DE4110990A1 - DEVICE FOR TESTING SIGNAL LAMPS IN RAILWAY SYSTEMS - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Eine solche Einrichtung ist z. B. aus "Eisenbahntechnische Praxis" 1959, Heft 3, Seiten 25 bis 26 bekannt. Mit Hilfe eines Überwacherrelais wird dort der in die Kabelzuleitung fließende Speisestrom überwacht. Sinkt der Speisestrom unter einen vorgegebenen, von der Rückfallerregung des Überwacherrelais abhängigen Schwellenwert, so fällt das Überwacherrelais ab und meldet den Ausfall der Signallampe.The invention relates to a device according to the preamble of Claim 1. Such a device is such. B. from "Eisenbahntechnische Praxis" 1959, volume 3, pages 25 to 26 known. With the help of a monitoring relay, the Flowing feed current monitored. Sinks Feed current below a predetermined, from the relapse of the Supervisor relay dependent threshold, so it falls Monitoring relay and reports the failure of the signal lamp.
Es sind eine ganze Reihe weiterer Schaltungen bekannt, die diese bekannte Einrichtung, vor allem hinsichtlich ihrer Brauchbarkeit zusammen mit langen Kabelzuleitungen, verbessern.There are a number of other circuits known to do this known device, especially with regard to its usability together with long cable leads, improve.
Alle diese bekannten Einrichtungen überwachen den Speisestrom und setzen deshalb den Betrieb der Signallampe voraus. Ist die Lampe dunkel geschaltet, so kann sie mit den o.g. Einrichtungen nicht überwacht werden. Ein während einer Betriebspause eintretender Ausfall wird erst bemerkt, wenn die Lampe in Betrieb genommen werden soll und dann ihren Dienst versagt. All of these known devices monitor the feed current and therefore require the operation of the signal lamp. Is the lamp switched dark, so it can with the above Facilities don't be monitored. A person entering during a break Failure is only noticed when the lamp is put into operation should be and then their service fails.
Soll die Funktionsfähigkeit einer Signallampe außerhalb der Betriebsphasen geprüft werden, so bedarf es hierzu einer Kaltfadenüberwachung, wie sie z. B. aus der DE 34 19 121 C2, Anspruch 3 und Spalte 4, Zeilen 5 bis 9 bekannt ist. Eine solche Kaltfadenüberwachung erfolgt mittels besonderer, auf die Sekundärseite des Lampentransformators führender Überwachungsstromkreise und bedingt einen hohen zusätzlichen Schaltungsaufwand.Should the functionality of a signal lamp outside the Operating phases are checked, this requires one Cold thread monitoring, as z. B. from DE 34 19 121 C2, Claim 3 and column 4, lines 5 to 9 is known. Such Cold thread monitoring is carried out by means of special, on the Secondary side of the lamp transformer leading Monitoring circuits and requires a high additional Circuitry.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung anzugeben, die eine Kaltfadenprüfung von Signallampen vom Stellwerk aus, ohne in der Außenanlage angeordnete Überwachungsschaltmittel erlaubt.The invention has for its object a device specify a cold thread test of signal lamps from the signal box off, without monitoring switching means arranged in the external system allowed.
Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.This object is achieved by the specified in claim 1 Features solved.
Die Einrichtung nach der Erfindung nutzt die Tatsache, daß sich der induktive Widerstand der Primärwicklung des Lampentransformators in Abhängigkeit des an dessen Sekundärwicklung wirksamen ohmschen Signallampenwiderstandes ändert.The device according to the invention takes advantage of the fact that the inductive resistance of the primary winding of the lamp transformer in Dependence of the ohmic effective at its secondary winding Signal lamp resistance changes.
Zur Beurteilung des Widerstandes der Primärwicklung wird diese in bestimmten Zeitabständen, in Reihe mit einem Meßwiderstand, in einen Meßstromkreis geschaltet. Die am Meßwiderstand abfallende Spannung oder der durch den Meßwiderstand fließende Strom werden durch eine einfache Schaltung ausgewertet. Außer dem Meßwiderstand, der Auswerteschaltung und einer Meßspannungsquelle, die sich alle im Stellwerk befinden, werden keine zusätzlichen Schaltungsteile, vor allem keine zusätzlichen Kabeladern für die Kaltfadenprüfung benötigt. Der Meßstrom ist dabei so klein, daß ein Aufleuchten der Signallampe infolge des Meßstromes sicher ausgeschlossen werden kann. To assess the resistance of the primary winding, this is described in certain time intervals, in series with a measuring resistor, in switched a measuring circuit. The one falling at the measuring resistor Voltage or the current flowing through the measuring resistor evaluated by a simple circuit. Besides the measuring resistor, the evaluation circuit and a measuring voltage source, all of which in the signal box, there are no additional circuit parts, especially no additional cable cores for cold thread testing needed. The measuring current is so small that the Signal lamp due to the measuring current can be safely excluded can.
Ausgestaltungen der Einrichtung nach der Erfindung beschreiben die Unteransprüche 2 bis 6.Embodiments of the device according to the invention describe the Subclaims 2 to 6.
So ist die Verwendung eines Spannungswandlers als Meßwiderstand und gleichzeitiges Potentialtrennmittel zwischen Signalstromkeis und Auswerteschaltung Gegenstand des Patentanspruchs 2.So is the use of a voltage converter as a measuring resistor and simultaneous potential separator between signal current circuit and Evaluation circuit Subject of claim 2.
Eine kapazitive Ankopplung der Auswerteschaltung an den Meßwiderstand und die potentialgetrennte Ankopplung über einen Optokoppler sehen die Patentansprüche 3 und 4 vor.A capacitive coupling of the evaluation circuit to the Measuring resistor and the electrically isolated coupling via one Optocouplers provide claims 3 and 4.
Der Gegenstand des Patentanspruchs 5, schließlich, ermöglicht mit wenig zusätzlichem Aufwand eine gleichzeitige Funktionsüberwachung der zur Kaltfadenprüfung eingesetzten Schaltungsteile, während in Anspruch 6 die Auswertung der über den Zustand der Signallampe Aufschluß gebenden Meßgröße durch einen möglicherweise bereits vorhandenen und für andere Zwecke genutzten Rechner beschrieben ist.The subject of claim 5, finally, enables little additional effort, simultaneous function monitoring of the circuit parts used for cold thread testing, while in Claim 6 the evaluation of the state of the signal lamp Measured variable that may already provide information existing and used for other purposes computer is described.
Anhand von zwei Figuren sollen nun Ausführungsbeispiele der Einrichtung nach der Erfindung eingehend beschrieben und ihre Funktion erklärt werden.Using two figures, exemplary embodiments of the Device according to the invention described in detail and its Function explained.
Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild einer einfachen Einrichtung nach der Erfindung, Fig. 1 shows a block diagram of a simple apparatus according to the invention,
Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild einer Einrichtung nach der Erfindung mit Funktionsüberwachung. Fig. 2 shows a block diagram of a device according to the invention with function monitoring.
In Fig. 1 wird eine Signallampe L über einen Lampentransformator LT in bekannter Weise betrieben. Lampe und Lampentransformator befinden sich im Außenbereich A eines Stellwerks ST. Die Primärwicklung des Lampentransformators ist über eine bis zu 6,5 km lange Kabelzuleitung, welche Kabeladern K1 und K2 enthält, mit der Stellwerkseinrichtung verbunden. Der Betriebswechselstrom, den die Signallampe aus einer Speiseeinrichtung SP bezieht, fließt über die Primärwicklung eines Überwachertransformators UT, mit dessen Sekundärwicklung eine hier nicht dargestellte Überwachungsschaltung US, z. B. ein Überwacherrelais verbunden ist.In Fig. 1, a signal lamp L is operated in a known manner via a lamp transformer LT. The lamp and lamp transformer are located in the outer area A of a signal box ST. The primary winding of the lamp transformer is connected to the interlocking device via a cable feed line up to 6.5 km long, which contains cable cores K 1 and K 2 . The alternating operating current, which the signal lamp draws from a supply device SP, flows via the primary winding of a monitor transformer UT, with the secondary winding of which a monitoring circuit US, not shown here, e.g. B. a monitoring relay is connected.
Für die Kaltfadenprüfung sind eine Meßspannungsquelle QM, hier ein einfacher, z. B. netzgespeister Trenntransformator, eine schematisch durch einen Wechsler eines Relais wiedergegebene Anschaltvorrichtung AN, ein Spannungswandler W und eine Auswerteschaltung AS vorgesehen.For the cold thread test are a measuring voltage source QM, here a easier, e.g. B. mains-fed isolating transformer, a schematic represented by a changeover contact of a relay Connection device AN, a voltage converter W and a Evaluation circuit AS provided.
Grundsätzlich kann als Meßspannungsquelle auch das die Signallampe während der Betriebsphasen speisende Wechselspannungsnetz verwendet werden. Ein besonderer Meßspannungstransformator wird dadurch eingespart.In principle, the signal lamp can also be used as the measuring voltage source AC network used during the operating phases will. This makes a special measuring voltage transformer saved.
Die Anschaltvorrichtung verbindet eine erste Klemme der Meßspannungsquelle abwechselnd mit einer von beiden Kabeladern K1 oder K2. Die zweite Klemme der Meßspannungsquelle ist über die Primärwicklung des Spannungswandlers permanent mit der Kabelader K2 verbunden.The connecting device alternately connects a first terminal of the measuring voltage source to one of the two cable wires K 1 or K 2 . The second terminal of the measuring voltage source is permanently connected to the cable core K 2 via the primary winding of the voltage converter.
Es fließt damit ständig ein Meßstrom durch die Primärwicklung des Spannungswandlers, der jedoch unterschiedliche Werte annimmt, je nachdem, mit welcher Kabelader die erste Klemme der Meßspannungsquelle verbunden ist. Ist die Meßspannung mit der Kabelader K1 verbunden, so fließt der Meßstrom (bei dunkelgeschalteter Signallampe, d. h. abgetrennter Signallampenspeisung) über die Kabelader K1, die Primärwicklung des Lampentransformators LT und die Kabelader K2 in die Primärwicklung des Spannungswandlers W. Ist die Meßspannung mit der Kabelader K2 verbunden, liegt sie direkt an der Primärwicklung des Spannungswandlers an und ein vom induktiven Widerstand des Spannungswandlers abhängiger Meßstrom stellt sich ein. A measuring current therefore constantly flows through the primary winding of the voltage converter, which, however, assumes different values, depending on which cable wire the first terminal of the measuring voltage source is connected to. If the measuring voltage is connected to the K 1 cable, the measuring current flows (with the signal lamp switched off, i.e. the signal lamp supply is disconnected) via the K 1 cable, the primary winding of the lamp transformer LT and the K 2 cable into the primary winding of the voltage converter W. If the measuring voltage is included the cable wire K 2 connected, it lies directly on the primary winding of the voltage converter and a measuring current dependent on the inductive resistance of the voltage converter is established.
Der über die Primärwicklung des Lampentransformators fließende Meßstrom darf nicht so hoch ansteigen können, daß die Signallampe zum Leuchten gebracht wird. Im störungsfreien Betrieb ist dies durch die hohe Eingangsimpedanz der Primärwicklung des Spannungswandlers oder eines vergleichbaren induktiven Meßwiderstandes gewährleistet. Um auch bei Kurzschluß des Meßwiderstandes oder der Auswerteeinrichtung sicherzustellen, daß der Meßstrom keine zu hohen Werte erreicht, kann dieser zusätzlich z. B. durch entsprechende Auslegung des die Meßspannungsquelle bildenden Transformators begrenzt werden.The one flowing over the primary winding of the lamp transformer Measuring current must not be able to rise so high that the signal lamp is lit up. This is in trouble-free operation due to the high input impedance of the primary winding of the Voltage converter or a comparable inductive Measuring resistance guaranteed. To also in case of short circuit of the Measuring resistor or the evaluation device to ensure that If the measuring current does not reach too high values, it can additionally e.g. B. by appropriate design of the measuring voltage source forming transformer can be limited.
Wird die in der Sekundärwicklung des Spannungswandlers induzierte Spannung gemessen, so wird bei intakter Signallampe nur eine geringe Anderung in Abhängigkeit vom Takt der Anschaltvorrichtung festgestellt. Der Widerstand der Kabeladern und der Widerstand des durch die Signallampe belasteten Lampentransformators sind klein gegenüber dem induktiven Widerstand des Spannungswandlers. Tritt jedoch eine Unterbrechung des Lampenfadens auf, so entfällt die sekundärseitige Belastung des Lampentransformators und seine Primärwicklung nimmt einen hohen induktiven Widerstand an. Die Primärwicklungen des Lampentransformators und des Spannungswandlers bilden dann einen induktiven Spannungsteiler und die an der Primärwicklung des Spannungswandlers abfallende Spannung geht auf etwa die Hälfte der direkt anliegend gemessenen Meßspannung zurück.Is that induced in the secondary winding of the voltage converter Voltage is measured, so only one signal lamp is intact slight change depending on the clock of the switching device detected. The resistance of the cable cores and the resistance of the lamp transformers loaded by the signal lamp are small compared to the inductive resistance of the voltage converter. Kick however, if the lamp thread is interrupted, the secondary load of the lamp transformer and its Primary winding takes on a high inductive resistance. The Primary windings of the lamp transformer and the voltage converter then form an inductive voltage divider and those at the The primary winding of the voltage transformer drops the voltage about half of the directly measured measurement voltage.
Die Auswerteschaltung stellt auf der Sekundärseite des Spannungswandlers jetzt eine Wechselspannung fest, deren Amplitude sich im Takt der Anschaltvorrichtung verdoppelt bzw. halbiert. Diese Amplitudenänderung kann nun mit einem vorgegebenen Wert verglichen werden, den sie bei Glühfadenbruch sicher übersteigt. Es kann die Abgabe einer Störungsmeldung davon abhängig gemacht werden.The evaluation circuit is on the secondary side of the Voltage converter now determines an alternating voltage whose amplitude doubles or halves in time with the switching device. This change in amplitude can now be done with a predetermined value compared, which it surely exceeds in the event of filament breakage. It the submission of a fault report can be made dependent on this.
Die Einrichtung nach Fig. 2 unterscheidet sich von der nach Fig. 1 dadurch, daß die beiden Kabeladern K1 und K2 mit Meßspannungen unterschiedlicher Phasenlage verbunden werden. The device according to FIG. 2 differs from that according to FIG. 1 in that the two cable cores K 1 and K 2 are connected to measuring voltages of different phase positions.
Zur Erzeugung dieser unterschiedlichen Meßspannungen ist der die Meßspannungen liefernde Transformator (Meßspannungsquelle QM) sekundärseitig mit einer Mittelanzapfung versehen, die auf Bezugspotential (hier Erdpotential) gelegt ist. Zusätzlich enthält der Meßspannungstransformator eine zweite Sekundärwicklung zur Gewinnung einer Vergleichswechselspannung.To generate these different measuring voltages is the Transformer supplying measuring voltages (measuring voltage source QM) provided on the secondary side with a center tap that opens Reference potential (here earth potential) is set. Additionally contains the measuring voltage transformer has a second secondary winding Obtaining a comparison AC voltage.
Die Auswerteschaltung ist hier über einen Kondensator C kapazitiv an einen anstelle des Spannungswandlers verwendeten, induktiven Meßwiderstand RM angekoppelt. Letzterer verhält sich wie die Primärwicklung des im vorstehenden Ausführungsbeispiel verwendeten Spannungswandlers und könnte auch hier durch eine solche ersetzt werden.The evaluation circuit is capacitive here via a capacitor C. to an inductive one used instead of the voltage converter Measuring resistor RM coupled. The latter behaves like that Primary winding of that used in the above embodiment Voltage converter and could also be replaced by one here will.
Die Auswerteschaltung AS enthält hier einen Gleichrichter GL, einen nachgeschalteten Tiefpaß TP und einen Schwellenwertschalter SW. Zusätzlich sind eine Phasenvergleichsschaltung PH und ein ausgangsseitiges Und-Glied UG vorhanden.The evaluation circuit AS here contains a rectifier GL, one downstream low-pass filter TP and a threshold switch SW. In addition, a phase comparison circuit PH and a output-side AND gate UG available.
Die am Meßwiderstand RM abgegriffene Wechselspannung gelangt über den Kondensator C an den Eingang des Gleichrichters, der sie gleichrichtet und dem Tiefpaß zuführt.The AC voltage tapped off at the measuring resistor RM passes through the capacitor C to the input of the rectifier that it rectified and the low pass.
Der Tiefpaß ist so bemessen, daß er die Wechselspannungsfrequenz sperrt, mit der langsameren Frequenz der Anschaltvorrichtung ablaufende Spannungsänderungen dagegen durchläßt. Diese werden, z. B. nach abermaliger Gleichrichtung, in dem nachgeschalteten Schwellenwertschalter mit einer vorgegebenen Schwellspannung UR verglichen. Das Ausgangssignal wird nicht direkt zur Störungsmeldung verwendet, sondern vorher in dem ausgangsseitigen Und-Glied UG mit dem Ausgangssignal der Phasenvergleichsschaltung PH konjuntiv verknüpft. The low pass is dimensioned so that it the AC voltage frequency blocks, with the slower frequency of the switching device passing voltage changes on the other hand. These will, e.g. B. after another rectification, in the downstream Threshold switch with a predetermined threshold voltage UR compared. The output signal is not directly Fault message used, but previously in the output side And gate UG with the output signal of the phase comparison circuit PH conjunctively linked.
Diese Phasenvergleichsschaltung, der die am Meßwiderstand abgegriffene Spannung ebenfalls zugeführt wird, vergleicht die Phasenlage dieser Spannung mit der Phasenlage der am Meßspannungstransformator gewonnenen Vergleichswechselspannung. Durch phasenempflindliche Gleichrichtung kann hier z. B. ein Wechselspannungssignal mit der Frequenz der Anschaltvorrichtung gewonnen werden, welches, wie oben im Zusammenhang mit der Prüfung der Amplitude der gemessenen Spannung beschrieben, gleichgerichtet und mit der der Phasenvergleichsschaltung zugeführten vorgegebenen Referenzspannung UR verglichen werden kann.This phase comparison circuit, which on the measuring resistor tapped voltage is also supplied, compares the Phase position of this voltage with the phase position of the am Measuring voltage transformer obtained comparison AC voltage. By phase sensitive rectification z. B. a AC signal with the frequency of the switching device be obtained, which, as above in connection with the test described the amplitude of the measured voltage, rectified and with the predetermined one supplied to the phase comparison circuit Reference voltage UR can be compared.
Der Ausgang des Und-Gliedes liefert nur dann ein das Intaktsein des Signallampenfadens anzeigendes Signal auf eine Ausgangsleitung AL, wenn sowohl die für den Ausfall des Lampenfadens charakteristischen Spannungsänderungen am Meßwiderstand ausbleiben als auch die Phasenvergleichsschaltung ein Ausgangssignal liefert, das den regelmäßigen Wechsel der Phasenlage der am Meßwiderstand abfallenden Spannung anzeigt.The output of the AND gate only then provides the intactness of the Signal lamp thread signal indicating an output line AL, if both those characteristic of the failure of the lamp thread Voltage changes at the measuring resistor fail as well Phase comparison circuit provides an output signal that the regular change of the phase position of the measuring resistor falling voltage.
Ein Ausfall der Anschaltvorrichtung, z. B., der sonst nicht bemerkt würde, wird so durch Ausbleiben des Phasenlagenwechsels erkannt.A failure of the switching device, e.g. B. who otherwise does not notice would be recognized if there is no phase change.
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ES2095974T3 (en) | 1997-03-01 |
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