Sicherheitsschaltung für Quecksilberdampflampen Quecksilberdampflampen sind wegen ihres hohen Wirkungsgrades für die Beleuchtung von Strassen und Plätzen sehr geeignet. Sie haben aber den Nachteil, dass sie nach einem Ausfallen der Netzspannung .oder auch nur nach einer momentanen, etwa durch ein Gewitter verursachten starken Senkung der Netz spannung, die ein Löschen der Lampe zur Folge hat, längere Zeit brauchen, bis sie wieder richtig zu arbeiten beginnen, auch wenn die Netzspannung längst wieder den Normalwert erreicht hat.
Es ist eine Sicherheitsschaltung für Quecksilber dampflampen (kurz Hg-Lampen ) bekannt, in wel cher Schaltung eine im Kontaktstromkreis eines Re lais liegende Glühlampe vorgesehen ist, die nach einem kurzzeitigen Ausfall der normalen Netzspan nung während der Abkühlperiode der Hg-Lampe als Ersatzlichtquelle dient. Diese Schaltung hat aber den Nachteil, dass die Glühlampe praktisch nur während der Abkühlperiode der Hg-Lampe brennt, d. h. die Glühlampe löscht sofort nach Wiederzünden der Hg-Lampe aus.
Die Hg-Lampe gibt aber vorerst nur wenige Prozente des normalen Lichtstromes ab und erreicht erst nach einigen Minuten wieder die volle Leuchtkraft. Mit dieser Sicherheitsvorrichtung ergibt sich also der Nachteil, dass nach kurzzeitigem Ausfall der normalen Netzspannung zwar von der Glühlampe wieder Licht zur Verfügung steht, dass aber nach Wiederzünden der Hg-Lampe für etwa eine Minute praktisch gar kein Licht mehr vorhanden ist und nach dieser Zeit die Hg-Lampe nur langsam an Leuchtkraft zunimmt, um erst nach einer Anlauf periode von etwa vier Minuten den vollen Lichtstrom wieder zu erreichen.
Es sind auch schon Sicherheitsschaltungen vor geschlagen worden, mit denen obiger Nachteil ver mieden werden sollte. Diese Schaltungen haben sich aber nicht bewährt, indem sie in der Praxis eine ausserordentlich heikle Einstellung eines Relais er forderlich machten. Wenn man bedenkt, dass die Relais von derartigen Sicherheitsschaltungen grossen Temperaturschwankungen ausgesetzt sind, wobei der Widerstandswert der Relaiswicklung und somit der Erregerstrom bei sonst gleichen Bedingungen sich erheblich ändert, ist es verständlich, dass eine bei einer bestimmten Aussentemperatur vorgenommene Relaiseinstellung bei einer anderen Aussentemperatur nicht mehr stimmte, was zur Folge hatte,
dass die Glühlampe oft dauernd brannte oder äber beim Aus fallen der Netzspannung gar nicht eingeschaltet wurde und somit ihren Zweck nicht erfüllte.
Die Sicherheitsschaltung nach der Erfindung ver meidet diesen Nachteil dadurch, dass das Relais zwei Wicklungen aufweist, von denen die eine über Gleich richtungsmittel von der an der Hg-Lampe auftreten den Spannung gespeist wird, während die andere ebenfalls über Gleichrichtungsmittel von einer Span nung gespeist wird, die von einer mit der Hg-Lampe in Serie liegenden Impedanz abgeleitet ist, wobei die durch diese Wicklungen fliessenden Ströme in ent gegengesetztem Magnetisierungssinne auf den Relais kern einwirken, derart,
dass beim kurzzeitigen Ausfall der Netzspannung das Relais während der Abkühl- periode der Hg-Lampe durch die eine Wicklung und während ihrer auf die Wiederzündung folgenden Anlaufperiode durch die andere Wicklung erregt wird und seinen im Stromkreis der Glühlampe liegen den Kontakt schliesst, während nach erheblicher Zu nahme der Helligkeit der Hg-Lampe die Wirkungen der durch diese Wicklungen fliessenden Ströme sich so weit aufheben, dass das Relais abfällt und seinen Kontakt öffnet.
In der einzigen Figur der Zeichnung ist ein Aus führungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes darge- stellt. Die dargestellte Sicherheitsschaltung weist eine Hg-Lampe 1 von z. B. 12 000 Lumen bei 250 Watt auf, die in Serie mit einer Drosselspule 2 zwischen zwei Eingangsklemmen 3 und 4 geschaltet ist, die über einen nicht dargestellten Schalter an das übliche Niederspannungsnetz von 220 V, 50 Hz angeschlos sen werden können. Parallel zu der Serieschaltung der Elemente 1 und 2 ist eine Glühlampe 5 von z. B. 8000 Lumen über einen Kontakt r eines Relais R an die Klemmen 3 und 4 angeschlossen, wobei dieser Kontakt r bei normalem Betrieb offen ist.
Parallel zur Hg-Lampe 1 ist die Serieschaltung eines nahezu temperaturunabhängigen Widerstandes 6, z. B. aus Konstanten, und einer Gleichrichterbrücke 7 angeordnet, welch letztere eine erste Wicklung 8 des Relais R mit Gleichstrom speist. Parallel zur Drosselspule 2 ist die Serieschaltung eines nahezu temperaturunabhängigen Widerstandes 9 und einer Gleichrichterbrücke 10 angeordnet, welch letztere eine zweite Wicklung 11 des Relais R mit Gleich strom speist. Die beiden Relaiswicklungen 8 und 11 sind so geschaltet, dass die durch sie fliessenden Ströme den Relaiskern in einander entgegengesetzten Richtungen zu magnetisieren suchen.
Die einander gleichen Widerstände 6 und 9 haben einen Wider standswert, der erheblich grösser ist als derjenige der ebenfalls einander gleichen Wicklungen 8 und 11, z. B. etwa dreimal grösser, so dass die durch letztere fliessenden Ströme nur wenig von der Temperatur abhängen, der das Relais R ausgesetzt ist.
Die beschriebene Schaltung arbeitet wie folgt: Im normalen Betrieb beträgt der Spannungsabfall an der Hg-Lampe beispielsweise etwa 150 V und der um nahezu<B>901,</B> dazu phasenverschobene Spannungs abfall an der Drosselspule 2 ebenfalls etwa 150 V. Die Gleichströme, welche die Relaiswicklungen 8 und 11 durchfliessen, heben sich in ihrer Wirkung auf den Relaiskern nahezu auf, so dass sich der Relaisanker in seiner Ruhelage befindet und der Kontakt r offen ist.
Wenn die Netzspannung für einen kurzen Moment aussetzt, erlischt sofort die Hg-Lampe 1, die bei der Rückkehr der Spannung 'bekanntlich erst wieder zündet, wenn sich das Quecksilber abgekühlt hat und der Druck in der Lampe durch Kondensation der Quecksilberdämpfe weit unter den im normalen Betrieb herrschenden Druck gefallen ist. Da der Strom in der Serieschaltung 1, 2 unterbrochen ist, herrscht nun die ganze Spannung von 220 V an den Klemmen der Hg-Lampe 1, so dass der von der Gleichrichterbrücke 7 der Wicklung 8 gelieferte Strom stark zunimmt, der von der Gleichrichter brücke 10 der Wicklung 11 gelieferte Strom dagegen verschwindet.
Infolgedessen spricht das Relais R an, der Kontakt r wird geschlossen und die Glühlampe 5 wird als Ersatzlichtquelle eingeschaltet.
Wenn die Hg-Lampe 1 sich nach etwa 3-4. Minuten genügend abgekühlt hat und wieder zündet, fällt die Spannung an dieser Lampe plötzlich auf einen sehr kleinen Wert, während der durch dieselbe fliessende Strom sehr gross wird. Infolgedessen wird der Spannungsabfall an der Drosselspule 2 sehr gross, und dementsprechend wird der durch die Wicklung 11 fliessende Strom viel grösser als der durch die Wicklung 8 fliessende Strom, so dass das Relais R erregt und dessen Kontakt r geschlossen bleibt. Während der nun folgenden Anlaufperiode von 2-3 Minuten nehmen Temperatur, Dampfdruck, Lichtstärke und Spannung der Hg-Lampe 1 zu, während der Strom kleiner wird. Während dieser Zeit bleibt die Glühlampe 5 immer noch in Betrieb und wirkt als Zusatzlichtquelle.
Wenn die Lichtstärke der Hg-Lampe etwa 60-80 % ihres Normalwertes er- reicht, nähern sich die gegenläufigen Spannungs abfälle an der Hg-Lampe 1 und der Drosselspule 2 so weit ihren normalen Betriebswerten von etwa 150 V, dass die Differenz der Magnetisierungswirkun- gen der Wicklungen 8 und 11 nicht mehr genügt, um das Relais R zu erregen; das Relais fällt ab, der Kontakt r wird geöffnet und die Glühlampe 5 wird ausgeschaltet.
Wenn die Schaltung aus dem Ruhezustand an das Netz angeschlossen wird, so verhält sie sich ähnlich wie beim Wiederzünden nach einem momen tanen Spannungsausfall, nur dass selbstverständlich die Abkühlperiode der Hg-Lampe 1 wegfällt.
Die vorliegende Schaltung ist ausserordentlich einfach und betriebssicher und bedarf keiner heiklen Einstellung des Relais R. Man kann die Schaltung sogar unverändert lassen, wenn man die Hg-Lampe 1 gegen eine Hg-Lampe anderer Leistung austauscht, beispielsweise in einem Bereich von 80-1000 Watt der üblichen Hg-Lampen. Da die beiden Relais wicklungen 8 und<B>11</B> derselben Temperatur aus gesetzt sind, ist die Schaltung auch weitgehend temperaturunempfindlich, wenn man von den relativ grossen temperaturempfindlichen Gleichrichterbrük- ken 7 und 10 absieht, indem dieselben nur zur Ver minderung von Temperatureffekten zweiter Ordnung dienen.
Selbstverständlich ist es gleichgültig, ob die Widerstände 6 und 10 den Gleichrichterbrücken 7 und 10 vor- oder nachgeschaltet sind, wobei letztere prinzipiell auch durch Einweggleichrichter ersetzt werden können.
Selbstverständlich können die Wicklungen 8 und 11 bzw. die Widerstände 6 und 9 auch voneinander verschieden sein, ebenso wie das Verhältnis der im Betrieb an der Hg-Lampe 1 und der Drosselspule 2 auftretenden Spannungsabfälle nicht nahezu 1 : 1 zu 'betragen braucht. Es ist klar, dass man die Gleich richterbrücke 10 auch an die Sekundärwicklung eines Transformators anschliessen kann, dessen Primär wicklung mit der Hg-Lampe 1 in Serie liegt, oder die Eingangsspannung der Gleichrichterbrücke in anderer Weise von einer beliebigen mit der Hg-Lampe in Serie liegenden Impedanz ableiten kann. Die vor liegende Schaltung dürfte aber praktisch vorzuziehen sein.
Safety circuit for mercury vapor lamps Because of their high efficiency, mercury vapor lamps are very suitable for illuminating streets and squares. However, they have the disadvantage that after a mains voltage failure or only after a momentary sharp drop in the mains voltage caused by a thunderstorm, for example, which causes the lamp to be extinguished, it takes a longer time to properly close again start working even after the mains voltage has long since returned to normal.
There is a safety circuit for mercury vapor lamps (mercury lamps for short) known, in wel cher circuit an incandescent lamp lying in the contact circuit of a relay is provided, which serves as a substitute light source after a brief failure of the normal mains voltage during the cooling period of the Hg lamp. However, this circuit has the disadvantage that the incandescent lamp only burns practically during the cooling period of the Hg lamp, i. H. the incandescent lamp extinguishes immediately after reigniting the Hg lamp.
However, the Hg lamp initially only emits a few percent of the normal luminous flux and only reaches full luminosity after a few minutes. With this safety device there is the disadvantage that after a brief failure of the normal mains voltage, light is available again from the incandescent lamp, but that after reignition of the Hg lamp there is practically no light at all for about a minute and after this time the Hg lamp only slowly increases in luminosity, only to achieve full luminous flux again after a start-up period of around four minutes.
Safety circuits have also been proposed with which the above disadvantage should be avoided. However, these circuits have not proven themselves by making an extremely delicate setting of a relay he required in practice. If you consider that the relays of such safety circuits are exposed to large temperature fluctuations, with the resistance value of the relay winding and thus the excitation current changing significantly under otherwise identical conditions, it is understandable that a relay setting made at a certain outside temperature is no longer at a different outside temperature agreed, which resulted in
that the incandescent lamp often burned continuously or was not switched on at all when the mains voltage failed and thus did not serve its purpose.
The safety circuit according to the invention avoids this disadvantage in that the relay has two windings, one of which is fed via rectifying means from the Hg lamp occurring the voltage, while the other is also fed from a voltage via rectifying means , which is derived from an impedance in series with the Hg lamp, the currents flowing through these windings acting on the relay core in opposite directions of magnetization, such as
that in the event of a brief failure of the mains voltage, the relay is energized by one winding during the cooling period of the Hg lamp and by the other winding during its start-up period following the reignition and that its contact closes in the electric circuit of the incandescent lamp, while after a considerable closing If you took the brightness of the Hg lamp, the effects of the currents flowing through these windings cancel each other out to such an extent that the relay drops out and opens its contact.
In the single figure of the drawing, an exemplary embodiment of the subject matter of the invention is shown. The safety circuit shown has an Hg lamp 1 of z. B. 12 000 lumens at 250 watts, which is connected in series with a choke coil 2 between two input terminals 3 and 4, which can be ruled out via a switch, not shown, to the usual low-voltage network of 220 V, 50 Hz. In parallel with the series connection of elements 1 and 2, an incandescent lamp 5 of z. B. 8000 lumens connected via a contact r of a relay R to terminals 3 and 4, this contact r being open during normal operation.
In parallel with the Hg lamp 1, the series circuit of an almost temperature-independent resistor 6, for. B. of constants, and a rectifier bridge 7 is arranged, which latter feeds a first winding 8 of the relay R with direct current. In parallel with the choke coil 2, the series circuit of an almost temperature-independent resistor 9 and a rectifier bridge 10 is arranged, the latter feeding a second winding 11 of the relay R with direct current. The two relay windings 8 and 11 are connected in such a way that the currents flowing through them seek to magnetize the relay core in opposite directions.
The same resistors 6 and 9 have a resistance value that is significantly greater than that of the similar windings 8 and 11, for. B. about three times larger, so that the currents flowing through the latter depend only slightly on the temperature to which the relay R is exposed.
The circuit described works as follows: In normal operation, the voltage drop across the Hg lamp is approximately 150 V, for example, and the voltage drop across the choke coil 2, which is phase-shifted by almost 901, is also approximately 150 V. The direct currents which flow through the relay windings 8 and 11, in their effect on the relay core almost cancel each other out, so that the relay armature is in its rest position and the contact r is open.
If the mains voltage fails for a brief moment, the Hg lamp 1 goes out immediately, which, as is well known, only re-ignites when the voltage returns when the mercury has cooled down and the pressure in the lamp is far below normal levels due to condensation of the mercury vapors Operation prevailing pressure has fallen. Since the current in the series circuit 1, 2 is interrupted, the entire voltage of 220 V now prevails at the terminals of the Hg lamp 1, so that the current supplied by the rectifier bridge 7 of the winding 8 increases sharply, that of the rectifier bridge 10 The current supplied to the winding 11, however, disappears.
As a result, the relay R responds, the contact r is closed and the incandescent lamp 5 is switched on as a substitute light source.
When the Hg lamp 1 turns off after about 3-4. Minutes after it has cooled down enough and ignites again, the voltage across this lamp suddenly drops to a very small value, while the current flowing through it becomes very large. As a result, the voltage drop across the choke coil 2 is very large, and accordingly the current flowing through the winding 11 is much greater than the current flowing through the winding 8, so that the relay R is energized and its contact r remains closed. During the start-up period of 2-3 minutes that follows, the temperature, vapor pressure, light intensity and voltage of the Hg lamp 1 increase while the current decreases. During this time, the incandescent lamp 5 still remains in operation and acts as an additional light source.
When the light intensity of the Hg lamp reaches about 60-80% of its normal value, the opposing voltage drops across the Hg lamp 1 and the choke coil 2 approach their normal operating values of about 150 V so that the difference in the magnetization effects gene of the windings 8 and 11 is no longer sufficient to energize the relay R; the relay drops out, the contact r is opened and the incandescent lamp 5 is switched off.
When the circuit is connected to the mains from the idle state, it behaves in a similar way to reignition after a momentary power failure, except that of course the cooling period of the Hg lamp 1 is omitted.
The present circuit is extremely simple and reliable and does not require any delicate setting of the relay R. The circuit can even be left unchanged if the Hg lamp 1 is exchanged for an Hg lamp with a different power, for example in a range of 80-1000 watts the usual mercury lamps. Since the two relay windings 8 and 11 are set to the same temperature, the circuit is also largely insensitive to temperature, if one disregards the relatively large temperature-sensitive rectifier bridges 7 and 10, in that they are only used to reduce Second order temperature effects are used.
Of course, it does not matter whether the resistors 6 and 10 are connected upstream or downstream of the rectifier bridges 7 and 10, it being possible in principle to replace the latter with half-wave rectifiers.
Of course, the windings 8 and 11 or the resistors 6 and 9 can also be different from one another, just as the ratio of the voltage drops occurring during operation at the Hg lamp 1 and the choke coil 2 need not be nearly 1: 1. It is clear that the rectifier bridge 10 can also be connected to the secondary winding of a transformer whose primary winding is in series with the Hg lamp 1, or the input voltage of the rectifier bridge in some other way from any of the Hg lamps in series can derive lying impedance. The circuit shown here should be preferable in practice.