DE1043880B

DE1043880B - Arrangement for the elimination of overvoltages caused by voltage-dependent resistors in signal systems

Info

Publication number: DE1043880B
Application number: DES37908A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dropmann
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1954-03-01
Filing date: 1954-03-01
Publication date: 1958-11-13

Description

Zum Schutz elektrischer Anlagen gegen Überspannungen, die vorzugsweise beim Abschalten induktiver Verbraucher auftreten, kann man die Spitzenspannungen dort bekämpfen, wo sie entstehen oder dort, wo sie sich auswirken können. Man hat daher vorgeschlagen, die Schutzmittel gegen Überspannungen ähnlich wie die der Funkenlöschung dienenden Kondensatoren jeweils parallel zu den Schaltern zu legen oder aber die Anschlußklemmen der einzelnen die Überspannungen erzeugenden Verbraucher durch entsprechende Schutzmittel zu überbrücken. Bei neueren Einrichtungen sind die Schutzmittel nach Möglichkeit in die Gehäuse der Verbraucher mit eingebaut. Schwieriger ist es, eine vorhandene Anlage nachträglich mit Schutzmitteln gegen Überspannungen auszurüsten.To protect electrical systems against overvoltages, preferably when switching off inductive Consumers occur, you can combat the peak voltages where they arise or where where they can have an impact. It has therefore been proposed that the means of protection against overvoltages Similar to the capacitors used for spark quenching, they are to be laid parallel to the switches or the terminals of the individual consumers generating the overvoltages through corresponding ones Bridge protective means. In the case of newer facilities, the means of protection are as much as possible built into the housing of the consumer. It is more difficult to retrospectively use an existing system To equip protective devices against overvoltages.

In den schlagwettergeschützten Gehäusen vonIn the firedamp-proof housings from

Schaltgeräten, z. B. Einschlagschaltern für Schacht- Switching devices, e.g. B. Impact switches for shaft

Signalanlagen, ist vielfach kein Platz vorhanden, um _Signal systems, there is often no space to _

nachträglich diese Schutzmittel einbauen zu können. "to be able to retrofit these protective devices. "

Aber selbst, wenn dieses möglich wäre, so müßte nach 20 ohmigen Widerstand die Überspannungen für die ge-But even if this were possible, the overvoltages for the

Anordnung zur Beseitigung von Überspannungen durch spannungsabhängige Widerstände in SignalanlagenArrangement to eliminate overvoltages caused by voltage-dependent Resistances in signal systems

Anmelder: Siemens & Halske AktiengesellschaftApplicant: Siemens & Halske Aktiengesellschaft

Berlin und München, München 2, Wittelsbacherplatz 2Berlin and Munich, Munich 2, Wittelsbacherplatz 2

Gerhard Dropmann, Braunschweig, ist als Erfinder genannt wordenGerhard Dropmann, Braunschweig, has been named as the inventor

den bisherigen Erkenntnissen der Betrieb mehrfach unterbrochen werden, um jeden Schalter einzeln ausbauen und nach Einbau der Schutzmittel wieder einbauen zu können. Bei den zugehörigen Einschlagweckern, die vielfach nur der Bauart »erhöhte Sicherheit« zu entsprechen brauchen, da bei ihrem Betrieb keine Kontaktunterbrechung und keine unzulässige Erwärmung auftritt, dürfte außerdem ein Überspannungsschutz jedes einzelnen Weckers nur durch Schutzmittel erfolgen, die in druckfester Kapselung geliefert werden. Diese Forderung ist verständlich, da in den Schutzmitteln selbst unter Umständen Gleitfunken entstehen können, die eine Gefahr für die gesamte Anlage bedeuten würden.According to previous knowledge, the operation can be interrupted several times in order to expand each switch individually and to be able to install them again after installing the protective equipment. With the associated striking alarm clocks, which in many cases only need to conform to the "increased security" design, as they are in operation no contact interruption and no impermissible heating occurs, an overvoltage protection should also be used Each individual alarm clock can only be carried out by protective means that are supplied in pressure-proof encapsulation will. This requirement is understandable, since under certain circumstances sliding sparks can be found in the protective agents themselves can arise that would pose a risk to the entire system.

fährdeten Anlageteile kurzschließt, ehe die Überspannung sich an den isolationsmäßig schwächsten Stellen auswirken kann. Es hat sich gezeigt, daß der innere Widerstand der einzelnen Spitzenspannungsquellen und der Leitungswiderstand vernachlässigbar klein gegenüber dem schwächsten Isolationswiderstand der ganzen Anlage sind, so daß sich ohne Schutzmittel die Summe aller Spitzenspannungen an diesem schwächsten Isolationswiderstand auswirkt.endangered system parts short-circuited before the overvoltage reaches the weakest points in terms of insulation can affect. It has been shown that the internal resistance of the individual peak voltage sources and the line resistance is negligibly small compared to the weakest insulation resistance of the whole system are, so that without protection means the sum of all peak voltages at this weakest Insulation resistance affects.

Bei einer Einrichtung zur Beseitigung von Spitzenspannungen, die insbesondere in explosionsgefährdeten Schachtsignalanlagen mit Einschlagweckern eingesetzt werden kann, bei denen mehrere vorzugsweise in Reihe liegende Verbraucher an gemeinsame Lei-In the case of a device for the elimination of peak voltages, particularly in areas where there is a risk of explosion Shaft signal systems with impact alarm clocks can be used, with several preferably consumers lying in series to common lines

Ähnliche Ausführungen von Schutzmitteln müßten 35 tungen angeschlossen sind, besteht die ErfindungSimilar designs of protective means would have to be connected 35 lines, the invention exists

4 «· * — rf Λ I I » * rf rf rf rf . rf rf . . _ _ _ m^m^. 4 «· * - rf Λ II» * rf rf rf rf. rf rf. . _ _ _ m ^ m ^.

auch für die Einschlagschalter benutzt werden, wenn ein Einbau in die Schaltergehäuse nicht möglich ist.can also be used for the impact switch if installation in the switch housing is not possible.

Es ist ersichtlich, daß eine Spitzenspannungssicherung nach den bisherigen Erkenntnissen, die einen darin, daß allen zu schützenden Einrichtungen, z. B. allen Einschlagweckern einer Schachtsignalanlage, gemeinsame Schutzmittel zwischen den zu den Betätigungsschaltern und/oder Verbrauchern führendenIt can be seen that a peak voltage fuse according to the previous knowledge, the one in that all facilities to be protected, such. B. all impact alarms of a shaft signal system, common protection means between those leading to the actuation switches and / or consumers

Einbau in jedes zu schützende oder Spitzenspannung 40 Leitungen angeschlossen sind.Installation in each to be protected or peak voltage 40 lines are connected.

erzeugende Gerät verlangen würde, nur unter großen Unkosten möglich ist, die nicht nur in der Vielzahl der benötigten Schutzmittel, sondern auch in der Schwierigkeit des Einbaus begründet sind.generating device would only be possible at great expense, not only in the multitude of required protective equipment, but also due to the difficulty of installation.

Die Erfindung beruht nun auf der Erkenntnis, daß ein wirksamer Schutz elektrischer Anlagen gegen Überspannungen keinen Schutz jeder einzelnen zu schützenden Vorrichtung durch Überbrücken jeder Vorrichtung mit einem Schutzmittel erfordert, sondern Sind Schalter und Verbraucher durch nur in explosionsgefährdeten Räumen liegende Leitungen miteinander verbunden, so genügt es also, ein einziges entsprechend bemessenes Schutzmittel in druckfester Kapselung anzubringen. Die Vielzahl bisher vorgeschlagener Schutzmittel entfällt. Sind die Schalter und Verbraucher dagegen durch Leitungen verbunden, die außerhalb der explosionsgefährdeten Räume zusammenlaufen, so genügt es, ein handelsübliches, d. h.The invention is based on the knowledge that an effective protection against electrical systems Overvoltages do not protect each individual device to be protected by bypassing each one Requires device with a protective means, but switches and consumers through only in potentially explosive areas Lines lying in the room are connected to each other, so it is sufficient to use a single one accordingly appropriate protective equipment to be attached in a pressure-proof enclosure. The multitude proposed so far Protective agent is not required. If, on the other hand, the switches and consumers are connected by cables, which converge outside the potentially explosive rooms, it is sufficient to use a commercially available, d. H.

daß es im wesentlichen darauf ankommt, überhaupt 50 ungekapseltes Schutzmittel an dieser Stelle anzuordfür die an einem hohen dynamischen bzw. induktiven nen, wobei man unter Umständen sowohl die zu den Widerstand entstehenden Überspannungen einen Schaltern als auch die zu den Verbrauchern führendenthat it is essentially a matter of even placing 50 unencapsulated protective means at this point those at a high dynamic or inductive NEN, whereby one may under certain circumstances both the to the Resistance arising overvoltages a switch as well as those leading to the consumers

Leitungen durch ein besonderes Schutzmittel überbrücken kann.Can bridge lines with a special protective device.

Stromweg zu schaffen, der über einen spannungsabhängigen, bei hohen Spitzenspannungen nieder-805 678/496To create a current path that is via a voltage-dependent, low-805 678/496

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Figur dargestellt.An embodiment of the invention is shown in the figure.

Es handelt sich dort um eine Schachtsignalanlage für mehrere in Reihe liegende Einschlagwecker Wi, W2 bis Wn. Die Speiseleitung dieser Wecker ist im Verteiler V an den Punkten A und B angeschlossen. Die Einschlagschalter vS"l, S2 bis Sn liegen parallel zueinander an den von den Anschlußpunkten C und D ausgehenden Leitungen. Gemäß der Erfindung genügt es, wenn zwischen den Punkten A und B oder zwischen den Punkten C und D ein Schutzmittel angeschlossen wird. An diesen Punkten wird dann die in den Wekkern Wl bis Wn entstehende Spitzenspannung schon bei ihrem Entstehen kurzgeschlossen, so daß sie sich nicht zur vollen Höhe entwickeln und daher auch keine Gefährdung der Anlage herbeiführen kann. Die Batterie bzw. der die Signalanlage speisende Gleichrichter ist im allgemeinen so niederohmig, daß sich die Überbrückung der Speisestromquelle durch einen Spitzenspannungsschutz erübrigt. Immerhin kann es zweckmäßig sein, zur Erhöhung der Sicherheit außer zwischen den Punkten A und B auch an den Punkten D und C ein weiteres Schutzmittel in die Leitung einzuschalten. It is a shaft signaling system for several striking alarm clocks Wi, W2 to Wn lying in a row. The feed line for these alarm clocks is connected to points A and B in distributor V. The impact switches vS "1, S2 to Sn are parallel to one another on the lines emanating from the connection points C and D. According to the invention, it is sufficient if a protective device is connected between the points A and B or between the points C and D. To this The peak voltage arising in the clocks Wl to Wn is then short-circuited as soon as it arises, so that it does not develop to its full extent and therefore cannot endanger the system Low-resistance, so that the bypassing of the supply current source by means of peak voltage protection is unnecessary.After all, it can be useful to switch on an additional protective device in the line at points D and C in addition to between points A and B and between points A and B to increase safety.

Befindet sich ein schlagwettergeschützter Verteiler V unter Tage, so wird im allgemeinen auch genügend Raum vorhanden sein, um ungekapselte Schutzmittel einbauen zu können. Ist dies nicht der Fall, so wären lediglich ein bzw. zwei gekapselte Schutzmittel erforderlich. Vielfach werden jedoch die von den Einschlagweckern und die von den Einschlagschaltern kommenden Leitungen in einem über Tage liegenden, nicht schlagwettergefährdeten Raum zusammengeführt. In diesem Fall ist der Einbau von Schutzmitteln in beliebiger, d. h. auch nicht schlagwettersicherer Ausführung möglich.If there is a firedamp-protected distributor V underground, there will generally also be enough space to be able to install unencapsulated protective means. If this is not the case, only one or two encapsulated protective means would be required. In many cases, however, the lines coming from the impact alarm clock and the lines coming from the impact switches are brought together in a space above ground that is not at risk of firedamp. In this case, protective equipment can be installed in any design, ie also not fire-proof.

Als Schutzmittel können beliebige bekannte Einrichtungen verwendet werden. Besonders vorteilhaft ist es, die in neuerer Zeit entwickelten spannungsabhängigen Widerstände, z. B. Varistoren zu verwenden, die bei einer Spannungserhöhung um eine Potenz ihren Widerstand um mehr als vier Potenzen verringern. Any known means can be used as the protective means. Particularly beneficial is it, the voltage-dependent resistors developed in recent times, z. B. to use varistors, which, when the voltage is increased by one power, reduce their resistance by more than four powers.

Eine weitere Ausführungsform besteht in der Verwendung von zwei in Reihe liegenden entgegengesetzt gepolten Gleichrichtern bzw. Gleichrichtersäulen. Bei diesen Anordnungen wird vor allem die hohe Widerstandsänderung des in Sperrichtung beanspruchten Gleichrichters beim Überschreiten der Sperrspannung zum Zwecke der Spitzenspannungssenkung ausgenutzt. Die Erfindung kann auch in dem Sinne abgewandelt werden, daß bei einer sehr großen Anzahl in Reihe liegender Verbraucher, z. B. bei zehn Einschlagweckern, ein weiterer Schutzwiderstand in druckfester Kapselung beispielsweise zwischen dem fünften Wekker und der durchgehenden Speiseleitung angeschlossen wird. Auch in diesem Falle bleibt die wesentliche ίο Ersparnis erhalten, da an Stelle von bisher zehn nur zwei Schutzwiderstände benötigt werden.Another embodiment consists in the use of two oppositely arranged in series polarized rectifiers or rectifier columns. In these arrangements, the high change in resistance is particularly important of the rectifier loaded in the reverse direction when the reverse voltage is exceeded exploited for the purpose of reducing the peak voltage. The invention can also be modified in this sense be that with a very large number of consumers lying in series, z. B. with ten striking alarm clocks, Another protective resistor in pressure-tight encapsulation, for example between the fifth Wekker and the continuous feed line is connected. In this case too, the essential one remains ίο Get savings, as only two protective resistors are required instead of the previous ten.

Claims

Claims =

1. Arrangement for eliminating overvoltages through voltage-dependent resistors in Signal systems with inductive consumers, characterized in that in systems with several consumers lying in series, e.g. B. impact alarms of shaft signal systems, a

ao common protection means parallel to the series connection of several or all consumers between the lines leading from the actuation switches or the power source to the series circuit connected.

2. Arrangement in systems in which the lines coming from the switches and the consumers converge in a distributor room that is not at risk of explosion according to claim 1, characterized in that characterized in that the common protection means is arranged in this space, so that too Protective means can be used without a flameproof enclosure.

3. Arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the connecting lines of the Switch and a protective device is connected to each of the consumer feed lines.

4. Arrangement according to claim 1 to 3, characterized in that two or as protective means more in series oppositely polarized rectifiers or rectifier columns are provided are.

5. Arrangement according to claim 1 to 3, characterized in that as protective means non-directional, voltage-dependent resistances, e.g. B. varistors are provided.

Considered publications:
K. Maier: "Trockengleichrichter", 1938, p. 268.

1 sheet of drawings