DE1933942B2 - Anordnung zur elektronischen ueberwachung der sicherungs elemente von parallelgeschalteten verbraucherstromkreisen - Google Patents

Description

1 2

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung die indessen den Nachteil eines erheblichen Lei-

zur elektronischen Überwachung der Sicherungsele- stungsverbrauchs aufweisen.

mente von parallelgeschalteten Verbraucherstrom- Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine kreisen mit für jedes Sicherungselement getrennten, Anordnung anzugeben, die auf elektronischer Basis von einer Gleichspannungsquelle gespeisten Anzeige- 5 mit einem verhältnismäßig geringen Leistungsaufstromkreisen, von denen jeder Anzeigestromkreis aus wand eine differenzierte Meldung ermöglicht, ob ein einer Kontrollampe sowie aus mit dieser serien- oder mehrere Sicherungselemente ausgefallen sind, geschalteten, gesteuerten und ungesteuerten Halb- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch leiterventilen durch den Ausfall der zugehörigen Siehe- gelöst, daß den Kontrollampen und den ungesteuerrungselemente an ihren Steuerelektroden mit Zünd- io ten Halbleiterventilen ein Spannungsteiler mit für impulsen beaufschlagt sind, und mit einem weiteren, jeden Anzeigestromkreis gesonderten ersten Teilerden Sicherungselementen gemeinsamen Auslösekreis. widerständen und einem gemeinsamen zweiten Teiler-Bei einer bekannten Schaltungsanordnung zur widerstand parallelgeschaltet ist, daß der weitere AusÜberwachung der Sicherungselemente von parallel- lösekreis aus zwei parallel an die Gleichspannungsgeschalteten Verbraucherstromkreisen (deutsche Pa- 15 quelle angeschlossenen Meldestromkreisen besteht, tentschrift 1 251 426) sind von einer Gleichspan- welche von dem Spannungsteiler gesteuerte HaIbnungsquelle gespeiste Anzeigestromkreise vorgesehen, leiterschaltelemente aufweisen, von denen dem zweidie je von einem primärseitig mit einem Sicherungs- ten Halbleiterschaltelement ein Schwellwertglied vorelement verbundenen Impulstransformator in der geschaltet ist, und daß beide Halbleiterschaltelemente Weise gesteuert werden, daß bei Ausfall des Siehe- ao derart beschaltet sind, daß in an sich bekannter rungselementes einem in den Anzeigestromkreis Weise bei Ausfall von einem Sicherungselement nur geschalteten, gesteuerten Halbleiterventil ein Zünd- das erste Halbleiterschaltelement anspricht und den impuls zugeführt wird, wodurch dieses durchschaltet betreffenden Meldestromkreis durchschaltet und daß und je Anzeigestromkreis eine Meldelampe einschal- bei Ausfall jedes weiteren Sicherungselementes beide tet sowie ein gemeinsames Relais mit einem Halte- 25 Halbleiterschaltelemente ansprechen,
strom beaufschlagt. Durch das Anziehen des Relais Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung wird ein Meldestromkreis geschlossen, der in einer besteht darin, daß als gesteuerte Halbleiterschalteleräumlich entfernten Überwachungszentrale eine De- mente pnp-Transistoren in Emitterschaltung vorgesefektmeldung auslöst. hen sind, deren Basiselektroden mit der Abgriff-Nachteilig an der bekannten Anordnung ist je- 30 klemme des Spannungsteilers über je einen Vorwiderdoch, daß, gleichgültig ob eine oder mehrere Siehe- stand verbunden sind, deren Kollektorelektroden über rungselemente ausgefallen sind, stets die gleiche De- je ein Relais an die negative Klemme der Gleichfektmeldung abgegeben wird und nur durch Betrach- Spannungsquelle angeschlossen sind, und daß die ten der Lampen festgestellt werden kann, wie viele Emitterelektrode des ersten Schalttransistors an die Sicherungselemente ausgefallen sind. Die zu über- 35 positive Klemme der Gleichspannungsquelle gelegt wachenden Verbraucherstromkreise sind üblicher- ist, während die Emitterelektrode des zweiten Schaltweise so ausgelegt, daß die Stromüberlastung der transistors über zwei Potentialdioden als Schwell-Verbraucherstromkreise bei Ausfall nur eines Ver- wertglied mit der positiven Klemme der Gleichspanbraucherstromkreises noch innerhalb der zulässigen nungsquelle verbunden ist.

Grenzen liegt. Somit ist in diesem Fall lediglich die 4° Die Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sind

Abschaltung des ausgefallenen Verbraucherstrom- an Hand des in der Zeichnung veranschaulichten

kreises erforderlich, während bei Ausfall von zwei Ausführungsbeispiels näher erläutert; die Zeichnung

oder mehreren Verbraucherstromkreisen gegebenen- zeigt ein elektrisches Schaltbild der erfindungsgemä-

falls die gesamte Anlage abgeschaltet werden muß. ßen Anordnung.

Es ist daher wünschenswert, die Defektmeldung in 45 Von den zu überwachenden, parallelgeschalteten die Überwachungszentrale dahingehend zu differen- Verbraucherstromkreisen sind in der Zeichnung Iezieren, daß angezeigt wird, ob ein oder mehrere diglich die beiden Verbraucherstromkreisel und2 Sicherungselemente ausgefallen sind. dargestellt; es können jedoch weitere Verbraucher-Eine differenzierte Meldung ist von einer Anord- Stromkreise in beliebiger Anzahl vorgesehen werden, nung zum Schutz von Gleichrichtern bekannt (deut- 50 Die Verbraucherstromkreise enthalten Halbleiterbausche Auslegeschrift 1 148 323). Der Überwachungs- elemente 101, 201, die mit Sicherungselementen 102, teil dieser bekannten Anordnung enthält von einer 202 in Serie geschaltet sind. An die Klemmen jedes Gleichspannungsquelle gespeiste Anzeigestromkreise, Sicherungselementes sind Anzeigenetzwerke 103, 203 die mit zwei parallelgeschalteten Meldestromkreisen angeschlossen, deren Ausgänge über je eine Sperrgalvanisch verbunden sind. Die Meldestromkreise 55 diode 104 bzw. 204 und einen ersten Teilerwiderweisen Relais auf, die so ausgel&gt sind, daß bei nur stand 105 bzw. 205 an die Abgriffklemme 106 eines einem stromführenden Anzeigestromkreis der Halte- Spannungsteilers 107 gelegt sind. Der Spannungsteistrom für das erste Relais überschritten wird, wäh- ler 107 weist außer den durch die Abgriffklemme rend das zweite Relais erst bei dem Summenstrom 106 sekundärseitig parallel geschalteten ersten Teilerzweier oder mehrerer Anzeigestromkreise anzieht. 60 widerständen 105 bzw. 205 einen für sämtliche An-Bei dieser bekannten Anordnung müssen jedoch auf zeigenetzwerke 103 bzw. 203 gemeinsamen zweiten Grund der galvanischen Verbindung zwischen An- Teilerwiderstand 108 auf, der mit seinem zweiten zeige- und Meldestromkreisen die nur für geringe Anschluß an die positive Klemme einer Gleichspan-Ströme auszulegenden Anzeigestromkreise den hohen nungsquelle 109 angeschlossen ist.
Strömen zum sicheren Betätigen der Relais angepaßt 65 Die Anzeigenetzwerke 103 und 203 sind gleicharwerden. Hierfür sind Uberbrückungswiderstände vor- tig aufgebaut und weisen je einen mit den Klemmen gesehen, die parallel zu den in die Anzeigestrom- der Gleichspannungsquelle 109 verbundenen Ankreise geschalteten Kontrollampen angeordnet sind, zeigestromkreis 110 bzw. 210 auf, der aus der Serien-

3 4

schaltung einer Kontrollampe 111 bzw. 211, einem weise des Sicherungselementes 102, wird die Basisungesteuerten Halbleiterventil 112 bzw. 212 sowie elektrode des zugehörigen Schalttransistors 115 mit einem gesteuerten Halbleiterventil 113 bzw. 213 be- einem Spannungsimpuls beaufschlagt, wodurch der steht. Das gesteuerte Halbleiterventil 113 bzw. 213 Schalttransistor 115 vom nichtleitenden in den leitenwird von einem zwischen den Klemmen der Gleich- 5 den Zustand übergeführt wird und über seine Emitspannungsquelle 109 angeordneten Zündkreis 114, ter-Kollektorstrecke den Zündkreis 114 schließt. In 214 gesteuert, der durch einen Schalttransistor 115 dem Zündkreis 114 bildet sich während des leitenden bzw. 215 in Emitterschaltung schließbar ist. Bei Ver- Zustandes des Schalttransistors 115 ein Zündstrom wendung eines pnp-Transistors als Schalttransistor aus, der an dem Teilerwiderstand 118 einen Span-115 ist dessen Emitterelektrode über eine Potential- io nungsabfall hervorruft, welcher das gesteuerte Halbdiode 116 mit .der positiven Klemme der Gleichspan- leiterventil 113 zündet. Durch das Zünden des gesteunungsquelle 109 verbunden, während die Kollektor- erten Halbleiterventils 113 wird der Anzeigestromelektrode über einen Spannungsteiler mit den Teiler- kreis 110 durchgeschaltet, so daß über die Kontrollwiderständen 117 und 118 an die negative Klemme lampe 111, das ungesteuerte Halbleiterventil 112 und der Gleichspannungsquelle 109 angeschlossen ist. Die 15 das gesteuerte Halbleiterventil 113 ein Strom fließt, Abgriffklemme des genannten Spannungsteilers führt der die Kontrollampe 111 zum Aufleuchten bringt, zu der Steuerelektrode des gesteuerten Halbleiterven- Die Kontrollampen sind beispielsweise an der Außentils 113 und ist zum Schutz der Steuerelektrode gegen seite eines Schaltschrankes für die Verbraucherstromder Gleichspannungsquelle 109 überlagerte Wechsel- kreise angeordnet, so daß bei Aufleuchten einer Konspannungen mit einem als Wechselstromkurzschluß 20 trollampe das ausgefallene Sicherungselement von wirkenden, parallel zu dem Teilerwiderstand 118 an- einer Bedienungsperson identifiziert und ausgewechgeordneten Kondensator 119 verbunden. Die Basis- seit werden kann.

elektrode des Schalttransistors 115 ist über einen Vor- Da jedoch eine ständige Überwachung der Konwiderstand 120 und eine in Sperrichtung gepolte trollampen in Anbetracht des nur gelegentlichen AusDiode 121 mit dem ersten Anschluß des Sicherungs- 25 falls von Sicherungselementen zu aufwendig ist, sind elementes 102 verbunden, dessen zweiter Anschluß zur Signalisierung des Ausfalls eines oder mehrerer an die positive Klemme der Gleichspannungsquelle Sicherungselemente an eine Überwachungszentrale 109 führt. Die Basiselektrode des Schalttransistors die Meldestromkreise 124,125 vorgesehen.
115 ist ferner über eine weitere in Sperrichtung Nach Durchschalten des gesteuerten Halbleitergepolte Diode 122 mit der positiven Klemme der 30 ventils 113 oder 213 fließt zusätzlich zu dem Strom Gleichspannungsquelle 109 verbunden, so daß die in dem betreffenden Anzeigestromkreis 110 bzw. 210 Sperrspannung der Diode 122 als eingeprägte Vor- ein Strom in dem Spannungsteiler 107, und zwar über spannung an der Basiselektrode des Schalttransistors den zweiten Teilerwiderstand 108, den betreffenden 115 liegt. Zum Wechselspannungsschutz des Schalt- ersten Teilerwiderstand 105 bzw. 205, die nunmehr transistors 115 ist parallel zu der Diode 122 ein wei- 35 in Durchlassungsrichtung beaufschlagte Sperrdiode terer Kondensator 123 vorgesehen. 104 bzw. 204 sowie über das durchgeschaltete HaIb-

An die Abgriffklemme 106 des Spannungsteilers leiterventil 113 bzw. 213. Der durch diesen Strom an 107 sind als Auslösekreis die Steuereingänge von zwei dem zweiten Teilerwiderstand 108 auftretende Spanparallel mit der Gleichspannungsquelle 109 verbun- nungsabfall steht an den Basiselektroden der Schaltdenen Meldestromkreisen 124 und 125 angeschlos- 40 transistoren 128 und 129 als Spannungsimpuls an. sen. Die genannten Steuereingänge führen über je Die durch diesen Spannungsimpuls zwischen den einen Vorwiderstand 126 bzw. 127 an die Basiselek- Basis- und Emitterelektroden der Schalttransistoren trode je eines Schalttransistors 128 bzw. 129, bei- 128,129 abfallende Basis-Emitterspannung ist bei spielsweise eines pnp-Transistors in Emitterschaltung. dem Schalttransistor 129 auf Grund seines durch das Die Kollektorelektroden der Schalttransistoren 128, 45 Schwellwertglied 132,133 erniedrigten Emitterpoten-129 sind mit je einem Relais 130 bzw. 131 verbun- tials geringer als bei dem Schalttransistor 128. Wird den, die mit ihren zweiten Anschlüssen an die nega- der Betrag des genannten Spannungsimpulses so betive Klemme der Gleichspannungsquelle 109 gelegt messen, daß die jeweiligen Basis-Emitterspannungen sind. Parallel zu den Relais 130,131 ist je eine Frei- der Schalttransistoren 128,129 lediglich die Basislaufdiode 134 bzw. 135 geschaltet, welche die Kollek- 50 Emittersperrspannung des Schalttransistors 128, nicht torelektroden jedes zugehörigen Schalttransistors 128 aber die des Schalttransistors 129 überschreiten, so bzw. 129 mit einem ihrer Sperrspannung entsprechen- schaltet nur der Schalttransistor 128 durch und beden Potential vorspannen. Die Emitterelektrode des aufschlagt das Relais 130 mit einem Haltestrom. Das Schalttransistors 128 ist durch Verbindung mit der Anziehen des Relais 130 wird über einen nicht darpositiven Klemme der Gleichspannungsquelle 109 auf 55 gestellten Übertragungsstromkreis der räumlich entderen Potential gelegt, während zwischen die Emitter- fernten Überwachungszentrale gemeldet,
elektrode des Schalttransistors 129 und die positive Bei Ausfall von zwei oder von mehreren Siche-Klemme der Gleichspannungsquelle 109 als Schwell- rungselementen schalten entsprechend viele gesteuerte wertglied zwei Potentialdioden 132 und 133 geschal- Halbleiterventile 113, 213 durch, so daß der durch tet sind. Auf Grund dieser Maßnahme ist das Emit- 60 den zweiten Teilerwiderstand 108 fließende Strom terpotential des Schalttransistors 129 um die Summe auf Grund der Parallelschaltung von entsprechend der Sperrspannungen beider Potentialdioden 132, vielen ersten Teilerwiderständen 105, 205 einen grö-133 niedriger als das Emitterpotential des Schalt- ßeren Betrag aufweist als bei dem Ausfall von nur transistors 128. einem Sicherungselement. Infolge des vergrößerten

Die Wirkungsweise der in der Zeichnung dar- 65 Stroms durch den Teilerwiderstand 108 ist der Begestellten und vorstehend beschriebenen Schaltung trag des an den Basiselektroden der Schalttransissoll im folgenden erläutert werden. toren 128 und 129 anstehenden Spannungsimpulses

Bei Ausfall eines Sicherungselementes, beispiels- ebenfalls vergrößert, und zwar derart, daß nunmehr

auch der Schalttransistor 129 durchschaltet und das Relais 131 mit einem Haltestrom beaufschlagt. Das Anziehen beider Gleichstromrelais 130 und 131 ruft in der Überwachungszentrale die Meldung hervor, daß zwei oder mehrere Sicherungselemente ausgefallen sind, worauf sämtliche Verbraucherstromkreise abgeschaltet werden. Anschließend werden durch eine Bedienungsperson die ausgefallenen Sicherungselemente entsprechend den aufleuchtenden Kontrolllampen identifiziert und ausgewechselt.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Anordnung zur elektronischen Überwachung der Sicherungselemente von parallelgeschalteten Verbraucherstromkreisen mit für jedes Sicherungselement getrennten, von einer Gleichspannungsquelle gespeisten Anzeigestromkreisen, von denen jeder Anzeigestromkreis aus einer Kontrollampe sowie aus mit dieser seriengeschalteten, gesteuerten und ungesteuerten Halbleiterventilen aufgebaut ist und die gesteuerten Halbleiterventile durch den Ausfall der zugehörigen Sicherungselemente an ihren Steuerelektroden mit Zündimpulsen beaufschlagt sind, und mit einem weiteren, den Sicherungselementen gemeinsamen Auslösekreis, dadurch gekennzeichnet, daß den Kontrollampen (111,211) und den ungesteuerten Halbleiterventilen (112,212) ein Spannungsteiler (107) mit für jeden Anzeige-Stromkreis (110, 210) gesonderten ersten Teilerwiderständen (105, 205) und einem gemeinsamen zweiten Teilerwiderstand (108) parallelgeschaltet ist, daß der weitere Auslösekreis aus zwei parallel an die Gleichspannungsquelle (109) angeschlossenen Meldestromkreisen (124,125) besteht, welche von dem Spannungsteiler (107) gesteuerte Halbleiterschaltelemente (128, 129) aufweisen, von denen dem zweiten Halbleiterschaltelement (129) ein Schwellwertglied (132,133) vorgeschaltet ist, und daß beide Halbleiterschaltelemente (128,129) derart beschaltet sind, daß in an sich bekannter Weise bei Ausfall von einem Sicherungselement (102, 202) nur das erste Halbleiterschaltelement (128) anspricht und den betreffenden Meldestromkreis (124) durchschaltet und daß bei Ausfall jedes weiteren Sicherungselementes beide Halbleiterschaltelemente (128,129) ansprechen.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als gesteuerte Halbleiterschaltelemente (128,129) pnp-Transistoren in Emitterschaltung vorgesehen sind, deren Basiselektroden mit der Abgriffklemme (106) des Spannungsteilers (107) über je einen Vorwiderstand (126,127) verbunden sind, deren Kollektorelektroden über je ein Relais (130,131) an die negative Klemme der Gleichspannungsquelle (109) angeschlossen sind, und daß die Emitterelektrode des ersten Schalttransistors (128) an die positive Klemme der Gleichspannungsquelle (109) gelegt ist, während die Emitterelektrode des zweiten Schalttransistors (129) über zwei Potentialdioden als Schwellwertglied (132,133) mit der positiven Klemme der Gleichspannungsquelle (109) verbunden ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen