DE3813538A1 - Circuit arrangement for the monitored operation of two AC loads via a common supply line - Google Patents
Circuit arrangement for the monitored operation of two AC loads via a common supply lineInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a circuit arrangement according to the preamble of claim 1.
Eine Schaltungsanordnung, die eine Rückmeldung von Betriebszuständen von Wechselstromverbrauchern über deren Speiseleitung zuläßt, ist z.B. aus der DE-OS 19 57 781 bekannt. Es ist dort ab Seite 5, letzter Absatz beschrieben, wie die Rückmeldungen der Betriebszustände zweier Signallampen über die voneinander getrennten Speisestromkreise dieser . Signallampen an eine zugeordnete Zentrale gelangen. Es wird zur Rückmeldung gleichgerichtete Spannung benutzt, deren Polarität je nachdem, welcher Signallampenfaden in Betrieb ist, positiv oder negativ eingestellt wird.A circuit arrangement that provides feedback from Operating states of AC consumers over whose feed line permits, e.g. from the DE-OS 19 57 781 known. It is there from page 5, the last one Paragraph describes how the feedback from the Operating states of two signal lamps via the separate supply circuits of these. Signal lamps reach an assigned center. It rectified voltage is used for feedback, their polarity depending on which signal lamp thread in Operation is positive or negative.
Bei der bekannten Schaltungsanordnung werden zwei vollkommen voneinander getrennte Speisestromkreise benötigt, um die Rückmeldung zu ermöglichen. Außerdem werden Fassungskurzschlüsse oder sich entsprechend auswirkende Adernberührungen in dem an der Strecke befindlichen Teil der Schaltungsanordnung, im Stellwerk nicht sicher erkannt.In the known circuit arrangement, two completely separate supply circuits needed to enable the feedback. Furthermore become frame shorts or yourself accordingly impacting wire contacts in the on the route located part of the circuit arrangement, in the signal box not recognized with certainty.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Schaltungsanordnung der oben beschriebenen Art die Zahl der zur Speisung und Rückmeldung benötigten Kabeladern zu reduzieren und neben der Rückmeldung der Betriebszustände auch die Meldung von Störungen wie z.B. Fassungskurzschlüssen zu ermöglichen.The invention has for its object in a Circuit arrangement of the type described above the number the cable cores required for supply and feedback to reduce and in addition to the feedback of the Operating states also the reporting of faults such as To allow socket shorts.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.The object of the invention is achieved by the characterizing part of claim 1 specified Features solved.
Die Schaltungsanordnung nach der Erfindung erlaubt, die Betriebszustände beider Verbraucher signaltechnisch sicher an das Stellwerk zu melden. Es wird so z.B. möglich, ohne zusätzliche Meldeleitungen vom Stellwerk aus festzustellen, ob bei einer doppelfädigen Signallampe der Hauptfaden oder, nach Bruch des Hauptfadens, der Nebenfaden in Betrieb ist oder ob ein Totalausfall wegen Unterbrechung beider Fäden oder wegen eines Kurzschlusses vorliegt. Der Betrieb des Hauptfadens und der Betrieb des Nebenfadens rufen im Stellwerk einen asymmetrischen Speisewechselstrom bestimmter, unterschiedlicher Phasenlage hervor. Störungen, wie Ausfall beider Verbraucher oder Fassungskurzschluß, führen dagegen immer zu einem symmetrischen Speisestrom, der, je nach seiner Stärke, einem Kurzschluß oder einer Unterbrechung zugeordnet werden kann. Mit der Schaltungsanordnung nach der Erfindung werden somit pro Verbraucherpaar lediglich zwei Kabeladern zur Speisung und Überwachung benötigt. The circuit arrangement according to the invention allows the Operating states of both consumers in terms of signals to report safely to the signal box. It is e.g. possible without additional signal lines from the signal box from determining whether a double-stranded Signal lamp of the main thread or, after breaking the Main thread, the secondary thread is in operation or whether a Total failure due to interruption of both threads or due to of a short circuit. Operation of the Main thread and the operation of the secondary thread call in Interlocking an asymmetrical supply alternating current certain, different phases. Disruptions, such as failure of both consumers or Version short, on the other hand, always lead to one symmetrical feed current, which, depending on its strength, associated with a short circuit or an interruption can be. With the circuit arrangement according to the Invention are therefore only per consumer pair two cable wires required for supply and monitoring.
Bei mehr als zwei Verbrauchern lassen sich die Speisestromkreise mit gemeinsamer Rückleitung aufbauen, so daß für jedes weitere Verbraucherpaar lediglich eine weitere Kabelader benötigt wird. Ein Hauptsignal mit Doppelfadenlampen für rotes, grünes und gelbes Licht benötigt somit nur vier Adern für einen sicheren, überwachten Betrieb. Dabei werden die Signallampen zusätzlich auf Fassungskurzschluß überwacht.With more than two consumers, the Set up supply circuits with a common return line, so that for each additional consumer pair only one additional cable wire is required. A main signal with Double filament lamps for red, green and yellow light therefore only requires four wires for a safe, monitored operation. The signal lamps additionally monitored for socket short circuit.
Die Aufgabe der Erfindung wird auch durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 2 angegebenen Merkmale gelöst. Zum Unterschied gegenüber der im Patentanspruch 1 angegebenen Lösung wird hier die Unsymmetrie im Speisewechselstrom nicht mit Hilfe unterschiedlicher Wicklungen des Lampentransformators sondern mit Hilfe einer besonderen Schaltung erzeugt, die die Wechselstromhalbwellen der einen Polarität beeinflußt. Eine solche Schaltung kann, wie in Anspruch 5 und Anspruch 6 beschrieben, aus zwei in Reihe liegenden, gegeneinander geschalteten Z-Dioden oder einem DIAC bestehen, oder sie kann gemäß Anspruch 7 eine Phasenanschnittschaltung sein.The object of the invention is also achieved by the characterizing part of claim 2 specified Features solved. In contrast to the im Claim specified solution here is the Unbalance in the alternating current supply not with the help different windings of the lamp transformer but generated with the help of a special circuit, which are the AC half-waves of one polarity influenced. Such a circuit can, as in claim 5 and claim 6 described, from two in series lying, mutually connected Z diodes or a DIAC, or it can be one according to claim 7 Be leading edge circuit.
Die Ansprüche 3 und 4 geben Ausführungsbeispiele für den im Signaleinsatz befindlichen Teil der Schaltungsanordnung nach der Erfindung, die Ansprüche 8, 9 und 10 Ausführungsbeispiele für eine im Stellwerk befindliche Detektorschaltung an.Claims 3 and 4 give exemplary embodiments for the part of the signal in use Circuit arrangement according to the invention, claims 8, 9 and 10 embodiments for one in the signal box detector circuit located on.
Anhand von 4 Figuren sollen nun Ausführungsbeispiele der Schaltungsanordnung nach der Erfindung beschrieben werden. Based on 4 figures, embodiments of the Circuit arrangement according to the invention described will.
Fig. 1 zeigt eine Lösung, bei der eine Zweifadenlampe über einen primärseitig angezapften Transformator betrieben wird. Fig. 1 shows a solution in which a two-filament lamp is operated via a transformer tapped on the primary side.
Fig. 2 zeigt die Fig. 1 entsprechende Lösung mit primärseitigen Z-Dioden zur Beeinflussung der Amplitude einer Wechselstrom-Halbwelle FIG. 2 shows the solution corresponding to FIG. 1 with Z diodes on the primary side for influencing the amplitude of an AC half-wave
Fig. 3 zeigt eine Zweifadenlampen-Anschaltung über einen sekundärseitig angezapften Transformator Fig. 3 is a two-filament lamps interface showing a tapped transformer on the secondary side
Fig. 4 zeigt Strom- und Spannungsverläufe in einer stellwerksseitigen Überwachungsschaltung. Fig. 4 shows current and voltage profiles in a signal box monitoring circuit.
In Fig. 1 ist eine Schaltungsanordnung zum Betrieb einer Doppelfaden-Signallampe rtH, rtN über einen Lampentransformator T 1 dargestellt. Von dieser Schaltungsanordnung befindet sich ein in der Figur unterhalb einer durchbrochenen Linie dargestellter Teil in einem sogenannten Signaleinsatz in der Außenanlage eines Stellwerks, ein oberhalb dargestellter Teil befindet sich im Stellwerk selbst und dient der Überwachung des Betriebszustandes der Doppelfadenlampe.In Fig. 1, a circuit arrangement for operating a dual-string signal lamp rtH, RTN is shown a lamp transformer T 1. Of this circuit arrangement, a part shown in the figure below a broken line is located in a so-called signal insert in the external system of a signal box, a part shown above is in the signal box itself and is used to monitor the operating state of the double-filament lamp.
Im normalen Betrieb der Signallampe ist deren Hauptfaden, der sich zwischen Anschlüssen 0 und 1 befindet, angeschaltet. Er wird aus der Sekundärwicklung des Lampentransformators T 1 über Primärwicklungen zweier weiterer Übertrager T 2 und T 3 gespeist. Der Speisestrom für den Lampentransformator wird einem Wechselstromnetz N entnommen (Anschaltkontakte und Sicherungselement sind nicht dargestellt). Er fließt über einen Überwachertransformator ÜT im Stellwerk und über eine im Signaleinsatz befindliche Umsteuerschaltung, welche die einzelnen Wechselstromhalbwellen, ihrer Polarität entsprechend und abhängig von der Stellung zweier Umschalter HÜ 2, NÜ 1 auf getrennten Wegen der vollen Primärwicklung oder einer durch Anzapfung gebildeten, verkürzten Primärwicklung des Lampentransformators T 1 zuführt. Die Umschalter sind Kontakte zweier Relais, eines Hauptfadenüberwachers HÜ und eines Nebenfadenüberwachers NÜ. Sie sind so geschaltet, daß bei erregtem Hauptfadenüberwacher (Hauptfaden in Betrieb) die positiven Halbwellen des Speisestromes über die verkürzte Primärwicklung, die negativen Halbwellen des Speisestromes aber über die volle Primärwicklung des Lampentransformators fließen, so daß im Stellwerk ein unsymmetrischer Speisestrom mit größeren positiven Stromamplituden und kleineren negativen Stromamplituden beobachtet werden kann. Ist der Nebenfaden (zwischen Anschlüssen 0 und 2) in Betrieb (Nebenfadenüberwacher NÜ erregt, Hauptfadenüberwacher HÜ abgefallen) so sind die Umschalter HÜ 2 und NÜ 1 in einer zu der in Fig. 1 dargestellten Lage entgegengesetzten Lage. Die positiven Halbwellen des Speisestromes fließen damit über die volle, die negativen Halbwellen über die verkürzte Primärwicklung. Im Stellwerk wird ein unsymmetrischer Speisestrom mit größeren negativen Stromamplituden beobachtet.During normal operation of the signal lamp, its main thread, which is located between connections 0 and 1, is switched on. It is fed from the secondary winding of the lamp transformer T 1 via primary windings of two further transformers T 2 and T 3 . The supply current for the lamp transformer is taken from an AC network N (switch contacts and fuse element are not shown). It flows through a monitoring transformer ÜT in the signal box and via a changeover circuit in the signal insert , which switches the individual AC half-waves according to their polarity and depending on the position of two changeover switches HÜ 2, NÜ 1 on separate paths of the full primary winding or a shortened primary winding formed by tapping of the lamp transformer T 1 supplies. The changeover switches are contacts of two relays, a main thread monitor HÜ and a secondary thread monitor NÜ. They are switched so that when the main thread monitor is energized (main thread in operation), the positive half-waves of the feed current flow through the shortened primary winding, but the negative half-waves of the feed current flow through the full primary winding of the lamp transformer, so that an asymmetrical feed current with larger positive current amplitudes and smaller negative current amplitudes can be observed. If the secondary thread (between connections 0 and 2 ) is in operation (secondary thread monitor NÜ excited, main thread monitor HÜ dropped), the changeover switches HÜ 2 and NÜ 1 are in a position opposite to that shown in FIG. 1. The positive half-waves of the supply current thus flow over the full, the negative half-waves over the shortened primary winding. An asymmetrical supply current with larger negative current amplitudes is observed in the signal box.
Die Beobachtung und Auswertung der Stromamplituden kann mittels einer in Fig. 1, oben, dargestellten, an eine Sekundärwicklung des Überwachungstransformators ÜT angeschlossenen Schaltung vorgenommen werden.The observation and evaluation of the current amplitudes can be carried out by means of a circuit shown in FIG. 1, above, connected to a secondary winding of the monitoring transformer UT .
Diese besteht aus zwei Dioden D 5 und D 6, die in gegensinnig gepolten, symmetrischen Teilwicklungen der Sekundärwicklung des Überwachungstransformators vom Speisestrom induzierte positive Spannungshalbwellen gleichrichten und damit durch Belastungswiderstände R 1, R 2 überbrückte Kondensatoren C 1 und C 2 aufladen. Ein Komparator K vergleicht die an den Kondensatoren anstehenden Spannungen und steuert eine nicht dargestellte Anzeigeeinrichtung AZ an.This consists of two diodes D 5 and D 6 , which rectify positive voltage half-waves induced by the supply current in oppositely polarized, symmetrical partial windings of the secondary winding of the monitoring transformer and thus charge capacitors C 1 and C 2 bridged by load resistors R 1 , R 2 . A comparator K compares the voltages present at the capacitors and controls a display device AZ, not shown.
Ist beispielsweise die positive Stromhalbwelle des Speisestromes stärker ausgebildet als die negative Stromhalbwelle, wird der bei Durchgang positiver Stromhalbwellen zu ladende Kondensator eine höhere Ladespannung aufweisen. Der Ausgang des Komparators wird entsprechend der Spannungsdifferenz an seinen Eingängen hohen oder niedrigen Pegel annehmen. Um zu vermeiden, daß bereits kleinste Spannungsunterschiede am Komparator zu Unsymmetrieanzeigen führen, können eingangsseitig Schwellwertschaltungen vorgesehen werden, die bewirken, daß der Komparator nur auf Spannungsunterschiede reagiert, die einen vorgegebenen Minimalwert überschreiten. Es kann auch anstelle eines einfachen Komparators eine digital arbeitende Schaltung vorgesehen werden, die den Spannungsunterschied numerisch erfaßt und abhängig von seinem Wert und seiner Polarität die Anzeigeeinrichtung ansteuert.For example, is the positive current half-wave of Feed currents are more developed than the negative ones Current half-wave, the more positive when passing Current half-wave capacitor to be charged a higher Have charging voltage. The output of the comparator is according to the voltage difference at its inputs assume high or low level. In order to avoid, that even the smallest voltage differences on the comparator can lead to asymmetry displays on the input side Threshold circuits are provided which cause that the comparator only for voltage differences responds to a predetermined minimum value exceed. It can also be used instead of a simple one Comparator provided a digital circuit be recorded numerically and depending on its value and polarity Controls display device.
Hauptfadenüberwacher HÜ und Nebenfadenüberwacher NÜ haben die Aufgabe, die Betriebszustände der einzelnen Signallampenfäden zu überwachen, d.h. ihren Betriebszustand und ihren Ausfall zu melden. Das geschieht, wie bereits oben beschrieben, mittels der Umschalter HÜ 2 und NÜ 1. Es muß hierzu jedoch sichergestellt sein, daß der Hauptfadenüberwacher dann und nur dann erregt ist, wenn der Hauptfaden in Betrieb ist und einwandfrei arbeitet. Dasselbe gilt für den Nebenfadenüberwacher. In dem in Fig. 1 wiedergegebenen Ausführungsbeispiel werden die beiden Überwacher über Thyristoren Th 1, Th 2 angesteuert und liegen den Lampenfäden rtH, rtN parallel. Die Steuerspannungen für die Thyristoren werden mit Hilfe der beiden Übertrager T 2 und T 3, abhängig vom jeweiligen Lampenfaden-Betriebsstrom erzeugt. Die Überwacher können also nur erregt sein, wenn sowohl Spannung an dem zu überwachenden Lampenfaden anliegt als auch Strom über den Lampenfaden fließt. Es führt damit sowohl ein Bruch des Lampenfadens als auch ein Fassungskurzschluß zum Abfallen des jeweiligen Überwachers. Beim Bruch des Lampenfadens fließt kein ausreichender Strom über den die Thyristor-Steuerspannung erzeugenden Übertrager, der Thyristor schaltet deshalb nicht durch. Bei Fassungskurzschluß (z.B. zwischen den Anschlüssen 1 und 0) fehlt die Betriebsspannung für das Überwacherrelais (z.B. HÜ). Dieses wird deshalb nicht erregt.The main thread monitor HÜ and secondary thread monitor NÜ have the task of monitoring the operating status of the individual signal lamp threads, ie to report their operating status and their failure. This is done, as already described above, using the changeover switches HÜ 2 and NÜ 1. However, it must be ensured that the main thread monitor is energized only when the main thread is in operation and working properly. The same applies to the secondary thread monitor. In the exemplary embodiment shown in FIG. 1, the two monitors are controlled via thyristors Th 1, Th 2 and are parallel to the lamp threads rtH, rtN . The control voltages for the thyristors are generated with the aid of the two transformers T 2 and T 3 , depending on the respective lamp filament operating current. The monitors can therefore only be excited when both voltage is present on the lamp thread to be monitored and current flows through the lamp thread. As a result, both a break in the lamp filament and a socket short circuit cause the respective monitor to fall off. If the lamp filament breaks, sufficient current does not flow through the transformer generating the thyristor control voltage, the thyristor therefore does not switch through. In the event of a short circuit in the socket (eg between connections 1 and 0 ), the operating voltage for the monitoring relay (eg HV ) is missing. Therefore, this is not excited.
In der in Fig. 1 wiedergegebenen Schaltung ist zusätzlich für eine Abhängigkeit des Betriebs des Nebenfadens vom Zustand des Hauptfadens gesorgt, damit bei Bruch des Hauptfadens der Nebenfaden selbsttätig in Betrieb genommen wird. Diese Abhängigkeit ist in bekannter Weise durch einen Kontakt HÜ 1 des Hauptfadenüberwachers HÜ realisiert, der in der Zuleitung zum Nebenfaden und dessen Überwacherrelais NÜ liegt und diesen abgeschaltet hält, solange der Hauptfadenüberwacher HÜ erregt ist.In the circuit shown in FIG. 1, the operation of the secondary thread is additionally dependent on the state of the main thread, so that the secondary thread is automatically put into operation if the main thread breaks. This dependency is realized in a known manner by a contact HÜ 1 of the main thread monitor HÜ , which is in the feed line to the secondary thread and its monitor relay NÜ and keeps it switched off as long as the main thread monitor HÜ is energized.
Wird aus dem Wechselstromnetz N Spannung an die in Fig. 1 dargestellte Schaltungsanordnung angelegt, so gehen zunächst beide Lampenfaden für kurze Zeit in Betrieb, da die in der Sekundärwicklung des Lampentransformators induzierte Spannung sowohl am Anschluß 1 als auch, da der Hauptfadenüberwacher noch nicht angesprochen hat und der Kontakt HÜ 1 deshalb noch geschlossen ist, am Anschluß 2 anliegt.If voltage is applied from the AC network N to the circuit arrangement shown in FIG. 1, both lamp threads initially go into operation for a short time, since the voltage induced in the secondary winding of the lamp transformer both at connection 1 and because the main thread monitor has not yet responded and therefore contact HÜ 1 is still closed, is present at connection 2 .
Der Strom für den Hauptfaden fließt dabei über die Primärwicklungen der Übertrager T 2 und T 3, der Strom für den Nebenfaden nur über die Primärwicklung des Übertragers T 2. Die in den Sekundärwicklungen der beiden Übertrager induzierten Spannungen sind mit den an den Schaltstrecken der beiden Thyristoren anliegenden Spannungen in Phase und steuern diese während jeder in Thyristor-Durchflußrichtung polarisierten Halbwelle über ihre durch Dioden D 3 und D 4 gegen negative Spannungen geschützten Steuerelektroden durch. Damit sprechen, sofern beide Lampenfäden in Ordnung sind, beide Überwacher an. Der Nebenfadenüberwacher NÜ fällt jedoch nach kurzer Zeit wieder ab, weil der Kontakt HÜ 1 des Hauptfadenüberwachers den Nebenfaden und damit auch den Nebenfadenüberwacher von jeder Spannungsversorgung abtrennt. Der Hauptfadenüberwacher bleibt erregt, so lange Spannung am Hauptfaden anliegt und Betriebsstrom über die Primärwicklung des Übertragers T 3 fließt.The current for the main thread flows through the primary windings of the transformers T 2 and T 3 , the current for the secondary thread only through the primary winding of the transformer T 2 . The voltages induced in the secondary windings of the two transmitters are in phase with the voltages applied to the switching paths of the two thyristors and control them during each half-wave polarized in the thyristor flow direction via their control electrodes protected by diodes D 3 and D 4 against negative voltages. If both lamp threads are in order, both monitors will respond. However, the secondary thread monitor NÜ falls off again after a short time because the contact HÜ 1 of the main thread monitor disconnects the secondary thread and thus also the secondary thread monitor from each voltage supply. The main thread monitor remains energized as long as voltage is applied to the main thread and operating current flows through the primary winding of the transformer T 3 .
Der ordnungsgemäße Betrieb des Hauptfadens (angezogener Hauptfadenüberwacher, abgefallener Nebenfadenüberwacher) hat die in Fig. 1 dargestellte Lage der Umschalter HÜ 2 und NÜ 1 zur Folge und bewirkt eine Unsymmetrie im Speisestrom, die durch größere Amplituden der positiven Stromhalbwellen und kleinere Amplituden der negativen Stromhalbwellen gekennzeichnet ist und im Stellwerk, wie oben beschrieben, festgestellt wird. Damit ist die Meldung "Hauptfaden intakt und in Betrieb" ohne eine besondere Meldeleitung zu benutzen, bewirkt. Brennt der Hauptfaden durch, so bricht der Strom durch die Primärwicklung des Übertragers T 3 bis auf einen über die Wicklung des Hauptfadenüberwachers fließenden, geringen Rest zusammen. Die in der Sekundärwicklung des Übertrages T 3 induzierte Spannung reicht nicht mehr aus um einen zum Durchsteuern des Thyristors Th 1 notwendigen Steuerstrom über die Steuerelektrode des Thyristors Th 1 zu treiben. Der Hauptfadenüberwacher fällt damit ab und sein Kontakt HÜ 1 schaltet den Nebenfaden an. Nun zieht, sofern der Nebenfaden intakt ist, der Nebenfadenüberwacher an, da der Thyristor Th 2, der einen zur Betriebsspannung des Nebenfadens phasengleichen Steuerstrom aus der Sekundärwicklung des Übertragers T 2 erhält, durchschaltet. Der Zustand "Nebenfaden intakt und in Betrieb - Hauptfaden defekt" wird ebenfalls über die Speiseleitung an das Stellwerk gemeldet. Im Stellwerk wird wieder ein asymmetrischer Speisestrom festgestellt, der jedoch, da sich die Umschalter HÜ 2 und NÜ 1 jetzt in der zur in Fig. 1 dargestellten Lage entgegengesetzten Lage befinden, größere negative und kleinere positive Halbwellenamplituden aufweist. Brennt auch der Nebenfaden durch, so wird auch der Thyristor Th 2 nicht mehr angesteuert, da kein Lampenstrom mehr über den Übertrager T 2 fließt. Der Nebenfadenüberwacher fällt ab, sein Umschaltkontakt NÜ 1 schaltet in die dargestellte Lage um. Damit werden beide Halbwellen des verbleibenden Speisestromes über die volle Primärwicklung des Lampentransformators geleitet. Der Speisestrom ist damit symmetrisch und deutlich schwächer als bei Betrieb eines Lampenfadens.The proper operation of the main yarn (tightened main filament monitor, fallen secondary filament monitor) is in the position shown in Fig. 1, the changeover switch HÜ 2 and NÜ 1 result and causes an asymmetry in the feed stream, which are characterized by higher amplitudes of the positive current half-waves and smaller amplitudes of the negative current half-waves and is determined in the signal box as described above. This causes the message "main thread intact and in operation" without using a special message line. If the main thread burns out, the current through the primary winding of the transformer T 3 breaks down except for a small remainder flowing over the winding of the main thread monitor. The voltage induced in the secondary winding of the transmission T 3 is no longer sufficient to drive a control current necessary to control the thyristor Th 1 via the control electrode of the thyristor Th 1 . The main thread monitor thus drops and its contact HÜ 1 switches on the secondary thread. Now, if the secondary thread is intact, the secondary thread monitor picks up because the thyristor Th 2, which receives a control current in phase with the operating voltage of the secondary thread from the secondary winding of the transformer T 2 , switches through. The status "secondary thread intact and in operation - main thread defective" is also reported to the signal box via the feed line. An asymmetrical feed current is again determined in the signal box, which, however, since the changeover switches HÜ 2 and NÜ 1 are now in the opposite position to the position shown in FIG. 1, has larger negative and smaller positive half-wave amplitudes. If the secondary thread also burns out, the thyristor Th 2 is also no longer activated, since no lamp current flows through the transformer T 2 . The secondary thread monitor drops out, its changeover contact NÜ 1 switches to the position shown. This means that both half-waves of the remaining feed current are conducted over the full primary winding of the lamp transformer. The feed current is therefore symmetrical and significantly weaker than when operating a lamp filament.
Beides wird im Stellwerk bemerkt und der Totalausfall der Signallampe kann angezeigt werden. Die in Fig. 1 dargestellte Schaltung ist jedoch, im Gegensatz zu herkömmlichen adernsparenden Signallampenschaltungen, auch in der Lage Kurzschlüsse, die z.B. an der Lampenfassung auftreten, an das Stellwerk zu melden. Werden nämlich die Anschlüsse 1 und 0 oder, bei Nebenfadenbetrieb, 2 und 0 miteinander niederohmig verbunden, so bricht die Spannung an dem jeweils angeschalteten Überwachungsrelais zusammen, was dessen Abfall bewirkt. Auch im Falle, daß, z.B. bei Nachtbetrieb und niedrigerer Netzspannung, eine für solche Kurzschlüsse im Stellwerk vorgesehene Sicherung nicht anspricht, wird dann ein solcher Kurzschluß bemerkt. Der Abfall beider Überwacherrelais (Kontakt HÜ 2 in entgegengesetzter Lage) bewirkt nämlich wieder, daß positive und negative Speisestromhalbwellen über die volle Primärwicklung geleitet werden, der Speisestrom somit symmetrisch ist. Im Gegensatz zu einem Ausfall wegen Unterbrechung beider Lampenfäden ist jedoch hier infolge des Kurzschlusses ein stark erhöhter Speisestrom festzustellen.Both are noticed in the signal box and the total failure of the signal lamp can be displayed. However, in contrast to conventional wire-saving signal lamp circuits, the circuit shown in FIG. 1 is also able to report short circuits that occur, for example, to the lamp holder, to the signal box. If connections 1 and 0 or, in the case of secondary thread operation, 2 and 0 are connected to each other with low resistance, the voltage at the monitoring relay that is switched on breaks down, which causes its dropout. Such a short circuit is then also noticed in the event that a fuse provided for such short circuits in the signal box does not respond, for example during night operation and lower mains voltage. The drop in both monitoring relays (contact HÜ 2 in opposite position) causes positive and negative supply current half-waves to be conducted over the full primary winding, so that the supply current is symmetrical. In contrast to a failure due to an interruption of both lamp threads, however, a greatly increased supply current can be determined here as a result of the short circuit.
Tritt ein Fassungskurzschluß zwischen den Lampenanschlüssen 1 und 2 auf - dies hätte den Betrieb beider Lampenfäden gleichzeitig zufolge und wäre, wegen der strombegrenzenden Eigenschaften des Lampentransformators, mit einer unzulässig starken Herabsetzung der Lichtabstrahlung verbunden - so sind beide Überwacher gleichzeitig erregt. Der Kontakt HÜ 1 ist wegen des Kurzschlusses ohne Bedeutung. In diesem Falle nimmt der Umschalter NÜ 1 eine zur in der Fig. 1 dargestellten Lage entgegengesetzte Lage ein und die Speisestrom-Halbwellen beider Polaritäten werden über die verkürzte Primärwicklung des Lampentransformators geleitet. Im Stellwerk wird ein symmetrischer Speisestrom festgestellt, der annähernd dieselbe Stromstärke aufweist, wie er im Falle eines Fassungskurzschlusses zwischen den Lampenanschlüssen 1 und 0 oder 2 und 0 festgestellt würde. If a socket short circuit occurs between lamp connections 1 and 2 - this would have caused the operation of both lamp threads at the same time and, due to the current-limiting properties of the lamp transformer, would be associated with an impermissibly strong reduction in light radiation - both monitors are excited at the same time. Contact HÜ 1 is irrelevant because of the short circuit. In this case, the changeover switch NÜ 1 assumes a position opposite to the position shown in FIG. 1 and the feed current half-waves of both polarities are conducted via the shortened primary winding of the lamp transformer. A symmetrical feed current is determined in the signal box, which has approximately the same current intensity as would be found in the event of a socket short circuit between the lamp connections 1 and 0 or 2 and 0 .
Das in Fig. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem in Fig. 1 dargestellten lediglich dadurch, daß der Lampentransformator anstelle einer angezapften Primärwicklung, deren verschiedenen Teilwicklungen die verschieden polarisierten Speisestromhalbwellen zugeführt werden können, eine gewöhnliche Primärwicklung enthält, der die Speisestromhalbwellen entweder direkt oder über zwei gegeneinander geschaltete Z-Dioden Z 1, Z 2 zugeführt werden können. Anstelle der beiden Z-Dioden kann auch ein Widerstand verwendet werden.The embodiment shown in Fig. 2 differs from that shown in Fig. 1 only in that the lamp transformer instead of a tapped primary winding, the various partial windings of which the differently polarized supply current half-waves can be supplied, contains a conventional primary winding, which supplies the supply current half-waves either directly or via two Z diodes Z 1 , Z 2 connected to each other can be supplied. A resistor can also be used instead of the two Zener diodes.
In Fig. 4 sind die mit der angezapften Primärwicklung und mit den Z-Dioden erzielten unsymmetrischen Stromverläufe schematisch dargestellt. Fig. 4a zeigt als Kurve I einen mit angezapfter Primärwicklung hergestellten asymmetrischen Stromverlauf mit größeren positiven Stromhalbwellen, als Kurve II einen entsprechenden Stromverlauf mit größeren negativen Stromhalbwellen. Fig. 4b zeigt einen mit gegeneinandergeschalteten Z-Dioden hergestellten, asymmetrischen Stromverlauf mit größeren positiven Stromhalbwellen.In FIG. 4, obtained with the tapped primary winding and with the Z-diode unbalanced current waveforms are illustrated schematically. FIG. 4a shows the curve I a prepared with tapped primary winding asymmetrical current waveform with larger positive current half-waves as a curve II a corresponding current waveform with larger negative current half-waves. FIG. 4b shows an asymmetrical current profile with larger positive current half-waves produced with Z-diodes connected to one another.
Die in der Sekundärwicklung des Überwachungstransformators ÜT induzierten Spannungen sind den Stromverläufen proportional. Nach ihrer Gleichrichtung stellen sich an den Kondensatoren C 1, C 2 in Fig. 1 und 2, C 3, C 4 in Fig. 4 unterschiedliche Spannungen VP+, VN+, VP-, VN- ein, die durch den Komparator K ausgewertet werden und die ebenfalls in Fig. 4 dargestellt sind. The voltages induced in the secondary winding of the monitoring transformer ÜT are proportional to the current profiles . After their rectification, different voltages VP +, VN +, VP -, VN - are set at the capacitors C 1 , C 2 in FIGS. 1 and 2, C 3, C 4 in FIG. 4, which are evaluated by the comparator K. and which are also shown in Fig. 4.
In einem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 ist anstelle einer angezapften Primärwicklung eine angezapfte Sekundärwicklung des Lampentransformators zur Assymmetrierung des Speisestromes vorgesehen. Auch sind anstelle zweier thyristorgesteuerter Hauptfadenüberwacher vier Wechselstromrelais verwendet, von denen zwei (Hauptfadenüberwacher HÜ und Nebenfadenüberwacher NÜ) niederohmig sind und in den Lampenfadenstromkreisen liegen, die zwei anderen (Hauptfaden-Parallelrelais HP und Nebenfaden-Parallelrelais NP) hochohmig ausgeführt und den Lampenfaden parallelgeschaltet sind. Auch bei dieser Schaltung werden sowohl Fadenbrüche als auch Fassungskurzschlüsse durch unsymmetrischen Speisestrom gemeldet. Ein Fadenbruch bewirkt direkt den Abfall des jeweiligen im Lampenstromkreis liegenden Überwacherrelais und damit die Fadenumschaltung und/oder die Meldung an das Stellwerk mit Hilfe der Umschalter HÜ 2 und NÜ 1. Fassungskurzschlüsse, die einen Lampenfaden überbrücken, lassen das jeweilige Parallelrelais abfallen. Dies überbrückt mit einem Kontakt HP 2 bzw. NP 2 das zugehörige Überwachungsrelais und bringt dieses zum Abfall. Bei Fassungskurzschluß zwischen den Anschlüssen 1 und 2 wird durch die Kontakte NP 1 und NP 2, die infolge Erregung des Nebenfaden-Parallelrelais NP ihre Lage wechseln, zusätzlich zum Hauptfadenüberwacher auch der Nebenfadenüberwacher erregt. Dies bewirkt symmetrischen Lampenstrom über die Anzapfung der Sekundärwicklung des Lampentransformators. Im Stellwerk wird mithin symmetrischer Speisestrom festgestellt. Fig. 3 zeigt im stellwerksseitigen Teil der Schaltung eine von der in Fig. 1 dargestellten Überwachungsschaltung verschiedene Überwachungsschaltung zur Auswertung der Unsymmetrie des Speisestromes. Zusätzlich ist hier eine in herkömmlichen Schaltungen bereits vorhandene Lampenüberwachungsschaltung, bestehend aus einem Überwachertransformator ÜT 2 und einem Melderelais M vorgesehen.In an exemplary embodiment according to FIG. 3, instead of a tapped primary winding, a tapped secondary winding of the lamp transformer is provided for asymmetrizing the supply current. Instead of two thyristor-controlled main thread monitors, four AC relays are used, two of which (main thread monitor HÜ and secondary thread monitor NÜ ) are low-resistance and are located in the lamp thread circuits, the other two (main thread parallel relay HP and secondary thread parallel relay NP ) are designed with high resistance and the lamp thread is connected in parallel. This circuit also reports both thread breaks and socket short-circuits due to asymmetrical feed current. A thread break causes the respective monitoring relay in the lamp circuit to drop and thus the thread changeover and / or the signal to the signal box with the help of the switches HÜ 2 and NÜ 1. Socket shorts that bridge a lamp thread drop the respective parallel relay. This bridges the associated monitoring relay with a contact HP 2 or NP 2 and causes it to drop out. In the event of a short circuit between the connections 1 and 2 , the contacts NP 1 and NP 2, which change their position due to excitation of the secondary thread parallel relay NP , also excite the secondary thread monitor in addition to the main thread monitor. This causes symmetrical lamp current through the tapping of the secondary winding of the lamp transformer. Symmetrical feed current is therefore determined in the signal box. FIG. 3 shows in the part of the circuit on the interlocking side a monitoring circuit different from the monitoring circuit shown in FIG. 1 for evaluating the asymmetry of the feed current. In addition, a lamp monitoring circuit which is already present in conventional circuits and consists of a monitoring transformer ÜT 2 and a signaling relay M is provided here.
Ein Kontakt M 1 des Melderelais schaltet bei Unterschreiten eines Mindest-Speisestromes eine Meldelampe L 1 ein.A contact M 1 of the signal relay switches on a signal lamp L 1 when the supply current falls below a minimum.
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- 1988-04-22 DE DE3813538A patent/DE3813538A1/en not_active Withdrawn
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