DE19915234A1

DE19915234A1 - Schaltungsanordnung mit Sicherheitsfunktion

Info

Publication number: DE19915234A1
Application number: DE19915234A
Authority: DE
Inventors: Juergen Behrens
Original assignee: Moeller GmbH
Current assignee: Eaton Industries GmbH
Priority date: 1999-04-03
Filing date: 1999-04-03
Publication date: 2000-10-05
Also published as: EP1166305B1; US20020011888A1; WO2000060623A1; DE50000972D1; AU3815300A; EP1166305A1; ATE230156T1; US6614635B2; CN1179390C; CN1346502A; JP2002541755A

Abstract

Eine Schaltungsanordnung mit Sicherheitsfunktion, die mindestens zwei Leistungsschütze enthält, die in Freigabestromkreisen angeordnete Haupt-Schließerkontakte aufweisen, wobei jeweils ein Haupt-Schließerkontakt eines Leistungsschütz mit einem Haupt-Schließerkontakt eines anderen Leistungsschütz im jeweiligen Freigabestromkreis in Reihe gelegt ist, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils ein Schließerkontakt im Spulenstromkreis jeder Spule jedes Leistungsschütz vorgesehen ist, wobei die Schließerkontakte gemeinsam betätigbar sind, daß die Haupt-Schließkontakte jedes Leistungsschütz zwischen zwei Hilfsschaltblocks angeordnet sind, die jeweils einen Schließerkontakt und einen Öffnerkontakt aufweisen, welche als zwangsgeführte Kontakte ausgebildet sind, wobei die Schließerkontakte aller Hilfsschaltblocks in Reihe geschaltet in einem ersten Meldekreis angeordnet sind und die Öffnerkontakte aller Hilfsschaltblocks in Reihe geschaltet in einem zweiten Meldekreis angeordnet sind und wobei die Haupt-Schließerkontakte und die Kontakte der zugeordneten Hilfsschaltblocks auf einer gemeinsamen Kontaktbrücke festgelegt sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung mit Sicherheitsfunktion, die mindestens zwei Leistungsschütze enthält, die in Freigabestromkreisen angeordnete Haupt- Schließerkontakte aufweisen, wobei jeweils ein Haupt-Schließerkontakt eines Leistungs schütz mit einem Haupt-Schließerkontakt eines anderen Leistungsschütz im jeweiligen Frei gabestromkreis in Reihe gelegt ist.

Bei Schaltungsanordnungen mit Sicherheitsfunktionen liegt das Ziel darin, einerseits Einzel fehler durch Ausführung der Sicherheitsfunktion zu erkennen, andererseits aber auch, den unerwarteten Anlauf zu verhindern. Auch sollte der Schutz vor unbefugtem, unbeabsichtigtem oder irrtümlichen Schließen gewährleistet sein.

Eine Schaltung der eingangs genannten Gattung, die aber zwangsgeführte Relais enthält, ist aus der DE 39 37 122 C2 bekannt. Dort wird eine sogenannte "Fail-Safe"-Schaltung durch ein fehlersicheres UND-Glied realisiert, das nur zu den Spulen der zwangsgeführten Relais durchschaltet, wenn der geforderte sichere Zustand vorliegt, das heißt, keine der Komponen ten einen Defekt aufweist.

Bei Leistungsschützen ist eine Zwangsführung von Haupt- und Hilfskontakten bauartbedingt nicht möglich.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine Schaltungsanordnung mit Sicherheitsfunktion zur Verfügung zu stellen, die die obengenannten Kriterien erfüllt und sich insbesondere für Leistungsschütze eignet.

Diese Aufgabe wird von einer Schaltungsanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs gelöst.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß jeweils ein Schließerkontakt im Spulenstromkreis jeder Spule jedes Leistungsschützes vorgesehen ist, wobei die Schließerkontakte gemeinsam betä tigbar sind, und daß die Haupt-Schließerkontakte jedes Leistungsschütz zwischen zwei Hilfs schalterblocks angeordnet ist, die jeweils einen Schließerkontakt und einen Öffnerkontakt aufweisen, welche als zwangsgeführte Kontakte ausgebildet sind, wobei die Schließerkon takte aller Hilfsschalterblocks in Reihe geschaltet in einem ersten Meldekreis angeordnet sind und die Öffnerkontakte aller Hilfsschalterblocks in Reihe geschaltet in einem zweiten Melde kreis angeordnet sind, und wobei die Kontakte von Leistungsschützen und zugeordneten Hilfsschalterblocks auf einer gemeinsamen Kontaktbrücke festgelegt sind.

Im folgenden soll die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigt:

Fig. 1 schematisiert eine Schaltungsanordnung nach einer Ausführungsform der Erfin dung;

Fig. 2 die Verschaltung der selbstüberwachenden Leistungsschütze in redundanter Aus legung;

Fig. 3 ein Schemabild eines zwischen Hilfsschalterblocks angeordneten Leistungsschüt zes für die Schaltungsanordnung nach der Erfindung, das einen ersten Störfall darstellt, bei dem Hauptkontakte des Leistungsschütze verschweißt sind; und

Fig. 4 ein Schemabild eines zwischen Hilfsschalterblocks angeordneten Leistungsschüt zes für die Schaltungsanordnung nach der Erfindung, das einen zweiten Störfall darstellt, bei dem ein Kontakt eines Hilfsschalterblocks verschweißt ist.

Die Schaltungsanordnung nach Fig. 1 enthält zwei Leistungsschütze, deren Spulen mit K1 und K2 bezeichnet sind. Jede der Spulen K1, K2 ist in einem Stromkreis 1 bzw. 1' angeord net, der durch einen Schließerkontakt S1 bzw. S2 über die Abfrageschaltung 7 geschlossen werden kann. Es wirken die Schließerkontakte S1 und S2 also nicht direkt auf die Leistungs schütze, sondern auf die Abfrageschaltung 7 als sicherheitsgerichtete Abschaltung für Kanäle 1 und 2 (Fig. 2). In Fig. 1 ist dies durch die Schraffuren für die Abfrageschaltung 7 in den Leitungen 1 und 1' veranschaulicht. Die Schließerkontakte S1 und S2 können durch einen Handtaster 5 betätigt werden. Die Leistungsschütze liegen mit ihren Haupt- Schließerkontakten H11, H12, H13 und H21, H22, H23 in den Freigabestromkreisen, hier gesammelt mit 4 bezeichnet, zwischen Hilfsschalterblocks, wobei jeder Hilfsschalterblock ein Kontaktpaar T₁, V₁; T₃, V₃; T₂, V₂; T₄, V₄ aus Schließerkontakt T₁, T₃, T₂, T₄ und Öffner kontakt V₁, V₃, V₂, V₄ enthält. Die Kontakte jedes Hilfsschalterblocks sind in sich zwangsge führt, d. h. Öffnerkontakt und Schließerkontakt können im normalen Betrieb nie beide offen oder beide geschlossen sein. Die Schließerkontakte T₁, T₃ bzw. T₂, T₄ sind in Reihe ge schaltet in einem ersten Meldekreis 2 angeordnet. Dieser Meldekreis 2 gibt Information über die Aktivstellung. Die Öffnerkontakte V₁, V₃ bzw. V₂, V₄, wiederum in Reihe geschaltet, sind in einem zweiten Meldekreis 3 angeordnet. Dieser Meldekreis 3 gibt Information über die Passivstellung. Die Information aus den Meldekreisen 2 und 3 wird von einer Abfrage schaltung 7 überwacht und ausgewertet.

Da die Schaltungsanordnung mit Sicherheitsfunktion gemäß der vorliegenden Erfindung nicht die Forderung nach Trennereigenschaften erfüllt, ist in den Freigabestromkreisen 4 ein Haupt schalter 6 vorgesehen.

Fig. 1 zeigt die Schaltungsanordnung im entregten Zustand, in der die Spulen K1, K2 stromlos sind, ein Strom im Meldekreis 3 fließt und der Meldekreis 2 unterbrochen ist.

Wird nun der Taster 5 betätigt, werden die Schließerkontakte S1 und S2 geschlossen. Die Spulen K1 und K2 werden angeregt, die Schütze ziehen an. Dabei schließen sich die Schlie ßerkontakte T1, T3 bzw. T2, T4, während die Öffnerkontakte V1, V3 bzw. V2, V4 öffnen. Die Haupt-Schließerkontakte H11, H12, H13, H21, H22, H23 des Freigabestromkreises 4 werden geschlossen.

Wird der Taster 5 nicht betätigt, stellen sich im Normalfall die Verhältnisse des entregten Zu standes wieder ein.

Fig. 2 zeigt, wie zwei Leistungsschütze redundant und selbstüberwachend verschaltet sind. Die Komponenten der Freigabekreise sind mit K1M, K2M bezeichnet, die von Hilfsschützen mit HK1, HK2, HK3, HK4. Ein Zeitbaustein K1T, der zur Anlaufüberbrückung für die Lei stungsschütze dient, hat ebenfalls zwangsgeführte Kontakte.

Durch die redundante Auslegung ist die Funktionssicherheit der Schaltung gewährleistet, selbst wenn eines der selbstüberwachenden Leistungsschütze vollständig versagt.

Die Fig. 3 und 4 zeigen in schematischer Weise Störfälle. Es ist jeweils ein zwischen zwei Hilfsschaltblocks B1 und B2 angeordnete Haupt-Schließerkontakte eines Leistungsschütz dargestellt.

Fig. 3 zeigt den Störfall, daß einer der Haupt-Schließerkontakte H11 verschweißt. Durch die sich schrägstellende Kontaktbrücke 8 kann sich der Öffnerkontakt V3 wieder schließen und würde grundsätzlich eine Freigabe signalisieren. Der im selben Meldekreis 3 angeordnete Öffnerkontakt V1 jedoch, der räumlich nahe am Haupt-Schließerkontakt H11 liegt, bleibt offen, so daß im Meldekreis 3 kein Strom fließt, was von der Abfrageschaltung 7 (Fig. 1) erkannt wird. Entsprechend öffnet der Schließerkontakt T3, da aber der Schließerkontakt T1 geschlossen bleibt, wird der Fehler auch im Meldekreis 2 erkannt.

Bei einem Verschweißen der Haupt-Schließerkontakte H12 und H13 verhalten sich die Öff ner- und Schließkontakte der Hilfsschütze entsprechend.

Fig. 4 veranschaulicht die Situation, wenn einer der Kontakte eines Hilfsschalterblocks ver schweißt, hier als Beispiel der Öffnerkontakt V1. Durch die starke Anzugskraft verbiegt sich der Kontakt V1, ohne allerdings zu öffnen, und sämtliche weiteren Kontakte bis auf T1 gehen in ihre Aktivstellung. Die Kontrolle der Aktivstellung über die Meldeleitung 2 meldet jedoch wegen des geöffneten Schließerkontaktes T11 den Fehler, und nach einer kurzen Anlaufüber brückung über den Zeitbaustein K1T (Fig. 2) geht das Leistungsschütz in die Aus-Position.

Die Schaltungsanordnung der Erfindung erfüllt die Kategorie 4 nach EN954-1, nach der ein Einzelfehler durch Ausführung der Sicherheitsfunktion erkannt werden muß. Weiterhin erfüllt sie die Forderungen für Ausschalteinrichtungen zum Verhindern von unerwartetem Anlauf. Bei geeigneter Auslegung der Abfrageschaltung werden auch die Forderungen nach Schutz vor unbefugtem, unbeabsichtigtem und/oder irrtümlichem Schließen erfüllt. Trennereigen schaften hat die Schaltungsanordnung allerdings nicht, daher ist nach wie vor der Haupt schalter in den Freigabestromkreisen erforderlich.

Die in der vorstehenden Beschreibung, in der Zeichnung sowie in dem Anspruch offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.

Claims

Schaltungsanordnung mit Sicherheitsfunktion, die mindestens zwei Leistungsschütze enthält, die in Freigabestromkreisen angeordnete Haupt-Schließerkontakte aufweisen, wobei jeweils ein Haupt-Schließerkontakt eines Leistungsschütz mit einem Haupt-Schließerkontakt eines anderen Leistungsschütz im jeweiligen Freigabestromkreis in Reihe gelegt ist, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils ein Schließerkontakt (S1, S2) im Spulenstromkreis (1, 1') jeder Spule (K1, K2) jedes Leistungsschütz vorgesehen ist, wobei die Schließerkontakte (S1, S2) gemeinsam betätigbar sind, daß die Haupt-Schließkontakte (z. B. H11, H12, H13) jedes Leistungsschütz zwischen zwei Hilfsschaltblocks (B1, B2) angeordnet sind, die jeweils einen Schließerkontakt (T1 bzw. T3) und einen Öffnerkontakt (V1 bzw. V3) aufweisen, wel che als zwangsgeführte Kontakte ausgebildet sind, wobei die Schließerkontakte (T1, T2, T3, T4) aller Hilfsschaltblocks in Reihe geschaltet in einem ersten Meldekreis (2) angeordnet sind und die Öffnerkontakte (V1, V2, V3, V4) aller Hilfsschaltblocks in Reihe geschaltet in einem zweiten Meldekreis (3) angeordnet sind und wobei die Haupt-Schließerkontakte und die Kontakte der zugeordneten Hilfsschaltblocks auf einer gemeinsamen Kontaktbrücke (8) fest gelegt sind.