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Fernüberwachung von unbedienten elektrischen Gleichrichteranlagen,
insbesondere für die Speisung von Eisenbahn- und Verkehrssignalen Im Hauptpatent
ist eine Einrichtung zur Fernüberwachung von unbedienten elektrischen Gleichrichteranlagen
mit ruhendem Gleichrichter, insbesondere für die Speisung von Eisenbahn- und Verkehrssignalen,
beschrieben. Hiernach ist es bekannt, daß die dem Gleichrichter aus einem Wechselstromnetz
zugeführte sowie die vom Gleichrichter abgegebene Leistung durch eine gemeinsame
Leitung überwacht wird, an die die Anzeigemittel (z. B. Meßinstrumente) angeschlossen
sind. Hierbei sind in der Überwachungsleitung Sperrglieder zwischengeschaltet (für
Wechselstromkondensatoren und für Gleichstromdrosselspulen). Außerdem ist dem Gleichrichter
eine nicht in dem Überwachungsstromkreis liegende Pufferbatterie nachgeschaltet.
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Die Erfindung betrifft eine Verbesserung und weitere Ausgestaltung
der Einrichtung. nach dem Hauptpatent. Die bekannte Einrichtung hat nämlich noch
folgenden Mangel. Es ist zwar der Gleichstrom auf der Sekundärseite des Gleichrichters
ein Maß für dessen Leistung. Benutzt man ihn aber zu diesem Zweck, so begibt man
sich dadurch der Möglichkeit, irgendwelche anderen Schaltungsteile, in denen ebenfalls
Gleichstrom auftritt, durch den in ihnen fließenden Gleichstrom zu überwachen.
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Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, auf der Sekundärseite des
Gleichrichters gerade nicht den entstehenden Gleichstrom, sondern den bei der Umwandlung
in Gleichstrom ebenfalls entstehenden Wechselstrom, dessen Hauptanteil bei Doppelweggleichrichtung
aus der doppelten Netzfrequenz besteht, zur Anzeige zu benutzen. Hierdurch wird
es möglich, auch noch den an die Pufferbatterie angeschlossenen Verbraucherstromkreis
mit Hilfe des in ihm fließenden Gleichstromes zu überwachen. Es wird also gemäß
der Erfindung die vom Gleichrichter abgegebene Leistung im Gegensatz zu der bekannten
Anordnung sowohl vor wie hinter der Pufferbatterie über die gemeinsame Leitung überwacht.
Somit wird der Zustand der Gleichrichteranlage im allgemeinsten Falle an drei verschiedenen
Punkten überwacht, vor dem Gleichrichter, ferner im Ladestromkreis
und
in dem an die Pufferbatterie angeschlossenen Verbraucherstromkreis. Gerade die Verbraucherstromkreise
bei Eisenbahnsignalanlagen sind äußerst empfindlich unc'1; mannigfachen Störungen
ausgesetzt. Es be. deutet daher einen außerordentlichen Vort(Hl,.' insbesondere
für die Eisenbahnsignaltechnik, daß es mit den vorgeschlagenen Maßnahmen in einfacher
und wirkungsvoller Weise gelingt, auch die Verbraucherkreise ohne Mehraufwand an
Leitungen in der Befehlsstelle bequem zu überwachen.
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Es wird dabei, wie erwähnt, von der Erkenntnis Gebrauch gemacht, daß
die Ströme bzw. Spannungen an den drei zu überwachenden Stellen voneinander verschiedene
charakteristische Eigenschaften besitzen. So ist die gleichzurichtende Spannung
eine Wechselspannung, während im Ladestromkreis der Batterie pulsierender Gleichstrom
und im Entladestromkreis reiner Gleichstrom fließt. Werden die an die Batterie angeschalteten
Verbraucher periodisch ein- und ausgeschaltet, wie dies beispielsweise bei Blinksignalen
der Fall ist, so kann im Entladestromkreis auch unterbrochener Gleichstrom fließen.
Wird ausschließlich von der Verschiedenheit der charakteristischen Eigenschaften
der Spannungen bzw. Ströme für die Überwachung Gebrauch gemacht, so wird an der
entfernten Anzeigestelle eine Unterscheidung dadurch ermöglicht, daß die Anzeigemittel
über entsprechende Sperrglieder mit der gemeinsamen Überwachungsleitung verbunden
sind.
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Bei einer anderen Gruppe vonAusführungsformen der Erfindung sind an
den zu überwachenden Stellen Relais angeordnet, die in Abhängigkeit von dem Zustand
der Anlage wirksam werden und den Spannungs- bzw. Stromzustand der gemeinsamen Überwachungsleitung
beeinflussen. In diesem Falle erfolgt die Anzeige mittels Schwellstromanzeigegeräte,
welche bei verschiedenen Strömen bzw. Spannungen unterschiedliche Angaben liefern.
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Schließlich ergibt sich gemäß derErfindung durch die Vereinigung der
beiden vorstehenden Ausführungsarten eine dritte Gruppe von Ausführungsformen, bei
denen sowohl die Verschiedenheit in den charakteristischen Eigenschaften von Spannungen
oder Strömen wie die Änderung des Spannungs- bzw. Stromzustandes der gemeinsamen
überwachungsleitung für die Fernanzeige herangezogen werden.
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Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in Fig. i bis 3 der
Zeichnung dargestellt. Gemäß Fig. i wird aus einem Wechselstromnetz i eine Batterie
2 über einen Gleichrichter 6 aufgeladen. Der Gleichrichter ist als Glühkathodenröhre
dargestellt, deren Glühfaden von einem an das Netz i angeschlossenen Transformator
7 geheizt wird. `Ifn Ladestromkreis der Batterie :2 liegt die )?:rImärwicklung eines
Transformators 8 und i-lxi'Entladestromkreis ein Widerstand 9. Bei .io sind die
Verbraucher angeschlossen. Es ist ohne weiteres ersichtlich, daß an den mit a,
b, c bezeichneten Stellen eine Wechselspannung bzw. eine pulsierende Gleichspannung
oder eine reine, gegebenenfalls unterbrochene Gleichspannung herrscht. Demzufolge
wird in der Sekundärwicklung des Transformators 8 eine Wechselspannung von der doppelten
Frequenz der Netzspannung induziert. Die gemeinsame Überwachungsleitung i i ist
nun einmal über ein Sperrglied für Wechselstrom, z. B. über eine Drosselspule 12,
an die Klemmen des Widerstandes 9 angeschlossen und ferner über Sperrglieder 13,
14 mit der gleichzurichtenden Spannung a bzw. mit der Sekundärseite des Transformators
8 verbunden. Die Sperrglieder 13, 14 müssen hierbei so bemessen sein, daß das eine
nur Wechselstrom von Netzfrequenz, das andere nur solchen von der doppelten Frequenz
hindurchläßt. Diese Sperrglieder 13, 14 bestehen in bekannter Weise aus Blindwiderständen
oder beliebigen Kombinationen von Blindwiderständen mit und ohne Wirkwiderständen.
Am andern Ende der Leitung i i liegt die AnzeigevorrichtungA. Diese besteht beispielsweise
aus Meßinstrumenten 15, 16, 17, die über entsprechende Sperrglieder 12', 13', 14'
an die Leitung angeschlossen und so für die falsche Stromart gesperrt sind.
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Die Wirkungsweise dieser Einrichtung ist die folgende. Änderungen
in der Netzspannung bzw. der Ausfall derselben werden bei A durch das Wechselstrominstrument
16 angezeigt. Änderungen im Entladestrom bzw. der Ausfall der Verbraucher sind am
Gleichstrominstrument 15 zu erkennen. Änderungen des Ladestromes bzw. dessen Unterbrechung,
beispielsweise infolge Durchbrennens des Glühfadens der Gleichrichterröhre 6, werden
von dem Instrument 17 kenntlich gemacht.
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Es ist selbstverständlich, daß die vorstehend beschriebene Schaltung
mannigfache Abänderungen erfahren kann, ohne daß von dem Grundgedanken abgewichen
wird. So kann an Stelle des Glühkathodengleichrichters ein Trockengleichrichter
zur Anwendung kommen. Statt einer Halbperiode des Wechselstroms können beide Halbperioden
ausgenutzt werden. Schließlich können auch alle drei Phasen eines Drehstromnetzes
zur Speisung der Anlage herangezogen werden. Die Anschaltung der Überwachungsleitung
zwecks Überwachung der dem Gleichrichter zugeführten Leistung kann in anderer Weise
erfolgen,
beispielsweise durch Herstellen eines Spannungsabfalles mittels eines Widerstandes.
Ebenso kann die Anschaltung der Leitung zur Überwachung des Entladestromes anders
als dargestellt vorgenommen werden.
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Die vorstehend beschriebene Ausführungsform.baute also lediglich auf
der Verschiedenheit in den charakteristischen Eigenschaften der zu überwachenden
Spannungen bzw. Ströme auf. Dieser Grundgedanke kann mit dem andern in der Einleitung
geschilderten Grundgedanken der Überwachung mittels Relais und Schwellstromanzeigegeräte
vereinigt werden. Eine solche Schaltung ist in Fig. 2 dargestellt. Hier wird die
Batterie 2 von dem Netz i aus über einen Transformator 18 und einen Trockengleichrichter
6' in Graetzscher Schaltung aufgeladen. Im Ladestromkreis liegt ein Relais 3, das
einen Ruhekontakt 31 besitzt. Die Verbraucher V1; V2 sind über ein Relais 4 an die
Batterie 2 angeschlossen. Die gemeinsame Überwachungsleitung i i' ist diesmal an
den Polen der Batterie :2 abgezweigt, und zwar über einen Ruhekontakt 41 des Verbraucherrelais
4 sowie über eine Drosselspule 12. Außerdem ist die Leitung i i' über Kondensatoren
i9 und den Ruhekontakt 31 des Laderelais 3 an die gleichzurichtende Spannung auf
der Sekundärseite des Transformators 18 oder einer besonderen Sekundärwicklung oder
eines besonderen Transformators angelegt. Als Anzeigevorrichtung können z. B. Lampen
verwendet werden, und zwar sind eine Glühlampe 2o über eine Drosselspule 12' und
eine Glimmlampe 21 sowie eine Glühlampe 22 in Parallelschaltung über einen Kondensator
i9' an die gemeinsame Überwachungsleitung angeschlossen. Die Nennspannungen der
Lampen 21 und 22 sind so gewählt, daß die Glühlampe 22 noch unterhalb der Zündspannung
derGlimmlampe2i brennt, und der denkuhekontakt 31 überbrückende Widerstand 23 ist
so bemessen, daß bei offenem Kontakt 34 also bei unterbrochener Leitung, die Glimmlampe
21 nicht mehr zündet, wohl aber die Glühlampe 22 noch brennt.
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Die Wirkungsweise dieser Schaltung ist ohne weiteres verständlich.
Im normalen Zustand der Anlage, bei eingeschaltetem Verbraucher, leuchten an der
Anzeigestelle alle drei Lampen. Bei Störung des Gleichrichters, also bei Ausfall
des Ladestromes, wird das Relais 3 stromlos und öffnet seinen Kontäkt 31. Demzufolge
erhält die Glimmlampe nicht mehr die genügende Spannung und erlischt. Die Glühlampe
22, die wegen des Kondensators icg' nur auf Wechselstrom anspricht, brennt dagegen
über den Widerstand 23 weiter, ebenso die den Entladestrorn überwachende Glühlampe
2o, da infolge des Vorhandenseins der Pufferbatterie die Speisung der Verbraucher
zunächst keine Unterbrechung erfährt. Die Überwachungsstelle ist dadurch davon in
Kenntnis gesetzt, daß rechtzeitig vorErschöpfung derPufferbatterie die Störung im
Ladestromkreis der Batterie behoben werden muß. Störungen im Netz werden durch Erlöschen
der Lampen 21 und 22, der Ausfall des Verbrauchers durch Ausbleiben der Lampe 2o
kenntlich gemacht.
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Zahlreiche Änderungen, die sich im Rahmen der Erfindung halten, sind
ohne weiteres denkbar. Es soll nur eine mögliche Erweiterung der Schaltung für Blinksignale
an Stelle der Verbraucher erwähnt werden. Der den Speisestrom für die Blinklichter
periodisch öffnende und schließende Blinkkontakt 24 wird zweckmäßigerweise in den
Entladestromkreis gelegt, sowohl vor das Relais 4 als auch vor den entsprechenden
Anschluß der Fernleitung ii', und durch einen Widerstand 25 überbrückt. Letzterer
ist so bemessen, daß das Relais 4 sich über ihn noch halten kann, wenn der Blinkkontakt
24 öffnet. Demzufolge macht das Relais 4. und sein-Kontakt 41 die Blinkimpulse nicht
mit, trotzdem aber die Überwachungslampe 2o, da derselben bei offenem Kontakt 24
der Widerstand 25 vorgeschaltet ist. Erst bei ständiger Unterbrechung des Entladestromes,
z. B. infolge Durchbrennens der Blinklampe im Verbraucher, fällt Relais 4 ab und
bringt mit seinem Kontakt 41 die Überwachungslampe 2o ständig zum Erlöschen. Übrigens
können der Widerstand 23 und eine der Lampen 2i, 22 in Wegfall kommen, falls es
nicht erforderlich ist, das Netz und den Ladestromkreis getrennt zu überwachen.
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Ein weiteres Ausführungsbeispiel für die Vereinigung der beiden Grundgedanken
ist in Fig.3 dargestellt. Hier ist jedem der Verbraucher V1, VE ein Relais 5 bzw.
6 vorgeschaltet. Die Überwachungsleitung i i" liegt über Ruhekontakte 51, 61 sowie
über Drossel 12 an der Batteriespannung und über Kondensator 26 an der Sekundärwicklung
des Transformators 8', dessen Primärwicklung im Ladestromkreis der Batterie 2 liegt.
Die Anzeigemittel bestehen aus einer Glühlampe 2o und einer Glimmlampe Zi, die über
Drossel 12 bzw. über Transformator 27 und Kondensator i9' mit der Überwachungsleitung
verbunden sind. Wie in Fig. 2 kann eine Blinkeinrichtung 24, 25 vorgesehen sein.
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Die Wirkungsweise ist nach vorstehendem ohne weiteres verständlich.
Die Glühlampe 2o erlischt, sobald einer der Verbraucher ausfällt. Bei Tätigkeit
des etwa vorhandenen Blinkkontakts 24 halten sich jedoch die Verbraucherrelais über
den Widerstand 25, und die Kontakte Si, 61 bleiben geschlossen. Falls
die
Relais 5 und 6 wie in Fig. 2 durch ein einziges Relais ersetzt werden, das sämtlichen
Verbrauchern gemeinsam ist, kann dieses einzige Verbraucherrelais so ausgebildet
sein, daß es schon bei Ausfall eines der Verbraucher, z. B. Tli, zum Abfall kommt,
obgleich noch ein verringerter Entladestrom, nämlich der Speisestrom des Verbrauchers
V2 fließt.