DE580722C - Anordnung zur Fernschaltung - Google Patents
Anordnung zur FernschaltungInfo
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H47/00—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current
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Description
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Fernschaltung, bei welcher eine elektrisch betätigte
Vorrichtung, insbesondere ein Fernsteuerrelais, an dem einen Ende eines als
Übertragungsleitung für Wechselstrom dienenden metallumhüllten Kabels einerseits an
eine Ader dieses Kabels, andererseits an einen längs der Kabelleitung verlaufenden, zweckmäßig
im Kabel eingebetteten, betriebsmäßig ungeerdeten Steuerleiter angeschlossen ist,
welcher an der am anderen Ende des Kabels liegenden Steuer- und Uberwachungsstelle
über einen Steuerschalter mit einer anderen Ader des Kabels verbunden ist. Bei einem
System dieser Art, bei welchem die Kabelleiter erhebliche Kapazität zur Erde infolge
ihres Metallmantels besitzen, besteht die Gefahr, daß, wenn der Steuerleiter zufällig geerdet
wird, das Relais durch die von dem Metall gebildete Kapazität zur Erde mit Strom beliefert wird, auch wenn der Steuerschalter
geöffnet ist.
Zweck der Erfindung ist es, diese Möglichkeit zu verhindern. Nach dem Hauptmerkmal
der Erfindung ist eine induktive Reaktanz zwischen diejenige Kabelader, an welcher die
elektrisch betätigte Vorrichtung dauernd liegt, und Erde entweder unmittelbar oder über
einen Kondensator derart geschaltet, daß die induktive Reaktanz parallel zu der elektrisch
betätigten Vorrichtung liegt, wenn der Steuerleiter Erdschluß bekommt. Es wird damit
eine falsche Erregung der elektrisch betätigten Vorrichtung vermieden.
Die Erfindung kann für mannigfache Zwecke benutzt werden, wo elektrische
Energie an einen bestimmten Punkt zwecks Betätigung eines elektrisch gesteuerten Triebwerks
übertragen werden soll, und die Stromzuleitung zu diesem Triebwerk z.B. durch das
erwähnte Relais überwacht wird, So kann eine' Kabelleitung in der Anordnung gemäß
der Erfindung im Eisenbahnbetrieb benutzt werden, um den Vorrichtungen zur Stellung
von Weichen oder Signalen Erregerstrom zuzuführen, wobei der Erregerkreis des die
Stromzuführung steuernden Relais durch einen Schalter an dem Überwactoungspunkte
geöffnet oder geschlossen wird.
Anordnungen zur Anzeige der Aufrechterhaltung des Isolationswiderstandes sind bei
Kabeln mit Metallmantel bekannt, indes ist bei diesen bekannten Anordnungen ein Hilfsstromkreis,
der ein von einem Schalter gesteuertes Relais enthält, das befähigt ist, in unerwünschter Weise Erregerstrom unter bestimmten
Bedingungen zu erhalten, nicht vorhanden.
Demgegenüber handelt es sich beim Erfindungsgegenstand um Anordnungen, durch
welche die unerwünschte Betätigung des Relais bzw. der elektrisch betätigten Vorrichtung
bei einem Erdschluß des Steuerleiters verhindert wird und nicht um eine Anzeige der Beschaffenheit der Kabelisolation.
In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise dargestellt, und zwar zeigt
ίο Abb. ι eine schematische Ansicht einer Ausführungsform
der Anordnung nach der Erfindung.
Abb. 2 ist ein vereinfachtes Schaltungsschema für die in Abb. ι dargestellten Teile
der Anordnung, die nicht der Erfindung.entsprechen,
Abb. 3 ein entsprechendes Vectordiagramm.
Abb. 4 ist ein vereinfachtes Schaltschema
der Stromkreise nach Abb. 1, das die Teile der Anordnung nach der Erfindung einschließt.
Abb. 5 ist ein Vectordiagramm für die in
Abb. ι dargestellte Anordnung mit Einschluß der Teile nach· der Erfindung.
Abb. 6 ist eine schematische Darstellung einer abgeänderten Ausführungsform der Anordnung
nach der Erfindung und
Abb. 7 ein vereinfachtes Schema der in Abb. 6 dargestellten Stromkreise.
Die gleichen Bezugszeichen beziehen sich bei allen verschiedenen Abbildungen auf
gleiche Teile.
In Abb. ι sind 10 und 11 zwei Leitungsadern, welche in ein Kabel mit Metallhülle
eingeschlossen sind, die konstant mit Wechselstrom aus einem Transformator T versorgt
werden, dessen Sekundärwicklung 13 mit den Drähten 10 und 11 verbunden ist, während
seine Primärwicklung 12 konstant an eine geeignete Wechselstromquelle angeschlossen ist.
Eine Klemme eines Relais R ist mit Leitungsader 11 durch einen Draht 15 verbunden, während
die andere Klemme des Relais mit Ader 10 durch einen Steuerleiter 14 und einen
Steuerschalter 16 verbunden ist. Der Steuer-4-5 draht 14 ist vorteilhaft in das gleiche Kabel
wie die Leitungsadern 10 und 11 eingeschlossen.
Die Kapazität zwischen dem Leiter 10 und der Erde G ist symbolisch durch einen Kondensator
C- angedeutet, die Kapazität zwischen dem Leiter 11 und der Erde durch einen
Kondensator C1 ; diese Kondensatoren sind natürlich nicht in Wirklichkeit vorhanden,
sondern nur gezeichnet zur Erläuterung der elektrischen Bedingungen, die in einem Kabel
mit Metallhülle obwalten.
Die Spannung zwischen den Drähten 10 und 11 ist durch E, die Spannung im Kondensator
C1 durch E1 und die Spannung im Kondensator C2 durch E- dargestellt.
Bei der bisher beschriebenen Anordnung zeigt sich, daß, wenn der Steuerdraht 14 geerdet
wird, Relais R erregt werden kann, während der Steuerschalter 16 offen ist. Dies ergibt
sich aus Abb. 2, da, wenn der Steuerdraht 14 geerdet wird, das Relais R parallel
zum Kondensator C1 geschaltet ist und die zwei Elemente R und C1 durch Kondensator C2
mit Wechselstrom von der Spannung E, die quer zu den Drähten 10 und 11 herrscht, gespeist
werden. Es erweist sich, daß der Wert der kapazitiven Impedanz zwischen dem Draht
10 und 11 und der Erde von etwa der gleichen
Ordnung ist wie die Impedanz der Relais Rr
die hauptsächlich induktiv ist. Aus einer Betrachtung des Vectordi'agramms (Abb. 3) ergibt
sich, daß die Spannung E1 an den Klemmen des Relais R unter dieser abnormalen
Bedingung auf einen Wert von annähernd 3/4 der Spannung zwischen den Drähten 10
und 11 anwachsen kann. Die Abstimmungswirkung zwischen Relais R und Kondensator
C1 ist für diese hohe Spannung in weitem Maße verantwortlich. Da Relais gewöhnlich
sich bei 1J3 bis 3/4 ihrer Normalspannung zu
schließen beginnen, zeigt sich, daß die bisher beschriebene Anordnung Unsicherheit der
Funktion bedingt.
"Untersucht man die vorstehend dargestellten Verhältnisse etwas genauer, so stellt der
Vector i^- in Abb. 3 den Strom durch Relais R
dar, während der Vector iC2 den Strom durch den Kondensator C2 darstellt, wobei dieser
Strom natürlich die Summe der Ströme im Relais R und Kondensator C1 ist. Die Ströme
iR und iC2 sind in der Phase um annähernd 90 °
gegeneinander verschoben infolge der induktiven Reaktanz von Relais R und der kapazitiven
Reaktanz des Kondensators C2. Die Spannung JS1 am Kondensator C1 und
Relais R eilt hinter dem Strom in Kondensator C2 nach und die Spannung E zwischen
den Drähten 10 und 11 eilt hinter diesem
Strom um einen noch größeren Winkel nach. Die Spannung E2 am Kondensator C2 ist der
Vector, der die Spannungsvectoren E und E1 verbindet.
Um eine falsche Betätigung des Relais R unter den beschriebenen Bedingungen zu verhindern,
sind zwei induktive Reaktanzen X1 und X2 vorgesehen, und zwar ist Reaktanz X1
zwischen den Draht 11 und die Erde G und die Reaktanz X2 zwischen den Draht 10 und
die Erde G geschaltet. Wie sich aus Abb. 4 ergibt, ist die Reaktanz X2 parallel zur Kapazität
C2 und die Reaktanz X1 parallel zur
Kapazität C1 gelegt. Betrachtet man Abb. 4 und auch das Vectordiagramm in Abb. 5, so
ist daraus ersichtlich, daß der Gesamtstrom, der von der Spannung E1 herrührt und durch
die Reaktanz X1, den Kondensator C1 und das Relais R sämtlich in Parallelschaltung fließt,
durch die von der Reaktanz X2 und Kondensator
C2 in Parallelschaltung gebildete Bahn fließen muß, welche eine annähernd fünf- bis
zehnmal so große Impedanz als der Kondensator C2 hat, infolge der parallelen Abstimmung
der zwei letzteren Elemente. Hieraus folgt, daß der Spannungsabfall E2 etwa fünfbis
zehnmal so groß wie die Spannung E1 sein wird, so daß die Spannung am Relais R
ίο jetzt ein geringer Bruchteil der Leitungsspannung E ist und daher so weit unter der den
Anker anziehenden Kraft des Relais liegt, daß eine Gefahrbedingung, soweit eine Fehlschaltung
des Relais in Betracht kommt, nicht mehr vorhanden ist.
Da der von den Reaktanzen X1 und X2 geschaffene
Schutz von der Unversehrtheit dieser Elemente abhängt, kann -es erwünscht
sein, Mittel zur Anzeige dieser Unversehrtheit anzuordnen.
Wie in Abb. 1 ersichtlich, bildet die Reaktanz X2 die Primärwicklung eines Transformators,
dessen Sekundärwicklung 17 durch einen Vollwellengleichrichter 18 an ein
Gleichstromrelais 19 angeschlossen ist. In gleicher Weise bildet die Reaktanz X1 die
Primärwicklung eines Transformators, dessen Sekundärwicklung an ein Gleichstromrelais
22 durch einen Vollwellengleichrichter 21 angeschlossen ist. Eine Anzeigevorrichtung 23,
z.B. eine elektrische Glocke, wird durch Kontakte 28 und 29 der Relais 19, 22 in solcher
Weise gesteuert, daß die Glocke ertönt, wenn eins von beiden Relais erregungslos wird. Die
Glocke 23 ist z. B. mit zwei Stromkreisen versehen, die von Klemme B einer geeigneten
Stromquelle zu einer Klemme 0 derselben Stromquelle führen, wobei der eine Stromkreis
den Kontakt 28 des Relais 19 und der andere den Kontakt 29 des Relais 22 einschließt. Solange keine von beiden Reaktanzen
X1 oder X2 in einem offenen Stromkreis liegt oder kurzgeschlossen ist, wird das zugehörige
Anzeigerelais 22.bzw. 19 erregt sein, aber im Falle eines Kurzschlusses oder
einer Unterbrechung im Stromkreis einer der beiden Reaktanzen wird das entsprechende
Relais erregungslos und ein Anschlagen der Glocke 23 veranlassen. Die äquivalente Im-■
50 pedanz des Anzeigerelais mit Gleichstrom von verhältnismäßig hohem Widerstand, die auf
die die Reaktanz X1 oder X2 bildende Primärwicklung1
übertragen wird, ist so hoch, daß sie den Abstimmungswert der Reaktanzen nicht in einem merklichen Grade beeinflußt.
Bei der Ausführung nach Abb. 6 umfaßt der Transformator T1 zwischen der Wechselstromquelle
und den Drähten 10 und 11 eine Primärwicklung 12 und eine Sekündärwicklung.
Draht 10 ist an die eine Klemme der Sekundärwicklung und Draht 11 an etwa den
Mittelpunkt der Sekundärwicklung angeschlossen, so daß das Potential der Klemme 30 der Sekundärwicklung so weit unter dem
Potential des Drahtes 11 liegt, wie das Potential des Drahtes 10 .über dem des Drahtes
11. Die Klemme 30 ist mit der Erde G durch einen Kondensator C3 verbunden, dessen
Kapazität im wesentlichen gleichen Wert wie die Kapazität C2 hat. Im vereinfachten
Schema, das in Abb. 7 gegeben ist, wird, da die Kapazitäten C2 und C3 gleich sind, das
Erdpotential an dem Punkte zwischen diesen Kapazitäten gleich dem Potential des Drahtes
11. Wenn der Steuerdraht 14 für das Relais R geerdet wird, werden die zwei Klemmen
dieses Relais mit Punkten verbunden sein, die im wesentlichen das gleiche Potential
haben, und demzufolge kann das Relais nicht fälschlicherweise erregt werden, wenn
der Schalter 16 offen ist. Ein Vectordiagramm ist nicht erforderlich, um die Bedingungen,
die in den Teilen der Anordnung nach Abb. 6 herrschen, zu zeigen.
Wie in Abb. 6 ersichtlich, ist ein Anzeigerelais 19 in Reihe mit Kondensator C3 durch
einen Vollwellengleichrichter 18 geschaltet, und ein Anzeigerelais 22 parallel mit Kondensator
C8 durch einen Vollwellengleichrichter 21 und einen Transformator 20 geschaltet.
Im Normalzustand sind diese beiden Relais erregt; wird indes der Stromkreis des Kondensators
C3 unterbrochen, so wird Relais 19 erregungslos, während, wenn der Kondensator
C3 kurzgeschlossen wird, das Relais 22 erregungslos wird. Eine Anzeigevorrichtung
23 wird durch die Relais 19 und 22 in derselben Weise, wie bei Abb. 1 beschrieben, betätigt.
Abänderungen der beschriebenen und abgebildeten Anordnungen sind im Rahmen der
Erfindung möglich.
Claims (6)
- Patentansprüche:i. Anordnung zur Fernschaltung, bei welcher eine elektrisch betätigte Vorrichtung, insbesondere ein Fernsteuerrelais, an dem einen Ende eines als Übertragungsleitung für Wechselstrom dienenden metallumhüllten Kabels einerseits an eine 110. Ader dieses Kabels, andererseits an einen längs der Kabelleitung verlaufenden, zweckmäßig im Kabel eingebetteten, betriebsmäßig ungeerdeten Steuerleiter angeschlossen ist, welcher an der am arideren Ende des Kabels liegenden Steuer- und Überwachungsstelle über einen Steuerschalter mit einer anderen Ader des Kabels verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vermeidung falscher Erregung der elektrisch betätigten Vorrichtung (R) bei einem Erdschluß des Steuer-leiters (14) eine induktive Reaktanz (X1 bzw. 26) zwischen diejenige Kabelader (11), an welcher die elektrisch betätigte Vorrichtung dauernd liegt, und Erde entweder unmittelbar oder über einen Kondensator (C3) derart geschaltet ist, daß die induktive Reaktanz parallel zu der elektrisch betätigten Vorrichtung liegt, wenn der Steuerleiter Erdschluß bekommt.
- 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine induktive Reaktanz (X2) zwischen diejenige Kabelader (io), an welcher der Steuerschalter(16) liegt, und Erde geschaltet ist (Abb. 1).
- 3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die induktiven Reaktanzen (X1, X2) aus Primärwicklungen von Transformatoren gebildet sind, deren Sekundärwicklungen (20, 17) an Relais (22, 19) angeschlossen sind, die im Falle des Versagens einer der Reaktanzen (X1 oder X2) eine Anzeigevorrichtung(23) betätigen (Abb. 1).
- 4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungsadern (10, 11) des Kabels mit der einen Klemme bzw. dem Mittelpunkt der Sekundärwicklung eines Transformators (T1) verbunden sind, dessen Primärwicklung (12) an die Wechselstromquelle angeschlossen ist, während die andere Klemme (30) des Sekundärwicklungsteils (26) mit der Erde durch einen Kondensator (C3) verbunden ist, dessen Kapazität im wesentlichen die gleiche ist wie die Kapazität einer der Leitungsadern (10, 11) zur Erde (Abb. 6).
- 5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Relais (19) in den Stromkreis, der den Kondensator (C3) enthält, eingeschaltet ist, während ein zweites Relais (22) mit Strom aus einem zu dem erstgenannten parallelen Stromkreis versorgt wird, und daß die Relais (19, 22) so angeordnet sind, daß sie in nicht erregtem Zustand eine Anzeigevorrichtung (23) betätigen (Abb. 6).
- 6. Anordnung nach Anspruch 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Relais (19, 22) mit Erregerstrom durch VoIlwellengleichrichter (18, 21) versorgt werden.Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US580722XA | 1927-05-11 | 1927-05-11 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE580722C true DE580722C (de) | 1933-07-17 |
Family
ID=22014485
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DEW79279D Expired DE580722C (de) | 1927-05-11 | 1928-05-05 | Anordnung zur Fernschaltung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE580722C (de) |
-
1928
- 1928-05-05 DE DEW79279D patent/DE580722C/de not_active Expired
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