DE2826247A1

DE2826247A1 - Kurzschlussanzeiger fuer elektrische leitungen

Info

Publication number: DE2826247A1
Application number: DE19782826247
Authority: DE
Inventors: Hendrik Dipl Ing Horstmann
Original assignee: Dipl Ing H Horstmann GmbH
Current assignee: Dipl Ing H Horstmann GmbH
Priority date: 1977-06-13
Filing date: 1978-06-13
Publication date: 1979-01-11
Also published as: US4101826A; DE2826247C2

Description

Dipl.-Ing. H. Horstmann GmbH. L· ? ß ? fi 9 i* 7

Gohrstraße 24
5628 Heiligenhaus

Kurzschlußanzeiger für elektrische Leitungen

Die Erfindung bezieht sich auf einen Kurzschlußanzeiger für elektrische Leitungen mit einem Signalgeber, der im Kurzschlußfalle angesteuert wird.

Kurzschlußanzeiger dieser Art sind für die Verwendung an Freileitungen und Kabeln bekannt geworden. Das Gehäuse des Kurzschlußanzeigers wird dabei unmittelbar an der Freileitung oder dem Kabel aufgenängt. Diese Kurzschlußanzeiger erfassen den Strom über einen Wandler, dessen Sekundärstrom ein bistabiles Schauzeichen zum Ansprechen bringt. Zugleich wird dieser Sekundärstrom dazu benutzt, das Gerät nach dem Eintreten normaler Verhältnisse zurückzustellen (siehe USPat. 3.895.296). Dieses Gerät erfordert einen ziemlich großen technischen Aufwand, insbesondere für den zweigeteilten Wandler gemäß Fig. 2, der um den Stromleiter

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herumgelegt werden muß. Ein solcher Wandler, wie er ausführlich im US-Patent 3.962.661 beschrieben wird, ist besonders störungsanfällig, weil die Schnittstelle im Eisenkreis zur Verschmutzung neigt, was den Ansprechwert und den Rückstellwert negativ beeinflußt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kurzschlußanzeiger zu schaffen, der einen einfachen Aufbau aufweist und leicht zu montieren ist.

Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß als Signalgeber ein Blinksignalgeber eingesetzt ist, der über eine elektronische Selbsthalteschaltung angeregt wird, daß als Anregekontakt ein dem Magnetfeld der Leitung ausgesetzter Reedkontakt dient, daß die als Flip-Flop ausgebildete Selbsthalteschaltung ein elektronisches Zählwerk und einen Taktgenerator ansteuert, daß der Taktgenerator einen Blinksignalgeber auslöst, daß das elektronische Zählwerk nach Zeitablauf den Flip-Flop zurückstellt und damit den Taktgenerator stoppt und daß als Stromquelle eine Langzeitbatterie dient.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand von Fig. 1-3 der Zeichnung dargestellt.

Fig. 1 stellt die Schaltung des Gerätes dar,

Fig. 2 das Gehäuse des Kurzschlußanzeigers von der Seite,

Fig. 3 dieses Gehäuse aus einer um 90° versetzten Blickrichtung .

In Fig. 1 ist mit 1 ein Reedkontakt bezeichnet, der mit dem Pluspol einer Batterie 2 sowie über einen Kreuzungspunkt 3 mit

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Widerständen R 1 und R 2 verbunden ist. Zwei Nandstufen 4, 5 sind in bekannter Weise zu einer Flip-Flop-Schaltung verbunden. Der eine Eingang der Nandstufe 4 führt zu dem Kreuzungspunkt 3. Der eine Eingang der Nandstufe 5 ist mit dem Ausgang Z 1 eines Zählers Z verbunden. Der Ausgang der Nandstufe 5 liegt am Eingang Z 2 des Zählers Z. Ein weiterer Eingang Z 3 dieses Zählers ist mit dem Widerstand R 2 verbunden.

Der Ausgang der Nandstufe 4 steuert einen Taktgenerator an, der aus weiteren Nandstufen 6 und 7, den Widerständen R 3 - R 5, einer Diode D und einem Kondensator C besteht. Der Ausgang des Taktgenerators (Kreuzungspunkt 8) ist sowohl mit dem Eingang Z des Zählers Z als auch mit der Basis eines Treibertransistors T verbunden, dessen Emitter eine Leuchtdiode LED speist, während sein Kollektor am Pluspol der Spannungsquelle 2 liegt.

Die Schaltung arbeitet wie folgt;

Da der Reedkontakt 1 in einer zum Stromleiter parallelen Ebene angeordnet wird, ist er im Augenblick eines Kurzschlusses einem so großen Magnetfeld ausgesetzt, daß er zumindest kurzzeitig schließt. Damit gelangt die positive Versorgungsspannung auf den einen Eingang des Flip-Flop 4, 5, so daß dieser in die Selbsthaltestellung geht, in der der Ausgang der Nandstufe 5 ein L-Signal aufweist, das den Zähler Z an die Versorgungsspannung legt. Zugleich erhält der Eingang Z 3 des Zählers Z einen Rückstellimpuls über den Widerstand R 2. Das O-Signal der Nandstufe gibt den Taktgenerator frei, der beispielsweise mit einer Frequenz von 1 Hz Blinkimpulse an den Treibertransistor und damit die Leuchtdiode LED weitergibt. Diese Impulse werden zugleich über

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den Eingang Z 4 dem Zähler Z zugeleitet. Nach einer einstellbaren Zahl von 2ⁿ Blinkimpulsen erscheint am Ausgang Z 1 des Zählers Z ein Abschaltimpuls, der den Flip-Flop 4, 5 umschaltet und damit den Taktgenerator und den Zähler Z stillsetzt.

In einer bevorzugten Ausführungsform haben die Widerstände und Kondensatoren folgende Werte:

R	1	= 560	Ohm
R	2	= 5,6	KOhm
R	3	1	MOhm
R	4	82	KOhm

R 5 = 3,3 MOhm
C - 0,33

Als Stromquelle 2 ist eine Langzeitbatterie, vorzugsweise eine Lithiumbatterie, vorgesehen. Diese Batterie wird fest eingelötet und hat eine Lebensdauer von etwa 10 Jahren bei nicht zu häufiger Beanspruchung.

Die gesamte beschriebene Schaltung einschließlich der Langzeitbatterie 2 und der Leuchtdiode LED wird vorzugsweise in einem kleinen zylindrischen Kunststoffgehäuse untergebracht, wie es in Fig. 2 und 3 dargestellt ist.

Fig. 2 zeigt dieses Gehäuse 10 von oben, Fig. 3 von der Seite, also aus einer um 90° gedrehten Blickrichtung. Dieses Gehäuse ist in seiner Grundform ein Hohlzylinder aus Kunststoff, dessen linke Stirnseite einen angeformten Griffbügel 10a trägt. In der Stirnwand 10b ist eine Aussparung vorgesehen, durch die die Leuchtdiode LED hindurchragt. Die gesamte Schaltung wird entweder frei verdrahtet oder auf einer kleinen Leiterplatte montiert, in das Gehäuse eingeschoben und anschließend mit einem Kunstharz, Kunst-

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kautschuk oder dergl. vergossen. Dabei ist darauf zu achten, daß der Reedkontakt 1 parallel zur rechten Stirnseite des Gehäuses angeordnet ist.

Mit strichpunktierten Linien ist ein Hochspannungswinkelstecker angedeutet, dessen als zylindrischer Ansatz ausgebildeter Spannungsprüfpunkt 11a zur Befestigung des Gehäuses 10 dient. Durch diese Art der Befestigung ergibt sich ein definierter Abstand zwischen dem Reedkontakt 1 und dem Stromleiter 12, dessen magnetische Kraftlinien auf konzentrischen Kreisen verlaufen und damit den Reedkontakt 1 entlang seiner Längsache durchsetzen.

Wenn man Hochspannungswinkelstecker ohne Spannungsprüfpunkt benutzt, wird das Gehäuse des Kruzschlußanzeigers abweichend von Fig. 2 und 3 so ausgebildet, daß es mit seiner rechten, konkav ausgebildeten Stirnseite unmittelbar auf den zylindrischen Isolierkörper des Hochspannungswinkelsteckers aufgesetzt werden kann. Die Befestigung erfolgt dann mit nilfe eines Spannbandes.

Die größte Ansprechempfindlichkeit (kleinster anzuzeigender Kurzschlußstrom) ist gegeben, wenn der Reedkontakt wie gezeichnet entlang einer Kraftlinie verläuft. Verdreht man den Reedkontakt um die gedachte Längsachse des Gehäuses 10, so wird die Empfindlichkeit verringert. Man kann also werksseitig den Kurzschlußanzeiger auf ganz bestimmte abgestufte Auslöseströme, z.B. 200, 300 oder 400 A, einstellen.

Die Blinkzeit kann durch Programmierung des Zählers Z beispielsweise auf 1, 2 oder 5 Stunden eingestellt werden, so daß selbst nach Beseitigung des Fehlers und nach Wiederkehr des normalen Betriebsstromes noch eine Anzeige vorliegen kann.

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Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist daher vorgesehen, daß man zur Rückstellung beim Wiedereinschalten des normalen Betriebsstromes eine Ferritantenne mit einbaut, die über einen Verstärker den Flip-Flop umsteuert und damit das Blinken beendet, sobald der Fehler beseitigt ist.

Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung tritt an die Stelle des Transistors und der Leuchtdiode eine an sich bekannte elektronische Blitzeinrichtung, deren Aufleuchten auch aus größerer Entfernung gut sichtbar ist.

Da die Kurzschlußanzeiger häufig in engen Unterflurstationen oder schlecht zugänglichen Schaltanlagen eingebaut werden und der Reedkontakt eine genau definierte Position zum Leiter einnehmen muß, wird in einer, weiteren Abwandlung der Erfindung vorgeschlagen, die Gesamtschaltung in zwei Teilgehäusen unterzubringen. Das den Reedkontakt aufweisende Gehäuseteil liegt dann z. B. wie beschrieben am Hochspannungswinkelstecker, während das den Blinksignalgeber enthaltende Gehäuseteil an gut sichtbarer Stelle der Anlage untergebracht ist.

Die übrigen Teile der Schaltung werden dem einen oder anderen Gehäuseteil so zugeordnet, daß man mit einem dreiadrigen Verbindungskabel auskommt.

Die hier vorwiegend eingesetzte Lithiumbatterie erlaubt bei Verwendung einer Leuchtdiode eine Gesamtblinkzeit von mehr als 500 Stunden. Um die Betriebsfähigkeit des Kurzschlußanzeigers zu testen, kann er mit Hilfe eines Dauermagneten angeregt werden.

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Eine erschöpfte Batterie kann werksseitig ausgewechselt werden, wenn man eine weich bleibende Vergußmasse benutzt.

7 Seiten Beschreibung

1O Ansprüche

2 Bl. Zeichnungen mit 3 Fig.

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eerseite

Claims

1.) Kurzschlußanzeiger für elektrische Leitungen mit einem Signalgeber, der im Kurzschlußfalle angesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß als Signalgeber ein Blinksignalgeber (T, LED) eingesetzt ist, der über eine elektronische Selbsthalteschaltung (4, 5) angeregt wird, daß als Anregekontakt ein dem Magnetfeld der Leitung ausgesetzter Reedkontakt (1) dient, daß die als Flip-Flop ausgebildete Selbsthalteschaltung (4, 5) ein elektronisches Zählwerk (Z) und einen Taktgenerator (6, 7, R3 - R5, D, C) ansteuert, daß der Taktgenerator einen Blinksignalgeber (T, LED) auslöst, daß das elektronische Zählwerk (7) nach Zeitablauf den Flip-Flop (4, 5) zurückstellt und damit den Taktgenerator stoppt und daß als Stromquelle eine Langzeitbatterie (2) dient.

2. Kurzschlußanzeiger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Blinksignalgeber aus einem Treibertransistor (T) und einer Leuchtdiode (LED) besteht.

3. Kurzschlußanzeiger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als einzige Stromquelle eine Lithiumbatterie (2) fest eingebaut ist.

4. Kurzschlußanzeiger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Blinksignalgeber aus einer an sich bekannten Blitzlichtanordnung mit Blitzröhre, Impulstransformator und Speicherkondensator besteht.

5. Kurzschlußanzeiger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Rückstellung des Flip-Flop zusätzlich eine Ferrit- . antenne vorgesehen ist, die bei wiederkehrendem Netzstrom

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ein Signal abgibt, das den Flip-Flop über einen Verstärker ansteuert.

6. Kurzschlußanzeiger nach Anspruch 1 und folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Schaltung in ein zylindrisches Kunststoffgehäuse (10) eingegossen ist, das an der einen Stirnseite (10b) einen Durchbruch zur Aufnahme der Leuchtdiode (LED) aufweist und das mit der anderen Stirnseite am Spannungsprüfpunkt (11a) eines Hochspannungswinkelsteckers (11) abnehmbar befestigt ist.

7. KurzSchlußanzeiger nach Anspruch 1 und folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Schaltung in ein zylindrisches Kunststoffgehäuse eingegossen ist, das an der einen Stirnseite einen Durchbruch zur Aufnahme einer Leuchtdiode aufweist und das mit der anderen konkaven Stirnseite auf dem zylindrischen Teil eines Hochspannungswinkelsteckers abnehmbar befestige ist.

8. Kurzschlußanzeiger nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Reedkontakt (1) in einer zum Stromleiter (12) parallelen Ebene liegt und daß das Gehäuse (10) und damit der Reedkontakt (1) einen bestimmten, den Ansprechwert festlegenden Winkel zum Stromleiter einnimmt.

9. Kurzschlußanzeiger nach Anspruch 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtschaltung in zwei Teilgehäusen untergebracht ist, daß das den Reedkontakt aufweisende Gehäuseteil an einem Hochspannungswinkelstecker befestigt ist und daß das den Blinksignalgeber enthaltende Gehäuseteil an gut sichtbarer Stelle der Anlage untergebracht ist.

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10. Kurzschlußanzeiger für Freileitungen nach Anspruch 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Schaltung in einem als Faraday'scher Käfig ausgebildeten Metallgehäuse untergebracht ist, das als Lichtquelle eine Blitzröhre trägt, die durch eine Lichtstreuhaube abgedeckt ist.

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