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Im linken Teil der Fig. 1 ist der Speisestromkreis
eines
beliebigen Verbrauchers V dargestellt. Zum Anschalten des Verbrauchers über die
Speiseleitungen L 1 und L 2 dient ein in eine der Speiseleitungen geschalteter Anschaltkontakt
S/11 eines zu einem beliebigen Zeitpunkt schaltenden Steuerschalters. Der Stromkreis
für den Verbraucher schließt sich über die Kontakte P/1 und U/1 von Prüf- und Überwacherrelais,
auf die noch einzugehen ist. Überwacht wird der Verbraucherstromkreis in bekannter
Weise durch ein in den Stromkreis geschaltetes Überwacherrelais U, das bei einem
ausreichend hohen Speisestrom anzieht und dabei seine Schaltkontakte umsteuert.
Zum Feststellen von Aderberührungen und Fremdspannungseinfällen ist ein mit zwei
Wicklungen ausgestattetes Prüfrelais P vorgesehen, dessen Wicklungen so in Reihe
geschaltet ständig an der Versorgungsspannung des Verbraucherstromkreises liegen,
daß ein über sie fließender Prüfstrom bei abgeschaltetem Verbraucher die beiden
Wicklungen gegensinnig durchfließt und dabei im gemeinsamen Relaissystem sich kompensierende
Magnetfelder aufbaut; das Prüfrelais ist also normalerweise abgefallen. Es zieht
an, wenn sich die gegebene Stromverteilung über die beiden Wicklungen ändert.
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Dies ist der Fall bei Aderberührungen und Fremdspannungseinfällen.
In einem solchen Fall fließt bei abgeschaltetem Verbraucher über den Kontakt U/2
des nicht erregten Überwacherrelais U und entweder die Wicklung 1 oder die Wicklung
2 des Prüfrelais P ein zusätzlicher Strom, der das Prüfrelais P zum Ansprechen bringt.
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Zum Kennzeichnen der Störung dient ein ruhestrombetriebenes Melderelais
M, das im rechten Teil der Figur dargestellt ist. Bei abgeschaltetem Verbraucher
und nicht erregtem Prüfrelais erfolgt die Speisung des Melderelais M über die Kontakt
S/12 eines den Anschaltkontakt S/11 schaltenden Steuerschalters und den Kontakt
P/2 des Prüfrelais. Spricht das Prüfrelais bei abgeschaltetem Verbraucher an, so
öffnet der Kontakt P/2 im Stromkreis des Melderelais M, woraufhin das Melderelais
abfällt und so die Störung kennzeichnet. Das Abfallen des Melderelais bewirkt außer
der Ausgabe einer Störungsmeldung auf nichtdargestellte Weise die Blockierung bzw.
Abschaltung des Steuerschalters für die Anschaltung des Verbrauchers, so daß bei
Aderberührungen und Fremdspannungseinfällen auf den Speiseleitungen dieses Verbrauchers
die Anschaltung bzw. Speisung des Verbrauchers verhindert wird.
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Das nach der Erfindung vorgesehene Prüfrelais arbeitet nach dem Arbeitsstromprinzip.
Es ist daher erforderlich, das Prüfrelais in gewissen Abständen einer Funktionsprüfung
zu unterziehen, um so die Gewißheit zu erlangen, daß das Prüfrelais auch tatsächlich
funktionsfähig ist. Die Funktionsprüfung ist zweckmäßigerweise beim Anschalten des
Verbrauchers vorzunehmen. Nur wenn das Prüfrelais dabei sowohl über seine Wicklung
1 als auch seine Wicklung 2 anschaltbar ist, soll der Verbraucher bleibend angeschaltet
werden können. Das sich beim Anschalten eines Verbrauchers für die Funktionsprüfung
des Prüfrelais ergebende Schaltspiel ist im unteren Teil der Fig. 1 dargestellt.
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Beim Schließen des Anschaltkontaktes S/11 wird vorübergehend über
den Kontakt U/2 die Wicklung 1 des Prüfrelais P kurzgeschlossen. Damit wird das
bis dahin vorhandene magnetische Gleichgewicht im gemeinsamen Relaissystem des Prüfrelais
gestört und das Prüfrelais P zieht über seine Wicklung 2 an. Sobald das Prüfrelais
P angezogen hat, schließt es seinen
Kontakt P/1 im Speisestromkreis des Verbrauchers.
Bei genügend hohem Speisestrom spricht daraufhin das Überwacherrelais U an und wechselt
seine Kontakte.
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Über seinen Kontakt U/1 macht es sich dabei unabhängig vom Schaltzustand
des Prüfrelais P und mit seinen Kontakten U/2 und U/3 veranlaßt es die Erregung
des Prüfrelais über dessen Wicklung 1; beim Schließen des Schaltkontaktes U/3 wird
die Wicklung 2 des Prüfrelais kurzgeschlossen, während gleichzeitig über U/2 der
bis dahin vorhandene Kurzschluß der Wicklung 1 des Prüfrelais aufgehoben wird.
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Bei der Erprobung der Schaltung hat sich herausgestellt, daß das
Prüfrelais beim Wechseln der Kontakte U/2 und U/3 infolge Änderung seiner magnetischen
Durchflutung kurzzeitig abfällt. Um zu verhindern, daß hierbei das Überwacherrelais
U ebenfalls abfällt und seine Kontakte erneut umsteuert, ist dem Schließer Pil des
Prüfrelais ein Schließer U/l des Überwacherrelais parallelgeschaltet, der die Speisung
des Überwacherrelais nach dessen Anschaltung unabhängig macht vom Schaltzustand
des Prüfrelais. Das Abfallen des Überwacherrelais ließe sich auch durch eine entsprechende
Abfallverzögerung des Überwacherrelais verhindern.
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Überwacht wird die Funktionsfähigkeit des Prüfrelais durch das ruhestrombetriebene
Melderelais M. Das Melderelais M bleibt während einer ersten Phase des Anschaltvorganges
für den Verbraucher, in der das Prüfrelais P noch nicht erregt ist, über den zusammen
mit dem Anschaltkontakt S/11 schaltenden Kontakt S/13 und den Kontakt U/4 des noch
nicht erregten Überwacherrelais U angeschaltet und nach dem Ansprechen des Überwacherrelais
über S/13 und den Kontakt P/3 des das Überwacherrelais anschaltenden Prüfrelais.
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In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist zum Überwachen des Verbraucherstromes
ein Überwacherrelais vorgesehen, das betriebsmäßig nach dem Schließen des Verbraucherstromkreises
anspricht und mit seinen Kontakten U/2 und U/3 die Umschaltung des Prüfrelais veranlaßt.
Bei Verbraucherstromkreisen, bei denen kein derartiges Überwacherrelais vorgesehen
ist, ist es notwendig, ein nach dem Ansprechen des Steuerschalters für die Betätigung
des Anschaltkontaktes S/11 anschaltbares Schaltmittel vorzusehen, das seinerseits
die Funktionen der in F i g. 1 dargestellten Kontakte des Überwacherrelais übernimmt.
Ein derartiges Schaltmittel könnte ein nach dem Ansprechen des Steuerschalters zum
Durchschalten der Speiseleitung L 1 ansprechender gesonderter Steuerschalter zum
Durchschalten der anderen Speiseleitung L 2 sein, wie er in der DE-PS 16 05 428
angegeben ist.
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F i g. 2 zeigt eine weitere Ausführungsform der Schaltung zum Erkennen
von Aderberührungen und Fremdspannungseinfällen. Diese Schaltung ist darüber hinaus
auch in der Lage, Unterbrechungen des Speisekreises zu erkennen; sie beinhaltet
damit zusätzlich noch die Funktion des nach F i g. 1 vorgesehenen Überwacherrelais.
Bei der in F i g. 2 vorgesehenen Ausführungsform der Schaltung sind die beiden Wicklungen
des Prüfrelais Phochohmig ausgebildet und über die Speiseleitungen L 1 und L 2 und
den Verbraucher V miteinander in Reihe geschaltet. Die beiden Relaiswicklungen sind
deshalb hochohmig ausgeführt, weil über sie der Verbraucher Vständig an Spannung
liegt, der über den Verbraucher fließende Strom aber noch nicht ausreichen soll,
dort eine Wirkung zu zeigen, die sich bei Nennstrom einstellt. Ist der Verbraucher
beispielsweise durch eine Glühlampe
dargestellt, so soll der bei
geöffneten Anschaltkontakten S/11 und S/12 über die Wicklungen des Prüfrelais und
den Verbraucher fließende Prüfstrom nur so hoch sein, daß die Signallampe noch nicht
aufleuchtet. Die beiden Wicklungen des Prüfrelais sollen wie in F i g. 1 so dimensioniert
und angeordnet sein, daß der Prüfstrom in dem gemeinsamen Relaissystem des Prüfrelais
sich kompensierende Magnetfelder aufbaut, das heißt, das Prüfrelais noch nicht anspricht.
Bei Aderberührungen oder Fremdspannungseinfall auf einer der Speiseleitungen wird
eine der Wicklungen des Prüfrelais durch die ein- bzw. ausgespeiste Spannung bedämpft,
wodurch sich die Stromverteilung über die beiden Wicklungen ändert. Das Prüfrelais
spricht daraufhin an und meldet über das zugehörige Melderelais M das Vorhandensein
einer Störung. Dieses geschieht über den bei noch nicht wirksam geschaltetem Verbraucher
geschlossenen Kontakt S/22 und den Öffner P/1 des Prüfrelais.
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Zum Anschalten des Verbrauchers ist vorgesehen, die beiden Wicklungen
des Prüfrelais durch Anschaltkontakte S/11 und S/21 kurzzuschließen. Hierdurch ändert
sich am Schaltzustand des Prüfrelais nichts, denn das Prüfrelais war bei ordnungsgerechtem
Zustand des Speisestromkreises bislang ohnehin nicht erregt. Beim Schließen der
Anschaltkontakte steigt jedoch der bislang über den Verbraucher fließende geringe
Prüfstrom auf den Nennstrom an und führt dort zu der jeweils gewünschten Beeinflussung
des Verbrauchers.
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Die Funktionsprüfung des Prüfrelais wird wiederum zweckmäßigerweise
bei der Anschaltung des Verbrauchers vorgenommen. Hierzu ist vorgesehen, daß zunächst
nur einer der beiden Anschaltkontakte, z. B.
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der Anschaltkontakt S/11, schließt und daß der andere Anschaltkontakt
S/21 zu -einem späteren Zeitpunkt betätigt wird, Beim Schließen des Anschaltkontaktes
S/11 wird die Wicklung 1 des Prüfrelais kurzgeschlossen. Hierdurch erhöht sich der
über den Verbraucher V und die Wicklung 2 des Prüfrelais fließende Prüfstrom.
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Diese Erhöhung ist von ihrer Amplitude her oder zeitlich gesehen vorteilhaft
so zu begrenzen, daß der Verbraucher selbst darauf noch nicht in gleicher Weise
wie bei Nennstrom anspricht. Um das Melderelais zur Kennzeichnung des ordnungsgerechten
Betriebszustandes des Speisestromkreises bzw. des ordnungsgerechten Betriebsverhaltens
des Prüfrelais in der -Zeitspanne zwischen dem Schließen des Anschaltkontaktes S/11
und dem Ansprechen des Prüfrelais zu erregen, ist das Melderelais M entweder abfallverzögert
auszubilden oder aber die Speisung dieses Relais hat über einen Schließer S/12 des
den Anschaltkontakt S/11 steuernden Steuerschalters und einen Öffner S/23 des den
anderen Anschaltkontakt S/21 steuernden Steuerschal-
ters zu erfolgen. Auf Grund
des nach dem Schließen des Anschaltkontaktes S/11 ausschließlich über die Wicklung
2 des Prüfrelais fließenden Prüfstromes spricht das Prüfrelais an und veranlaßt
damit in einem nichtdargestellten Kreis die Anschaltung des den Anschaltkontakt
S/21 steuernden Steuerschalter. Beim Ansprechen dieses Steuerschalters legt dieser
die ihm zugeordneten Schaltkontakte um, wobei der Kontakt S/21 die Wicklung 2 des
Prüfrelais P kurzschließt und den Verbraucher Van die volle Versorgungsspannung
legt.
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Fällt das Prüfrelais vor bzw. während des Anschaltens des Verbrauchers
ab, so wird dies durch das Melderelais M erfaßt und in geeigneter Weise zur Auswirkung
gebracht. Soll das Melderelais bei angeschaltetem Verbraucher auch angezogen sein
wie bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1, so ist ein weiterer, über einen Schließer
des verzögert schaltenden Steuerschalters steuerbarer Anschaltstromkreis für das
Melderelais vorzusehen.
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Das nach der Erfindung vorgesehene Prüfrelais ist vorzugsweise als
Relais mit bifilaren Wicklungen ausgebildet, weil bei einem derartigen Relais eine
vollständige Kompensation der sich aufgrund des Prüfstromes um die beiden Spulen
aufbauenden Magnetfelder eintritt.
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Handelt es sich bei dem gegen Aderberührungen und Fremdspannungseinfälle
zu überwachenden Verbraucherstromkreis um einen Wechselstromkreis, so sind den beiden
Wicklungen des verwendeten Prüfrelais jeweils in gleicher Richtung gepolte Dioden
vorzuschalten. Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g.i können diese Dioden auch
den Kontakten U/2 und U/3 des Überwacherrelais vorgeschaltet sein, über die bei
der Funktionsprüfung des Prüfrelais der Prüfstrom den einzelnen Wicklungen des Prüfrelais
zugeführt wird.
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Die Schaltungen gemäß den F i g. 1 + 2 benutzen zum Erkennen von
Aderberührungen und Fremdspannungseinfällen Prüfrelais mit jeweils zwei in abgeschaltetem
Zustand des Verbrauchers gegensinnig stromdurchflossenen Wicklungen. Prinzipiell
läßt sich die der Erfindung zugrunde liegenden Erkenntnis auch durch Verwendung
von jeweils zwei Prüfrelais verwirklichen, die bei ordnungsgerechtem Zustand des
Speisekreises entweder fehlstromerregt oder beide erregt sind, wobei beim Auftreten
einer Aderberührung oder eines Spannungseinfalls auf einer der Speiseleitungen im
ersten Fall eines der beiden Prüfrelais anspricht und im zweiten Fall eines der
beiden Prüfrelais abgeschaltet wird. Diese Lösung bedeutet jedoch einen gegenüber
der beanspruchten Erfindung erhöhten Aufwand an Schaltmitteln und daher neben erhöhten
Kosten auch geringere Zuverlässigkeit der Schaltung.