DE3141374C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Überwachung von elek­ trischen Einrichtungen auf die Ausbildung eines oder mehrerer Lichtbögen mit mindestens einem photoelektrischen Empfänger für den Empfang der Lichtbogen­ strahlung, wobei zwischen dem Empfänger und einem nachgeordneten Verstärker eine Differenzier- und Integrierschaltung angeordnet ist.

Eine derartige Anordnung ist bereits bekannt (DE 28 40 790 A1).

Mit dieser Anordnung wird die Ansprechempfindlichkeit auf die Lichtbogen­ strahlung verbessert. Tageslicht oder künstliche Beleuchtung verursachen kein Ansprechen der Anordnung mehr. Die Anordnung spricht nur auf Bestrah­ lungsstärkeänderungen mit zunehmender Intensität der Strahlung an, während Grundlichtpegel nicht bewertet werden kann.

Bei einer anderen bekannten Anordnung zur Überwachung von elektrischen Einrichtungen auf das Auftreten von Störlichtbögen wird das Ansprechen auf Schaltlichtbögen durch die Art des Einbaus des photoelektrischen Empfängers in die Einrichtung verhindert. Das Licht der Schaltlichtbögen darf nicht direkt auf den photoelektrischen Empfänger fallen (ASEA-Zeitschrift, 1977, Jg. 22, H. 1, Seiten 9 bis 12).

Eine bekannte Anordnung zur Unterscheidung zwischen Rausch- bzw. Stör­ signalen und Informationssignalen auf einem Übertragungskanal bildet aus den verstärkten Rausch- bzw. Störsignalen und den Informationssignalen eine Steuerspannung für einen Schwellwertschalter, der einen Schalter vor einer Auswerteinrichtung steuert. Zur Erzeugung der Steuerspannung werden die verstärkten Rausch- bzw- Stör- und Informationssignale um eine vorgebbare Verzögerungszeit verzögert. Die Verzögerungszeit ist so gewählt, daß sich die verzögerte und die unverzögerte Signalfolge mit zunehmender Signaldauer überlappen. Die beiden Signalfolgen werden konjunktiv verknüpft einem Integrator zugeführt, der die Steuerspannung für den Schwellwertschalter erzeugt. Bei Rausch- und/oder Störsignalen reicht die Steuerspannung nicht aus, um über den Schwellwertschalter den Schalter vor der Auswerteinrichtung zu schließen (DE-AS 22 33 976).

Eine bekannte Vorrichtung zur Unterdrückung netzfrequenter Störungen bei der Aufnahme biologischer Signale enthält einen von diesen Signalen beaufschlag­ ten Vorverstärker, dessen Ausgangssignal zeitverzögert und unverzögert je über einen Gleichrichter einer Koinzidenzschaltung zugeführt wird. Die Verzögerungszeit wird auf die Dauer einer Netzhalbwelle eingestellt. Die unverzögerten und verzögerten Signale werden einander überlagert, so daß dann, wenn nur Netzbrummspannungen zum Vorverstärker gelangen, die Über­ lagerung den Wert null ergibt (DE 29 47 774 A1).

Schließlich ist eine Einrichtung zum Erfassen unzulässigen Kommutatorfeuers bei Gleichstrommaschinen bekannt. Auf die Bürstenkante der Maschine ist ein photoelektrischer Empfänger ausgerichtet, dem über einen Verstärker parallel ein Integrierglied und ein Glied zur Erfassung der Dauer der anstehenden Signale nachgeschaltet ist. Wenn die Zahl der Impulse je Zeiteinheit oder die Dauer der nachstehenden Signale vorgegebene Werte überschreitet, spricht eine Störungsanzeige an (DE 29 00 365 A1).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der eingangs beschriebenen Gattung derart weiterzuentwickeln, daß auf möglichst einfache und störsichere Weise zwischen Schalt- und Störlichtbogen unterschieden werden kann.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Kennzeichens im Anspruch 1 gelöst.

Der Erfindung liegt demnach das Prinzip zugrunde, Störlichtbögen von Schaltlichtbögen durch die verschiedenen Zeiten der Lichtbögen zu unter­ scheiden. Schaltgeräte haben bestimmte Einschalt- und Abschaltzeiten. Vielfach beträgt die Abschaltzeit weniger als 20 msec. Wenn ein Lichtbogen vor dieser Zeit in einer elektrischen Einrichtung erlischt, handelt es sich um einen Schaltlichtbogen in einem Schaltgerät oder um einen Lichtbogen, der zwar zwischen anderen Teilen der Einrichtung vorkommt, aber wegen seiner kurzen Dauer keine Störung hervorruft. Die Anordnung hat den Vorteil, daß nur bei Störlichtbögen entsprechende Meldungen weitergeleitet werden. Es erübrigen sich daher zusätzliche Meßeinrichtungen, bei denen die Stromhöhe bewertet wird.

Ein besonderer Vorteil der Anordnung besteht auch noch darin, daß in elektrischen Anlagen, z. B. Niederspannungsanlagen, in denen Stör- und Schaltlichtbögen hinsichtlich der Stromhöhe gleiche Eigenschaften haben, trotzdem die Störlichtbögen von Schaltlichtbögen unterschieden werden können.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß dem Verstärker ein bistabiler Speicher nachgeschaltet ist, der das Verzögerungszeitglied speist, und daß die konjunktive Verknüpfung mit einem UND-Glied erfolgt. Über das Signal im zweiten Stromzweig, das dem zeitlichen Verlauf des Lichtbogens proportional ist, wird das von einem ausgewählten Anstiegsverhalten des Lichtbogens erzeugte und im Speicher erfaßte Signal weitergeleitet. Diese Anordnung zeichnet sich durch ihren einfachen Aufbau aus.

Vorzugsweise enthält der Stromzweig des unverzögerten Signals eine Differen­ zierschaltung, durch deren Abklingzeitkonstante das Ausgangssignal der Differenzierschaltung 22, dessen Beginn und Ende von dem durch den photoelektrischen Empfänger jeweils erfaßten Lichtbogen bestimmt ist, auf eine die betriebs­ mäßig auftretende Lichtbogendauer übersteigende Abklingzeit eingestellt ist. Der zeitliche Strahlungsverlauf des jeweiligen Lichtbogens bringt auch die zweite Differenzierschaltung zum Ansprechen. Das Ausgangssignal dieser Differenzierschaltung gibt ein Signal ab, wenn ein Lichtbogen entsteht, und beendet dieses Signal, wenn der Lichtbogen abklingt. Dies bedeutet, daß vom gleichbleibenden Umgebungslicht oder üblichen Änderungen des Umgebungslichts keine die UND-Schaltung für die Freigabe des Ausgangssignals des Verzöge­ rungszeitglieds vorbereitenden Signale erzeugt werden.

Da der Stromzweig des unverzögerten Signals auf eine gleichbleibende Empfindlichkeit eingestellt ist, beeinflußt die auf dem Störlichtbogen beruhende Strahlung nach dem Ansprechen des Differenzierglieds den Verlauf von dessen Ausgangssignal erst wieder, wenn der Lichtbogen aufhört. Die hohe Empfindlichkeit ist auch deshalb vorhanden, damit noch diejenigen Lichtbögen erfaßt werden, die der höchsten wählbaren Empfindlichkeit des Lichtbogen­ wächters entsprechen.

Mit dem hochempfindlich eingestellten Lichtbogenwächter lassen sich auch schwache Lichtbögen erkennen. Dabei reicht es aus, die Empfindlichkeit des die Differenzier- und Integrierschaltung enthaltenden Stromzweigs so einzustellen, daß Lichtbögen einer ausgewählten Stärke erkannt werden. Der weitere, eine hohe Empfindlichkeit aufweisende Stromzweig benötigt keine auf die Verhältnisse des jeweiligen Einsatzorts abgestimmten Einstellungen. Damit wird die Einstellung des Lichtbogenwächters auf die Gegebenheiten am Einsatzort vereinfacht.

Vorteilhaft ist ferner, daß sich Schwankungen der Absorption der erzeugten Strahlung oder spektrale Änderungen der vom photoelektrischen Empfänger während der Lichtbogendauer empfangenen Strahlung nicht auf die Feststellung eines Lichtbogens störend auswirken.

Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform ist an das Differenzierglied ein Amplitudendiskriminator angeschlossen, der eine auf Eingangssignale einer Polarität eingestellte Ansprechswelle hat. Wenn ein Lichtbogen entsteht, gibt die Differenzierschaltung ein sprungförmig ansteigendes Signal an den Amplitudendiskriminator ab. Dieses Signal übersteigt schnell die Ansprech­ schwelle und veranlaßt den Amplitudendiskriminator zur Erzeugung eines Ausgangssignals, das das UND-Glied für die Freigabe vorbereitet. Das von der Differenzierschaltung stammende Signal klingt wegen der großen Zeitkonstante langsam ab, so daß die Ansprechschwelle des Amplitudendiskriminators nicht überschritten wird. Mit dem Ende des Lichtbogens entsteht am Ausgang der Differenzierschaltung ein sprungförmiges Signal von entgegengesetzter Polarität. Durch die Unterschreitung der Ansprechschwelle schaltet der Amplitudendiskriminator sein Ausgangssignal um und sperrt das UND-Glied. Diese Anordnung ermöglicht mit einfachen Mitteln eine genaue Erfassung des Endes des jeweiligen Lichtbogens.

Bei einer günstigen Ausführungsform ist vorgesehen, daß dem Speicher ein weiteres Verzögerungszeitglied nachgeschaltet ist, dessen Verzögerungszeit ein Vielfaches derjenigen des ersten Verzögerungszeitglieds ist und dessen Ausgang auf den Rücksetzeingang des Speichers zurückgekoppelt ist. Mit dieser Anordnung läßt sich mit einer durch die Einstellung der Zeitverzögerung wählbaren Zeit die Anordnung nach der Erfassung eines Lichtbogens für die Feststellung eines weiteren Lichtbogens ansprechbereit machen.

Eine andere zweckmäßige Ausführungsform besteht darin, daß in der Aus­ wertschaltung ein mit dem UND-Glied verbundener weiterer bistabiler Speicher vorgesehen ist, dem ein Relais und ein zusätzlicher bistabiler Speicher, der eine Leuchtanzeige speist, nachgeschaltet sind, und daß der weitere und der zusätzliche Speicher über einen Taster zurücksetzbar sind. Im weiteren Speicher wird die Meldung über das Vorkommen eines Lichtbogens auch dann noch gespeichert, wenn der Lichtbogen bereits abgeklungen ist. Der Lichtbogen kann z. B. durch einen über den zweiten Speicher betätigten Leistungsschalter beseitigt werden. Erst nach der Quittierung der Meldung durch Betätigung des Tasters ist der zweite Speicher zur Aufnahme einer neuen Meldung bereit.

Eine andere günstige Ausführungsform ist derart ausgebildet, daß in der Auswertschaltung ein mit dem UND-Glied verbundener weiterer bistabiler Speicher vorgesehen ist, dem ein Relais und ein Eingang eines zusätzlichen bistabilen Speichers nachgeschaltet sind, der eine Leuchtanzeige speist, und daß der weitere Speicher über einen Taster zurücksetzbar ist. Der weitere Speicher wird bei dieser Anordnung ebenso wie der an das Differenzier- und Integrierglied angeschlossene Speicher nach Ablauf der eingestellten Verzögerungszeit selbsttätig wieder betriebsbereit, während das Lichtbogener­ eignis durch die Leuchtanzeige gemeldet wird, bis eine Quittierung über den Taster erfolgt ist.

Vorzugsweise ist die Differenzier- und Integrierschaltung als Bandpaß ausgebildet, dessen untere Grenzfrequenz bei 90 Hz und dessen obere Grenz­ frequenz bei 550 Hz liegen. Damit kann der Einfluß induzierter Störspan­ nungen auf die Anordnung weitgehend vermindert werden. Der oder die photo­ elektrischen Empfänger können deshalb entfernt von den übrigen Teilen der Schaltung an geeigneten Stellen angebracht werden, ohne daß dies die An­ ordnung störanfällig macht.

Es hat sich gezeigt, daß mit diesen Werten eine optimale Unterdrückung von Störspannungen beim Einbau der Anordnung in Energieverteilungsanlagen er­ reicht wird.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines in einer Zeichnung darge­ stellten Ausführungsbeispiels näher erläutert, aus dem sich weitere Merk­ male sowie Vorteile ergeben.

Die Zeichnung zeigt ein Blockschaltbild einer Anordnung zur Überwachung von elektrischen Einrichtungen auf die Ausbildung von Lichtbögen.

Ein photoelektrischer Empfänger 1 bildet einen Detektor für Lichtbögen. Der Empfänger 1 ist an der zu überwachenden elektrischen Einrichtung ange­ bracht. Bei einer gekapselten Innenraum-Schaltanlage befindet sich der Empfänger 1 im Inneren eines Schaltanlagenschrankes. Der Empfänger 1 kann als Phototransistor ausgebildet sein, der in einer Kunststoffhalterung ein­ gebettet ist. Zweckmäßigerweise sind vor einem solchen Phototransistor eine Optik, z. B. eine Linse oder ein Tubus, angeordnet, die das Gesichtsfeld des Phototransistors bestimmen.

Dem photoelektrischen Empfänger 1 ist ein Arbeitswiderstand 8 nachgeschaltet, mit dem in einer Differenzier- und Integrierschaltung 9 ein Differenzier­ glied 2 verbunden ist, an das ein Integrierglied 3 angeschlossen ist. Das Integrierglied 3 speist einen Eingang eines Differentialverstärkers 4, des­ sen zweiter Eingang an eine Bezugsspannung 7 gelegt ist. Mit dem Verstärker ist ein bistabiler Speicher 6 verbunden, dessen Ausgang ein Verzögerungs­ zeitglied 5 speist. Der Ausgang des Verzögerungszeitglieds 5 steht mit dem Eingang eines UND-Glieds 25 in Verbindung, dessen zweiter Eingang über einen Stromzweig 10 an den Empfänger 1 angeschlossen ist.

Dem UND-Glied 25 ist eine Auswertschaltung 24 mit einem weiteren bistabilen Speicher 11 nachgeschaltet, dessen Ausgang sowohl ein Relais 12 als auch den Eingang eines zusätzlichen bistabilen Speichers 13 speist. An den Aus­ gang des zusätzlichen Speichers 13 ist eine Leuchtanzeige 14 angeschlossen. Der Rücksetzeingang des zusätzlichen Speichers 13 steht über eine Diode 15 mit einem Tastschalter 16 in Verbindung, der über eine andere Diode 17 an den Rücksetzeingang des weiteren Speichers 11 angeschlossen ist.

Der Ausgang des Speichers 6 ist über eine weitere Verzögerungszeitschaltung 18 und eine Diode 19 auf den Rücksetzeingang des Speichers 6 zurückgekoppelt. An den Ausgang der weiteren Verzögerungszeitschaltung 18 ist über eine Diode 20 eine wahlweise einlegbare Brücke 21 angeschlossen, die gestrichelt darge­ stellt ist. Die Brücke 21 verbindet die Diode 20 mit dem Rücksetzeingang des weiteren Speichers 11.

Der Stromzweig 10 enthält die Serienschaltung einer Differenzierschaltung 22 und eines Amplitudendiskriminators 23. Die Differenzierschaltung 22 ist eingangsseitig an den Empfänger 1 angeschlossen, während der Ausgang des Amplitudendiskriminators 23 mit dem UND-Glied 25 verbunden ist.

Die Verzögerungszeit des Zeitglieds 5 ist an die Dauer von betriebsmäßig auftretenden Lichtbögen derart angepaßt, daß sie etwas länger als diese ist. Beim Einsatz in Niederspannungsschaltanlagen mit Leistungsschaltern, deren Schaltzeiten weniger als 20 msec betragen, ist die Verzögerungszeit auf 20 msec eingestellt. Die Verzögerungszeit des Zeitglieds 18 liegt höher. Sie ist zweck­ mäßigerweise etwa 600 msec, also ein Vielfaches der Verzögerungszeit des Zeitglieds 5.

Mit der Differenzier- und Integrierschaltung 9 wird die Änderung der Bestrahlungsstärke am Empfänger 1 erfaßt, um die von einem Lichtbogen erzeugte Strahlung von Strahlen anderer Lichtquellen zu unterscheiden. Damit lassen sich die Einflüsse des Umgebungslichts, das von Glühlampen, Leuchtstoff­ lampen oder der Sonnenstrahlung herrührt, ausschalten. Die Schaltung 9 spricht auf den dynamischen Verlauf des Empfängerausgangssignals an. Am Ausgang des Verstärkers 4 steht immer dann ein speicherbares Signal zur Verfügung, wenn eine starke Änderung der Bestrahlungsstärke innerhalb kur­ zer Zeit oder eine schwächere Änderung der Bestrahlungsstärke in einer et­ was längeren Zeit erfolgt. Das Zeitintegral dieser Änderung muß eine vor­ gegebene Schwelle überschreiten. Weiterhin werden nur Bestrahlungsstärke­ änderungen erfaßt, die in Richtung zunehmender Bestrahlungsstärken verlaufen.

Die Differenzier- und Integrierschaltung 9 und der Verstärker 4 erfassen sowohl Störlichtbögen als auch Schaltlichtbögen und veranlassen, daß bei derartigen Lichtbögen der Speicher 6 gesetzt wird. Das Setzen des Speichers 6 stößt das Verzögerungszeitglied 5 und das Verzögerungszeitglied 18 an.

Am Ausgang des Verzögerungszeitglieds 5 steht nach Ablauf der Verzöge­ rung von beispielsweise 20 msec ein Signal zur Verfügung, das am UND- Glied 25 die eine Bedingung für das Weiterleiten eines Betätigungssignals für den weiteren Speicher hervorruft.

Ein von einem Lichtbogen hervorgerufener Signalverlauf am Ausgang des Empfängers 1 erzeugt am Ausgang des Differenzierglieds 22 einen Signal­ sprung, der nach einer Exponentialfunktion abklingt. Der Verlauf des Abklingens hängt von der Zeitkonstante des Differenzierglieds 22 ab. Die Zeitkonstante ist, beispielsweise durch Bemessung eines nicht dar­ gestellten Widerstands-Kondensatorglieds, so ausgewählt, daß die Ab­ klingzeit länger als die Verzögerungszeit des Zeitglieds 5 ist. Nach Ablauf der Verzögerungszeit des Zeitglieds 5 ist daher das Ausgangssi­ gnal des Differenzierglieds 22 noch nicht auf den vor dem Ansprechen vor­ handenen Pegel zurückgegangen.

Der vorstehend erwähnte Spannungssprung übersteigt die Ansprechschwelle der Amplitudendiskriminatorschaltung 23. Diese gibt daraufhin an das UND- Glied 9 ein Signal ab, das die zweite Bedingung für die Weiterleitung eines Betätigungssignals an den weiteren Speicher 11 ist. Nach Ablauf der Verzö­ gerungszeit des Zeitglieds 5 hat das Ausgangssignal des Differenzierglieds 22 dann die Ansprechschwelle des Amplitudendiskriminators 23 noch nicht unterschritten, wenn noch ein Lichtbogen vom Empfänger 1 erfaßt wird. Ein über die Dauer der Verzögerungszeit des Zeitglieds 5 hinaus anstehender Lichtbogen ist ein Störlichtbogen, durch den die für die Erfüllung der UND-Bedingung notwendigen Signale am UND-Glied 25 hervorgerufen werden. Damit wird der weitere Speicher 11 gesetzt, dessen Ausgangssignal das Relais 12 zum Ansprechen bringt und den zusätzlichen Speicher 13 setzt. Über die nicht dargestellten Schaltkontakte des Relais 12 wird ein Leistungs- oder Lastschalter der Starkstromversorgung betätigt, der die Energiezu­ fuhr zum Störlichtbogen unterbricht. Damit lassen sich Schäden vermeiden.

Mit dem Setzen des zusätzlichen Speichers 13 wird die Leuchtanzeige 14 mit Strom beaufschlagt. Die Leuchtanzeige 14 meldet optisch das Auftreten eines Störlichtbogens. Die Meldung bleibt auch noch nach der Unterbrechung des Störlichtbogens erhalten.

Nach Ablauf der Verzögerungszeit des Zeitglieds 18 wird der Speicher 6 zurückgesetzt. Damit ist die Anordnung wieder für einen neuen Lichtbogen ansprechbereit. Falls die Brücke 21 eingelegt ist, wird mit dem Speicher 6 auch der weitere Speicher 11 zurückgesetzt. Dies bedeutet, daß der über das Relais 12 gesteuerte Leistungsschalter wieder eingeschaltet werden kann. Im Falle eines weiteren Störlichtbogens, der vom Empfänger 1 er­ faßt wird, veranlaßt die in der Zeichnung dargestellte Anordnung wiede­ rum die Auslösung des Leistungsschalters.

Der zusätzliche Speicher 13 wird erst durch Betätigung des Tasters 16 zurückgesetzt,worauf die Leuchtanzeige erlischt. Wenn die Brücke 21 nicht vorhanden ist, wird der weitere Speicher 11 zusammen mit dem zu­ sätzlichen Speicher 13 zurückgesetzt.

Ein Schaltlichtbogen entsteht bei der Betätigung von Schaltgeräten, z. B. Leistungstrennschaltern, unter Last. Die Schaltgeräte sind so aufgebaut, daß der Schaltlichtbogen nach einer bestimmten Zeit erlischt, die z. B. kleiner als 20 msec ist. Beim Erlöschen eines Schaltlichtbogens erzeugt die Differenzierschaltung 22 ebenfalls einen sprungförmigen Verlauf im Ausgangssignal. Dieser Spannungssprung hat jedoch eine Polarität, die zu derjenigen des Spannungssprungs zu Beginn eines Lichtbogens umgekehrt ist. Daher wird die Ansprechschwelle des nur für eine Polarität eingestellten Amplitudendiskriminators 23 unterschritten. Der Amplitudendiskriminator 23 verändert dabei den Pegel seines Ausgangssignals, mit dem nun das UND-Glied 25 gesperrt wird. Wenn das Ausgangssignal des Verzögerungszeit­ glieds 5 nach der Feststellung eines Lichtbogens mit einer Zeitverzöge­ rung von 20 msec auf den für die Freigabe des UND-Glieds 25 notwendigen Pegel ansteigt, dann ist bei Schaltlichtbögen das Signal am zweiten Ein­ gang des UND-Glieds 25 bereits auf einem das UND-Glied 25 sperrenden Pegel. Schaltlichtbögen beeinflussen daher die Auswertschaltung 24 nicht. Es werden deshalb bei Schaltlichtbögen weder das Relais 12 betätigt, noch die Leuchtanzeige 14 mit Strom versorgt.

Die Differenzier- und Integrierschaltung 9 ist vorzugsweise als Bandpaß ausgebildet, dessen untere Grenzfrequenz bei 90 Hz und dessen obere Grenz­ frequenz bei 550 Hz liegen. Der photoelektrische Empfänger 1 kann in einiger Entfernung von der Differenzier- und Integrierschaltung 9 und dem Differenzierglied 22 angeordnet sind. Die Größe der Entfernung hängt jeweils von dem für die Lichtbogenerfassung günstigen Einbauort des Empfängers 1 und dem Montageort der nachgeschalteten Teile in der elek­ trischen Anlage ab. Je nach dem Aufbau und der Größe der elektrischen Anlage ergeben sich dabei verschieden lange Verbindungsleitungen, die dem Einfluß elektromagnetischer Felder in der elektrischen Anlage aus­ gesetzt sind. Mit der oben erläuterten Ausbildung als Bandpaß werden Störspannungen, die von den elektromagnetischen Feldern in den Leitungen hervorgerufen werden, optimal unterdrückt, ohne daß die Ansprechempfind­ lichkeit der Anordnung in unerwünschter Weise verändert wird.

Mit dem vorstehend beschriebenen Lichtbogenwächter kann in elektrischen Ge­ räten und Anlagen die Entstehung von Lichtbögen mit sehr hoher Sicherheit gegen Störungen festgestellt werden. Bei Störlichtbögen lassen sich in einem solchen Falle sofort die notwendigen Abschaltmaßnahmen einleiten, durch die Lichtbogenschäden vermieden oder zumindest begrenzt werden können und die Gefährdung von Personen verhindert wird. Bei hinreichend schneller Abtrennung der Lichtbogenstelle von der Energiequelle werden die Beanspruchungen der Ein­ richtungen infolge der Lichtbogentemperaturen, der von den hohen Lichtbogen­ strömen auf die Strombahnen ausgeübten Kräfte und der von den erhitzten Gasen ausgehenden Drücke auf unschädliche Werte begrenzt. Besonders kann die Gefähr­ dung von Personen bei Wartungsarbeiten an elektrischen Anlagen, z. B. bei ge­ öffneten Türen oder entfernten Abdeckungen, erheblich verringert werden.

Der Lichtbogenwächter kann auch vorteilhafterweise zur Überwachung des Bürstenfeuers von Kollektormaschinen eingesetzt werden. Vielfach entsteht bei rasch wechselnden Betriebsbedingungen von Kollektormaschinen Bürsten­ feuer, das nach dem Übergang in eine stetige Betriebsweise wieder abklingen muß. Wenn dieses Bürstenfeuer jedoch über längere Zeitdauer vorhanden ist, können Maschinenschäden entstehen. Mit dem oben beschriebenen Lichtbogen­ wächter ist die Feststellung dieser Störungen zum Zwecke der Abschaltung der Kollektormaschine möglich. Hierdurch lassen sich Maschinenschäden vermeiden.

Zur Überwachung der Stromabnehmer bei Bahnanlagen eignet sich der eben erläuterte Lichtbogenwächter ebenfalls. Die zwischen Stromabnehmer und Fahrleitung auftretenden Lichtbögen sollen bestimmte Dauern nicht über­ steigen, um Beschädigungen an den Abnehmern und Fahrleitungen zu vermeiden. Mit dem Lichtbogenwächter kann die von nach der Art der Anlage abhängige zulässige Lichtbogendauer erkannt werden, um bei längeren Lichtbogen­ dauern Sicherheitsmaßnahmen auszulösen.

Claims (9)

1. Anordnung zur Überwachung von elektrischen Einrichtungen auf die Ausbil­ dung eines oder mehrerer Lichtbögen mit mindestens einem photoelek­ trischen Empfänger für den Empfang der Lichtbogenstrahlung, wobei zwischen dem Empfänger und einem nachgeordneten Verstärker eine Differenzier- und Integrierschaltung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das auf dem jeweiligen Lichtbogen beruhende Ausgangssignal des Verstärkers (4) einem Verzögerungszeitglied (6) zugeführt ist, an dessen Ausgang ein Referenzzeitsignal auftritt, das gegenüber dem Beginn des Lichtbogens um eine Zeitdauer verzögert ist, welche größer als die Zeitdauer von betriebsmäßig auftretenden Lichtbögen ist, daß vom durch den Lichtbogen hervorgerufenen Ausgangssignal des photoelektrischen Empfängers (1) ein unverzögertes in seiner Zeitdauer mit der Zeitdauer des Lichtbogens übereinstimmendes Signal abgeleitet ist, und daß dieses unverzögerte Signal und das Referenzsignal konjunktiv verknüpft an eine Auswerteschaltung (24) gelegt sind, welche bei Auftreten des unverzögerten Signals mit einer Zeitdauer gleich oder größer als die durch das Referenzzeitsignal vorgegebene Zeitdauer ein Signal über das Vorliegen eines Störlichtbogens ausgibt.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Verstärker (4) ein bistabiler Speicher (6) nachgeschaltet ist, der das Verzögerungszeitglied (5) speist, und daß die konjunktive Verknüpfung mit einem UND-Glied (25) erfolgt.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromzweig (10) des unverzögerten Signals eine Differenzierschal­ tung (22) enthält, durch deren Abklingzeitkonstante das Ausgangssignal der Differenzierschaltung (22), dessen Beginn und Ende von dem durch den photoelektrischen Empfänger (1) jeweils erfaßte Lichtbogen bestimmt ist, auf eine die betriebsmäßig auftretende Lichtbogendauer übersteigende Abklingzeit eingestellt ist.

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromzweig (10) des unverzögerten Signals auf eine gleichbleibende hohe Empfindlichkeit eingestellt ist.

5. Anordnung nach Anspruch 1 oder einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an die Differenzierschaltung (22) ein Amplitudendiskriminator (23) angeschlossen ist, der eine auf Signale einer Polarität eingestellte Ansprechschwelle hat.

6. Anordnung nach Anspruch 2 oder einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß dem Speicher (6) ein weiteres Verzögerungszeitglied (18) nachge­ schaltet ist, dessen Verzögerungszeit ein Vielfaches derjenigen des ersten Verzögerungszeitglieds (5) ist und dessen Ausgang auf den Rücksetz­ eingang des Speichers (6) zurückgekoppelt ist.

7. Anordnung nach Anspruch 2 oder einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der Auswertschaltung (24) ein mit dem UND-Glied (25) verbundener weiterer bistabiler Speicher (11) vorgesehen ist, dem ein Relais (12) und ein zusätzlicher bistabiler Speicher (13), der eine Leuchtanzeige (14) speist, nachgeschaltet sind, und daß der weitere und der zusätzliche Speicher (11, 13) über einen Taster (16) zurücksetzbar sind.

8. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der Auswertschaltung (24) ein mit dem UND-Glied (25) verbundener weiterer bistabiler Speicher (11) vorgesehen ist, dem ein Relais (12) und ein Eingang eines zusätzlichen bistabilen Speichers (13) nachgeschaltet sind, der eine Leuchtanzeige (14) speist, und daß der weitere Spei­ cher (11) durch das weitere Verzögerungszeitglied (18) und der zusätz­ liche Speicher (13) über einen Taster (16) zurücksetzbar sind.

9. Anordnung nach Anspruch 1 oder einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Differenzier- und Integrierschaltung (9) als Bandpaß ausgebildet ist, dessen untere Grenzfrequenz bei 90 Hz und dessen obere Grenzfrequenz bei 550 Hz liegen.