DE2417075C2

DE2417075C2 - Circuit arrangement for contactless, interruption-free switching of AC-powered consumers

Info

Publication number: DE2417075C2
Application number: DE19742417075
Authority: DE
Inventors: Günter 3150 Peine Weidlich
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Filing date: 1974-04-08
Publication date: 1976-01-29

Description

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Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum kontaktlosen unterbrechungsfreien Umschalten von ersten wechselstromgespeisten Verbrauchern auf zweite wechselstromgespeiste Verbraucher beim Stromloswerden der ersten Verbraucher, insbesondere für Lichtsignale im Eisenbahnwesen, bei denen beim Durchbrennen des Hauptfadens einer Signallampe ein zugehöriger Nebenfaden anschaltbar sein soll.The invention relates to a circuit arrangement for contactless, interruption-free switching from the first AC-fed loads to the second AC-fed loads at Powerlessness of the first consumers, especially for light signals in the railway sector, where the When the main thread of a signal lamp is burned through, an associated secondary thread should be able to be switched on.

Im Tisenbahnwesen ist es üblich, für die Lichtsignale sogenannte Doppelfaden-Lampen zu verwenden. Diese Doppelfadcn-Lampen bieten die Möglichkeit, beim Durchbrennen des einen Lampenfadens, des sogenannten Hauptfadens, in kürzester Zeit auf den anderen Faden, den sogenannten Nebenfaden, umzuschalten; durch diese Maßnahme ist es möglich, länger anhaltende Betriebsstörungen oder Betriebsbehinderungen zu vermeiden, die sich zwangsläufig durch nicht angeschaltete Lichtsignale ergeben würden.In the railway industry it is common for the light signals to use so-called double filament lamps. These double filament lamps offer the possibility of Burning of one lamp thread, the so-called main thread, to the other thread in a very short time, the so-called secondary thread to switch over; through this measure it is possible to last longer To avoid operational disruptions or operational hindrances, which inevitably result from not being switched on Would result in light signals.

Das Umschalten vom Haupt- auf den Nebenfaden erfolgt in aller Regel am Signalort selbst; als Überwachiings- und Steuerschaltmittel werden häufig Relais verwendet, die beim Durchbrennen des Hauptfadens in den ieweils anderen Schaltzustand wechseln und mit ihren Kontakten den jeweiligen Nebenfaden der Sienalhmpe anschalten. Eine derartige Schahungsanordnung ist beispielsweise in der DT-PS 10 98 981 offenbart Diese bekannte Schaltungsanordnung hat den Nachteil, daß die Überwachungs- und Steuerschaimntel am Signalort gegen mechanische Beschädigungen und witterungsbedingte Einflüsse besonders geschützt werden müssen, was meist durch Unterbringen dieser Schaltmittel in wetterfesten Gehäusen erfolgt. Diese Anordnung der kontaktbehafteten Schaltmittd ist kostenimensiv und gewährleistet dennoch nicht, daß die Schaltmittel nicht selbst im Laufe der Zeit defekt werden. Switching from the main to the secondary thread usually takes place at the signal location itself; as a monitoring and control switching means are often used relays which when the main thread is burned in change the other switching state and with their contacts the respective secondary thread of the Sienalhmpe turn on. Such a Schah arrangement is disclosed in DT-PS 10 98 981, for example This known circuit arrangement has the disadvantage that the monitoring and control shells Particularly protected at the signal point against mechanical damage and weather-related influences must be, which is usually done by accommodating these switching means in weatherproof housings. This Arrangement of the switching means with contacts is costly and nevertheless does not guarantee that the switching means will not themselves become defective in the course of time.

Es ist bereits bekannt (DT-AS 11 92 296 und GB-PS 9 54 116), das unterbrechungsfreie Umschalten auf Ersatzverbraucher durch kontaktlos arbeitende Schaltmitie! herbeizuführen. Diese Schaltmittel sind ausschließlich für den Gleichstrombetrieb geeignet und daher nicht für alle Anwendungsfälle geeignet. Ihr wesentlicher Nachteil ist jedoch darin zu sehen, daß die die V ^schaltung bewirkenden Schaltmittel bereits auf Steuerimpulse ansprechen, die bei unvermeidbarer, Induktionsvorgängen entstehen. Besitzen die Schaltmittel Thyratroncharakteristik, kann es zum gleichzeitigen bleibenden Anschalten des Normal- und des F.rsatzverbrauchers kommen. Die als kontaktlose Schalimitiel vorgesehenen Halbleiterschaltmittel sind darüber hinaus durch Überspannungen leicht zerstörbar und können daher dort nicht verwendet werden, wo infolge längerer Zuleitungen und starker Schaltvorgänge in der Nähe dieser Leiter mit außerordentlich hohen Freirdspannungen gerechnet werden muß.It is already known (DT-AS 11 92 296 and GB-PS 9 54 116), the uninterrupted switching to replacement consumers by contactless switching equipment! bring about. These switching means are only suitable for direct current operation and are therefore not suitable for all applications. Their main disadvantage, however, is to be seen in the fact that the switching means causing the V ^ circuit already respond to control pulses which arise in the case of unavoidable induction processes. If the switching devices have thyratron characteristics, the normal and auxiliary consumers may be switched on at the same time. The semiconductor switching means provided as contactless switching devices can also be easily destroyed by overvoltages and can therefore not be used where, as a result of longer supply lines and heavy switching operations in the vicinity of these conductors, extraordinarily high external voltages must be expected.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Schaltungsanordnung zum kontaktlosen unterbrechungsfreien Umschalten von wechselstromgespeisten Verbrauchern aufzuzeigen, bei der auf jegliche Teile verzichtet wird und bei der für den Umschaltvorgang auch keine gesonderten Steuerleitungen von der SteuersteUe zu den Verbrauchern vorzusehen sind. Die Schaltung soll so aufgebaut sein, daß sie wartungslos betrieben werden kann und von der SteuersteUe selbst völlig unabhängig ist, d. h., von dort auch keine Steuersignale erhält. Sie soll darüber hinaus so ausgebildet sein, daß kurzzeitige oder langer anhaltende Fremdspannungen ohne Einfluß auf ihr Funktionsverhalten bleiben und auch extrem hohe Fremdspannungen mindestens vorübergehend aufgefangen werden können.The object of the present invention is to provide a circuit arrangement for contactless, interruption-free To show switching of AC-powered consumers, in the case of any parts is dispensed with and no separate control lines from the for the switching process Taxes are to be provided to the consumers. the The circuit should be constructed in such a way that it can be operated maintenance-free and by the control unit itself is completely independent, d. i.e., does not receive any control signals from there either. It should also be trained in this way that short-term or long-lasting external voltages have no effect on their functional behavior and extremely high external voltages can be absorbed at least temporarily.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß die zweiten Verbraucher in Reihe mit der Primärwicklung eines Transformators den ersten Verbrauchern parallel geschaltet sind und daß den zweiten Verbrauchern je eine Sekundärwicklung des Transformators parallel geschaltet ist.The solution to this problem is that the second consumer in series with the primary winding of a transformer the first consumers are connected in parallel and that the second consumers each a secondary winding of the transformer is connected in parallel.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt im einzelnenEmbodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the drawing. It shows in detail

F i g. 1 einen Lichtsignalstromkreis mit einer Doppelfaden-Lampe, die bedarfsweise von Haupt- auf Nebenfaden umschaltbar ist, undF i g. 1 a light signal circuit with a double-filament lamp, which, if necessary, switches from main to secondary thread is switchable, and

F i g. 2 einen Lichtsignalstromkreis für zwei gleichzeitig anschaltbare Signallampen, die im Störungsfall ebenfalls von Haupt- auf Nebenfaden umschaltbar sind.F i g. 2 a light signal circuit for two signal lamps that can be switched on at the same time, which in the event of a fault can also be switched from main to secondary thread.

In F i g. I ist eine Signallampe L mit einem Hauptfaden H und einem Nebenfaden N dargestellt. Diese Signallampe wird vom Stellwerk über die Speiseleitungen 1 und 2 und die Sicherungen SX X und 512 mit Wechselstrom gespeist. Dabei schließt sich ein über einen Einstellwiderstand RX führender Stromkreis so-In Fig. A signal lamp L with a main thread H and a secondary thread N is shown. This signal lamp is fed with alternating current from the interlocking via feed lines 1 and 2 and fuses SX X and 512. This closes a circuit leading via a setting resistor RX so-

»ohl über den Hauptfaden Hah auch über den Nebenfuden N der Signallampe. Es leuchtet jedoch nur der Hauptfaden H auf, weil in den Speisestromkreis des Nebenfadens N die Primärwicklung P eines Transformators 7" geschaltet ist, die so oemessen ist, daß der flber den Nebenfaden fließende Speisestrom wesentlich unterhalb der Glühgrenze des Lampenfadens liegt.“Ohl over the main thread Hah also over the side floor N of the signal lamp. However, only the main filament H lights up because the primary winding P of a transformer 7 "is connected to the supply circuit of the secondary filament N, which is so measured that the feed current flowing over the secondary filament is significantly below the glow limit of the lamp filament.

Im folgenden ist angenommen, daß tier Hauptfaden H der Signallampe L durchgebrannt und der Nebenfaden Λ/der Signallampe wirksam sei. Der über die Spei- >° «leitungen 1 und 2 fließende Speisestrom nimmt ab, weil nun die hochohmige Primärwicklung P des Trans Ibrniators als zusätzliche Belastung im Stromkreis liegt. Dabei sinkt der Spannungsabfall am Einstellwiderstand Jf 1, so daß an der Primärwicklung P. die nicht nur sehr '5 viel hochohmiger als die Lampenfäden H bzw. N, sondern auch hochohmiger als der Einstellwiderstand Rl itt, eine Spannung liegt, die beispielsweise größer ist als die benötigte Lampenspannung. Der über die Primärwicklung des Transformators fließende Speisestrom reicht nicht aus, den Lampenfäden N zum Leuchten zu bringen. Um diesen Strom auf einen Wert oberhalb der Glühgrenze des Lampenfadens zu steigern, dient die Sekundärwicklung S des Transformators T. Der über die Primärwicklung P fließende Speisestrom induziert nämlich in der Sekundärwicklung des Transformators eine Spannung, die ihrerseits über den Nebenfaden N der Signallampe einen Strom treibt, der zusammen mit dem über die Primärwicklung fließenden Speisestrom ausreichend hoch ist, um den Lampenfaden zum l.euchten zu bringen. Durch geeignete Dimensionierung von Einstellwiderstand RX, Haupt- und Nebenfaden der Signallampe sowie Primär- und Sekundärwicklung des Transformators ist es möglich, die beim Defektwerden des Hauptfadens an der Sekundärwicklung und damit am Nebenfaden anliegende Spannung so zu bemessen, daß sie der vom Hersteller vorgeschriebenen Speisespannung der Signallampe entspricht.In the following it is assumed that the main thread H of the signal lamp L is burned out and the secondary thread Λ / the signal lamp is effective. The feed current flowing over the feed lines 1 and 2 decreases because the high-resistance primary winding P of the transformer is now an additional load in the circuit. The voltage drop across the setting resistor Jf 1 drops, so that the primary winding P. which is not only very high resistance than the lamp filaments H or N, but also higher resistance than the setting resistance Rl itt, a voltage that is greater than, for example the required lamp voltage. The feed current flowing through the primary winding of the transformer is not sufficient to make the lamp filament N glow. The secondary winding S of the transformer T is used to increase this current to a value above the glow limit of the lamp filament. The feed current flowing through the primary winding P induces a voltage in the secondary winding of the transformer, which in turn drives a current through the secondary filament N of the signal lamp which, together with the supply current flowing through the primary winding, is sufficiently high to light up the lamp filament. By suitably dimensioning the setting resistor RX, the main and secondary thread of the signal lamp and the primary and secondary winding of the transformer, it is possible to measure the voltage applied to the secondary winding and thus to the secondary thread when the main thread becomes defective so that it corresponds to the supply voltage prescribed by the manufacturer Signal lamp corresponds.

In F i g. 2 ist der Lichtsignalstromkreis für zwei gleichzeitig anschaltbare Signallampen LX und Ll dargestellt. Diese Signallampen besitzen je einen Hauptfaden HX bzw. Hl und einen Nebenfaden NX bzw. Nl. Die Speisung erfolgt vom Stellwerk über Speiseleilungcn 11 und 22, die über Sicherungen .921 und 522 mit einer nicht dargestellten Wechselstromquelle verbunden sind. Zur Einstellung des Lampenstromes bei intakten Hauptfäden dient ein Einstellwiderstand Rl. Dieser Widerstand ist so bemessen, daß bei intakten Hauptfäden über die Nebenfäden der Signallampen und die Wicklungen eines Transformators 71 Ströme unterhalb der Glühgrenze der Lampenfäden fließen, so daß tatsächlich nur die Hauptfäden HX und Hl der SignalLmpen wirksam sind. Brennt einer der Hauptfäden durch, dann sinkt der über die Speiseleitungen It und 22 fließende Speisestrom infolge der zusätzlichen Belastung durch den Transformator ab. Der Spannungsabfall am Einstellwiderstand Rl sinkt, während der Spannungsabfall an den Eingangsklemmen der Primärwicklung Pl des Transformators 7Ί ansteigt. Der über die Primärwicklung Pl fließende Speisestrom induziert in den Sekundärwicklungen Sl und 52 Spannungen, welche über die Nebenfäden NX bzw. /V2 der Signallampen Ll bzw. Ll Ströme in der Höhe der Betriebsströme der betreffenden Lampenfäden treiben.In Fig. 2 shows the light signal circuit for two signal lamps LX and Ll that can be connected at the same time. These signal lamps each have a main thread HX or Hl and a secondary thread NX or Nl. The power is supplied from the interlocking via power distribution units 11 and 22, which are connected via fuses 921 and 522 to an alternating current source (not shown). A setting resistor Rl is used to set the lamp current when the main filaments are intact . This resistance is dimensioned so that with intact main threads over the secondary threads of the signal lamps and the windings of a transformer 71 currents flow below the glow limit of the lamp threads, so that actually only the main threads HX and Hl of the signal lamps are effective. If one of the main threads burns out, then the feed current flowing via the feed lines It and 22 drops as a result of the additional load from the transformer. The voltage drop across the setting resistor Rl decreases, while the voltage drop across the input terminals of the primary winding Pl of the transformer 7Ί increases. The feed current flowing through the primary winding Pl induces voltages in the secondary windings S1 and 52, which drive currents via the secondary threads NX and / V2 of the signal lamps Ll and Ll at the level of the operating currents of the lamp threads concerned.

Brennt einer der angeschalteten Nebenfäden /Vl oder Nl durch, dann sinkt der Speisestrom auf den Speiseleitungen 11 und 22 um einen bestimmten Betrag, der durch die zusätzliche Belastung des Speisestrornkreises infolge Wirksamwerdens der betreffenden Sekundärwicklung Sl bzw. S2 des Transformators 71 bestimmt ist.If one of the connected secondary threads / Vl or Nl burns through, the feed current on the feed lines 11 and 22 falls by a certain amount, which is determined by the additional load on the feed circuit as a result of the relevant secondary winding S1 or S2 of the transformer 71 becoming effective.

Dadurch sinkt der Spannungsabfall am Vorwiderst and Rl und die Spannung an der Primärwicklung des Transformators steigt entsprechend an. Diese Spannungserhöhung an der Primärwicklung würde an der der Signallampe mit dem noch intakten Nchenladen zugeordneten Sekundärwicklung zu einer Erhöhung der Lampenspannung führen und der noch intakte Nebenfaden würde in kürzester Zeit ebenfalls durchbrennen. Um diese Spannungserhöhung zu kompensieren, wird die der Signallampe mit dem defekten Nebenfaden zugeordnete Sekundärwicklung beim Durchbrennen dieses Nebenfadens in den Primärstromkreis des Transformators einbezogen. Dadurch sinkt zwar nicht die Spannung an der Primärseite des Transformators; es ändert sich jedoch das Übersetzungsverhältnis zwischen Primär- und Sekundärwicklung des Transformators und die an der Sekundärwicklung für die Signallampe mit dem noch intakten Nebenfaden abgreifbare Spannung sinkt etwa auf den Wert der normalen Lampenspannung ab.This reduces the voltage drop across the series resistor and Rl and the voltage across the primary winding of the transformer increases accordingly. This increase in voltage on the primary winding would lead to an increase in the lamp voltage on the secondary winding assigned to the signal lamp with the still intact secondary store and the still intact secondary filament would also burn through in a very short time. In order to compensate for this increase in voltage, the secondary winding assigned to the signal lamp with the defective secondary thread is included in the primary circuit of the transformer when this secondary thread burns through. This does not reduce the voltage on the primary side of the transformer; However, the transformation ratio between the primary and secondary winding of the transformer changes and the voltage that can be tapped on the secondary winding for the signal lamp with the secondary thread that is still intact drops to approximately the value of the normal lamp voltage.

Die Erfindung ist nicht beschränkt auf die Anwendung bei Lichtsignalstromkreisen im Eisenbahnwesen, sondern kann zweckmäßig überall dort eingesetzt werden, wo beim Defektwerden von beliebigen Verbrauchern auf eine entsprechende Ersatzlast umgeschaltet werden soll, und sie ist auch dort einsetzbar, wo bei einem betriebsbedingten oder störungsbedingten Auftrennen eines Stromkreises ein anderer Stromkreis geschlossen werden soll.The invention is not limited to use in light signal circuits in railways, but can be used appropriately wherever any consumers become defective to be switched to a corresponding equivalent load, and it can also be used where at an operational or malfunction-related disconnection of a circuit, another circuit is closed shall be.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Circuit arrangement for koniaküosen uninterruptible switching from first AC-powered consumers to second AC-powered consumers when the first consumer becomes powerless, especially for light signals in railways, in which when the main thread of a signal lamp burns through, an associated secondary thread should be able to be switched on, characterized in that the second consumers (N in Fig. 1) in series with the primary winding (P) of a transformer (T) the first consumers (H) are connected in parallel and that each of the second consumers has a secondary winding (S) of the transformer in parallel is switched.

2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the windings (S or

P) of the transformer have a higher resistance than the thin parallel-connected consumers (N or H).

3. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that for setting the feed current flowing through the first consumer (H) in the feed lines (1, 2) of these consumer setting resistors (RX) are included which are higher than the consumer (H or N), but with a lower resistance than the primary winding (P) of the transformer (T).

4. Circuit arrangement according to claim 1, in which the consumers consist of several individual consumers, characterized in that the first and second individual consumers (Hi and H2 or NX and / V2 in FIG. 2) are each connected in series and that The two individual consumers (N \ and N2) each have a secondary winding (S ¹ I or 52J of the transformer (T \) connected in parallel, whose primary winding (PX) is in series with the second individual consumers (N \ and N2) first individual consumers (HX and H2) is connected in parallel.