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La présente invention concerne un système d'alarme ou de commande à deux fils et plus particulièrement à un système d'alarme ou de commande dans lequel les deux fils forment un circuit continu à longue boucle qui provlent d'u@ appareil central et y retourne et dans lequel la longue boucle est subdivisée en un certain nombre de sections ou de groupes reliés en sé- rie par des commutateurs bl-polaires qui sont shuntés par des impédances conductrices, c'est-à-dire par des résistances ohmlques ou inductives.
Les circuits de commande et d'alarme du type à deux fils et avec des impédances de shuntage sur les commutateurs de section sont connus depuis longtemps. Un certain nombre de thermocontacts ou de commutateurs thermiques bl-polaires sont disposés dans chaque section du circuit à boucle; et les deux fils sont ouverts quand un thermocontact s'ouvre automatiquement pour une augmentation de température prédéterminée ou quand l'un des commuta- teurs de section est ouvert à la main.
Une batterie d'accumulateurs dans l'appareil central établit normalement des courants continus à travers les deux fils pour commander automa- tiquement la boucle et après l'ouverture des deux fils du circuit à boucle en cas d'alarme les deux bornes à chaque extrémité du circuit à boucle sont reliées aux bornes opposées d'une source à courant continu en passant par un pont de mesures ou un dispositif correspondant pour désigner la section.
Les impédances sur les commutateurs de section sont alors en parallèle dans chacun des circuits de fil sur les côtés opposés de la section ouverte et le nombre d'impédances de chaque côté du commutateur ouvert est mesuré d'une façon quelconque par exemple par des méthodes de pont pour Identifier la section du circuit à boucle qui est ouverte.
La pratique antérieure était d'employer des impédances capacitives sur les commutateurs de sections car il semblait ne pas être une solution pratique pour les exigences contradictoires de conception que les impédances de section dussent être de résistance ohmique élevée pour éviter un court-circuit effectif des deux fils d'une longue boucle (il est cependant encore désiré d'avoir une commande automatique à relais pour le court-circuit ou le faible isolement entre les deux fils du circuit à longue boucle)
qui comprend un certain nombre de sections et dussent en même temps être de faible résistance ohmique pour assurer parallèlement une distinction sûrement et facilement mesurable entre les états en différents points des sections et que la résistance d'isolement relativement faible qui peut facilement se produire dans un circuit à longue boucle placé dans une région de forte humidite, de vapeurs acides ou autres états défavorables (par exemple dans les systèmes dans les bateaux) ne puisse pas Influencer pratiquement l'indication de la section.
Avec les impédances capacitives de section il est naturellement nécessaire de prévoir une source de courant alternatif pour exciter les circuits de mesure. L'appareil utilisant des impédances capacitives a été en usage de façon satisfaisante et l'est encore couramment mais l'exigence d'une source de courant alternatif pour les dispositifs de mesure des impédances peut être éliminée et d'autres avantages peuvent être obtenus si les impédances de section sont du type ohmique ou inductif.
L'objet de la présente invention est de réaliser des circuits d' alarme et/ou de commande du type à Impédance de shuntage à deux fils dans lesquels les impédances de shuntage sont conductrices, donc des résistances ohmiques ou inductives.
Un autre objet est de réaliser des circuits d'alarme ou de commande à deux fils avec une impédance de section du type conductrice et qui sont exempts des limitations et Inconvénients inhérents aux anciens circuits à longue boucle.
Plus spécialement les objets de l'invention sont de réaliser des systèmes d'alarme ou de commande du caractère Indiqué dans lesquels les impé-
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dances de section prennent la forme d'une résistance ou d'une inductance en série avec un redresseur et où la disposition du circuit est telle que les impédances sont non conductrices pendant le fonctionnement normal du circuit mais conductrices avec la polarité Inverse du courant quand il y a une rupture des fils dans le circuit à boucle.
Ces objets et d'autres encore et les avantages de l'invention ressortiront de la spécification suivante considérée avec le dessin annexé dans lequel la figure unique est un schéma fragmentaire d'un circuit d'alarme automatique d'incendie, mettant l'invention en application.
Dans le dessin les repères a et b désignent les deux fils d'un circuit à longue boucle qui est divisé en un certain nombre de sections par exemple dix sections de 1 à X par un certain nombre d'ensembles ou de cabines de section SI qui comprennent de préférence chacun un commutateur bipolaire S normalement fermé qui peut être ouvert à la main pour donner l'alarme. Il y a un indicateur de groupe (section) au départ de chaque groupe (section), étant supposé pour la commodité de la description que la partie gauche (sortie) du circuit à boucle part du pôle positif d'une batterie d'accumulateurs 11 à la station centrale et retourne au pôle négatif de la batterie.
Un certain nombre de thermo-contacts T sont en série dans la ligne à deux fils de chaque section, le nombre des thermo-contacts dépendant de l'étendue de la section et de l'état ou de la nature des lieux à travers lesquels s'étend la section. Les thermo-contacts T sont des commutateurs bipolaires normalement fermés qui s'ouvrent automatiquement quand la température dépasse une valeur préalablement choisie.
Un relais Ra est en série dans le fil , voisin du départ (sortie) du circuit à boucle et un relais Rb est de même en série dans le fil b à 1' extrémité du circuit à boucle. Ces relais sont fermés à la main (retour à l'appareil central) ou par l'Intermédiaire d'un circuit d'attraction électrique pour mettre le système en fonctionnement et ont des contacts de retenue 12a et 12b respectivement pour les maintenir excités tant qu'il n'y a pas de rupture dans les fils a et b respectivement, et pas de court-circuit des fils l'un par rapport à l'autre.
Les relais Ra et Rb ont chacun plusieurs jeux de contacts pour la signalisation et la commande, comprenant les jeux 13a et 13b respectivement avec des contacts frontaux fonctionnant quand les relais sont excités pour compléter le circuit du fil a vers la borne négative de la batterie 11 et le circuit du fil Il vers la borne positive de la batterie. Le fil à du circuit à boucle retourne directement à la borne négative de la batterie mais une résistance de chute de tension R se trouve entre le contact avant du jeu 13b et la borne positive.
A chaque indicateur SI de cabine ou station d'alerte contre l'in- cendie, le côté du commutateur 8 qui regarde le côté gauche (sortie) de la station centrale est shunté par une Impédance conductrice CI en série avec un redresseur RT du type à plaque sèche ou à disque, le redresseur étant connecté de façon à bloquer le courant du fil 12. au fil a. quand, comme indiqué ci-dessus, le fil Il est au potentiel passif le plus haut pour permettre une commande automatique de court-circuit entre et b.. L'impédance conductrice peut être une inductance ou une bobine de self à noyau de fer ou, comme il est représenté, elle peut être une résistance ohmique.
Comme on le sait dans les systèmes à deux fils de ce type général, les relais Ra et Rb seront chacun désexcités en cas de rupture dans les fils a et b respectivement et le relais Rb sera déclanché par un court-circuit entre les deux fils. Le relais Ra n'est pas déelanché par un court circuit car il sera alors shunté par la résistance R qui est de dimension suffisante pour fournir la différence de potentiel nécessaire entre a et b.
Comme on l'a noté ci dessus, les relais ont des jeux de contacts, non représentés, pour fermer des circuits de signalisation pour indiquer le déclanchement de l'un ou l'autre relais. Le chef de station est donc prévenu d'un
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défaut sur le système et pourrait prendre les mesures appropriées pour le 10- caliser et le supprimer.,
Un signal d'alarme d'incendie ne doit retentir que dans le cas d'une rupture simultanée des deux fils soit par l'ouverture à la main d'un commutateur à l'un des ensembles de station SI ou par l'ouverture automa- tique de l'un des thermo-contacteurs T par une température anormalement éle- vée.
Quand cela s'est produit, les extrémités des fils sont séparées des bornes de la batterie par exemple par les relais et reliées à des disposi- tifs Indicateurs de groupe par exemple des ponts de Wheatstone qui, lorsqu' ils sont en équilibre., identifient la section particulière qui a coupé, un pont W existant pour la partie de la boucle à la gauche de la rupture et un pont semblable 4, non représenté, existant sur le côté droit de la rupture.
Les dispositions de circuit pour établir les circuits de mesure sont les suivantes :
Le contact arrière du jeu 12a du relais Ra est relié par un con- ducteur 14 au sommet A du pont W et le contact arrière du jeu 13b du relais Rb est relié par un conducteur 13 à un sommet voisin B du pont. De la même façon, les contacts arrière des jeux 12b du relais Rb et 13a du relais Ra sont reliés par les conducteurs 14', 15' à l'autre pont.
Les lames des jeux 12a et 13b sont reliées aux fils a et b respectivement et le déclanchement simultané des deux relais relie donc la partie gauche de la ligne coupée dans le pont W comme l'un des bras latéraux de celui-ci. Les deux bras voisins BC et CD sont compris par des impédances de résistance ohmique égale et qui sont de préférence les enroulements des relais 16, 17 respectivement ayant des contacts dans les circuits appropriés de signalisation des défauts, non représentés, pour fournir une signalisation automatique de défaut si le circuit de pont BC ou CD se trouve sans courant. Le bras DA du pont est une impédance réglable ou "indicateur de section" SS comprenant dix impédances conductrices, spécifiquement des résistances r quand les impédances conductrices CI de plusieurs stations sont du type résistant, comme représenté.
On peut faire tourner une lame de contact C par un bouton d pour relier les résistances en parallèles, pas à pas, jusqu'à ce que le pont soit équilibré par le même nombre de résistances reliées en parallèle r qu'il y a d'impédances conductrices CI dans le bras AB du pont.
Le bras transversal AC du pont contient un relais 18 qui est supprimé à l'équilibre du pont, le relais ayant des contacts dans les circuits de signalisation, non représentés, pour indiquer l'état indiquant le numéro de la section coupée. La borne négative de la batterie 11 est reliée au point de connexion B du pont W par un conducteur 19 et la borne positive estsemblablementreliée au sommet D par un conducteur 20. Le pont W est donc continuellement excité et les relais 16, 17 déclancheront pour donner le signal d'un défaut dans le cas où le pont sera désexcité.
La méthode de fonctionnement du système d'alarme décrit est le suivant, étant entendu que le schéma représente le circuit en état normal de fonctionnement.
Il faut remarquer que le potentiel positif sur le fil a. à l'extérieur du relais Ra sera très faible quand la batterie 11 sera une batterie à 24 volts car la résistance du relais Ra est très élevée et en tout cas constitue la majeure partie de la résistance totale en série du circuit du fil a. Le potentiel positif sur le fil b le long de plusieurs sections sera sensiblement plus élevé en vue des chutes de tension dans le relais Rb et la résistance en série R et dépend donc de leurs dimensions mutuelles.
Les polarités relatives des fils a, b, sont inverses cependant quand ils sont reliés dans le pont en cas d'ouverture d'un commutateur S ou d'un thermo-contact T. Le fil b est alors au potentiel moins puisqu'il est relié par les conducteurs 15 et 19 à la borne négative de la batterie 11.
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Le fil a est à un potentiel plus positif et les redresseurs deviennent donc conducteurs en série avec les résistances de section.
Les conditions de sécurité de fonctionnement et de sensibilité d'identification de l'état d'alarme (rupture des deux fils) sont donc satisfaites par les impédances de shuntage conductrices CI puisque la prévision de redresseurs RT communique une résistance sensiblement infinie aux impédances tant que le système est en état normal et que l'inversion des polarités des fils a et b à l'ouverture des circuits à boucle à deux fils met sensiblement hors de cause les redresseurs RT et que chaque trajet de shunt de section prend son impédance normale résistance ou inductive et influence le concours des résistances pour l'indication de section.
Tandis qu'on n'a représenté que des impédances résistantes CI, il est clair qu'on peut employer un type inductif comme les inductances ou selfs à noyaux de fer. Ces dernières ont l'avantage que le circuit à lon- gue boucle à deux fils peut alors être utilisé pour le téléphone et pour des signaux de surveillance dans un sens ou dans l'autre d'un emplacement de section au central.
Il doit être entendu que plusieurs circuits à boucle du type décrit peuvent être associés simultanément à une station centrale et qu'on peut employer différents perfectionnements dans l'impédan- ce d'équilibrage du pont ou d'autres méthodes d'indication des sections sans sortir de l'esprit ou de l'étendue de 2'invention,
Pour réduire l'action de la résistance des sections de ligne quand celles-ci sont relativement longues, les impédances CI peuvent être choisies relativement grandes par rapport à la résistance dans les sections de ligne, en utilisant de préférence une deuxième source de courant à tension plus élevée qui est branchée au moyen de relais ou à la main quand la section d'alarme doit être cherchée au moyen du pont W.
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j,'U2TIG.TI035 ET iESDME L':lnV3!y.:
.ion s'étend notamment aux caractéristiques ci-après et à leurs combinaisons possibles :
1.- Système de commande ou d'alarme du type comprenant un circuit à deux fils normalement fermé branché comme une boucle sur une source de courant continu à une station centrale, des impédances de shuntage branchées entre les fils de ce circuit en des points espacés pour diviser le circuit en plusieurs sections, un relais compris dans au moins un de ces cir- cuits à deux fils et désexcité quand celui-ci est ouvert, et des moyens pour relier dans un circuit de mesure de courant une partie terminale du circuit à boucle à deux ìls système de commande caractérisé par des circuits d'alarme et/ou de commande du type à impédance de shuntage à deux fils dans lesquels les impédances de shuntage sont conductrices,
donc des résistances ohmiques ou inductives.
2.- Un autre système de commande du type précédent caractérisé par des circuits d'alarme ou de commande à deux fils avec une impédance de section du type conductrice et qui sont exempts des limitations et inconvé- nients inhérents aux anciens circuits à longue boucle.
3.- Une variante caractérisée par ce que les impédances de shuntage comprennent chacune une impédance conductrice en série avec un redresseur dirigé de façon convenable pour bloquer le courant dans l'impédance dans 1' état normalement fermé de ce circuit à deux fils, système permettant notamment un bon fonctionnement sans la nécessité d'une source de courant alternatif.
4.- Chaque impédance conductrice est du type résistant.
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The present invention relates to a two wire alarm or control system and more particularly to an alarm or control system in which the two wires form a continuous long loop circuit which originates from and returns to a central unit. and wherein the long loop is subdivided into a number of sections or groups connected in series by b1-pole switches which are shunted by conductive impedances, ie by ohmic or inductive resistors.
Control and alarm circuits of the two-wire type and with shunt impedances on the section switches have been known for a long time. A number of thermoswitches or b1-pole thermal switches are provided in each section of the loop circuit; and both wires are open when a thermal switch opens automatically for a predetermined temperature rise or when one of the section switches is opened by hand.
A storage battery in the central unit normally establishes direct currents through the two wires to automatically control the loop and after opening the two wires of the loop circuit in the event of an alarm the two terminals at each end of the loop circuit are connected to the opposite terminals of a direct current source through a measuring bridge or a corresponding device to designate the section.
The impedances on the section switches are then in parallel in each of the wire circuits on opposite sides of the open section and the number of impedances on each side of the open switch is measured in some way e.g. by methods of bridge to Identify the section of the loop circuit that is open.
Previous practice was to employ capacitive impedances on the section switches as it seemed not to be a practical solution to the conflicting design requirements that the section impedances had to be of high ohmic resistance to avoid an effective short circuit of the two. wires of a long loop (it is however still desired to have an automatic relay control for the short circuit or the weak insulation between the two wires of the long loop circuit)
which comprises a number of sections and at the same time must be of low ohmic resistance in order at the same time to ensure a safe and easily measurable distinction between the states at different points of the sections and that the relatively low insulation resistance which can easily occur in a Long loop circuit placed in a region of high humidity, acid vapors or other unfavorable conditions (eg in systems in ships) cannot practically influence the indication of the section.
With capacitive section impedances, it is naturally necessary to provide an alternating current source to excite the measurement circuits. The apparatus using capacitive impedances has been in satisfactory use and still is in common use, but the requirement of an alternating current source for impedance measuring devices can be eliminated and other advantages can be obtained if the section impedances are of the ohmic or inductive type.
The object of the present invention is to produce alarm and / or control circuits of the two-wire shunt impedance type in which the shunt impedances are conductive, therefore ohmic or inductive resistances.
Another object is to provide two-wire alarm or control circuits with a conductive type section impedance and which are free from the limitations and disadvantages inherent in old long loop circuits.
More specifically, the objects of the invention are to provide alarm or control systems of the Indicated character in which the requirements
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Section dances take the form of a resistor or inductor in series with a rectifier and where the circuit arrangement is such that the impedances are non-conductive during normal circuit operation but conductive with the reverse polarity of the current when it is there is a break in the wires in the loop circuit.
These and other objects and the advantages of the invention will become apparent from the following specification considered with the appended drawing in which the single figure is a fragmentary diagram of an automatic fire alarm circuit, highlighting the invention. application.
In the drawing the references a and b denote the two wires of a long loop circuit which is divided into a certain number of sections, for example ten sections from 1 to X by a certain number of sets or SI section cabins which preferably each include a normally closed bipolar switch S which can be manually opened to give the alarm. There is a group (section) indicator at the start of each group (section), it being assumed for convenience of description that the left part (output) of the loop circuit starts from the positive pole of a storage battery 11 at the central station and returns to the negative pole of the battery.
A certain number of thermo-contacts T are in series in the two-wire line of each section, the number of thermo-contacts depending on the extent of the section and on the condition or nature of the places through which s 'expands the section. The T thermal switches are normally closed bipolar switches which open automatically when the temperature exceeds a previously selected value.
A relay Ra is in series in the wire adjacent to the start (output) of the loop circuit and a relay Rb is likewise in series in the wire b at the end of the loop circuit. These relays are closed by hand (return to the central unit) or via an electrical attraction circuit to put the system into operation and have retainer contacts 12a and 12b respectively to keep them energized as long as they are 'there is no breakage in the wires a and b respectively, and no shorting of the wires with respect to each other.
The Ra and Rb relays each have several sets of contacts for signaling and control, comprising sets 13a and 13b respectively with front contacts operating when the relays are energized to complete the circuit from wire a to negative terminal of battery 11 and the circuit of wire II to the positive terminal of the battery. The loop circuit wire returns directly to the negative terminal of the battery but there is a voltage drop resistor R between the front contact of set 13b and the positive terminal.
At each cabin SI indicator or fire alarm station, the side of switch 8 looking to the left (output) side of the central station is bypassed by a conductive impedance CI in series with a RT rectifier of the type dry plate or disk, the rectifier being connected so as to block the current of wire 12. to wire a. when, as indicated above, the wire II is at the highest passive potential to allow automatic control of short circuit between and b .. The conductive impedance can be an inductor or an iron-core choke coil or , as shown, it can be an ohmic resistance.
As is known in two-wire systems of this general type, the Ra and Rb relays will each be de-energized in the event of a break in the a and b wires respectively and the Rb relay will be triggered by a short circuit between the two wires. Relay Ra is not disconnected by a short circuit because it will then be shunted by resistor R which is of sufficient size to provide the necessary potential difference between a and b.
As noted above, the relays have sets of contacts, not shown, for closing signal circuits to indicate the tripping of either relay. The station manager is therefore warned of a
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fault on the system and could take appropriate measures to 10- locate and remove it.,
A fire alarm signal should only sound in the event of a simultaneous break of the two wires either by manually opening a switch at one of the SI station assemblies or by automatic opening. - tick of one of the thermo-contactors T by an abnormally high temperature.
When this has happened, the ends of the wires are separated from the battery terminals eg by relays and connected to group indicator devices eg Wheatstone bridges which, when in equilibrium, identify. the particular section which cut, an existing W bridge for the part of the loop to the left of the rupture and a similar bridge 4, not shown, existing on the right side of the rupture.
The circuit arrangements for establishing the measuring circuits are as follows:
The rear contact of the set 12a of the relay Ra is connected by a conductor 14 to the top A of the bridge W and the rear contact of the set 13b of the relay Rb is connected by a conductor 13 to a neighboring vertex B of the bridge. Likewise, the rear contacts of sets 12b of relay Rb and 13a of relay Ra are connected by conductors 14 ', 15' to the other bridge.
The blades of the sets 12a and 13b are connected to the wires a and b respectively and the simultaneous release of the two relays therefore connects the left part of the line cut in the bridge W as one of the side arms thereof. The two neighboring arms BC and CD are comprised by impedances of equal ohmic resistance and which are preferably the windings of the relays 16, 17 respectively having contacts in the appropriate fault signaling circuits, not shown, to provide automatic signaling of fault if the BC or CD bridge circuit is without current. The DA arm of the bridge is an adjustable impedance or "section indicator" SS comprising ten conductive impedances, specifically resistors r when the conductive impedances CI of several stations are of the resistance type, as shown.
We can rotate a contact blade C by a button d to connect the resistors in parallel, step by step, until the bridge is balanced by the same number of resistors connected in parallel r as there are CI conductive impedances in the AB arm of the bridge.
The AC cross arm of the bridge contains a relay 18 which is suppressed at bridge equilibrium, the relay having contacts in the signal circuits, not shown, to indicate the state indicating the number of the cut section. The negative terminal of the battery 11 is connected to the connection point B of the bridge W by a conductor 19 and the positive terminal is similarly connected to the top D by a conductor 20. The bridge W is therefore continuously energized and the relays 16, 17 will trigger to give the signal of a fault if the bridge is de-energized.
The operating method of the alarm system described is as follows, it being understood that the diagram shows the circuit in normal operating condition.
Note that the positive potential on wire a. outside of relay Ra will be very weak when battery 11 is a 24 volt battery because the resistance of relay Ra is very high and in any case constitutes the major part of the total series resistance of the circuit of wire a. The positive potential on wire b along several sections will be significantly higher in view of voltage drops in relay Rb and series resistor R and therefore depends on their mutual dimensions.
The relative polarities of the wires a, b, are however reversed when they are connected in the bridge in the event of opening of a switch S or of a thermo-contact T. The wire b is then at least potential since it is connected by conductors 15 and 19 to the negative terminal of battery 11.
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The a wire is at a more positive potential and the rectifiers therefore become conductors in series with the section resistors.
The conditions of operating safety and sensitivity of identification of the alarm state (break of the two wires) are therefore satisfied by the conductive shunt impedances CI since the provision of rectifiers RT communicates a substantially infinite resistance to the impedances as long as the system is in the normal state and that the reversal of the polarities of the wires a and b on opening of the two-wire loop circuits substantially eliminates the RT rectifiers and each section shunt path takes its normal impedance resistance or inductive and influences the co-operation of resistors for the section indication.
While only resistance impedances CI have been shown, it is clear that an inductive type can be used such as inductors or chokes with iron cores. These have the advantage that the two-wire long loop circuit can then be used for the telephone and for monitoring signals in either direction from a section location to the central office.
It should be understood that several loop circuits of the type described may be associated simultaneously with a central station and that different improvements in the balance impedance of the bridge or other methods of indicating sections without to go beyond the spirit or the scope of the invention,
To reduce the action of the resistance of the line sections when they are relatively long, the IC impedances can be chosen relatively large relative to the resistance in the line sections, preferably using a second current to voltage source. higher which is connected by means of relays or by hand when the alarm section is to be sought by means of the W bridge.
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.ion extends in particular to the following characteristics and their possible combinations:
1.- Control or alarm system of the type comprising a normally closed two-wire circuit connected as a loop to a direct current source at a central station, shunt impedances connected between the wires of this circuit at spaced points to divide the circuit into several sections, a relay included in at least one of these two-wire circuits and de-energized when the latter is open, and means for connecting in a current measuring circuit a terminal part of the circuit to two-wire loop control system characterized by alarm and / or control circuits of the two-wire shunt impedance type in which the shunt impedances are conductive,
therefore ohmic or inductive resistances.
2. Another control system of the foregoing type characterized by two-wire alarm or control circuits with conductive-type section impedance and which are free from the limitations and drawbacks inherent in older long-loop circuits.
3.- A variant characterized in that the shunt impedances each comprise a conductive impedance in series with a rectifier suitably directed to block the current in the impedance in the normally closed state of this two-wire circuit, a system allowing including proper operation without the need for an alternating current source.
4.- Each conductive impedance is of the resistant type.
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