DE2653574C3 - Tripping device - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Auslösegerät gemäß dem Oberbegriff des Anspruches I nach Patent P 23 38 918.6. Dieses bekannte Auslösegerät enthält ferner noch einen Eingangsverstärker und einen Ausgangsverstärker. Am Ausgang des Komparators bzw. des Ausgangsverstärkers entsteht dabei im Betrieb ein Ausgangssignal für einen elektromagnetischen Auslöser, wunn die Integrator-Ausgangsspannung größer ist als die eingestellte Referenzspannung. Das bekannte Auslösegerät besitzt überdies noch als zeitunabhängiges Meßglied einen weiteren Komparator, der dem ersten Kanal mit dem Integrator und dem Komparator parallel geschaltet ist. Dieses zeitunabhängige Meßglied dient dazu, die hohen naheliegenden Kurzschlußströme mit einer hohen Stromsteilheit unabhängig von einer Integrationszeit direkt abzuschalten. Diese Ströme werden zwar auch bereits durch den ersten Kanal abgeschaltet, jedoch mit einer der Integrationszeit entsprechenden Verzögerung. Diese Integrationszeit ist bei den sehr hohen und sehr steilen naheliegenden Kurzschlußströmen zwar schon an sich sehr kurz, wird jedoch noch als zu lang angesehen. Deshalb kann man für derartige Kurzschlußströme zusätzlich den direkten Weg über die zeitunabhängige Auslösung wählen.The invention relates to a trigger device according to the preamble of claim I according to Patent P 23 38 918.6. This known trigger device also contains an input amplifier and an output amplifier. Arises at the output of the comparator or the output amplifier an output signal for an electromagnetic release during operation, if the integrator output voltage is greater than the set one Reference voltage. The known trigger device also has a time-independent measuring element another comparator which is connected in parallel to the first channel with the integrator and the comparator. This time-independent measuring element is used to measure the high, obvious short-circuit currents with a high Switch off current slope directly regardless of an integration time. These currents will be too already switched off by the first channel, but with a delay corresponding to the integration time. This integration time is with the very high and Very steep, nearby short-circuit currents are already very short in themselves, but are still considered to be too long viewed. Therefore, for short-circuit currents of this type, the direct route via time-independent tripping can also be selected.
Ein Auslösegerät der eingangs genannten Art soll dazu dienen, Kurzschlußströme von den Betriebss'römen eindeutig zu unterscheiden und bei Vorliegen eines Kurzschlußstromes die Anlage abzuschalten. Es hat sich in der Praxis gezeigt, daß bei einer Bahnanlage auch entfernte Kurzschlußströme mil einer relativ niedrigen Slromhöhe und mit einer relativ niedrigen Stromsteilheit auftreten können, deren Erfassung schwierig ist. Um auch diese Ströme sicher erfassen zu können, müßte die Referenzspannung des Komparators entsprechendA tripping device of the type mentioned at the outset is intended to clearly distinguish between short-circuit currents and operating currents, and if one is present Short-circuit current to switch off the system. It has been shown in practice that in a railway system too Remote short-circuit currents can occur with a relatively low current level and with a relatively low current rate of rise, which is difficult to detect. In order to be able to reliably detect these currents as well, the reference voltage of the comparator would have to be appropriate
klein, d. h. empfindlich, eingestellt werden. Dies könnte jedoch in einigen Fällen bereits zu einer unerwünschten Auslösung bei Betriebsströmen mit einer höheren Stromsteilheit, z. B. bei Anfahrströmen, führen. Es hat sich ferner in der Praxis gezeigt, daß beim Zuschalten von sog. Hilfsbetrieben einer Bahnanlage (z.B. Lichtoder Beheizungsanlagen) Stromänderungen auftreten können, deren Steilheit im Bereich der nahen KurzschluBströme liegt Auch diese Betriebsströme könnten somit bei einer ; ilativ niedrig eingestellten Referenz- h> spannung bereits zu einer unerwünschten Auslösung der Anlage führen.small, d. H. sensitive to be adjusted. this could however, in some cases this already leads to undesired tripping at operating currents with a higher one Current steepness, e.g. B. with starting currents, lead. It has also been shown in practice that when switching on current changes occur from so-called auxiliary companies of a railway system (e.g. lighting or heating systems) whose steepness is in the range of the nearby short-circuit currents. These operating currents could also thus with one; The reference h> is set relatively low voltage can lead to an undesired tripping of the system.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, das bekannte Auslösegerät derart zu verbessern, daß für alle vorkommenden Fälle eine eindeutige und zuverlässige Unterscheidung zwischen den auszuschaltenden Kurzschlußströmen und den nicht auszuschaltenden Betriebsströmen möglich ist. Diese Aufgabe wird bei einem Auslösegerät der eingangs genannten Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß dem aus dem Integrator und dem Komparator bestehenden Kanal mindestens ein weiterer, gleichartig aufgebauter Kanal parallel geschaltet ist, dessen Empfindlichkeit jeweils auf einen anderen Wert einstellbar ist Damit ist es möglich, je nach den vorkommenden Betriebsfällen genau den Kanal zu wählen, der eine eindeutige Unterscheidung zwischen einem Kurzschlußstrom und einem Betriebsstrom ermöglicht Bei den Kurzschlußströmen kann dabei ferner unterschieden werden zwischen den entfernten Kurzschlußströmen m;t einer relativ geringen Stromsteilheit und Stromhöhe und den entfernten Kurzschlußströmen mit einer hohen Stromsteilheit und einer hohen Stromhöhe. Dabei können z. B. zwei Kanäle vorgesehen sein, wobei im ersten Kanal nur solche Ströme zur Auslösung führen, deren Stromsteilheit im Bereich der Stromsteilheit von entfernten Kurzschlußströmen liegt und deren Höhe einen eingestellten Wert überschreitet, während im zweiten Kanal nur die Ströme zur Auslösung führen, deren Siromsteilheit im Bereich der nahen Kurzschlußströme liegt und deren Stromhöhe oberhalb der Höhe eines eingestellten Wertes liegt.The invention is therefore based on the object of improving the known tripping device in such a way that a clear and reliable differentiation between the short-circuit currents to be switched off and the operating currents that cannot be switched off is possible for all cases that occur. This object is achieved in a trigger device of the type mentioned according to the invention in that the channel consisting of the integrator and the comparator is connected in parallel with at least one other, similarly structured channel, the sensitivity of which can be set to a different value Depending on the operating cases that occur, to choose precisely the channel that enables a clear distinction between a short-circuit current and an operating current . t a relatively low current steepness and current level and the remote short-circuit currents with a high current steepness and a high current level. It can, for. B. two channels can be provided, whereby in the first channel only those currents lead to the triggering whose current gradient is in the range of the current steepness of distant short-circuit currents and whose level exceeds a set value, while in the second channel only the currents lead to the triggering, the sirom gradient in Area of the near short-circuit currents and whose current level is above the level of a set value.
Das Auslösegerät gemäß der Erfindung ist derart ausgestaltet, daß die Auswahl eines bestimmten Kanals automatisch durch das an den Kanaleingängen anstehende Signal erfolgt, wobei eine Umschaltung von einem Kanai auf einen anderen Kanal an bestimmten Umschaltpunkten stattfindet, die durch die Größe des Stromanstiegs des Wandler-Eingangssignales bestimmt werden. Die Umschaltung selbst geschieht vorzugsweise mindestens über einen elektronischen Umschalter, der z. B. jeweils vor dem Integrator eines Kanales angeordnet sein kann und mit dem der bisher arbeitende Kanal gesperrt wird. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die von dem Stromanstieg des Wandler-Eingangssignales abhängigen Umschaltpunkte der einzelnen Kanäle derart gewählt, daß diese Kanäle mit steigender Stromsteilheit des Wandler-Eingangssignales in Funktion treten.The trigger device according to the invention is designed in such a way that the selection of a specific channel is carried out automatically by the signal pending at the channel inputs, with a switchover from one channel to another channel takes place at certain switching points that are determined by the size of the Current rise of the converter input signal can be determined. The switchover itself is preferably done at least one electronic switch that z. B. in front of the integrator of a channel can be arranged and with which the previously working channel is blocked. According to another feature of the The invention relates to the switching points that are dependent on the current rise in the converter input signal of the individual channels selected so that these channels with increasing current slope of the converter input signal come into function.
Die Empfindlichkeit eines Kanals wird vorzugsweise jeweils durch die Einflußgrößen der Integrationsdauer, der Referenzspannung des Komparalors und der Eingangsempfindlichkeit des Integrators bestimmt. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann das zur Einstellung der Integrations/eit der Integratoren n"> dienende Zeitglied durch eine Steuergröße derart beeinflußt werden, daß eine Löschung des integrierten Sitrnales bereits dann erff.lgt. wenn der Stromanstieg dl/dt des Wandlereingangssignals zu Null wird. Diese Einrichtung dient vor allem dazu, entfernte Kurzschlußströme besser erfassen zu können. Da bei derartigen Kurzschlußströmen die Stromsteilheit und Stromhöhe relativ gering sein kann, muß über eine längere Zeit integriert werden, um ein auswertbares Signal zu bekommen. Da jedoch bei einer Integration über eine längere Zeit auf unerwünschte Weise zwei Anfahrstromsprünge integriert werden könnten, ergäbe dies einen falschen Meßwert Um das zu vermeiden, soll eine Löschung bereits dann erfolgen, wenn die Stromänderung des ersten Anfahrstromsprunges zu Null wird.The sensitivity of a channel is preferably determined in each case by the influencing variables of the integration duration, the reference voltage of the comparator and the input sensitivity of the integrator. According to a further feature of the invention, the timing element used to set the integration time of the integrators can be influenced by a control variable in such a way that the integrated signal is deleted when the current rise dl / dt of the converter input signal is zero The main purpose of this device is to be able to better detect distant short-circuit currents. Since with such short-circuit currents the rate of rise and current level can be relatively low, integration must be carried out over a longer period of time in order to obtain an evaluable signal If two starting current jumps could be integrated in an undesired manner for a longer time, this would result in an incorrect measured value. To avoid this, deletion should take place as soon as the current change of the first starting current jump becomes zero.
In der Zeichnung ist in den F i g. 1 und 2 ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes gemäß der Erfindung schematisch dargestellt.In the drawing is in the F i g. 1 and 2 an embodiment of the object according to FIG Invention shown schematically.
F i g. 1 zeigt ein Blockschaltbild eines Auslösegerätes.F i g. 1 shows a block diagram of a trip device.
Fig.2 zeigt ein Diagramm mit den verschiedenen Kanälen.Fig. 2 shows a diagram with the different channels.
Gemäß Fig. 1 ist das Auslösegerät an einen di/di-Wandler 10 mit einer Bürde 11 angeschlossen. Das Auslösegerät enthält einen Eingangsv-stärker 12 und einen Ausgangsverstärker 13 und weist drei Kanäle 14, 15,16 auf. Jeder Kanal hat einen Integrator 17 und einen Komparator 18, an dem die jeweilige Referenzspannung eingestellt werden kann. Mit 19 ist ein auf alle Integratoren wirkendes Zeitglied bezeichnet das durch eine Steuergröße 20 derart beeinflußt werden kann, daß eine Löschung des integrierten Signals bereits dann erfolgt, wenn der Stromanstieg des Wandlereingangssignals zu Null wird. Die Kanäle 14 und 15 haben je einen elektronischen Umschalter 21. Mit 22 ist gestrichelt gezeichnet, ein unverzögert wirkendes Meßglied vorgesehen, mit dem bei Bedarf eine direkte Auslösung ohne den Weg über die Kanäle 14 bis 16 erfolgen kann.According to FIG. 1, the tripping device is connected to a di / di converter 10 with a burden 11. The trigger device contains an input amplifier 12 and an output amplifier 13 and has three channels 14, 15, 16. Each channel has an integrator 17 and a comparator 18 on which the respective reference voltage can be set. A timing element which acts on all integrators is designated by 19 and can be influenced by a control variable 20 in such a way that the integrated signal is deleted as soon as the current rise in the converter input signal becomes zero. The channels 14 and 15 each have an electronic changeover switch 21. With 22 is shown in dashed lines, an instantaneously acting measuring element is provided, with which a direct triggering can take place if necessary without the path via the channels 14 to 16.
F i g. 2 zeigt ein Diagramm, bei dem auf der Ordinate die Stromänderung Al und auf der Abszisse die Stromsteilheit di/dt aufgetragen ist. Wie zu erkennen ist, sind dabei verschiedenen Stromsteilheiten verschiedene Kanäle zugeordnet.F i g. 2 shows a diagram in which the ordinate represents the change in current Al, and the abscissa represents the current gradient di / dt is plotted. As can be seen, different channels are assigned to different current slopes.
Für das von Wandler 10 ankommende und verstärkte Signt.L u 1 = {(di/dt) stehen 3 Kanäle 14, 15 und 16 zur Verfügung, deren Integratoren 17 dieses ankommende Signal gleichzeitig integrieren. Das Zeitglied 19 wird gleichzeitig mit dem Eintreffen des Eingangssignales angeregt und gibt alle Integratoren für eine vorausbestimmte Zeit zur Integration frei. Die Kanäle 14,15 und 16 sind jeweils auf eine voneinander verschiedene Empfindlichkeit eingestellt. Der Ansprechwert innerhalb eines Kanals ist durch die Linien 23, 24 und 25 in F i g. 2 dargestellt. Dieser Ansprechwert kann in Pfeilrichtung 26 in der Höhe verstellt werden. Mit x\, X2 sind Umschaltpunkte der Kanäle bezeichnet, die von der Größeres Stromanstieges des Wandler-Eingangssignales abhängig sind. Somit gelangen alle Eingangssignale unterhalb einer Stromsteilheit von χι in der Kanal 14, und alle Eingangssignale, deren Stromsteilheit größer als Xt und kleiner als X7 ist, gelangen automatisch nur in den Kanal 15. Ferner ist der Kanal 16 für alle Wandler-Eingangssgnale vorgesehen, deren Steilheit größer als ΛΓ2 ist.For the incoming and amplified Signt.L u 1 = {(di / dt) from converter 10, 3 channels 14, 15 and 16 are available, the integrators 17 of which integrate this incoming signal at the same time. The timing element 19 is excited simultaneously with the arrival of the input signal and releases all integrators for integration for a predetermined time. The channels 14, 15 and 16 are each set to a different sensitivity from one another. The response value within a channel is indicated by lines 23, 24 and 25 in FIG. 2 shown. This threshold can be adjusted in the direction of arrow 26 in height. With x \, X 2 switching points of the channels are designated, which are dependent on the greater current rise of the converter input signal. Thus, all input signals below a current slope of χι in channel 14, and all input signals whose current slope is greater than Xt and less than X7 , automatically only reach channel 15. Furthermore, channel 16 is provided for all converter input signals, whose Slope is greater than ΛΓ2.
Somit gelangt ein Eingangssignal eines entfernten Kurzschlußstromes mit einer relativ niedrifen Steilheil kleiner als X\ automatisch in den Kanal 14 und führt dann zur Auslösung, wenn die Ansprechschwelle 23 überschritten u,id. Wenn dagegen ein naher Kurzvi-hl.tßstrom mit einer hohen Siromsteilheit und mit einem hohen Stromwert eintrifft, so wird Kanal 14 automatischThus, an input signal from a distant short-circuit current with a relatively low steepness smaller than X \ automatically enters channel 14 and then triggers when the response threshold 23 is exceeded u, id. If, on the other hand, a short current with a high sirom gradient and a high current value arrives, channel 14 is automatically activated
durch den elektronischen Umschalter 21 des Kanals 14 gesperrt und gelangt in Kanal 15. Hier überschreitet der Kurzschlußstrom die Ansprechschwelle 24 in F i g. 2 und führt somit zur Auslösung. Wenn jedoch ein Wandler-Eingangssignal eines Anfahrstromes einer Anfahrstufe vorliegt, dessen Steilheit im Bereich des nahen Kurzschlußstromes liegt, so wird auch dieses Signal vom Kanal 15 erfaßt, und Kanal 14 wird gesperrt, ledoch wird hier wegen der relativ kleinen Stromhöhe die Ansprechschwelle 24 in Fig. 2 nicht erreicht, so daß keine Auslösung erfolgt. Die gleichen Überlegungen gelten für das Zuschalten von Hilfsbetrieben, bei denen Stromsteilheiten auftreten, die ebenfalls im Bereich der nahen Kurzschlußströme liegen. Auch hier erfolgt somit keine Auslösung, da die Ansprechschwelle 24 in Kanal 2 gemäß F i g. 2 nicht erreicht wird.by the electronic switch 21 of the channel 14 blocked and enters channel 15. Here the short-circuit current exceeds the response threshold 24 in FIG. 2 and thus leads to tripping. If, however, a converter input signal of a starting current of a starting stage is present, the steepness of which is in the range of the near short-circuit current, this signal is also from Channel 15 is detected and channel 14 is blocked, but due to the relatively small current level, the Response threshold 24 in FIG. 2 not reached, so that no triggering takes place. The same considerations apply to the connection of auxiliaries in which current slopes occur that are also in the range of short-circuit currents are close by. There is no triggering here either, since the response threshold 24 is in channel 2 according to FIG. 2 is not reached.
Mit Kanal 14 und Kanal 15 können alle vorkommenden Kurzschlußströme von den Betriebsströmen eindeutig und zuverlässig unterschieden werden. Dabei spricht das Auslösegerät immer dann an, wenn ein Kurzschlußstrom vorliegt. Er spricht jedoch nicht bei Betriebsströmen an, auch dann nicht, wenn deren .Stromsteilheit im Bereich der nahen Kurzschlußstrome liegt. Zusätzlich zum ersten und /weiten Kanal 14, 15 kann noch ein dritter Kanal 16 vorgesehen sein, der erst dann anspricht, wenn Stromsteilheiten oberhalb des Umschaltpunktes X2 vorliegen. Dieser Kanal kann so empfindlich eingestellt werden, daß damit sehr hohe Kur/schlußströme praktisch unverzögert ausgeschaltet werden können. Will man jedoch derartig hohe Kurzschlußströnie nicht über einen Integrator laufen lassen, so kann auch eine unver/ögerte direkte Auslösung mittels des parallel geschalteten unverzögerten Meßgliedes 22 erfolgen.With channel 14 and channel 15, all occurring short-circuit currents can be clearly and reliably differentiated from the operating currents. The tripping device always responds when there is a short-circuit current. However, it does not respond to operating currents, even if their current gradient is in the range of the near short-circuit currents. In addition to the first and / or wide channel 14, 15, a third channel 16 can also be provided, which only responds when there are current gradients above the switchover point X2 . This channel can be set so sensitively that very high short-circuit currents can be switched off practically instantaneously. However, if one does not want such high short-circuit currents to run through an integrator, then an undelayed direct tripping can also take place by means of the undelayed measuring element 22 connected in parallel.
Wie aus Fig. 2 erkennbar ist. können die Umschaltpunkte .Vi und Vj in Richtung einer höheren oder einer niedrigeren Stromsteilheit hin verschoben werden (s. die gestrichelten Linien in F i g. 2). Die Verstellung der Umschaltpunkte .V1, x2 und die Einstellung der Ansprechwerte 23, 24, 25 erfolgt durch Potentiometer am Auslösegerät.As can be seen from FIG. 2. the switching points .Vi and Vj can be shifted in the direction of a higher or lower current gradient (see the dashed lines in FIG. 2). The changeover points .V 1 , x 2 and the response values 23, 24, 25 are adjusted using a potentiometer on the tripping device.
Die Funktionstüchtigkeit der Stromanstiegsauslösung kann in üblicher Weise durch eine nicht dargestelle Prüfeinrichtung überprüft werden.The functionality of the current rise triggering can be done in the usual way by a not shown Test facility to be checked.
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