DE1438037C - Schaltung zum Ansteuern eines Schalters in einem elektrischen Versorgungsnetz - Google Patents
Schaltung zum Ansteuern eines Schalters in einem elektrischen VersorgungsnetzInfo
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- DE1438037C DE1438037C DE1438037C DE 1438037 C DE1438037 C DE 1438037C DE 1438037 C DE1438037 C DE 1438037C
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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 geder
der Schalter nach Durchführung einer vorgege- 5 löst, daß den Ausgängen eines über einen Strombenen
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 Kollektor-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 feil dieser Reihenschaltung ein weiterer
Wiedereiniegen 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 Widerauf
treten, 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 40 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- nunesquelle und parallel zum Kondensator ein zuten
und dann wieder auf schalten, 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.
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
Fig. 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-
F ig. 5 bis 8 Diagramme zur Erläuterung der Wir- tungspunkt A 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
F i g. 10 Diagramme zur Erläuterung der Anord- Reihenschaltung aus einem zwölften Widerstand 92,
nung nach F i g. 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.
sator29, 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- 50 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-
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 KoI-wandlers
fließenden Strom proportionale Spannung 60 lektorstrom vom Transistor 75 zu dem von den
anliegt. Der Kollektor des ersten Koppeltransistors 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- lieh ist diesem auch das Potential im Punkt E zwischen
diesen beiden Widerständen wird die Basis des 65 sehen den Widerständen 80 und 82 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 Kontakt26 hält der Widerstandill
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 länger 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
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
im wesentlichen konstanten Potential. Der Transistor 98 ist auch in diesem Falle dauernd leitend, so daß
das Relais 120 nicht flattert.
Die zur vollständigen Entladung des Kondensators 29 über den Widerstand 63 benötigte Zeit stellt die
Rückstellzeit der Schaltung dar, sie beträgt im allgemeinen nur Bruchteile von Sekunden. Wenn die
Störung verschwindet, während der Kondensator 29 aufgeladen wird, jedoch bevor die vorbestimmte Betriebsspannung
im Schaltungspunkt D erreicht wird und daher auch bevor das Relais 120 erregt wird, beginnt
sich der Kondensator über den Widerstand 63 zu entladen, und die Schaltung wird zurückgestellt.
Das in F i g. 1 dargestellte erfindungsgemäße Ausführungsbeispiel kann in verschiedener Hinsicht vorteilhaft
abgewandelt werden, wobei diese Änderungen einzeln, in beliebiger Kombination oder zusammen
vorgenommen werden können.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung werden die Transistoren 40 und 75, die npn-Transistoren
sind, durch die pnp-Transistoren 40' und 75' ersetzt. Als Folge davon sind auch die anderen npn-Transistoren
und pnp-Transistoren gemäß Fig. 2 durch pnp-Transistoren bzw. npn-Tronsistoren zu ersetzen
und die Polarität der Gleichrichter und Zenerdioden zu ändern. Auf diese Weise arbeitet die Schaltung
mit größerer Genauigkeit. Diese Änderungen sind jeweils durch einen Strich gekennzeichnet, wie
z. B. 40', 75' usw.
In einer noch weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist zu der Serienschaltung aus dem anderen
Kondensator 122, der Kollektor-Emitter-Strecke des
Transistors 98' und der Zenerdiode 110' eine Spannungsquelle an den Klemmen A' bzw. B' parallel geschaltet
und die Basis des pnp-Transistors 40' über einen Schaltungspunkt zwischen dem Widerstand 32
und der Klemme A' mit dem positiven Ausgang 34 verbunden. Auf diese Weise ist der Widerstand 32
einerseits mit dem positiven Ausgang 34, andererseits mit dem negativen Ausgang 42 verbunden. Der
Strom über den Kondensator 29 fließt ebenfalls wie in F i g. 1 über den Widerstand 36, jedoch in umgekehrter
Richtung. Die Spannungsquelle 128 übernimmt in diesem Falle die Funktion des Kondensators
30, so daß auch der für ihn zur Ladungsbegrenzung erforderliche Transistor 44 und die
Zenerdiode 45 der F i g. 1 entfallen.
In einer vierten Ausgestaltung der Erfindung gemäß F i g. 2 ist zwischen dem vierten Widerstand 63
und dem noch weiteren Widerstand 48 eine Gleich-Spannungsquelle 140 und parallel zum Kondensator
29 ein zusätzlicher Gleichrichter 142 zur Erzeugung einer Vorspannung angeordnet. Durch diese Maßnahme
wird das Potential des Schaltungspunktes C zwischen dem Kondensator 29 und dem Widerstand
47 auf dem Potential der Klemme B' gehalten.
Wie aus F i g. 2 ersichtlich, entsteht ein kleiner Spannungsabfall am Widerstand 63, obwohl der
durch ihn bei der Entladung des Kondensators 29 fließende Strom vernachlässigbar ist. Wie bereits ausgeführt,
ist die Spannung im Punkte, falls keine Störung im Netz 20 auftritt, dem Potential im Punkt /
gleich. Zufolge des Spannungsabfalles über den Widerstand 63 wird das Potential im Schaltungspunkt C einen bestimmten positiven Wert erreichen,
so daß die Entladung des Kondensators 29 nicht vollständig ist und eine geringe Verkürzung der Ladezeit
des Kondensators 29 dadurch bedingt wird. Der demzufolge entstehende prozentuelle Fehler der Ladezeit
ist eine Funktion des Verhältnisses des Anfangspotentials im Punkt C (als Ergebnis des Ableitstromes) zu
dem darauffolgenden Endpotential, wenn die Schaltung arbeitet, d. h. zu jener Spannung über den Kondensator
29, wenn das Potential im Punkt D ausreicht, um den Transistor 98 leitend zu machen.
Dieser Fehler ist bei sehr kleinen Strömen unbedeutend, da unter diesen Umständen die Spannung
über den Kondensator 29 im wesentlichen das gesamte Potential des Schaltungspunktes D bildet und
daher das Potential des Schaltungspunktes C ausreichend groß wird. Bei sehr hohen Strömen, bei
welchen der Spannungsabfall über den Widerstand 47 einen wesentlichen Teil des Endpotentials im Schaltungspunkt
D bildet, ist das Endpotential im Schaltungspunkt C wesentlich verringert, und das Anfangspotential dieses Punktes wird bedeutsam. Dieser Fehler
verkürzt die Ladezeit des Zeitkondensators 29, so daß er den hohen Strömen entsprechenden Teil der
Zeit-Strom-Charakteristik etwas herabsetzt.
Dieser Fehler wird mittels der Spannungsquelle und des Gleichrichters 142 vermieden. Zur Erläuterung
möge das Potential der Klemme/4' negativ gegenüber
Masse, das Potential der Klemme B' Null oder gleich dem Massepotential sein und die Gleichspannungsquelle
140 den Schaltungspunkt S zwischen dem Widerstand 63 und ihr auf einem gegenüber
Masse positiven Wert halten. Solange im Netz 20 keine Störung auftritt, entsteht ein Spannungsabfall
am Widerstand 63. Die Größe der Spannungsquelle 140 ist so gewählt, daß sie den Schaltungspunkt S
auf einem positiven Potential hält, welches größer ist als der Spannungsabfall über den Widerstand 63. Auf
diese Weise wird der Spannungsabfall über den Widerstand 63 kompensiert und das Potential des
Schaltungspunktes J auf einem sehr kleinen positiven Wert gehalten, welches die Differenz zwischen der
Spannung des Schaltungspunktes S und dem genannten Spannungsanstieg darstellt. Dieses kleine positive
Potential im Schaltungspunkt/ versucht einen positiven Strom zum Schaltungspunkt C zu treiben; da
dieser jedoch für positive Ströme durch den Gleichrichter 142 geerdet ist, bleibt das Potential des Schaltungspunktes
C auf Nullpotential. Der Gleichrichter 142 jedoch läßt den Ladestrom im Kollektor des
Ladetransistors nicht durch, da dieser in der Schaltung nach F i g. 7 ein negativer Strom ist. Die Vorspannungsquelle
140 und die Diode 142 halten also das Potential des Schaltungspunktes C, unabhängig
von der Größe des Stromes durch den Widerstand 63, auf Null.
In einer fünften Ausgestaltung der Erfindung liegt parallel zu dem zusätzlichen Gleichrichter 142 die
Serienschaltung eines anderen einstellbaren Widerstandes 48', der Emitter-Kollektor-Strecke eines zusätzlichen
Transistors 152 und eines noch zusätzlichen Gleichrichters 150, wobei der noch weitere
Widerstand 48 mit der Klemme B' und die Basis des zusätzlichen Transistors 152 mit dem Schaltungspunkt P verbunden sind. Diese erfindungsgemäße
Ausgestaltung bringt folgende Vorteile:
Wie weiter unten näher erläutert wird, übernimmt bei hohen Strömen infolge einer Störung im Netz 20
der Widerstand 48 nur einen kleinen Teil des gesamten Stromes des Kondensators 24 im Kollektor
des Transistors 40. Bei sehr kleinen Strömen infolge 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 Ladeliehen
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 F i g. 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.
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 F i g. 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 Iw in Fig. 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/Λ. in F i g. 5, nimmt
den Widerstand 111 auf einem bestimmten Potential der Spannungsabfall über den Widerstand 47 stark
gehalten wird. Nach Auftreten einer Störung fließt 30 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 Fig. 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 Ix von einer Zeit 7, 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 /v von der
Gleichrichter 150 dient zur Verhinderung der Auf- Zeit T9 auf der Kurve 53 zu einer Zeit Ts 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 Widerstand.s-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 6s 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
11 12
verlängert wird. Daraus ergibt sich, daß durch Ver- gangen der Schalter automatisch von einer Zeitänderung
des Widerstandswertes des Widerstandes 48, Strom-Charakteristik zu einer anderen umgeschaltet
von Unendlich zu endlichen Werten die Ladezeit des wird.
Kondensators 29 von T4 auf Kurve 52 bis zu einer Die Bewegung der Zeitstange 214 wird auf die
längeren Zeit T5 auf Kurve 56 vergrößert wird. Eine 5 Schaltscheiben 224, 224' und 224" übertragen, deren
weitere Abnahme des Zeitwiderstandes 48 vergrößert jede eine Schleifkontakt-Einrichtung 227, 227' bzw.
den über ihn abgeleiteten Parallelstrom und verlängert 227" trägt und von Hand aus in eine von zwei Win-
die Ladezeit des Kondensators 29 bei einem Strom I2 kellagen zwischen Anschlägen 228 bis 230, 228' bis
von der Zeit T5 auf Kurve 56 zu einer größeren Zeit 230' und 228" bis 230" einstellbar ist.
T6 auf Kurve 57. io Zur Erläuterung sei angenommen, daß der Schalter
Es ist daher aus den F i g. 5 und 6 erkennbar, daß derart ausgelegt ist, daß er zwei Schnellöffnungen
der Anstieg der Zeit-Strom-Charakteristik der Ein- und zwei verzögerte Schaltvorgänge ausführt, ehe er
richtung bei hohen Strömen infolge von Störungen im verriegelt wird. Nach dem ersten Wiedereinschalten
Netz 20 wesentlich verändert werden kann durch Ver- wird die Zeitstange 214 um einen ersten vorbestimm-
änderung des Widerstandes 47, während bei geringen 15 ten Weg nach links verschoben, so daß die Schalt-
Strömen der Anstieg im wesentlichen durch Verände- scheiben 224, 224' und 224" um einen kleinen Winkel
rung des Widerstandes 48 zu beeinflussen ist. Durch im Gegenzeigersinn verdreht werden,
eine geeignete Veränderung der beiden Widerstände Dadurch werden die Schleifkontaktglieder 227 und
47 und 48 ergibt sich eine Schar von Zeit-Strom- Cha- 227' in Richtung auf die festen Kontakte 232, 232'
rakteristiken, wie sie durch die Kurven 52, 58 und 59 20 verschoben, der Schleifkontakt 227" bewegt sich zum
in Fig. 3 dargestellt sind. rechten Ende des festen Kontaktes 232". Zufolge
Die Zeit-Strom-Charakteristik der Schaltung kann einer weiteren Bewegung der Zeitstange 214 um ein
außerdem durch Veränderung der Kapazität des Kon- bestimmtes Stück nach links, werden die Schleifkondensators
29 variiert werden, weil dadurch die zur takte 227 und 227' auf die Kontakte 232 und 232'
Aufladung benötigte Zeit ebenfalls entsprechend ver- 25 aufgeschoben, während der Schleifkontakt 227" von
ändert wird. Diese Veränderungen bewirken eine Ver- seinem zugeordneten Festkontakt 232" getrennt wird.
Schiebung der Zeit-Strom-Charakteristik in vertikaler Dadurch wird über die Leitungen 250 und 251 der
Richtung und ergeben eine Schar von Zeit-Strom- Kondensator 229 parallel zum ersten Kondensator 29
Charakteristiken entsprechend den Kurven 52, 62 und und ebenso durch die Leitungen 253 und 254 der
61 in Fi g. 8. Durch eine geeignete Änderung des 30 Hilfs-Zcit-Widerstand 248 parallel zum ersten WiderKondensators 29 und der Widerstände 47 und 48 stand 48 geschaltet. Andererseits wird durch die Trenkann
daher die Zeit-Strom-Charakteristik der erfin- nung des Schleifkontaktes 227' vom festen Kontakt
dungsgemäßen Schaltung in weiten Grenzen, sowohl 232" der Schaltkreis durch die Leitungen 256 und 257
der Steilheit als auch der Höhe nach, verändert wer- unterbrochen, wodurch der Hilfs-Zeit-Widerstand
den. Durch diese Anpassungsfähigkeit kann die Schal- 35 247, der bisher parallel zum Zeit-Widerstand 47 lag,
tung leicht und genau mit einer großen Anzahl von ausgeschaltet wird.
sekundären Schutzeinrichtungen ohne Abänderungen Durch die Parallelschaltung des Hilfs-Zeit-Kondensa-
oder Neuentwicklungen verwendet werden. tors 229 zum ersten Zeit-Kondensator 29 wird die
Der Schalter weist nach F i g. 9 eine Zähleinrich- wirksame Kapazität vergrößert, so daß die Zeitkontung
auf, die aus einem Pumpkolben 198 mit einem 40 stante der Einrichtung sich vertikal von Kurve 62 zu
Pumpzylinder 200 und einem Zählkolben 202 im Kurve 61 in F i g. 8 verschiebt. Die Größe dieser Ver-Zählzylinder
203 besteht. Der Pumpkolben 198 wird Schiebung hängt natürlich von den Kapazitäten des
bei einer Bewegung der Schaltstange 178 mitbewegt. Kondensators 29 und 229 ab. Ist z. B. die Kapazität
Bei jedem Öffnungsvorgang der Kontakte 130 wird des ersten Kondensators Null und besitzt der Konder
Pumpkolben 198 nach oben gezogen und dadurch 45 densator 229 einen bestimmten Kapazitätswert, dann
Druckflüssigkeit in den Pumpzylinder gesaugt. Wird erfolgt der erste Öffnungsvorgang augenblicklich,
der Kontakt 130 wieder geschlossen, dann wird ein während die darauffolgenden Schaltvorgänge entbestimmter
Teil der Druckflüssigkeit aus dem Pump- sprechend dem Wert des Hilfs-Zeit-Kondensators 229
zylinder 200 zur Druckseite des Zählkolbens 202 in verzögert werden.
an sich bekannter Weise gedrückt. Bei wiederholten 50 In ähnlicher Weise bewirkt die Parallelschaltung
Schaltvorgängen wird der Kolben 202 Schritt für des Widerstandes 248 zum ersten Widerstand 48 eine
Schritt nach oben gedrückt und bewirkt eine Bewe- Verringerung des zum Kondensator parallel liegenden
gung der Zeitstange 214 gegen eine Rückstellfeder Widerstands und dadurch eine größere Steigung des
220 nach links. Nach der Entriegelung oder wenn Anstiegs der Zeit-Strom-Charakteristik bei ihrem
eine Störung vor der Verriegelung verschwindet, zieht 55 größeren Strömen entsprechenden Teil. Andererseits
die Rückstellfeder 220 die Zeitstange 214, zufolge wird durch die Abschaltung des Widerstandes 247 der
des Auslaufens der Druckflüssigkeit hinter den Zähl- mit den Kondensator in Serie geschaltete Widerstand
kolben 202, und zugleich diesen Kolben 202 in ihre erhöht, so daß der Anstieg der Zeit-Strom-Charakte-
Ausgangslage zurück. ristik am niedrigen Strömen entsprechenden Ende
Durch die Verschiebung der Zeitstange 214 um ein 60 vergrößert wird.
vorbestimmtes Stück nach links, nach einer vorgege- Durch Verzögerung der Kapazität des Kondensa-
benen Anzahl von Öffnungsoperationen, werden zum tors und des Widerstandswertes des in Serie geschal-
Kondensator 29 und den Widerständen 47 und 48, teten Widerstandes und durch Verkleinerung des
nämlich der Kondensator 229 und die Widerstände Widerstandswertes des Parallelwiderstands nach einer
247 und 248, zugeschaltet. Dies verändert die Schalt- 65 vorbestimmten Anzahl von Schaltoperationen kann
Verzögerungscharakteristik der Einrichtung in der bei für die Zeit-Strom-Charakteristik für später folgende
der Beschreibung der F i g. 5 bis 8 erläuterten Art, so Schaltvorgänge sowohl ein steilerer Anstieg als auch
daß nach einer vorgegebenen Anzahl von Schaltvor- 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 Fig. 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
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 T 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 IC" angeordnet sind. Demzufolge wird jeder dieser Kondensatoren aufgeladen. Jedoch wird
der im Schaltungsteil 10' angeordnete Kondensator am ψ
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 (2)
1. Schaltung zum Ansteuern eines Schalters in einem elektrischen Versorgungsnetz mit selbst- A
tätig wiederholtem Ein- und Ausschalten bei r 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 Gleichrichter- \
teils (24) ein im wesentlichen aus der Reihenschal- j tung 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 Reihenschal- ' tung 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
109 540/198
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