DE1001162C2 - Verfahren und Einrichtung zur Fernuebertragung von positiven und negativen Halbwellenimpulsen einer Kontakteinrichtung ueber Schutztransformatoren - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

PATENTSCHRIFT 1 001162 ANME LDETAG:

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UND AUSGABE DEK AUSLEGESCHBIFT:

AUSGABE DER PATENTSCHRIFT:

kl. 74b 8/08

INTERNAT. KL. G 08 C

1. MÄRZ 1955

17. JANUAR 1957

18. JULI 1957

STIMMT ÜBEREIN MIT AUSLEGESCHRIFT

1 001 162 (L 21289 VIII d / 74, b)

Zur Fernübertragung der Anzeigewerte eines oder mehrerer Elektrizitätszähler auf getrennt aufgestellte Zählwerke benutzt man vielfach Kontakteinrichtungen, die von den umlaufenden Teilen des Zählers gesteuert werden und deren Impulse über eine Drahtleitung einem Schrittschaltmotor zugeführt werden, der das vom Zähler getrennt angeordnete Zählwerk antreibt.

Zur Erregung des Schrittschaltmotors werden Impulse benötigt, deren Polarität abwechselnd positiv und negativ ist. Demgemäß sind auch die notwendigen Zählerkontakteinrichtungen gestaltet. So ist beispielsweise eine Kontakteinrichtung bekannt, bei der eine vom Zähler angetriebene drehbare Trommel angeordnet ist, die durch zwei gegeneinander versetzte Lochscheiben aus Isoliermaterial in drei Kammern unterteilt wird, in denen sich je eine kleine Menge Quecksilber befindet. Durch Drehung der Trommel kommen die Quecksilbermengen der beiden äußeren Kammern jeweils abwechselnd nacheinander bei jeder Umdrehung durch die Löcher der Isolierscheibe hindurch, je nach der Anzahl der angebrachten Löcher, ein oder mehrere Male mit der Quecksilbermenge in der mittleren Kammer in Kontaktberührung. Die inneren Zylinderflächen der einzelnen Kammern sind metallisiert und mit nach außen führenden Ableitungen verbunden. An die Ableitungen der beiden äußeren Kammern sind zwei entgegengesetzt gepolte Gleichrichter geschaltet, und über die Ableitung der mittleren Kammer wird! Wechselstrom eingespeist, so . daß in einem an diese Einrichtung angeschalteten äußeren Stromkreis ein pulsierender Gleichstrom fließt, der impulsförmig abgehackt ist uind'dessen Polarität abwechselnd positiv und negativ ist. Bei einer anderen ähnlichen Kontakteinrichtung, die nach demselben Prinzip arbeitet, sind in der Trommel lediglich zwei gegeneinander versetzte und gegeneinander und der Trommel gegenüber isolierte Zahnräder angeordnet, deren Zähne abwechselnd nacheinander kurzzeitig in die Quecksilberflüssigkeit eintauchen. Die Zahnräder sind mit den entgegengesetzt gepolten Gleichrichtern leitend verbunden, und die Quecksilberflüssigkeit ist in der schon beschriebenen Weise über die metallisierte Zylinderwand und die nach außen führende Ableitung mat dem einen Pol der WechselspannungsqueMe leitend verbunden.

Bei Übertragung der von diesen Kontakteinrichtungen erzeugten Impulse über lange Leitungen ist es notwendig, die Anlage mit höheren Spannungen zu betreiben, um die auf der Leitung entstehenden Verluste auszugleichen. Aus isolationstechnischen Gründen hat man jedoch Sorge zu tragen, daß Hochspannung nicht an die angeschlossenen Geräte gelangt, d.h., man muß für eine galvanische Trennung der Verfahren und Einrichtung

zur Fernübertragung von positiven

und negativen Halbwellenimpulsen

einer Kontakteinrichtung

über Schutztransformatoren

Patentiert für:

LICENTIA Patent-Verwaltungs-G. m. b. H., Hamburg

Dr.-Ing. Helmut Große-Brauckmann, Hameln,
ist als Erfinder genannt worden

Anlage von der Leitung sorgen. Im allgemeinen wird das durch den Einbau von Schutztransformatoren erreicht. Eine Anwendung solcher Transformatoren ist jedoch bei dem erläuterten KontaktsteuerungSisysteni nicht ohne weiteres möglich, weil hier positive und negative H aäib wellen impulse zu übertragen sind, die durch Transformatoren wohl übertragen werden, aber die Kennzeichnung durch verschiedene Polarität verlieren. Es müssen daher Mittel: geschaffen werden, die trotzdem die Verwendung von Transformatoren ermöglichen.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Fernübertragung positiver und negativer Halbwellenimpulse einer Kontakteinrichtung, insbesondere einer Zählerkontakteinrichtung der oben beschriebenen Art, die die Verwendung von Transformatoren zum Schutz der Kontakteinrichtung gegenüber Hochspannung führenden Leitungen ermöglicht. Gleichzeitig wird durch den Gegenstand der Erfindung eine Möglichkeit gegeben, die Impulssignale nunmehr auch über Drahtleitungen der öffentlichen Einrichtungen oder auf hochfrequentem Wege einwandfrei zu übertragen. Erfindungsgemäß werden die positiven und negativen Impulse ihrer Polarität entsprechend in sinusförmige Impulse zweier verschiedener Frequenzen umgesetzt.

Zur Durchführung dieses Verfahrens dient eine Übertragungseinrichtung, bei der auf der Sendeseite ein polarisiertes Relais angeordnet ist, des;sen Umschaltkontakt je nach der Polarität des dem Relais vom Kontaktgeber zugeführten Signalstromes eine von zwei Spannungsquellen verschiedener Frequenzen an den Schutztransformator· legt und bei der auf der

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Empfangsseite zwei parallel geschaltete und auf die beiden Frequenzen der Sendeseite abgestimmte Reihenresonanzkreise im Reihe mit je einer Gleichriiohterbrücke angeordnet sind, in deren Diagonalzweig je eine Wicklung eines zweiten, gemeinsamen, polarisierten Relais geschaltet ist, dessen Umschaltkontakt nach der einen oder anderen Seite umgelegt wird, je nachdem welche Wicklung des Relais über den Reihenresonanzkreis der dem positiven bzw. negativen Signal zugeordneten Frequenz erregt wird.

Die grundsätzliche Schaltungsanordnung der Übertragungseinrichtung ist in Fig. 1 der Zeichnung dargestellt. Fig. 2 und 3 zeigen Abänderungen dieser Schaltung.

Teil 1 der Fig. 1 stellt schematisch die vom Zähler angetriebene, aus Kontakttrommel und Gleichrichtern bestehende Kontakteinrichtung dar. Die von dieser Kontakteinrichtung erzeugten positiven und negativen Halbwellenimpulse gelangen zu dem polarisierten Relais 2. Je nach der Polarität der Halbwellenströme wird der Umschaltkontakt 3 des Relais nach oben oder unten umgelegt. Dadurch wird entweder die Spannuogsquelle mit der Frequenz Z₁ oder eine . andere mit der Frequenz /₂ angeschlossen. Die jeweils eingeschaltete Frequenz gelangt über den Leitungstransformator 4, der gleichzeitig die galvanische Trennung ermöglicht, auf die Leitung 5.

Auf der Empfangsseite der Übertragungsleitung befindet sich der Eingangsleitungstransformator 6, in dessen Sekundärkreis die beiden Stromresonanzkreise 7 und 8 liegen, von denen der eine auf f_x und der andere auf f₂ abgestimmt ist. In Reihe mit den Resonanzkreisen liegen die Gleichrichterbrückenschaltungen 9 und 10, an deren Diagonalzweig die beiden Wicklungen des polarisierten Relais 11 angeschlossen sind. Wird die Frequenz Zi auf die Leitung gegeben, so erhält infolgedessen die eine Wicklung Spannung und entsprechend bei /₂ die andere Wicklung. Das Empfangsrelais schaltet dann mit Hilfe seines Umschaltkontaktes 12 wieder zwischen positiven und negativen Halbwellenströmen um, die zur Steuerung des Schrittschaltmotors am Empfangsort verwendet werden.

Durch eine solche Anordnung wird eine vollkommene galvanische Trennung des Kontaktgebers von •der unter höherer Spannung stehenden Übertragungsanlage erreicht. Durch geeignete Wahl der Übersetzungsverhältnisse der Leitungsübertrager ist gleichzeitig eine Verstärkung der Signalimpulsspannungen möglich. Für die beiden. Niederfrequenzen Z₁ und Z₂ wählt man zweckmäßig die Netzfrequenz von 50 Hz und eine Oberwelle dieser Frequenz, z. B. 250 Hz. Diese Frequenz ist leicht durch Verzerrung und Siebung aus der Grundfrequenz zu erhalten, so daß ein zweiter Generator überflüssig wird.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Abänderung der Schaltung sind an Stelle des polarisierten Relais zwei Ringmodulatoren vorgesehen. In dieser Schaltung wird die Umschaltung auf die beiden Spannungsquellen verschiedener Frequenzen von den Modulatoren selbst vorgenommen, und die Schaltung hat gegenüber der nach Fig. 1 den Vorteil, daß für die Umschaltung keine beweglichen Teile benötigt werden. Die Halbwellenimpulse der Kontakteinrichtung 1 werden über die aus zwei entgegengesetzt gepolten Gleichrichtern 13 und 14 bestehende elektrische Weiche den Mittelanzapfungen der Sekundärwicklungen der Übertrager 15 bis 18 der beiden Ringmodulatoren zugeführt. Über die Primärwicklungen der beiden Eingangsübertrager 15 und 17 gelangen die Frequenzen f_x und /₂ zum Modulator. Die Primärwicklungen der beiden Ausgangsübertrager 16 und sind parallel geschaltet. Am Ausgang der Modulatoren erscheint je nach der Polarität der Halbwellenimpulse des Kontaktgebers ein Signal von der Frequenz Z₁ oder /₂, das im Takt der Frequenz der Speisespannung des Kontaktgebers zerhackt ist. Damit in dieser Schaltung eine gute Übertragung gewährleistet wird, ist es zweckmäßig, die Frequenz der

ίο Speisespannung des Kontaktgebers so zu wählen, daß sie wenigstens eine Größenordnung größer ist als die" höchste Frequenz der beiden aufmodulierten Spannungen. Diese Trägerfrequenz kann bei Übertragung über Leitungen noch im Tonfrequenzgebiet liegen, wodurch es z. B. möglich ist, Telefonkabel gleichzeitig zur Übertragung dieser Impulse auszunutzen. Beil Leitungen, die zur Übertragung der Tonfrequenz nicht gut geeignet sind, ist es zweckmäßig, die Demodulation schon direkt hinter dem Modulator vorzunehmen. Bei Übertragung der Impulse über Hochfrequenzkanäle wird der Kontaktgeber direkt mit der hochfrequenten Trägerspannung gespeist. In diesem Fall werden die Ausgangsübertrager der Mödulatorstufe direkt mit dem Sendeverstärker gekoppelt.

Fig. 3 zeigt eine Vereinfachung der Schaltung auf der Empfangsseite. Hier werden an Stelle des polarisierten Relais mit zwei Wicklungen zwei Resonanzrelais 19 und 20, die auf die beiden Frequenzen Zi und Z2 abgestimmt sind, verwendet. Die Umpolung erfolgt hier durch die beiden Arbeitskontakte 21 und dieser Relais, die über die beiden entgegengesetzt gepolten Gleichrichter parallel geschaltet sind.

Claims (6)

Patentansprüche: 35

1. Verfahren zur Fernübertragung von positiven und negativen Halbwellenimpulsen einer Kontakteinrichtung über Schutztransformatoren, die zur Abriegelung des Kontaktgebers gegen Hochspannung führende Leitungen dienen, insbesondere zur Übertragung der Impulse einer Zählerkontakteinrichtung, bei der als Kontaktgeber eine von dem Zähler angetriebene und eine Quecksilberflüssigkeit enthaltende Trommel angeordnet iist und bei der infolge Drehung der Trommel die Impulskontaktgabe durch die Quecksilberflüssigkeit bewirkt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur einwandfreien Übertragung der positiven und negativen Impulse diese ihrer Polarität entsprechend in sinusförmige Impuitee zweier verschiiedener Frequenzen umgesetzt werden.

2. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Sendeseite der Einrichtung ein polarisiertes Relais angeordnet ist, dessen Umschaltkontakt je nach der Polarität des dem Relais vom Kontaktgeber zugeführten Signalstromes eine von zwei Spannungsquellen verschiedener Frequenzen an den Schutztransformator legt, und daß auf der Empfangsseite der Einrichtung zwei parallel geschaltete und auf die beiden Frequenzen der Sendeseite abgestimmte Reihenresonanzkreise in Reihe mit je einer Gleichrichterbrücke angeordnet sind, in deren Diagonalzweig je eine Wicklung eines zweiten, gemeinsamen, polarisierten Relais geschaltet ist, dessen Umschaltkontakt nach der einen oder anderen Seite umgelegt wird, je nachdem welche Wicklung des Relais über den Reihenresonanzkreis der dem positiven bzw. negativen Signal zugeordneten Frequenz erregt wird.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Sendeseite der Einrichtung an Stelle des polarisierten Relais zwei Ringmodulatoren angeordnet sind, deren Eingangsklemmen für die Signalspannung des Kontakt- gebers über eine aus zwei entgegengesetzt gepolten Gleichrichtern bestehende elektrische Weiche parallel geschaltet sind und deren Ausgangstransformatoren parallel geschaltet sind, während an den Klemmen ihrer Eingangstransformatoren je eine Spannungsquelle verschiedener Frequenz angeschlossen ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Empfangsseite der Einrichtung an Stelle des polarisierten Relais und der Reihenschaltung der Resonanzkreise und der Gleichrichterbrücken zwei Resonanzrelais mit je einem Arbeitskontakt angeordnet sind.

5. Einrichtung nach Anspruch 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragung der Impulse des Kontaktge,bers auf drahtlosem Wege erfolgt, indem die beiden Spannungen verschiedener Frequenzen einer hochfrequenten Trägerspannung aufmoduliert werden.

6. Einrichtung nach Anspruch 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktgeber mit einer hochfrequenten Wechselspannung gespeist wird und die an Stelle des polarisierten Relais angebrachten Ringmodulatoren gleichzeitig zur Modulation dieser hochfrequenten Spannung dienen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 609 766/286 1.57 (709593/313 7.57)