DE2840422A1

DE2840422A1 - Schaltungsanordnung zur ueberwachung des ausfalls von stromverbrauchern in einer elektrischen kette

Info

Publication number: DE2840422A1
Application number: DE19782840422
Authority: DE
Inventors: Norbert Ing Grad Brodtmann
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Brodtmann Norbert L Ing(grad) 7000 Stuttgart
Priority date: 1978-09-16
Filing date: 1978-09-16
Publication date: 1980-03-27

Description

t'Schaltungsanordnung zur Überwachung des Ausfalls von Stromverbrauchern
in einer elektrischen Kette" Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 und ein Verfahren zur Überprüfung der Schaltungsanordnung auf einen Leitungsbruch.
Aus der DE-PS 1 538 661 ist eine Anordnung zur Überwachung des Ausfalls von Lampen in einer stronigeregelten Befeuerungsanlage bekannt, insbesondere in einer Befeuerungsanlage für Flughäfen, in der die Lampen über Stromwandler gespeist sind, deren Primärwicklung in Serie an eine Spannungsquelle angeschlossen sind. Zu der Serienschaltung der Primärwicklung der Stromwandler ist ein Transformator parallel geschaltet, der sekundärseitig mit einem Meßglied verbunden ist. Dem Meßglied ist eine bei Über- oder Unterschreitung einer von einer Einrichtung vorgebbaren Vergleichsspannung ansprechende Schalteinrichtung derart nachgeschaltet, daß eine Abweichung der gemessenen Spannung von der Vergleichsspannung von einer an die Schalteinrichtung angeschlossenen Anzeige signalisiert wird.
Normalerweise kann die bekannte Anordnung nur bei der höchsten Speisespannung, d. h. bei großer Helligkeit der Lampen, wirksam sein, da bei einer kleineren Spannung die Spannungserhöhung durch Ausfall einer Lampe nicht ausreicht, um den Schwellwert einer Stufe zu übersteigen. Soll dagegen bei jeder Helligkeitsstufe in jedem Fall eine Meldung erfolgen, so ist zugleich mit dem Sollwert für die stromgeregelte Befeuerungsanlage die Vergleichsspannung einstellbar zu machen. Die bekannte Anordnung kann durch Ausfall unmittelbar benachbarter Lampen nicht besonders detektieren, wie es bei Befeuerungsanlagen für Flughäfen höherer Sicherheitskategorie erforderlich wird.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zur Überwachung des Ausfalls von Lampen in einer Befeuerungsanlage zu schaffenbei der die Meldung des Ausfalls einzelner Lampen als Zählim-und die Meldung des Ausfalls zweier benachbarter Lampen als Hauptalarm über eine gemeinsame Prüfleitung erfolgt.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß für jede Lampe jeweils eine Überwachungsanordnung vorgesehen ist, die jeweils die zugehörende Lampe unabhängig von den anderen Überwachungsanordnungen selbsttätig überwacht, daß alle Überwachungsanordnungen mittels einer stromgespeisten und einer stromrückführenden Versorgungsleitung, zwischen denen die Versorgungsspannung anliegt, parallel geschaltet sind, daß unmittelbar benachbarte Überwachungsanordnungen über die Verbindungsleitung in Reihe geschaltet sind, daß jede Überwachungsanordnung bei Ausfall der zugehörenden Lampe ein Ausfallzählsignal über die Versorgungsleitung abgibt und daß bei Ausfall zweier benachbarter Lampen die zugehörenden Ausfallsignale über logische Verknüpfungsmittel, die durch die Verbindungsleitung miteinander verbunden sind, einen Hauptalarm über die Versorgungsleitung auslösen.
Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 bis 6 beschrieben.
Besondere Ausgestaltungen der Erfindung, die auf eine Prüfeinrichtung und auf ein Prüfverfahren zur Überprüfung der Schaltungsanordnung auf einen Leitungsbruch gerichtet sind, sind den Unteransprüohen 7 und 8 zu entnehmen.
Ein Vorteil der Erfindung ist in der Kabel- und Montagekosteneinsparung durch die einfache Reihenparallelschaltung von gleichartigen Schaltungsanordnungen zu sehen. Es können vorteilhafterweise vorkonfektionierte Kabel verwendet werden.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt die einzige Figur eine Überwachungsschaltungsan ordnung für vier Lampen einer Befeuerungsanlage.
Die vier zu überwachenden Lampen l bis 4 liegen in sogenannten Sekundär-Lampenstromkreisen, die jeweils noch die Sekundärwicklung eines Transformators 5, 6, 7 und 8 enthalten. Die Primärwicklungen dieser Transformatoren sind mit weiteren Primärwicklungen nicht dargestellter Transformatoren in Reihe geschaltet, wie dies aus der Zeichnung für die Primärwicklungen der Transformatoren 5 und 8 ersichtlich ist, und an ebenfalls nicht dargestellte Wechselspannungsquellen angeschlossen.
Zur Überwachung der Lampen 1 bis 4 sind vier Überwachungsanordnungen 9 bis 12 vorgesehen, die in der Zeichnung durch gestrichelte Linien hervorgehoben sind.
Da diese Überwachungsanordnungen in ihrem schaltungstechnischen Aufbau identisch sind, sind in der Zeichnung die entsprechenden Bauelemente aller Überwachungsanordnungen mit denselben Bezugszeichen versehen worden. Die folgende Beschreibung des Aufbaus einer derartigen Anordnung beschränkt sich daher auf die Überwachungsanordnung 9.
Die Überwachungsanordnung 9 weist ein Relais I auf, dessen Spule über einen Brückengleichrichter 13 an die Sekundärwicklung eines Transformators 14 angeschlossen ist. Die Primärwicklung dieses Transformators liegt im Sekundär-Lampenstromkreis der Lampe 1. Das Relais weist einen Offner I1 und einen Wechsler 12 auf, deren Schaltung und Schaltfunktion nachstehend erläutert werden.
Weiterhin ist ein zweites Relais II mit einem Schließer 111 vorgesehen, dessen Spule mit einem Anschlußkontaktelement über den Schließer 111 an eine den speisen den Versorgungsstrom führende Versorgungsleitung a und dessen anderes Anschlußkontaktelement über einen Speicherkondensator C1 an die stromrückführende Versorgungsleitung c angeschlossen sind. An die Verbindungsleitung zwischen dem ersten Spulen-Anschlußkontaktelement und dem Schließer 111 ist über eine in Durchlaßrichtung geschaltete Diode D2 eine elektrische Leitung mit einem Anschlußpunkt b sowie über den Öffner I1 des ersten Relais I die Versorgungsleitung c geführt. Die Versorgungsleitung a ist über den Wechsler I2 des Relais I, einen Widerstand R und eine Diode D1 in Durchlaßrichtung mit der Verbindungsleitung zwischen dem Speicherkondensator (C1) und dem zweiten Spulenanschlußkontaktelement des Relais II elektrisch leitend verbunden. Hierbei ist die gemeinsame Zuführung des Wechslers 12 an die Versorgungsleitung a angeschlossen, während das erste Umschaltkontaktelement mit dem Widerstand R und das zweite Umschaltkontaktelement des Wechslers I2 mit dem Anschlußpunkt b der direkt benachbarten Überwachungsanordnung 10 für die Lampe 2 in elektrisch leitender Verbindung steht. Alle Überwachungsanordnungen 9 bis 12 sind mittels der Versorgungsleitungen a und c miteinander parallel und unmittelbar benachbarte Anordnungen mittels Leitung (b) in Reihe geschaltet.
Zur Funktionsbeschreibung der oben beschriebenen wird zunächst angenommen, daß alle Lampen l bis 4 in Ordnung sind und somit in den Lampen-Sekundärkreisen jeweils ein Strom fließt.
Die Relais I sind angezogen. Die Öffner 11 dieser Relais sind geöffnet, während die Wechsler I2 die Versorgungsleitung a mit Jedem Widerstand R jeder Überwachungsanordnung verbinden. Die Speicherkondensatoren C1 jeder Überwachungsanordnung werden somit aufgeladen.
Weiterhin ist das Relais II abgefallen, d. h. sein Schließer 111 ist geöffnet. Zwischen den Versorgungsleitungen a und c besteht keine elektrische Verbindung, so daß nach Aufladen der Speicherkondensatoren kein Strom mehr fließt.
Im Falle einer defekten Lampe beispielsweise der Lampe 1, wird der Stromfluß im zugehörenden Lampen-Sekundärkreis unterbrochen. Das Relais I der Uberwachungsanordnung 9 fällt ab, der zugehörende Offner Il schließt, während der Wechsler 12 umschaltet. Der Speicherkondensator C1 entlädt sich über den Öffner Il und die Spule des zweiten Relais II, das impulsförmig gesetzt wird. Der Schließer III des Relais II schließt, so daß die Versorgungsleitung a nach der Versorgungsleitung c innterhalb der Überwachungsanordnung 9 durchgeschaltet ist. Diese Durchschaltung wird zur Erzeugung eines Ausfallzählsignals über die Versorgungsleitung a/c auf eine nicht dargestellte Auswerte einheit mit Impulszähler ausgenutzt.
Fällt neben der Lampe l auch die unmittelbar benachbarte Lampe 2 aus, so erfolgen in der Überwachungsanordnung 10 die selben, oben für die Überwachungsanordnung 9 beschriebenen Schaltvorgänge. In diesem Fall sind die Versorgungsleitungen a und c über den Wechsler 12 der Uberwachungsanordnung 9 mittels der Verbindungsleitung b und den Öffner 11 der Überwachungsanordnung 10 dauernd durchgeschaltet. Diese Dauerdurchschaltung führt in der nicht dargestellten Auswerteinheit nach Ablauf der für einen Zählimpuls vorgegebenen Zeit zu einem Hauptalarm.
Zur Überprüfung der Schaltungsanordnung auf einen Leitungsbruch ist am Ende der Reihenparallelschaltung der Überwachungsanordnung 9 bis 12 eine Reihenschaltung aus einer Zenerdiode 15, einem Widerstand 16 und der Spule eines Prüfrelais P mit einem Wechsler p vorgesehen.
Parallel zur Spule des Prüfrelais P liegt ein Kondensator C2. Die gemeinsame Zuführung des Wechslers p ist an die Versorgungsleitung c angeschlossen, während das erste Umschaltkontaktelement des Wechslers über die Serienschaltung aus Relaisspule, Widerstand 16 und Zenerdiode 15 in Durchlaßrichtung und das zweite Umschaltkontaktelement des Wechslers direkt jeweils mit der Versorgungsleitung a verbunden sind. Eine Überprüfung der Schaltungsanordnung erfolgt nun dadurch, daß die Nennspannung zwischen den Versorgungsleitungen a und c soweit erhöht wird, daß die Zenerdiode 15 durchbricht, und daß das Prüfrelais P als Selbstunterbrecher die Versorgungsleitungen a und c im eigenen Takt durchschaltet.

Claims

Patentanspriiche Schaltungsanordnung zur Überwachung des Ausfalls von Stromverbrauchern in einer elektrischen Kette, insbesondere der Lampen einer Befeuerungsanlage für Flughäfen, in der die Lampen titer Stromwandler gespeist sind, deren Primärwicklung in Serie an eine Spannungsquelle angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß für jede Lampe (1 bis 4) jeweils eine Überwachungsanordnung (9 bis 12) vorgesehen ist, die jeweils die zugehörende Lampe (1 bis 4) unabhängig von den anderen iJberwachungsanordnungen selbsttätig überwacht, daß alle Überwachungsanordnungen (9 bis 12) mittels einer stromgespeisten und einer stromrückführenden Versorgungsleitung (a bzw. c), zwischen denen die Versorgungsspannung anliegt, parallel geschaltet sind, daß unmittelbar benachbarte Überwachungsanordnungen über die Verbindungsleitung (b) in Reihe geschaltet sind, daß jede Überwachungsanordnung (9 bis 12) bei Ausfall der zugehörenden Lampe (1 bis 4) ein Ausfallzählsignal über die Versorgungsleitung (a/c) abgibt und daß bei Ausfall zweier benachbarter Lampen (1 bis 4) die zugehörenden Ausfallzählsignale über logische Verknüpfungsmittel, die durch die Verbindungsleitung (c) miteinander verbunden sind, einen Iiauptalarm iiber die Versorgungsleitung (a/c) auslösen.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungskette durch Hinzuschalten weiterer Überwachungsanordnungen beliebig erweiterbar bzw. verkürzbar ist.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch l oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Überwachungsanordnung (9 bis 12) zwei Relais (I, II) und einen Speicherkondensator (C1) aufweist, daß ein Relais (I), dessen Spule im Sekundär-Lampenstromkreis liegt und welches mit einem Öffner (1 und einem Wechsler (I2) ausgerüstet ist, als Stromüberwachungsrelais dient, daß das zweite Relais (II) einen Schließer (111) aufweist, daß ein Spulen-Anschluß-Kontaktelement des zweiten Relais (II) über den Schließer (111) an die speisende Versorgungsleitung (a) sowie über den Öffner (Il) an die stromrückführende Versorgungsleitunghcz an der auch das zweite Spulenanschluß-Kontaktelement des zweiten Relais (II) über den Speicherkondensator (C1) anliegt, angeschlossen sind, daß das zweite Relais (II) bei Abfall des ersten Relais (I) durch eine Entladung des Speicherkondensators (C1) über die Spule des zweiten Relais (II) und den Öffner (I1) impulsartig gesetzt wird sowie ein Kurzschluß zwischen den Versorgungsleitungen (a und c) über den Öffner (I1) und den Schließer (in1) für die Dauer der Anzugszeit des zweiten Relais (II) erfolgt.
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die gemeinsame Zuführung eines Wechslers (I2) einer Überwachungsanordnung (z. B.

9) an die speisende Versorgungsleitung (a) angeschlossen ist, daß ein Umschaltkontakt-Element des Wechslers (I2) über einen Widerstand und eine 2 in Durchlaßrichtung geschaltete Diode (D1) an die Verbindungsleitung zwischen Speicherkondensator (C1) und dem zweiten Spulenanschluß-Kontaktelement des zweiten Relais (II) angeschlossen ist, daß der Speicherkondensator (C1) über Kontakt (I2) bei gezogenem Relais (I) aufgeladen wird und daß das zweite Umschaltkontakt-Element des Wechslers (I2) über die Verbindungsleitung (b) an eine in Durchlaßrichtung geschaltete Diode (D2) geführt ist, die zwischen dem Schließer (111) und dem ersten Spulenanschluß-Kontaktelement des zweiten Relais (11) bzw. dem Öffner (I1) der benachbarten Überwachungsanordnung (z. B. 10) liegt.
5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch einen dauernden Kurzschluß der Versorgungsleitungen (a und c) über den Wechsler (I2) einer Überwachungsanordnung (z. B. 9) und den Öffner (I1) einer nachfolgenden Uberwachungsanordnung (z. B. 10) bei gleichzeitigem oder nacheinanderfolgendem Ausfall der von diesen Überwachungsanordnungen (z. B. 9 und 10) überwachten Lampen (z. B. 1 und 2).
6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5, gekennzeichnet durch ein den drei Leitungen (a, b, c) gemeinsames Kabel zur elektrischen Verbindung der Überwachungsanordnungen, zwischen dessen Leitungen (a und c) die Versorgungsspannung anliegt.
7. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß am Ende der Reihenschaltung der Überwachungsanordnungen (9 bis 12) eine Serienschaltung aus Zenerdiode (15) in Sperrichtung, Widerstand (16) und Spule eines Prüfrelais (P) mit einem Wechsler (p) zwischen der speisenden und stromrückführenden Versorgungsleitung (a bzw. c) vorgesehen ist, daß der Spule des Prüfrelais (p) ein Kondensator (C2) parallel geschaltet ist, daß die gemeinsame Zuführung des Wechslers (p) an die stromrückführende Versorgungsleitung (c) angeschlossen ist, und daß ein Umschaltkontakt des Wechslers (p) an das freie Spulenanschluß-Kontaktelement des Prüfrelais (P) und der andere Umschaltkontakt des Wechslers (p) an die speisende Versorgungsleitung (a) geführt sind.
8. Verfahren nach Anspruch 7 zur Überprüfung der Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 bis 6 auf einen Leitungsbruch, dadurch gekennzeichnet, daß die Nennspannung zwischen den Versorgungsleitungen (a und b) soweit erhöht wird, daß die Zenerdiode (is) durchbricht, und daß das Prüfrelais (P) als Selbstunterbrecher die Versorgungsleitungen (a und c) im eigenen Takt durchschaltet.