Der Patentanspruch I des Hauptpatentes bezieht sich auf ein Verfahren zur Fehlerüberwachung von Sammelschie nen, bei welchem die Ströme sämtlicher Zu- und Ableitun gen mit Stromwandlern erfasst und nach Umformung in Rechtecksignale UND-Gliedern zugeführt werden, die auf eine Auslöseeinrichtung einwirken, wobei die positiven und negativen Halbwellen in getrennten Eingangs-UND-Gliedern auf Phasenüberdeckung geprüft werden, die Ausgangssig nale der Eingangs-UND-Glieder Zeitstufen ansteuern, die zu kurze Impulse eliminieren, die Ausgangssignale der Zeitstu fen bistabile Kippstufen ansteuern, die Zeitstufen und die bi- stabilen Kippstufen durch logische Auswertung der bejahen den und negierten Signale der Eingangs-UND-Glieder abge steuert werden,
wenn an übereinstimmenden Ausgängen der Eingangs-UND-Stufen gleiche Signale erscheinen und in wei teren UND-Gliedern ein Auslösesignal erzeugt wird, wenn in einer ersten Halbwelle eine Phasenüberdeckung für eine bestimmte Mindestzeit vorliegt und innerhalb einer bestimm ten Zeit in einer zweiten Halbwelle erneut Phasenüberdek- kung angezeigt wird.
Es zeigt sich nun, dass bei Verwendung von gesättigten Hauptstromwandlern und Wandlern beliebiger Art in der Ein gangsschaltung unter ganz bestimmten Voraussetzungen kurze Störimpulse auftreten können, die bei Beibehaltung der obigen Auslösekriterien Fehlauslösungen zur Folge haben könnten.
Damit auch derartige Fehlauslösungen verhindert wer den, wird erfindungsgemäss immer nur dann ein Auslösesig nal erzeugt, wenn in einer ersten Halbwelle und innerhalb einer bestimmten Zeit in einer zweiten Halbwelle Phasen überdeckung jeweils für eine bestimmte Mindestzeit vorliegt.
Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausfüh rungsbeispiels wird die Erfindung nachstehend erläutert.
In Fig. 1 sind & 10 und & 20 Eingangs-UND-Glieder. & 10 wird mit den positiven Halbwellen, & 20 mit den negativen Halbwellen der Ströme sämtlicher Zu- und Ableitungen der Sammelschiene beaufschlagt. Die bejahenden Ausgänge der Eingangs-UND-Glieder & 10, & 20, sind mit A, die negierten Ausgänge mit B bezeichnet. Den bejahenden Ausgängen A sind Zeitstufen T1, T2 nachgeschaltet, deren Ausgang A ein L-Signal abgibt, wenn am Eingang 1 ein L-Signal von einer bestimmten Mindestdauer, beispielsweise 6 ms, vorhanden war. Der Ausgang A der beiden Zeitstufen T1, T2 ist mit dem Eingang 1 zweier bistabiler Kippstufen S10 und S20 ver bunden. Dem Ausgang A der beiden Kippstufen S10, S20 sind UND-Glieder & 12, & 22 nachgeschaltet, die zusätzlich über Verzögerungsglieder VZ1, VZ2 von den anderen A-Aus gängen des anderen UND-Gliedes angesteuert werden.
Die negierten Ausgänge B der UND-Glieder & 12, & 22 sind mit den Eingängen eines weiteren UND-Gliedes & 31 verbunden, dessen negierter Ausgang B den Eingang 1 einer Zeitstufe T11 beaufschlagt. Der Zeitstufe T11 ist eine weitere Kipp- stufe S11 nachgeschaltet. Ausser diesen bereits genannten Bauelementen sind NAND-Glieder & 1, & 2, ein UND-Glied & 3 und eine Zeitstufe T3 vorgesehen, die wie folgt geschal tet sind: Die A-Ausgänge der Eingangs-UND-Glieder & 10, & 20 sind zu den Eingängen des NAND-Gliedes & 1 geführt. Die B-Ausgänge dieser Eingangs-UND-Glieder sind mit den Eingängen des NAND-Gliedes & 2 verbunden. Die Ausgänge dieser beiden NAND-Glieder beaufschlagen das UND-Glied & 3, dessen negierter Ausgang die Zeitstufe T3 ansteuert.
Diese Zeitstufe gibt am Ausgang ein L-Signal ab, wenn am Eingang ein L-Signal für mehr als eine bestimmte Mindest zeit tv3 anlag. Diese Mindestzeit ist kleiner als die Mindest zeit der Zeitstufen TI und T2 und kann beispielsweise 4 ms betragen. Der Ausgang A der Zeitstufe T3 ist sowohl mit dem Eingang 2 der Zeitstufen T1, T2, T11 als auch mit dem Eingang 2 der bistabilen Kippstufen S10, S20 und S11 verbun- den. Wenn also die Zeitstufe T3 ein L-Signal abgibt, werden sowohl die Zeitstufen T1, T2 und T11 als auch die bistabilen Kippstufen S10, S20 und S11 abgesteuert. Damit erfolgt keine Auslösung. Der bejahende Ausgang des UND-Gliedes & 3 beaufschlagt den dritten Eingang des UND-Gliedes & 12, & 22.
Die beschriebene Schaltung arbeitet im einzelnen wie folgt: Die Eingänge der UND-Glieder & 10, & 20 erhalten L-Si- gnale oder O-Signale über Rechteckformer und Schwellwert- stufen, die mit den einzelnen Zu- und Ableitungen der Sam melschiene über Eingangswandler in Verbindung stehen.
Das Eingangs-UND-Glied & 10 wertet die Signale der positi ven Halbwellen aus, das Eingangs-UND-Glied & 20 die negati ven Halbwellen. Da im ungestörten Betrieb an einer Sammel schiene mindestens über eine Zuleitung eingespeist werden muss, während über die anderen Leitungen Energie aus der Sammelschiene herausfliesst, stehen an den Eingängen so wohl O-Signale als auch L-Signale an. Wenn dagegen die be treffende Sammelschiene einen Kurzschluss aufweist, wird über alle Abzweige Energie eingespeist, so dass dann, und nur dann, sämtliche Eingänge des UND-Gliedes ein L-Signal erhalten. Da in einem 50 Hz-Netz eine Halbwelle 10 ms dauert, sind die Zeitstufen T1 und T2 auf einen Wert einge stellt, der darunter liegt, beispielsweise also 6 ms beträgt.
Wenn nun im Verlauf der positiven Halbwelle eine Störung auftritt und die Störung länger als 6 ms andauert, gibt die Zeitstufe TI am Ausgang A ein L-Signal ab. In der nächsten negativen Halbwelle wird erneut geprüft, ob der Störungszu stand noch vorliegt. Trifft dies zu, so gibt der Ausgang A des UND-Gliedes & 20 ein L-Signal ab, das dem UND-Glied & 12 über das Verzögerungsglied VZ2 zugeführt wird. Das NAND-Glied & 1 erhält an beiden Eingängen mit zeitlicher Versetzung ein L-Signal, so dass am Ausgang ein Dauer-L-Si- gnal ansteht. Das NAND-Glied & 2 empfängt ebenfalls zeit lich versetzte L-Signale, so dass auch am Ausgang L-Signale entstehen.
Das UND-Glied & 3 gibt an seinem negierten Aus gang ein Dauer-O-Signal oder L-Signal von so kleiner Dauer ab, dass die Zeitstufe T3 nicht ansprechen kann. Am bejahen den Ausgang des UND-Gliedes & 3 fallen L-Signale an, die den dritten Eingängen der UND-Glieder & 12, & 22 zugelei tet werden. Die L-Signale überschneiden sich in dem UND- Glied 12, so dass dieses an seinem negierten Ausgang B ein O-Signal abgibt. Der negierte Ausgang des UND-Gliedes 31 gibt damit ein L-Signal an den Eingang 1 der Zeitstufe T11. Dauert nun die Störung in dieser negativen Halbwelle län ger an als die im Zeitglied T11 eingestellte Mindestzeit von beispielsweise 2 ms, so erfolgt über den Eingang 1 und den Ausgang Ader Kippstufe S11 ein Auslösesignal.
Bei einer kürzeren Phasenüberdeckung in dieser negati ven Halbwelle als die eingestellte Mindestzeit, verschwindet das L-Signal am Ausgang A des UND-Gliedes & 20, womit an den Eingang des UND-Gliedes & 12 ein 0-Signal gelangt. Der Ausgang B des UND-Gliedes & 12 gibt damit ein L-Si- gnal an das UND-Glied 31 ab. Da an dem UND-Glied & 31 an beiden Eingängen nun ein L-Signal anliegt, wird von des sen Ausgang B ein 0-Signal an die Zeitstufe T11 gegeben. Die Zeitstufe T11 erreicht damit die eingestellte Mindestzeit nicht: es erfolgt keine Auslösung.
Anstatt die Mindestzeit der Phasenüberdeckung der zwei ten Halbwelle über das Zeitglied T1 l einzustellen und zu prü fen, kann dies auch mittels der Verzögerungsglieder VZ1, VZ2 geschehen: Dauert die Phasenüberdeckung in der zwei ten Halbwelle länger als die in den Verzögerungsgliedern VZ1, VZ2 eingestellte Mindestzeit, gelangen die L-Signale der Eingangs-UND-Glieder auf den dritten Eingang der UND-Glieder & 12, & 22, womit das Auslösesignal weiterge schaltet werden kann.
Ansonsten bewirken die Verzögerungsglieder VZ1, VZ2, dass die L-Signale der Eingangs-UND-Glieder mit einer Ver zögerung von einigen Nanosekunden in den UND-Gliedern & 11, & 21 eintreffen. Die Verzögerungszeit muss grösser sein als die Gesamtschaltzeit der vor der Zeitstufe T3 liegenden Logik-Glieder, damit bei dem L-Signal an beiden A-Ausgän gen der UND-Glieder & 10 und & 20 das von dem UND- Glied & 3 ausgehende O-Signal in den UND-Gliedern & 11, & 21 früher eintrifft als die L-Signale aus den Eingangs-UND- Gliedern.
Tritt ein Fehler zu Beginn einer negativen Halbwelle auf, so tritt die Zeitstufe T2, die bistabile Kippstufe S20 und das UND-Glied & 22 in Funktion. Das Arbeiten der Zeitstufe T3 und der übrigen Logik-Bausteine ist unabhängig davon, ob der Fehler mit einer positiven oder einer negativen Halb welle beginnt.
Zusammenfassend gilt: Die Schaltung gibt nur dann ein Auslösesignal ab, wenn folgende drei Bedingungen erfüllt sind: 1. Phasenüberdeckung für eine Mindestzeit in der ersten Halbwelle, 2. Nachfolgende Nicht-Phasenüberdeckung für eine Höchstzeit, 3. Phasenüberdeckung für eine Mindestzeit in der zwei ten Halbwelle.