu beseitigen und eine Schaltung zum An- sistoren. In einer weiteren Ausgestaltung der Erfin-

steuern eines Schalters der eingangs erwähnten Gat- dung ist zu der Serienschaltung eines Kondensators

tung zu schaffen, bei der bei Auftreten von Störungen und der Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors

der Schalter in der Weise anspricht, daß er mehrmals 50 und einer Zenerdiode eine Gleichspannungsquelle an

in vorgegebener Anzahl abschaltet und einschaltet, Klemmen A' und B' parallel geschaltet und die Basis

wobei jeweils das Zeitintervall zwischen einem Ein- des pnp-Transistors über einen Schaltungspunkt X'

schaltvorgang und folgendem Abschaltvorgang vor- zwischen einem anderen weiteren Widerstand und

zugsweise länger wird, so daß in einem dieser Zeit- der Klemme A' mit dem positiven Ausgang verbun-

intervalle auch eine sekundäre Schutzeinrichtung an- 55 den.

spricht und das zugeordnete Netzteil, in dem die Stö- In einer dritten Ausgestaltung der Erfindung ist rung auftritt, abschaltet. Tritt also z. B. in einem zwischen dem parallelgeschalteten Widerstand und durch eine Schmelzsicherung geschützten Netzeil eine dem weiteren Widerstand eine Gleichrichterspan-Störung auf, so soll der Schalter mehrmals abschal- nunpsquelle und parallel zum Kondensator ein zuten und dann wieder aufschalten, wobei die Zahl der 60 sätzlicher Gleichrichter angeordnet.
Schalthandlungen vorgegeben ist und die Zeitinter- In einer vierten Ausgestaltung der Erfindung ist valle größer werden. Ist nun das vierte Zeitintervall parallel zu dem zusätzlichen Gleichrichter die Serienhinreichend lang vorgegeben, so schmilzt die Schmelz- schaltung des anderen einstellbaren Widerstandes, Sicherung durch, und das zugeordnete Netzteil wird der Emitter-Kollektor-Strecke eines zusätzlichen von dem Netz abgetrennt. Tritt die Störung in einer 65 Transistors und eines noch zusätzlichen Gleichrich-Hauptleitung auf, d. h. in unmittelbarer Nähe des ters parallel geschaltet.

Schalters, so soll der Schalter nach Ausführung einer In einer fünften Ausgestaltung der Erfindung ist

festgelegten Anzahl von Schalthandlungen geöffnet parallel zur Batterie ein Ladekondensator geschaltet,

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der an die Klemme A' zwischen zwei gegeneinander- dem Schaltungspunkt F aus zwischen dem Emitter

geschaltete Gleichrichter angeschlossen ist. des zweiten Koppeltransistors 76 und dem achten

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung, die Widerstand 84 wird die Basis des weiteren Tran-Gegenstände der Unteransprüche sind, werden an sistors 70 angesteuert, dessen Emitter vom Schal-Hand von Ausführungsbeispielen gemäß der Zeich- 5 tungspunkt G aus über die Zenerdiode 72 ebenfalls nung näher erläutert. Dabei zeigt mit dem negativen Ausgang 42 verbunden ist. Die

F i g. 1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungs- Basis des ersten Koppeltransistors 75, der Kollektor

gemäßen Schaltung zum Ansteuern, des zweiten Koppeltransistors 76 und der Emitter des

F i g. 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel, weiteren Transistors 70 sind direkt bzw. über einen

F i g. 3 und 4 vorteilhafte Ausführungsformen von io neunten Widerstand 86 bzw. vom Schaltungspunkt G

Schaltungsteilen nach F i g. 1 bzw. 2, über einen zehnten Widerstand 73 mit dem Schal-

Fig. 5 bis 8 Diagramme zur Erläuterung der Wir- tungspunktA verbunden, der über einen elften Wider-

kungsweise der erfindungsgemäßen Schaltung, stand 32, der seinerseits zu dem weiteren Widerstand

F i g. 9 einen an sich bekannten Schalter in Ver- 36 parallel liegt, mit dem positiven Ausgang 34 verbindung mit der erfindungsgemäßen Schaltung zum 15 bunden ist. Parallel zu der Reihenschaltung aus dem Ansteuern nach Fig. 1, zehnten Widerstand 73 und der Zenerdiode 72 ist die

Fig. 10 Diagramme zur Erläuterung der Anord- Reihenschaltung aus einem zwölften Widerstand 92,

nung nach Fig. 9, und einem dreizehnten Widerstand 90 und einem weiteren

Fig. 11 eine Ansteuerschaltung in einem Drei- Kondensator 88 parallelgeschaltet, wobei der zwölfte

phasennetz. 20 Widerstand 92 mit dem Schaltungspunkt A verbun-

Gemäß Fig. 1 ist ein Stromwandler 22 mit dem zu den ist. Die Basis eines fünften Transistors 94 wird überwachenden Leitungsnetz gekoppelt. Er weist von einem Schaltungspunkt H zwischen den Widereinen Kontakt 26 auf; in seiner geöffneten Stellung ständen 92 und 90 aus angesteuert, wobei sein ist die Schaltung mit dem Netz gekoppelt. Er enthält Emitter mit dem Schaltungspunkt A und sein Kollekweiterhin einen Vollweggleichrichter 24, an dessen 25 tor am Schaltungspunkt J über den vierten WiderAusgänge 34 und 42 die Schaltung angeschlossen ist. stand 63 mit dem negativen Ausgang 42 verbunden In der Schaltung sind ein einstellbarer Kondensator ist.

29, ein einstellbarer Widerstand 47, ein Gleichrichter Zur Energieversorgung dieses im wesentlichen den 50, der Emitter-Kollektor-Kreis eines Transistors 40 weiteren Transistor 70 und den einstellbaren zusätz- und ein weiterer Widerstand 36 in Reihe geschaltet. 30 liehen Widerstand 82 enthaltenden Schaltungsteiles Der Kondensator wird durch den über den weiteren dient ein noch weiterer Kondensator 30, der einer-Widerstand 36 fließenden Strom aufgeladen. Ein noch seits mit dem Schaltungspunkt A, andererseits mit weiterer Widerstand 48, der wie der Widerstand 47 dem negativen Ausgang 42 in einem Schaltungsregelbar ist, ist zu der Reihenschaltung von Konden- punkt B verbunden ist.

sator 29, Widerstand 47 und Gleichrichter 50 par- 35 Zur Begrenzung der Ladung des noch weiteren allel geschaltet. Der Gleichrichter 50 zwischen dem Kondensators 30 ist eine Überbrückungsschaltung, Widerstand 47 und dem Kollektor des Transistors 40 bestehend aus einem sechsten Transistor 44 und einer verhindert eine Entladung des Kondensators 29 über weiteren Zenerdiode 45, vorgesehen. Der Emitter des diesen noch weiteren Widerstand 48. Wie später dar- Transistors 44 ist mit dem Schaltungspunkt A vergelegt wird, ermöglichen der Widerstand 47 sowie der 40 bunden, sein Kollektor mit dem negativen Ausgang noch weitere Widerstand 48 und der Kondensator 29 42, seine Basis über die weitere Zenerdiode 45 ebeneine Änderung des Anstiegs der Zeit-Strom-Charak- falls mit dem negativen Ausgang 42. Wenn der Konteristik der Schaltung. takt 26 des Stromwandlers geöffnet ist, wird der noch

Parallel zum Kondensator 29 ist weiterhin über weitere Kondensator 30 geladen, bis seine Spannung einen weiteren Gleichrichter 66 ein vierter Wider- 45 die Durchbruchsspannung der Zenerdiode 45 erstand 63 geschaltet, über den der Kondensator 29 reicht. Die darüber hinausgehende Ladung des Konsich im störungsfreien Betrieb entlädt und auf einem densators 30 fließt dann durch den Emitter-Basisgeringen Potential gehalten wird. Kreis des Transistors 44 und die Zenerdiode 45 ab.

Zum Ansprechen der Schaltung, nachdem eine Stö- Auf diese Art wird der Strom, der für die Aufrechtrung im Netz 20 einen vorgegebenen Schwellwert er- so erhaltung der Spannung am Kondensator 30 nicht bereicht hat, dienen im wesentlichen ein weiterer Tran- nötigt wird, durch den Nebenschluß über den Transistor 70 und ein einstellbarer zusätzlicher Wider- sistor 44 und Zenerdiode 45 abgeleitet,
stand 82. Der Basis des Transistors 70 wird über den Kop-

Der weitere Transistor 70 ist über einen aus einem pelkreis eine dem in der Sekundärwicklung des ersten und einem zweiten Koppeltransistor 75 bzw. 55 Stromwandlers 22 fließenden Strom proportionale 76 bestehenden Koppelkreis und einen sechsten Spannung zugeführt. Sobald der vorgegebene Schwell-Widerstand 79 mit dem positiven Ausgang 34 ver- wert erreicht oder überschritten ist, erreicht das bunden, so daß an der Basis des weiteren Transistors Basispotential des Transistors 70 sein Emitterpoten-70 eine dem in der Sekundärwicklung des Strom- tial, wodurch er leitend wird. Es fließt dann ein Kolwandlers fließenden Strom proportionale Spannung 60 lektorstrom vom Transistor 75 zu dem von den anliegt. Der Kollektor des ersten Koppeltransisiors Widerständen 80 und 82 gebildeten Spannungsteiler. 75 ist über einen siebenten Widerstand 80 und den Dieser Strom ist dem Strom in dem mit 20 bezeichzusätzlichen Widerstand 82 mit dem negativen Aus- neten und zu schützenden Netz proportional, und folggang 42 verbunden. Vom Schaltungspunkt E aus zwi- Hch ist diesem auch das Potential im Punkt E zwischen diesen beiden Widerständen wird die Basis des 65 sehen den Widerständen 80 und 32 proportional. Die zweiten Koppeltransistors 76 angesteuert, dessen Basisspannung des zweiten Koppeltransistors 76, die Emitter über einen achten Widerstand 84 ebenfalls dem Strom im Netz 20 proportional ist, bestimmt die .mit dem negativen Ausgang 42 verbunden ist. Von Größe seines Emitter- bzw. Kollektorstromes. Des-

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halb ist das Potential des Punktes F zwischen dem einerseits an einen Schaltungspunkt L mit der Basis

Emitter des Koppeltransistors 76 und dem Wider- des noch weiteren npn-Koppeltransistors 101 und

stand 84 ebenfalls dem Strom in dem Netz 20 pro- über einen vierzehnten Widerstand 103 mit dem nega-

portional, und auch proportional dem Emitterstrom tiven Ausgang 42 verbunden ist. Der Emitter des

des Transistors 76. 5 noch weiteren npn-Koppeltransistors 101 ist über

Mittels des Widerstandes 73 wird der Schaltungs- einen regelbaren anderen Widerstand 105 einerseits punkt G so lange auf dem Potential des Schaltungs- an dem Schaltungspunkt M mit der Basis des noch punktes A gehalten, bis dieses Potential das Durch- weiteren Transistors 98, andererseits über einen sechbruchspotential der Zenerdiode 72 erreicht, worauf zehnten Widerstand 106 mit dem negativen Ausgang diese leitfähig wird und der Schaltungspunkt G nun- io 42 verbunden. Der Emitter des noch weiteren Tranmehr auf diesem Potential gehalten wird. sistors 98 ist einerseits von einem Schaltungspunkt P

Der weitere Transistor 70, der ein npn-Transistor ausgehend über einen siebzehnten Widerstand 111 ist, leitet, wenn sein Basispotential sein Emitterpoten- mit dem Schaltungspunkt A andererseits über die tial erreicht, d. h. wenn das Potential im Schaltungs- noch weitere Zenerdiode 110 mit dem negativen Auspunkt F das Potential des Schaltungspunktes G er- 15 gang 42 verbunden. Die Kollektoren des weiteren und reicht. Das Potential im Schaltungspunkt F ist pro- des noch weiteren Koppeltransistors 100 bzw. 101 portional dem Potential im Schaltungspunkt E, das sind direkt, der Kollektor des noch weiteren Transeinerseits von dem Spannungsabfall am zusätzlichen sistors 98 über eine Parallelschaltung eines anderen veränderbaren Widerstand 82 bestimmt wird. Kondensators 122 und einer Relaiswicklung 120 mit

Durch Einstellen des zusätzlichen veränderbaren 20 dem Schaltungspunkt A verbunden. Die Transistoren

Widerstandes 82 kann die Spannung im Schaltungs- 100 und 101 sind als Emitter-Folger in Kaskade ge-

punkt F der Durchbruchsspannung der Zenerdiode 72 schaltet.

gleichgemacht werden. Der weitere Transistor 70 Da die Basis des weiteren npn-Koppeltransistors

kann also bei einem bestimmten Wert des Stromes im 100 mit dem Schaltungspunkt D verbunden ist und

Netz 20, d. h. bei einer Störung, leitend gemacht 25 der Emitter mit dem Schaltungspunkt B über den

werden, wobei dann dieser Strom der Schwellwert Widerstand 103, fließt ein Emitterstrom, sobald sein

für das Ansprechen der Schaltung ist. Jeder Strom, Basispotential das Emitterpotential erreicht, durch

der diesem Strom gleich ist oder ihn übersteigt, be- den Widerstand 103. Dieser Emitterstrom erhöht

deutet eine Störung und setzt die Schaltung in Tätig- wiederum das Potential des Schaltungspunktes L auf

keit. 30 einen bestimmten positiven Wert, welcher dem Poten-

Bis der weitere Transistor 70 leitend wird, wird der tial im Punkt D proportional ist und der außerdem

Schaltungspunkt H über den Widerstand 92 auf dem- höher ist als das Emitterpotential des Transistors

selben Potential wie der Emitter des fünften Tran- 101. Als Folge davon fließt ein Emitterstrom des

sistors 94 gehalten, der ein pnp-Transistor ist, so daß noch weiteren Koppeltransistors 101 durch die

dieser Transistor 94 nicht leitet. Wird der weitere 35 Widerstände 105 und 106, wobei dieser Strom eben-

Transistor 70 leitend, so fließt ein Kollektorstrom falls der Spannung im Punkt D proportional ist. Der

über die Wiederstände 92 und 90. Der über den sich an den Widerständen 105 und 106 ergebende

Widerstand 92 auftretende Spannungsabfall erniedrigt Spannungsabfall liefert im Schaltungspunkt M ein

das Potential des Punktes H und daher auch das dem Potential dem Punkt D proportionales Potential.

Potential an der Basis des fünften Transistors 94 in 40 Folglich ist auch die Basisspannung des noch wei-

bezug auf dessen Emitterpotential. Als Folge davon teren Transistors 98 proportional zur Spannung im

fließt ein Kollektorstrom des Transistors 94 zum Schaltungspunkt D.

Punkt /. Der Kollektorstrom des Transistors 94 fließt Bei geöffnetem Kontakt 26 hält der Widerstand 111 dabei durch den Widerstand 63 und erhöht das den Schaltungspunkt P auf dem Potential des Schal-Potential des Schaltungspunktes / auf einen positiven 45 tungspunktes A, bis dieses Potential die Durch-Wert. Durch den weiteren Kondensator 88 wird der bruchsspannung der Zenerdiode 110 erreicht. Das Schaltungspunkt K auf einem im wesentlichen kon- Potential des Schaltungspunktes P wird anschließend stanten Wert gehalten, wenn der weitere Transistor auf dem Durchbruchspotential der Zenerdiode 110 70 leitend wird, so daß der Transistor 70 auch noch gehalten, so daß also auch gleichzeitig der Emitter leitend bleibt, wenn die Speisespannung eine pulsie- 50 des anderen Transistors 98 auf diesem festen Potenrende Gleichspannung ist, die periodisch durch Null tial gehalten wird.

geht. Auf Grund des sich zwischen den Punkten C Der noch weitere Transistor 98, der ein npn-Tran- und / ausbildenden Potentialunterschiedes wird eine sistor ist, leitet nur, wenn sein Basispotential das weitere Entladung des Kondensators 29 über den Emitterpotential erreicht. Solange das Potential im Widerstand 63 verhindert, da der weitere Gleichrich- 55 Schaltungspunkt M niedriger ist als das Durchbruchster 66 einen Strom in umgekehrter Richtung sperrt. potential der Zenerdiode 110, ist der noch weitere Da sich der Kondensator 29 nicht langer über den Transistor 98 also nicht leitend. Der andere WiderWiderstand 63 entladen kann, beginnt er sich aufzu- stand 105 ist einstellbar, so daß die Spannung im laden, bis seine Spannung zusammen mit dem Span- Schaltungspunkt M derart eingestellt werden kann, nungsabfall über dem Widerstand 47 ausreicht, daß 60 daß der andere Transistor 98 leitend wird, wenn der der dritte, im wesentlichen aus einem noch weiteren Schaltungspunkt D eine Spannung erreicht, bei dem Transistor 98 und einem noch weiteren Widerstand der Schalter angesteuert werden soll.
105 bestehende Schaltungsteil den Schalter zur öff- Die Relaiswicklung 120 wird von einem Strom nung seiner Kontakte ansteuert. durchflossen, sobald dieser noch weitere Transistor

Zu diesem Zweck ist die Basis eines weiteren npn- 65 98 leitet, sie steuert einen weiter unten beschriebenen Koppeltransistors 100 mit dem Schaltungspunkt D Schalter an. Der andere Kondensator 122 hält den zwischen dem Kollektor des Transistors 40 und dem Kollektor des Transistors 98, auch wenn die Speise-Gleichrichter 50 verbunden, während sein Emitter spannung ein pulsierender Gleichstrom ist, auf einem

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im wesentlichen konstanten Potential. Der Transistor zufolge entstehende prozentuelle Fehler der Ladezeit 98 ist auch in diesem Falle dauernd leitend, so daß ist eine Funktion des Verhältnisses des Anfangspotendas Relais 120 nicht flattert. tials im Punkt C (als Ergebnis des Ableitstromes) zu Die zur vollständigen Entladung des Kondensators dem darauffolgenden Endpotential, wenn die Schal-29 über den Widerstand 63 benötigte Zeit stellt die 5 tung arbeitet, d. h. zu jener Spannung über den Kon-Rückstellzeit der Schaltung dar, sie beträgt im all- densator 29, wenn das Potential im Punkt D ausgemeinen nur Bruchteile von Sekunden. Wenn die reicht, um den Transistor 98 leitend zu machen.
Störung verschwindet, während der Kondensator 29 Dieser Fehler ist bei sehr kleinen Strömen unbeaufgeladen wird, jedoch bevor die vorbestimmte Be- deutend, da unter diesen Umständen die Spannung triebsspannung im Schaltungspunkt D erreicht wird io über den Kondensator 29 im wesentlichen das ge- und daher auch bevor das Relais 120 erregt wird, be- samte Potential des Schaltungspunktes D bildet und ginnt sich der Kondensator über den Widerstand 63 daher das Potential des Schaltungspunktes C auszu entladen, und die Schaltung wird zurückgestellt. reichend groß wird. Bei sehr hohen Strömen, bei Das in F i g. 1 dargestellte erfindungsgemäße Aus- welchen der Spannungsabfall über den Widerstand 47 führungsbeispiel kann in verschiedener Hinsicht vor- 15 einen wesentlichen Teil des Endpotentials im Schalteilhaft abgewandelt werden, wobei diese Änderungen tungspunkt D bildet, ist das Endpotential im Schaleinzeln, in beliebiger Kombination oder zusammen tungspunkt C wesentlich verringert, und das Anfangsvorgenommen werden können. potential dieses Punktes wird bedeutsam. Dieser Fehin einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ler verkürzt die Ladezeit des Zeitkondensators 29, so werden die Transistoren 40 und 75, die npn-Tran- 20 daß er den hohen Strömen entsprechenden Teil der sistoren sind, durch die pnp-Transistoren 40' und 75' Zeit-Strom-Charakteristik etwas herabsetzt,
ersetzt. Als Folge davon sind auch die anderen npn- Dieser Fehler wird mittels der Spannungsquelle Transistoren und pnp-Transistoren gemäß F i g. 2 und des Gleichrichters 142 vermieden. Zur Erläutedurch pnp-Transistoren bzw. npn-Tronsistoren zu er- rung möge das Potential der Klemme A' negativ gesetzen und die Polarität der Gleichrichter und Zener- 25 genüber Masse, das Potential der Klemme B' Null dioden zu ändern. Auf diese Weise arbeitet die Schal- oder gleich dem Massepotential sein und die Gleichtung mit größerer Genauigkeit. Diese Änderungen Spannungsquelle 140 den Schaltungspunkt S zwischen sind jeweils durch einen Strich gekennzeichnet, wie dem Widerstand 63 und ihr auf einem gegenüber z. B. 40', 75' usw. Masse positiven Wert halten. Solange im Netz 20 In einer noch weiteren Ausgestaltung der Erfin- 30 keine Störung auftritt, entsteht ein Spannungsabfall dung ist zu der Serienschaltung aus dem anderen am Widerstand 63. Die Größe der Spannungsquelle Kondensator 122, der Kollekior-Emitter-Strecke des 140 ist so gewählt, daß sie den Schaltungspunkt S Transistors 98' und der Zenerdiode 110' eine Span- auf einem positiven Potential hält, welches größer ist nungsquelle an den Klemmen A' bzw. B' parallel ge- als der Spannungsabfall über den Widerstand 63. Auf schaltet und die Basis des pnp-Transistors 40' über 35 diese Weise wird der Spannungsabfall über den einen Schaltungspunkt zwischen dem Widerstand 32 Widerstand 63 kompensiert und das Potential des und der Klemme A' mit dem positiven Ausgang 34 Schaltungspunktes J auf einem sehr kleinen positiven verbunden. Auf diese Weise ist der Widerstand 32 Wert gehalten, welches die Differenz zwischen der einerseits mit dem positiven Ausgang 34, andererseits Spannung des Schaltungspunktes S und dem genannmit dem negativen Ausgang 42 verbunden. Der 40 ten Spannungsanstieg darstellt. Dieses kleine positive Strom über den Kondensator 29 fließt ebenfalls wie Potential im Schaltungspunkt / versucht einen posiin Fig. 1 über den Widerstand 36, jedoch in umge- tiven Strom zum Schaltungspunkt C zu treiben; da kehrter Richtung. Die Spannungsquelle 128 über- dieser jedoch für positive Ströme durch den Gleichnimmt in diesem Falle die Funktion des Konden- richter 142 geerdet ist, bleibt das Potential des Schalsators 30, so daß auch der für ihn zur Ladungs- 45 tungspunktes C auf Nullpotential. Der Gleichrichter begrenzung erforderliche Transistor 44 und die 142 jedoch läßt den Ladestrom im Kollektor des Zenerdiode 45 der F i g. 1 entfallen. Ladetransistors nicht durch, da dieser in der Schal-In einer vierten Ausgestaltung der Erfindung ge- tung nach F i g. 7 ein negativer Strom ist. Die Vormäß F i g. 2 ist zwischen dem vierten Widerstand 63 Spannungsquelle 140 und die Diode 142 halten also und dem noch weiteren Widerstand 48 eine Gleich- 50 das Potential des Schaltungspunktes C, unabhängig Spannungsquelle 140 und parallel zum Kondensator von der Größe des Stromes durch den Widerstand 29 ein zusätzlicher Gleichrichter 142 zur Erzeugung 63, auf Null.

einer Vorspannung angeordnet. Durch diese Maß- In einer fünften Ausgestaltung der Erfindung liegt

nähme wird das Potential des Schaltungspunktes C parallel zu dem zusätzlichen Gleichrichter 142 die

zwischen dem Kondensator 29 und dem Widerstand 55 Serienschaltung eines anderen einstellbaren Wider-

47 auf dem Potential der Klemme B' gehalten. Standes 48', der Emitter-Kollektor-Strecke eines zu-

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, entsteht ein kleiner sätzlichen Transistors 152 und eines noch zusätz-

Spannungsabfall am Widerstand 63, obwohl der liehen Gleichrichters 150, wobei der noch weitere

durch ihn bei der Entladung des Kondensators 29 Widerstand 48 mit der Klemme B' und die Basis des

fließende Strom vernachlässigbar ist. Wie bereits aus- 60 zusätzlichen Transistors 152 mit dem Schaltungs-

geführt, ist die Spannung im Punkt C, falls keine punkt P verbunden sind. Diese erfindungsgemäße

Störung im Netz 20 auftritt, dem Potential im Punkt 1 Ausgestaltung bringt folgende Vorteile:

gleich. Zufolge des Spannungsabfalles über den Wie weiter unten näher erläutert wird, übernimmt

Widerstand 63 wird das Potential im Schaltungs- bei hohen Strömen infolge einer Störung im Netz 20

punkt C einen bestimmten positiven Wert erreichen, 65 der Widerstand 48 nur einen kleinen Teil des ge-

so daß die Entladung des Kondensators 29 nicht voll- samten Stromes des Kondensators 24 im Kollektor

ständig ist und eine geringe Verkürzung der Ladezeit des Transistors 40. Bei sehr kleinen Strömen infolge

des Kondensators 29 dadurch bedingt wird. Der dem- einer Störung im Netz 20 hingegen stellt der durch

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den Widerstand 48 fließende Strom einen wesent- Wenn die Batterie 128 ausfällt, wird der zweite Ladelichen Teil des genannten Ladestromes dar. Demzu- kondensator 160 durch den gleichgerichteten Sekunfolge ist bei sehr niedrigen Strömen nur ein sehr därstrom des Stromwandlers 22 in der gleichen Weise kleiner Stromanteil zur Ladung des Zeit-Konden- aufgeladen, wie der erste Ladekondensator 30. Auf sators 29 verfügbar. Dieser Strom wird außerdem 5 jeden Fall liefert der Ladekondensator 160 die Ausnoch durch einen kleinen Strom parallel zum Kon- löseleistung an die Auslösespule 126, und der Vordensator 29 und auch durch den Koppeltransistor gang verläuft in derselben Weise weiter, wie früher 100 verringert. Demzufolge ist der über den Wider- im Hinblick auf Fig. 1 erläutert,
stand 48 geleitete Strom proportional der Spannung Die Änderung der Zeit-Strom-Charakteristik mitam Kondensator29. Wenn daher der Zeitkondensator io tels des Widerstandes 47 und des weiteren Widerstan-29 zufolge einer Störung im Netz 20 aufgeladen wird, des 48 bis 48' wird im folgenden an Hand des Ausist die Spannung an ihm im wesentlichen Null, und es führungsbeispiels der Fig. 1 erläutert, wobei die fließt kein Strom durch den Widerstand 48. Dies gilt F i g. 5 bis 8 zur Erläuterung dienen,
unabhängig von der Größe dieses Widerstandes. In diesen F i g. 5 bis 8 stellt die Kurve 52 die Zeit-Andererseits ist der Strom durch den Widerstand 48 15 Strom-Charakteristik der Schaltung in Fig. 1 bei ein Maximum, wenn die Spannung am Zeit-Konden- kurzgeschlossenem Widerstand 47 und bei einem sator 29 ein Maximum erreicht, d. h. kurz vor der Widerstandswert Unendlich des noch weiteren WiderAuslösung des Schalters. Dieser Wert wird durch die Standes 48 dar.

Größe des Widerstandes bestimmt. Bei sehr niedrigen Der Widerstand 47 hat bei sehr geringen Strömen, Strömen, bei welchen der Ladestrom des Konden- 20 wie beispielsweise I_w in Fi g. 5, nur einen geringen sators sehr gering ist, ist jedoch die Zeitkonstante der Einfluß auf die Zeit-Strom-Charakteristik, da der Schaltung durch Veränderung des Widerstandes 48 Spannungsabfall über diesen Widerstand bei einem über keinen großen Bereich beeinflußbar. Dieser derart geringen Strom im Vergleich zur benötigten Nachteil kann durch Fixierung der Größe des über Betriebsspannung vernachlässigbar ist. Daraus ergibt den Widerstand 48 abgeleiteten Stromes auf einen 25 sich, daß die durch die Aufladung des Zeit-Kondengeeigneten fixen Wert verringert werden. sators 29 bestimmte Kondensatorspannung im wesent-Die Basis des Transistors 152 ist mit dem Punkt P liehen die gesamte Betriebsspannung darstellt. Bei verbunden, welcher durch die Zenerdiode 110 und stärkeren Strömen jedoch, wie in /_v in Fig. 5, nimmt den Widerstand 111 auf einem bestimmten Potential der Spannungsabfall über den Widerstand 47 stark gehalten wird. Nach Auftreten einer Störung fließt 3° zu und stellt dementsprechend einen wesentlichen im Transistor 152 ein Kollektorstrom, sobald das Teil der gesamten Betriebsspannung dar. Demzufolge Potential des Schaltungspunktes C das Potential des erreicht der Schaltungspunkt D in F ig. 1 die benötigte Schaltungspunktes P erreicht, worauf ein Teil des Betriebsspannung in kürzerer Zeit, als der Konden-Kollektorstromes des Transistors 40 über den sator 29 zur Aufladung auf diese Spannung benötigt. Emitter-Kollektor-Kreis des Transistors 152 und 35 Der Widerstand 47 bewirkt daher eine Verkürzung durch den Widerstand 48' abgeleitet wird. Dieser der Wirkungszeit der Schaltung für einen gegebenen Nebenschlußstrom besitzt eine solche Größe, daß der Strom I_x von einer Zeit Γ, auf der Kurve 52, die die Spannungsabfall über den Widerstand 48' gleich der Ladezeit des Zeitkondensators 29 darstellt, zu einer Durchbruchsspannung der Zenerdiode 110 ist. Der kleineren 7*., auf der Kurve 53. In ähnlicher Weise durch den Zeitwiderstand 48' fließende Strom ändert 40 bewirkt eine Vergrößerung des Widerstandswertes sich, wenn dieser Widerstand- verändert wird. Für des Widerstandes 47 eine Vergrößerung des Spaneine bestimmte Einstellung dieses Widerstandes je- nungsabfalles und daher eine weitere Verkürzung der doch hat der Strom einen bestimmten Wert. Der Wirkungszeit für einen gegebenen Strom I_x von der Gleichrichter 150 dient zur Verhinderung der Auf- Zeit T₉ auf der Kurve 53 zu einer Zeit 7Λ, auf der ladung des Zeit-Kondensators 29 zufolge des Poten- 45 Kurve 54. Durch Veränderung des Widerstandes 47 tials im Punkt P. von Null über einen Bereich von festen Widerstands-In einer sechsten Ausgestaltung der Erfindung ist werten kann daher eine Schar von Zeit-Strom-Chagemäß F i g. 3 parallel zu der Reihenschaltung aus rakteristik, ähnlich den Kurven 52, 53 und 54 nach dem Kondensator 29, dem Widerstand 47, dem F i s. 5, erhalten werden.

Gleichrichter 50 und der Emitter-Basis-Strecke des 5° Aus den F i g. 5 und 6 ist ersichtlich, daß bei VerTransistors 40' ein anderer einstellbarer Widerstand änderung des Zeitwiderstandes 48 von Unendlich zu 48" parallel geschaltet. Der Ladestrom des Konden- bestimmten Werten der Strom durch ihn geteilt wird sators 29 kann entsprechend der Einstellung dieses und den Kondensator 29 zum Teil umgeht. Dadurch Widerstandes 48" und somit die Ladezeitz des Kon- wird ein Teil des Stromes, der sonst den Kondensator densators vorgegeben werden. 55 29 aufladen würde, abgeleitet, wodurch die zur Aufin einer siebenten Ausgestaltung der Erfindung liegt ladung des Kondensators 29 auf eine bestimmte Spanparallel zur Batterie ein Ladekondensator 160, der nung benötigte Zeit verlängert wird. Dieser Effekt ist an die Klemme A' zwischen zwei gegeneinander- bei sehr hohen Strömen, wie /_v in F i g. 6, vernachgeschaltete Gleichrichter 163 und 162 angeschlossen lässigbar, da der über den Widerstand 48 abgeleitete ist. Er dient zur Energieversorgung für den Fall, daß ⁶° Strom gegenüber dem im Kollektor des Transistors 40 die Batterie 128 ausfällt. fließenden Gesamtstrom vernachlässigbar ist. Der zur Der Ladekondensator 160 ist durch die Batterie Aufladung des Kondensators 29 verfügbare Strom ist 128 über den Gleichrichter 162 stets aufgeladen, wo- im wesentlichen dieser Kollektorstrom. Bei relativ bei dieser Gleichrichter einen Kurzschluß für den kleinen Fehlerströmen jedoch, wie /, in F i g. 6, stellt Kondensator 160 verhindert, falls ein Fehler in der 65 der über den Widerstand 48 abgeleitete Strom einen Batterie 128 auftritt. Der Gleichrichter 163 verhin- wesentlichen Teil des durch den Kollektor des Trandert, daß der erste Ladekondensator 30 oder die an- sistors 40 fließenden Stromes dar, so daß die zur Aufderen Schaltelemente aus der Batterie Strom ziehen. ladung des Kondensators 29 benötigte Zeit sehr stark

verlängert wird. Daraus ergibt sich, daß durch Veränderung des Widerstandswertes des Widerstandes 48, von Unendlich zu endlichen Werten die Ladezeit des Kondensators 29 von T₄ auf Kurve 52 bis zu einer längeren Zeit T₃ auf Kurve 56 vergrößert wird. Eine weitere Abnahme des Zeitwiderstandes 48 vergrößert den über ihn abgeleiteten Parallelstrom und verlängert die Ladezeit des Kondensators 29 bei einem Strom 1, von der Zeit T₅ auf Kurve 56 zu einer größeren Zeit T₆ auf Kurve 57.

Es ist daher aus den F i g. 5 und 6 erkennbar, daß der Anstieg der Zeit-Strom-Charakteristik der Einrichtung bei hohen Strömen infolge von Störungen im Netz 20 wesentlich verändert werden kann durch Veränderung des Widerstandes 47, während bei geringen Strömen der Anstieg im wesentlichen durch Veränderung des Widerstandes 48 zu beeinflussen ist. Durch eine geeignete Veränderung der beiden Widerstände 47 und 48 ergibt sich eine Schar von Zeit-Strom- Charakteristiken, wie sie durch die Kurven 52, 58 und 59 in F i g. 3 dargestellt sind.

Die Zeit-Strom-Charakteristik der Schaltung kann außerdem durch Veränderung der Kapazität des Kondensators 29 variiert werden, weil dadurch die zur Aufladung benötigte Zeit ebenfalls entsprechend verändert wird. Diese Veränderungen bewirken eine Verschiebung der Zeit-Strom-Charakteristik in vertikaler Richtung und ergeben eine Schar von Zeit-Strom-Charakteristiken entsprechend den Kurven 52, 62 und 61 in Fi g. 8. Durch eine geeignete Änderung des Kondensators 29 und der Widerstände 47 und 48 kann daher die Zeit-Strom-Charakteristik der erfindungsgemäßen Schaltung in weiten Grenzen, sowohl der Steilheit als auch der Höhe nach, verändert werden. Durch diese Anpassungsfähigkeit kann die Schaltung leicht und genau mit einer großen Anzahl von sekundären Schutzeinrichtungen ohne Abänderungen oder Neuentwicklungen verwendet werden.

Der Schalter weist nach F i g. 9 eine Zähleinrichtung auf, die aus einem Pumpkolben 198 mit einem Pumpzylinder 200 und einem Zählkolben 202 im Zählzylinder 203 besteht. Der Pumpkolben 198 wird bei einer Bewegung der Schaltstange 178 mitbewegt. Bei jedem Öffnungsvorgang der Kontakte 130 wird der Pumpkolben 198 nach oben gezogen und dadurch Druckflüssigkeit in den Pumpzylinder gesaugt. Wird der Kontakt 130 wieder geschlossen, dann wird ein bestimmter Teil der Druckflüssigkeit aus dem Pumpzylinder 200 zur Druckseite des Zählkolbens 202 in an sich bekannter Weise gedrückt. Bei wiederholten Schaltvorgängen wird der Kolben 202 Schritt für Schritt nach oben gedrückt und bewirkt eine Bewegung der Zeitstange 214 gegen eine Rückstellfeder 220 nach links. Nach der Entriegelung oder wenn eine Störung vor der Verriegelung verschwindet, zieht die Rückstellfeder 220 die Zeitstange 214, zufolge des Auslaufens der Druckflüssigkeit hinter den Zählkolben 202, und zugleich diesen Kolben 202 in ihre Ausgangslage zurück.

Durch die Verschiebung der Zeitstange 214 um ein vorbestimmtes Stück nach links, nach einer vorgegebenen Anzahl von Öffnungsoperationen, werden zum Kondensator 29 und den Widerständen 47 und 48, nämlich der Kondensator 229 und die Widerstände 247 und 248, zugeschaltet. Dies verändert die Schalt-Verzögerungscharakteristik der Einrichtung in der bei der Beschreibung der Fig. 5 bis 8 erläuterten Art, so daß nach einer vorgegebenen Anzahl von Schaltvorgängen der Schalter automatisch von einer Zeit-Strom-Charakteristik zu einer anderen umgeschaltet wird.

Die Bewegung der Zeitstange 214 wird auf die Schaltscheiben 224, 224' und 224" übertragen, deren jede eine Schleifkontakt-Einrichtung 227, 227' bzw. 227" trägt und von Hand aus in eine von zwei Winkellagen zwischen Anschlägen 228 bis 230, 228' bis 230' und 228" bis 230" einstellbar ist.

Zur Erläuterung sei angenommen, daß der Schalter derart ausgelegt ist, daß er zwei Schnellöffnungen und zwei verzögerte Schaltvorgänge ausführt, ehe er verriegelt wird. Nach dem ersten Wiedereinschalten wird die Zeitstange 214 um einen ersten vorbestimmten Weg nach links verschoben, so daß die Schaltscheiben 224,224' und 224" um einen kleinen Winkel im Gegenzeigersinn verdreht werden.

Dadurch werden die Schleifkontaktglieder 227 und 227' in Richtung auf die festen Kontakte 232, 232' verschoben, der Schleifkontakt 227" bewegt sich zum rechten Ende des festen Kontaktes 232". Zufolge einer weiteren Bewegung der Zeitstange 214 um ein bestimmtes Stück nach links, werden die Schleifkontakte 227 und 227' auf die Kontakte 232 und 232' aufgeschoben, während der Schleifkontakt 227" von seinem zugeordneten Festkontakt 232" getrennt wird. Dadurch wird über die Leitungen 250 und 251 der Kondensator 229 parallel zum ersten Kondensator 29 und ebenso durch die Leitungen 253 und 254 der Hilfs-Zeit-Widerstand 248 parallel zum ersten Widerstand 48 geschaltet. Andererseits wird durch die Trennung des Schleifkontaktes 227' vom festen Kontakt 232" der Schaltkreis durch die Leitungen 256 und 257 unterbrochen, wodurch der Hilfs-Zeit-Widerstand 247, der bisher parallel zum Zeit-Widerstand 47 lag, ausgeschaltet wird.

Durch die Parallelschaltung des Hilfs-Zeit-Kondensators 229 zum ersten Zeit-Kondensator 29 wird die wirksame Kapazität vergrößert, so daß die Zeitkonstante der Einrichtung sich vertikal von Kurve 62 zu Kurve 61 in F i g. 8 verschiebt. Die Größe dieser Verschiebung hängt natürlich von den Kapazitäten des Kondensators 29 und 229 ab. Ist z. B. die Kapazität des ersten Kondensators Null und besitzt der Kondensator 229 einen bestimmten Kapazitätswert, dann erfolgt der erste Öffnungsvorgang augenblicklich, während die darauffolgenden Schaltvorgänge entsprechend dem Wert des Hilfs-Zeit-Kondensators 229 verzögert werden.

In ähnlicher Weise bewirkt die Parallelschaltung des Widerstandes 248 zum ersten Widerstand 48 eine Verringerung des zum Kondensator parallel liegenden Widerstands und dadurch eine größere Steigung des Anstiegs der Zeit-Strom-Charakteristik bei ihrem größeren Strömen entsprechenden Teil. Andererseits wird durch die Abschaltung des Widerstandes 247 der mit den Kondensator in Serie geschaltete Widerstand erhöht, so daß der Anstieg der Zeit-Strom-Charakteristik am niedrigen Strömen entsprechenden Ende vergrößert wird.

Durch Verzögerung der Kapazität des Kondensators und des Widerstandswertes des in Serie geschalteten Widerstandes und durch Verkleinerung des Widerstandswertes des Parallelwiderstands nach einer vorbestimmten Anzahl von Schaltoperationen kann für die Zeit-Strom-Charakteristik für später folgende Schaltvorgänge sowohl ein steilerer Anstieg als auch eine vertikale Verschiebung erreicht werden. Dies ist

in Fig. 10 dargestellt, in welcher die Zeit-Strom-Charakteristik der Einrichtung während der Anfangs- oder Schnellöffnung durch die Kurve 260 dargestellt ist und die Kurve 262 die Zeit-Strom-Charakteristik während der verzögerten Schaltung darstellt. Die Steigung der Verzögerungskurve 262 kann im Verhältnis zur Schnellschaltkurve 260 verringert werden, indem die Lage der Schleifkontakte 227 und 227" gegenüber der in F i g. 9 dargestellten Art umgekehrt wird, so daß der Schleifkontakt 227 zunächst mit dem Festkontakt 232 verbunden ist und der Schleifkontakt 227" ursprünglich keine Verbindung mit seinem zugeordneten Festkontakt 232 aufweist. Ferner kann der Grad des Anstieges für die Schnellschalt- und Verzögerungs-Kurve durch entsprechende Einstellung der ersten und der Widerstände 47, 48, 247 und 248 verändert werden.

Nach einer vorgegebenen Anzahl von Schaltvorgängen, gewöhnlich vier, soll bei Fortbestehen der Störung eine weitere Wiederschließung der Kontakte 130 verhindert werden. Dies wird in der Einrichtung nach Fig. 10 durch die Betätigung von Verriegelungsmitteln 174 bewirkt. Durch diese Mittel werden die normalerweise geschlossenen Kontakte 186 geöffnet, so daß durch das Schließen der normalerweise offenen as Kontakte 188 die Schließspule 176 nicht erregt wird. Durch einen Betätigungshebel 260 an der Zeitstange 214 wird das obere Ende des Klinkenhebels 262 derart betätigt, daß dieser im Gegenzeigersinn gegen eine Feder 263 verdreht wird. Dabei ist der Betätigungshebel 260 an der Zeitstange 214 derart angeordnet, daß er nach drei Wiedereinschaltvorgängen genügend weit nach links verschoben wird, um die Verriegelungsmittel 174 zu betätigen. Wenn der Klinkenhebel 262 sich dreht, so bewegt sich sein unteres Ende 264 gegenüber dem oberen Ende 265 des Schalterbetätigungshebels 266 derart, daß der Hebel 266 frei beweglich wird und sich unter der Wirkung einer Feder 268 im Gegenzeigersinn drehen kann, bis er an einen Begrenzungsnocken 270 anliegt. Dadurch springen die normalerweise geschlossenen Kontakte 186 auf und verhindern damit eine Wiedererregung der Schließspule 176 nach einem nachfolgenden Öffnungsvorgang der Kontakte 130. Wenn die Kontakte 130 in der Offenstellung auf die angegebene Art verriegelt sind, wird der Zählkolben 202 im Zählzylinder 203 durch die Wirkung der Feder 220 zurückgedrückt. Die Kontakte 186 können durch Verdrehung des Hebels 266 im Uhrzeigersinn wieder geschlossen werden, wobei diese Verdrehung durch Verbindung des Hebels 266 mit einem Handgriff (nicht dargestellt) von Hand aus oder auf eine andere geeignete Art erfolgt. Durch diese Verdrehung wird das obere Ende des Hebels 266 derart gegenüber dem unteren Ende 264 des Klinkenhebels 262 bewegt, daß dieser wieder in der in F i g. 9 gezeigten Lage verklinkt wird.

Fig. 11 zeigt, wie die Schaltverzögerungseinrichtung nach der Erfindung in einem Dreiphasensystem Verwendung finden kann. Zur Anpassung wird für jede der Phasen des Systems je ein Schaltungsteil 10' und 10" vorgesehen, und jeder ist mit seinem entsprechenden Phasenleiter 20, 20' und 20" mittels je eines Stromwandlers 22, 22' und 22" und entsprechenden Brückengleichrichtern 24, 24' und 24" verbunden. Die Leitungen 78, 78' und 78" verbinden jeden der Stromwandler mit einem weiteren oben beschriebenen, hier mit 12 bezeichneten Schaltungsteil über Trenngleichrichter 280, 280' und 280". Diese Gleichrichter verhindern einen Stromfluß zwischen den einzelnen Ausgangsstromkreisen und Brückengleichrichtern 24, 24' und 24". Demzufolge wird der Punkt Γ zwischen den Leitungen 78, 78' und 78" ein Potential besitzen, das dem höchsten Potential der drei Eingangsklemmen der Phasen-Zeitschalter 10, 10' und 10" entspricht. Dies bewirkt, daß der weitere Schaltungsteil anspricht, wenn ein Fehlerstrom in irgendeiner der drei Phasen 20, 20' und 20" auftritt. Die Verbindungspunkte D, D' und D" der Phasen-Zeitschalter 10, 10' und 10" sind mit dem Eingang eines noch weiteren, hier mit 14 bezeichneten Schaltungsteiles über Trenngleichrichter 282, 282' und 282" verbunden, die einen Stromfluß zwischen den Zeitschaltern verhindern.

Wenn angenommen wird, daß in der Phase 20' ein Fehlerstrom auftritt, dann tritt im Leiter 78' ein vergrößerter Strom auf, der das Potential im Punkt T auf einen Wert erhöht, der den Nebenschluß des Ladestromes zu den Kondensatoren über die Leiter 65, 65' und 65" aufhebt, die in den Schaltungsteilen 10, 10' und 10" angeordnet sind. Demzufolge wird jeder dieser Kondensatoren aufgeladen. Jedoch wird der im Schaltungsteil 10' angeordnete Kondensator am schnellsten aufgeladen, da die Störung in der Phase 20' einen entsprechend höheren Ladestrom bewirkt. Dadurch erreicht ferner der Punkt D' sein Arbeitspotential vor den Punkten D und D" und löst die Betätigung des noch weiteren Schaltungsteiles 14 aus, die in derselben Art erfolgt, wie sie vorher im Hinblick auf eine Einphaseneinrichtung beschrieben wurde.

Aus dem Vorhergehenden ist ersichtlich, daß die Schaltverzögerungs-Einrichtung nach der Erfindung eine leichte und genaue Veränderung der Zeit-Strom-Charakteristik des Schalters oder anderer mit ihr verbundener Einrichtungen über einen weiteren Bereich zu verändern gestattet und die Einrichtung ohne weiteres sowohl bei Ein- als auch bei Mehrphasensystemen verwendet werden kann.

Claims

Patentansprüche:

1. Schaltung zum Ansteuern eines Schalters in einem elektrischen Versorgungsnetz mit selbsttätig wiederholtem Ein- und Ausschalten bei einem Auftreten von Störungen, bei der der Schalter nach Durchführung einer vorgegebenen Anzahl von Schalthandlungen in einem vorgegebenen Zeitabschnitt bei Fortbestehen der Störung geöffnet bleibt, dadurch gekennzeichnet, daß den Ausgängen (34, 42) eines über einen Stromwandler mit dem Netz gekoppelten Gleichrichterteils (24) ein im wesentlichen aus der Reihenschaltung eines einstellbaren Kondensators (29), eines einstellbaren Widerstandes (47), eines Gleichrichters (50 bzw. 50') und der Kollektor-Emitter-Strecke eines Transistors (40 bzw. 40') bestehendes erstes Schaltungsteil nachgeschaltet ist, bei dem mindestens einem Teil dieser Reihenschaltung ein weiterer Widerstand (48 bzw. 48' bzw. 48") parallel geschaltet ist, daß sich im störungsfreien Betrieb der Kondensator (29) über einen parallelgeschalteten Widerstand (63) mit einem zwischengeschalteten weiteren Gleichrichter (66 bzw. 66') entlädt, daß ein zweites Schaltungsteil nachgeschaltet ist, das im wesentlichen aus einem über Koppeltransistoren (75 und 76 bzw. 75' und 76') von dem Ausgang (34 bzw. 42) her angesteu-

erten weiteren Transistor (70 bzw. 70') und einem zur Vorgabe eines Schwellwertes, bei dem die Schaltung nach Auftreten einer Störung ansprechen soll, einstellbaren zusätzlichen Widerstand (82) besteht, welches nach Erreichen des Schwellwertes die weitere Entladung des Kondensators verhindert, und daß ein drittes Schaltungsteil nachgeschaltet ist, das im wesentlichen aus einem über weitere Koppeltransistoren (100 und 101 bzw. 100' und 101') von einem Schaltungspunkt (D) zwischen dem Kollektor des Transistors (40 bzw. 40') und des Gleichrichters (50 bzw. 50') angesteuerten Transistor (98 bzw. 98') und einem anderen zur Vorgabe einer Spannung in einem Schaltungspunkt (M) an der Basis des Transistors (98 bzw. 98') mit diesem Schaltungspunkt verbundenen einstellbaren Widerstand (105) besteht, welcher dritte Schaltungsteil den Schalter, nachdem die Spannung im Schaltungspunkt (D) die Spannung im Schaltungspunkt (M) erreicht hat, den Schalter ansteuert und daß durch den Schalter zu dem einstellbaren Kondensator (29), dem noch weiteren einstellbaren Widerstand (48 bzw. 48' bzw. 48") und dem einstellbaren Widerstand (47) in beliebiger vorgegebener Reihenfolge ein anderer weiterer einstellbarer Kondensator (229), ein anderer weiterer einstellbarer Widerstand (248) und ein anderer weiterer einstellbarer Widerstand (247) zur Änderung der Zeitkonstante der Schaltung parallel geschaltet oder abgeschaltet ist. 2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Transistor (40') und der erste Koppeltransistor (75') pnp-Transistoren sind.

3. Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zu der Serienschaltung eines Kondensators (122) und der Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors (98) und einer Zenerdiode (110) eine Gleichspannungsquelle an Klemmen (A' und B') parallel geschaltet ist und die Basis des pnp-Transistors (40') über einen Schaltungspunkt (X') zwischen einem anderen weiteren Widerstand (32) und der Klemme (A') mit dem positiven Ausgang (34) verbunden ist.

4. Schaltung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem parallelgeschalteten Widerstand (63) und dem weiteren Widerstand (48') eine Gleichspannungsquelle (140) und parallel zum Kondensator (29) ein zusätzlicher Gleichrichter (142) angeordnet ist.

5. Schaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu dem zusätzlichen Gleichrichter (142) die Serienschaltung des anderen einstellbaren Widerstandes (48') der Emitter-Kollektor-Strecke eines zusätzlichen Transistors (152) und eines noch zusätzlichen Gleichrichters parallel geschaltet ist.

6. Schaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zur Batterie (128) ein Ladekondensator (160) geschaltet ist, der an die Klemme (A') zwischen zwei gegeneinandergeschaltete Gleichrichter (163) und (162) angeschlossen ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen 109 546/198