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Die Erfindung betrifft Meldeeinrichtungen zur Fehlerortung in zwei- oder mehrseitig gespeisten Wechselstrom-Leitungsanlagen, insbesonders Bahnfahrleitungsanlagen, bei denen in einem der beiden Leiter in vorgegebenen Teilabschnitten Anzeigeeinrichtungen angeordnet sind, die bei Vorliegen eines Kurzschlusses auf einer Seite des Leitungsnetzes bis zum Fehlerort in Meldestellung gehen, wogegen sie auf der andern Netzseite in der Ruhestellung verbleiben.
Bekannt sind Einrichtungen, bei welchen das Leiterseil um einen Isolator gelegt wird, in dessen Innerem magnetfeldabhängig geschaltete Schutzgasrelais angeordnet sind. Bei Vorliegen eines Kurzschlusses sprechen alle zwischen Speisestelle und Kurzschlussort gelegenen Anzeigeeinrichtungen an, deren Ansprechwert unter dem Kurzschlussstrom liegt. Diese Anzeigeeinrichtungen haben den Nachteil, dass sie nur in einseitig gespeisten Leitungsanlagen ihre Aufgabe eindeutig erfüllen können. Bei mehrseitiger Speisung eines Leitungsabschnittes sprechen alle Anzeigeeinrichtungen beidseits der Fehlerstelle an, wenn die von beiden beidseits der Fehlerstelle gelegenen Speisestellen zum Fehlerort fliessenden Ströme den Ansprechwert überschreiten.
Bekannt sind auch Einrichtungen, die mit wattmetrischen Relaiseinrichtungen den immer zur Fehlerstelle gerichteten Leistungsfluss bestimmen, indem sie die Leistungsrichtung aus dem Produkt des Strom- und Spannungswertes ermitteln. Diese Einrichtungen haben den Nachteil, dass sie Strom- und Spannungswerte von vorgeschriebener Mindestmessgenauigkeit und Mindestleistung erfordern, die dafür notwendigen Messwandler kostspielig sind und entsprechend grossen Einbauplatz benötigen.
Die Nachteile werden erfindungsgemäss dadurch behoben, dass die beidseits der Fehlerstelle immer entgegengesetzte Leistungsflussrichtung an jedem Messort der Teilabschnitte des Leitungssystems mit Hilfe der Zeitdifferenz zwischen Spannungs- und Stromnulldurchgang bestimmt wird, indem der Setzeingang eines bistabilen Speichers über eine Diode an einen Spannungsausgang, der Löscheingang dagegen, ebenfalls über eine Diode, an den Stromausgang eines an sich bekannten, die Spannung und den Strom in der Leitungsanlage erfassenden Messteiles der in den Leitungsstromkreis eingebauten Anzeigeeinrichtung geschaltet sind und der Ausgang des Speichers über ein auf einen Grenzwert einstellbares Zeitmessglied, z.
B. eine integrierende RC-Schaltung, mit einer dem Kondensator parallelgeschalteten, einen bestimmten Grenzwert aufweisenden Zenerdiode, die im Signalstromkreis eines optischen und bzw. oder akustischen Meldegerätes liegt, mit einem Signalkreis verbunden ist.
In weiterer Folge der Erfindung wird der Setzeingang des bistabilen Speichers an den Ausgang einer das Spannungssignal und das bei Auftreten eines Fehlers in der überwachten Leitung einsetzende Kurzschlusssignal verknüpfenden UND-Schaltung geführt, womit erreicht wird, dass die Meldeeinrichtung nur im Fehlerfall aktiv arbeitet.
Im folgenden wird die Schaltungsanordnung an Hand der Zeichnungen als Ausführungsbeispiel erläutert.
In Fig. 1 ist das Netzbild gezeichnet. Die schraffierten Kreise stellen die Meldeeinrichtungen in den Teilabschnitten im Leitungsnetz, die Pfeile die zum Kurzschlussort weisenden Leistungsrichtungen dar. Fig. 2 zeigt die Schaltungsanordnung einer Meldeeinrichtung mit dem digitalen Signaleingang--K--bei Vorliegen eines Kurzschlusses und den Analogeingängen--U--für die Spannung und-J--für den Strom des überwachten Leitungsnetzes an den einzelnen Meldeorten in den Teilabschnitten des Netzes.
Beispielsweise werden die Signaleingänge mit den, an sich bekannten Kurzschlussanzeige-Einrichtungen mit in einem Hohlisolator eingebauten, mit dem Leitungsstrom induktiv gekoppelten Schutzgasrelais, die das Signal--K--abgeben, wobei zusätzlich im Isolatorfuss ein Kapazitätsring zur Abnahme des Spannungssignals--U--und im Isolatorinneren eine mit dem Leiter induktiv gekoppelte Spule zur Abnahme des Stromsignals--J--erfasst.
Fig. 3 zeigt den zeitlichen Verlauf der Strom-und Spannungs-Momentanwerte--u und i-der überwachten Leitungsanlage sowie der Signalausgänge für die beiden, den Fehlerort unmittelbar begrenzenden Meldeeinrichtungen an.
Bei Eintritt eines Fehlers zur Zeit--tk--erhält ein bistabiler Speicher --3-- über den im Messteil der Meldeeinrichtung eingebauten Schutzgaskontakt vom Eingang--K-ein Eingangssignal--ej--, worauf das Ausgangssignal dieses Speichers von 0 auf 1 kippt. Sobald die Wechselspannung--u--positiv ist, wird die Sperrdiode--l--leitend und eine logische UND-Verknüpfung-4--der Signale--K und U--ihr Ausgangssignal--a--den Wert 1 annehmen, und solange der Momentanwert des Stromes--i--negativ ist, den Ausgang eines zweiten bistabilen Speichers --5-- ebenfalls auf den Wert 1 kippen.
Das Ausgangssignal --äs-- des Speichers--5--behält so lange den Wert 1, bis durch Erreichen eines positiven Momentanwerte des Stromes--i--die Sperrdiode--2--leitend wird und das Eingangssignal --e3 -- den Speicher --5--
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=- über den Serien-Widerstand R + Re-
Eine Messeinrichtung der Ladespannung--uc--des Kondensators (hier beispielsweise eine Zenerdiode --Z-) spricht an, sobald deren Ansprechspannung --Uz-- überschritten wird, das Eingangssignal--04kippt den Haltespeicher des Zeitintegrators in die Stellung a4 = 1.
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Sind die Stromwerte um weniger als eine Halbperiode zur Wechselspannung zeitlich nacheilend verschoben, bleibt die Ladespannung--u,--unter dem Ansprechwert-Uz--, der Ausgang-a--des Haltespeichers behält seinen logischen Wert 0, der Endausgang der Meldeeinrichtung bleibt in seiner Ruhestellung. Die in bezug auf den Fehlerort auf der andern Leitungsseite gelegenen Meldeeinrichtungen haben bei gleicher Phasenlage der Wechselspannung zufolge der entgegengesetzten Leistungsrichtung eine um eine Halbperiode verschobene
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--5-- behältKondensators--C--überschreitet den Grenzwert--Uz--und diese Meldeeinrichtungen gehen daher in Meldestellung. Aus den divergierenden Meldungen der zu einem Teilabschnitt gehörenden Meldeeinrichtungen ist der den Fehlerort eingrenzende Teilabschnitt eindeutig erfasst.
Mit den Restsignalen--rl und r2--werden die Anzeigeeinrichtungen wieder in die Ausgangslage gebracht.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Meldeeinrichtungen zur Fehlerortung in zwei- oder mehrseitig gespeisten Wechselstrom-Leitungsanlagen, insbesondere Bahnfahrleitungsanlagen, bei denen in einem der beiden Leiter in vorgegebenen Teilabschnitten Anzeigeeinrichtungen angeordnet sind, die bei Vorliegen eines Kurzschlusses auf einer Seite des Leitungsnetzes bis zum Fehlerort in Meldestellung gehen, wogegen sie auf der andern Netzseite in der Ruhestellung verbleiben,
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einen Spannungsausgang (U), der Löscheingang dagegen, ebenfalls über eine Diode (2), an den Stromausgang (J) eines an sich bekannten, die Spannung und den Strom in der Leitungsanlage erfassenden Messteiles der Meldeeinrichtung geschaltet sind, und der Ausgang des Speichers (5) über ein, auf einen Grenzwert einstellbares Zeitmessglied (6), z.
B. eine integrierende RC-Schaltung, mit einer dem Kondensator (C) parallelgeschalteten, einen bestimmten Grenzwert aufweisenden Zenerdiode (Z), die im Signalstromkreis eines optischen und bzw. oder akustischen Meldegerätes liegt, mit einem Signalkreis verbunden ist.
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