DE2443704A1 - Schaltungsanordnung zur elektronischen ueberwachung eines fernbedienbaren unterbrechersystems - Google Patents

Schaltungsanordnung zur elektronischen ueberwachung eines fernbedienbaren unterbrechersystems

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DE2443704A1
DE2443704A1 DE19742443704 DE2443704A DE2443704A1 DE 2443704 A1 DE2443704 A1 DE 2443704A1 DE 19742443704 DE19742443704 DE 19742443704 DE 2443704 A DE2443704 A DE 2443704A DE 2443704 A1 DE2443704 A1 DE 2443704A1
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Walter L Rutchik
Lawrence J Ryczek
Donald L Van Zeeland
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Cutler Hammer World Trade Inc
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Description

Dr. F. Zumsteln sen. - Dr. E. Assmann Dr.R.Koenlgsberger - Dipl.-Phys. R. Holzbauer - Dr. F. Zumstein Jun.
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TELEFON: SAMMEL-NR. 225341 . 8 MÜNCHEN 2, TELEX 529979 BRÄUHAUSSTRASSE 4 TELEGRAMME: ZUMPAT · '
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Case OBE 1894
CUTLER-HAMMER WORLD TRADE, INC. Milwaukee (Wisconsin), USA
Schaltungsanordnung zur elektronischen überwachung eines fernbedienbaren Unterbrechersystems
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur elektronischen überwachung eines fernbedienbaren Unterbrechersystems, bei dem mindestens ein Haupt-Unterbrechersibhaltkreis oder Haupt-Ausschalter normalerweise durch Erregen von Einstelloder Einschalt- und Auslösespulen in Abhängigkeit vom öffnen eines servogesteuerten Schaltkreisunterbrechers betätigbar ist und bei dem eine Überlastauslösung des Haupt-Ausschalters zu einem Schließen der Überlast-Auslösekontakte führt, um einen Steuerstrom durch den servogesteuerten Schaltkreisunterbrecher zu schicken, um diesen zu öffnen.
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In der US-Patentschrift 3 706 916 ist ein fernsteuerbares Unterbrechersystem beschrieben, das sich insbesondere für große Düsenflugzeuge eignet. Bei diesem Unterbrechersystem ist eine elektronische Steuerung und überwachung in Verbindung mit mechanisch betätigbaren Durchschaltkontakten vorgesehen, um die Erregung von "Setz-" oder "Einschalt-" und "Auslöse"-Spulen der elektromagnetischen Betätigungseinrichtung des Unterbrechers in Abhängigkeit vom Schließen und öffnen einer entfernt angeordneten Pilot- oder Servosteuerschaltung für den Unterbrecher zu steuern. Die elektronische Steuerung spricht zusätzlich auf das Auslösen des Hauptunterbrechers an, um den Pilot-Unterbrecher mit einem Steuerwert eines simulierten Uberlaststroms zu beaufschlagen, der letzteren auslöst und eine Anzeige für das öffnen des Haupt-Schaltkreisunterbrechers liefert.
Die Betätigung der erwähnten Trenn- oder Unterbrecherkontakte hängt vom Anker der elektromagnetischen Betätigungseinrichtung ab, die jeweils eine oder die andere Endstellung einnimmt. Die erforderliche Einstellung, damit diese Kontakte in Obereinstimmung mit dem seine festgelegten Stellungen erreichenden Anker öffnen, ist kritisch, öffnen die Kontakte zu früh, so kann der Anker seine Endstellung nicht erreichen, unterbleibt dagegen das öffnen oder öffnen sie zu spät, so kann ein Durchbrennen der Wicklung die Folge sein. Um die Entregung dieser Betätigungsspulen der elektromagnetischen Betätigungseinrichtung in richtiger Weise sicherzustellen, ist daher ein nichtmechanisches Verfahren wünschenswert.
Der Erfindung liegt damit vor allem die Aufgabe zugrunde, ein elektronisches Fernsteuersystem nach der eingangs genannten Gattung zur Fernsteuerung von Unterbrecherschaltkreisen so zu verbessern, daß nach der Erregung entweder der Einstelloder der Auslösespule oder beiderSpulen der elektromagnetischen Betätigungseinrichtung des Unterbrecherschaltkreises eine Entregung erfolgt, ohne daß dafür Unterbrecher- oder Trennkontakte erforderlich sind.
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Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich bei einer Schaltungsanordnung nach der eingangs genannten Gattung erfindungsgemäß durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Maßnahmen, deren vorteilhafte Weiterbildungen in Unteransprüchen gekennzeichnet sind.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die Pinstell- oder Einschalt- sowie die Auslösespulen mit zeitgesteuerten Strömimpulsen eine Dauer beaufschlagt, die ausreicht, um sicherzustellen, daß der Anker der elektromagnetischen Betätigungseinrichtung sicher von einer in die andere markierte oder Endstellung umschaltet.
Ein besonderer Vorteil ergibt sich mit der Erfindung daraus, daß das elektronische Steuer- und Überwachungssystem in gleicher Weise sicher sowohl bei Anschluß an eine Haupt-Wechselstromversorgung als auch beim Betrieb mit einer Hilfs-Gleichspannung arbeitet. Zur Auslösung der Touch-Steuerung und Triggerung für die Erregung der Einstell- und Auslösespulen in Abhängigkeit vom Schließen und öffnen des entfernten Pilot-Steuerunterbrechers lassen sich besonders vorteilhaft logische Digitalbausteine, sogenannte Logikmodule, einsetzen, die bei einer zu bevorzugenden Ausführung der Erfindung, wie sie nachfolgend anhand eines Beispiels erläutert ist, auch zur Auslösung der Entregung der Einstell- und Auslösespulen in einem vorbestimmbaren Zeitintervall nach der Erregung der Spulen einsetzen lassen.
Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend erläutert.
Die einzige Figur der Zeichnung zeigt das Schaltbild einer Fernsteuerung für ein Ausschalter- oder Unterbrechersystem mit Merkmalen der Erfindung.
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Das dargestellte Ausführungsbeispiel der Erfindung bezieht sich auf eine Steuer- und überwachungsschaltung für die Fernbedienung eines Unterbrechersystems for ein typisches Dreiphasennetz, eine 115/200-Volt-, 400-Hz-Wechselstromversorgung und eine Gleichstromhilfsversorgung von 28 Volt, wie sie heute in großen Düsenflugzeugen üblich sind. Die Anordnung enthält unabhängige Bimetall-Thermoelemente 10a, 10b und 10c, die in Reihe liegen zu den drei Phasen der Hauptversorgungsleitungen A, B bzw. C. Dazu wiederum in Reihe liegen die Haupt-Lastkontakte 12a, 12b und 12c sowie eine Last 13.
Die Kontakte 12a, 12b und 12c werden elektromagnetisch bei Erregung einer Einstell- oder Einschaltspule S geschlossen und bei Erregung einer Auslösespule T wieder geöffnet, was nachfolgend noch in Einzelheiten erläutert wird. Die Erregung und Entregung der Spulen S und T wird ausgelöst durch Betätigung des entfernt angeordneten Pilot-Unterbrecherschaltkreises RPB, der beispielsweise in der Pilotenkanzel untergebracht ist und dort vom Flugpersonal betätigt und überwacht wird. Uberlast-Auslösekontakte OLT, die normalerweise beim normalen öffnen und Schließen der Kontakte 12a, 12b und 12c entsprechend den Befehlen des Pilotschaltkreises offengehalten werden, schließen bei Auftreten einer Überlast, beispielsweise aus Gründen, wie sie nachfolgend erläutert sind. Der Aufbau und der Zweck der Spulen S und T und der Kontakte OLT ist im Prinzip genauso, wie in der US-PS 3 706 100 beschrieben.
Die hier zu beschreibende Erfindung bezieht sich vor allem auf die elektrische und elektronische Schaltung zur Steuerung der Erregung und Entregung für die Spulen S und T, die auch bewirkt, daß die Auslösung des Pilot-Schaltkreisunterbrechers RPB bei Auftreten einer überlast öffnet und auch die Haupt-Unterbrecherkontakte 12a, 12b und 12c geöffnet werden. Die Schaltkreisanordnung wird mit gleichgerichtetem Wechselstrom
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von den Leitungen B und C aus über Dioden D1 und D2 gespeist, die auf einen Punkt 14 zusammengeschaltet sind. Die Auslösespule T ist an einem Ende in Reihe mit einer Leitung 16 und einem Widerstand R1 an den Verbindungspunkt 14 angeschlossen, während das andere Ende über den Hauptstrompfad eines steuerbaren Halbleitergleichrichters SRC1 an Hasse angeschlossen ist. Die Auslösespule S ist an einem Ende ebenfalls über die Leitung 16 und den Widerstand R1 an den Verbindungspunkt 14 angeschlossen, während das andere Ende wiederum über den Hauptstrompfad eines steuerbaren Halbleitergleichrichters SCR2 mit Masse verbunden ist, der ähnlich ist dem steuerbaren Gleichrichter SCR1. Diese steuerbaren Gleichrichter werden im folgenden nur als SCR bezeichnet. Die Steuerelektroden.des SCR1 und des SCR2 liegen über Filterkondensatoren C1 bzw. C2 an Masse, während die Steuerelektrode des SCR1 mit der Ausgangsklemme 10 des NOR-Glieds IC2D eines integrierten Schaltkreismoduls IC2 und die Steuerelektrode des SCR2 in ähnlicher Weise mit der Ausgangsklemme 11 des NOR-Glieds IC2B eines Moduls IC2 verbunden ist.
Für den Fachmann ist ersichtlich, daß die Steuerelektrode des SCR1 mit einem Auslöse- oder Zündstrom beaufschlagt wird, sobald der Ausgang der Einheit IC2A auf dem logischen Pegel "1" steht, und in ähnlicher Weise wird die Steuerelektrode des SCR2 mit einem Zündstrom beaufschlagt, wenn an der Ausgangsklemme der logischen Einheit IC2B eine logische "1W erscheint.
Eine anodenseitig an die Leitung 16 angeschlossene Diode D3 liegt in Reihe mit überlast-Auslösekontakten OLT und einem Thermistor TH, der über eine Leitung 18 an eine Klemmev 3 angeschlossen ist. Die Klemme 3 ist über eine Leitung 21 an einen PqI des fernen Pilot-Schaltkreisunterbrechers RPB ange-
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schlossen, dessen andere Seite auf Masse liegt. Der gemeinsame Verbindungspunkt der Kontakte OLT und des Thermistors TH ist über einen Widerstand R2 mit der Basis eines Transistors Q2 verbunden. Der Verbindungspunkt 3 ist außerdem über einen Widerstand R3 mit dem Kollektor eines Transistors Q3 und außerdem mit den durchverbundenen Basen von Transistoren Q2 und Q3 verbunden. Der Kollektor des Transistors Q1 ist an die in der Zeichnung obere Platte eines Kondensators C3 angeschlossen, dessen andere Platte auf Masse liegt. Der Emitter von Q1 ist mit der Basis eines npn-Transistors Q4 sowie über die Kollektor-Emitter-Strecke von Q4 an Masse angeschlossen. Der Emitter der Transistoren Q2 und Q3 liegt ebenfalls auf Masse.
Ein Paar von Kondensatoren C4 und C5 liegt in Reihe zwischen der Leitung 16 und Masse und dient als Hochfrequenz-Rauschfilter, um ein unerwünschtes Einschalten des SCR1 oder des SCR2 zu verhindern. Außerdem dienen zwei in Reihe zwischen Masse und der Leitung 16 liegende Dioden D4 und D5 dazu, Schwingungen der Anoden des SCR1 und des SCR2 in den Negativbereich zu verhindern. Über den Spulen T bzw. S in Sperrichtung liegende Dioden D6 und D7 dienen dazu, induktive Spannungsstöße zu unterdrücken, wenn eine der Spulen AUS-geschaltet wird, und verhindern beim EIN-Schalten Umlaufströme.
Der Anschlußpunkt 14 der Stromversorgung liegt über die Reihenschaltung einer Diode D8, eines Widerstands R4, einer Diode D9 und eines Spannungsteilers R5 und R6 an Masse. Ein Kondensator C6 führt vom Verbindungspunkt 20 zwischen der Diode D9 und dem Widerstand R5 ebenfalls nach Masse. Eine Diode D10 ist anodenseitig an den Verbindungspunkt zwischen der Spule T, der Anode des SCR1 und der Anode der Diode D6 angeschlossen', während ihre Kathode mit dem Verbindungspunkt 20 verbunden ist. In ähnlicher Weise ist eine Diode D11 anodenseitig an den gemeinsamen Punkt der Spule S, der Anöde des SCR2 und
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der Anode der Diode D7 angeschlossen, während die Kathode mit dem Verbindungspunkt 20 verbunden ist. Die Dioden D1O und D11 verbinden die Anoden des SCR1 und SCR2 mit dem als Schutz gegen Stromstöße dienenden Kondensator C6.
Eine Gleichstrom-Hilfsversorgung von 28 Volt kann beispielsweise an einer Klemme 22 eingespeist werden. Diese Klemme 22 ist über eine Spule L1 an einen Verbindungspunkt 24 angeschlossen, der außerdem über eine Diode D12 an Masse liegt. Die Spule LI verhindert Hochfrequenz-Schwankungen und die Diode D12 unterdrückt negative Strom- bzw. Spannungsspitzen. Der Verbindungspunkt 24 ist über eine Diode D13 an den Verbindungspunkt zwischen der Diode D3 und den Kontakten OLT angeschlossen und steht außerdem über Dioden D14 und D15 mit dem Verbindungspunkt zwischen der Diode D8 und dem Widerstand R4 in Verbindung. Es ist ersichtlich, daß bei nicht vorhandener oder ausgeschalteter Wechselstromversorgung der OLT-Kontakt und die Spannungsteilerwiderstände R5 und R1 von der Gleichstromeingangsklemme 22 aus mit Gleichstrom-Steuerspannung beaufschlagt werden. Die Dioden D13, D14 und D15 sowie die Diode D8 dienen zur Entkopplung der Wechselstromvon der Gleichstromquelle.
Der Emitter eines npn-Transistors Q5 ist über eine Diode D16 an die Leitung 16 angeschlossen. Die Kollektor-Emitter-Strecke eines weiteren npn-Transistors Q6 liegt zwischen Kollektor und Basis des Transistors Q5, so daß diese beiden Transistoren eine Darlington-Anordnung bilden, wobei die Basis des Transistors Q6 an den Kollektor eines pnp-Transistors Q7 angeschlossen ist. Die Emitter-Basis-Strecken des Transistors Q5 bzw. Q6 sind durch Vorspannungswiderstände R7 bzw. R8 überbrückt.
Die Basis-Emitter-Strecke des Transistors Q7 ist durch einen Widerstand R9 überbrückt und der gemeinsame Verbindungspunkt
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zwischen der Basis des Transistors Q7 und dem Widerstand R9 ist über einen Widerstand R11 an den Kollektor eines npn-Transistors Q8 angeschlossen, dessen Emitter auf Masse liegt. Eine Zener-Diode ZD1 verbindet den Kollektor mit dem Emitter des Transistors Q8, um unzulässige Spannungsstöße zu vermeiden. Die Basis des Transistors Q8 ist über einen Widerstand R1O an die Ausgangsklemme eines Logikbausteins IC1 angeschlossen und außerdem liegt ein Kondensator C7 von der Basis zum Kollektor des Transistors Q8. Der Verbindungspunkt 20 ist über die Reihenschaltung der Widerstände R11 und R12 an den Eingang der Einheit IC2C des Logikbausteins IC2 angeschlossen und außerdem liegt dieser Verbindungspunkt über die Reihenschaltung eines Widerstands R13 einer Leitung 26 und eines Kondensators 8 am Eingang der Einheit IC1D des Logikbausteins IC1 und am Eingang der Einheit IC2B des Logikbausteins IC2„
Eine Zener-Diode ZD2 ist anodenseitig an Masse angeschlossen und ihre Kathode ist mit dem Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand R13 und der Leitung 26 verbunden und dient als Spannungsregler. Der gemeinsame Punkt zwischen den Dioden D14 und D15 ist über einen Widerstand R14 mit der Leitung verbunden. Der gemeinsame Verbindungspunkt zwischen den Dioden X>8 und D15 ist über die Leitung 28 und einen Widerstand R15 an die Eingangsklemme der Logikbausteine IC2D und IC1C angeschlossen. Die Leitung 28 ist außerdem über einen Widerstand R16 mit dem Eingang der Logikbausteine IC2B bzw. IC1D verbunden.
Beide Eingangsklemmen der Logikbäusteine IC2A und beide Eingangsklemmen des Logikbausteins IC2B sind über eine Leitung 30 an den gemeinsamen Punkt zwischen dem Kollektor des Transistors Q1 und dem Kondensator C3 angeschlossen. Der Logikausgang des Bausteins IC2C liegt über einen Kondensator C9
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am gemeinsamen Punkt von Widerstand R15 und den erwähnten Eingangsklemmen der Logikbausteine IC2D und IC1C. Der Logikausgang des Bausteins IC2D liegt über eine in Sperrichtung gepolte Diode D17 am Eingang der Logikbausteine IC2B und IC1D und an der in der Zeichnung oberen Platte eines Kondensators 10, dessen andere Seite auf Masse liegt. Ein Widerstand R16 ist mit einem Anschluß an den gemeinsamen Punkt zwischen dem Widerstand R12 und dem Punkt 3 angeschlossen, während sein anderer Anschluß mit dem gemeinsamen Punkt zwischen dem Kondensator C8 und der anderen Eingangsklemme des Logikbausteins IC2B und IC1D verbunden ist.
Der gemeinsame Verbindungspunkt zwischen den Spannungsteilerwiderständen R5 und R6 ist an einen Eingang des Logikbausteins IC1A angeschlossen. Der Logikausgang des Bausteins IC1B ist mit dem anderen Eingang des Bausteins IC1A verbunden. Der logische Baustein IC1B ist mit einem Eingang an den Ausgang des logischen Bausteins IC1C angeschlossen, während seine andere Eingangsklemme mit dem Ausgang des Logikbausteins IC1D verbunden ist.
Im folgenden wird die Betriebsweise der Fernsteuerung für das ünterbrechersystem beschrieben:
Steht auf den Leitungen A, B und C eine 115/200-Volt-Spannung, so wird eine gleichgerichtete Wechselspannung über die Dioden D1 und D2 zugeführt und es fließt ein Strom über den Widerstand R1 zur Leitung 16 und über die Diode D8 zur Leitung 28 und über den Widerstand R4 und die Diode D9 wird der Kondensator C6 geladen. Die Widerstände R5 und R6 werden mit dem Potential von C6 beaufschlagt und liefern so eine logische "1" zur oberen Eingangsklemme des Logikbausteins IC1A. Dies führt zu einer logischen "O" am Ausgang dieses Bausteins. Damit wird der Transistor Q8 auf nichtleitenden' Zustand vorgespannt und damit werden auch die Transistoren Q5, Q6 und Q7 entsprechend gesperrt, wenn die normale Wechselspannuhgs-
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Versorgung anliegt.
Es sei nun angenommen, daß die Auslöse- oder Unterbrecherspule T zuvor erregt worden war und daß die Kontakte 12a, 12b und 12c und auch der Pilot-Schaltkreisunterbrecher RPB geöffnet ist, so daß der Anschluß 3 und die Leitung 18 auf hohem Potential liegen. Der untere Eingang des logischen Bausteins IC2B wird dann über den Widerstand R18 mit einer logischen "1" beaufschlagt, so daß an seinem Ausgang eine logische "O" erscheint; Damit steht das Steuertor des SCR2 auf niedrigem Potential und verhindert einen Stromdurchgang durch den SCR2. Außerdem sind die Eingänge des Bausteins IC2A über den Widerstand R12 mit einem logischen Pegel "1" beaufschlagt, so daß am Ausgang dieses Bausteins eine logische "0" steht. Damit wird der Kondensator C10 nicht geladen.
Es sei nun angenommen, daß RPB geschlossen wird. Der Punkt 3 fällt dann auf Pegel "0" und der Eingang des Bausteins IC2A geht ebenfalls auf Pegel "0" und damit springt der Ausgang auf eine logische "1". Der Kondensator 10 jedoch wird nicht sofort aufgeladen, da die Diode D17 dies verhindert. Die anderen Eingänge des Bausteins IC2B, die mit dem Punkt verbunden sind, gehen ebenfalls auf Pegel "0" und damit springen die Ausgänge auf eine logische "1" um, mit der Folge, daß die Steuerelektrode des SCR2 mit einem Potential beaufschlagt wird und diesen steuerbaren Gleichrichter durchschaltet. Damit fließt ein Strom durch die Dioden D1 und D2, den Widerstand R1, über die Leitung-16 und über die Spule S durch den SCR2 nach Masse. Die Spule S wird also erregt und betätigt den zugeordneten Betätigungsmechanismus, so daß die Hauptkontakte 12a, 12b und 12c des Unterbrecherschaltkreises geschlossen werden.
Bei einem Stromfluß über die Leitung 28 und den Widerstand R16 wird der Kondensator 10 geladen«, Erreicht das Ladepotential von C10 einen Wert, der ausreicht, um am Eingang des
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Logikbausteins IC2B eine logische "1" erscheinen zu lassen, so schaltet dieser Baustein ausgangsseitig auf "O11 um, so daß das Zündpotential an der Steuerelektrode des SCR2 unterbrochen wird. Da ein gleichgerichteter Wechselstrom durch den SCR2 fließt, wird dieser beim nächsten Strom-Nulldurchgang abgeschaltet. Der Wert.für den Kondensator C1O bzw. den Widerstand RII wird so gewählt, daß sich eine RC-Zeitkonstante ergibt, die bewirkt, daß der SCR2 und die Spule S ausreichend lang erregt bleiben, um ein Schließen der Haupt-Unterbrecherkontakte 12a, 12b und 12c sicherzustellen.
Sind die Haupt-Unterbrecherkontakte geschlossen und ist auch der Schalter rpb geschlossen, so liegen die beiden Eingangsklemmen des Logikbausteins IC2C auf Massepotential oder auf dem logischen Pegel "0", so daß am Ausgang dieses Bausteins eine logische "1" erscheint. Der Kondensator 9 ist damit nicht geladen und die beiden Eingänge des Bausteins IC2D stehen auf Pegel "1" mit der Folge, daß an ihrem Ausgang eine logische "0" erscheint. Die Steuerelektrode des SCR1 ist damit mit einem Potential beaufschlagt, das einen Stromfluß verhindert.
Es sei nun angenommen, daß der Schalter RPB geöffnet sei. Die Eingänge des Bausteins IC2.C folgen damit dem Potentialanstieg am Punkt 3 und springen unmittelbar auf logischen Pegel M1", so daß am Ausgang dieses Bausteins eine logische "0M erscheint, ebenso wie an den Eingängen des Bausteins IC2D. Der Ausgang des Bausteins IC2D geht damit auf logischen Pegel "1" und bewirkt, daß das Steuertor des SCR1 mit einem Zündstrom beaufschlagt wird und der SCR1 damit durchschaltet. Damit fließt ein gleichgerichteter Wechselstrom über die Dioden D1 und D2, den Widerstand R1, die Spule T und den SCR1 nach Masse. Spule T wird also erregt und betätigt den zugeordneten elektromagnetischen Mechanismus, um
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die Haupt-Unterbrecherkontakte 12a, 12b und 12c zu öffnen.
Der zuvor entladene Kondensator 9 beginnt nun aufzuladen, wenn der Ausgang des Bausteins IC2C auf logischen Pegel "0" springt. Erreicht das Ladepotential am Kondensator 9 den logischen Pegel S81", so wird der obere Eingang des Logikbausteins IC2D mit einem entsprechenden Potential beaufschlagt, so daß der Ausgang auf logischen Pegel "0" umspringt. Nachfolgend wird also der SCR1 beim nächsten Nulldurchgang des gleichgerichteten Wechselstroms ausgeschaltet. Der Wert des Kondensators C9 und des Widerstands R15 wird so gewählt, daß sich eine RC-Eeitkonstante ergibt, die sicherstellt, daß der SCR1 und die Spule T ausreichend lang erregt bleiben, um ein sicheres öffnen der Kontakte 12a, 12b und 12c sicherzustellen.
Es sei nun angenommen, daß die Haupt-Onterbrecherkontakte 12a, 12b und 12c ebenso wie der Schalter RPB geschlossen seien. Nun sei weiter angenommen, daß eines oder mehrere der Bimetall-Elemente 10a, 10b und/oder 10c mit einem hohen Überlaststrom beaufschlagt werden. Wie in der bereits erwähnten US-PS 3 706 916 erläutert, bewirkt dies die Auslösung eines Sperrkontakts, der seinerseits bewirkt, daß die Haupt-Unterbrecherkontakte 12a, 12b und 12c öffnen» Gleichzeitig schließen die überlast-Auslösekontakte OLT.
Bei geschlossenen Kontakten OLT fließt ein hoher gleichgerichteter Wechselstrom durch eine oder beide Dioden D1, D2, den Widerstand R1, über die Leitung 16, die Diode D3, die Kontakte OLT und dann in einem Zweig über den Thermistor TH, die Leitung 18 und den Schalter RPB nach Masse«. Außerdem fließt ein Strom über den Widerstand R2, durch die Basis-Emitter-Strecke des Transistors Q1, die Kollektor-Emitter-Strecke und den Basis-Emitterkreis des Transistors Q4 nach Masse.
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Weiterhin fließt ein Strom vom Widerstand R2 über die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors Q2 nach Masse und vom Thermistor TH über den Widerstand R3 und den Basis-Emitterbzw. Kollektor-Emitterkreis des Transistors Q3 nach Masse.
Der Spannungsabfall über dem Thermistor TH bewirkt einen Spannungsabfall am Widerstand R2, der größer ist als der über den Widerstand R3. Damit steht anfänglich am Kollektor von Q2 mehr Strom zur Verfügung als am Kollektor von Q3. Als Folge davon binden die eingeschalteten Transistoren Q1 und Q2 die Leitung 30 auf Masse. Da die Leitung 30 auf Masse geklemmt ist, verbleiben die Eingänge der Logikbausteine IC2A und IC2C auf Pegel "0", was - wie noch gezeigt wird - dazu führt, daß auch die Steuerelektroden des SCR1 und des SCR2 auf Pegel "O" gehalten werden, so daß deren Einschalten verhindert wird. Nach kurzer Dauer des erwähnten hohen Stromflusses durch den Thermistor TH und den Schalter RPB während etwa 50 Millisekunden sprechen die Thermoelemente im Schalter RPB normalerweise an, so daß diese geöffnet wird. Danach wird der Stromfluß durch den Widerstand R3 größer als der Stromfluß durch den Widerstand R2. Damit übernimmt die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors Q3 mehr Strom, so daß kein Überschuß Strom mehr vorhanden ist, der ausreicht, um den Transistor Q1 eingeschaltet zu lassen, so daß dieser ausschaltet und damit das Potential auf der Leitung 30 auf logischen Pegel "1" schaltet. Der Ausgang des Bausteins IC2C schaltet damit auf Pegel "0" um, während der Ausgang von IC2D auf logischen Pegel "1" springt, wodurch die Steuerelektrode des SCR1 erregt wird und dieser einschaltet, so daß die Auslösespule T erregt wird, wie zuvor beschrieben. Damit wird der Anker des Haupt-Schaltkreisunterbrechers bis zu einem Punkt betätigt, an dem die Kontakte 12a, 12b und 12c offengehalten werden, vorbehaltlich des-Wiederschließens des entfernten Pilotunterbrecherschalters RPB. Wie in der bereits erwähnten üS-PS 3 706 916 be-
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schrieben, bewirkt der übergang des Ankers der elektromagnetischen Einrichtung ein Wiederöffnen der Uberlast-Auslösekontakte OLT.
Wie bereits in der US-PS 3 706 916 dargestellt, bev/irkt der Thermistor TH auch eine Begrenzung des Stromflusses über die Leitung 18 und den Pilotsteuerschalter RPB, falls ein Fehler auftreten sollte. Tritt ein Fehler in der Leitung 18 oder im Unterbrecherschalter RPB auf, so bewirkt der hohe Stromfluß durch den Thermistor TH einen Temperaturanstieg, Wird dabei eine Temperatur von 80°C erreicht, so steigt der ohmsche Widerstand dieses Thermistors TH scharf an, wodurch wiederum der Stromfluß begrenzt wird,,
Im Betrieb des Fernsteuerschalters sei angenommen, daß die Leitungen A, B und C mit der richtigen Spannung beaufschlagt sind, also mit 115/200 Volt, 400 Hz Wechselstrom, und daß die 28 Volt-Gleichspannung an der Klemme 22 zur Verfügung steht. Es sei darauf hingewiesen, daß unter diesen Umständen die Dioden D3 und D13 die Gleichspannung von den Kontakten OLT trennen. Im Fall eines Fehlers auf einer der Wechselstromleitungen A und B bzw. C schließen die Kontakte OLT, so daß ein Stromfluß von der Gleichstromquelle über die Diode D13 stattfindet.
Angenommen, es liege ein Fehler in der Wechselstromversorgung vor. In diesem Fall übernimmt die 28 Volt-Gleichspannungsversorgung den Betrieb der gesamten Einheit. Ist der Fernsteuerschalter offen oder geschlossen, so stehen die Ausgänge der Bausteine IC2B und IC2D auf logischem Ausgangspegel "0", so daß der SCR1.und der SCR2 keinen Strom führen.
Mit einem Stromfluß von der 28 Volt-Gleichspannungsquelle über den Widerstand R4j, die Diode D9, den Kondensator C6 und "die Spannungs-Teilerwiderstände R5 und R6 liegt das Potential
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am gemeinsamen Verbindungspunkt zwischen den beiden letztgenannten Widerständen und am oberen Eingang des Bausteins IC1A ausreichend niedrig, so daß dieser Eingang mit einer logischen "O" beaufschlagt ist. Das ohmsche Widerstandsverhältnis ist so gewählt, daß R5 20mal größer ist als R6. Dies stellt sicher, daß die gleichgerichtete Wechselspannung mit einem Wert von 1Ö0 über den Widerständen R5 und R6 so unterteilt wird, daß am oberen Eingang des Bausteins IC1A ein Pegel von 5 oder mehr Volt ansteht, was einer logischen "1" entspricht, während bei einem Gleichspannungspegel von 28 Volt über den Widerständen R5 und R6 der Spannungspegel an diesem Eingang einer logischen "0" entspricht. Mit beiden Eingängen des Bausteins IC1A auf logischem Pegel "0" erscheint am Ausgang eine logische "1", die den Transistor Q8 leitend schaltet. Bei leitendem Transistor Q8 wird das Basispotential des Transistors Q7 auf einen Punkt abgesenkt,' an dem dieser leitend wird. Entsprechend werden auch die Transistoren Q6 und Q5 leitend und ein Gleichstrom kann über die Leitung 26 und die Diode D16 auf die Leitung 16 gelangen. Wann immer der SCR1 oder der SCR2 in den leitenden Zustand getriggert werden, steht daher immer ein Gleich-Erregerstrom zur Verfügung, um entweder die letzterwähnte Spule T oder die Spule S zu erregen.
Aus der soweit gegebenen Beschreibung ist ersichtlich, daß die Eingänge der Bausteine IC2D und IC1C zum Ausgang des Bausteins IC2C parallel liegen. Demnach liegt am Ausgang von IC1C stets der gleiche logische Pegel wie am Ausgang IC2D. In ähnlicher Weise sind die Eingänge des Bausteins IC1D parallel geschaltet mit den Eingängen von IC2B und demzufolge steht am Ausgang des Bausteins IC1D stets der gleiche logische Pegel wie am Ausgang des Bausteins IC2B. Bei offenem Pilot-Steuerschalter RPB erscheint an den Ausgängen des Bausteins IC1C und IC1D der logische Pegel 11O". Damit steht der Aus-
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gang des Bausteins ICIB auf Pegel "1" und bei Pegel "O" am oberen Eingang des Bausteins IC1A und auch am unteren Eingang steht der Ausgang von IC1A auf logischem Pegel "O". Damit sind die Transistoren Q8, Q7, Q6 und Q5 nicht leitend, so daß kein Gleichstrom in den Leitungen 26 und 16 fließt.
Es sei nun angenommen, daß der Pilotunterbrecherschalter RPB geschlossen sei. Wie erwähnt* führt dies am Ausgang des Bausteins IC2B zu einem Umschalten vom logischen Pegel "0" auf Pegel " 1", während der Ausgang des Bausteins IC2D auf Pegel "0" gehalten wird« Damit steht der Ausgang des Bausteins IC1C auf Pegel "0" und der Ausgang von IdD auf Pegel "1". Entsprechend schaltet der Ausgang von IC16 von "1" auf "0" um und„ da beide Eingänge von 1C1A auf Pegel "0" stehen, schaltet der Ausgang des letzteren auf Pegel "1" um, was zur Durchschaltung der Transistoren QS4. Ql1, Qß und Q5 führt, und damit führen die Leitungen 26 und 16 Strom. Folglich schaltet der SCR2 durch und die Spule S wird für das erwähnte Zeitintervall erregt, um das Schließen der Kontakte 12a, 12b und 12c zu bewirken.
Wird anschließend der Pilotunterbrecherschalter RPB geöffnet, so schaltet der Ausgang des Bausteins IC2D auf logischen Pegel "1" um, während der des Bausteins IC2B auf Pegel "0" verbleibt. Entsprechend schaltet der Ausgang des Bausteins IC1C auf logischen Pegel "1% während der Ausgang des IC1D auf "0" verbleibt. Damit stehen die Eingänge des Bausteins IC1B auf "1" und "0", so daß am Ausgang eine logische "0" erscheint. Der Bausteia IC1A ist damit mit Pegel "0" an beiden Eingängen beaufschlagt, so daß sein Ausgang auf "1" umschaltet und ein Einschalten der Transistoren Q8, Q7, Q6 und Q5 für ein vorgegebenes Zeitintervall bewirkt, so daß ein Stromfluß über die Leitungen 26 und 16 erfolgt und damit der SCR1 und die Auslösespule T erregt werden.
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Wie erwähnt, werden der SCR1 und der SCR2 natürlich nur für genau vorgegebene Zeitintervalle erregt und schalten in den nichtleitenden Zustand um, wenn die Ausgänge der Bausteine IC2D und IC2B wiederum auf logischen Pegel "O" umschalten. Tritt dies auf, so ist ersichtlich, daß beide Eingänge des Bausteins IC1B auf Pegel "0" stehen, so daß an dem Ausgang dieses Bausteins eine logische "1" erscheint. Damit schaltet der Ausgang des Bausteins IC1A auf Pegel "0" zurück und bewirkt, daß die Transistoren Q8, Q7, Q6 und Q5 sperren und damit ein Gleichstromfluß über die Leitungen 26 und 16 unterbrochen wird.
Aus der vorstehenden Beschreibung ist ersichtlich, daß beim Schließen der Oberlast-Auslösekontakte OLT der Pilot-Unterbrecherschalter RPB endgültig öffnet. Die Einheit IC1 arbeitet daher bei normalem handbetätigtem öffnen des Pilot-Unterbrecherschalters RPB wie zuvor beschrieben und bewirkt das Einschalten der Transistoren Q8, Q7, Q6 und Q5, um die Leitungen 26 und 16 mit Gleichstrom zu beaufschlagen.
Zusammenfassend kann festgestellt werden, daß mit der Erfindung ein verbessertes elektronisches Steuersystem für eine fernbedienbare Unterbrecherschaltung geschaffen wurde. In der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung werden logische Digitalmodule verwendet, die auf das Schließen und öffnen eines entfernt angeordneten Pilotunterbrechers ansprechen, um die Erregung von Einstell- und Auslösespulen im Schaltkreis der elektromagnetisch betätigbaren Unterbrecherkoptakte während einer genau festgelegten Zeitdauer zu erregen. Die Module sind so mit RC- und Transistorschaltkreisen verschaltet, daß sie automatisch auch funktionieren, wenn anstelle der normalen Netzversorguhg nur ein Hilfs-Gleichstromversorgung zur Verfügung steht.
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Claims (6)

  1. Case OBE 1894
    Patentansprüche
    - Schaltungsanordnung zur elektronischen überwachung eines fernbedienbaren Unterbrechersysteins, bei dem ein Haupt-Unterbrecherschaltkreis normalerweise durch Erregung von Einstell- und Auslösespulen in Abhängigkeit vom öffnen eines Pilot- oder fernsteuernden Schaltkreisunterbrechers betätigbar ist' und bei dem eine Überlastauslösung des Haupt-Unterbrecherschaltkreises zn einem Schließen der Uberlast-Auslösekontakte führt, um einen Steuerstrom durch den fernsteuernden Schaltkreisunterbrecher si schicken, der damit öffnet, gekennzeichnet durch eine ■ Einrichtung, die auf das manuelle öffnen und Schließen des fernsteuernden Schaltkreisunterbrechers (RPB) eine entsprechende Erregung der Einstell- oder der Äuslösespulen bewirkt und diese nach einem durch elektrische Mittel bestiinm- ten Zeitintervall wieder entregt.
  2. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Einrichtung eine Schaltungseinheit (u.A. Q7» QS, Q5 ±αΨ<, mit QB B ICi v IC2$ zur überwachung der Zufuhr ©ines Gleichstrom-Erregerstroms zn der Einstell- bzw. Auslösespule im Fall eines Ausfalls der Wechselstrom-Hauptversorgung aufweist* und ä&B diese Schaltungseinheit bei vorhandener jaorinaler Wechselspannung den Erregergleichstromfluß sperrt and bei nichtworhandener Wechselspannung die Gleichstrom-Hilfsversorgisng zus Erregung der Einstell™ bzwo Auslösespule bereit stellte
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  3. 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung eine erste und eine zweite digitale, logische Schalteinheit (IC1 bzw. IC2) aufweist, von denen die erste auf das Schließen des fernsteuernden Schaltkreisunterbrechers (RPB) anspricht und die Erregung der Einstellspule (S) auslöst, während die zweite Schalteinheit auf das öffnen des fernsteuernden Schaltkreisunterbrechers anspricht, um die Erregung der Auslösespule (T) zu bewirken.
  4. 4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Schalteinheiten Zeitschaltkreise enthält, die im Anschluß an die Einschaltung des Erregerzustandes der Spulen nach Ablauf eines vorgebbaren Zeitintervalls die Schalteinheiten auf Entregung der Spulen umstellen.
  5. 5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung eine dritte digitale Schalteinheit sowie eine Transistoranordnung zur überwachung der Erreger-Gleichstromversorgung für die Einstell- bzw. Auslösespule im iFall eines Ausfalls der Haupt-Wechselspannungsversorgung aufweist, daß die dritte Schalteinheit bei vorhandener normaler Wechselspannungsversorgung die Leitfähigkeit der Transistüranordnung sperrt und bei Fehlen der Wechselspannungsversorgung leitend schaltet, um die Erregung der Einstell- bzw. Auslösespule unter Vorgabe durch die erste bzw. zweite Schalteinheit durch die Gleichstrom-Hilfsversorgung zu ermöglichen.
  6. 6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte digitale, logische Schalteinheit eine auf die Zeitschaltung ansprechende Einrichtung enthält, die den Entregungszustand der Spulen bestimmt, um die Transistoranordnung nichtleitend zu halten und die Hilfsstromversorgung von der Einstell- bzw. Auslösespule abzutrennen.
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