CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR DISCHARGING CAPACITORS BY MEANS OF A RELAY

Abstract: 1. Circuit arrangement for discharging capacitances by means of a relay, a reactor (33) and a resistor (11) being arranged in series with a contact (a) of the relay (A) and an RC series circuit (15, 23) being provided in parallel with the contact (a), in particular for the automatic closing of an interrupted pover feeding loop before the point of interruption in the operationally provided pover feeding loop of a pover feeding facility, in which arrangement the reactor (33) exhibits a core of saturable magnetic material, characterized in that the inductance of the unsaturated reactor (33) is of such a magnitude and the RC series circuit (15, 23) is dimensioned in such a manner that an arc produced at the contact (a) when the contact (a) closes is extinguished after the vinding capacitance of the reactor (33) has been charged and the capacitor (23) of the RC series circuit (15, 23) has been discharged, and that the capacitor (23) is dimensioned of sufficient size for the voltage produced across the RC series circuit (15, 23) after the extinction of the arc to remain below the minimum value of the flashover voltage of the contact (a) during the closing process of the contact (a), in which arrangement the voltage/time area produced up to the saturation of the reactor (33) is of such a size that the saturation occurs only after the closing of the contact (a).

Description: Schaltungsanordnung zur Entladung von Kapazitäten mittels eines Relais Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Entladung von Kapazitäten mittels eines Relais, wobei in Serie zu einem Kontakt des Relais eine Drossel und ein Widerstand angeordnet sind und parallel zum Kontakt eine RC-Serienschaltung vorgesehen ist, insbesondere zum selbsttätigen Schliessen einer unterbrochenen Fernspeiseschleife vor der Unterbrechungsstelle in der betriebsmässig vorgesehenen Fernspeiseschleife einer Fernspeiseeinrichtung. Eine derartige Schaltungsanordnung ist bereits aus der Siemens-Zeitschrift 48 (1974) Beiheft "Nachrichten-Über- tragungstechnik", Seite 111, Bild 5 bekannt. Die fernstromversorgten Zwischenregeneratorstellen bzw. -verstärkerstellen eines Nachrichten-Weitverkehrssystems können sogenannte Schaltzusätze enthalten, welche die Aufgabe haben, im Falle einer Streckenunterbrechung den Fernspeisekreis vor dem fehlerhaften Verstärkerfeld wieder zu schliessen. Die Fehlerortung kann dann über ein systemeigenes Ortungsverfahren erfolgen. Aus der genannten Veröffentlichung ist es bekannt, zu diesem Zweck in den Schaltzusätzen Schaltrelais mit einem Ruhekontakt einzusetzen, deren Spule im Normalbetrieb vom Fernspeisestrom durchflossen ist und den Kontakt offen hält. Im Falle einer Streckenunterbrechung schliesst der Kontakt und verbindet beide Fernspeisestrompfade miteinander. Zwischen den geöffneten Kontakten kann die hohe Fernspei sespannung von z.B. 1200 V dauernd anliegen. Beim Schliessen müssen sich die auf diese Spannung aufgeladenen Streckenkapazitäten, insbesondere in der Grösse von mehreren Microfarad über ihn entladen können. Als Schutzschaltung für den Kontakt dient die Drosselspule zusammen mit der parallel zum Kontakt angeordneten RC-Serienschaltung. Der Schutz eines Kontaktes während des Öffnungsvorganges und durch eine RC-Serienschaltung ist auch aus der US-PS 3 601 622 bekannt. Es ist ferner bereits bekannt (Quecksilberfilmkontakt Relais, Standard-Relais Katalog, Mai 1976, C.P. Clare International N.V.), verschiedenartige Massnahmen zum Kontaktschutz vorzusehen. Für verschiedene Bereiche eines Stromspannungsdiagramms werden bestimmte Schutzbeschaltungen empfohlen. Dabei werden ein erster Bereich, bei dem keine Lichtbogenbildung auftritt und kein Kontaktschutz nötig ist, ein zweiter Bereich mit Lichtbogenbildung beim Öffnen der Kontakte und Kontaktschutz mit RC-Glied und ein dritter Bereich mit Lichtbogenbildung beim Öffnen und beim Schliessen und Kontaktschutz durch ein RC-Glied mit Diode unterschieden. Die Schutzschaltungen haben den Zweck, dem Kontakt zu helfen, die listenmässige Schaltleistung, Schaltströme und Schaltspannungen beim Ein- und Ausschalten zu bewältigen. Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art derart auszubilden, dass sie bei grosser Verfügbarkeit auf möglichst kleinem Raum untergebracht werden kann. Insbesondere soll die Schaltungsanordnung geeignet sein, eine im Störungsfall unterbrochene Fernspeiseschleife durch den Relaiskontakt wieder zu schliessen. In diesem Fall werden die nach der Unterbrechung entstehenden hohen Spannungen zwischen den Kabeladern vom Relaiskontakt kurzgeschlossen. Die dabei auftretenden Entladeströme der Kabelkapazitäten muss der Relaiskontakt ebenfalls tragen können. Eine Erkenntnis im Rahmen der Erfindung besteht darin, dass eine besondere Bemessung der Drossel und der RC Serienschaltung es einem Relais, das die gewünschte geringe Erregerleistung, grosse Langzeitverfügbarkeit und Kleinheit hat, ermöglicht, die hohen Spannungen und Ströme einzuschalten, obwohl diese weit über den an sich zulässigen Listenwerten liegen. Gemäss der Erfindung wird die Schaltungsanordnung zur Lösung dieser Aufgabe derart ausgebildet, dass die Drossel einen Kern aus sättigbarem Magnetmaterial aufweist und dass die Induktivität der ungesättigten Drossel derart gross bemessen ist, dass ein beim Schliessen des Kontaktes am Kontakt entstehender Lichtbogen nach Aufladung der Wicklungskapazität der Drossel erlischt und dass der Kondensator der RC-Serienschaltung derart gross bemessen ist, dass nach dem Verlöschen des Lichtbogens die an der RC Serienschaltung entstehende Spannung während des Schliessvorganges des Kontaktes unterhalb des Minimalwertes der Überschlagsspannung des Kontaktes bleibt. Zweckmässigerweise ist der Widerstand der RC-Serienschaltung derart bemessen, dass sein Spannungsanteil an der nach dem Verlöschen des Lichtbogens am Kontakt anwachsenden Spannung nur etwa 10 Prozent beträgt. Durch diese Massnahmen ergibt sich in vorteilhafter Weise eine Schaltungsanordnung, die es dem Relaiskontakt gestattet, gegenüber den Listenwerten höhere Spannungen und höhere Ströme einzuschalten. Dabei ergibt sich eine erhebliche Erhöhung der Einschaltleistung des Relaiskontaktes, so dass Relais mit weniger robusten Kontakten Verwendung finden können. Insbesondere dürfen die mit Hilfe des Relais kurzzuschliessenden Kapazitäten auf wesentlich höhere Spannungen aufgeladen sein, als dies bei Anwendung üblicher Bemessungsregeln möglich wäre. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird die Schaltungsanordnung derart ausgebildet, dass die im ungesättigten Zustand der Drossel wirksame Induktivität derart bemessen ist, dass beim Maximalwert der von der Speisevorrichtung an die Fernspeisestrecke abgebbaren Spannung der im Anschluss an ein Schliessen des Kontaktes durch die Drossel fliessende Strom kleiner ist als der für den Kontakt vorgegebene Grenzwert des Stromes, bei dem noch keine Lichtbogenbildung auftritt. Sollen sowohl ein möglichst kleines Relais als auch eine möglichst kleine Schutzdrossel für den Kontakt verwendet werden, so erscheint dies zunächst praktisch nicht durchführbar, da die Kontakte eines kleinen Relais mit geringerem Schaltvermögen eine höhere Induktivität zu ihrem Schutz benötigen und eine Erhöhung der Windungszahl der Drosser bei geringerer Baugrösse eine starke Zunahme des Wicklungswiderstandes bedeutet. Dies hätte aber eine unzulässig grosse Erhöhung der Verlustleistung im Querzweig des Schaltzusatzes während einer Streckenunterbrechung zur Folge. In Weiterbildung der Erfindung lässt sich die Schaltungsanordnung auch im Hinblick auf dieses Problem dadurch weiter vervollkommnen, dass parallel zur Drossel ein Zweipol angeordnet ist, der bei geöffnetem Kontakt gesperrt und bei Schliessen des Kontaktes nach Ablauf einer vorgegebenen Verzögerungszeit durchlässig ist. Durch diese Massnahmen ergibt sich, dass man bei der Schaltungsanordnung zur Entladung von Kapazitäten mit einer Drossel kleinerer Bauform auskommt, da die Drossel jeweils nach Ablauf der Schutzfunktion kurzgeschlossen wird und daher insbesondere thermisch nicht für Dauerbetrieb bei geschlossenem Kontakt ausgelegt zu werden braucht. Als weiterer Vorteil ergibt sich, dass beim Öffnen des Kontaktes keine induzierte Spannung an der Drossel auftritt, an dem sich öffnenden Kontakt somit lediglich die niedrige Spannung der entladenen Kabelkapazität anliegt und daher ein beim Öffnen des Kontaktes wirksamer Schutz des Kontaktes nicht erforderlich ist. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird die Schaltungsanordnung derart ausgebildet, dass das Relais ein Relais mit nicht prellendem Kontakt, insbesondere mit Quecksilberfilmkontakt ist. Dabei ergibt sich der Vorteil, dass die Drossel für eine nur geringe Schliesszeit des Kontaktes bemessen zu werden braucht und daher besonders klein gehalten werden kann. Die Erfindung wird anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 eine bekannte Einrichtung zur Gleichstrom-Reihen speisung von Zwischenstellen einer Nachrichten Übertragungseinrichtung, Fig. 2 einen Schaltzusatz für ferngespeiste Zwischen verstärkerstellen, Fig. 3 ein Strom-Spannungs-Diagramm für einen Relais Kontakt, Fig. 4 einen Schaltzusatz mit verzögert kurzschliessbarer Drossel und Fig. 5 ein Strom-Spannungs-Diagramm für die nach Fig. 2 vorgesehene Drossel. Die in Fig. 1 gezeigte Fernspeiseeinrichtung enthält die Speisestelle 1, die als Konstantstromquelle einen eingeprägten Fernspeisestrom IF an eine Fernspeiseschleife 8 abgibt. Über die Fernspeiseschleife 8 werden mehrere Zwischenstellen, die Verstärker oder Regeneratoren enthalten, gespeist. Von einer Vielzahl von Zwischenstellen sind in Fig. 1 lediglich die Zwischenstelle 2 mit dem Schaltzusatz 3 und die Zwischenstelle 2' mit dem Schaltzusatz 3' dargestellt. Jede Zwischenstelle enthält zwei Verstärker, von denen jeder einer Übertragungsrichtung zugeordnet ist. Beide Verstärker können ggf. für ein und dieselbe Übertragungsrichtung vorgesehen sein. Die Stromversorgungseingänge der Verstärker einer Zwischenstelle liegen jeweils in verschiedenen Strompfaden 81, 82 der Fernspeiseschleife 8. Der Schaltzusatz 3 bzw. 3' ist jeweils auf der der Speisestelle 1 abgewandten Seite der Verstärker angeordnet. In den einen Fernspeisestrompfad 81 des weiterführenden Teiles der Fernspeiseschleife 8 ist die Erregerwicklung des Schaltrelais A¯bzw. A' eingefügt, dessen Ruhekontakt a bzw. a' in Serie zu einem Widerstand R bzw. R' in einem Querzweig liegt, der von der Speisestelle 1 gesehen hinter den Verstärkern bzw. Regeneratoren 21, 22 bzw. 21', 22' und vor der Erregerwicklung des Relais A bzw. A' liegt. Der Fernspeisekreis verläuft insbesondere über die Innenleiter der Koaxialkabel einer Vierdraht-Übertragungsstrecke oder in einem Fernspeisekabel, z.B. bei Lichtwellenleiter-Übertragungsstrecken. In diesem Fall sind - was in Fig. 1 nicht näher dargestellt ist - die Verstärker bzw. Regeneratoren mit Fernspeiseweichen versehen, die in der Zwischenstelle Fernspeiseschleife und Signalübertragungswege voneinander trennen und wieder zusammenführen. Ein Schaltzusatz, der für eine Einrichtung nach Art der in Fig. 1 gezeigten Einrichtung geeignet ist und dabei den Einsatz platzsparender kleiner Relais ermöglicht, ist in Fig. 2 dargestellt. Bei dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Schaltrelais A das zum Schliessen der ersatzweisen Fernspeiseschleife dienende Bauteil. Bei einer Streckenunterbrechung verbindet sein Ruhekontakt a die beiden Fernspeisestrompfade 81, 82 über den Widerstand 11 und die Drossel 33 miteinander. Die Drossel 33 dient als Kontaktschutz beim Schliessen des Ruhekontaktes a. Sie übernimmt zunächst die hohe Fernspeisespannung +, -, die zwischen den Speisestrompfaden 81, 82 herrschen kann, und geht erst dann in Sättigung, z.B. nach einigen 100 1us > wenn der Ruhekontakt a sicher geschlossen hat. Die Reihenschaltung des Widerstandes 15 und des Kondensators 23, die parallel zum Kontakt a liegt, dient als Kontaktschutz beim Schliessen des Ruhekontaktes a. Die in Fig. 2 gezeigte Schaltungsanordnung gestattet es, auf hohe Spannungen aufgeladene Kapazitäten mittels Relais kleiner Schaltleistung zu entladen, insbesondere die bis zu etwa 1400 V aufgeladenen Kabelkapazitäten in Fernspeisekreisen. Derart hohe Spannungen können insbesondere dann auftreten, wenn nach einer Unterbrechung des Fernspeisekreises die als Konstantstromquelle arbeitende Fernspeiseeinrichtung weiter speist und in den Zustand der Spannungsbegrenzung übergeht. Die Induktivität der Vorschaltdrossel 33 ist auch so gross gewählt, dass der Relaiskontakt a während des Schliessvorganges mit einem derart herabgesetzten Strom beaufschlagt wird, dass ein über den Kontakt a gezündeter Lichtbogen sofort verlischt. Die RC-Serienschaltung schützt den Kontakt während des Schliessvorganges gegen mehrmaliges Zünden eines Lichtbogens. Die RC-Serienschaltung wirkt dadurch während des Schliessvorganges als Kontaktschutz, dass sie in Bezug auf die Induktivität der Drosselspule in besonderer Weise bemessen ist. Der zu entladende Kondensator bzw. die Kabelkapazitäten sei auf eine Spannung von 1000 V aufgeladen. Schliesst sich der Relaiskontakt a, ohne dass eine RC-Serienschaltung 15 vorgesehen ist, so ergibt sich folgendes: Während sich die beiden Kontaktstücke des Kontaktes einander nähern, steigt die elektrische Feldstärke zwischen den Kontaktstücken des Kontaktes a an, und es kommt zum Überschlag, wobei ein Lichtbogen zwischen den Kontaktstücken entsteht. Dieser Lichtbogen verlöscht jedoch dann wieder, wenn die Wicklungskapazität der Drosselspule 33 aufgeladen ist und wenn der in diesem Augenblick wirksame Ersatzwiderstand der Drosselspule 33 so hochohmig ist, dass der Mindeststrom, bei dem ein Lichtbogen noch brennen kann, unterschritten wird. Dieser Lichtbogen brennt also nur Bruchteile von Microsekunden. Nach Verlöschen des Lichtbogens entlädt sich in ebenfalls sehr kurzer Zeit die Wicklungskapazität der Drossel über die Drosselspule, welche für kleine Ströme, die sich unter der Koerzitivkraft befinden, niederohmig ist. Bis sich die Kontaktstücke des Kontaktes a jedoch endgültig berühren, kann sich dieser Vorgang viele Male wiederholen. Jeder Durchschlag bedeutet Abbrand der Kontakte, welcher im Extremfall zur Zerstörung der Kontakte führen kann. Wenn es sich um Relais mit "trockenen" Kontakten handelt, wiederholt sich diese Durchschlagserie bei jedem Prellvorgang. Die Anzahl dieser Durchschläge während der Näherung der Kontaktstücke kann in vorteilhafter Weise dadurch auf einen einzigen begrenzt werden, dass der Kontakt a mit dem Kondensator 23 überbrückt ist. Beim ersten Durchschlag entlädt sich der Kondensator 23 annähernd auf die Spannung Null. Der Widerstand 15 dient zur Begrenzung des Entladestromes. Nach Verlöschen des Lichtbogens kann die Spannung am Kontakt a nur noch nach Massgabe der Kapazität des Kondensators 23 und der Grösse des Drosselersatzwiderstandes aufladen. Die Kapazität des Kondensators 23 und der Ersatzwiderstand der Drossel 33 bewirken, dass der Spannungsanstieg am Kondensator 23 so langsam ist, dass sich die Kontaktstücke des Kontaktes a bereits berühren, bevor die Spannung am Kondensator die Mindestspannung übersteigt, bei der sich zwischen den Kontaktstücken erneut ein Überschlag bzw. Lichtbogen ausbilden kann, d.h. bevor der Minimalwert der Überschlagsspannung erreicht ist. Sind der Ersatzwiderstand der Drossel und die Schliesszeit des verwendeten Relais für einen bestimmten Anwendungsfall vorgegeben, so ergibt sich die notwendige Grösse des Kondensators 23 aus der genannten Grenze für den Spannungsanstieg. Die obere Grenze des Widerstandes 15 ist durch diejenige Spannung gegeben, welche nach Verlöschen des Lichtbogens am Widerstand 15 sprungartig ansteigt. Diese durch den Wert des Widerstandes 15 und den Magnetisierungsstrom der Drossel 33 bestimmte Spannung wird durch die Bemessung des Widerstandes 15 so niedrig gehalten, dass sie nicht zu einer neuen Zündung eines Lichtbogens führt. Die so dimensionierte RC-Serienschaltung 15, 23 wirkt sich besonders vorteilhaft bei nicht prellenden Kontakten, insbesondere bei Quecksilberfilmkontakten aus, da die Drosselspule 33 dann nicht noch zusätzlich für die gesamte Prellzeit dimensioniert werden muss. Die Schaltungsanordnung kann vorteilhaft auch in Speisestellen Verwendung finden, um im Falle einer Unterbrechung in den abgehenden Fernspeisestrompfaden die Ausgangsspannung auf einen ungefährlichen Wert herabzusetzen. Im Strom-Spannungsdiagramm nach Fig. 3 bedeuten Bereich I: Keine Lichtbogenbildung Bereich II. Lichtbogenbildung beim Öffnen Bereich III. Lichtbogenbildung beim Öffnen und beim Schliessen. Die in Fig. 2 gezeigte Schaltungsanordnung wird zweckmässigerweise wie folgt bemessen: Der Widerstand 11 und der Wicklungswiderstand der Drossel 33 sind so gross, dass der für das Relais vorgegebene Stromimpuls Ip, welcher bei geschlossenem Kontakt a für eine bestimmte Zeit fliessen darf, nicht überschritten wird. Dabei wird erreicht, dass das Maximum des Entladestromes der Kapazitäten einen für den geschlossenen Relaiskontakt vorgegebenen Grenzwert nicht übersteigt. Der Strom Ip kann nicht vom Kontakt a geschaltet werden. Die Drossel 33 ist eine Drosselspule mit Eisenkern, bei welcher die Induktivität nach Sättigung des Kernes auf kleine Werte zusammenbricht. Die Spannungszeitfläche, die bis zur Sättigung der Drosselspule aufgebracht wird, ist so gross, dass die Sättigung der Drosselspule erst nach einer Verzögerungszeit T eintritt. Diese Verzögerungszeit T ist grösser als die Zeit Ts, die der Kontakt nach dem Schliessen benötigt, um zur Ruhe zu kommen. Bei quecksilberbenetzten Kontakten dauert diese Zeit je nach Type etwa bis zu 100 /us. Die Induktivität L der Drossel 33 erfüllt eine weitere Bedingung: Sie ist während der Zeit Ts so gross, dass der Strom durch die Drosselspule während dieser Zeit etne bestimmte Grösse nicht überschreitet. Dieser Strom ist kleiner als der vorgegebene Strom, bei dem noch keine Lichtbogenbildung auftritt. Aus dem Diagramm nach Fig. 3 kann der lichtbogenfreie Bereich entnommen werden. Dieses Diagramm ist für das Relais vorgegeben. Die Kapazität C des Beschaltungskondensators 23 darf eine kritische Grösse Ck nicht unterschreiten. Wenn sich beim Schliessen des Kontaktes a die Kontaktstücke einander nähern, erfolgt der erste Durchschlag schon bevor sich die Kontaktstücke berühren. Gleichzeitig mit diesem ersten Durchschlag entlädt sich der Kondensator 23 über den Widerstand 15 und dem Kontakt a lichtbogenartig und der Kondensator 23 wird spannungslos. Gleichzeitig lädt sich die Kapazität der Drosselwicklung auf. Der Strom, der diesen Lichtbogen speist, hört auf und der Lichtbogen reisst ab. Der Strom kommutiert auf das R-C-Beschaltungsglied und lädt die Kapazität Ck mit einer bestimmten Spannungsanstiegsgeschwindigkeit auf. Nun darf die Spannung am Kontakt a bis zum endgültigen Schliessen nicht höher werden als die vorgegebene Spannung Uk, bei welcher beim Schliessen noch kein Lichtbogen entsteht. Es gilt EMI11.1 Dabei ist umax die maximal mögliche Spannung zwischen den Kabeladern nach Unterbrechung der Fernspeiseschleife. Tk ist die Zeit vom ersten Durchschlag bis zum endgültigen Schliessen des Kontaktes a. Über die Durchbruchfeldstärke kann man jenen Kontaktabstand ermitteln, bei welchem beim Schliessvorgang der erste Durchschlag bzw. Lichtbogen entsteht. Über die Kontaktgeschwindigkeit und diesen Abstand lässt sich dann die Zeit Tk ermitteln. Der Wert R des Widerstandes 15 ist der Entladewiderstand für die Kapazität Ck. Er darf nur so gross sein, dass sein Spannungsanteil an der nach dem Verlöschen des ersten Lichtbogens an den Kontakten anwachsenden Spannung nur ca. 10% beträgt EMI12.1 Der Widerstand R soll jedoch einen Mindestwert nicht unterschreiten. Er soll mindestens so gross sein, dass der Strom, der beim endgültigen Schliessen des Kontaktes durch die Entladung des Beschaltungskondensators entsteht, sich noch in dem für den Kontakt a vorgegebenen lichtbogenlosen Bereich befindet. Zweckmässigerweise wird ein Relais verwendet, dessen Kontakt bei der lichtbogenartigen Entladung der Beschaltung keinen Schaden nimmt bzw. eine ausreichend grosse Zahl solcher Entladungen verträgt. Die mögliche Zahl der Schaltspiele unter Berücksichtigung der lichtbogenartigen Entladung des Kondensators 23 kann z.B. durch Dauerversuche ermittelt werden. Der in Fig. 4 gezeigte Schaltzusatz stimmt mit dem nach Fig. 2 weitgehend überein. Zusätzlich ist eine verzögert kurzschliessbare Drossel vorgesehen. Die Ansprechwicklung 32 des Relais A lässt sich mit Hilfe eines ersten Hilfsrelais C wirksam schalten, das über eine erste Verzögerungsschaltung 61 an den Widerstand 11 des Querzweiges angeschlossen ist. Parallel zur Drossel 33 liegt ein Arbeitskontakt b eines zweiten Hilfsrelais B, das über eine zweite Verzögerungsschaltung 62 an den Widerstand 11 des Querzweiges angeschlossen ist. Beide Verzögerungsschaltungen 61, 62 enthalten je eine. RC-Se- rienschaltung 14, 51; 13, 52 und einen Transistor 71, 72. Das der Verzögerungsschaltung 61 bzw. 62 zugeordnete Hilfsrelais C bzw. B liegt jeweils zwischen dem kondensatorseitigen Anschluss der Serienschaltung 14, 51 bzw. 13, 52 und dem Emitter des Transistors 71, 72. Der Transistor 71 bzw. 72 ist mit dem Kollektor an den widerstandsseitigen Anschluss der Serienschaltung 14, 51 bzw. 13, 52 und mit seiner Basis an den Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand 14 bzw. 13 und dem Kondensator 51 bzw. 52 der Serienschaltung 14, 51 bzw. 13, 53 geführt. Die Verzögerungszeit der ersten Verzögerungsschaltung 61 ist grösser als die der zweiten Verzögerungsschaltung 62. Zwischen dem Widerstand 11 des Querzweiges und den Verzögerungsschaltungen 61, 62 ist eine Schaltung zur Spannungsstabilisierung mit einer über einen Vorwiderstand 12 an den Widerstand 11 des Querzweiges geführten Z-Diode 45 angeschlossen. Der Widerstand 12 dient als Schutz gegen Überstromimpulse für die eine konstante Betriebsspannung für die Verzögerungsschaltungen liefernde Z-Diode 45. Zum Wirksamschalten der Ansprechwicklung 32 des Schaltrelais A ist in Serie zur Ansprechwicklung 32 ein Arbeitskontakt c des ersten Hilfsrelais C angeordnet. Die Serienschaltung aus dem Arbeitskontakt c und der Ansprechwicklung 32 ist durch eine für den Fernspeisestrom IF in Durchlassrichtung gepolte Diode 41 überbrückt. Hierbei ist vorausgesetzt, dass der Spannungsabfall des Ansprechstromes am Widerstand der Ansprechwicklung ausreichend niedriger liegt, als die Schwellwertspannung der Diode 41. Bei einem notwendig höheren Spannungsabfall muss die Diode 41 durch zwei oder entsprechend mehrere Schwellwerte ersetzt werden, damit bei geschlossenem Kontakt c der gesamte Ansprechstrom über die Wicklung 32 fliesst. Parallel zu der aus der Haltewicklung 31 und der Ansprechwicklung 32 des Schaltrelais A und dem Arbeitskontakt c des ersten Hilfsrelais C gebildeten Serienschaltung liegen zwei antiparallel geschaltete Diodenzweige 44 und 42, 43. Die Dioden 42, 43 und 44 dienen zum Schutz der Relaiswicklung gegen Überstromimpulse auf der Strecke, die durch Blitzschläge oder durch induzierte Überspannungen im Kabel verursacht werden können. Der für den Fernspeisestrom IF in Durchlassrichtung gepolte Diodenzweig mit den Diodenstrecken 42, 43 enthält eine derartige Zahl von Diodenstrecken, dass beim Nennwert des Fernspeisestromes IF die Spannung an der Haltewicklung 31 des Schaltrelais A durch den Diodenzweig 42, 43 begrenzt wird. Nach Ablauf der Streckenentladung über den Querzweig des Schaltzusatzes wird die Drossel 33 über den Kontakt b des entsprechend verzögert angesteuerten Hilfsrelais B kurzgeschlossen. Die Schutzdrossel 33 wird daher erst nach Durchfluss des Streckenentladestromes, also nach Ablauf ihrer Schutzfunktion überbrückt. Damit wird einerseits eine unnötige Verlustleistung an der Drossel 33 durch den nun über den Querzweig fliessenden Fernspeisestrom vermieden, andererseits auch die Entmagnetisierung der gesättigten Drossel eingeleitet. Die beim Schaltrelais A vorgenommene Wicklungsumschaltung vermeidet eine Übererregung und stellt ein störungsfreies Zusammenspiel der Schaltzusätze auf der Strecke sicher. Sie erlaubt es, für die Zuschaltung der Ansprechwicklung einen einfachen Arbeitskontakt zu verwenden. Wie Fig. 2 zeigt, wird dabei mittels des Kontaktes c die Ansprechwicklung 32 des Relais A in Reihe zur Haltewicklung 31 geschaltet. Nach Ansprechen des Schaltrelais A wird diese Zuschaltung aufgetrennt; der Fernspeisestrom fliesst dann über den Dioden-Bypass 41 direkt zur Haltwicklung 31. Mit Hilfe der dem Hilfsrelais C vorgeschalteten Verzögerungsschaltung 61 wird erreicht, dass das Wiederansprechen der Schaltrelais A erst dann erfolgt, wenn sich die Schutzdrossel 33 über den Kurzschluss des Kontaktes b abmagnetisiert hat und gleichsam wieder schutzfähig geworden ist. Der während des Entladevorganges der Kabelkapazität im Querzweig fliessende Strom wird zunächst durch die Drossel 33 begrenzt. In Fig. 5 ist der Strom- und Spannungsverlauf an der Drossel 33 für den Fall eines idealen Kontaktes a mit unendlicher Schaltgeschwindigkeit dargestellt. Aus diesen beiden Kurven lässt sich für jeden Zeitpunkt der Momentanwert des Ersatzwiderstandes als Quotient von u/i ermitteln. Der Ersatzwiderstand nimmt mit zunehmender Zeit ab und ist von der Magnetisierungskennlinie der verwendeten Drosselspule 33 abhängig. Um die Abmessungen der Drosselspule in Grenzen zu halten, wird sie nach Beendigung ihrer Schutzfunktion, spätestens nach dem Entladevorgang der Kabelkapazität, durch ein kleines Hilfsrelais B kurzgeschlossen. 5 Patentansprüche 5 Figuren

Claims: Patentansprüche 1. Schaltungsanordnung zur Entladung von Kapazitäten mittels eines Relais, wobei in Serie zu einem Kontakt (a) des Relais (A) eine Drossel (33) und ein Widerstand (11) angeordnet sind und parallel zum Kontakt (a) eine RC-Serienschaltung (15, 23) vorgesehen ist, insbesondere zum selbsttätigen Schliessen einer unterbrochenen Fernspeiseschleife vor der Unterbrechungsstelle in der betriebsmässig vorgesehenen Fernspeiseschleife einer Fernspeiseeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Drossel (33) einen Kern aus sättigbarem Magnetmaterial aufweist und dass die Induktivität der ungesättigten Drossel (33) derart gross bemessen ist, dass ein beim Schliessen des Kontaktes (a) am Kontakt (a) entstehender Lichtbogen nach Aufladung der Wicklungskapazität der Drossel (33) erlischt und dass der Kondensator der RC-Serienschaltung (15, 23) derart gross bemessen ist, dass nach dem Verlöschen des Lichtbogens die an der RC Serienschaltung (15, 23) entstehende Spannung während des Schliessvorganges des Kontaktes (a) unterhalb des Minimalwertes der Überschlagsspannung des Kontaktes (a) bleibt. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Widerstand der RC-Serienschaltung (15, 23) derart bemessen ist, dass sein Spannungsanteil an der nach dem Verlöschen des Lichtbogens am Kontakt (a) anwachsenden Spannung nur etwa 10 Prozent beträgt. 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, zur Entladung von Kabelkapazitäten einer Fernspeisestrecke, dadurch gekennzeichnet, dass die im ungesättigten Zustand der Drossel wirksame Induktivität derart bemessen ist, dass beim Maximalwert der von der Speisevorrichtung an die Fernspeisestrecke abgebbaren Spannung der im Anschluss an ein Schliessen des Kontaktes durch die Drossel (33) fliessende Strom kleiner ist als der für den Kontakt (a) vorgegebene Grenzwert des Stromes, bei dem noch keine Lichtbogenbildung auftritt. 4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass parallel zur Drossel (33) ein Zweipol angeordnet ist, der bei geöffnetem Kontakt (a) gesperrt und bei Schliessen des Kontaktes (a) nach Ablauf einer vorgegebenen Verzögerungszeit durchlässig ist. 5. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Relais (A) ein Relais mit nicht prellendem Kontakt, insbesondere mit Quecksilberfilmkontakt ist.

Inventors: KRAICAR, HEINZ, DIPL.-ING.
Applicants: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT BERLIN UND MUNCHEN
Application year: 1983
Main classification: H01H9
IPC codes: H01H9