DE639283C

DE639283C - Circuit, especially for railway signal systems

Info

Publication number: DE639283C
Application number: DEV26865D
Authority: DE
Inventors: Gotthold Rehschuh
Original assignee: Vereinigte Eisenbahn Signalwerke GmbH
Current assignee: Vereinigte Eisenbahn Signalwerke GmbH
Priority date: 1931-05-23
Filing date: 1931-05-23
Publication date: 1936-12-02

Description

Im Eisenbahnsicherungswesen hat man vielfach den Stromverbrauchern den Strom unmittelbar über einen Kontakt zugeführt, der unterbrochen wurde, wenn der Stromverbraucher außer Betrieb gesetzt wird. Um eine größere Betriebssicherheit zu erzielen, hat man später in vielen Fällen den Kontakt parallel zu dem Stromverbraucher angeordnet, so daß bei unterbrochenem Kontakt der Stromverbraucher Strom hatte, während er bei geschlossenem Kontakt kurzgeschlossen war. Man hat dann den Vorteil, daß bei Versagen des Kontaktes der Stromverbraucher trotzdem Strom behält, während er bei unmittelbarer Schaltung stromlos sein würde. Auf diese Weise steuert man z. B. häufig die Haltsignallampen, um zu vermeiden, daß bei Versagen des Kontaktes ein unzeitiges Erlöschen der Signallampen eintritt.In the railway safety system, one often has the electricity to the electricity consumers supplied directly via a contact that was interrupted when the electricity consumer is taken out of service. In order to achieve greater operational safety, later, in many cases, the contact was arranged parallel to the electricity consumer, so that when the contact was interrupted the power consumer had power, while when the contact was closed it was short-circuited was. One then has the advantage that if the contact fails, the electricity consumer still retains current, while it would be de-energized if switched on immediately. In this way you control z. B. often the stop signal lamps to avoid that at If the contact fails, the signal lamps go out prematurely.

ao Die bei einer derartigen Schaltung notwendige Begrenzung des Kurzschlußstromes geschieht durch einen vor den Stromverbraucher geschalteten Widerstand. Das Verhältnis des normalen Stromverbrauches zum Kurzschluß Stromverbrauch bzw. die Größe des Vorschaltwiderstandes wird man dann nach dem Verhältnis der Betriebszeiten mit Kurzschluß bzw. normaler Belastung bestimmen. Auf jeden Fall ist aber der Gesamtenergiebedarf bei einer solchen Schaltung in der bisher bekannten Ausführung erheblich größer als bei unmittelbarer Speisung des Stromverbrauchers. Als Dämpfwiderstand hat man sowohl Ohmsche wie induktive als auch kapazitive Widerstände benutzt. Besondere Vorteile hinsichtlich des Energieverbrauches bieten Eisendrahtwiderstände, die infolge ihrer Charakteristik ein beträchtliches Ansteigen des Kurzschlußstromes verhindern. Sie haben aber, was ebenfalls für rein Ohmsehe Widerstände und Kondensatoren gilt, eine begrenzte Lebensdauer und erhöhen die Sicherheit deshalb nicht, weil mit ihrem Durchbrennen gerechnet werden muß. Für Wechselstromanlagen hat man aus diesem Grunde als Dämpfwiderstand Transformatoren mit großer Streuung, sogenannte Streutransformatoren, verwendet. Statt eines Streutransformators kann naturgemäß auch ein Transformator mit vorgeschalteter Drossei verwendet werden', wodurch dieselbe Wirkung erzielbar ist. Durch die mit der Belastung wachsenden inneren Verluste solcher Transformatoren ist der Kurzschluß strom begrenzt. Sie zeichnen sich gegenüber den sonstigen Widerständen durch ihre unbegrenzte Lebensdauer sowie durch eine leichte Regulierfähigkeit aus und bringen insofern keine Verteuerung der Signalanlage, als meist an und für sich ein Transformator zur Umformung der Netzspannung auf die Lampenspannung vorhanden sein muß. Bei derartigen Anlagen mit Streutransformatoren kann man nun eine erhebliche Verbesserung dadurch erzielen, daß man einen Kondensator parallel zu der Sekundärwicklung des Transformatorsao The limitation of the short-circuit current, which is necessary in such a circuit, takes place by a resistor connected in front of the power consumer. The ratio of normal power consumption to Short circuit power consumption or the size of the series resistor will then be determine according to the ratio of the operating times with short circuit and normal load. In any case, however, the total energy requirement for such a circuit is in the previously known version is considerably larger than when the directly fed Electricity consumer. The damping resistor is both ohmic and inductive also uses capacitive resistors. Special advantages in terms of energy consumption offer iron wire resistors which, due to their characteristics, have a considerable Prevent the short-circuit current from rising. But you have what also purely ohmic marriage Resistors and capacitors have a limited lifespan and do not increase safety because they do Burning through must be expected. For alternating current systems one has from this Basically as damping resistance transformers with large scatter, so-called stray transformers, used. Instead of a scatter transformer, a transformer with an upstream choke can of course also be used are used ', whereby the same effect can be achieved. By with the burden The short-circuit current is limited by increasing internal losses of such transformers. Compared to other resistors, they are distinguished by their unlimited lifespan and easy adjustment and do not increase the cost of the signal system, as mostly a transformer for conversion in and of itself the mains voltage must be present on the lamp voltage. In such systems with scatter transformers one can now achieve a significant improvement by having a capacitor in parallel to the secondary winding of the transformer

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:*) The patent seeker stated as the inventor:

Gotthold Rehschuh in Berlin-Charlottenburg.Gotthold Rehschuh in Berlin-Charlottenburg.

anordnet. Der Vorteil besteht in einem geringeren Energieverbrauch, einer geringeren Belastung des Kurzschlußkontaktes und einer größeren Kurzschlußempfindlichkeit. Hier-5" bei ist man in der Lage, die Bemessung de£ Teile so einzurichten, daß der Kurzschluß^' strom sogar niedriger ist als der normale Β&ί lastungsstrom. Wichtig ist hierbei die Überwachung des Kondensators. Um dies zu ermöglichen, wird nun gemäß der Erfindung als Überwachungsrelais ein Zweiphasenrelais bzw. ein Relais mit zwei Wicklungen verwendet, wobei die eine Wicklung, in Reihe mit dem Kondensator angeordnet ist, während die andere Wicklung im Verbraucherstromkreis liegt. Auf diese Weise erhält man bei Speisung von Lichtsignalen gleichzeitig eine Überwachung des Lichtsignals.arranges. The advantage is a lower energy consumption, a lower one Load on the short-circuit contact and a greater sensitivity to short-circuits. Here-5 " at one is able to measure de £ Set up parts so that the short-circuit ^ 'current is even lower than the normal Β & ί load current. It is important to monitor the capacitor here. In order to make this possible, a two-phase relay or a relay with two windings is now used according to the invention as a monitoring relay, wherein the one winding is arranged in series with the capacitor, while the the other winding is in the consumer circuit. In this way you get when fed of light signals at the same time monitoring of the light signal.

Die Erfindung läßt sich sowohl da anwenden, wo es sich um die Speisung von Lichtsignalen handelt, wie auch da, wo über die Gleise ein Relais, ζ. B. ein Blockrelais, gespeist wird.The invention can be used wherever it is a matter of feeding light signals acts, as well as where there is a relay over the tracks, ζ. B. a block relay, fed will.

Der Erfindungsgegenstand ist an Hand der Abbildungen näher erläutert.The subject matter of the invention is explained in more detail with reference to the figures.

Abb. ι zeigt die Charakteristik eines Streutransformators. Trägt man die Sekundärspannung U₂ auf der Ordinaten- und den Sekundärstrom /₂ auf der Abszissenachse auf, so. erhält man bei Ohmscher Belastung die mit O bezeichnete Charakteristik. Man sieht, daß die Spannung U₂ mit zunehmender Belastung stark absinkt, bis sie schließlich den Wert Null erreicht. Die gesamte primäre Klemmenspannung wird dann durch die inneren Verluste des Transformators verbraucht. Läßt man nun den Verbraucher z. B. an der durch die eingezeichnete Gerade a-a gekennzeichneten Stelle arbeiten, so würde der Kurzschluß strom etwa 60 °/₀ größer sein als • der Belastungsstrom. Ungünstiger wird das Verhältnis, wenn die Belastung induktiv ist. Bei induktiver Belastung sinkt die Sekundärspannung U₂ erheblich schneller, wie die gestrichelt eingezeichneten Kurven i_X) i₂ darstellen. Man würde also bei induktiver Belastung an der Stelle a-a eine erheblich niedrigere Sekundär,spannung erhalten. Dieselbe Sekundärspannung könnte man z. B. bei Charakteristik I₁ nur bei einer etwa 30 % 'niedrigeren Belastung erreichen, während der Kurzschlußstrom dieselbe Höhe hat. Man sieht daraus leicht, daß der Transformator bei induktiver Belastung erheblich ungünstiger arbeitet als bei Ohmscher. Gerade umgekehrt verhält sich der Transformator bei kapazitiver Belastung, wie aus Abb. 2 hervorgeht. Fig. Ι shows the characteristics of a leakage transformer. If the secondary voltage U _{2 is} plotted on the ordinate axis and the secondary current / ₂ on the abscissa axis, then. the characteristic marked with O is obtained with ohmic loading. It can be seen that the voltage U ₂ drops sharply with increasing load until it finally reaches the value zero. The entire primary terminal voltage is then consumed by the transformer's internal losses. If you let the consumer z. B. work at the point marked by the straight line aa , the short-circuit current would be about 60 ° / ₀ greater than • the load current. The ratio becomes less favorable if the load is inductive. In the case of inductive loading, the secondary voltage U ₂ drops considerably more quickly, as shown by the curves i _X) i ₂ shown in dashed lines. In the case of inductive loading, a considerably lower secondary voltage would be obtained at point aa. The same secondary voltage could be used e.g. B. with characteristic I ₁ can only be achieved at an approximately 30% lower load, while the short-circuit current has the same level. It is easy to see from this that the transformer works considerably less favorably with inductive loading than with ohmic load. The transformer behaves in exactly the opposite way when there is a capacitive load, as can be seen from Fig. 2.

Bei verschieden starker kapazitiver Belastung ergeben sich Charakteristiken nach ^ci> ^C2> ^cs> ^C4 usw. Hier kann man hei der Belastung a-a je nach der Voreilung des Stromes eine höhere Sekundärspannung oder bei derselben Spannung eine höhere Normalbelastung erreichen, ohne daß der KurzfkcMußstrom größer wird. Man könnte den VKtirzschlußstrom sogar kleiner machen als ^r tiffii Belastungsstrom.With different capacitive loads, characteristics result according to ^c i> ^C 2> ^c s> ^C 4 etc. Here, depending on the advance of the current, a higher secondary voltage can be achieved with the load aa or a higher normal load with the same voltage without the KurzfkcMussstrom increases. One could even make the short-circuit current smaller than ^r tiffii load current.

Das Verhalten des Streutransformators bei kapazitiver Belastung gemäß Abb. 2 soll dazu dienen, die obenerwähnten Vorteile: Energieersparnis, geringe Belastung des Kurzschlußkontaktes und größere Kurzschlußempfindlichkeit, zu erreichen, indem die meist induktive Belastung des · Streutransformators künstlich ohmisch oder kapazitiv gestaltet wird.The behavior of the leakage transformer with capacitive load according to Fig. 2 is intended to achieve the advantages mentioned above: energy savings, low load on the short-circuit contact and greater short-circuit sensitivity, by making the mostly inductive load on the leakage transformer artificially ohmic or capacitive.

Abb. 3 zeigt eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung, wobei ein Kondensator C parallel zur Sekundärwicklung S des Streutransformators T angeordnet ist.. Durch den Transformator wird eine Signallampe L gespeist, die durch einen Kontakt r kurzgeschlossen werden kann. Man könnte nun befürchten, daß ein Kurzschluß des Kondensators ein unerwünschtes Erlöschen der Signallampen herbeiführt oder daß bei Leitungsbruch in den Zuleitungen des Kondensators ein Absinken der Lampenspannung eintritt. Die Überwachung des Kondensator- go Stromkreises kann nun gemäß der Erfindung entweder durch ein besonderes Überwachungsrelais erfolgen oder einfacher, indem als Lampenüberwachungsrelais ein mit zwei Wicklungen versehenes Relais R₁ verwendet wird, wobei die eine Wicklung im Lampenstromkreis, die andere im Kondensatorstromkreis liegt. Wird dieses Relais als Zweiphasenrelais der bekannten Ausführungsformen ausgebildet, so wird es sich bei too stromlosem Kondensatorstromkreis in abgefallener Lage befinden. Bei Kurzschluß des Kondensators wird sich die gegenseitige Phasenverschiebung der Ströme der beiden Wicklungen ändern. Durch geeignete Wahl der elektrischen Verhältnisse des Gesamtstromkreises kann man ohne Schwierigkeit erreichen, daß in diesem Falle das Relais ebenfalls die .abgefallene Stellung erreicht oder bei Verwendung eines dreistelligen Relais sogar die der Normallage entgegengesetzte Stellung einnimmt. Somit kann man auch die eingetretene Störung sofort erkenntlich machen, und man erreicht also mit einer Ausführung nach Abb. 3 eine unbedingte Sicherheit.Fig. 3 shows an example embodiment of the invention, wherein a capacitor C is arranged parallel to the secondary winding S of the leakage transformer T. A signal lamp L is fed by the transformer, which can be short-circuited by a contact r. One could fear that a short-circuit of the capacitor would lead to an undesired extinction of the signal lamps or that the lamp voltage would drop in the event of a line break in the supply lines of the capacitor. The monitoring of the capacitor circuit can now be done according to the invention either by a special monitoring relay or more simply by using a relay R ₁ provided with two windings as the lamp monitoring relay, one winding in the lamp circuit and the other in the capacitor circuit. If this relay is designed as a two-phase relay of the known embodiments, it will be in the de-energized position when the capacitor circuit is too currentless. If the capacitor shorts, the mutual phase shift of the currents of the two windings will change. By suitable choice of the electrical conditions of the overall circuit one can achieve without difficulty that in this case the relay also reaches the. In this way, you can also immediately identify the fault that has occurred, and with an embodiment according to Fig. 3 you achieve absolute security.

Die neuartige Anordnung soll durch die vorstehende Beschreibung nicht auf Signalstromkreise allein beschränkt werden. Sie kann mit großem Vorteil auch in verschiede- : nen anderen Sicherungssystemen und Schaltungen, z. B. bei Gleisstromkreisen, Verwendung finden.The above description is not intended to limit the novel arrangement to signal circuits alone. You can with great advantage in various: NEN other security systems and circuits such. B. in track circuits, use.

Claims

Claim:
Circuit for railway signal systems in which a circuit is fed via a transformer with a large spread and a current consumer is completely or almost de-energized by a (complete or approximate) short-circuit of the transformer and in which a capacitor is parallel to the secondary winding of the transformer is arranged, characterized in that a relay with two windings or a two-phase relay is arranged, one winding of which is in the consumer circuit and the other winding in the capacitor circuit.

1 sheet of drawings