DE2619794C2

DE2619794C2 - Kurzschlußanzeiger für Freileitungen

Info

Publication number: DE2619794C2
Application number: DE2619794A
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: Dipl-Ing H Horstmann 5628 Heiligenhaus De GmbH
Current assignee: Dipl-Ing H Horstmann 5628 Heiligenhaus De GmbH
Priority date: 1976-05-05
Filing date: 1976-05-05
Publication date: 1983-08-18
Also published as: DE2619794A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Kurzschlußanzeiger für Freileitungen mit einem Blinksignalgeber, der im Kurzschlußfall über eine elektronische Selbsthalteschal-Uing angeregt wird.

Kurzschlußanzeiger der genannten Art sind seit einigen Jahren bekannt.

Bisher war es üblich, die Kurzschlußanzeiger mit einem Stromwandler auszurüsten, der bei normalem Strom über Gleichrichter einen eingebauten Akkumulator auflädt und im Kurzschlußfall über einen Schmitt-Trigger die Blinkeinrichtung anstößt. Damit die Geräte ohne Leitüngsünterbrechüng montiert werden können, muß ein Stromwandler mit geteiltem Kern verwendet werden. Dies erfordert ein zweiteiliges Gehäuse mit besonderen Vorkehrungen, um den Stromwandler vor Korrosion zu schützen. Außerdem ist eine automatische ϊ Ladungsüberwachung erforderlich, um den Akkumulator vor Oberladung und Beschädigung zu bewahren. Die Rückstellung des Anzeigers erfolgt über den wiederkehrenden Betriebsstrom. Es kann daher vorkommen, daß der Akkumulator bei längerer Netzuni ;rbrechung

ίο tiefentladen und damit auf Dauer geschädigt wird.

Aus »elektrotechnik« 51, Januar 1969, S. 13-20, sind verschiedene Kurzschlußanzeiger bekanntgeworden. B i 1 d 2 zeigt Kurzschlußrelais mit Reedkontakten, die als Schließer, Öffner oder Umschalter ausgebildet sein

ι* können. Die Kontaktstellung wird über Fernleitung angezeigt

Die US-Patentschrift 35 24 133 zeigt ebenfalls einen Kurzschlußanzeiger mit einem Reedkontak* zur Fernabfrage. Als Anzeigcelemente sind dort Glimmlampen vorgesehen. Ein spannungsabhängiges Zeitglied dient der Rückstellung des Fehleranzeigers bei Spannungsrückkehr.

Nachteilig ist. daß die Anzeigedauer nicht nach Bedarf eingestellt werden kann.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, Kurzschlußanzeiger der genannten Art in ihrem Gesamtaufbau zu vereinfachen u->d ihre Langzeitzuverlässigkeit zu erhöhen. Diese Forderung schließt eine leichte Funktionsprüfung im eingebauten Zustand mit ein.

Diese Aufgabe wird mit den im Kennzeichen des Anspruches 1 angegebenen Mitteingelöst.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand des Schaltbildes erläutert.

Es zeigt in seinem unteren Teile eine konventionelle

$5 Blitzlichtanordnung mit einer Blitzröhre 1. einem Impulstransformator 2. einer Zündglimmstrecke 3. einem RC-Ched 4, 5. einem Speicherkondensator 6. einer Diode 7 und einem Eintaktsperrwandler 8. Die Anregeschaltung besteht aus eir~m Reedkontakt R. den

•»o dazu in Reihe liegenden Widerstanden 9, 10. einem Transistor 7", mit Kollektorwuierständen 11, 12 und einem Schalttransistor T₂. dessen Kollektor mit dem Sperrwandler 8 verbunden ist. Die Stromversorgung übernimmt eine Langzeitbatterie 13, vorzugsweise eine

■*■> an sich bekannte Lithiumbatterie mit etwa lOjähriger Lagerfähigkeit, hoher Leistungsdichte und großer EMK auch bei extremen Temperaturen. Die Transistoren Ti und T₂ sind so ausgesucht, daß ihre Restströme lediglich einige Nanoampere betragen und somit die Batterielebensdauer kaum beeinträchtigen.

Die Anregeschaltung arbeitet wie folgt: Beim Kurzschluß auf der überwachten Leitung induziert der hohe Strom ein starkes ringförmiges Magnetfeld, das den Reedkontakt durchdringt und eine kurzfristige

" Kontaktschließung bewirkt. Der vom Plus-Pol der Batterie über den Reedkontakt R und die Widerstände 9 und 10 fließende Strom hebt das Basispotential des Transistors Ti soweit an, daß dieser Transistor durchschaltet. Damit fließt auch ein Strom über die

^h0 Kollektorwiderstände 11, 12. so daß das Basispotential * des Transistors Tz abgesenktund dieser durchgeschaltet

- :-,wird. Sobald »nun ein Teil (des Koileklprstromes des 'Transistors T₂ über einen Widerstand 14 und den Widerstand 10 abfließt, bleibt der Transistor 71 unabhängig von der Stellung des Reedkontäktes durchgeschaltet. Damit ist die Selbsthaltung erreicht, und die Blitzlampe 1 blinkt mit einer vorgewählten Frequenz von vorzugsweise 1/6 Hz.

Zur Rückstellung des Geräies und Beendigung des Blinkens dient ein Transistor Tj. der im leitenden Zustand den Widerstand 10 kurzschließt und damit die Transistoren Ti und T₂ sperrt. Die Ansteuerung des Transistors Tj erfolgt über Logikglieder Gi, Gi, Gi, Ga, *> ein programmierbares elektronisches Zählwerk Zi, einen Operationsverstärker O· und eine Ferritantenne A\ mit einem Verstärker \\. Der Operationsverstärker Oi bildet zusammen mit den Widerständen 15, 16 und dem Kondensator G einen Impulsgenerator. Er wird ·» angestoßen, wenn sein nichtinvertierender E.ngang über die Diode D\ und die Widerstände 17, 18, 19 an Spannung gelegt wird. Der Zähler Zi weist eine Reihe von programmierbaren Ausgängen auf, so daß man z. B. Blinkzeiten von 1, 2 oder 4 Stunden einstellen kann. '"> Nach Ablauf dieser Zeit wird der Rückstellbefehl über die Logikglieder Gi, Gi und den Begrenzungswiderstand 20 ruf den Transistor Tj geschaltet.

Eine zweite, alternative Möglichkeit der Rückstellung ist über die eingebaute Ferritantenne A_t gegeben. Bei -" Wiederkehr des Stromes wird in ihr eine Spannung induziert, die über einen Kondensator 21 und die Begrenzerdioden 22, 23 dem Verstärker Vi zugeführt wird. Das Ausgangssignal dieses Verstärkers wird über ein RC-CWed 24,25 den Logikgliedern G₃, G₄ zugeführt. « Ein Eingang des Gliedes Ga wird von einem Ausgang des Zählers Zi so beaufschlagt, daß das Signal mit Zeitverzögerung weitergeleitet wird. Das Glied G2 ist als Oder-Glied ausgebildet, so daß es ein Ausgangssignal abgibt, wenn entweder das Glied Ga oder der J" Zähler Zi ein Ausgangssignal liefert. Mit D- ist eine parallel zur Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors Ti liegende Schutzdiode bezeichnet, die Rückschlagspannungsspitzen der Blitzanzeige in die Batterie zurücklädt. ¥>

Sämtliche Bauteile einschließlich der Batterien, der Ferritantenne und des Reedkontaktes werden auf einer Leiterplatte untergebracht und in einem unmagnetischen Metallgehäuse so eingegossen, daß nur die Blitzlampe herausragt. Das Metallgehäuse dient als Faradayscher Käfig, schirmt also elektrostatische Felder ab, die die Schaltung gefährden könnten. Die vom Leiterseil ausgehenden Magnetfelder werden jedoch fast ungehindert durchgelassen, so daß sie den Reedkontakt anregen und die Ferritantenne beaufschlagen können.

Der dargestellte Blitzlichtanzeiger ist unmittelba, nach dem Verlöten seiner Teile betriebsbereit und kann daher noch vor dem Vergießen geprüft werden, indem man den Reedkontakt magnetisch betätigt oder elektrisch überbrückt Zur schnellen Rückstellung wird die Ferritantenne einem sich stark ändernden Magnetfeld ausgesetzt

Nach dem Vergießen der Teile erfolgt die Prüfung durch Anregung mit einem Dauermagneten, der auch durch schnelles Vorbeibewegen zur Rückstellung benutzt werden kann. Der Magnet erzeugt dabei eine schnelle Feldänderung, die die Ferritantenne beeinflußt. Nach der Montage auf der Freileitung erfolgt die Prüfung durch Anregung mit einem auf einer Schaltstange befestigten Dauermagneten. Die Rückstellung erfolgt hier durch den normalen Betriebsstrom, der die Ferritantenne anregt.

Das Gehäuse des Kurzschlußanzeiprers ist vorteilhaft als Schale mit Kreisquerschnitt ausgebildet Der Boden dieser vorzugsweise tiefgezogenen Schale trägt eine Schelle zur Aufnahme des Leiterseiles.

Die Bauelemente sind mit einer in etwa kreisrunden Leiterplatte verlötet, wobei sich der Reedkontakt tangential an der Peripherie und parallel über der Leiterplatte befindet Er erhält eine maximale Feldstärke, wenn seine Längsachse senkrecht zum Leitersei¹ steht. In dieser Stellung wird also die höchste Empfindlichkeit erreicht, was dem kleinsten Ansprechwert von z.B. 100 A entspricht Wenn man nun beim Eingießen einen anderen, kleineren Winkel zwischen Leiterseil und Reedkontakt einstellt, wird der Ansprechwert entsprechend höher. Man kann also ohne den Austausch irgendwelcher Teile Anzeiger für z.B. 100, 200 und 400A realisieren, indem man bestimmte Verdrehungswinkel einhält.

Die Blitzlampe ist von einem UV-stabilen, kalottenförmigen Streuglas umgeben, das mit dem korrosionsfesten Metallgehäuse fest verbunden ist.

Der Kurzschlußanzeiger kann unbedenklich im Klimabereich zwischen -20" und +50⁰C eingesetzt werden. Er ist daher für fast alle Klimazonen geeignet

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Kurzschlußanzeiger für Freileitungen mit einem Blinksignalgeber, der im Kurzschlußfall über eine elektronische Selbsthalteschaltung angeregt wird, dadurch gekennzeichnet, daß als Anregekontakt ein dem Magnetfeld eines Leiterseils ausgesetzter Reedkontakt (R) dient, der bei einem Kurzschluß auf dem überwachten Leiterseil über die elektronische Selbsthalteschaltung mit den Transistoren (Tu T₂) den Blinksignalgeber (1—8) einschaltet, daß zur Beendigung des Blinkens des Blinksignalgebers (1—8) gleichzeitig über einen Impulsgenerator Ou 15, 16, 17) ein programmierbares elektronisches Zählwerk (Z,) angestoßen wird, dessen Ausgangsimpuls nach Ablauf einer vorgewählten Blinkzeit über Logikglieder (Gu G₂) und einen Transistor (T₃) die Selbsthalteschaltung mit den Transistoren (Ti. T₂) und damit den Blinksignalgeber (1—8) wieder abstellt und daß als Energiequelle vorzugsweise eine Langzeitbatterie (13) verwendet wird, die eine mehrjährige Lagerfähigkeit und eine mehrstündige Blinkdauer ermöglicht.

2. Kurzschlußanzeiger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Rückstellung des Blinksignalgebers (1—8) zusätzlicn eine Ferritantenne (A\) vorgesehen ist. die bei wiederkehrendem Netzstrom ein Signal abgibt und den Blinksignalgeber (1—8) über einen Verstärker (V₁) und Logikglieder (Gi, Ga) verzögert abstellt, wobei diese Verzögerung am Zählwerk (Z,) einstellbar ist.

3. Kurzschlußanzeiger ..ach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Elektronik einschließlich des Reeü ontaktes (R) und der Batterie (13) in einem unmagnetischen und als Faradayscher Käfig wirkenden Metallgehäuse untergebracht und zum Schutz vor Witterungseinflüssen in Kunststoff eingegossen ist.

4. Kurzschlußanzeiger nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallgehäuse an seiner Oberseite eine der Freileitung anzupassende Befestigungsschelle und an seiner Unterseite eine die Blitzröhre umschließende Lichtstreuhaube trägt.

5. Kurzschlußanzeiger nach einem der Ansprüche 1 —4. dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse im Querschnitt kreisrund ist. daß der Reedkontakt (R) mit seiner Längsachse tangential am Rande der Querschnittsfläche angeordnet ist und daß die Ansprechempfindlichkeit durch die Wahl des Winkels zwischen der Befestigungsschelle und dem Reedkontakt (^bestimmt ist.