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Selektive elektrische Signalisierungsanlage.
Die Erfindung bezieht sich auf Einrichtungen, durch die Signalisierströme beliebiger Frequenz Starkströmen, u. zw. Ein-oder Mehrphasenströmen von üblicher Frequenz oder auch Gleich-
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sind. Jeder Empfangsapparat oder jede Gruppe von Empfangsapparaten, die gleichzeitig erregt werden sollen, werden auf eine bestimmte Frequenz der Signalisierströme abgestimmt.
Erfindungsgemäss werden die Signalströme nacheinander und getrennt voneinander in die Speiseleitungen oder Gruppen von Speiseleitungen mit Hilfe von Transformatoren gesendet, deren Primärwicklungen in Reihe mit den einzelnen Speiseleitungen liegen, und deren Sekundärwicklungen nacheinander und getrennt voneinander einzeln oder in Gruppen an die Erzeugermaschine für die Signalströme angeschlossen werden.
Zu den Merkmalen der Erfindung gehört es, dass die ferngesteuerten Empfänger zusammen mit irgendwelchen Energieverzehrern in Gruppen geschaltet sind, die zwischen den Hauptspeiseleitungen liegen, derart, dass ein Signalisierstrom von der Frequenz (p, der beispielsweise über eine bestimmte Speiseleitung läuft, eine Mehrzahl von in Parallelschaltung liegenden Rückleitungen hat, und diese Rückleitungen durch die übrigen Speiseleitungen gebildet werden sowie durch die Energieverzehrer und ferngesteuerten Empfänger, die in diesen Speiseleitungen liegen. Die Mittel zur Induzierung der einzelnen Signalisierströme in den verschiedenen Speiseleitungen bestehen aus einer Mehrzahl von Wandlern, deren Sekundärwicklungen in den Speiseleitungen liegen.
Hiebei sind Mittel vorgesehen, um die Sekundärwicklungen der Wandler einzeln und nacheinander in den Stromkreis einer Wechselstrommaschine zu schalten, die die Signalisierströme erzeugt.
In einer Ausführungsform der Erfindung wird die Spannung der Signalisiermasehine dadurch variiert, dass in den Erregerstromkreis ein Regelungswiderstand eingeschaltet ist. Der verstellbare Schaltarm dieses Regelungswiderstandes ist mit einer Anzahl von Stromschliessern gekuppelt, die nacheinander jeden einzelnen Wandler, u. zw. die Sekundärwicklungen dieser Wandler, an die Signalisiermaschine schalten, u. zw. in Einklang mit der Variierung der Spannung dieser Maschine.
Zu den Merkmalen der Erfindung gehört es, dass, wenn in den Speiseleitungen Mehrphasenströme zu den Energieverzehrern fliessen, einphasige Signalisierströme Verwendung finden, und, wenn solche einphasigen Ströme in einem mehrphasigen System induziert werden sollen, zwei Wandler Verwendung finden, die je in Reihe auf zwei Hauptleitungen ein und derselben Speiseleitung geschaltet sind, derart, dass die jeweiligen Werte der überlagerten Spannungen von entgegengesetztem Vorzeichen sind. Unter Umständen kann es erforderlich sein, unter den regelmässigen Betriebsbedingungen zeitweise die Enden von Ästen zweier Speiseleitungen miteinander zu verbinden, was dann zur Folge hat, dass die ferngesteuerten Empfänger, die zwischen den Speiseleitungen liegen, in denen in diesem Augenblick die Signalisierströme induziert werden, keinen Strom erhalten.
Diese Schwierigkeit wird erfindungsgemäss dadurch beseitigt, dass zu gleicher Zeit zwei Signalisierströme in derselben Richtung in je einem Aste der betreffenden Speiseleitungen
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induziert werden. Zu diesem Zweck werden entweder Stöpselverbindungen mit biegsamen Zu- leitungen benutzt, um die Sekundärspulen der Wandler nach Bedarf zusammenzuschalten, oder irgendwelche Schaltvorrichtungen, wie sie im Fernspreehwesen Verwendung finden.
Die Erfindung ist in den Zeichnungen erläutert. Fig. 1 zeigt schematisch an Hand eines Ausführungsbeispieles, wie die Signalisierströme entsendet werden können zwischen Leitungen, die zu einem
Einphasen-Wechselstromnetz mit drei Speiseleitungen gehören. Fig. 2 ist das Schema eines Ver- teilungsnetzes für die Entsendung der Signalisierströme. Fig, 3 stellt eine Schaltungsweise dar. mit Hilfe derer einphasige Signalisierungsströme in ein Dreiphasennetz entsendet werden können.
Fig. 4 endlich stellt eine Abänderung der Anordnung nach Fig. 1 dar und zeigt die Anwendung der Erfindung auf ein Verteilungsnetz, bei dem zwei Speiseleitungen miteinander verbunden sind.
Eine Wechselstrommaschine 1, die einen Einphasenstrom von der Spannung E und der
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liegen. 4 ist eine Kapazität, die in Resonanz mit einer Drosselspule 5, u. zw. für einen Strom von der Frequenz F, eingestellt ist. 6 ist eine Zusatzkapazität, die mit der Drosselspule J zusammen einen Drosselstromkreis bildet, dessen Drosselwirkung sich dem Dllrchfluss der Signalisierungs- ströme entgegenstellt. 7 ist eine variable Kapazität, die für die Frequenz des Signalisierungs- stromes in Resonanz eingestellt wird mit der Drosselspule 8, der Selbstinduktion der Signalisierungs- wechselstrommaschine 9 und der Induktion des in Betrieb befindlichen Speiseleitungswandlers T6.
10 ist die Felderregungsspule der Signalisierungswechselstrommaschine 9, 11 eine Gleichstromquelle zur Speisung dieser Felderregungsspule, 12 ein Regelungswiderstand, dessen Mitte mit einer der
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Verschiebung die Stärke des Erregerstroms in der Wicklung. M geändert werden kann, und 14 eine Handkurbel, durch deren Drehung der Kontaktarm 13 mit Hilfe der Schneckenwelle J ? J und eines Schneckenrades 16 eingestellt wird. Auf der Welle des Schneckenrades 16 ist ein Zahnrad 17 befestigt, das mit einem Zahnrad 18 auf einer Welle 19 in Eingriff steht. Die Durchmesser der Zahnräder 17 und 18 sind so gewählt, dass die Welle 19 mit einem Drittel der Geschwindigkeit angetrieben wird, mit der sich das Zahnrad 17 dreht.
Auf der Welle 19 sitzen drei Daumen Ka, Kb und Ke, die um je 1200 gegeneinander versetzt sind. Diese Daumen wirken auf Sehalthebel Ca, Cb und Ce, die in der Ruhestellung die Sekundärwicklungen der drei Speiseleitungswandler Ta, Tb und Tc kurzschliessen und die im Fall der Entsendung eines Signalisierungsstromes durch den zugehörigen Daumen so umgelegt werden, dass die Sekundärwicklungen dieser Wandler eine nach der andern vorübergehend mit dem Anker der Signalisierungsweehselstrommaschine 9 verbunden werden.
Die Schalthebel Ca, Cb und Ce sind so ausgeführt, dass die Sekundärstromkreise der
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jedesmal vorübergehend kurzgeschlossen, wenn einer der Schalthebel umgelegt wird. Um zu vermeiden, dass hiedurch der Ankerstrom etwa einen gefährlich hohen Wert annehmen könnte, ist
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Wenn diese Schalthebel die Stellungen einnehmen, die in Fig. 1 dargestellt sind, so werden, wie ersichtlich, Signalisierungsströme nur in den Speiseleitungen 2a, 3a induziert. Durch Drehung der Handkurbel 14 kann man aber Signalisierungsströme nacheinander auch in den Speiseleitungen 263D und 2c-3c induzieren.
Die Induzierung der Signalisierströme in den Speiseleitungen erfolgt mit wachsender stärke, weil gleichzeitig mit der Einschaltung der Sekundärspulen der Wandler in dem Stromkreis der Signalisiermaschine der Kontaktarm 13 auf dem Regelungswiderstand 12 verstellt und damit die Erregung der Signalisiermaschine geändert wird. Der Widerstand 12 kann nach Belieben gleichförmig oder nach irgendeinem Gesetz gewickelt werden.
Im allgemeinen ist sein mittlerer Teil über eine gewisse Strecke hinweg kurzgeschlossen, so dass die Stärke des Erregerfeldes der Signalisiermasehine gleichbleibt, wenn der Kontaktarm 13 über diesen mittleren Teil hinweggellt. Die Handkurbel 14 kann natürlich durch irgendein andres gleichwirkendes Organ, etwa einen Motor, ersetzt werden, am besten durch einen mit konstanter Geschwindigkeit laufenden Motor, der selbsttätig zum Stillstand gebracht wird, wenn dienacheinanderfolgende Einschaltung der Sekundärspulen des Wandlers auf die Signalisiermasehine beendigt ist.
Die Ausführung der Umsehalter Ca, Cb, Ce ist selbstverständlich ganz beliebig, beispielsweise könnten sie auch als Quecksilbersehalter ausgeführt werden.
An Stelle der Vorrichtungen 4,-5 und 6, die als Dämpfung für einen Strom von der Frequenz F dienen und eine Drossel für die Signalisierströme darstellen, kann irgendein andres gleichartig wirkendes System Verwendung finden, das die Induktion wesentlich vermindert oder auch auf Null bringt, die von dem Strom mit der Frequenz F in den Speiseleitungswandlern und
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in der Signalisiermaschine erzeugt wird. Die Speiseleitungswandler können auch mit je zwei Sekundärspulen ausgestattet werden, die hintereinander geschaltet sind, so dass die Grösse des Stromes mit der Frequenz F verringert werden kann, der durch den Dämpfungsstromkreis 4, 5 fliessen muss.
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und 2e-3e geschaltet sind.
Im allgemeinen lässt sieh folgendes sagen : Wenn in einem Verteilungsnetz mit N Speiseleitungen, die alle gleich belastet sind, die zur Erregung der Signalstromempfänger erforderliche Spannung gleich e ist, so ist die Spannung, die die Speiseleitungswandler zu liefern haben, im wesentlichen gleich e (1+-.). Denn, wie vorher dargelegt, haben die Signalströme, die in einer einzelnen Speiseleitung induziert werden -1, parallelliegende Rückleitungen, so dass, wenn die Selbstinduktion jeder Speiseleitung mit Z bezeichnet wird, die gesamte Selbstinduktion des vollständigen Stromkreises, durch den ein Signalisierstromstoss von bestimmter Frequenz verläuft, =+ : 1.
Die Anordnung ist auch anwendbar auf Gleichstromverteilungsnetze. In diesem Fall muss natürlich eine Dämpfungseinrichtung, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist, weggelassen werden, da ja der Gleichstrom in den Sekundärstromkreisen der Speiseleitungswandler keine Ströme induziert.
Abgesehen davon wird es sich immer lohnen, den scheinbaren Widerstand zu vermindern, der in den Speiseleitungswandlern durch den ihre Primärwicklungen durchfliessenden Gleichstrom erzeugt wird. Zu diesem Zweck kann man eine dritte Wicklung auf diesen Wandlern unterbringen, die entgegengesetzt der Primärwicklung gewickelt ist und durch die ein dem Primärstrom proportionaler Gleichstrom fliesst.
Die beschriebene Einrichtung zur Induzierung von Signalströmen ist auch anwendbar auf
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verwendet werden. Da es schwieriger ist, kleine Mehrphasenerzeugermasehinen von hoher Frequenz herzustellen als Einphasenmasehinen, so ist es vorteilhaft, die Anordnungen so zu bauen, dass auch in Mehrphasennetzen mit Einphasensignalisierströmen gearbeitet werden kann.
Das Ergebnis kann erreicht werden mit einer einzigen Signalisierstromentsendung, die im gleichen Augenblick in den Wandlern zweier verschiedener Phasen erfolgt. Hiebei muss aber Vorsorge dafür getroffen werden, dass diese Wandler so geschaltet sind, dass die Spannungen der Signalisierströme in jedem Augenblick von entgegengesetzten Vorzeichen sind. Die Art und Weise, in der die Wandler mit den Speiseleitungen verbunden sind, ist in Fig. 3 ersichtlich gemacht, in der A, B zwei Wandler bezeichnen, deren Primärwicklungen al und b1 in Reihenschaltung mit
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gesetztem Vorzeichen sind.
Fig. 4 stellt eine Anlage dar, in der die Schwierigkeit beseitigt ist, die durch die Zusammenschaltung zweier Speiseleitungen verursacht wird : Die Sekundärwicklungen der Wandler Ta, Tb und Te sind durch biegsame Leitungen x, y und 2 an Stöpsel p, q und r angeschlossen, die zur Zusammenschaltung der Sekundärwicklungen der verschiedenen Wandler nach Bedarf in entsprechende Stöpsellöcher gesteckt werden können. In Fig, 4 ist angenommen, dass die Hauptleitungen 2a und und 2b durch eine Zwischenleitung in miteinander verbunden sind.
Demgemäss ist der Stöpsel q des Wandlers Tb in ein Stöpselloch t gesteckt, das leitend verbunden ist mit einem Stöpselloch P, in das der Stöpsel 1) des Wandlers Ta eingesetzt ist. Wenn daher die Signalisiermaschine durch die Leitungen. M und N den Wandler Ta speist, so wird gleichzeitig der Wandler Tb gespeist und in den Leitungen 2a und 2b werden zu gleicher Zeit zwei Ströme i von gleichem Vorzeichen induziert. Demgemäss wird kein Strom durch die Verbindungsleitung in fliessen, sondern der Strom wird den ferngesteuerten Empfängern B zugeführt werden.
Die Erfindung führt unter anderm den erheblichen Vorteil herbei, dass die volle Stärke der Signalisierströme wahlweise auf eine bestimmte Speiseleitung eines elektrischen Verteilungsnetzcs konzentriert werden kann, und das ist einerseits von Wichtigkeit, wenn die Speiseleitungen untereinander verbunden sind, und anderseits wenn es erwünscht ist, in den einzelnen Speiseleitungen besondere und verschiedene Operationen auszuführen. Wenn beispielsweise zehn Speiseleitungen von einer Zentrale zu zehn Unterstationen führen, in deren jeder fünf besondere Stromunterbrecher gesteuert werden sollen, wenn es sich also im ganzen um 50 Stromunterbrecher handelt, und wenn
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zwei voneinander verschiedene Frequenzen nötig sind, um einen einzigen Stromunterbrecher zu erregen,
wobei die eine dieser Frequenzen den Stromunterbrecher schliesst und die andre ihn öffnet, so braucht man nur zehn verschiedene Frequenzen, mit denen die von der Zentrale entsendeten Signalisierströme zu betreiben sind, um wahlweise jeden einzelnen Stromunterbrecher zu steuern.
Wenn Signalisierströme gleichzeitig auf allen zehn Speiseleitungen induziert werden, so wäre es erforderlich, 100 verschiedene Frequenzen zur Verfügung zu haben, was praktisch kaum ausführbar wäre.
Dass tatsächlich in einer nach der Erfindung ausgeführten Anlage der vorerwähnten Art nur zehn Frequenzen erforderlich sein würden, ergibt sich aus der nachstehenden Überlegung : Wenn E die Spannung des Signalisierstromes ist, die in einer bestimmten der zehn Speiseleitungen induziert wird, so ist schon gezeigt, dass für einen solchen Signalisierstrom neun parallel miteinander liegende Rückleitungen zur Verfügung stehen, nachdem er die Stromunterbrecher passiert
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aus, um diese Stromunterbrecher zum Ansprechen zu bringen, und demgemäss wird durch die Entsendung des Signalisierstromes die erforderliche Auswahl unter den Stromunterbrechern getroffen, ohne dass es nötig wäre, in jeder Speiseleitung Ströme von verschiedener Frequenz zu
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Die Erfindung ermöglicht es demnach,
die Grösse der Erzeugungsanlage für den Signalisierstrom sehr erheblich zu reduzieren gegenüber den gebräuchlichen Anlagen, bei denen gleichzeitig über alle Speiseleitungen Signalisierströme entsendet werden müssen. Daraus ergibt sich eine grosse Ersparnis. Weiter besteht der Vorteil, dass der Vorrat an Auswechselungsteilen nur gering zu sein braucht, und endlich lässt sich eine Versuchs-oder Demonstrationsanlage mit verhältnismässig einfachen Mitteln herstellen.
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