DE1933942C - Anordnung zur elektronischen Über wachung der Sicherungselemente von paral lelgeschalteten Verbraucherstromkreisen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur elektronischen Überwachung der Sicherungselemente von parullelgeschalteten Verbraucherstromkreisen mit für jedes Sicherungselement getrennten, von einer Gleichspannungsquelle gespeisten Anzeigestromkreisen, on denen jeder Anzeigestromkreis aus einer Kontrollampe sowie aus mit dieser seriengeschalteten, gesteuerten und ungesteuerten Halbleiterventilen durch den Ausfall der zugehörigen Sicherungselemente an ihren Steuerelektroden mit Zündimpulsen beaufschlagt sind, und mit einem weiteren, den Sicherungselementen gemeinsamen Auslösekreis.

Bei einer bekannten Schaltungsanordnung zur Überwachung der Sicherungselemente von parallelgeschalteten Verbraucherstromkreisen (deutsche Patentschrift 1 251 426) sind von einer Gleichspannungsquelle gespeiste Anzeigestromkreise vorgesehen, die je ,on einem primärseitig mit einem Sicherungselement verbundenen Impulstransformator in der Weise gesteuert werden, daß bei Ausfall des Sicherungselementes einem in den Anzeigestromkreis geschalteten, gesteuerten Halbleiterventil ein Zündimpuls zugeführt wird, wodurch dieses durchschaltet und je Anzeigestromkreis eine Meldelampe einschaltet sowie ein gemeinsames Relais mit einen; Haltestrom beaufschlagt. Durch das Anziehen des Relais wird ein Meldest!umkreis geschlossen, der in einer räumlich entfernten Überwachunr-.zentrale eine Defektmeldung auslöst.

Nachteilig an der bekannten A !Ordnung ist jedoch, daß, gleichgültig ob eine oder mehrere Sicherungselemente ausgefallen sind, stets die gleiche Defektmeldung abgegeben wird und nur durch Betrachten der Lampen festgestellt werden kann, wie viele Sichcrungselemente ausgefallen sind. Die zu überwachenden Verbraucherstromkreise sind üblicherweise so ausgelegt, daß die Stromüberlastung der Verbraucherstromkreise bei Ausfall nur eines Verbraucherstromkreises noch innerhalb der zulässigen Grenzen liegt. Somit ist in diesem Fall lediglich die Abschaltung des ausgefallenen Verbraucherstromkreises erforderlich, während bei Ausfall von zwei oder mehreren Verbraucherstromkreisen gegebenenfalls die gesamte Anlage abgeschaltet werden muß. Es ist daher wünschenswert, die Defektmeldung in die Überwachungszentralc dahingehend zu differenzieren, daß angezeigt wird, ob ein oder mehrere Sicherungsclementc ausgefallen sind.

Ei ine differenzierte Meldung ist von einer Anordnung zum Schutz von Gleichrichtern bekannt (deutsche Auslegeschrift 1 148 323). Der Überwachungsteil dieser bekannten Anordnung enthält von einer Gleichspannungsquellc gespeiste Anzcigeslromkrcise, die mit zwei parallelgeschaltelen Meldestromkreisen galvanisch verbunden sind. Die Meldestromkreisc weisen Relais auf, die so ausgelegt sind, daß bei nur einem stromführenden Anzeigestromkreis der Haltestrom für das erste Relais überschritten wird, während das zweite Relais erst bei dem Summenstrom zweier oder melrerer Anzeigestromkreise anzieht. Bei dieser bekannten Anordnung müssen jedoch auf Grund der galvanischen Verbindung zwischen Anzeige- und Meldestromkreisen die nur für geringe Ströme auszulegenden Anzcigeslromkreise den hohen Strömen /um sicheren Betätigen der Relais angepaßt werden. Hierfür sind Übcrbriickungswidcrstände vorficdien, die parallel zu den in die Anzeigestromkreise geschalteten Kontrollampen angeordnet sind.

die indessen den Nachteil eines erheblichen Leistungsverbrauchs aufweisen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Anordnung anzugeben, die auf elektronischer Basis mit einem verhältnismäßig geringen Leistungsaufwand eine differenzierte Meldung ermöglich., ob ein oder mehrere Sicherungselemente ausgefallen sind. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß den Kontrollampen und den ungesteuer-

ten Halbleiterventilen ein Spannungsteiler mit für jfden Anzeigestromkreis gesonderten ersten Teilerwiderständen und einem gemeinsamen zweiten Teilerwiderstand parallclgeschaltet ist, daß der weitere Auslösekreis aus zwei parallel an die Gleichspannungs-

quelle angeschlossenen Meldestromkreisen besteht, welche von dem Spannungsteiler gesteuerte HaIbleiterschaltelem.nte aufweisen, von denen deiri zweiten Halbleiterschaltelement ein Schwellwertglied vorgeschaltet ist, und daß beide Halbleiterschaltelemente

ao derart beschaltet sind, daß ii. an sich bekannter Weise bei Ausfall von einem Sicherungselement nur das erste Halbleiterschaltelement anspricht und den betreffenden Meldejtromkreis durchschaltet und daß bei Ausfall jedes weiteren Sicherungselementes beide Halbleiterschaltelemente ansprechen.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß als gesteuerte Halbleiterschaltelemente pnp-Transistoren in Emitterschaltung vorgesehen sind, deren Basiselektroden mit der Abgriffklemme des Spannungsteilers über je einen Vorwiderstand verbunden sind, deren Kollektorelektroden über je ein Relais an die negative Klemme der Gleichspannungsquelle angeschlossen sind, und daß die Emitterelektrode des ersten Schalttransistors an die positive Klemme der Gleichsparrnungsquelle gelegt ist. während die Emitterelektrode des zweiten Schalttransistors über zwei Potentialdioden als Schwellwertglied mit der positiven Klemme der Gleichspannungsquelle verbunden ist.

Die Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sind an Hand des in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispicls näher erläutert; die Zeichnung zeigt ein elektrisches Schaltbild der erfindungsgemäßen Anordnung.

Von den zu überwachenden, parallelgeschalteten Verbraucherstromkreisen sind in der Zeichnung lediglich die beiden Verbraucherstromkreise 1 und 2 dargestellt; es können jedoch weitere Verbraucher-Stromkreise in bel'jbigcr Anzahl vorgesehen werden.

Die Verbraucherstromkreise enthalten Halbleiterbauelemente 101, 201, die mit Sichcrungselementen 102, 202 in Serie geschaltet sind. An die Klemmen jedes Sichcrungsclcmcntes sind Anzeigenetzwerke 103, 203 angeschlossen, deren Ausgänge über je eine Sperrdiode 104 bzw. 204 und einen ersten Teilerwiderstand 105 bzw. 205 an die Abgriffklemme 106 eines Spannungsteilers 107 gelegt sind. Der Spannungsteiler 107 weist außer den durch die Abgriffklemme 106 sekundärseitig parallel geschalteten ersten Teilerwiderständen 105 bzw. 205 einen für sämtliche Anzeigenetzwerke 103 bzw. 203 gemeinsamen zweiten Teilerwiderstand 108 auf, der mit seinem zweiten Anschluß an die positive Klemme einer Gleichspannungsquellc 109 angeschlossen ist.

Die Anzeigenetzwerke 103 und 203 sind gleichartig aufgehallt und weisen je einen mit den Klemmen der Gleichspannungsquclle 109 verbundenen Anzeigestromkreis 110 bzw. 210 auf, der aus der Serien-

schalung einer Kontrollampe 111 bzw. 211, einem weise des Sieherurißselemeiues 102, wird die Basisungesteuerien Halbleiterventil 112 bzw. 212 sowie elektrode des zugehörigen Schalttransistors 115 mit einem gesteuerten Halbleiterventil 113 bzw. 213 be- einem Spannungsimpuls beaufschlagt, wodurch der -lein. Das gesteuerte Halbleiterventil 113 bzw. 213 Schalttransistor 115 vom nichtleitenden in den leitenv. nil von einem zwischen den Klemmen der Gleich- 5 den Zustand übergeführt wird und über seine Emitvp.iniHingsquelle 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 iv'.v. 215 in Emitterschaltung schließbar ist. Bei Ver- Zustandes des Schalttransistors 115 ein Zündstrnni .,iHlung 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 HaIh-.: ,nie 116 mit der positiven Klemme der Gleichspan- leiterventil 113 zündet. Durch das Zünden desgesteiiliiigsquelle 109 verbunden, während die Kollektor- erten Halbleiterventils 113 wird der Anzeigestromr.ktrode über einen Spannungsteiler mit den Teiler- kreis 110 durchgeschaltet, so daß über die Kontroll-Y ,.!erständen 117 und 118 an die negative Klemme lampe 111, das ungesteuerte Halbleiterventil 112 und ! r Gkichspannungsquelle 109 angeschlossen ist. Die 15 das gesteuerte Halbleiterventil 113 sin Strom fließt. Atigriffklemme des genannten Spannungsteilers führt der die Kontrollampe 111 zum Aufleuchten bringt. zu der Steuerelektrode des gesteuerten Halbleiterven- Die Kontrollampen sind beispielsweise an der AußentN. 113 und ist zum Schutz der Steuerelektrode gegen seite eines Schaltschrankes für d'e Verbraucherstromtier Gleichspannungsquelle 109 Überlage.te Wechsel- kreise angeordnet, so daß bei Aufleuchten einer Konspannungen mit einem als Wechselstrorakurzschluß 20 trollampe das ausgefallene Sicherungselement von v.irkenden, parallel zu dem Teilerwiderstand 118 an- einer Bedienungsperson identifiziert und ausgewech- £. ordneten Kondensator 119 verbunden. Die Basis- seit werden kann.

elektrode des Schalltransistors 115 ist über einen Vor- Da jedoch eine ständige Überwachung der Konv iderstand 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 ei inentes 102 verbunden, dessen zweiter Anschluß zur Signalisierung des Ausfalls -;incs oder mehrerer zn die positive Klemme der Gleichspannungsquelle Sicherungselemente an eine Überwachungszentrale 1 '59 führt. Die Basiselektrode des Schalttransistrrs die Meldestromkreise 124, 125 vorgesehen.
115 ist ferner über eine weitere in Sperrichtung Nach Durchschalten des gesteuerten Halbleitericnolte Diode 122 mit der positiven Klemme der 30 ventils 113 oder 213 fließt zusätzlich zu dem Strom (ileichspannungsquelle 109 verbunden, so daß die in dem betreffenden A.nzeigestromkreis 110 bzw. 210 Sperrspannung der Diode 122 als eingeprägte Vor- ein Strom in dem Spannungsteiler 107, und zwar über «,pannung an der Basiselektrode des Schalttransistors den zweiten Teilerwiderstand 108, den betreffenden 115 liegt. Zum Wechselspannungsschutz des Schalt- ersten Teilenviderstand 105 bzw. 205, die nunmehr transistors Li.5 ist narallel zu der Diode 122 ein wei- 35 in Durchlassungsrichtung beaufschlagte Sperrdiode lerer Koniensator 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 Teilenviderstand 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 Kollektorelcktroden 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 bctive Klemme der Gleichspannungsquelle 109 gelegt messen, daß die jeweiligen Basis-Emittcrspannungen sind, Parallel zu den Relais 130, 131 ist je eine Frei- ü.:r Schalttransistoren 128, 129 lediglich die Basislaufdiode 134 bzw. 135 geschaltet, welche die Kollek- 50 Emittersperrspannung des Schalttransistors 128, nicht torclektrodcn 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 ^cclen Potential vorspannen. Die Emitterelektrode des aufschlagt das Relais 130 mit einem Haltestrom. Das Schalttransistors 128 ist durch Verbindung mit der Anziehen dc^r Relais 130 wird über einen nicln darpositiven Klemme der Gleidispanniingsquclle 109 auf 55 gestellten Übertragungsstromkreis der raumlich cntderen Potential gelegt, während zwischen die Emitter- fernten Überwachungszentrale gemeldet,
elektrode des Schalttransistors 129 und die positive Bei Ausfall von zwei oder von meiireren Sichc-Klemmc der Gleichspannungsquelle 109 als Schwell- rungselementen schalten entsprechend viele gesteuerte wertglicd zwei Potentialdioden 132 und 133 geschal- Halbleiterventile 113, 213 durch, so daß der durch tct sind. Auf Grind dieser Maßnahme ist das Emit- 60 den zweiten feilerwiderstand 108 fließende Strom terpotential des Schalttransistors 129 um die Summe auf Grund der Parallelschaltung von entsprechend der Sperrspannungen beider Potentialdioden 132, vielen ersten Teilcrwiderständen 105, 205 einen grö- 133 niedriger als das Emitterpotential des Schalt- fieren Betrag aufweist als bei dem Ausfall von nur transistors 128. einem Sicherungsclcment. Infolge des vergrößerten

Die Wirkungsweise der in der Zeichnung dar- 65 Stroms durch den Tcilerwidcrstand 108 ist der Bc-

gcstelltcn und vorstehend beschriebenen Schaltung trag des an den Basiselektroden der Schalttransis-

soll im folgenden erliiutcrt werden. toren 128 und 129 anstehenden Spannungsimpulses

Bei Ausfall eines Sichcrungselcmentes, hcispicls- ebenfalls vergrößert, und zwar derart, daß nunmehr

auch der Schaltlransistor 129 durchschaltet und das Relais 131 mit einem Haltcstrom beaufschlagt. Das Anziehen heider Gleichstromrelais 130 und 131 ruft in der Überwachungszentrale die Meldung hervor, daß zwei oder mehrere Sicherungselemente ausgefal- S len sind, worauf sämtliche Verbraucherstromkreise abgeschaltet werden. Anschließend werden durch eine Bedienungsperson die ausgefallenen Sicherungselcmente entsprechend den aufleuchtenden Kontrolllampen identifiziert und ausgewechselt. »o

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Anordnung zur elektronischen überwachung der Sicherungselemente von parallelgeschalteten ts Verbraucherstromkreisen mit für jedes Sicherungselement geirennten, von einer Gleichspannungsquelle gespeisten Anzeigestromkreisen, von denen jeder Anzeigestromkreis aus einer Kontrollampe sowie aus mit dieser seriengeschalteten, ao 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 as 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 Gleichspannungsc|ucllc (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 Halbleiterschallelemente (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