DE613112C

DE613112C - Selbsttaetige Kurzschlusspruef- und Wiedereinschaltvorrichtung fuer elektrische Gleichstromleitungen, insbesondere fuer elektrische Bahnanlagen

Info

Publication number: DE613112C
Application number: DEA67476D
Authority: DE
Inventors: Josef Steinebach
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1932-10-20
Filing date: 1932-10-20
Publication date: 1935-05-13

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM
13. MAI 1935

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

.M613112 KLASSE 20 k GRUPPE

Allgemeine Elektricitäts-Gesellschaft in Berlin*)

Patentiert im Deutschen Reiche vom 20. Oktober 1932 ab

Es ist bekannt, vor der Wiedereinschaltung eines auf einen Überstrom oder Kurzschluß herausgefallenen Streckenschalters über einen parallel zum Streckenschalter liegenden Schutzwiderstand eine Prüfung der Widerstandsverhältnisse auf der Strecke vorzunehmen. Wenn über den Prüfwiderstand ein Strom über einen bestimmten Wert fließt, d. h. wenn der Streckenwiderstand unter einem bestimmten zulässigen Wert liegt, so ist dies ein Zeichen dafür, daß sich auf der Strecke noch ein Kurzschluß befindet; eine Wiedereinschaltung darf nicht erfolgen. Nun soll aber auch der zulässige Nutzstrom so hoch sein, daß ein gleichzeitiges Wiederanfahren aller auf der Strecke befindlichen Züge möglich ist. Der dafür erforderliche Nutzstrom kann nun bei stark besetzter Strecke so hoch sein, daß er dem Strom, der zu einer

so vom Streckenschalter weiter entfernten Kurzschlußstelle fließt, gleichkommt. Man muß also entweder in Kauf nehmen, daß unter Umständen der Streckenschalter auf einen Kurzschluß schaltet, oder man muß den Wert des zulässigen Nutzstromes so weit herab-' setzen, daß dies auf jeden Fall verhindert wird, dabei aber auf die Möglichkeit des gleichzeitigen Anfahrens mehrerer auf der Strecke liegender Züge verzichten.

Eine andere bekannte Anordnung zur Prüfung von Gleichlaufstromleitungen auf Kurzschlußfreiheit benutzt den Umstand, daß die beim Einschalten in einer bestimmten Zeit auftretende Stromänderung in einem durch einen kurzschlußbelasteten Stromkreis größer ist als in einem durch die normalen Nutzwiderstände belasteten Stromkreis, und daß das gleiche bei einer wesentlichen Veränderung des dem zu prüfenden Netzteil vorgeschalteten Prüfwiderstandes gilt. In Reihe mit dem parallel zum Streckenschalter liegenden Prüfwiderstand, der durch ein Relais teilweise kurzgeschlossen werden kann, ist die Primärwicklung eines Stromwandlers geschaltet, an dessen Sekundärwicklung ein Relais liegt, dessen Ansprechen oder Nichtansprechen davon abhängig gemacht ist, ob der Stromanstieg bei der teilweisen Kurzschließung des Prüfwiderstandes mehr oder weniger steil verläuft. Wird das Relais erregt, so wird der Kurzschluß des Prüfwiderstandes aufgehoben und die Prüfung nach Ablauf einer bestimmten Zeit durch erneutes Kurzschließen des Prüfwiderstandes wieder-

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Josef Steinebach in Berlin-Pankow.

holt; andernfalls wird der Streckenschalter eingeschaltet.

Diese Anordnung erfordert eine genaue Bemessung und schwierige Einstellung von Relais und Prüfwiderstand, und es hat sich ferner gezeigt, daß sie bei weiter entfernt liegenden Kurzschlußstellen ebenfalls keine einwandfreie Unterscheidung zwischen Kurzschluß- und Nutzstrom erreicht. ίο Die vorliegende Erfindung bezweckt, diese Nachteile der bekannten Einrichtungen zu vermeiden, und sie geht hierbei von folgender Erkenntnis aus: Bei einem auf der Streckebefindlichen Kurzschluß fließt ein Kurzschlußstrom von gleichbleibender Stärke zu der Kurzschlußstelle; über die Motoren der Züge kann infolge des Kurzschlusses nur ein sehr kleiner Strom fließen, und die Stromschwankungen, welche auftreten, wenn ein Zugführer mit seinem Zuge anzufahren versucht, sind so gering, daß sie den Kurzschlußstrom nicht merkbar beeinflussen. Ist aber die Strecke kurzschlußfrei, so treten beim Anfahren der Züge starke Schwankungen des Nutzstromes auf. Dieses unterschiedliche Verhalten von Kurzschluß- und Nutzstrom wird bei der vorliegenden Erfindung ausgenutzt und die Unterscheidung zwischen Kurzschluß- und Nutzstrom dadurch bewirkt, daß ein bereits auf einen unterhalb des höchstzulässigen Betriebsstromes liegenden Stromwert ansprechendes Zeitrelais, welches unmittelbar von dem über den nach Herausfallen des Streckenschalters hergestellten Prüfstromkreis fließenden Prüfstrom beeinflußt wird und nach ungestörtem Ablauf die endgültige Abschaltung der Strecke herbeiführt, von einem über einen Stromwandler mit dem Prüf Stromkreis gekuppelten Relais bei dessen wiederholtem Ansprechen auf Stromimpulse, im Prüfstromkreis unwirksam gemacht wird. Zweckmäßig ist die Anordnung so getroffen, daß das Zeitrelais nach seinem ungestörten Ablauf den Stromkreis eines +5 zweiten, gleichzeitig mit ihm eingeschalteten, aber mit größerer Zeitverzögerung arbeitenden Zeitrelais, welches nach beendigtem Ablauf die unmittelbare Verbindung der Speisestromquelle mit der Strecke und die Kurz-Schließung des Prüfwiderstandes veranlaßt, unterbricht.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.

Die Strecket ist mit der Gleichstromquelle über die Streckenschalter 1 und 2 verbunden, von denen der letztere bei seiner Einschaltung einen parallel zu ihm liegenden Schutzwiderstand SW und einen damit in Reihe liegenden Stromwandler St kurzschließt. Der Widerstand SW ist so bemessen, daß er die Kurzschlußströme auf einen unschädlichen Wert herabsetzt, jedoch nur eine solche Begrenzung des über ihn fließenden Prüfstromes bewirkt, daß bei kurzschlußfreier Strecke das Anfahren von Zügen möglich ist und der infolge seiner Kurzschließung durch den Schalter 2 auftretende Spannungsanstieg innerhalb der für den Bahnbetrieb zulässigen Grenzen bleibt. An dem Widerstand SW ist über einen Regulierwiderstand RW das Zeitrelais R₂ angeschlossen. Das Zeitrelais R₂ ist mit einer bei H angedeuteten Verzögerungseinrichtung versehen, durch welche bewirkt wird, daß das Relais erst nach Ablauf einer bestimmten Zeit, beispielsweise nach 20 Sekünden, seinen Anker vollständig anziehen kann. In der Endstellung verriegelt sich das Zeitrelais selbst mittels der Verriegelung V. An der Sekundärwicklung des Stromwandlers St ist ein Relais R₁ angeschlossen, welches nach seiner Aberregung seinen Anker verzögert fallen läßt und dessen Kontakt, solange der Anker angezogen ist, das Relais R₂ kurzschließt. Ferner ist noch ein Zeitrelais ER und ein Zeitrelais A₃ vorgesehen, von denen das erstere den Stromkreis für die Einschaltspule I₆ des Schalters 1 steuert, während das zweite, dessen Verzögerungszeit etwas größer ist als die des Relais R₂, nach seinem vollständigen Ablauf den Stromkreis für die Einschaltspule 2_e des Schalters 2 schließt. Fi? ist eine als Fallklappenrelais ausgebildete Signaleinrichtung. Die Wirkungsweise der Anordnung ist wie folgt: Es sei angenommen, daß sowohl der Schalter 1 als auch der Schalter 2 geschlossen sind und infolgedessen die Strecket" unmittelbar mit der Gleichstromquelle verbunden ist. Tritt nun ein Überstrom oder ein Kurzschluß in der Strecke auf, so wird der Schalter 1 in bekannter Weise ausgelöst, wobei er seinen Hilfsarbeitskontakt öffnet und die beiden Hilfsruhekontakte schließt, wie in der Zeichnung dargestellt ist. Der Hilfsarbeitskontakt unterbricht den Stromkreis für die Haltespule 2_h des Schalters 2, so daß auch dieser herausfällt und dabei den Kurzschluß über den Widerstand SW und den Stromwandler St aufhebt. Über den unteren Hilfsruhekontakt von 1 und den oberen Hilfsruhekontakt von 2 wird das Relais Ei? erregt, welches den Stromkreis für die Einschaltspule i_e des Schalters 1 über den oberen Hilfsruhekontakt von 1 und den Ruhekontakt des Zeitrelais i?₂ schließt und dadurch den Schalter 1 wieder einschaltet, während der -Schalter 2 .zunächst offen bleibt, da. der Stromkreis für seine Einsohaltspule am Kontakt des Relais i?₃ unterbrochen ist. Mit dem Einschalten des Schalters 1 wird über seinen Hilfsarbeitskontakt das. Zeitrelais i?_s in Gang gesetzt und ferner der Prüfstromkreis über

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den Schutzwiderstand SW sowie den Stromwandler St geschlossen; infolgedessen beginnt auch das Zeitrelais R₂ zu arbeiten. Im Augenblick des Einschaltens .des Schalters ι kommt das Relais R₁ unabhängig davon, ob ein Nutzstrom oder ein Kurzschlußstrom über den ,Prüfwiderstand fließt, zum Ansprechen. Bei Vorliegen eines Kurzschlusses fällt es aber, sobald der Kurzschlußstrom zu

ίο seiner vollen Höhe angestiegen ist, wieder ab, und darauf findet keine Betätigung des Relais mehr statt, da dann der Kurzschlußstrom, der keine oder nur geringe Schwankungen aufweist, mit gleichbleibender Stärke zu der Kurzschlußstelle fließt und demzufolge in der Sekundärwicklung des Stromwandlers St keine Spannungen mehr induziert werden. Das Zeitrelais R₂ kann dann also ungestört ablaufen. Nach vollständigem Ablauf, der früher beendigt ist wie der des gleichzeitig eingeschalteten Relais R₃, schließt das Relais R₂ durch seinen Arbeitskontakt einen Kurzschlußstromkreis über die Haltespule des Schalters i_e, so daß dieser Schalter wieder herausfällt und den Prüfstromkreis sowie den Stromkreis des Relais R₃ unterbricht. Ferner unterbricht das Relais R₂ durch öffnen seiner Ruhekontakte den Einschaltspulenstromkreis für den Schalter 1, und da das Relais R₂ sich in seiner Endstellung verriegelt, ist ein Wiedereinschalten des Schalters 1 endgültig verhindert. Durch das im Kurzschlußstromkreis über die Haltespule ig liegende Fallklappenrelais Pi? wird der Schaltwärter auf die Blockierung des Schalters 1 und des Zeitrelais R₂ aufmerksam gemacht.

Wenn die Auslösung der Schalter 1 und 2 nur auf einen vorübergehenden Überstrom hin erfolgt ist, die Strecke also kurzschlußfrei ist, so kommt das Relais R₁ durch die beim Anfahren von Zügen hervorgerufenen Stromschwankungen, durch welche in der Sekundärwicklung des Stromwandlers Spannungen erzeugt werden, nach seinem erstmaligen Ansprechen beim Einschalten des Prüfstromkreises wiederholt zum Ansprechen und schließt dabei jedesmal die Spule des Relais R₂ kurz, so daß dieses in seinem Ablauf immer wieder gestört und in die Ausgangsstellung zurückgeführt wird. Infolgedessen erreicht das Zeitrelais R₃ seine Endstellung, bevor das Zeitrelais R_z seinen Anlauf beenden kann. Das Relais R₃ schließt den Stromkreis für die Einschaltspule 2_e des Schalters 2, so daß dieser eingeschaltet und dabei den Widerstand SW und Stromwandler St kurzschließt. Infolgedessen werden die Relais R₁ und R₂ unwirksam. Die beschriebene Einrichtung, welche bei jeder der gebräuchlichen Spannungen in Gleichstrombahnibetrieben verwendbar ist, arbeitet unabhängig von der Entfernung des etwa auftretenden Kurzschlusses von der Station. Da die Höhe des zu prüfenden Stromes ohne Einfluß auf die Unterscheidung zwischen Kurzschlußstrom und Nutzstrom ist, so kann der verlangte Nutzstrom in beliebiger Höhe abgegeben werden, d. h. die Anzahl der wiederanfahrenden Züge nach stattgehabtem Wiedereinschalten des herausgefallenen Streckenschalters kann beliebig gesteigert werden, ohne hierbei, wie mit tien bisherigen Prüfeinrichtungen, Gefahr zu laufen, daß der Streckenschalter bei durch entsprechende Entfernung von der Station begrenztem Kurzschlußstrom ebenfalls einschaltet.

Claims

Patentansprüche:

1. Selbsttätige Kurzschlußprüf- und Wiedereinschaltvorrichtung für elektrische

• Gleichstromleitungen, insbesondere für elektrische Bahnanlagen, bei der mittels eines parallel zu einem Überstromschalter liegenden Widerstandes vor Wiedereinschaltung des ausgelösten Überstromschalters eine Kurzschlußprüfung vorgenommen wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein bereits auf einen unterhalb des hochstzulässigen Betriebsstromes liegenden Stromwert ansprechendes Zeitrelais (R₂), welches unmittelbar von dem über den Prüfstromkreis fließenden Prüfstrom beeinflußt wird und nach ungestörtem Ablauf die endgültige Abschaltung der Strecke herbeiführt, von einem über einen Stromwandler mit dem Prüfstromkreis gekuppelten Relais (.R₁-) bei dessen wiederholtem Ansprechen auf Stromimpulse im Prüfstromkreis unwirksam gemacht wird.

2. Kurzschlußprüfeinrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Zeitrelais (R₂) nach seinem ungestörten Ablauf den Stromkreis eines zweiten, gleichzeitig mit ihm eingeschalteten, aber mit größerer Zeitverzögerung arbeitenden Zeitrelais (R₃), welches nach beendigtem Ablauf die unmittelbare Verbindung der Speisestromquelle mit der Strecke und die Kurzschließung des Prüfwiderstandes veranlaßt, unterbricht.

3. Kurzschlußprüfeinrichtung nach An-' Spruch ι und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Zeitrelais (R₃) sich nach seinem ungestörten Ablauf in der Endstellung selbsttätig verriegelt und einen Signalstromkreis schließt.

4. Kurzschlußprüfeinrichtung nach An-' Spruch I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das über den Stromwandler mit dem Prüfstromkreis gekuppelte Relais (R₁) mit Ankerabfallverzögerung ausgebildet

ist und bei seinem Ansprechen 'das Zeitrelais (R₂) kurzschließt.

5. Kurzschlußprüfeinrichtung nach Anspruch ι bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein niedrigohmiger Prüfwiderstand verwendet wird, der den Kurzschlußstrom auf einen unschädlichen Wert herabsetzt, jedoch nur eine solche Begrenzung des Prüfstromes bewirkt, daß bei kurzschlußfreier Strecke das Anfahren von Zügen bei eingeschaltetem Prüfwiderstand möglich ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen