DE3140559C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung gemäß dem Oberbegriff der Patentansprüche 1 oder 2.

Um Überblendungen zu vermeiden, werden Lichtsignale in Eisenbahnanlagen bei Nacht mit geringerer Spannung gespeist als bei Tag. Zur Funktionsüberwachung der Lichtsignale verwendete Überwachungsschaltungen (siehe z. B. "Eisenbahntechnische Praxis" 1959, Heft 3, Seiten 25 und 26), welche in der Regel den Signallampenstrom aus­ werten, müssen deshalb Schwellwerte aufweisen, die unter­ halb des Wertes des bei Nachtspannung fließenden Betriebs­ stromes liegen. Diese niedrigen Schwellwerte haben aber den Nachteil, daß bei großen Stellentfernungen und Tagspannung die durch die langen Zuleitungen verursachten kapazitiven Fehlströme die Größenordnung der Schwellwerte annehmen können und dann eine sichere Überwachung der Lichtsignale nicht mehr gewährleistet ist. Dies zwingt zu einer Begrenzung der Stellentfernung und/oder zu höheren Anforderungen an die Eigenschaften der Zuleitungskabel, was sich wieder­ um auf die Kosten solcher Lichtsignalanlagen auswirkt.

Da man heute aus vielerlei Gründen bemüht ist, möglichst große Stellbereiche mit zwangsläufig größeren Stellent­ fernungen einzurichten, ist die o. g. Begrenzung der Stellentfernung besonders hinderlich.

Aus der DE-PS 9 02 625 ist es bei Signallampenschaltungen der beschriebenen Art bekannt, mittels einer Gegenwicklung des Überwachungsrelais die Wirkung des Leerlaufstromes des Lampentransformators zu kompensieren, um sicherzustellen, daß das Überwachungsrelais bei Lampenausfall abfällt. Eine solche Kompensation ist problematisch, wenn Tag/Nacht-Um­ schaltung vorgesehen ist und lange Kabelzuleitungen zu den Signalen benötigt werden. Es können sich hier die induktive Wirkung des Lampentransformators und die kapazitive Wirkung der Kabelkapazität - letztere hängt stark von Witterungsbe­ dingungen ab - überlagern, so daß die eingestellte Kompen­ sation gar nicht oder sogar in falscher Richtung wirksam wird. Bei Schaltungen, wie sie in Fig. 1 und 2 der DE-AS 9 02 625 offenbart sind, ist die Gegenwicklung bereits beim Einschalten aktiv, was in nachteiliger Weise den An­ sprechwert des Überwachungsrelais herabsetzt. Auch ein An­ sprechen des Überwachungsrelais bei Unterbrechung der Signal­ zuleitung wird unsicherer, da das Überwachungsrelais über die Gegenwicklung zumindest teilerregt bleibt. Die beiden zuletzt genannten Nachteile sind in den in Fig. 3 und 4 dargestellten Schaltungsvarianten zwar nicht mehr enthalten, da hier eine Folgeabhängigkeit zwischen dem Überwachungsrelais und seiner Gegenwicklung besteht. Es ist dafür aber ein weiterer Kontakt erforderlich, der separat überwacht werden muß, wenn ein einwandfreies Funk­ tionieren sichergestellt werden soll. Schließlich ist die Gegenwicklung bei der Entgegenhaltung ständig, auch bei Tagspannung mit Strom beaufschlagt, was die Stromversorgung für die Signallampen unnötig belastet und die Wärmeentwick­ lung im Stellwerk erhöht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die durch die Tag/Nacht-Spannungsumschaltung bedingte, bisher notwendige Begrenzung der Stellentfernung überflüssig zu machen.

Diese Aufgabe wird durch die in den kennzeichnenden Teilen der Patentansprüche 1 und 2 angegebenen Merkmale gelöst.

Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Allen dort beschriebenen Varianten der Schaltungs­ anordnung ist gemeinsam, daß der Schwellwert der Überwachungs­ schaltung durch die Rückfallerregung eines Relais bestimmt wird.

Anhand der Zeichnung werden Ausführungsbeispiele der Schaltungsanordnung nach der Erfindung beschrieben.

Fig. 1 zeigt eine Überwachungsschaltung mit direkt im Signallampenstromkreis angeordnetem Überwacher­ relais und unabhängiger Versorgung der zweiten Erregerwicklung.

Fig. 2 zeigt eine Überwachungsschaltung mit direkt im Signallampenstromkreis angeordnetem Überwacher­ relais und Versorgung der zweiten Erregerwicklung durch nicht für die Überwachung ausgenutzte Halbwellen des Signallampenwechselstromes.

Fig. 3 zeigt eine Überwachungsschaltung mit Übertrager.

Fig. 4 zeigt eine Überwachungsschaltung mit einem Wechselstromrelais.

In Fig. 1 ist dargestellt ein Signallampenstromkreis mit einer Signallampe L, welche über einen Lampentransforma­ tor LT mit Wechselstrom gespeist wird. Die am Lampenstrom­ kreis anliegende Wechselspannung wird bei Nacht auf einen gegenüber der am Tag anliegenden Spannung niedrigeren Wert geschaltet. Im Wechselstromkreis liegt als Über­ wachungsschaltung eine mit einer Diode D überbrückte Er­ regerwicklung 1, 2 eines Gleichstromrelais G. Eine zu­ sätzliche Erregerwicklung 3, 4 des Gleichstromrelais bildet in Reihe mit einer weiteren Diode D 1 einen Zusatz­ strompfad ZSP. Dieser wird von zentral angeordneten Schaltmitteln ZS, welche mit dem Einschalten der niedri­ geren Lampenwechselspannung (Nachtspannung) betätigt werden, angeschaltet.

Im Tagbetrieb ist die zweite Energiewicklung abgeschaltet. Das Gleichstromrelais wird durch die positiven Halb­ wellen der vollen Lampenwechselspannung (Tagspannung) erregt und verharrt im betätigten Zustand. Nimmt der Lampenstrom ab, z. B. bei einem Glühfadenbruch, so fällt das Gleichstromrelais ab und signalisiert eine Störung.

Der Rückfallerregerstrom des Relais, der den Schwellwert der Überwachungsschaltung bildet, liegt dicht unterhalb des Tag-Betriebsstromes. Deshalb spricht die Überwachungs­ schaltung auch bei großen Stellentfernungen, wo durch große Kabelkapazitäten bereits größere kapazitive Fehl­ ströme auftreten, noch sicher an. Bei reduzierter Spei­ sung des Signallampenstromkreises (Nachtbetrieb) reicht aber der Betriebsstrom nicht mehr aus, die Rückfaller­ regung des Gleichstromrelais aufzubringen. Um ein Anspre­ chen der Überwachungsschaltung zu vermeiden wird deshalb gleichzeitig mit der Tag/Nacht-Umschaltung die zweite Erregerwicklung eingeschaltet. Diese liefert einen Beitrag zur Erregung des Gleichstromrelais. Der Strom in der zweiten Erregerwicklung ist da­ bei so eingestellt, daß die Erregung, die durch den Lampenstromkreis noch aufgebracht werden muß, nun einem Stromwert dicht unterhalb des Nacht-Betriebsstromwertes entspricht, so daß bei Absinken des Nacht-Betriebsstromes die Überwachungsschaltung sicher anspricht.

Ohne zweite Erregerwicklung müßte das Gleichstromrelais so ausgelegt werden, daß der Nacht-Betriebsstrom allein ausreichen würde, das Relais zum Ansprechen zu bringen.

Bei Tagstrom und großen Zuleitungslängen könnten dann kapazitive Fehlströme den niedrigen Wert des Rückfall­ erregerstromes übersteigen und bei Ausfall der Signal­ lampe das Ansprechen der Überwachung verhindern.

Die in Fig. 2 dargestellte Schaltungsvariante entspricht weitgehend der in Fig. 1 dargestellten Schaltung. Sie unterscheidet sich lediglich darin von dieser, daß die zweite Erregerwicklung 3, 4 anstelle von einer getrennten Spannungsquelle gespeist zu werden, die bei der Schal­ tung in Fig. 1 für die Erregung ungenutzt über die Diode D abfließenden negativen Halbwellen des Signallampen­ wechselstromes zur zusätzlichen Erregung des Gleichstrom­ relais ausnutzt. Bei gegensinnigem Durchfluß der posi­ tiven und negativen Teilströme addieren sich hier die von den beiden Erregerwicklungen stammenden Erregungen. Ein von zentralen Schaltmitteln angesteuerter Schalter S dient zur An- und Abschaltung der Zusatzerregung indem er den aus einer Diode D 3 und der zusätzlichen Erreger­ wicklung 3, 4 des Gleichstromrelais G 1 bestehenden Strompfad mittels einer Diode D 2 kurzschließt.

In Fig. 3 enthält der Signallampenstromkreis neben der Signallampe L und dem Lampentransformator LT einen Über­ trager Ü, der mit seiner Primärspule im Signallampen­ stromkreis liegt und in dessen Sekundärspule durch den Signallampenstrom eine Wechselspannung induziert wird. Die positiven Halbwellen dieser induzierten Wechsel­ spannung werden der Erregerwicklung 1, 2 eines Gleich­ stromrelais G 1 zugeführt, das zusammen mit dem Übertrager die Überwachungsschaltung bildet. Die negativen Halb­ wellen werden durch eine mit der Erregerwicklung in Reihe geschaltete Diode D 4 gesperrt. Sie werden jedoch dann wirksam, wenn die zweite Erregerwicklung durch einen zentral an­ geordneten Schalter ZS 1 eingeschaltet wird. Die negativen Halbwellen fließen dann von einer Seite der Sekundär­ wicklung des Übertragers über die zweite Erregerwick­ lung und eine Diode D 5 zur Gegenseite der Sekundärwicklung des Übertragers Ü . Da die zweite Erregerwicklung 3, 4 in solchem Sinne von den negativen Halbwellen durchflossen wird, daß diese einen positiven Beitrag zur Erregung des Relais liefern, wird der Anteil an der Erregung, der von den positiven Halbwellen erbracht werden muß, herabge­ setzt. Die Widerstände der Relais und Übertragerwicklungen lassen sich so aufeinander abstimmen, daß der Wert der Rückfallerregung für das Gleichstromrelais bei Ausnutzung beider Halbwellen der im Übertrager induzierten Wechsel­ spannung einem Stromwert im Signallampenstromkreis ent­ spricht, der knapp unterhalb des Nacht-Betriebsstromwertes, bei Ausnutzung nur einer Halbwelle jedoch knapp unterhalb des Wertes des Tag-Betriebsstromes des Lampenstromkreises liegt.

Es ist auch möglich, das Gleichstromrelais mit nur einer Erregerwicklung auszubilden, die von der Sekundär­ wicklung des Übertragers über einen Zweiweggleichrichter gespeist wird, wobei in einem Gleichrichterweg ein von zentralen Schaltmitteln betätigter Schalter angeordnet ist.

Fig. 4 zeigt eine Überwachungsschaltung mit einem Wechselstromrelais W. Dieses liegt mit seiner Haupterregerwicklung 1, 2 im Signallampenstromkreis und besitzt eine zusätzliche Erregerwicklung 3, 4, welche durch zentrale Schaltmittel ZS an dieselbe Wechsel­ stromquelle (Transformator NT) angeschlossen werden kann, aus der auch der Signallampenstromkreis versorgt wird. Dadurch ist gewährleistet, daß der die zusätzliche Er­ regerwicklung durchfließende Wechselstrom die gleiche Frequenz und die gleiche Phasenlage aufweist wie der im Signallampenstromkreis fließende Strom. Die zentralen Schaltmittel werden zusammen mit den die Tag/Nacht-Umschal­ tung bewirkenden Schaltmitteln, hier schematisch durch einen Wechsler TNU dargestellt, betätigt.

Grundsätzlich können die zweiten Erregerwicklungen der Gleichstromrelais auch so betrieben werden, daß sie der Wir­ kung der Haupterregerwicklungen entgegengerichtet arbei­ ten und deren Erregung teilweise kompensieren. In diesem Falle sind die zweiten Erregerwicklungen bei Nachtspannung aus- und bei Tagspannung eingeschaltet.

Claims (8)

1. Schaltungsanordnung zum signaltechnisch sicheren Betrieb von wechselstromgespeisten Signallampen in Eisenbahnanla­ gen, deren Speisespannung bei Nachtbetrieb niedriger als bei Tagbetrieb eingestellt ist und deren Funktion mittels eines zwei Erregerwicklungen aufweisenden Überwachungs­ relais ständig überwacht ist, wobei das Relais den durch die erste Erregerwicklung fließenden Lampenstrom auswer­ tet und einen Alarm auslöst, wenn die Rückfallerregung unterschritten ist, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Erregerwicklung gleichsinnig zur ersten Erregerwicklung polarisiert, bei Nachtbetrieb gespeist und ihre Erregung so bemessen ist, daß die Nacht-Betriebs- Erregung gleich der Tag-Betriebs-Erregung ist und daß die Rückfallerregung so eingestellt ist, daß sie bei nichterregter zweiter Erregerwicklung (3, 4) dicht unterhalb der Tag-Betriebs-Erregung liegt.

2. Schaltungsanordnung zum signaltechnisch sicheren Betrieb von wechselstromgespeisten Signallampen in Eisenbahnanla­ gen, deren Speisespannung bei Nachtbetrieb niedriger als bei Tagbetrieb eingestellt ist und deren Funktion mittels eines zwei Erregerwicklungen aufweisenden Überwachungs­ relais ständig überwacht ist, wobei das Relais den durch die erste Erregerwicklung fließenden Lampenstrom auswer­ tet und einen Alarm auslöst, wenn die Rückfallerregung unterschritten ist, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Erregerwicklung gegensinnig zur ersten Er­ regerwicklung polarisiert, bei Tagbetrieb gespeist und ihre Erregung so bemessen ist, daß die Tag-Betriebs-Er­ regung gleich der Nacht-Betriebs-Erregung ist und daß die Rückfallerregung so eingestellt ist, daß sie bei nichterregter zweiter Erregerwicklung (3, 4) dicht unterhalb der Nacht-Betriebs-Erregung liegt.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Relais ein Gleichstromrelais ist, dessen erste Erregerwicklung (1, 2) durch eine erste Diode (D) überbrückt ist und daß die zweite Erregerwicklung (3, 4) Gleichstrom führt (Fig. 1).

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe mit der ersten Diode (D 2) ein Schalter (S) vorgesehen ist, der von zentralen Schaltmitteln (ZS) betätigt wird und daß eine weitere Diode (D 3) der parallel zur ersten Erregerwicklung (1, 2) geschalteten zweiten Erregerwicklung (3, 4) vorgeschal­ tet und so gepolt ist, daß sie den bei geschlossenem Schalter (S) über die erste Diode (D 2) fließenden Strom nach Öffnen des Schalters (S) der zweiten Erregerwicklung (3, 4) zuführt (Fig. 2).

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Übertrager (Ü) vorgesehen ist, dessen Primärwicklung im Signallampenstromkreis liegt und dessen Sekundärwicklung die beiden parallelgeschalteten Erregerwicklungen (1, 2; 3, 4) eines Gleichstromrelais speist, wobei mit jeder Erregerwicklung eine Diode (D 4, D 5 ) derart in Reihe geschaltet ist, daß die Stromhalbwellen die Erregerwicklung wechselweise durchfließen und daß in Reihe mit der zweiten Erregerwicklung (3, 4) ein von zentralen Schaltmitteln betätigter Schalter (ZS 1) liegt (Fig. 3).

6. Schaltungsanordnung in Abänderung nach den Ansprüchen 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gleichstromrelais nur eine Erregerwicklung aufweist, die über einen Zweiweggleichrichter von der Sekundärwicklung gespeist ist und daß in einem Gleichrichterweg der Schalter (ZS 1) liegt.

7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei mehreren Gleichstromrelais die zweiten Erregerwicklungen (3, 4) parallelgeschaltet und mittels Dioden voneinander entkoppelt und zum Einschalten mit einer gemeinsamen Stromquelle verbunden sind.

8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Relais ein Wechselstromrelais ist und daß die zweite Erregerwicklung (3, 4) Wechselstrom führt, dessen Frequenz gleich der Frequenz des Signallampenstromes und dessen Phasenlage gleich oder entgegengesetzt der Phasenlage des Signallampenstromes ist (Fig. 4).