Installation pour localiser des fautes sur une ligne de transport d'énergie La présente invention a pour objet une ins tallation pour localiser des fautes sur une ligne de transport d'énergie entre deux points espa cés.
La localisation des fautes sur une ligne de transport d'énergie a longtemps posé des problèmes. Ces problèmes sont très importants du fait qu'environ 90 0/o de toutes les fautes sont passagères et qu'en conséquence la loca lisation de telles fautes sur les lignes d'énergie peut être obtenue en prévoyant des moyens à deux points prédéterminés pour détecter les impulsions transitoires, provoquées par les fautes, et qui se déplacent le long de la ligne entre ces points. Par exemple, quand une faute se produit sur une ligne d'énergie, une impulsion transitoire se déplace le long de la ligne dans les deux directions à partir de la faute.
En détectant à chacun de ces deux points les impulsions transitoires provenant de fautes et en transmettant des signaux en réponse à cette détection, à un dispositif de mesure de temps, on peut mesurer la relation dans le temps entre les instants de réception des deux signaux transitoires et en déduire la situation de la faute le long de la ligne.
Un des buts de la présente invention est de prévoir une installation pour localiser des fautes sur une ligne de transport d'énergie dans laquelle le signal de faute est transmis par un système de communication, par exemple un système multiplex soit du type à plusieurs fré quences porteuses, soit à impulsions, à un dispositif de mesure de temps, sans interrom pre d'une manière perceptible les communica tions vocales sur une quelconque des voies de communication du système.
L'installation selon l'invention, qui est des tinée à localiser des fautes sur une ligne de transport d'énergie entre deux points espacés, est caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens disposés à chacun desdits points pour détecter le passage d'une impulsion transitoire due à un défaut quelque part entre lesdits points, un dispositif de mesure d'intervalles de temps agencé de manière à être déclenché par un premier signal et arrêté par un second signal, des moyens répondant à une impulsion détectée à l'un desdits points pour appliquer audit dispositif un signal de défaut constituant l'un desdits premier et second signaux,
un système de communication reliant ledit dispo sitif avec lesdits moyens de détection d'impul sions se trouvant à l'autre desdits points, des moyens répondant à une impulsion détectée audit autre point pour appliquer un signal de défaut constituant l'autre desdits premier et second signaux audit système de communica tion pour la transmission de ce signal vers ledit dispositif, et des moyens pour conserver ledit signal pendant la transmission à travers ledit système, même lorsque ledit signal coïn cide dans le temps avec d'autres signaux en cours de transmission dans ledit système.
Une forme d'exécution de l'objet de la pré sente invention sera exposée, à titre d'exemple, dans la description suivante faite en relation avec les dessins annexés dans lesquels La fig. 1 représente sous forme de blocs schématiques une installation de localisation de fautes sur une ligne de transport d'énergie dans laquelle on utilise une partie d'un sys tème de communication téléphonique multi plex par radio.
La fig. 2 représente sous forme de blocs schématiques accompagnés de courbes expli catives un circuit de ligne de l'installation dans lequel les impulsions transitoires de faute qui ont été détectées sont transformées en impul sions ayant une caractéristique distinctive don née.
La fig. 3 est un schéma détaillé du circuit de ligne représenté à la fig. 2.
La fig. 4 est un schéma du mélangeur prévu pour appliquer des impulsions de faute distinctive au train d'ondes de signalisation du système de communication multiplex.
La fig. 5 est un schéma d'un sélecteur d'impulsions de faute où l'impulsion de faute est détectée et séparée de l'onde de signalisa tion multiplex.
La fig. 6 est un schéma du circuit d'effa cement d'impulsions de faute utilisé dans cer tains répéteurs du système de communication multiplex, dans lesquels certaines voies sont supprimées et d'autres voies sont insérées dans l'onde de signalisation multiplex.
La fig. 7 est un schéma du dispositif de mesure du temps au moyen duquel on mesure la distance de la faute.
On a représenté à la fig. 1 un système de communication téléphonique multiplex à im pulsions, fonctionnant par radio et ayant une station Ouest 1 et une station Est 2, situées près des points 3 et 4 d'une ligne de transport d'énergie. La longueur D de la ligne entre les points 3 et 4 est la longueur de la ligne qui doit être contrôlée du point de vue des fautes. L'installation de localisation des fautes comprend un circuit de ligne 6 possédant un élément de couplage capacitif 7 situé près de la ligne 5 au point 3, où les impulsions transi toires se déplaçant le long de la ligne 5 peuvent être détectées.
Le circuit de ligne 6 détecte les impulsions transitoires de faute, indépen damment de leur forme et de leur polarité, donne un signal de faute ayant une caractéris tique distinctive propre, et l'applique à un dispositif retardateur 8. Le dispositif retarda teur retarde la transmission du signal de faute transmis par le circuit de ligne 6 pendant un intervalle de temps pratiquement égal au temps nécessaire à une impulsion pour parcourir un circuit complet comprenant la longueur D de la ligne d'énergie 5 et le temps de transit de la station 2 à la station 1. Le signal retardé est alors transmis à un dispositif de mesure du temps par comptage 9.
Le circuit de ligne 10, proche du point 4, est de préférence identique au circuit de ligne 6, bien que ce ne soit pas nécessaire. Le cir cuit de ligne 10 a pour fonction de détecter les impulsions de faute comme le circuit de ligne 6 et de produire un signal distinctif de faute pour le transmettre sur le système multi plex. Les signaux de sortie du circuit de ligne 10 sont appliqués à un mélangeur 12 couplé à un transmetteur 13 où l'impulsion de faute est superposée au train d'ondes de signalisa tion transmis à partir de cette station.
Le système de communication multiplex peut être constitué par n'importe quel système de communication téléphonique par câble, par fil ou par radio, et le fonctionnement multi plex peut être obtenu soit au moyen de plu sieurs fréquences, soit au moyen de modula tion d'impulsions. Comme il est représenté, les deux stations extrêmes 1 et 2 proches des points 3 et 4 possèdent deux voies de commu nication entre elles, une de l'Ouest vers- l'Est et l'autre de l'Est vers l'Ouest.
Ces voie, sui vant la distance entre les stations, peuvent comprendre un ou plusieurs répéteurs ou pos- tes-relais. A la fig. 1, à titre d'exemple, on a représenté les deux voies de communication avec deux postes répéteurs 14 et 15 et deux postes de suppression et d'insertion de voies 16 et 17. L'impulsion de faute est transmise par le répéteur ou le poste-relais de manière que la forme de l'impulsion, en particulier le front de fin de l'impulsion et sa position dans le temps, soient conservées. A la station Ouest 1, l'impulsion de faute est détectée et séparée en 18 des signaux multiplex et appliquée au dispositif de mesure de temps, 9.
Le dispositif 9 est prévu pour compter le temps s'écoulant entre l'application de deux impulsions successives, en utilisant des unités de temps prédéterminées, par exemple des unités de 0,668 microseconde qui correspon dent à 100 mètres, et appliquer cette infor mation à un dispositif de commande d'im pression 19. Le dispositif 9 est de préférence prévu de manière à emmagasiner l'information suivante pendant que la première est en cours d'impression. Le dispositif de mesure indique alors, par le circuit de commande d'impres sion, quand le dispositif d'impression 20 peut commencer à imprimer un enregistrement du signal de faute qui peut par exemple com prendre la distance de l'enregistreur à la faute, à 100 m près, le mois, le jour, l'heure, la minute et la seconde.
Un en registrement imprimé (172,8 sept. 15 3 58 01 P.M.), par exemple, indique que la faute se trouve à environ 172,8 kilomètres sur la li gne, et qu'elle s'est produite le quinze septem bre à trois heures 58 minutes<B>01</B> seconde de l'après-midi. Le dispositif d'impression ren voie à son tour au dispositif de mesure un si gnal d'accusé de réception, au moyen du dis positif de commande d'impression, et ceci 0,1 seconde après le début de l'impression. Ce si gnal d'accusé de réception indique au disposi tif de mesure qu'il peut commencer le comp tage d'une seconde impulsion de faute.
On comprendra mieux le fonctionnement de l'installation pour une opération de comp tage en relation avec une faute qui s'est pro duite en x à la fig. 1. Quand une faute se produit en x , une impulsion se déplace dans deux directions opposées le long de la ligne d'énergie 5. Le temps nécessaire pour qu'une impulsion se déplace du point 3 au point 4 le long de la ligne d'énergie sera indiqué par D. Le temps nécessaire pour qu'une impulsion de faute soit transmise de la station 2 à la station 1 sera indiqué par<I>DR.
DR</I> sera plus grand que D de plusieurs microsecondes par suite des circuits à travers lesquels l'impulsion doit pas ser, en supposant que les longueurs physiques de la ligne d'énergie et de la liaison de com munication sont pratiquement identiques. Le temps pour qu'une impulsion se déplace du point x au point 3 sera désigné par d microsecondes. Le temps pour que l'impulsion passe du point x au point 4, puis par le système de communication multiplex à la sta tion 1, sera de (D - d) -I- DP microsecondes.
Le signal produit par le circuit de ligne 6 en réponse à une impulsion de faute dans la ligne d'énergie est appliqué au dispositif retardateur 8 réglé de manière à appliquer au signal un retard égal à D -I- Da microsecondes. Le si gnal de sortie retardé est alors une impulsion qui se produit d + D -F- DR microsecondes après la faute. L'impulsion de faute arrivant à la station 1 après (D - d) -I- DR micro secondes est appliquée au dispositif de mesure 9 commandant ainsi le début d'une opération de chronométrage. Le signal de sortie retardé fourni par le dispositif 8 est utilisé pour ar rêter l'opération de chronométrage.
Les deux impulsions appliquées au dispositif 9 se pro duisent dans l'ordre suivant : l'une, au moyen du circuit de ligne 10 et du système de com munication multiplex à un intervalle de temps égal à (Di-d) -1-- DR microsecondes après la faute et l'autre, par le circuit de ligne 6 et le dispositif retardateur 8 à un intervalle de temps égal à d -I- D -f- DR microsecondes.
Le dis- positif de mesure 9 indique ainsi l'intervalle de temps séparant ces deux impulsions, ce qui peut se représenter ainsi : (D -I- DR -I- d) - (D -f- DR - d) = 2d = deux fois le temps mis par l'impulsion pour se déplacer du point x au dispositif 8: Le dispositif de mesure 9 transforme les 2d microsecondes en km de la manière sui vante : quand la première des deux impulsions à chronométrer est appliquée au dispositif, il commence à compter les oscillations d'un os cillateur commandé par quartz.
Quand la se conde des deux impulsions est appliquée au dispositif, elle arrête le comptage des oscilla tions. Le nombre d'oscillations indiqué est donc proportionnel au temps qui s'écoule en tre l'impulsion de démarrage et l'impulsion d'arrêt. Le temps peut être transformé en km du fait qu'il faut 1/300 000 de seconde à une impulsion pour parcourir un km. Cette vitesse de propagation est pratiquement la même pour la ligne d'énergie et la voie radioélectrique et correspond à 3,34 microsecondes par km ou 0,668 microseconde pour 200 mètres. On sup posera que 0,668 est la durée de la période de l'oscillateur du dispositif 9, chaque unité de temps correspond à 2.00 m. On se rappel lera que deux impulsions sont séparées par 2d microsecondes et que la distance à mesurer est seulement d.
Le dispositif de mesure est donc réglé de manière à compter 10 unités de temps avant d'indiquer un km. Ceci représente 1/10 de km (100 m) pour chaque unité de temps égale 0,668 microseconde.
On supposera à titre d'exemple 1 - qu'une faute se produit à 1 km du point 3 ; 2 - une impulsion parcourt 1 km en 3,34 mi crosecondes, en conséquence d est égal à 3,34 microsecondes ; 3 - le temps 2d que mesure le dispositif 9 est égal à 6,68 microsecondes; 4 - par unité de temps de 0,668 microseconde on a : 6,68/0,668 = 10 unités de temps = 10/10 de km ou un km.
Ainsi, le dispositif de mesure, du fait qu'il divise par deux, donne à l'installation 'une pré cision de 1/10 de km (100 m).
Le dispositif retardateur 8 et le dispositif de mesure 9 assurent une mesure de la dis tance entre le point 3 et le point x . En mettant hors circuit le dispositif retardateur et en divisant la mesure du temps entre la ré ception des deux impulsions de faute, on ob tiendrait la mesure de la distance entre le point 4 et le point x. Cette mise hors circuit du dispositif 8 peut s'effectuer au moyen du commutateur 8a et de la connexion de court- circuit 8b.
On décrira maintenant le système de com munication téléphonique radioélectrique mul tiplex. A chaque station 1 et 2 des moyens sont prévus pour combiner les impulsions d'un cer tain nombre de voies séparées à fréquence vo cale en des trains d'impulsions modulés dans le temps. Un signal périodique de marquage ou de synchronisation est prévu et les impul sions de signalisation de plusieurs voies sont insérées dans un ordre donné entre les im pulsions de marquage successives. L'informa tion est transmise sur chaque voie au moyen d'impulsions de voies modulées dans le temps par rapport aux signaux de marquage. Les stations 1 et 2 comprennent également des moyens pour séparer les impulsions des diffé rentes voies et pour démoduler les signaux, reproduisant ainsi le signal vocal original de chaque voie pour l'appliquer à un fil de ligne.
Pour la transmission à plusieurs voies entre les stations, les impulsions multiplex modulées dans le temps commandent une porteuse haute fréquence. A certains répéteurs ou postes- relais, il est nécessaire de séparer ou d'extraire une ou plusieurs voies du train d'impulsions multiplex et d'insérer d'autres voies dans le train d'impulsions. Un tel poste de suppression et d'insertion est indiqué en 17.
Le train d'impulsions multiplex modulées dans le temps, obtenu à la sortie de la station 2, est appliqué à l'oscillateur du transmetteur 13. Les signaux haute fréquence pulsés sont appliqués à l'antenne 21 d'où ils sont transmis à l'antenne 22 du poste répéteur 15 situé à une distance comprise entre 48 et 80 kilomè tres environ de l'antenne 21 suivant le terrain. Les antennes utilisées peuvent être de n'importe quel type connu pour rayonner l'onde porteuse, par exemple un dipôle en demi-onde monté au foyer d'un réflecteur parabolique. L'antenne de transmission 23 du poste 15 est dirigée vers l'antenne 24 du poste-relais 17. L'antenne de transmission 25 du poste 17 est dirigée vers l'antenne 26 de la station 1.
Dans la voie adja cente de l'Ouest vers l'Est, on utilise une série similaire de postes répéteurs ou relais, le nom bre des postes répéteurs dépendant de la dis tance entre les stations et du terrain.
Au poste répéteur 15, l'équipement de ré ception et de transmission est utilisé pour am plifier les signaux reçus avant de les retrans mettre. Au poste 17, le récepteur 27 démodule les trains d'impulsions multiples pour séparer et mélanger les voies en 28, de sorte que des voies peuvent être extraites et d'autres peuvent être insérées.
Le train d'impulsions résultant module une seconde porteuse haute fréquence du transmetteur 29, qui est transmise du poste 17 à la station 1 où le récepteur 30 transforme les signaux haute fréquence en signaux à moyenne fréquence qui sont amplifiés et dé- modulés. La station 1 comprend un équipe ment démodulateur et un équipement de sépa ration de voies prévu pour appliquer les dif férentes voies aux différents fils téléphoniques et à l'équipement de commutation téléphoni que habituel.
On a représenté aux fig. 2 et 3 un circuit de ligne analogue aux circuits de ligne 6 et 10 de la fig. 1. L'entrée 31 vers le circuit de li gne, reliée à l'élément de couplage 7, est con nectée au circuit de ligne par un potentiomètre 32. Le circuit de ligne donne une impulsion distinctive en réponse à la détection d'une im pulsion de faute se déplaçant le long de la ligne d'énergie indépendamment d'autres im pulsions. Supposons que le circuit de ligne donne une impulsion positive qui peut, par exemple, avoir une amplitude de 15 volts et une durée de 10 microsecondes, le temps d'établissement et le temps de disparition étant de l'ordre de 0,2 microseconde au maximum, et dont le front avant correspond dans le temps au front avant de l'impulsion de faute.
Le cir cuit de ligne est sensible aux impulsions d'en trée venant de la ligne d'énergie, qui présen tent les caractéristiques suivantes PI impulsions d'entrée dont l'amplitude est comprise entre 0,05 volt et 70 volts ; 2 impulsions positives ou négatives ; 3 impulsions ayant un temps d'établissement compris entre 1 et 20 microsecondes ; 4() impulsions constituant n'importe quelle combinaison de valeurs comprises dans les limites précitées.
De plus, le circuit de ligne est insensible aux fluctuations à la fin de l'impulsion de faute. Par exemple, quand une impulsion de faute est appliquée au circuit de ligne, c'est le front avant de l'impulsion incidente. qui com mande la mesure finale dans l'installation de localisation de faute. Pour préserver et définir ce front avant jusqu'à ce qu'il arrive au circuit de ligne, on ne tirera aucun signal de sortie du circuit de ligne pendant une période d'environ 20 microsecondes après le front avant incident. Toute perturbation qui suit ce front avant reste donc sans effet, de sorte qu'il n'y a pas d'ambiguïté dans le signal de sortie du circuit de ligne. Le potentiomètre sert en outre d'unité de couplage et de commande de gain. .
Les impulsions de faute qui peuvent être représentées par une impulsion positive 33 ou une impulsion négative 34 sont appliquées aux amplificateurs 35 et 36. L'amplificateur 35 est un amplificateur normal de classe A et il am plifie les impulsions d'entrée positives ou né gatives, les transformant soit en impulsions né gatives 33a, soit en impulsions positives 34a suivant le cas. L'amplificateur 36 est un ampli ficateur de classe A à commande par la cathode qui amplifie les impulsions de faute sans inver ser la polarité du signal d'entrée, les impulsions obtenues en réponse aux impulsions 33 et 34 étant représentées par les impulsions 33b et 34b respectivement.
Les fluctuations de fin d'impulsion et les surtensions passent égale ment par le circuit à branches parallèles, comme il est indiqué en 35a et<I>35b,</I> mais ces fluctuations sont supprimées dans le circuit de mise en forme d'impulsions. Les signaux ob tenus aux plaques 37 et 38 des deux amplifi cateurs sont de polarités opposées pour un si gnal d'entrée de polarité donnée. Le signal de sortie de l'amplificateur 35 est appliqué par un circuit d'écrêtage négatif 39, tel qu'une diode à cristal, à la grille de commande 40 d'un tube 41. Le signal de sortie de l'amplificateur 36 est de même appliqué par un circuit d'écrê- tage négatif 42 à la grille de commande 43 d'un tube 44.
Les circuits d'écrêtage négatifs 39 et 42 ne permettent qu'aux signaux posi tifs d'atteindre les grilles 40 et 43. Si une sur tension quelconque 35a ou 35b existe dans l'impulsion de faute à l'entrée de ces circuits d'écrêtage, seules les surtensions positives tra versent ce circuit. Comme il est représenté par les courbes de la fig. 2, les impulsions 34a et 33b passent seules, comme il est indiqué en 34c et 33c. Les tubes 41 et 44 fonctionnent en am plificateurs de classe A ayant un circuit de plaque commun constitué par un circuit ac cordé 45, amorti par une diode à cristal 46. L'impulsion positive, soit sur la grille 40, soit sur la grille 43, donne donc une seule impul sion négative 47 ayant une durée d'au moins 20 microsecondes. Les surtensions tendent seu lement à allonger l'impulsion négative, comme il est indiqué en 47a.
Cette impulsion négative complexe 47 est appliquée à un circuit de différentiation et l'écrêtage 48 qui comprend une inductance 48a et un redresseur 48b (fig. 3) ainsi qu'une diode 48e qui assure que seules des impulsions né gatives sont appliquées à la grille du tube 48 puisque les diodes 39 et 42 ne fonctionnent pas pour des niveaux de signaux faibles. Le circuit de différentiation 48 produit une seule impulsion positive 49 qui est appliquée à la section 50 du tube qui fonctionne dans des conditions très proches du blocage et donne une impulsion négative 51 de 10 microsecon des dans le ciicuit de plaque accordé 52. Une diode à cristal 53 assure qu'on n'obtient qu'une impulsion négative.
Cette impulsion négative 51 est appliquée à un amplificateur 54 qui est normalement conducteur et qui fournit dans son circuit de plaque une impulsion positive limitée 55, d'une durée de 10 microsecondes. Le signal de sortie du tube 54 est appliqué à un amplificateur à charge cathodique 56 qui finit de mettre en forme l'impulsion, comme il est indiqué en 57. L'impulsion finale 57 ob tenue à la sortie 58 est l'impulsion de faute caractéristique qui, d'une part, est transmise du circuit de ligne 6 au dispositif retardateur 8 et, d'autre part, du circuit de ligne 10 au mé- langeur 12 pour qu'elle soit transmise sur le système multiplex au dispositif retardateur.
Le circuit de ligne a été décrit plus en dé tail dans le brevet suisse NI, 322043.
Le mélangeur 12 (fig. 1 et fig. 4) fonctionne de manière à introduire les impulsions de faute dans le train d'impulsions multiplex du système de communication multiplex. Ce mélangeur comprend deux étages mélangeurs 59 et 60 auxquels sont appliquées les impulsions de faute et le train d'impulsions multiplex par les connexions d'entrée 61 et 62 respectivement. L'impulsion de faute est indiquée comme une impulsion positive 57, tandis que le train d'im pulsions multiplex indiqué en 63 comprend un signal de marquage 64 et les impulsions des voies successives 65, 66, etc.
Les deux étages 59 et 60 amplifient les deux signaux d'entrée qui apparaissent aux bornes de la charge d'anode commune 67, les signaux de sortie étant représentés par l'onde inversée 68 dans laquelle l'impulsion de faute 57 a complète ment effacé l'impulsion de voie 65. L'onde mélangée 68 est appliquée à un amplificateur 69 où l'onde est inversée et amplifiée, comme il est indiqué en 68a. L'étage 70 est connecté à la sortie de l'amplificateur 69 et constitue un amplificateur à charge cathodique, de sorte qu'on obtient une onde de sortie positive 68b d'amplitude désirée à la connexion de sortie 71.
Le sélecteur d'impulsion de faute 18 (fig. 1 et fig. 5) est prévu pour séparer l'impulsion de faute des impulsions de voies qui apparais sent à la sortie du récepteur 30 et produire une nouvelle impulsion de faute de 10 lis dont le front avant coïncide avec le front de fin de l'impulsion de faute qui a été séparée. Le signal de sortie du sélecteur 18 est alors appliqué au dispositif de mesure 9. Le train d'impulsions 68b est appliqué à l'entrée 73 d'un amplifica teur 74 qui inverse le train d'impulsions, don nant des signaux de sortie d'un potentiel néga tif donné, comme il est indiqué en 68c, suffi sant pour bloquer l'étage suivant 75. L'étage 75 est normalement conducteur et est bloqué par le train d'impulsions négatives.
L'induc tance 76 dans le circuit-plaque de l'étage 75 intègre le signal de sorte que les impulsions de voie et les impulsions de marquage produisent des petites dents<B>de</B> scie dont le potentiel de crête est faible, comme il est indiqué en 64a pour le signal de marquage, tandis que l'impul sion de faute produit un signal dont le voltage est sensiblement plus grand, comme il est indi qué en 57a. L'étage 77 est polarisé en dessous des conditions de blocage de manière à bloquer les impulsions de voie et de marquage, mais à laisser passer l'impulsion de faute 57a, comme il est indiqué par le niveau de blocage 78. L'in ductance 79 dans le circuit-plaque différentie l'impulsion de faute, donnant ainsi une impul sion positive 80 qui coïncide avec le front ar rière de l'impulsion de faute.
L'étage 81 est polarisé en dessous des conditions de blocage, de sorte que le courant-plaque ne circule que pendant l'impulsion positive 80 de l'étage pré cédent. Le condensateur 82 du circuit-plaque de l'étage 81 donne une impulsion de sortie large 83, d'une durée de 10 microsecondes à la base. L'étage 84 est normalement conducteur mais il est bloqué par l'impulsion négative 83 de 10 microsecondes de l'étage précédent, don nant ainsi une impulsion positive 85 dans son circuit-plaque. L'amplificateur à charge catho dique 86 met en forme l'impulsion positive 85 de manière à donner une impulsion de sortie 85a d'une durée de 10 microsecondes, à la connexion de sortie 87.
Le circuit d'effacement d'impulsion de faute 88, représenté à la fig. 6, assure le pas sage de l'impulsion de faute à travers les ap pareils de suppression et d'insertion que com prennent les postes-relais tels que le poste 17 (fig. 1), afin d'éviter les distorsions et les per tes provoquées par les interférences avec les impulsions de voies insérées dans le train d'ondes et coïncidant avec l'impulsion de faute. Le circuit d'effacement d'impulsion de faute a pour fonction de détecter une impul sion de faute contenue dans un train d'impul sions multiplex et de rétablir cette impulsion de faute au cas où cette dernière subirait des distorsions ou serait perdue.
En se référant à la fig. 1 et à la fig. 6, on voit que le train des impulsions apparaissant à la sortie du récep- teur 27 sont appliquées à la fois au circuit d'ef facement d'impulsion de faute 88 et au circuit de suppression et d'insertion 28. Le train d'im pulsions 68b est appliqué à l'étage d'entrée 89 qui amplifie et inverse le train d'impulsions, comme il est indiqué en 91, le voltage négatif de sortie étant suffisant pour bloquer l'étage suivant 92. L'étage 92 est normalement con ducteur et est bloqué par les impulsions néga tives du train 91.
L'inductance 93 dans le cir- cuit-plaque intègre le signal de sorte que les impulsions de voie et les impulsions de mar quage sont réduites à de petites dents de scie de faible amplitude, comme il est indiqué en 64a, tandis que l'impulsion de faute donne une impulsion 57a d'amplitude importante, de même que dans le circuit démodulateur de la fig. 5. L'étage suivant 94, qui est polarisé de manière à être bloqué; empêche le passage des impulsions en dents de scie 64, mais permet le passage de l'impulsion<I>57a,</I> donnant ainsi une impulsion négative rectangulaire 95.
L'im pulsion 95 possède une durée de 9 microsecon des, une microseconde étant perdue dans la détection de l'impulsion de faute entrante. La fin de l'impulsion 95, toutefois, cdincide avec la fin de l'impulsion d'entrée 57. L'impulsion de sortie 95 est appliquée par la connexion 96 au circuit de suppression et d'insertion 28. Si une impulsion insérée coïncide avec une im pulsion de faute négative 95, l'insertion d'im pulsions de voie est empêchée, ce qui préserve ainsi dans le train d'impulsions l'impulsion de faute pour la transmission par le transmetteur 29 vers le poste suivant.
L'impulsion d'efface ment 95 coïncide avec l'impulsion de faute, en particulier pendant les neuf dernières micro secondes de sa durée, de manière à supprimer toute insertion d'impulsion de voie qui pourrait coïncider avec cette partie de l'impulsion de faute. Ainsi le front de fin de l'impulsion de faute est préservé ainsi que les neuf dixièmes de l'impulsion, assurant ainsi une démodulation correcte au sélecteur d'impulsion de faute 18 de la fig. 1. Les dix microsecondes de l'impul sion de faute sont déduites pendant les opéra tions de mesure et d'enregistrement de sorte que la détection de l'impulsion de faute en 18 produit une nouvelle impulsion ayant un front avant correspondant au front de fin de l'impul sion de faute transmise.
Le dispositif retardateur 8, fig. 1, peut être de n'importe quel type connu. Au moyen de ce dispositif, une impulsion de signalisation peut être emmagasinée pendant un intervalle de temps égal à D -f- DR,. On utilise à cet effet un circuit diviseur binaire, bien que d'autres formes de chaînes de comptage puissent être utilisées. Le dispositif retardateur n'a qu'à em magasiner une impulsion de signalisation pen dant l'intervalle de temps désiré et transmettre ensuite une impulsion de commande au dis positif de mesure 9.
Le dispositif de mesure 9 fonctionne de manière à compter l'intervalle de temps entre les deux impulsions successives par unités de temps de 0,668 microsecondes qui correspon dent à 100 mètres, et à appliquer le résultat de ce comptage au circuit de commande d'impres sion 19 qui, à son tour, commande le fonction nement du dispositif imprimeur 20. Le disposi tif 9 possède une capacité prévue pour em magasiner un second comptage, tandis que le premier est en cours d'impression. Le comp tage emmagasiné ne peut pas être modifié du fait que le dispositif 9 est prévu avec un cir cuit de blocage spécial. Le dispositif d'impres sion transmet également au dispositif 9 un si gnal d'accusé de réception 0,1 seconde après la réception du signal de démarrage d'impres sion.
Dès la réception du signal d'accusé de réception, le dispositif 9 est remis en position de repos de manière à pouvoir effectuer un second comptage.
Quand le dispositif de mesure 9 ne reçoit qu'une impulsion au lieu de deux, le dispositif compte jusqu'à sa pleine capacité, puis il se remet lui-même en position de repos, provo quant l'impression du chiffre correspondant à la capacité du dispositif, indiquant ainsi un faux signal.
On a représenté à la fig. 7 le dispositif de mesure 9 qui comprend un circuit de blocage et de commutation 97, un circuit 98 compre nant une porte électronique et un oscillateur, et un banc de compteurs 99. Le circuit de com- mutation et de blocage détermine si le comp teur est prêt à recevoir une paire d'impulsions et il peut bloquer les impulsions d'entrée si un comptage est emmagasiné ; il ouvre et ferme une porte électronique provoquant le démar rage et l'arrêt du comptage en accord avec les deux signaux d'entrée, provoque le démarrage de l'opération d'impression par l'intermédiaire du dispositif de commande d'impression et in dique quand le dispositif de commande d'im pression a extrait l'information de comptage du circuit de comptage.
Le circuit 98 contient un oscillateur commandé par quartz dont les oscillations doivent être comptées. Le circuit 98 contient également une porte électronique qui commande la transmission des oscillations, assurant ainsi qu'on compte un nombre entier d'oscillations. Ce circuit commande également l'opération de remise au repos en réponse à la seconde impulsion de la paire ou lorsque le dis positif de mesure 9 a continué à compter jus qu'à pleine capacité quand une seule impulsion est reçue.
Le circuit de commutation et de blocage 97 représenté à la fig. 7 comprend un tube d'entrée 100, un tube de démarrage 101, un circuit basculeur 102, un tube d'arrêt 103 et un tube de démarrage d'impression 104 qui fonctionne comm_ e un circuit basculeur à deux états stables.
Une impulsion d'entrée sur la connexion 105, fournie par le sélecteur d'impulsion de faute 18, est appliquée à la cathode du tube 100. Les résistances de cathode 106 reçoivent cette impulsion d'entrée qui est positive et pro voque l'apparition d'une impulsion positive sur le circuit-plaque 107. Le tube de démarrage 101 possède deux grilles de commande 108 et 109. Quand la grille<B>109</B> est à un potentiel fai ble, la grille 108 n'a plus d'effet de commande et le tube est bloqué. Quand cette grille<B>108</B> reçoit l'impulsion positive du circuit-plaque 107, elle commande le tube 101 de manière qu'il donne une impulsion négative à son cir- cuit-plaque 110. Cette impulsion négative est appliquée à la grille<B>111</B> du second tube 112 du circuit basculeur.
Puisque le circuit bascu- leur possède deux positions de fonctionnement stable, une position correspond au tube 113 bloqué et au tube 112 conducteur et la se conde position correspond au tube 113 con ducteur, tandis que le tube 112 est bloqué. La première position mentionnée est la position normale d'attente.
L'impulsion négative appliquée à la grille 111 provoque le passage des tubes 112 et 113 à la seconde des positions mentionnées, dans laquelle le tube 112 est bloqué et le tube 113 est conducteur. Ce basculement provoque l'ap parition d'une impulsion positive dans le cir cuit-plaque 114 du tube 112 et d'une impul sion négative dans le circuit-plaque 115 du tube 113. L'impulsion négative sur la plaque 115 est appliquée à un tube porte électronique 116 qui fonctionne de manière à ouvrir la porte électronique permettant au compteur 99 de commencer le comptage des oscillations de l'oscillateur.
Le compteur 99 continue à compter les os cillations jusqu'à ce que la seconde impulsion, ou impulsion d'arrêt, soit reçue par le disposi tif retardateur 8 (fig. 1). Cette impulsion arrive par la connexion 117 à la grille 118 du tube 103. Ce tube fonctionne exactement de la même manière que le tube 101 et possède deux grilles de commande 118 et 119. L'impulsion d'arrêt positive provoque l'apparition d'une im pulsion négative à la plaque 120 de ce tube, provoquant les opérations suivantes 1 - elle provoque le basculement du circuit basculeur 112, 113 qui revient en position d'attente, le circuit-plaque 120 étant cou plé à la grille du tube 113.
Ceci provoque l'apparition d'une impulsion positive dans le circuit-plaque 115 ; ce circuit étant cou plé au tube porte électronique 116 provo que la fermeture de la porte électronique, arrêtant ainsi l'opération de comptage. Le compteur possède maintenant le temps écoulé entre l'impulsion de démarrage et l'impulsion d'arrêt<B>;</B> 2 - le circuit-plaque 120 étant également cou plé à la grille du tube 104, qui est une dou ble triode, cette impulsion provoque le basculement de cette triode, ce qui provo que l'apparition d'une impulsion positive à la plaque 121 qui était conductrice en position d'attente et qui est maintenant blo quée.
Le circuit-plaque 121 est connecté, par la connexion 122, au dispositif de com mande d'impression 19 (fig. 1) et il com mande ainsi l'opération d'impression. La plaque 123 de la seconde triode du tube 104 qui était bloquée en position d'attente, et qui est maintenant conductrice, donne ainsi une impulsion négative. Cette impul sion négative est appliquée par la con nexion 124 à la seconde grille de com mande 109 du tube 101. Puisque le tube 104 est dans l'état stable, il maintient la grille de commande 109 à un potentiel bas, évitant ainsi que d'autres impulsions d'en trée interfèrent avec celles enregistrées dans le compteur.
Le' circuit 98 comprend un oscillateur com mandé par quartz 125, un amplificateur à charge cathodique 126, une double triode 127, un tube porte électronique 116 et un amplifica- teur-séparateur 128. L'oscillateur commandé par quartz 125 produit des oscillations qui sont appliquées à la grille 129 du tube 126. Le si= gnal de sortie de l'amplificateur à charge ca thodique 126 est appliqué par le conducteur 126a au dispositif 8, fig. 1, pour appliquer les oscillations pour le fonctionnement du disposi tif retardateur. Le circuit-plaque du tube 126 est relié à la grille 130 de la double triode 127.
Ira plaque 131 de ce tube est à son tour cou plée à la plaque 132 du tube 116. Quand le tube porte électronique 116 est conducteur, il provoque la chute à une faible valeur de son potentiel de plaque et également du potentiel de plaque de la première triode du tube 127. Il en résulte que l'amplification de la première triode du tube 127 est fortement réduite. Le niveau de sortie étant ainsi réduit, le tube 128 ne donne donc plus de signaux de sortie. Cet état, dans lequel le tube 116 est conducteur, ne permet plus aux oscillations de passer par le tube 128 et le compteur 99 est dans l'état dans lequel il n'effectue pas de comptage.
Le tube porte électronique 116 est com mandé par le circuit basculeur 112, 113. Le tube<B>113</B> donne une impulsion négative en ré ponse à une impulsion de démarrage qui est appliquée par la connexion 133 à la grille 134 du tube porte électronique. L'application de cette impulsion négative bloque le tube porte électronique<B>116,</B> permettant à son voltage de plaque et au voltage de plaque du circuit 131 de s'élever. Cette amplification supplémentaire obtenue de cette manière est suffisante pour augmenter la puissance de sortie du tube 127 jusqu'à un point où le tube 128 pourra ampli fier et transmettre les oscillations écrêtées sous la forme d'impulsions au compteur 99. Dans cet état, une opération de comptage peut être effectuée.
La seconde moitié du tube 127 fonctionne comme un tube de remise à zéro ; elle reçoit une impulsion négative de la décade des cen taines du compteur à la fin du comptage, quand le compteur est à pleine capacité, par la con nexion 135 sur la grille 136 ; cette impulsion est amplifiée et apparaît comme une impulsion positive dans le circuit-plaque 137, provoquant le blocage du tube porte électronique 116 par la connexion à la grille 134, de manière à ar rêter l'opération de comptage ; de plus, l'im pulsion positive du circuit-plaque 137 atteint, par la connexion 133, le circuit basculeur 112, 113, provoquant son basculement en position d'attente.
Comme il a été précédemment indi qué, ce basculement provoque un blocage par le tube 104 et le début d'une opération d'im pression. Un signal d'accusé de réception est transmis au compteur par la connexion 139, immédiatement après la réception d'un signal de démarrage d'impression, de sorte que le compteur est remis à zéro pour la prochaine opération de comptage.
Le dispositif d'impression 20 et le dispositif de commande d'impression 19, fig. 1, peuvent être de n'importe quel type connu.
Installation for locating faults on a power transmission line The present invention relates to an installation for locating faults on a power transmission line between two spaced points.
Locating faults on a power transmission line has long posed problems. These problems are very important because about 90% of all faults are transient and therefore the localization of such faults on the power lines can be achieved by providing means at two predetermined points to detect. transient impulses, caused by faults, and which travel along the line between these points. For example, when a fault occurs on an energy line, a transient impulse travels along the line in both directions from the fault.
By detecting at each of these two points the transient pulses originating from faults and by transmitting signals in response to this detection, to a time measuring device, it is possible to measure the relation in time between the instants of reception of the two transient signals. and deduce the fault situation along the line.
One of the aims of the present invention is to provide an installation for locating faults on a power transmission line in which the fault signal is transmitted by a communication system, for example a multiplex system or of the type with several frequencies. carriers, or pulsed, to a time measuring device, without perceptibly interrupting the voice communications on any of the communication channels of the system.
The installation according to the invention, which is designed to locate faults on a power transmission line between two spaced points, is characterized in that it comprises means arranged at each of said points for detecting the passage of a transient pulse due to a fault somewhere between said points, a time interval measuring device arranged to be triggered by a first signal and stopped by a second signal, means responding to a detected pulse at one said points for applying to said device a fault signal constituting one of said first and second signals,
a communication system connecting said device with said pulse detection means located at the other of said points, means responding to a pulse detected at said other point to apply a fault signal constituting the other of said first and second signals to said communication system for the transmission of this signal to said device, and means for maintaining said signal during transmission through said system, even when said signal coincides in time with other signals being transmitted in said system.
An embodiment of the object of the present invention will be explained, by way of example, in the following description given in relation to the accompanying drawings in which FIG. 1 shows in the form of schematic blocks a fault location installation on a power transmission line in which part of a multi-plex telephone communication system by radio is used.
Fig. 2 shows in the form of schematic blocks accompanied by explanatory curves a line circuit of the installation in which the transient fault pulses which have been detected are transformed into pulses having a given distinctive characteristic.
Fig. 3 is a detailed diagram of the line circuit shown in FIG. 2.
Fig. 4 is a diagram of the mixer intended to apply distinctive fault pulses to the signaling wave train of the multiplex communication system.
Fig. 5 is a diagram of a fault pulse selector where the fault pulse is detected and separated from the multiplex signal wave.
Fig. 6 is a diagram of the fault pulse erasure circuit used in some repeaters of the multiplex communication system, in which some channels are suppressed and other channels are inserted in the multiplex signaling wave.
Fig. 7 is a diagram of the time measuring device by means of which the distance from the fault is measured.
There is shown in FIG. 1 a pulse multiplex telephone communication system, operating by radio and having a West station 1 and an East station 2, located near points 3 and 4 of a power transmission line. The length D of the line between points 3 and 4 is the length of the line which must be checked for faults. The fault location facility comprises a line circuit 6 having a capacitive coupling element 7 located near line 5 at point 3, where transient pulses moving along line 5 can be detected.
Line circuit 6 detects fault transient pulses, regardless of their shape and polarity, gives a fault signal having its own distinctive characteristic, and applies it to a delay device 8. The delay device delays the fault signal. transmission of the fault signal transmitted by the line circuit 6 for a time interval practically equal to the time required for a pulse to travel a complete circuit comprising the length D of the power line 5 and the transit time of station 2 at station 1. The delayed signal is then transmitted to a counting time measuring device 9.
Line circuit 10, close to point 4, is preferably identical to line circuit 6, although this is not necessary. The function of the line circuit 10 is to detect fault pulses like the line circuit 6 and to produce a distinctive fault signal for transmission to the multiplex system. The output signals of line circuit 10 are applied to a mixer 12 coupled to a transmitter 13 where the fault pulse is superimposed on the signaling wave train transmitted from that station.
The multiplex communication system can be any telephone communication system by cable, wire or radio, and the multiplex operation can be achieved either by means of multiple frequencies or by modulating the frequencies. impulses. As shown, the two extreme stations 1 and 2 close to points 3 and 4 have two communication paths between them, one from West to East and the other from East to West.
These channels, depending on the distance between the stations, can include one or more repeaters or relay stations. In fig. 1, by way of example, there is shown the two communication channels with two repeater stations 14 and 15 and two stations for deleting and inserting channels 16 and 17. The fault pulse is transmitted by the repeater or the relay station so that the shape of the pulse, in particular the end edge of the pulse and its position in time, are preserved. At West station 1, the fault pulse is detected and separated at 18 from the multiplex signals and applied to the time measuring device, 9.
The device 9 is provided to count the time elapsing between the application of two successive pulses, using predetermined time units, for example units of 0.668 microseconds which correspond to 100 meters, and to apply this information to a Printing control device 19. Device 9 is preferably provided so as to store the following information while the first is being printed. The measuring device then indicates, via the printing control circuit, when the printing device 20 can start printing a recording of the fault signal which can for example include the distance from the recorder to the fault, within 100 m, the month, day, hour, minute and second.
A printed record (172.8 Sept. 15 3 58 01 PM), for example, indicates that the fault is approximately 172.8 kilometers down the line, and that it occurred on the fifteenth of September in three hours 58 minutes <B> 01 </B> seconds in the afternoon. The printing device in turn sends back to the measuring device an acknowledgment signal, by means of the printing control device, and this 0.1 seconds after the start of printing. This acknowledgment signal indicates to the measuring device that it can start counting a second fault pulse.
The operation of the installation will be better understood for a counting operation in relation to a fault which occurred at x in FIG. 1. When a fault occurs at x, a pulse moves in two opposite directions along the energy line 5. The time it takes for a pulse to travel from point 3 to point 4 along the line d The energy will be indicated by D. The time required for a fault pulse to be transmitted from station 2 to station 1 will be indicated by <I> DR.
DR </I> will be several microseconds larger than D as a result of the circuits through which the pulse is to pass, assuming the physical lengths of the power line and the communication link are nearly identical. The time for a pulse to travel from point x to point 3 will be denoted by d microseconds. The time for the pulse to pass from point x to point 4, then through the multiplex communication system to station 1, will be (D - d) -I- DP microseconds.
The signal produced by the line circuit 6 in response to a fault pulse in the power line is applied to the delay device 8 set so as to apply to the signal a delay equal to D -I- Da microseconds. The delayed output signal is then a pulse which occurs d + D -F- DR microseconds after the fault. The fault pulse arriving at station 1 after (D - d) -I- DR micro seconds is applied to the measuring device 9 thus controlling the start of a timing operation. The delayed output signal provided by device 8 is used to stop the timing operation.
The two pulses applied to the device 9 occur in the following order: one, by means of the line circuit 10 and the multiplex communication system at a time interval equal to (Di-d) -1-- DR microseconds after the fault and the other, by the line circuit 6 and the delay device 8 at a time interval equal to d -I- D -f- DR microseconds.
The measuring device 9 thus indicates the time interval separating these two pulses, which can be represented as follows: (D -I- DR -I- d) - (D -f- DR - d) = 2d = twice the time taken by the pulse to move from point x to device 8: The measuring device 9 transforms the 2d microseconds into km as follows: when the first of the two pulses to be timed is applied to the device, it begins to count the oscillations of a quartz-controlled cillator bone.
When the second of the two pulses is applied to the device, it stops counting the oscillations. The number of oscillations indicated is therefore proportional to the time which elapses between the start pulse and the stop pulse. Time can be converted to km because it takes 1 / 300,000 of a second for a pulse to travel a km. This propagation speed is practically the same for the power line and the radioelectric channel and corresponds to 3.34 microseconds per km or 0.668 microseconds per 200 meters. It will be assumed that 0.668 is the duration of the period of the oscillator of device 9, each unit of time corresponds to 2.00 m. Remember that two pulses are separated by 2d microseconds and that the distance to be measured is only d.
The measuring device is therefore set so as to count 10 units of time before indicating a km. This is 1/10 of a km (100 m) for each unit of time equal to 0.668 microseconds.
As an example, it will be assumed 1 - that a fault occurs 1 km from point 3; 2 - a pulse travels 1 km in 3.34 mi croseconds, consequently d is equal to 3.34 microseconds; 3 - the time 2d that the device 9 measures is equal to 6.68 microseconds; 4 - per unit of time of 0.668 microseconds we have: 6.68 / 0.668 = 10 units of time = 10/10 of a km or one km.
Thus, the measuring device, by dividing by two, gives the installation an accuracy of 1/10 of a km (100 m).
The delay device 8 and the measuring device 9 ensure a measurement of the distance between point 3 and point x. By switching off the delay device and dividing the measurement of the time between the reception of the two fault pulses, the measurement of the distance between point 4 and point x would be obtained. This switching off of the device 8 can be effected by means of the switch 8a and the short-circuit connection 8b.
The mul tiplex radio telephone communication system will now be described. At each station 1 and 2, means are provided for combining the pulses from a certain number of separate voice-frequency channels into time-modulated pulse trains. A periodic marking or synchronization signal is provided and the signaling pulses of several channels are inserted in a given order between the successive marking pulses. The information is transmitted on each channel by means of channel pulses modulated in time with respect to the marking signals. Stations 1 and 2 also include means for separating the pulses from the different channels and for demodulating the signals, thereby reproducing the original voice signal from each channel for application to a line wire.
For multi-channel transmission between stations, the time-modulated multiplex pulses drive a high-frequency carrier. At some repeaters or relay stations, it is necessary to separate or extract one or more channels from the multiplex pulse train and insert other channels into the pulse train. Such a deletion and insertion station is indicated at 17.
The time-modulated multiplex pulse train, obtained at the output of station 2, is applied to the oscillator of transmitter 13. The pulsed high frequency signals are applied to antenna 21 from where they are transmitted to the transmitter. The antenna 22 of the repeater station 15 located at a distance of between 48 and 80 kilometers approximately from the antenna 21 depending on the terrain. The antennas used can be of any type known to radiate the carrier wave, for example a half-wave dipole mounted at the focus of a parabolic reflector. The transmitting antenna 23 of the station 15 is directed towards the antenna 24 of the relay station 17. The transmitting antenna 25 of the station 17 is directed towards the antenna 26 of the station 1.
In the adjacent west-to-east route a similar series of repeater or relay stations is used, the number of repeater stations depending on the distance between the stations and the terrain.
At repeater station 15, the reception and transmission equipment is used to amplify the received signals before retransmitting them. At station 17, receiver 27 demodulates the multiple pulse trains to separate and mix the channels at 28, so that some channels can be extracted and others can be inserted.
The resulting pulse train modulates a second high frequency carrier of transmitter 29, which is transmitted from station 17 to station 1 where receiver 30 transforms the high frequency signals into medium frequency signals which are amplified and demodulated. Station 1 comprises demodulator equipment and channel separation equipment designed to apply the different channels to the various telephone wires and to the usual telephone switching equipment.
There is shown in FIGS. 2 and 3 a line circuit similar to the line circuits 6 and 10 of FIG. 1. The input 31 to the line circuit, connected to the coupling element 7, is connected to the line circuit by a potentiometer 32. The line circuit gives a distinctive pulse in response to the detection of a impulse of fault moving along the energy line independently of other impulses. Suppose the line circuit gives a positive pulse which may, for example, have an amplitude of 15 volts and a duration of 10 microseconds, the settling time and the disappearance time being of the order of 0.2 microseconds at maximum, and whose leading edge corresponds in time to the leading edge of the fault pulse.
The line circuit is sensitive to the input pulses coming from the power line, which has the following characteristics: PI input pulses whose amplitude is between 0.05 volts and 70 volts; 2 positive or negative pulses; 3 pulses having a settling time between 1 and 20 microseconds; 4 () pulses constituting any combination of values within the above limits.
In addition, the line circuit is insensitive to fluctuations at the end of the fault pulse. For example, when a fault pulse is applied to the line circuit, it is the leading edge of the incident pulse. which controls the final action in the fault locator facility. To preserve and define this leading edge until it arrives at the line circuit, no output signal will be drawn from the line circuit for a period of approximately 20 microseconds after the incident leading edge. Any disturbance which follows this leading edge therefore remains without effect, so that there is no ambiguity in the output signal of the line circuit. The potentiometer also serves as a coupling and gain control unit. .
The fault pulses which may be represented by a positive pulse 33 or a negative pulse 34 are applied to amplifiers 35 and 36. Amplifier 35 is a normal Class A amplifier and it amplifies the positive or negative input pulses. , transforming them either into negative pulses 33a or into positive pulses 34a as appropriate. Amplifier 36 is a cathode-driven Class A amplifier which amplifies fault pulses without reversing the polarity of the input signal, the pulses obtained in response to pulses 33 and 34 being represented by pulses 33b and 34b respectively.
End-of-pulse fluctuations and overvoltages also pass through the parallel branch circuit, as shown in 35a and <I> 35b, </I> but these fluctuations are suppressed in the shaping circuit. impulses. The signals obtained at the plates 37 and 38 of the two amplifiers are of opposite polarities for an input signal of given polarity. The output signal of amplifier 35 is applied by a negative clipping circuit 39, such as a crystal diode, to the control gate 40 of a tube 41. The output signal of amplifier 36 is likewise applied by a negative clipping circuit 42 to the control grid 43 of a tube 44.
Negative clipping circuits 39 and 42 allow only positive signals to reach gates 40 and 43. If any overvoltage 35a or 35b exists in the fault pulse at the input of these circuits. clipping, only positive overvoltages cross this circuit. As it is represented by the curves of fig. 2, the pulses 34a and 33b pass alone, as indicated at 34c and 33c. The tubes 41 and 44 operate as class A amplifiers having a common plate circuit consisting of a tuned circuit 45, damped by a crystal diode 46. The positive pulse, either on the grid 40 or on the grid 43 , therefore gives a single negative pulse 47 having a duration of at least 20 microseconds. The overvoltages only tend to lengthen the negative impulse, as indicated in 47a.
This complex negative pulse 47 is applied to a differentiation and clipping circuit 48 which includes an inductor 48a and a rectifier 48b (fig. 3) as well as a diode 48e which ensures that only negative pulses are applied to the gate. tube 48 since diodes 39 and 42 do not work at low signal levels. The differentiation circuit 48 produces a single positive pulse 49 which is applied to section 50 of the tube which operates under conditions very close to blocking and gives a negative pulse 51 of 10 microsecons in the tuned plate circuit 52. A diode at crystal 53 ensures that only a negative impulse is obtained.
This negative pulse 51 is applied to an amplifier 54 which is normally conductive and which provides in its plate circuit a limited positive pulse 55, with a duration of 10 microseconds. The output signal from tube 54 is applied to a cathode load amplifier 56 which finishes shaping the pulse, as indicated at 57. The final pulse 57 held at output 58 is the fault pulse. characteristic which, on the one hand, is transmitted from the line circuit 6 to the delay device 8 and, on the other hand, from the line circuit 10 to the mixer 12 so that it is transmitted over the multiplex system to the delay device.
The line circuit has been described in more detail in Swiss patent NI, 322043.
The mixer 12 (Fig. 1 and Fig. 4) operates in such a way as to introduce the fault pulses into the multiplex pulse train of the multiplex communication system. This mixer comprises two mixer stages 59 and 60 to which the fault pulses and the multiplex pulse train are applied via the input connections 61 and 62 respectively. The fault pulse is indicated as a positive pulse 57, while the multiplex pulse train indicated at 63 comprises a mark signal 64 and the pulses of successive channels 65, 66, etc.
The two stages 59 and 60 amplify the two input signals which appear at the terminals of the common anode load 67, the output signals being represented by the inverted wave 68 in which the fault pulse 57 has completely erased. the channel pulse 65. The mixed wave 68 is applied to an amplifier 69 where the wave is inverted and amplified, as indicated at 68a. Stage 70 is connected to the output of amplifier 69 and constitutes a cathode-loaded amplifier, so that a positive output wave 68b of desired amplitude is obtained at output connection 71.
The fault pulse selector 18 (fig. 1 and fig. 5) is provided to separate the fault pulse from the channel pulses which appear at the output of the receiver 30 and to produce a new fault pulse of 10 lis including the leading edge coincides with the ending edge of the fault pulse that was split. The output signal of the selector 18 is then applied to the measuring device 9. The pulse train 68b is applied to the input 73 of an amplifier 74 which inverts the pulse train, giving output signals d a given negative potential, as indicated at 68c, sufficient to block the next stage 75. Stage 75 is normally conductive and is blocked by the train of negative pulses.
Inductance 76 in the plate circuit of stage 75 integrates the signal so that the track pulses and marker pulses produce small saw teeth with low peak potential , as indicated at 64a for the marking signal, while the fault pulse produces a signal whose voltage is significantly greater, as indicated at 57a. Stage 77 is biased below blocking conditions so as to block track and marker pulses, but pass the fault pulse 57a, as indicated by blocking level 78. Inductance 79 in the circuit-plate differentiates the fault pulse, thus giving a positive pulse 80 which coincides with the trailing edge of the fault pulse.
Stage 81 is biased below the blocking conditions, so that plate current only flows during the positive pulse 80 of the previous stage. The capacitor 82 of the plate circuit of stage 81 gives a wide output pulse 83, with a duration of 10 microseconds at the base. Stage 84 is normally conductive but is blocked by the negative 10 microsecond pulse 83 of the previous stage, thus giving a positive pulse 85 in its circuit-plate. The cathodic charge amplifier 86 shapes the positive pulse 85 so as to give an output pulse 85a of 10 microsecond duration at the output connection 87.
The fault pulse erase circuit 88, shown in FIG. 6, ensures the wise passage of the fault impulse through the suppression and insertion devices included in relay stations such as station 17 (fig. 1), in order to avoid distortions and damage. These are caused by interference with the channel pulses inserted in the wave train and coinciding with the fault pulse. The function of the fault pulse erasing circuit is to detect a fault pulse contained in a multiplex pulse train and to restore this fault pulse in the event that the latter is distorted or lost.
Referring to fig. 1 and in fig. 6, it can be seen that the train of pulses appearing at the output of receiver 27 are applied to both the fault pulse erase circuit 88 and to the delete and insert circuit 28. impulses 68b is applied to input stage 89 which amplifies and inverts the pulse train, as indicated at 91, the negative output voltage being sufficient to block the next stage 92. Stage 92 is normally conductive and is blocked by the negative impulses of train 91.
The inductor 93 in the circuit-plate integrates the signal so that the track pulses and the tag pulses are reduced to small sawtooths of low amplitude, as shown at 64a, while the fault pulse gives a pulse 57a of large amplitude, as in the demodulator circuit of FIG. 5. The next stage 94, which is biased so as to be blocked; prevents the passage of sawtooth pulses 64, but allows the passage of the pulse <I> 57a, </I> thus giving a rectangular negative pulse 95.
Pulse 95 has a duration of 9 microseconds, with one microsecond being lost in detection of the incoming fault pulse. The end of pulse 95, however, coincides with the end of input pulse 57. The output pulse 95 is applied through connection 96 to the drop and insert circuit 28. If an inserted pulse matches with a negative fault pulse 95, the insertion of channel pulses is prevented, thereby preserving the fault pulse in the pulse train for transmission by transmitter 29 to the next station.
The erase pulse 95 coincides with the fault pulse, especially during the last nine microseconds of its duration, so as to suppress any channel pulse insertion that might coincide with this part of the fault. Thus the end edge of the fault pulse is preserved as well as the nine tenths of the pulse, thus ensuring correct demodulation to the fault pulse selector 18 of FIG. 1. The ten microseconds of the fault pulse are deduced during the measuring and recording operations so that detection of the fault pulse at 18 produces a new pulse having a leading edge corresponding to the end edge. of the transmitted fault impulse.
The delay device 8, fig. 1, can be of any known type. By means of this device, a signaling pulse can be stored during an interval of time equal to D -f- DR ,. A binary divider circuit is used for this purpose, although other forms of count strings can be used. The delay device only has to store a signal pulse during the desired time interval and then transmit a control pulse to the measuring device 9.
The measuring device 9 operates so as to count the time interval between the two successive pulses in units of time of 0.668 microseconds which correspond to 100 meters, and to apply the result of this counting to the printing control circuit. 19 which, in turn, controls the operation of the printing device 20. The device 9 has a capability to store a second count while the first is being printed. The stored count cannot be changed because the device 9 is provided with a special locking cir cuit. The printing device also transmits to the device 9 an acknowledgment signal 0.1 second after the reception of the printing start signal.
Upon receipt of the acknowledgment signal, the device 9 is returned to the rest position so as to be able to perform a second count.
When the measuring device 9 receives only one pulse instead of two, the device counts up to its full capacity, then it returns itself to the rest position, causing the printing of the figure corresponding to the capacity. device, indicating a false signal.
There is shown in FIG. 7 the measuring device 9 which comprises a blocking and switching circuit 97, a circuit 98 comprising an electronic gate and an oscillator, and a bank of counters 99. The switching and blocking circuit determines whether the counter is ready to receive a pair of pulses and can block input pulses if a count is stored; it opens and closes an electronic door causing the start and stop of the counting in accordance with the two input signals, causes the start of the printing operation via the printing control device and in indicates when the printing controller has read the counting information from the counting circuit.
Circuit 98 contains a crystal controlled oscillator whose oscillations are to be counted. Circuit 98 also contains an electronic gate which controls the transmission of the oscillations, thus ensuring that an integer number of oscillations is counted. This circuit also controls the reset operation in response to the second pulse of the pair or when the measuring device 9 has continued to count to full capacity when a single pulse is received.
The switching and blocking circuit 97 shown in FIG. 7 includes an inlet tube 100, a start tube 101, a switch circuit 102, a stop tube 103 and a print start tube 104 which functions as a two stable state switch circuit.
An input pulse on lead 105, supplied by fault pulse selector 18, is applied to the cathode of tube 100. Cathode resistors 106 receive this input pulse which is positive and causes occurrence. a positive pulse on the circuit-plate 107. The starting tube 101 has two control gates 108 and 109. When the gate <B> 109 </B> is at a low potential, the gate 108 has no no more control effect and the tube is blocked. When this gate <B> 108 </B> receives the positive pulse from the circuit-plate 107, it drives the tube 101 so that it gives a negative pulse to its circuit-plate 110. This negative pulse is applied. to the <B> 111 </B> grid of the second tube 112 of the tilting circuit.
Since the rocker circuit has two stable operating positions, one position corresponds to the blocked tube 113 and the conductive tube 112 and the second position corresponds to the conductive tube 113, while the tube 112 is blocked. The first position mentioned is the normal standby position.
The negative pulse applied to the grid 111 causes the tubes 112 and 113 to pass through the second of the mentioned positions, in which the tube 112 is blocked and the tube 113 is conductive. This tilting causes the appearance of a positive pulse in the plate circuit 114 of the tube 112 and of a negative pulse in the plate circuit 115 of the tube 113. The negative pulse on the plate 115 is applied to an electronic gate tube 116 which functions to open the electronic gate allowing the counter 99 to begin counting the oscillations of the oscillator.
The counter 99 continues to count the os cillations until the second pulse, or stop pulse, is received by the delay device 8 (FIG. 1). This pulse arrives through connection 117 to grid 118 of tube 103. This tube operates exactly the same way as tube 101 and has two control grids 118 and 119. The positive stop pulse causes the appearance of a negative impulse to the plate 120 of this tube, causing the following operations 1 - it causes the tilting of the rocker circuit 112, 113 which returns to the standby position, the plate circuit 120 being coupled to the grid of the tube 113 .
This causes the appearance of a positive pulse in the circuit-plate 115; this circuit being coupled to the electronic gate tube 116 causes the electronic gate to close, thus stopping the counting operation. The counter now has the time elapsed between the start pulse and the stop pulse <B>; </B> 2 - the circuit-plate 120 also being coupled to the grid of the tube 104, which is a double ble triode, this pulse causes the tilting of this triode, which causes the appearance of a positive pulse at the plate 121 which was conductive in the standby position and which is now blocked.
The circuit board 121 is connected, by the connection 122, to the printing control device 19 (Fig. 1) and thus controls the printing operation. The plate 123 of the second triode of the tube 104 which was blocked in the standby position, and which is now conductive, thus gives a negative impulse. This negative pulse is applied through connection 124 to second control grid 109 of tube 101. Since tube 104 is in the steady state, it maintains control grid 109 at a low potential, thereby preventing Other input pulses interfere with those recorded in the meter.
Circuit 98 comprises a crystal controlled oscillator 125, a cathode load amplifier 126, a double triode 127, an electron gate tube 116, and an amplifier-separator 128. The crystal controlled oscillator 125 produces oscillations which are applied to the gate 129 of the tube 126. The output signal of the thodic AC load amplifier 126 is applied through the conductor 126a to the device 8, fig. 1, to apply the oscillations for the operation of the delay device. The circuit-plate of the tube 126 is connected to the grid 130 of the double triode 127.
The plate 131 of this tube is in turn coupled to the plate 132 of the tube 116. When the electron carrier tube 116 is conductive, it causes its plate potential to drop to a low value and also of the plate potential of the tube. first triode of tube 127. As a result, the amplification of the first triode of tube 127 is greatly reduced. The output level being thus reduced, the tube 128 therefore no longer gives any output signals. This state, in which the tube 116 is conductive, no longer allows the oscillations to pass through the tube 128 and the counter 99 is in the state in which it does not perform a counting.
The electronic carrier tube 116 is controlled by the rocker circuit 112, 113. The tube <B> 113 </B> gives a negative pulse in response to a start pulse which is applied through connection 133 to the gate 134 of the device. electronic gate tube. The application of this negative pulse blocks the electronic carrier tube <B> 116, </B> allowing its plate voltage and the plate voltage of circuit 131 to rise. This additional amplification obtained in this manner is sufficient to increase the output power of tube 127 to a point where tube 128 can amplify and transmit the clipped oscillations as pulses to counter 99. In this state, a counting operation can be performed.
The second half of tube 127 functions as a reset tube; it receives a negative pulse of the decade of hundreds of the counter at the end of the counting, when the counter is at full capacity, through connection 135 on grid 136; this pulse is amplified and appears as a positive pulse in the circuit-plate 137, causing the blocking of the electronic carrier tube 116 by the connection to the grid 134, so as to stop the counting operation; in addition, the positive pulse of the plate circuit 137 reaches, through connection 133, the rocker circuit 112, 113, causing it to switch to the standby position.
As was previously indicated, this tilting causes blocking by the tube 104 and the start of an printing operation. An acknowledgment signal is transmitted to the counter through connection 139, immediately after receipt of a print start signal, so that the counter is reset for the next counting operation.
The printing device 20 and the printing control device 19, FIG. 1, can be of any known type.