Auslöseeinrichtung für elektrische Schalter, insbesondere 'für Schnellschalter
. Zuleh Abschalten elektrischer Zeitungen werden Schalter verwer.-det, deren Auslöser
auf einen bestimmten Ansprechwert einstellbar sind, Ist die abzuschaltende elektrische
Zeitung jedoch verhältnismäßig lang und treten beispielsweise Kurzschlüsse erst
am Ende der Leitung auf, so kann es vorkommen,
daß der Kurzschlußstrom
am Ende der Leitung einen Wert annimmt, der unter dem Betriebsstrom am Anfang der
Leitung liegt. Ein solcher Fall tritt beispielsweise bei Gleichstrombahnenlagen
auf. Um dennoch eine einwandfreie Abschaltung des Schalters zu gewährleisten, ist
es erforderlich, neben der Höhe des
Stromes auch die Steilheit des ansteigenden Stromes als auslösende Größe heranzuziehen.
Aus diesem Grunde hat man bereits elektrische Schalter gebaut, deren Anregestrom
zur Auslösung durch die Einschaltung von Drosselspulen beeinflußt wird, mit deren
Hilfe eine der Stromänderung in der Zeiteinheit proportionale Größe zur Auslösung
des Schalters herangezogen werden kann. Derartige Drosselspulen müs#7gri jedoch
im fflenschlußweg zum Auslösestromkreis in der IIauptstrombahn eingebaut ererden,
wenn sie nicht eine erhebliche Verlängerung der Ansprechzeit mit sich bringen sollen.
Durch den Einbau der frosselspulen in die Hauptstrombahn ist aber eine Anpassung
an die jeweiligen Betriebsverhältnisse äußerst schwierig. Diese Schwierigkeiten
bei einer Auslöseeinrichtung für elektrische Schalter, insbesondere für Schnellschalter,
bei der zur Auslösung der statische und der dynamische Anteil des die Auslösung
bewirkenden elektrischen Stromes getrennt herangezogen werden, werden durch die
Erfindung überwunden. Gemäß der Erfindung wird dem die Aufteilung in einen statischen
Anteil
und einen dynamischen Anteil bewirkenden Schaltglied eine
von dem die Auslösung bewirkenden elektrischen Strom abhängige Spannung mittels
eines magnetfeldabhängigen Widerstandes zugeführt. Auf diese Weise ist eine einfache
Anpassung an die jeweiligen Betriebsverhältnisse erreicht.Tripping device for electrical switches, in particular for high-speed switches. When switching off electrical newspapers, switches are used whose triggers can be set to a certain response value Line assumes a value that is below the operating current at the beginning of the line. Such a case occurs, for example, with DC railroad systems. In order to ensure that the switch is switched off properly, it is necessary, in addition to the height of the Current to use the steepness of the rising current as the triggering variable. For this reason, electrical switches have already been built whose excitation current for triggering is influenced by switching on choke coils, with the aid of which a variable proportional to the current change in the time unit can be used to trigger the switch. Such choke coils, however, have to be installed in the main circuit in the short-circuit path to the tripping circuit, if they are not to result in a considerable increase in the response time. However, due to the installation of the choke coils in the main current path, adaptation to the respective operating conditions is extremely difficult. These difficulties with a triggering device for electrical switches, in particular for high-speed switches, in which the static and dynamic components of the electrical current causing the triggering are used separately for triggering, are overcome by the invention. According to the invention, the switching element causing the division into a static component and a dynamic component is supplied with a voltage that is dependent on the electrical current causing the triggering by means of a magnetic field-dependent resistor. In this way, a simple adaptation to the respective operating conditions is achieved.
In Weiterbildung der Erfindung wird zur Feldverstärkung der magnetfeldabhängige
Widerstand im Luftspalt eines Eisenkernes angeordnet, der von dem zu überwachenden
Strom erregt wird. Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, da.ß der
Einfluß des statischen Anteiles und des dynamischen Anteiles auf die Auslösung getrennt
für die beiden Anteile ein-stellbar ist. Hierdurch können die Ansprechwerte den
jeweiligen Betriebserfordernissen der elektrischen Anlage angepaßt werden. Der statische
Anteil und der dynamische Anteil der von dem die Auslösung bewirkenden elektrischen
Strom abhängigen Spannung werden miteinander addiert und bei einer bestimmten Höhe
des sich hieraus ergebenden Summenwertes erfolgt die Auslösung des elektrischen
Schalters. Die Erfindung sei anhand des in der Figur dargestellten 'N#l!chaltbildes
einer Uberstromauslösung für elektrische Schnellschulter näher erläutert.In a further development of the invention, the magnetic field-dependent one is used to strengthen the field
Resistance arranged in the air gap of an iron core, which is to be monitored
Current is excited. It has proven to be particularly advantageous that the
Influence of the static part and the dynamic part on the trip separately
can be set for the two components. This means that the response values can
be adapted to the respective operating requirements of the electrical system. The static one
Proportion and the dynamic part of the electrical part that causes the trip
Current dependent voltages are added together and at a certain level
The resulting total value triggers the electrical one
Switch. The invention is based on the diagram shown in the figure
an overcurrent release for electrical quick shoulder explained in more detail.
Im Luftspalt des Eisenkernes 1, der von dem zu überwachenden
Strom
erregt wird, ist der magnetfeldabhängige Widerstand 2, eine sog. Feldplatte, deren
ohmscher Widerstand sich 'in einem Magnetfeld ändert, angeordnet. So bedingt das
unter dem Einfluß beispielsweise eines Kurzschlußstromes sich ändernde Magnetfeld
eine Änderung des Widerstandswertes des Widerstandes 2. Der magnetfeldabhängige
Widerstand 2 bildet zusammen mit dem Widerstand 3, der von einer nicht dargestelltcn
Spannungsquelle mit einer konstanten Spannung von beispielsweise 24 V gespeist wird,
einen Spannungsteiler. Damit entsteht am Widerstand 2 eine mit steigendem Kurzschlußstrom
ansteigende Spannung. Wählt man dabei den Widerstand 3 sehr groß gegenüber dem magnetfeldabhängigen
Widerstand 2, dann entsteht am Widerstand 2 eine seinem Widerstandswert proportionale
Spannung. Die infolge des vom zu überwachenden Strom erzeugten Magnetfeldes im magnetfeldabhängigen
Widerstand 2 induzierte Spannung wird hinsichtlich ihres statischen Anteiles und
ihres dynamischen Anteiles ausgewertet. Für den statischen Anteil ist der als Potentiometer
ausgebildete Widerstand 4 vorgeschen, der parallel zum magnetfeldabhängigen Widerstand
2 Gngcordnet und dessen Abgriff mit der Basis des Transistors 5 verbunden ist. Ist
die am Widerstand 4 abgegriffene Spannung groß genug, wird der Transistor 5 leitend
und es fließt ein Kollektorstrom, der gleich der Spannungsdifferenz zwischen
der
vom Widerstand 2 gelieferten Spannung und dem Spannungsabfall am Transistor 5, dividiert
durch den Widerstandswert des Widerstandes 6 ist. Dieser Kollektorstrom erzeugt
am Widerstand 7 einen bestimmten Spannungsabfall. Durch Einstellen eines bestimmten
Spannungswertes am Widerstand 9 mittels des Abgriffes läßt sich also der statische
Ansprecrwert der Auslösung festlegen, wobei dieser Wert umso höher ist, je weiter
der Abgriff am Widerstand q in der Figur nach unten verstellt wird.In the air gap of the iron core 1, which is to be monitored
current
is excited, the magnetic field-dependent resistor 2, a so-called. Field plate, whose
Ohmic resistance changes' in a magnetic field, arranged. So it depends
under the influence of, for example, a short-circuit current changing magnetic field
a change in the resistance value of the resistor 2. The magnetic field dependent
Resistor 2 forms together with resistor 3, which is not shown by a
The voltage source is supplied with a constant voltage of, for example, 24 V,
a voltage divider. This creates a short-circuit current at resistor 2 as the short-circuit current increases
increasing tension. If one chooses the resistance 3 to be very large compared to the one that is dependent on the magnetic field
Resistance 2, then a resistance value proportional to its resistance arises at resistor 2
Tension. The magnetic field generated as a result of the current to be monitored in the magnetic field-dependent
Resistance 2 induced voltage is in terms of its static component and
their dynamic share is evaluated. The is used as a potentiometer for the static part
trained resistor 4 before, the parallel to the magnetic field-dependent resistance
2 Gngcorder and the tap of which is connected to the base of the transistor 5. is
the voltage tapped at the resistor 4 is large enough that the transistor 5 becomes conductive
and a collector current flows which is equal to the voltage difference between
the
voltage supplied by resistor 2 and the voltage drop across transistor 5, divided
by the resistance value of the resistor 6. This creates collector current
a certain voltage drop across the resistor 7. By setting a specific
The voltage value at the resistor 9 by means of the tap can therefore be the static
Define the trigger value, the higher this value, the further
the tap on the resistor q is adjusted downwards in the figure.
Die Auswertung des dynamischen Anteiles des von dem magnetfeldabhängigen
Widerstand 2 an die Auslöseeinrichtung abgegebenen Spannungswertes erfolgt mittels
des aus@dem Kondensator 8 und dem einstellbaren Widerstand 9 bestehenden Schaltgliedes,
das zum magnetfeldabhängigen Widerstand 2 ebenfalls parallelgeschaltet ist. Zur
Umwandlung des am Widerstand 9 anfallenden Spannungswertes in einen entsprechenden
Stromwert dient.der Transistor 10, der über den Widerstand 11 an die nicht dargestellte
Spannungsquelle angeschlossen ist. Die Basis des Transistors 10 ist mit dem aus
dem Kondensator S und den Widerstand 9 bestehenden Schaltglied verbunden. Die Spannung
cn der Basis des Transistors 10 hängt damit im wesentlichen von der Form der von
dem magnetfeldabhängigen Widerstand gelieferten Spannung ab. Wird bei einem bestimmten
Spannungswert der Transistor 10 stromführend, dann fließt ein Kollektorstrom
über
den Widerstand11, den Transistor 10 und die beiden Widerstände 12 und 7. Durch die
beiden einstellbaren Widerstände 4 und 9 ist es möglich, die Ansprechwerte der Auslöseeinrichtung,
d.h. den statischen und den dynamischen Anteil den jevieiligen Erfordernissen des
Schalters anzupassen.The evaluation of the dynamic part of the magnetic field dependent
Resistance 2 to the triggering device output voltage value takes place by means of
the switching element consisting of @ the capacitor 8 and the adjustable resistor 9,
which is also connected in parallel to the magnetic field-dependent resistor 2. To the
Conversion of the voltage value occurring at the resistor 9 into a corresponding one
Current value serves.der transistor 10, which is connected via resistor 11 to the not shown
Voltage source is connected. The base of transistor 10 is off with the
the capacitor S and the resistor 9 existing switching element connected. The voltage
cn the base of the transistor 10 thus depends essentially on the shape of the
the voltage supplied by the magnetic field-dependent resistor. Will be given at a specific
Voltage value of the transistor 10 carrying current, then a collector current flows
above
the resistor 11, the transistor 10 and the two resistors 12 and 7. By the
two adjustable resistors 4 and 9, it is possible to set the response values of the release device,
i.e. the static and the dynamic part of the respective requirements of the
Switch to adapt.
Die von den beiden Transistoren 5 und 10 gelieferten Kollektorströme
fließen durch den gemeinsamen Widerstand 7. Da die Kollektorströme dieser Transistoren
im wesentlichen von der Kollektorspannung unabhängig sind, entsteht am Widerstand
7 eine der Summe der Steuerspannungen proportionale Spannung. Somit kommt zum statischen
Spannungswert ein dynamischer Anteil, der umso größer ist, je größer die Steilheit
der am magnetfeldabhängigen Widerstand 2 anfallenden Spannung ist. Die Spannung
am Widerstand 7 wird mittels der Zenerdiode 13 gemessen, die auf einen bestimmten
Schwellwert eingestellt ist, Zur Anpassung kann es zweckmäßig sein, den Widerstand
7 regelbar auszubilden. Parallel zur Zenerdiode 13 ist der Kridensator 14 angeordnet,
der ein Ansprechen der Zenerdiode verhindert, wenn kurzzeitig Spannungsspitzen auftreten.
Dieser Kondensator kann aber auch in die gestricfiej1."s angedeutete Zage eingeschaltet
werden. Das hat den weiteren Vorteil, daß die Aussteuerung der Zenerdiode erst erfolgen
kann, nachdem der Kondensator geladen ist, so daƒ beim Zuschalten des
Schalters
und Einschalten der Spannung für die Transistorschaltung die Weitergabe eines gegebenenfalls
erfolgten Auslösekommandos unterbleibt. Als Vorwiderstand dient hierbei der Widerstand
15.The collector currents supplied by the two transistors 5 and 10
flow through the common resistor 7. Since the collector currents of these transistors
are essentially independent of the collector voltage, arises at the resistor
7 a voltage proportional to the sum of the control voltages. Thus comes the static
Stress value is a dynamic component that is greater, the greater the steepness
is the voltage occurring at the resistance 2, which is dependent on the magnetic field. The voltage
at the resistor 7 is measured by means of the Zener diode 13, which is on a certain
Threshold is set, it may be useful to adjust the resistance
7 adjustable training. The capacitor 14 is arranged parallel to the Zener diode 13,
which prevents the Zener diode from responding if short-term voltage peaks occur.
This capacitor can, however, also be switched on in the manner indicated
will. This has the further advantage that the Zener diode is only activated
after the capacitor is charged, so that when the
Switch
and turning on the voltage for the transistor circuit passing on any one
tripping commands are not carried out. The resistor serves as a series resistor
15th
Zur Steuerung einer nicht dargestellten Kippstufe, die bistabil, monostabil
oder verzögert zurückkippend ausgebildet sein kann, ist der Ausgang der Zenerdiode
13 an die Basis des Transistors 16 und den Widerstand 17 angeschlossen. Dieser Transistor
16 gibt entsprechend der jeweiligen Schaltstellung der Zenerdiode 13, also durchlässig
oder gesperrt, einen Steuerstrom auf die nachgeschaltete, nicht dargestellte Kipp-.
stufe ab und.veranlaßt damit die Steuerung eines Relais und schließlich die Auslösung
des Schalters.To control a flip-flop, not shown, the bistable, monostable
or can be designed to tilt back with a delay, is the output of the Zener diode
13 connected to the base of transistor 16 and resistor 17. This transistor
16 is corresponding to the respective switching position of the Zener diode 13, that is, permeable
or blocked, a control current to the downstream, not shown tilting.
level off and cause control of a relay and ultimately triggering
of the switch.