DE2447460A1

DE2447460A1 - ARRANGEMENT FOR PROTECTING CONTACTS

Info

Publication number: DE2447460A1
Application number: DE19742447460
Authority: DE
Inventors: Pierre Gabriel Adrien Guittard; Edouard Marie Jean A Issenmann
Original assignee: International Standard Electric Corp
Current assignee: International Standard Electric Corp
Priority date: 1973-10-11
Filing date: 1974-10-04
Publication date: 1975-04-24
Also published as: GB1459278A; FR2247804B3; ES430851A1; FR2247804A1; CH591760A5

Description

Dipl.-Phys. Leo ThulDipl.-Phys. Leo Thul

StuttgartStuttgart

P.G.A. Guittard et al 1 - 1P.G.A. Guittard et al 1-1

INTERNATIONAL STAiNiDARD ELECTRIC CORPORATION, NEW YORKINTERNATIONAL STAiNiDARD ELECTRIC CORPORATION, NEW YORK

Anordnung zum Schutz von KontaktenArrangement to protect contacts

Die Anmeldung betrifft eine Anordnung zum Schutz von Kontakten in Betätigungskreisen für mehrere Relais.The application relates to an arrangement for protecting contacts in actuating circuits for several relays.

Beim Abschalten induktiver Verbraucher tritt an den Kontakten eine erhebliche Überspannung auf und an den Kontaktstücken treten dann Verformungen auf. Diese Verformungen werden durch den beim öffnen des Kontaktes auftretenden Lichtbogen durch Abdrang hervorgerufen, der durch die Überspannung noch verstärkt wird.When inductive loads are switched off, a considerable overvoltage occurs on the contacts and on the Deformations then occur in contact pieces. These Deformations are caused by the opening of the contact occurring arc caused by evacuation, which is intensified by the overvoltage.

Es ist schon bekannt, Kontakte zu schützen, die diesen Effekten unterworfen sind. In Anordnungen, die eine große Zahl von Relaisspulen und Relaiskontakten enthalten, ist es jedoch notwendig, einfache und billige Anordnungen zu verwenden, damit nicht Größe und PreisIt is already known to protect contacts that have this Are subject to effects. In arrangements that contain a large number of relay coils and relay contacts, however, it is necessary to use simple and cheap arrangements in order to avoid size and price

3.10.1974October 3, 1974

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der Anordnung zu stark ansteigt. Dieses trifft besonders auf Relaissysteme zu, die in Telefonanlagen verwendet werden. Man hat dort eine große Zahl von Schaltkreisen, von denen jeder eine Mehrzahl von Relais und damit auch eine große Zahl von Kontakten enthält.the arrangement rises too much. This is particularly true of relay systems used in telephone systems will. You have a large number of circuits, each of which has a plurality of relays and thus also contains a large number of contacts.

Da die induktiven Elemente üblicherweise Relaisspulen sind, sind die Schutz anordnungen im allgemeinen diesen Spulen oder den sie steuernden Kontakten zugeordnet. Bei bekannten Anordnungen verwendet man z.B. einen Varistor parallel zur Spule oder ein RC-Glied parallel zu den zu schützenden Kontakten.Since the inductive elements are usually relay coils, the protection arrangements are generally these Coils or the contacts that control them. In known arrangements, a varistor, for example, is used parallel to the coil or an RC element parallel to the contacts to be protected.

Da die verschiedenen Relais einer Schaltung üblicherweise nicht gleichzeitig gesteuert werden und da weiterhin bei der Entwicklung die Steuerbefehle und mögliche gleichzeitige Befehle geplant werden, besteht die Möglichkeit, daß eine Schutzeinrichtung für alle Steuerkontakte einer Mehrzahl von Relais in einer Schaltung verwendet wird.Since the various relays of a circuit are usually not controlled at the same time and continue to do so the development of the control commands and possible simultaneous commands are planned, there is the possibility of that a protective device is used for all control contacts of a plurality of relays in a circuit.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der obengenannten Art zu schaffen, die nur wenig Aufwand fordert. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß eine Reihenschaltung aus einem Kondensator und einem Widerstand zwischen die beiden Pole der Speisespannung geschaltet wird, daß für jedes Relais eine Diode vorgesehen ist, deren einer Anschluß zwischen Relaisspule und dem benachbartesten Betätigungskontakt und deren anderer Anschluß gemeinsam mit den entsprechenden Anschlüssen der anderen Dioden an dem Verbindungspunkt zwischen Kondensator und Widerstand angeschlossen ISt₁ und daß die Polung der DiodeThe invention is based on the object of creating an arrangement of the type mentioned above which requires little effort. This is achieved according to the invention in that a series circuit of a capacitor and a resistor is connected between the two poles of the supply voltage, that a diode is provided for each relay, one connection between the relay coil and the closest actuating contact and the other connection together with the corresponding Connections of the other diodes connected to the connection point between capacitor and resistor ISt ₁ and that the polarity of the diode

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so gewählt wird, daß eine bei Abschaltung eines Relais auftretende Überspannung zum Kondensator abfließen kann.is chosen so that a. when switching off a relay occurs Overvoltage can flow off to the capacitor.

Die Erfindung wird nun anhand des in den beiliegenden Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:The invention will now be explained in more detail with reference to the exemplary embodiment shown in the accompanying drawings explained. Show it:

Fig.l eine Relaisschaltung, die mit der erfindungsgeraäßen Schutzanordnung ausgerüstet ist undFig.l a relay circuit, which with the erfindungsgeraektiven Protection arrangement is equipped and

Fig.2 ein Diagramm, das die in verschiedenen Fällen auftretenden Überspannungen darstellt.Fig.2 is a diagram showing the in different cases Represents surges.

Die in Fig.l dargestellte Schaltung besteht aus einer Mehrzahl von Relais A, B...E...X, die über Kontakte bl, g, h, x, al, b2, f, a2, j, k gesteuert werden, die entweder zu diesen Relais gehören oder aber Bestandteil einer Taste sind.The circuit shown in Fig.l consists of a plurality of relays A, B ... E ... X, which via contacts bl, g, h, x, al, b2, f, a2, j, k are controlled either to belong to these relays or are part of a button.

Ein Anschluß jeder Relaisspule ist sowohl mit der Kathode einer Diode D der Schutzvorrichtung als auch mit einer Feder des dem Relais am nächsten liegenden Kontaktes der steuernden Kontaktkefete verbunden. Der Anschluß der Spule des Relais A, der nicht mit dem Potential -V verbunden ist) ist mit der Kathode der Diode DA und der Kontaktfeder des Kontaktes bl verbunden, die nicht mit dem Rest der Kontaktkette h,g verbunden ist.A connection of each relay coil is both to the cathode of a diode D of the protection device and to a spring of the contact of the controlling Kontaktkefete which is closest to the relay. Connection of the coil of the relay A, which is not connected to the potential -V) is connected to the cathode of the diode DA and the contact spring of the contact bl connected, which is not connected to the rest of the contact chain h, g.

Die Anoden der Dioden D sind mit dem Verbindungspunkt M einer Reihenschaltung aus einem Widerstand R von einem Kondensator C verbunden. Der Widerstand ist hochohmig und an das negative Potential -V geschaltet,und der KondensatorThe anodes of the diodes D are connected to the connection point M. a series circuit of a resistor R connected to a capacitor C. The resistance is high and on the negative potential -V switched, and the capacitor

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liegt an Masse. Für die Beschreibung wird jetzt angenommen, daß bei der Betätigung eines Kontaktes keine Kontakt prellungen auftreten. Wenn z.B. das Relais B gespeist wird, nachdem der Kontakt χ geschlossen hat, liegt Massepotential an der Kathode der entsprechenden Diode DB und sperrt diese Diode, deren Anode immer an einem negativen Potential liegt. Der RC-Kreis ist somit von der Relaiskette isoliert. Beim Schließen eines induktiv belasteten Kreises addiert sich der durch die Induktivität erzeugte Spannungsabfall zu dem durch den Widerstand erzeugten Spannungsabfall und man erhält einen langsam ansteigenden Strom während der Übergangsperiode, die dem Schließen.: des Kontaktes χ folgt. Der Kontakt χ braucht deshalb zu diesem Zeitpunkt keinen besonderen Schutz. Das Gleiche gilt auch während der Betätigungszeit des Relais.depends on mass. For the description it is now assumed that no contact bruises when a contact is actuated appear. If, for example, relay B is fed after contact χ has closed, there is ground potential at the cathode of the corresponding diode DB and blocks this diode, the anode of which is always at a negative potential. The RC circuit is thus isolated from the relay chain. When an inductively loaded circuit is closed, it adds up the voltage drop generated by the inductance to the voltage drop generated by the resistor and one obtains a slowly increasing current during the transition period that follows the closing .: of the contact χ. Of the Contact χ therefore does not need any special protection at this point in time. The same also applies during the operating time of the relay.

Für die Beschreibung wird jetzt zuerst angenommen, daß die Diode DB nicht angeschlossen ist. Wenn jetzt der Kontakt χ öffnet und das Relais B abschaltet, erhält man nach dem Gesetz von Lenz eine überspannung, die entgegengesetzt zur Änderung des Stroraflusses in der Spule ist. Diese überspannung ist in der Kurve 2a in Fig.2 dargestellt. Diese überspannung, deren Maximalwert größer als die Speisespannung V ist, entsteht aus der induktiven Energie, die vorher in der Spule gespeichert wurde. Während des öffnen des Kontaktes entsteht dann ein Lichtb/ogen zwischen den Kontakten, schlange die Federn noch nahe beeinander sind,und die Kontaktstücke werden abgenutzt.For the purposes of the description, it is first assumed that the diode DB is not connected. If now the contact χ opens and relay B switches off, according to Lenz's law, an overvoltage is obtained which is the opposite to change the current flow in the coil. This surge is shown in curve 2a in Fig.2. This overvoltage, the maximum value of which is greater than that Supply voltage V is created from the inductive energy that was previously stored in the coil. During the opening the contact then creates an arc between the contacts, the springs are still snuggled close together and the contacts will wear out.

Wenn jedoch das Relais B während des öffnen des Kontaktes χ mit der Diode DB verbunden is.t, wird das Potential amHowever, if the relay B during the opening of the contact χ is connected to the diode DB, the potential is at

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Punkt Y stark negativ, d.h. negativer als das Potential am Punkt M. Dann wird die Diode DB leitend und schaltet den Kondensator G parallel zum Kontakt x. Der Kondensator nimmt dann den größten Teil der in der Spule gespeicherten Energie auf. Der Kontakt χ wird also durch die Aufladung des Kondensators C gegen die überspannung geschützt,und man erhält den in der Kurve 2b dargestellten Spannungsverlauf«, Die Überspannung ist um so geringer,je größer die Kapazität des Kondensators ist. Bedingt durch die Diode D,wird der Kondensator C nur bei Spannungswerten wirksam, die negativer als -V sind. Bei den bekannten Anordnungen, bei denen ein RC-Glied paralH. zum Kontakt gelegt wird, tritt diese Schwelle nicht auf, und man erhält einen Spannungsverlauf, wie er in Kurve 2c dargestellt ist. Die Schutzwirkung dieser Anordnung unterscheidet sich noch in zwei wesentlichen Merkmalen von den bekannten RC-Gliedern:Point Y strongly negative, i.e. more negative than the potential at point M. Then the diode DB becomes conductive and switches the Capacitor G in parallel with contact x. The capacitor then takes most of the energy stored in the coil on. The contact χ is thus due to the charging of the capacitor C protected against the overvoltage, and one obtains the voltage curve shown in curve 2b. The overvoltage is lower, the greater the capacitance of the capacitor is. Due to the diode D, becomes the capacitor C is only effective at voltage values which are more negative than -V. In the known arrangements, at which an RC element paralH. is put to contact, occurs this threshold does not exist, and a voltage curve as shown in curve 2c is obtained. The protective effect This arrangement differs from the known RC elements in two essential features:

die Kapazität kann bei der erfindungsgemäßen Anordnung erheblich größer sein,undthe capacity can be considerable in the arrangement according to the invention be bigger, and

es liegt kein Widerstand in Reihe, wenn der Kondensator aufgeladen wird.there is no resistor in series when the capacitor is charging.

Da es die Aufladung des Kondensators C ist, die die Überspannung an dem sich öffnenden Kontaktes vermindert, ist es notwendig, den Kondensator C zu entladen. Für diesen. Zweck ist der Widerstand R vorgesehen.Since it is the charge on capacitor C that creates the overvoltage reduced at the opening contact, it is necessary to discharge the capacitor C. For this. Resistance R is provided for this purpose.

Wegen dem gegenüber den bekannten Anordnungen sehr geringen Spitzenwert der überspannung, den man mit der Anordnung gemäß der Erfindung erreicht, ist es möglich, eine große Zahl von Relaisspulen mit Hilfe der gleichen AnordnungBecause of the very low peak value of the overvoltage compared to the known arrangements, which is achieved with the arrangement achieved according to the invention, it is possible to have a large number of relay coils using the same arrangement

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zu schützen, auch für den Fall, daß mehrere Kontakte gleichzeitig öffnen. Es ist so z.B. möglich, die Relais A, B, E, X für den Fall zu schützen, daß ihre Steuerkontakte gleichzeitig öffnen. Bedingt durch die große Kapazität des Kon~ densators und des Fehlen eines Widerstandes im Ladekreis des Kondensators, erhält man auch in diesem Fall eine niedrigere Spitzenspannung als bei den. bekannten Anordnungen. Bei den meisten Schaltungen fallen die ReMs auch zu unterschiedlichen Zeitpunkten innerhalb des Betriebsablaufs ab/ und es ist deshalb möglich,eine große Zahl von Relais mit dieser Schutzanordnung zu schützen und, wenn es notwendig ist, für einige Sonderfälle getrennte Schutzvorrichtungen vorzusehen.to protect, even in the event that several contacts open at the same time. For example, it is possible to switch relays A, B, E, X to protect in the event that their control contacts open at the same time. Due to the large capacity of the Kon ~ capacitor and the lack of a resistor in the charging circuit of the capacitor, a lower one is obtained in this case too Peak voltage than the. known arrangements. Both Most circuits also drop the ReMs at different points in time within the operating sequence / and it is therefore possible to use a large number of relays with this To protect protective arrangement and, if necessary, to provide separate protective devices for some special cases.

Für die Beschreibung ist bisher angenommen worden, daß beim Schließen der Kontakte keine Kontaktprellungen auftreten. Diese Annahme gilt aber nicht für die üblicherweise verwendeten Kontaktfedern. Bei jeder Kontaktprellung hat man eine geringe öffnung des Kontaktes und damit auch eine Überspannung und einen Verschleiß.For the description it has been assumed so far that no contact bounce occurs when the contacts are closed. However, this assumption does not apply to the contact springs commonly used. With every contact bruise you have one small opening of the contact and thus also an overvoltage and wear.

Mit der erfindungsgemäßen Schutzanordnung erhält man einen Schutz für Überspannungen, die größer als -V sind/und auch keine Vergrößerung des Stromes über den Kontakt beim Schließen, da sich der Kondensator C wegen der Diode D nicht über den Kontakt entladen kann.The protective arrangement according to the invention provides protection for overvoltages that are greater than -V / and also no increase in the current through the contact when closing, since the capacitor C cannot discharge through the contact because of the diode D.

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Claims

P.G.A.

Guittard et al 1-1
Claim

Arrangement for the protection of contacts in actuation circuits for several relays, characterized in that a series connection of a capacitor (C) and a resistor (R) is connected between the two poles of the supply voltage, that for each relay (A) a diode (DA) is provided, one connection of which is connected between the relay coil and the closest actuating contact (bl) and the other connection is connected together with the corresponding connections of the other diodes at the connection point (M) between the capacitor and the resistor, and that the polarity of the diode is selected so that an overvoltage that occurs when a relay is switched off can flow off to the capacitor.

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