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Schaltungsanordnung für relaisüberwachte Stromkreise zum Feststellen
von Aderberührungen Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für relaisüberwachte
Stromkreise, insbesondere Lichtsignalstromkreise im Eisenbahnsicherungswesen, zum
Feststellen von Aderberührungen zwischen Speiseleitungen, die über Anschaltkontakte
zum bedarfsweisen Anschalten von Potential an einen von mehreren Verbrauchern zu
den Verbrauchern führen.
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Zum Überwachen des Betriebszustandes elektrischer Verbraucher ist
es bekannt, diese Verbraucher mit einem oder mehreren Überwacherrelais in Reihe
zu schalten. So wird zum Beispiel im Eisenbahnsicherungswesen das Leuchten bzw.
Nichtleuchten der Signallampen eines an der Strecke stehenden Lichtsignals in einer
fernen Steuer- oder Leitstelle durch den jeweiligen Schaltzustand eines Überwacherrelais
dargestellt. Die bekannten Schaltungsanordnungen zum Überwachen des ordnungsgerechten
Betriebszustandes mit einer Reihenschaltung aus elektrischem Verbraucher und Überwacherrelais
haben vielfach den Nachteil, daß das oder die Überwacherrelais durch Fremdspannungseinfall,beispielsweise
infolge Aderberührung, zu anderen elektrischen Verbrauchern erregt sein können,
obgleich die elektrischen Verbraucher selbst nicht stromdurchflossen sind. Desgleichen
ist es möglich, daß-durch Fremdspannungseinfall zwar die elektrischen Verbraucher,
nicht aber die Überwacherrelais beaufschlagt sind. Damit wird in der Steuer-und
Leitstelle ein Betriebszustand der zu überwachenden Verbraucher vorgetäuscht, der
tatsächlich nicht gegeben ist.
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Um derartige Störungen zu erkennen, ist es beispielsweise bekannt,
vor dem Anschalten eines Verbrauchers die zum Verbraucher führenden Leitungen auf
Fremd spannung seinfall und Aderberührung zu prüfen. Eine derartige Schaltungsanordnung
ist beispielsweise aus der DT-PS Nr. 969 111 ersichtlich, bei der vor der Anschaltung
der Netzspannung an einen Verbraucher bei einer Berührung zwischen der jeweils angeschalteten
Leitung und einer der übrigen Leitungen ein Prüfrelais anspricht und die Netzspannung
wieder abschaltet. Um betriebsmäßig zu prüfen, daß das Prüfrelais selbst richtig
arbeitet, wird es bei jedem Anschalten eines Verbrauchers vorübergehend zum Ansprechen
gebracht und die Anschaltung der Netzspannung davon abhängig gemacht, daß das Prüfrelais
anspricht und anschließend wieder abfällt.
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Bei der in der DT-PS Nr. 969 111 angegebenen Schaltungsanordnung ist
ein gesondertes Prüfrelais für die Feststellung von Aderberührungen erforderlich.
Will man zusätzlich den jeweiligen Betriebszustand der elektrischen Verbraucher
in einer fernen Steuer- oder Leitstelle zur Anzeige bringen, so ist mindestens ein
weiteres Prüfrelais erforderlich.
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Dieser Nachteil ist bei einer aus der DT-AS Nr. 1 605 428 bekannten
Schaltungsanordnung zum Prüfen von relaisüberwachten Signalstromkreisen auf Fremdspannungseinfall
vermieden. Dort dient das Überwacherrelais zum Überwachen des jeweiligen Betriebszustandes
eines Verbrauchers gleichzeitig zur Störungsmeldung bei Aderberührung. Zu diesem
Zweck sind zwei nacheinander ansprechende Steuerrelais zum Anschalten der elektrischen
Verbraucher vorgesehen; das erste Steuerrelais schaltet diejenige der zum Verbraucher
führenden Adern an, in der das Überwacherrelais angeordnet ist. Das andere, verzögert
ansprechende Steuerrelais kann die zweite zum Verbraucher führende Ader nur dann
durchschalten, wenn innerhalb einer vorgegebenen Zeit nach dem Ansprechen des ersten
Steuerrelais das Überwacherrelais nicht angezogen hat, d.h.
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kein Fehler vorliegt.
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Diese Schaltungsanordnung benötigt zwar nur ein einziges Überwacherrelais
zum Überwachen des Betriebszustandes eines elektrischen Verbrauchers und zum Überwachen
der zu dem elektrischen Verbraucher führenden Adern auf Aderberührung und Fremdspannungseinfall;
diese Prüfung wird jedoch jeweils nur kurz vor der Anschaltung der elektrischen
Verbraucher durchgeführt. Tritt nach der Anschaltung eines elektrischen Verbrauchers
eine Aderberührung auf, so kann sie in der fernen Steuer- und Leitstelle nur dann
erkannt werden, wenn es sich um eine Berührung mit einer potentialverschiedenen
Leitung handelt. Dabei sprechen entweder Überstromsicherungen an bzw. es kommt zu
einer erheblichen Stromabsenkung im zü überwachenden Stromkreis und damit zum Abfall
des Überwacherrelais.
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Berührungen mit potentialgleichen Adern dagegen machen sich erst bei
der jeweils nächstfolgenden Anschaltung eines elektrischen Verbrauchers bemerkbar;
Berührungen mit Speiseleitungen abgeschalteter Verbraucher zu anderen Verbrauchern
können überhaupt nicht festgestellt werden.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Schaltungsanordnung
für relaisüberwachte Stromkreise zu schaffen, bei der ein einziges Überwacherrelais
zum Überwachen des Betriebszustandes der elektrischen Verbraucher und zur ständigen
Überwachung von zu den Verbrauchern führenden Adern auf Fremdspannungseinfall und
Aderberührung vorgesehen ist.
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Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß ein für alle Stromkreise
gemeinsames Überwacherrelais, das mit dem jeweils angeschalteten Verbraucher über
den zugehörigen Anschaltkontakt in Reihe geschaltet und bei ordnungsgerechtem Betriebszustand
erregt ist, bei Aderberührung durch Abfallen eine Störungsmeldung auslöst und dazu
so in die zu einem ersten Verbraucher führende Speiseleitung einbezogen ist, daß
der zugehörige Anschaltkontakt zwischen Überwacherrelais und Speise stromquelle
für diesen Verbraucher angeordnet ist, daß die zu den übrigen Verbrauchern führenden
Speiseleitungen über die zugehörigen
Anschaltkontakte zwischen Überwacherrelais
und Anschaltkontakt für den ersten Verbraucher an die Speiseleitung für den ersten
Verbraucher angeschlossen sind und daß die Reihenschaltung aus Überwacherrelais
und Anschaltkontakt für den ersten Verbraucher überbrückbar ist durch Wiederholerkontakte
der Anschaltkontakte aller übrigen Verbraucher beim Anschalten eines dieser Verbraucher.
Wird beim Abschalten des ersten Verbrauchers einer der übrigen Verbraucher angeschaltet,
so wird über einen der Wiederholerkontakte auch die zum ersten Verbraucher führende
Speiseleitung und damit der eine Anschluß des Uberwacherrelais an Spannung gelegt.
Hat diese Speiseleitung Berührung mit der zu dem jeweils angeschalteten Verbraucher
führenden Speiseleitung, d.h., liegen beide Leitungen auf gleichem Potential, fällt
das Überwacherrelais ab, weil der andere Anschluß des Überwacherrelais über einen
geschlossenen Anschaltkontakt auf gleichem Potential liegt.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend an Hand der
Zeichnung näher erläutert.
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In der Zeichnung sind die Lichtsignalstromkreise zweier Signallampen
LR für das Haltlicht und LG für das Fahrtlicht eines zweibegriffigen Lichtsignales
dargestellt. Die Stromversorgung der Signallampen erfolgt aus einer nicht dargestellten
Speisestromquelle mit den Anschlußklemmen + und - über Speiseleitungen A und B bzw.
C und D. Zum wechselweisen Anschalten der Signallampen dienen Anschaltkontakte 21
bis 25 eines Stellrelais 2 und 31 eines Stellrelais 3. Die Anschaltstromkreise der
Stellrelais 2 und 3 sind rechts neben den Lichtsignalstromkreisen der Signallampen
LR und LG dargestellt. Die Überwachung des Betriebszustandes der jeweils angeschalteten
Signallampe erfolgt mit Hilfe eines Überwacherrelais 1, das über Anschaltkontakte
mit der jeweils angeschalteten Signallampe in Reihe geschaltet und bei ordnungsgerechtem
Betriebszustand erregt ist. Im dargestellten Beispiel ist die Signallampe LR für
das Haltlicht angeschaltet. Das Uberwacherrelais 1
ist dabei über
die Anschaltkontakte 21 und 31 sowie die Speiseleitungen A und B erregt; Soll an
Stelle des Haltlichtes LR das Pahrtlicht LG angeschaltet werden, so muß der Pahrstraßenschließer
FS im Anschalt stromkreis der Anschaltrelais 2 und 3 geschlossen werden. Das Anschaltrelais
2 zieht dann an und legt dabei seine Kontakte 21 bis' 25 um. Über den Kontakt 22,
die Wicklung des Überwacherrelais 1, die Anschaltkontakte 23 und 24 und die Speiseleitungen
C und D wird die Signallampe LG an Spannung gelegt. Der Speisestromkreis für die
Signallampe LR über die Kontakte 22 und 31 der beiden Anschaltrelais bleibt zunächst
noch bestehen. Beim Wechsel der Kontakte des Anschaltrelais 2 wird über den Kontakt
25 dieses Relais das Anschaltrelais 3 an Spannung gelegt. Der Kontakt 31 dieses
Relais trennt den noch bestehenden Speise stromkreis für die Signallampe LR auf,
so daß lediglich noch die Signallampe LG für den Fahrtbegriff angeschaltet ist.
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Zur erneuten Anschaltung der Signal lampe LR für das Halt signal wird
der Fahrstraßenschließer FS geöffnet, wobei die Anschaltrelais 2 und 3 stromlos
werden und ihre Kontakte wieder in die dargestellte Lage wechseln.
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Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel eines Lichtsignals gibt
das Haltlicht den ungefährlicheren und das Fahrtlicht den gefährlicheren Zustand
an; ein irrtümlich oder fehlerhaft angeschaltetes Haltlicht kann zwar eine Behinderung,
aber keine Gefährdung mit sich bringen, während ein irrtümlich oder fälschlicherweise
angeschaltetes Pahrtlicht zu einer Betriebs- oder sogar zu einer Personengefährdung
führen kann.
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Aus diesem Grunde sind an die Anschaltung des Fahrtlichtes höhere
Sicherungsforderungen zu stellen als an die Anschaltung des Haltlichtes. Bei der
Anschaltung des Haltlichtes genügt es, von der Steuerstelle aus zu überprüfen, ob
über die zugehörige Speiseleitung A und B ein Strom fließt, der innerhalb gewisser
festgelegter Grenzen liegt. Ist eine der Speiseleitungen
A oder
B unterbrochen, so fällt das Überwacherrelais ab; sind die Speiseleitungen kurzgeschlossen,
so spricht eine Sicherung S1 an und unterbricht damit ebenfalls den Stromkreis über
das Überwacherrelais 1.
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Auch bei angeschaltetem Fahrtlicht wird das Über- bzw. Unterschreiten
vorgegebener Schwellwerte für den in den Speiseleitungen C und D fließenden Speise
strom über das Überwacherrelais 1 und eine weitere Sicherung S2 überwacht: Beim
Auftrennen einer der Speiseleitungen C bzw. D wird das Überwacherrelais 1 stromlos,
während beim Kurzschließen der Speiseleitungen die Sicherung S2 anspricht und den
Stromkreis über das Uberwacherrelais 1 auftrennt.
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Findet bei angeschaltetem Fahrtlicht eine Aderberührung zwischen den
Speiseleitungen A und C statt, so wird das Überwacherrelais 1 durch den Anschaltkontakt
23 kurzgeschlossen, weil die Speiseleitungen A und C auf gleichem Potential liegen.
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Eine derartige Aderberührung bewirkt den Abfall des Überwacherrelais
1 und damit das Auslösen einer Störungsmeldung. Eine Aderberührung zwischen den
Speiseleitungen A und D würde die Sicherung S2 zum Ansprechen bringen und dadurch
eine Auftrennung des Speise- und Überwachungsstromkreises bewirken.
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Eine Aderberührung zwischen den Speiseleitungen B und D würde bei
angeschaltetem Fahrtlicht ein Mitleuchten des Haltlichtes bewirken und damit mindestens
am Signal selbst eine Störung signalisieren.
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Eine Aderberührung zwischen den Speiseleitungen B und C würde bei
angeschaltetem Relais 2 und noch abgefallenem Relais 3 zum Auslösen der Sicherung
S1 führen.
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Das dargestellte Ausführungsbeispiel gibt nur das Prinzip der vorliegenden
Erfindung wieder. AbhängigKeiten zwischen der Betätigung der Steuerrelais und dem
jeweiligen Schaltzustand des Überwacherrelais sind aus Gründen der Transparenz nicht
dargestellt, lassen sich jedoch in Abhängigkeit von den
jeweils
vorliegenden Gegebenheiten in die Stromkreise einfügen.
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Bei entsprechender Beschaltung ist es'möglich, drei- oder mehrbegriffige
Signale mit der erfindungsgemäßen Schaltung auszurüsten.
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Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung ist nicht nur geeignet, Aderberührung
zwischen bestimmten Speiseleitungen festzustellen, sondern dient gleichzeitig zur
Überwachung der Anschaltkontakte und der-internen Verdrahtung der Anordnung. Schließt
einer der Anschaltkontakte aus irgendeinem Grunde nicht mehr einwandfrei, fällt
das Überwacherrelais ab und signalisiert eine Störung. Desgleichen macht sich jede
nicht betriebsmäßige Unterbrechung einer Speiseleitung durch Abfall des Überwacherrelais
bemerkbar. Dies gilt insbesondere auch für den Leitungszweig mit dem Anschaltkontakt
22. Infolge der sich bei jedem Signalwechsel ändernden Stromflußrichtung im Überwacherrelais
ergibt sich bei jedem Signalwechsel eine Prüfung sämtlicher Verbindungspunkte der
Adern untereinander auf Durchgang.
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Die Erfindung läßt sich nicht nur bei Lichtsignalstromkreisen der
oben bezeichneten Art verwenden, sondern grundsätzlich überall dort, wo mindestens
einer von, mehreren elektrischen Verbrauchern angeschaltet und auf seinen Betriebszustand
überwacht werden soll. Zweckmäßigerweise wird dabei der Verbraucher mit der jeweils
niedrigsten Wertigkeit o angeschlossen wie im vorliegenden Ausführungsbeispiel die
Signallampe LR für das Haltsignal und höherwertige Verbraucher, bei denen Aderberührungen
besonders kritisch sind, so wie die Signallampe LG für ein Fahrtsignal. Die Anzahl
der insgesamt getrennt je für sich oder gemeinsam anschaltbaren Verbraucher unterliegt
keiner Beschränkung.
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5 Patentansprüche 1 Figur