DE420107C

DE420107C - Circuit arrangement for operating low-voltage systems from a high-voltage network using a high-resistance voltage shunt connected to the high-voltage line

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Publication number: DE420107C
Application number: DEF52440D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1921-08-16
Filing date: 1922-08-17
Publication date: 1925-10-17

Description

Schaltungsanordnung zum Betriebe von Schwachstromanlagen aus einem Starkstromnetze mittels eines an die Starkstromleitung angeschlossenen hochohmigen Spannungsnebenschlusses. Die Erfindung betrifft mit Schwachstrom betriebene elektrische Signalanlagen, bei denen der Schwachstrom aus einem Schwachstromnetze über einen an das Starkstromnetz angeschlossenen Spannungsnebenschluß entnommen -wird.Circuit arrangement for the operation of low-voltage systems from one Power networks by means of a high-impedance connected to the power line Voltage shunt. The invention relates to low-power electrical Signal systems in which the weak current from a weak current network via a Voltage shunt connected to the power network is taken.

Abb. i der Zeichnung stellt das prinzipielle Schaltungsschema einer derartigen Anlage dar. Der Spannungsnebenschluß besteht aus einem zwischen den beiden Leitungsästen A, B der Starkstromleitung dauernd eingeschalteten Widerstatid C, der so groß gewählt wird, daß einerseits die Funktion der Anlage sichergestellt ist und anderseits der Energieverlust im Nebenschlußwiderstand das mögliche Mindestmaß nicht überschreitet. lm dargestellten Beispiel wird angenommen, daß der Sp,annungsnebenschluß einen Widerstand von 31000 Ohm besitzt. Der Schwachstromkreis D, welcher in der schematischen Darstellung der Zeichnung einen Signalapparat E und einen Druckknopfschalter F enthält, ist einerseits am Leitungsast A, anderseits an einen Punkt G des Spannungsnebenschlusses, der den gewünschten Spannungsunterschied von beispielsweise 7 Volt aufweist, angeschlossen, wobei z. B. bei einer Spannung des Starkstromnetzes von aao Volt der Spannungsnebenschluß in einen mit dem Schwachstromkreis parallel geschalteten MTiderstand H-G von etwa iooo Ohm und einen mit dem Schwachstromkreis in Reihe liegenden Widerstand G-1 von etwa 30000 Ohm zerlegt wird.Fig. I of the drawing shows the basic circuit diagram of such a system. The voltage shunt consists of a resistor C, which is permanently switched on between the two line branches A, B of the power line and is selected so large that on the one hand the function of the system is ensured and on the other hand the Energy loss in the shunt resistor does not exceed the possible minimum. In the example shown, it is assumed that the voltage shunt has a resistance of 31,000 ohms. The weak circuit D, which in the schematic representation of the drawing contains a signal apparatus E and a push button switch F, is connected on the one hand to the line branch A, on the other hand to a point G of the voltage shunt, which has the desired voltage difference of 7 volts, for example. B. at a voltage of the power network of aao volts, the voltage shunt is broken down into a resistor HG connected in parallel with the weak circuit and a resistor G-1 of about 30,000 ohms connected in series with the weak circuit.

Unter diesen Verhältnissen ist es offenbar, daß der beim Niederdrücken des Knopfes F durch den Schwachstromkreis fließende Strom zu schwach ist, um den Signalapparat E zu betätigen. Es ist deshalb notwendig, eine Umschaltung zur Verkleinerung des in Reihe mit dem Schwachstromkreis liegenden hohen '\Viderstandes G-I vorzunehmen. Bei einer- bekannten Schaltungsanordnung- wurde dies durch Kurzschließen eines Teiles G-L des genannten Widerstandes über einen. Kontakt X, wie mit gestrichelten Linien angedeutet, erreicht, so daß nur ein Teil L-1 von etwa 3oo Ohm in Reihe mit dem Schwachstromkreis verbleibt, welch letzterer an sich einen kleinen Widerstand von etwa i o Ohm besitzt. Die bekannte Kurzschließung wird gewöhnlich mit Hilfe eines im Spannungsnebenschluß parallel zu dem Schwachstromkreis liegenden Relais bewirkt, welches somit normal stromführend ist und durch Schließung des Schwachstromkreises kurzgeschlossen wird, wobei es aberregt wird und den Kontakt I( schließt. Diese Anordnung hat aber den Nachteil, daß die Spannungsverteilung im Spannungsnebenschluß in. demselben Augenblicke, wo der Schwachstromkreis unterbrochen wird, verändert wird, und zwar derart, daß - die Spannung im Punkte G dann bis auf einen ZVert steigt, der durch die in diesem Augenblicke eingeschalteten Widerstände H-G und L -I bestimmt wird und somit etwa drei Viertel der Spannung des Starkstromnetzes, d. i. etwa i 5o Volt, beträgt. Obschon diese Spannungssteigerung nur im Augenblicke des öffnens des' Stromkreises entsteht und die Spannung wieder ausgeglichen wird, wenn der Kontakt I( unmittelbar darauf geöffnet wird, so ist sie doch mit den Anforderungen an eine Schwachstromanlage dieser Art unvereinbar, welch letztere so ausgeführt werden muß,. daß unzulässig hohe Spannungen unter keinen Umständen entstehen können.Under these conditions it is evident that when he is depressed button F through the weak circuit current is too weak to control the Signal apparatus E to be operated. It is therefore necessary to switch to the reduction of the high resistance G-I in series with the weak circuit. In a known circuit arrangement, this was achieved by short-circuiting a part G-L of said resistance over one. Contact X as with dashed lines indicated, reached so that only a part L-1 of about 3oo ohms in series with the Weak circuit remains, which the latter in itself has a small resistance of has about i o ohms. The well-known short-circuiting is usually done with the help of a causes the relay lying in the voltage shunt parallel to the weak circuit, which is thus normally live and by closing the weak circuit is short-circuited, whereby it is de-excited and the contact I (closes. This However, the arrangement has the disadvantage that the voltage distribution in the voltage shunt at the same moment that the weak circuit is interrupted, changes in such a way that - the voltage at point G then rises to a ZVert, which is determined by the resistors H-G and L -I that are switched on at this moment and thus about three quarters of the voltage of the power network, i.e. i. about i 50 volts. Although this increase in tension only occurs at the moment of opening of the 'circuit is created and the voltage is equalized again when the contact I (is opened immediately afterwards, it is nevertheless with the requirements for a Weak current system of this type incompatible, which latter must be carried out in such a way. that inadmissibly high voltages cannot arise under any circumstances.

Diese Erfindung bezweckt, eine Schaltungsanordnung zu schaffen, bei welcher die Entstehung unzulässig hoher Spannungen im Schwachstromnetz durchaus ausgeschlossen ist. Dies wird gemäß der Erfindung durch eine Schaltung erreicht, die in Abb. z grundsätzlich dargestellt ist. Die Schaltung enthält einen besonderen, hauptsächlich aus zwei Widerständen AS, und ASS zusammengesetzten Arbeitsnebenschluß, der kleineren Widerstand aufweist als der Spannungsnebenschluß C. Dieser Arbeitsnebenschluß ist normal abgeschaltet, wird aber beim Drücken eines Knopfes im Schwachstromkreis selbsttätig eingeschaltet, wobei ein Kontakt M im Arbeitsnebenschluß geschlossen und gleichzeitig der Schwachstromkreis über einen Kontakt N an einen. Punkt des Arbeitsnebensehlusses zwischen den Widerständen AS, und ASz angeschlossen wird. Die letztgenannten Widerstände sind dabei so bemessen, daß praktisch dieselbe Spannung im Schwachstromkreis erhalten wird, sowohl wenn letzterer am Arbeitsnebenschluß, als auch wenn er nur am Spannungsnebenschluß angeschlossen ist. Wenn also der Widerstand AS. wie im früheren Beispiel etwa 300 Ohm beträgt, so soll der Widerstand AS, einen Wert von etwa i o Ohm haben, damit das Verhältnis zwischen den Widerständen AS, und ASS ungefähr gleich dem Verhältnis zwischen den Widerständen H-G und 0-I sein soll. Mit anderen Worten, im Arbeitsnebenschluß soll sowohl der in Reihe mit dem Schwachstromkreis wie der parallel zu diesem liegende Teil des Nebenschhisses einen gegenüber dem entsprechenden Teil des Spannungsnebenschlusses verkleinerten Vvide.rstand besitzen, wobei das Verhältnis der beiden Widerstände des Arbeitsnebenschlusses derart abgeglichen sein soll, daß keine wesentliche Spannungssteigerung beim öffnen des Schwachstromkreises auftritt. Das letztgenannte Widerstandsverhältnis kann natürlich vom Verhältnis der Widerstände H-G und G-1 des Spannungsnebenschlusses einigermaßen abweichen, wenn nur das Verhältnis so gewählt ist, daß die Spannung des Schwachstromkreises den zugelassenen Höchstwert nicht überschreiten kann. Die Widerstände AS, und AS, können gegebenenfalls Teile des Spannungsnebenschlusses bilden.The purpose of this invention is to create a circuit arrangement in which the occurrence of impermissibly high voltages in the low-voltage network is entirely excluded. According to the invention, this is achieved by a circuit which is shown in principle in FIG. The circuit contains a special working shunt, mainly composed of two resistors AS and ASS, which has a lower resistance than the voltage shunt C. This working shunt is normally switched off, but is automatically switched on when a button is pressed in the weak circuit, with a contact M in the working shunt being closed and at the same time the weak circuit via a contact N to one. Point of the working side loss between the resistors AS, and ASz is connected. The latter resistors are dimensioned so that practically the same voltage is obtained in the weak circuit, both when the latter is connected to the working shunt and when it is only connected to the voltage shunt. So if the resistance AS. as in the previous example is about 300 ohms, the resistance AS, should have a value of about 10 ohms, so that the ratio between the resistances AS and ASS should be approximately equal to the ratio between the resistances HG and 0-I. In other words, in the working shunt, both the part of the shunt in series with the weak current circuit and the part of the shunt lying parallel to it should have a reduced voltage compared to the corresponding part of the voltage shunt, the ratio of the two resistances of the shunt should be balanced in such a way that no significant voltage increase occurs when the weak circuit is opened. The latter resistance ratio can of course differ somewhat from the ratio of the resistors HG and G-1 of the voltage shunt, if only the ratio is chosen so that the voltage of the weak circuit cannot exceed the maximum permitted value. The resistors AS and AS can, if necessary, form parts of the voltage shunt.

Die Kontakte M und N können durch eine Umschaltvorrichtung beliebiger Art betätigt werden, die unter dem Einfluß des Stromes im Schwachstromkreis steht, z. B. durch ein im Schwachstromkreis liegendes Relais. Aus praktischen Gründen ist es aber vorzuziehen, ein in den Spannüngsnebenschluß parallel zum Schwachstromkreis eingeschaltetes Relais zu verwenden, welches normal stromführend ist und durch Schließen des Schwachstromkreises kurzgeschlossen wird, wobei aber der Kontakt N an einem besonderen Hilfsrelais angebracht werden soll. Abb. 3 zeigt eine derartige Schaltungsanordnung.The contacts M and N can be changed by a switching device Type that is under the influence of the current in the low-voltage circuit, z. B. by a relay lying in the weak circuit. For practical reasons it is but it is preferable to have a voltage shunt parallel to the weak circuit to use switched on relay, which is normally energized and by closing of the weak circuit is short-circuited, but the contact N at one special auxiliary relay is to be attached. Fig. 3 shows such a circuit arrangement.

Die Widerstände BR, SS, SR und AS, (Abb. 3) bilden den an der Starkstromleitung A, B dauernd liegenden Spannungsnebenschluß, dessen Widerstände BR und SS in Reihe mit dem Schwachstromkreis liegen, während die übrigen Widerstände parallel zum Schwachstromkreis geschaltet sind. Die Widerstände BR und SR bilden gleichzeitig je die Wicklungen zweier Relais. Durch das Relais BR wird der Starkstromkreis über einen Kontakt U geschlossen erhalten durch den über den Nebenschluß fließenden Strom selbst, so daß im Falle einer Unterbrechung im Nebenschluß die spannungsführende Zuleitung B selbsttätig abgeschaltet -wird, zum Zwecke, den Schwachstromkreis auch in diesem Falle gegen die Spannung des Starkstromnetzes zu schützen. Das Relais SR bewirk; die Ein- und Abschaltung des Arbeitsnebenschlusses. Der Arbeitsnebenschluß besteht aus den ZViderständen ASv, PT und _9S1, von -welchen der letztere also den Spannungs-und Arbeitsnebenschlüssen gemeinsam ist. Der Widerstand PT bildet die prim.äreWicklung eines Transformators JT, dessen sekundäre Wicklung ST in Reihe mit der Arbeitswicklung AL eines im Schwachstromkreis liegenden Hilfsrelais HR liegt.The resistors BR, SS, SR and AS, (Fig. 3) form the voltage shunt permanently on the power line A, B , whose resistors BR and SS are in series with the weak circuit, while the other resistors are connected in parallel with the weak circuit. The resistors BR and SR form the windings of two relays at the same time. The relay BR keeps the high-voltage circuit closed via a contact U by the current flowing through the shunt itself, so that in the event of an interruption in the shunt, the live supply line B is automatically switched off, for the purpose of preventing the low-voltage circuit in this case as well To protect voltage of the power network. The relay SR causes; the switching on and off of the work shunt. The working shunt consists of the ZV resistors ASv, PT and _9S1, of which the latter is common to the voltage and working shunts. The resistor PT forms the primary winding of a transformer JT, the secondary winding ST of which is in series with the working winding AL of an auxiliary relay HR located in the low-voltage circuit.

Durch den im Starkstromkreis i dauernd fließenden Strom werden die Relais BR und SR normal erregt, so da.ß der Arbeitsnebenschluß also normal durch den KontaktlM abgeschaltet ist. Beim Drücken des Druckknopfes F wird ein. Stromkreis a geschlossen, dessen Strom aber noch nicht genügt, um das Relais HR zum Ansprechen zu bringen. Durch das Schließen des Schwachstromkreises 2 wird aber das Relais SR kurzgeschlossen, wodurch dieses Relais aberregt und der Arbeitsnebenschluß. durch Schließen des Kontaktes M eingeschaltet wird. Der letztere wird somit über den Stromkreis 3 stromführend. Gleichzeitig wird ein Stromimpuls im sekundären Kreis des Transformators JT induziert, wodurch das Hilfsrelais HR ausreichend erregt und zum Ansprechen gebracht wird. Infolgedessen wird der 2 nun über den Kontakt N unmittelbar an den Arbeitsnebenschluß angeschaltet, und zwar unter überbrückung des Relais SR, wobei der Signalapparat E über den Stromkreis vollen Strom erhält. Durch diesen Strom wird außerdem das Relais HR dauernd erregt erhalten. Dieser Zustand dauert, solange der Knopf E niedergedrückt wird. Wenn derselbe freigelassen und der Schwachstromkreis somit unterbrochen wird, wird das Relais HR aberregt und infolgedessen der Kurzschluß des Umschaltrelais SR aufgehoben, wobei das letztgenannte Relais anspricht und den Arbeitsnebenschluß 3 abschaltet.The relays BR and SR are normally energized by the current flowing continuously in the power circuit i, so that the working shunt is normally switched off by the contact IM. When the push button F is pressed, a. Circuit a closed, but its current is not yet sufficient to make the relay HR respond. By closing the weak circuit 2, however, the relay SR is short-circuited, which de-energizes this relay and the working shunt. is switched on by closing contact M. The latter is thus energized via the circuit 3. At the same time, a current pulse is induced in the secondary circuit of the transformer JT, whereby the auxiliary relay HR is sufficiently excited and made to respond. As a result, the 2 is now connected directly to the working shunt via the contact N, bridging the relay SR, the signal apparatus E receiving full current via the circuit. This current also keeps relay HR permanently energized. This condition lasts as long as button E is depressed. If the same is released and the weak circuit is thus interrupted, the relay HR is de-energized and, as a result, the short circuit of the switching relay SR is canceled, the latter relay responding and switching off the working shunt 3.

Der Zweck der Anordnung des Hilfsrelais HR ist, das Umschaltrelais SR stets unter dem Einflusse des Schwachstromkreises 2 zu erhalten. Wenn nämlich der Kontakt N an Stelle am Re'ais HR am Relais SR angebracht wäre, so würde das letztere beim Aberregen gleichzeitig sich selbst kurzschließen, so daß es dann nicht mehr vom Schwachstromkreis 2 beeinflußt werden könnte. Der Kontakt N wird deshalb vorzugsweise an einem besonderen, im Schwachstromkreis 2 eingeschalteten Relais HR angebracht. Dieses Relais kann aber nicht durch den äußerst schwachen Strom, der beim Drücken des Knopfes F zuerst im Schwachstromkreis zustande kommt, beeinflußt werden. Das genannte Relais wird deshalb gemäß der Erfindung durch einen durch das Umschaltrelais SR hervorgerufenen vorübergehenden Impuls zum Ansprechen gebracht und dann durch den nach der Umschaltung entstehenden stärkeren Strom durch Selbstspeisung in wirksamer Lage erhalten. Der erwähnte Impuls, der im dargestellten Beispiel durch einen Induktionsstoß hervorgerufen wird, kann auch, wie leicht ersichtlich, mechanisch herbeigeführt werden, und zwar dadurch, daß der Anker des Relais SR beim Abfallen den Anker des Hilfsrelais HR vorübergehend beeinflußt, so daß der Kontakt N geschlossen wird.The purpose of the arrangement of the auxiliary relay HR is the changeover relay SR always to be maintained under the influence of the weak circuit 2. If namely If the contact N were attached to the relay SR instead of the Re'ais HR, this would be the case the latter short-circuit itself at the same time when it is de-energized, so that it then does not could be more affected by the weak circuit 2. The contact N is therefore preferably on a special relay switched on in weak circuit 2 HR attached. This relay cannot, however, by the extremely weak current, which occurs first in the weak circuit when button F is pressed will. The said relay is therefore according to the invention by a through the Changeover relay SR caused the temporary impulse to respond and then through the stronger current generated after the switchover through self-feeding preserved in an effective location. The mentioned pulse, which in the example shown by An induction shock can also be produced, as can easily be seen, mechanically be brought about by the fact that the armature of the relay SR when falling temporarily affects the armature of the auxiliary relay HR, so that the contact N is closed will.

Um Stromverluste zufolge dauernder Kurzschlüsse im Schwachstromkreis 2 zu veThinde:n, ist im Starkstromkreis i ein Zeitschalter G'' eingeschaltet, der im dargestellten Beispiel thermostatisch ausgeführt ist und dessen Unterbrechungskontakt normal durch einen bimetallischen Streifen T geschlossen erhalten wird, welcher in thermischer Beziehung zum Widerstand AS2 angeordnet ist, so daß er in vorbestimmter Zeit, z. B. z Minuten nach Schließung des Stromes durch den Arbeitsnebenschluß, in Wirksamkeit tritt und den Schalterkontakt freigibt, wobei der letztere durch Federwirkung geöffnet wird.About power losses due to permanent short circuits in the weak circuit 2 to veThinde: n, a time switch G '' is switched on in the power circuit i, which is designed thermostatically in the example shown and its break contact normally closed by a bimetallic strip T, which is arranged in thermal relation to the resistor AS2, so that it is in predetermined Time, e.g. B. e.g. minutes after the current has been closed due to the work shunt, comes into effect and releases the switch contact, the latter through Spring action is opened.

Claims

PAT1iNT CLAIMS: i. Circuit arrangement for the operation of low-voltage systems from a high-voltage network by means of a high-resistance voltage shunt connected to the high-voltage line, in which the low-voltage circuit is connected to a working shunt of lower resistance when it is switched on, characterized in that the partial resistances (AS " AS.,) Of the working shunt to each other in roughly the same ratio as the partial resistances (SR, AS, or SS) of the voltage shunt.

2. Circuit arrangement according to claim i, characterized in that when the weak circuit is closed first the otherwise disconnected working shunt through a changeover relay (SR), that in the part of the voltage shunt connected in parallel to the weak circuit is switched on, whereby an auxiliary relay lying in the weak current circuit (HR) is turned on to the working shunt and turns on the weak circuit.

3. Circuit arrangement according to claim i and 2, characterized in that the auxiliary relay (HR) by means of a temporary one caused by the changeover relay (SR) mechanical or electrical impulse to respond and then through the current flowing in the weak circuit (2) is obtained excited by self-feeding.

4. Circuit arrangement according to claim 3, characterized in that the auxiliary relay (HR) by a when switching on the Arbeitsn.benschlusses (3) arising. Induction substance is made to respond.

5. Circuit arrangement according to claim i, characterized in that that the high-voltage circuit (i) is connected to a voltage shunt relay (BR) is obtained closed, namely via a contact (U), through its opening the weak circuit (2) is switched off by the power line (i).