CIRCUIT ARRANGEMENT FOR A DISCHARGE LAMP

Abstract: 1. Circuit arrangement for a discharge lamp which, in power-system operation, can be operated via a ballast from an alternating-voltage supply system and, in emergency power operation, can be supplied from a battery via an inverter, characterized in that a coil with a ferrite core (2) is arranged in series with the ballast (5), which coil is designed by means of its winding in such a manner that it operates in its saturation region during operation with low-frequency power-system current and in the linear region of its magnetization curve during operation with higher-frequency emergency power.

Description: Schaltungsanordnung für eine Entladungslampe Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung für eine Entladungslampe gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine solche Schaltungsanordnung ist aus Sturm, "Vorschaltgeräte und Schaltungen für Niederspannungs-Entladungslampen", 5. Auflage, 197ei, Verlag Girardet, Essen, Seite 338, Bild 2.1-267 unter dem Begriff Sicherheitsleuchte bekannt. Im Zusammenhang mit explosions- und schlagwettergeschützten Leuchten ist es aus der genannten Veröffentlichung, Seite 164, Position 5 weiterhin bekannt, ein induktives Vorschaltgerät in Reihe mit einem Kompensationskondensator zu schalten. Aus Seite 554, Mitte der genannten Veröffentlichung ist es bekannt, dass die von Entladungslampen erzeugten hochfrequenten Störspannungen über die AnschluRleitungen fortgeleitet und von ihnen verbreitet werden. Zur Unterdrückung höherfrequenter Störsignale ist es allgemein bekannt, entsprechende Filter (Hochpass, Tiefpass, Band paR) einzusetzen. Beispielsweise kann ein RC-Filter zur Reduzierung von Netzrückwirkungen beim Betrieb von Ent ladungslampen mit Hilfe eines batteriegespeisten Wech selrichters zwischen die Wechselspannungs-Anschluss klemmen der Sicherheitsleuchte geschaltet werden. Im Notstrombetrieb wird bei Kurzschliessen der Klemmen ein Strom über das Vorschaltgerät und den Kompensations kondensator hervorgerufen, der ein zündfähiges Gas gemisch zur Explosion bringen kann. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine zum Einsatz in explosionsgefährdeten Räumen geeignete Schaltungsanordnung für eine Entladungslampe der ein gangs genannten Art anzugeben, die bei Notstrombetrieb einen möglichen Klemmenkurzschlussstrom auf einen eigen sicheren Wert begrenzt, auch wenn durch anormale Be triebszustände, wie Windungsschluss oder Körperschluss im Vorschaltgerät, deaktivierte oder fehlende Entladungs lampe ein Ansteigen des Stromes zu erwarten wäre. Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeich neten Merkmale gelöst. Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen ins besondere darin, dass durch die Unterdrückung unzuläs siger Ströme eine explosionsgeschützte Sicherheits leuchte geschaffen wird. Die Schaltungsanordnung ist dabei wenig aufwendig aufgebaut und preiswert herstell bar. Der eingesetzte Schalenferritkern verursacht während des Netzbetriebes der Entladungslampe keine Beeinträchtigung. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden anhand der Zeichnung erläutert. In der Zeichnung ist eine Entladungslampe 1 gezeigt, die sowohl im Netzbetrieb als auch im Notstrombetrieb betreibbar ist. Die erste Klemme der Entladungslampe 1 ist mit der Reihenschaltung eines Schalenferritkern 2 (Ferrit - nichtmetallischer Magnetwerkstoff), eines Kompensationskondensators 3 und eines Vorschaltgerätes 5 verbunden. Das Vorschaltgerät 5 ist andererseits an den Pol L eines Wechselspannungsversorgungsnetzes angeschlossen. Die zweite Klemme der Entladungslampe 1 ist direkt mit dem Pol N des Wechselspannungsversorgungsnetzes verbunden. Zwischen den Polen L, N des Wechselspannungsversorgungsnetzes ist die Reihenschaltung eines Widerstandes 6 mit einem Kondensator 7 angeordnet. Widerstand 6 und Kondensator 7 bilden ein RC-Filter 8. Das Filter 8 dient zur Reduzierung von Netzrückwirkungen bei Notstrombetrieb der Entladungslampe 1, d.h. höherfrequente elektrische Störsignale werden unterdrückt (Funkstörschutzmassnahme). Die beiden Klemmen der Entladungslampe 1 sind ferner mit einer Batterie 9 über einen Wechselrichter 10 verbunden. Batterie 9 und Wechselrichter 10 bilden zusammen mit eventuell weiteren Baueinheiten (z.B. Ladegerät für Batterie, Netzüberwachungs- und Umschaltstufe) eine Notstromversorgungseinrichtung 11. Der Netzbetrieb der Entladungslampe 1 erfolgt über die Pole L, N des Wechselspannungsversorgungsnetzes, das Vorschaltgerät 5, den Kompensationskondensator 3 und den Schalenferritkern 2. Bedingt durch die Hochpasscharakteristik des RC-Filters 8 weist die Impedanz des Filters 8 bei Betrieb mit Netzfrequenz 50 Hz einen sehr hohen Wert auf, d.h. der über das Filter 8 fliessende Strom ist bei Netzbetrieb sehr gering. Der Schalenferritkern 2 ist so ausgelegt, dass bei flie ssendem Netzstrom (f = 50 Hz) die magnetische Induktion des Kernes so hoch wird, um den magnetischen Fluss zu sättigen. Die Impedanz des Schalenferritkerns 2 setzt sich dann fast ausschliesslich aus dem ohmschen Anteil des Spulendrahtes des Kerns zusammen, der sehr gering ist. Bei Netzbetrieb wird der fliessende Netzstrom durch den Einsatz des Schalenferritkerns 2 deshalb kaum begrenzt und beeinträchtigt. Der Notstrombetrieb der Entladungslampe 1 erfolgt über den Wechselrichter 10 aus der Batterie 9. Der Wechselrichter 10 bildet aus dem Batterie-Gleichstrom einen hochfrequenten Wechselstrom (z.B. f = 10 kHz). Durch die Überbrückung der Pole L, N des Wechselspannungsnetzes mittels des RC-Filters 8 wird im Notstrombetrieb zwar die an den Polen L, N anliegende Spannung vermindert bzw. begrenzt, nicht jedoch ein möglicher Kurzschlussstrom zwischen den Polen. Infolge der Hochpass-Charakteristik des Filters 8 weist die Impedanz bei Betrieb mit dem hochfrequenten Notstrom einen sehr niedrigen Wert auf. Bei Auftreten eines anormalen Betriebszustandes, d.h. bei einer deaktivierten oder fehlenden Entladungslampe 1 oder bei einem Windungsoder Körperschluss im Vorschaltgerät 5, wird der Kurzschlussstrom durch den Schalenferritkern 2 begrenzt. Der Schalenferritkern 2 besitzt eine mittels einer Wicklung eingeprägte Strom-Spannungs-Charakteristik, die im Netzbetrieb keine Beeinflussung des Stromes hervorruft, im Notstrombetrieb für den Kurzschlussstrom jedoch eine grosse Impedanz darstellt. Der Schalenferritkern 2 ist so ausgelegt, dass er bei fliessendem Notstrom (f = 10 kHz) im linearen Teil der Magnetisierungskurve arbeitet. Damit wird die strombegrenzende Induktivität voll wirksam. Auch bei Auftreten eines anormalen Betriebszustandes kann es deshalb nicht zur Ausbildung eines zündfähigen Kurzschlussstromes kommen. Durch die Begrenzung des Kurzschlussstromes werden Zündquellen im explosionsgefährdeten Bereich vermieden. Der Schalenferritkern 2 kann zusammen mit dem Kompensationskondensator 3 in einer Baueinheit integriert werden. Beispielsweise kann der Schalenferritkern 2 in den Becher des Kondensators 3 eingebracht werden und diese Anordnung erhält zweckmässigerweise die Zündschutzart Sandkapselung q nach VDE 0171, Teil 1/12.70 (siehe hierzu z.B. Sturm "Vorschaltgeräte .... n, Seite 160). Da der Kompensationskondensator 3 vielfach schon diese Schutzart besitzt, ist somit kein Mehraufwand an Bauteilen erforderlich. Diese Anordnung Schalenferritkern 2 plus Kompensationskondensator 3 kann auch nachträglich in alle vorhandenen Notleuchten im Austausch gegen den vorhandenen Kondensator eingebaut werden , um einen eigensicheren Kreis zu erhalten.

Claims: Ansprüche 1. Schaltungsanordnung für eine Entladungslampe, die im Netzbetrieb über ein Vorschaltgerät aus einem Wechselspannungsversorgungsnetz betreibbar sowie im Notstrombetrieb über einen Wechselrichter aus einer Batterie speisbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass in Serie zum Vorschaltgerät (5) ein Ferritkern (2) angeordnet ist, der mittels seiner Wicklung so ausgelegt ist, dass er bei Betrieb mit niederfrequentem Netzstrom im Sttigungsbereich und bei Betrieb mit höherfrequentem Notstrom im linearen Bereich seiner Magnetisierungskurve arbeitet. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ferritkern (2) zusammen mit einem Kompensationskondensator (3) baulich zu einer Einheit zusammengefasst ist. 3. Schaltungsanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ferritkern (2) als Schalenferr tkern ausgebildet ist.

Inventors: EGLINSKI, RAINER, KLAAS, WILFRIED
Applicants: CEAG LICHT- UND STROMVERSORGUNGSTECHNIK GMBH
Application year: 1982
Main classification: H05B41
IPC codes: H05B41