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Steuerungseinrichtung, insbesondere zur Steuerung der Unterwerkskuppelschalter
in Bahnanlagen In elektrischen Bahnanlagen tritt die Aufgabe auf, Kuppelschalter
zur Verbindung von mehreren Stellen aus gespeister Leitungen von einem Über-,vachungswerk
aus zu steuern. Von dem Überwachungswerk aus soll zugleich auch der Schaltzustand
der Kupplungsstelle durchkückmeldeeinrichtungen erkennbar sein.
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Die Erfindung betrifft Steuereinrichtungen für Kuppelschalter, insbesondere
in Bahnanlagen, die von zwei oder mehr Überwachungswerken aus die unabhängige öffnung
wie auch die gemeinsame Schließung und schließlich die Rückmeldung nach allen Überwachungsstellen
ermöglichen, und zwar unter Verwendung von den überwachungswerken zugeordneten und
von diesen aus gespeisten und gesteuerten Zustimmungsrelais. Erfindungsgemäß ist
die Anordnung so getroffen, daß über die Leitungen der Zustimmungsrelais mit Eindrahtste
uerung gleichzeitig auch die Rückmeldungen der ausgeführten Schaltbefehle durch
Gleichstromimpulse verschiedener Polarität gegeben werden, die den Spannungsquellen
der Überwachungswerke zu entnehmen sind.
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Infolge dieser durch die Erfindung geschaffenen Ausbildung von Steuereinrichtungen,
die insbesondere zur Steuerung von Unterwerkskuppelschalter geeignet sind, ergeben
sich wichtige Vorteile gegenüber den früher bekannten Steuervorrichtungen, die ebenfalls
mit den Überwachungswerken zugeordneten und von diesen aus gespeisten und gesteuerten
Zustimmungsrelais arbeiten. Wichtig ist vor allem, daß nach der Erfindung zwei Steuerdrähte
sowohl für die' Kommandogabe als auch für die Rückmeldung gemeinsam verwendet, also
zwei Steuerleitungen erspart werden, da für die Schaltung nach der Erfindung eine
Doppelader im Steuerkabel genügt. Daß die zur Eindrahtsteuerung benutzten Gleichstromimpulse
wechselnder Polarität den Spannungsquellen der Überwachungswerke selbst entnommen
werden können, ist als ein weiterer Vorzug der neuen Steuereinrichtung zu betrachten.
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In Fig. i ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Von
den Unterwerken ioo und Zoo aus ist der Kuppelschalter 300 zu steuern, der die von
verschiedenen Kraftwerken aus gespeisten Leitungen 301 und 302
miteinander
verbindet. Die Schließung des Schalters 3oo erfolgt durch die Einschaltspule
305, seine Öffnung durch Unterbrechung
des Stromkreises der
Auslösespule 3o6. Die Einschaltspule 305 und die Auslösespule 3o6 sind von
den Überwachungswerken. ioo und Zoo aus zu steuern. Die Überwachungswerke ioo und
Zoo sind mit gleichartigen Steuereinrichtungen versehen.
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Die Speisung der Steuer- und Rückmeldeeinrichtungen des Unterwerkes
ioo erfolgt aus dem Wechselstromnetz ioi. Die Steuerbefehle des Überwachungswerkes
ioo gibt der Schalter 104. Dieser Schalter befindet sich in der gezeichneten Stellung,
wenn das überwachungswerk ioo die Schließung des Schalters 300 herbeizuführen
wünscht. Diese Schließung tritt ein, vorausgesetzt, daß das Überwachungswerk Zoo
mit dieser Schließung einverstanden istund daher seinenSchalter2o4 ebenfalls in
die entsprechende Lage gebracht hat.
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Die Überwachungswerke Zoo und Zoo sind mit den Steuereinrichtungen
-des Kuppelschalters 300 durch .die Leitungen 13o bzw. 230 verbunden.-
Im Stromkreis dieser Leitungen liegen .die Zustimmungsrelais 31o und 320,
ferner die vom Kuppelschalter 300 gesteuerten Abhängigkeitskontakte 312 bzw.
313 -und 322 bzw. 323, die Gleichrichter 307 und die Wicklungen io5 und io6.des
polarisierten Rückmelderelais 107 bzw. (im Überwachungswerk Zoo) die Wicklungen
205 und 2o6 des polarisierten Rückmelderelais 2o7. Die Relaiswicklungen
105 und 2o5 sind als Spannungswicklungen mit hohem Widerstand, die Relaiswicklungen
1o6 und 2o6 als Stromwicklungen mit geringem Widerstand ausgeführt.
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In der gezeichneten Stellung des Zustimmungsschalters io4 liegen am
Netz ioi in Reihe miteinander die Wicklung 1o5, das Zustimmungsrelais
310 und die Kontakte 312 des geöffneten Kuppelschalters 3oo. Infolge des
hohen Widerstandes der Spannungswicklung io5 reicht der durch das Zustimmungsrelais
31o fließende Strom nicht aus, die Kontakte 311 des Relais 310 zu
schließen. Der im Stromkreis fließende; durch einen der Gleichrichter
307 gleichgerichtete Strom erregt jedoch das polarisierte Relais i07, und
zwar derart, daß sich dessen Kontakt ioi; nach links bewegt. Dadurch wird die Signallampe
iog an Spannung gelegt, die im Überwachungswerk ioo anzeigt, daß -der Kuppelschalter
300 geöffnet ist. Ein parallel zu der Signallampe iog liegendes Überwachungsrelais
i io legtgleichzeitig,die Signalschiene i i i an Spannung, an die Alarmeinrichtungen
angeschlossen sind. Das Überwachungsrelais i io ist in bekannter Weise mit einem
Klappanker versehen, durch dessen Niederdrücken die Relaiskontakte geöffnet werden
und so lange geöffnet bleiben, bis die Erregung,des Relais abgeschaltet wird und
der Klappanker in die Ausgangslage zurückfällt, also für eine neue Schließung der
Kontakte frei .ist.
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_ Soll nun vom Überwachungswerk roo der Kuppelschalter 300
geschlossen werden, so wird der Zustimmungsschalter io4 umgelegt und dadurch die
Wicklung roh des polarisierten Relais eingeschaltet, während über Leitung I
12 dieWicklung 105 kurzgeschlossen wird. Da die Wicklung io6 geringen
Widerstand besitzt, reicht nun der durch das Zustimmungsrelais 310 fließende Strom
aus, die Kontakte 311 zu schließen. Eine Einschaltung des Kuppelschalters
300 kann jedoch nur dann erfolgen, wenn vorn Überwachungswerk Zoo aus durch
Umlegen des Zustimmungsschalters 204 der Widerstand im Stromkreis des Zustimmungsrelais
32o verringert worden war, so daß sich dessen Kontakt 321 geschlossen hat.
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Über die Kontakte 311 und 321 wird nun das Hilfsrelais 33o erregt,
dessen Spule über den Spannungsteiler 331 Spannung erhält; Voraussetzung hierfür
ist, @daß das Spannungsrelais 332 seine Kontakte geschlossen hatte, also die Leitung
302 unter normaler Spannung steht.
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Bei geöffnetem Kuppelschalter wird nun durch das Hilfsrelais 33o das
Einschaltzeitrelais 333 an Spannung gelegt. Dieses Einschaltzeitrelais schließt
das Zwischenrelais 33:I erst nach Ablauf von etwa 7 Sekunden. Diese Zeitverzögerung
wurde gewählt, damit in der Zwischenzeit eine Streckenprüfung auf Kurzschluß, die
eine gewisse Zeit erfordert, vor sich gegangen sein kann. Im Erregerkreis des Zwischenrelais
334 liegt ein Thennoschalter 335. Dieser öffnet seine Kontakte, wenn dieEinschaltungd
esKuppelschalters 300 inerhalb einer gewissen Zeit nicht erfolgt ist. Man vermeidet
dadurch eine Überlastung der Einschaltspule 305. Durch das Zwischenrelais
334 wird die Einschaltspule 305 an Spannung gelegt, die den Schalter 300
schließt. Gleichzeitig wird der Stromkreis des Zeitrelais 333 unterbrochen und in
den Stromkreis der Auslösespule 3o6 ein-Widerstand 33'6 eingeschaltet.
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Eine Auslösung des Kuppelschalters kann, wie die Figur zeigt, von
jedem der überwachungswerke i oo oder Zoo aus durch Bewegung des Schalters 104 bzw.
_04 in die gezeichnete Stellung erfolgen, in der eine Öffnung der Kontakte 311 oder
321 herbeigeführt wird. Eine Störung in der Übertragung wird durch das Überwachungsrelais
1i3 angezeigt, das im Stromkreis der Ausschaltsignallampe iog und der Einschaltsignallampe
114 liegt. Sind beide Lampen stromlos, so fällt das Relais 113 ab und legt über
Relais 115, das in gleicher Weise wie das Relais i io gebaut ist, die Signalschiene
i i i
an Spannung. Das Arbeiten des Relais 113 wird gleichzeitig
durch die Signallampe 116 angezeigt.
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In den Übertragungsleitungen i3o und 230
fließt dauernd pulsierender
Gleichstrom, dessen Polarität jedoch je nach dem Schaltzustand des Kuppelschalters
300 und der Stellung der die Gleichrichter 307 umschaltenden Abhängigkeitskontakte
wechselt. Um ein Zittern der Kontakte beiden Zustimmungsrelais 310 und
320 sowie den polarisierten Relais 107 und 2o7 zu verhindern, sind deren
Wicklungen Kondensatoren 117 parallel geschaltet.
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Während die Schaltung nach Fig. i dadurch charakterisiert ist, daß
sowohl die Steuerbefehle als auch die Rückrneldesignale durch Halbwellen verschiedener
Polarität gegeben werden, zeigt Fig.2 eine Schaltung, bei der die Steuerung durch
Wechselstrom, die Rückmeldung durch Halbwellen verschiedener Polarität erfolgt.
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In Fig. 2 sind nur die wichtigsten Teile der Schaltung eingezeichnet.
Die Schaltung nach Fig. 2 ist entsprechend Fig. i sinngemäß zu ergänzen.
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Von den Unterwerken ioo und.2oo aus erfolgt die Steuerung unmittelbar
-durch die an den Wechselstromnetzen ioi bzw. toi liegenden Schalter io2 bzw. 2o2.
Diese Schalter geben in der Einschaltstellung den Schaltbefehl für den Kuppelschalter
3oo bzw. die Zustimmung zu diesem Einschaltbefehl, während sie in der Ausschaltstellung
eine Öffnung des Küpperschalters veranlassen oder eine Schließung verhindern.
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An die von den Überwachungswerken ioo und Zoo aus zu der Kuppelstelle
führenden Leitungen 130 und 230 sind in derKuppelstelle die Transformatoren
315 bzw. 325 über Kondensatoren 316 bzw. 326 angeschlossen. Die Sekundärwicklungen
der Transformatoren arbeiten auf die Gleichrichter 307 und speisen dadurch
die Zustimmungsrelais 310 und 320,
deren Kontakte 311 und 321 in Reihe miteinander
wie bei der Schaltung nach Fig. i mittelbar oder unmittelbar im Stromkreis des Hilfsrelais
für die Schließung des Kuppelschalters sowie im Stromkreis des Aüslöserelais für
den Kuppelschalter liegen.
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Von dem Kuppelschalter 3oo aus werden liunHilfskontakte317 und327gesteuert.
Diese verbinden die vom Transformator 315 gespeisten Gleichrichter mit den Leitungen
23o und die vom Transformator 325 gespeisten Gleichrichter mit den Leitungen 13o.
Die Polarität der in die Leitungen 130 und 23o eingeführten Gleichspannungen
hängt dabei wieder von der Stellung des Kuppelschalters 300 ab. Je nachdem
der Kuppelscflalter geöffnet oder geschlossen ist, fließen über die Leitungen i3o
und 230 neben den Wechselströmen zur Speisung derTransformatoren 315 und
325 noch Gleichströme wechselnder Polarität.
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In den Überwachungswerken werden diese Rückmeldegleichströme den polarisierten
Relais 107 bzw. 207 zugeführt, die über die Kontakte io8 bzw. 2o8 die Rückmeldesignale
betätigen. Im Stromkreis ,der Kontakte io8 liegt wieder ein Überwachungsrelais 113,
das eine Störung in .der Übertragung anzeigt.
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Um zu verhindern, daß die polarisierten Relais 107 bzw. 2o7 durch
die Steuerwechselströme beeinflußt werden, ist den polarisierten Relais ein Kondensator
117 parallel geschaltet, durch den die Wechselströme fließen, während die Gleichströme
über das polarisierte Relais fließen.
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Die Schaltung nach Fig.2 zeichnet sich gegenüber der Schaltung nach
Fig. i dadurch aus, da.ß für die Steuerung beide Halbwellen der Wechselspannung,
also größere Steuerströme, zur Verfügung stehen.
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Fig. 3 zeigt eine Steuerung, bei der sowohl die Schaltbefehle als
auch die Rückmeldungen durch Gleichspannungsquellen gegeben werden, die sich in
den Überwachungswerken befinden. Die Fig. 3 zeigt wieder, wie Fig. i und 2, die
Zustimmungsrelais 310 und 320, die von den Überwachungswerken ioo und Zoo aus durch
-die Leitungen 13o und 230
gesteuert werden. Zur Speisung der Leitungen
dienen die Batterien 15o bzw. ZSo. Die Befehlsgabe erfolgt durch die Schalter iod.
bzw. 2o4. Durch Umlegen der Schalter werden die Batterien 15o bzw. 25o umgepolt.
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Bei der gezeichneten Stellung des Schalters 104 ist der Pluspol der
Batterie mit der oberen Leitung 130 verbunden. Bei der dargestellten Lage des Kuppelschalters
300 ist ein Stromkreis über ein Ventil (Gleichrichter) 3o7 hergestellt..
Das Zustimmungsrelais 310
spricht daher an und schließt seine Kontakte 311.
Gleichzeitig erhält das Rückmelderelais i51 Strom, das dadurch seine Kontakte ip
schließt, während es die Kontakte 153 öffnet.
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Bei dieser Stellung des Schalters 151 erhält über die Kontakte 152
die Signallampe 114 Spannung, die anzeigt, daß der Schalter 300 noch geöffnet
ist. Das Relais 151 wirkt als Quittungsrelais. Hat nämlich das Überwachungswerk
Zoo durch Umlegen seines Schalters 204 .den Zustimmungsbefehl für die Schließung
des Schalters 300 gegeben, so ist über die in Reihe liegenden Kontakte 311
und 321 die Einschaltung des Schalters erfolgt. Damit wurden jedoch die Kontakte
312, die vom Schalter 300 gesteuert werden, geöffnet, während die Kontakte
313 geschlossen wurden. Der nunmehr eingeschaltete Gleichrichter 3b7 läßt den Strom
in der bisherigen Richtung nicht mehr durch, so daß sowohl das
Zustimmungsrelais
3io (entsprechend auch Zustimmungsrelais 32o) als auch das Quittungsrelais 151 (ebenso
251) abfallen. Durch die Kontakte 153 wird die Lampe 114 abgeschaltet und dafür
die Lampe iog eingeschaltet, -die anzeigt, d.aß der Schalter 300 geschlossen ist.
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Soll nun der geschlossene Schalter 300 geöffnet werden, so
wird der Schalter ioq. umgelegt. Damit erhalten das Zustimmungsrelais
310 und das Quittungsrelais 15, abermals Spannung. Das Quittungsrelais 151
schließt seine Kontakte 152. Infolge Uml.egens des Schalters 104 hat dies zur Folge,
daß die Lampe log brennen bleibt -und erst dann erlischt, wenn das Relais 151 (durch
Öffnung der Hilfskontakte 313) stromlos wurde. Die Lampe 114 zeigt dann an, daß
der Schalter .300 sich geöffnet hatte.
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Da bei der Steuerung nach Fig. 3 Ein- und Ausschaltbefehl durch aufeinanderfolgende
Schaltkommandos für die Zustimmungsrelais 310 und 32o gegeben werden, ist
die Schaltung für den Kuppelschalter .derart getroffen, daß dieser von selbst eingeschaltet
bleibt, auch wenn der Steuerstromkreis für den Einschaltbefehl wieder unterbrochen
wurde.
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An den über die Kontakte 311 und 321 der Zustimungsrelais 310 und
320 führenden Stromkreis ist daher im Gegensatz zu Fig. i das Zeitrelais
333 unmittelbar angeschlossen. Das Zeitrelais 333 arbeitet wieder in der gleichen
Weise wie in Fig. i.
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Die Auslösung des Schalters 300 erfolgt nach Fig.3 durch Kurzschließen
der Spule des Spannungsrelais 332, und zwar über die Kontakte35r oder 352 der Zustimmungsrelais
310 und 320.
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Eine Überwachung der Steuerleitungen erreicht man bei der Schaltung
nach Fig.3 auf einfache Weise durch einen zwischen den Leitungen 13o bzw.
230 liegenden hochohmigen Widerstand 16o bzw. 26o sowie das parallel zum
Quittungsrelais i 5 i liegende Überwachungsrelais 161. Der über den Widerstand 16o
fließende geringe Strom reicht nicht aus, um das* Quittungsrelais zum Ansprechen
zu bringen. Tritt jedoch eine Unterbrechung in Leitung 13o ein, so wird das Überwachungsrelais
161 spannungslos und schließt über seine Kontakte einen Störungsmeldekreis.