DE1067708B

DE1067708B - Anordnung zur Kennzeichnung des Herkunftsortes von Signalen in wechselstromgespeisten Meldeleitungen

Info

Publication number: DE1067708B
Application number: DES48660A
Authority: DE
Inventors: Dr Rer Nat Kurt Schuessler; Dipl-Ing Hellmut Rabe
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1956-05-09
Filing date: 1956-05-09
Publication date: 1959-10-22

Description

DEUTSCHES

Bei den in der Gleichstromtechnik gebräuchlichen Meldesystemen, z. B. in den bekannten Fehlermelde- und Ortungsanlagen für druckgasüberwachte Fernmeldekabel, die mit Gleichstromspeisung arbeiten, werden über in den Kabelmuffen befindliche Kontaktmanometer beim Auftreten eines Kabelmantelfehlers charakteristische Kennwiderstände in die Meldeleitungen eingeschaltet, die einen Signalstrom verursachen, aus dessen Größe sich der Schadensort ermitteln läßt. Wie man leicht einsehen kann, wird in einem derartigen System, insbesondere bei der Überwachung langer Kabelstrecken und einer großen Anzahl in den Meldeleitungen angeordneter gestaffelter Kennwiderstände recht bald der Fall auftreten, daß die Anzahl der Stromstufen für diese Kennwiderstände zu groß und ihr Abstand voneinander zu klein wird, um eine eindeutig meßbare Unterscheidung der im Meldekreis auftretenden Signale und damit eine Überwachung der Anlage mit Sicherheit zu ermöglichen.

In diesem Zusammenhang ist es bei gleichstromgespeisten Meldesystemen schon vorgeschlagen worden, eine dritte Meldeader zur Bildung von Ansprechgruppen heranzuziehen. Jeder dieser Ansprechgruppen ist dabei eine bestimmte Anzahl von Kontaktmanometern mit charakteristischen Kennwiderständen zugeordnet. Beim Auftreten eines Fehlers wird zunächst der für die Gruppe kennzeichnende Widerstand in einen Meldekreis gelegt und darauf der Kennwiderstand des ansprechenden Kontaktmanometers in den anderen Meldekreis geschaltet. Auf diese Weise lassen sich auch längere Kabelstrecken noch mit hinreichender Sicherheit überwachen.

All diesen Methoden bleibt jedoch der gewünschte Erfolg versagt, sobald die Meldesysteme wechselstromgespeist werden, denn Wechselstrommessungen lassen sich nicht immer mit der gleichen Genauigkeit wie Gleichstrommessungen durchführen, so daß also schon dadurch der Übertragungsbereich für die Signale verengt wird. Hierzu kommt weiterhin, daß wechselstromgespeiste Übertragungsleitungen Leerlaufströme aufnehmen, die als eine Art Vorbelastung den Signalbereich weiterhin einengen. In manchen Fällen werden die Signalleitungen noch durch Übertrager von den Amtseinrichtungen getrennt, wodurch zusätzliche Leerlaufströme auftreten. Da aber für Meldeleitungen, die in der Mehrzahl der Fälle nur zu Überwachungszwecken dienen und nicht im Sinne z. B. von Fernsprechleitungen Gebühren abwerfen, eine erhöhte Forderung danach besteht, eine möglichst große Zahl von Meßwerten über diese Leitungen zu übertragen, war die Aufgabe zu lösen, mit einem Minimum an Leitungen eine möglichst große Anzahl noch mit Sicherheit voneinander zu unterscheidender Anordnung zur Kennzeichnung

des Herkunftsortes von Signalen

in wechselstromgespeisten Meldeleitungen

Anmelder:

Siemens & Halske Aktiengesellschaft,

Berlin und München,
München 2, Wittelsbacherplatz 2

Dr. rer. nat. Kurt Schüßler

und Dipl.-Ing. Hellmut Rabe, München,

sind als Erfinder genannt worden

Signale in wechselstromgespeisten Meldekreisen zu übertragen. Die Verwendung von Frequenzkriterien für die Signalübertragung schied von vornherein aus Stör- und Preisgründen aus.

Eine mit Wechselstrom arbeitende Anlage für die Überwachung mehrerer örtlich getrennter Meldestellen ist bekannt. Diese Anlage weist einen in einer Zentrale angeordneten Signalstromgenerator veränderlicher Frequenz auf, der seine Ströme über Signalleitungen zu den Meldestellen und zu einer Signalanzeigevorrichtung sendet. In den Meldestellen sind auf bestimmte Frequenzen abgestimmte Filter vorhanden, so daß beim Wobbein der Frequenz des Generators über eine nicht in ihrem Sollzustand befindliche Meldestelle ein Strom fließt, dessen Frequenz mit der Resonanzfrequenz des betreffenden Filters übereinstimmt. Die über eine solche Meldestelle fließenden Ströme werden der Signalanzeigevorrichtung zugeführt. Eine solche Anlage erfordert ohne Zweifel nicht nur apparatemäßig, sondern auch leitungsmäßig einen großen Aufwand.

Es ist auch eine Kontroll- oder Alarmanlage bekannt, die in ihrer Alarmleitung hineinandergeschaltete Teilschleifen enthält. Jede dieser Teilschleifen besteht aus einem Serienwiderstand und einem Parallelkondensator. Die verschiedenen, an den Kontrollstellen eingebauten Kondensatoren sollen vorzugsweise gleich groß sein. Die Alarmleitung ist Bestandteil einer Wechselstrombrücke. Die Auswertung der Anzeige in der Alarmleitung erfolgt derart, daß durch einen zweiten Zweig dieser Wechselstrombrücke, in den eine aus Kondensatoren und

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Widerständen bestehende Nachbildung der Alarm- widerständen hervorgerufen werden. Es addieren sich leitung eingebaut ist, die Brücke nach Betrag und dann alle gleichphasigen Ströme linear, so daß es Phase genauso eingestellt wird, daß sowohl der eine, möglich ist, bei geeigneter Amplitudenstaffelung der die Alarmleitung enthaltende, als auch der andere, Einzelströme auch Summenströme auszuwerten, weil die Nachbildung enthaltende Zweig der Wechsel- 5 ein bestimmter Summenstrom nur bestimmte Einzelstrombrücke gleichgemacht werden kann. Ist die ströme enthalten kann. Tritt ein kapazitiver und ein Brücke abgestimmt, dann kann an der Einstellung induktiver Teilstrom auf, so weiß man, daß sowohl der in einem Brückenzweig liegenden Nachbildung der induktive als auch der kapazitive Strom eine der Fehlerort bzw. der Ort der meldenden Stelle definierte Phasenlage aufweist, wobei sich die beiden erkannt werden. io Phasenlagen voneinander um 90° unterscheiden.

Es ist ferner eine Einrichtung zur Fernübertragung Gegenüber bekannten Einrichtungen werden bei der des eine Winkelstellung ergebenden Zahlenwertes Anordnung nach der Erfindung Meldeströme mit konbekannt, bei der die zu übertragende Größe (Positions- stanter Frequenz benutzt. Ein Phasenabgleich od. dgl. winkel) mittels einer bei 1 beginnenden, gleichmäßig ist nicht erforderlich, weil nur Ströme bestimmter, fortschreitenden Reihe von Potenzen der Zahl 2 dar- 15 um 90° voneinander verschiedener Phasenlage vorgestellt und übertragen wird. Zur Übertragung kommen können, so daß eine generelle feinstufige werden für jede Zweierpotenz Ströme mit eigenen Phasenunterscheidung nicht notwendig ist. Die Kom-Frequenzen benutzt, die es ermöglichen, an der Emp- pensationsschaltung besteht insbesondere aus einer fangsstelle über Filterorgane die Dualzahl und aus Brückenschaltung, der man die Meßströme als kenndieser den Positionswert für die Winkelstellung zu 20 zeichnende Größe für den betreffenden, eingeschaltegewinnen. ten komplexen Kennwiderstand entnimmt. Infolge

Man hat auch schon Schaltungsanordnungen zum geeigneter Bemessung dieser Kennwiderstände können selbständigen, auf Betrag und Phasen wirkenden Meldeströme mit nur bestimmten Größen (Strom-Abgleich einer Wechselstrom-Kompensations- oder stufen) und mit einer bestimmten Phasenlage, die Brückenschaltung geschaffen. Zum Abgleich sind 25 charakteristisch ist für einen induktiven oder Schrittschaltwerke vorgesehen, die von dem Null- kapazitiven Kennwiderstand, vorkommen. Durch ein strom einer Brückenschaltung gleichzeitig und unmit- Schrittschaltwerk können nun die Stromstufen vertelbar gesteuert werden. Die Einstellzeit ist für große gleichend angeboten werden, wobei durch eine verGenauigkeit des Abgleichs lang. Solche Einrichtun- gleichende Schaltungsanordnung untersucht wird, ob gen kommen daher für Überwachungsanlagen, die 30 die angebotene Stromstufe kompensiert wird oder eine Meldung von Signalen innerhalb kurzer Zeit nicht. Die Stellung des Schrittschaltwerkes kann hierbewirken sollen, nicht in Frage. bei ein Kriterium für die Übertragung der Meldung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur sein. Durch die vorteilhafte Ausnutzung der Melde-Kennzeichnung des Herkunftsortes von Signalen in ströme sowohl hinsichtlich ihrer Phasenlage als auch wechselstromgespeisten Meldeleitungen, bei der in 35 hinsichtlich ihrer Größe kann die Anzahl der mögden Meldeleitungen elektrische Kontakte durch auf liehen Meldungen über eine Leitung ohne Mehraufphysikalische Zustände einer Meldestrecke anspre- wand verdoppelt werden, d. h., die zu überwachende chende Mittel betätigt werden, z. B. mit Schalter ver- Strecke kann bei gleichem Abstand der Meldepunkte bundene Druckgasmanometer in druckgasüberwachten doppelt so lang sein, was sich insbesondere bei Kabel-Kabeln, und bei der ferner in den Meldeleitungen 40 strecken in unbesiedelten Gebieten sehr vorteilhaft komplexe, aus der Kombination Widerstand und auswirkt.

Kondensator oder Widerstand und Induktivität be- Unter den die Signale auslösenden physikalischen stehende Widerstände über elektrische Kontakte Zustandsänderungen längs der Meldestrecke wird mittels Geräten zur Überwachung des physikalischen nicht nur der durch einen Mantelfehler oder durch Zustandes der Meldestrecke einschaltbar angeordnet 45 Undichtigkeit in einer Armatur auftretende Drucksind und in der eine Kompensationsschaltung benutzt abfall in einer druckluftgespeisten Kabelstrecke verist. Die Anordnung nach der Erfindung ist gekenn- standen, sondern diese physikalischen Zustandsändezeichnet durch eine solche Bemessung der komplexen rungen können ebenso gut durch in der Nähe des Widerstände, daß sie bei Einschaltung in die wech- Kabels vorhandene Wärmequellen, z. B. auch durch selstromgespeisten Meldeleitungen in diesen Ströme 50 Temperaturen, die bei Bränden entstehen, bewirkt hervorrufen, die auch bei einem eingeschalteten kapa- werden. In derartigen Fällen kann dann z. B. ein zitiven und einem eingeschalteten induktiven Kenn- Bimetallkontakt oder ein Gasröhrchen mit ionisiertem widerstand im Zusammenwirken mit den Impedanzen Gas einen Kennwiderstand in die Meldeleitung schalder jeweils beteiligten Kabelstrecken eine um 90° ten, der ein örtlich und zeitlich erkennbares Signal voneinander verschiedene Phasenlage aufweisen, von 55 auslöst. Die physikalische Zustandsänderung auf der denen jeder der Meldeleitung entnommene Teilstrom Strecke kann z. B. auch dadurch herbeigeführt wereinen bestimmten, mit Steuerströmen zweier bestimm- den, daß in analoger Weise, wie bei einem Feuerter Phasenlagen übereinstimmenden Phasenwinkel meider, eine Scheibe eingeschlagen und ein Alarmaufweist, und daß ferner die komplexen Widerstände kontakt betätigt wird, über den dann der Kennwiderin ihrem Betrag so gestaffelt sind, daß sich auch die 60 stand in die Meldeleitungen eingeschaltet wird. Wie Summenströme mehrerer in die Meldeleitungen ein- sich aus diesen angeführten Beispielen erkennen läßt, geschalteter Widerstände von dem Strom der einzel- ist die gemäß der Erfindung angegebene Lösung alsc nen eingeschalteten Widerstände eindeutig unter- für viele Gebiete der Elektrotechnik fruchtbar,
scheiden lassen. In einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist es

Danach soll der z. B. von einem induktiv wirkenden 65 vorgesehen, daß die beim Auftreten von Zustands-

Kennwiderstand herrührende Strom die gleiche Pha- änderungen längs der Meldestrecke in den Melde-

senlage wie jeder andere Strom, der von einem anderen kreisen ausgelösten charakteristischen Signale unc

gleichartigen, z. B. induktiven Kennwiderstand her- der zu ihrer Existenz erforderliche Wechselstrom

vorgerufen wird, aufweisen. Das gleiche gilt auch für über mit den Meldeleitungen verbundene, vor der

alle kapazitiven Ströme, die von kapazitiven Kenn- 70 Amtseinrichtungen liegende Übertrager gegeben wer

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den, um jede Hachspannungsgefährdung der Amts- weiteren Vorschlag nach der Erfindung ist es voreiiirichtungen auf diese Weise auszuschalten. Die gesehen, diese Anordnung zur Dichtigkeitstiber-Empfangsstationen für die in den Meldekreisen aus- wachung von druckgasgespeisten Fernmeldekabeln gelösten Signale werden zweckmäßig in der Mitte der zu verwenden.

ersten und zweiten Hälfte der Meldestrecke angeord- 5 Die Erfindung wird an Hand von Ausführungsnet, so daß also von jeder Empfangsstation aus ein beispielen in ihren Einzelheiten näher besehrieben.
Viertel der vor ihr und hinter ihr liegenden Melde- Die Fig. I zeigt zunächst in symbolischer Darstelleitung überwacht werden kann. Dadurch wird der lung die Wirkungsweise der Anordnung nach der erforderliche Weg zur Rückübertragung der Meldun- Erfindung. Die in den Überwachungsleitungen 1, 2 gen von den Empfangsstationen zum zugeordneten ία angeordneten, frequenzabhängigen Widerstände C1 bemannten Amt am Anfang bzw. am Ende der Strecke und Dl werden beim Auftreten von Zustandsändeso kurz als möglich. Die Auswertung der empfangenen rangen längs der Meldestrecke, z. B. beim Druck-Signale nach Betrag und Phase wird in einer in der abfall in einem drucküberwachten Fernmeldekabel, Empfangsstation angeordneten Doppelphasendiskrimi- über die Manometerkontakte if 1 bzw. Kl in die natorschaltung vorgenommen, deren beide mit An- 15 Uberwachungsleitung eingeschaltet. Die Wechselzeigeorganen, z. B. Relais, abgeschlossenen Zweige mit stromeinspeisung der Überwachungsleitung erfolgt Steuerströmen beschickt werden, die gleiche Phasen- über eine Brückenschaltung, die aus den Übertragern winkel wie die zugeordneten, der Leitung entnomme- Ül, Ü2, der komplexen Nachbildung N. B. und der nen Meldeströme haben, was voraussetzt, daß sie der Wechselstromquelle, z. B. dem 50-Hz-Netz, besteht, gleichen, zumindest aber einer synchronen Wechsel- 20 Beim Schließen der Kontakte K1 oder K2 oder Kl Spannungsquelle wie jene entnommen sind. In Ab- und K2 wird das Gleichgewicht der Brückenschalwandlung dieser Anordnung ist es auch möglich, tung gestört, und das Signal gelangt über die Brücke statt zweier selbständiger, mit Anzeigeorganen ver- hinweg in den Phasendiskriminator, der aus den sehener Zweige ein einzelnes Anzeigeorgan vorzu- Gleichrichtern Gl, G 2, G 3, G 4, zwei Telegrafensehen und der Doppeldiskriminatorschaltung in Ein- 25 relais Tl, T2 mit Doppelwicklungen, den Glättungsfach- oder Doppelwegschaltung die Steuerströme kondensatoren CZ, Ci. und einer Wechselstromquelle beider Phasenlagen turnusmäßig durch einen Um- z. B. von 50 Hz besteht, die mit der in der Brückenschalter zeitgestaffelt zuzuführen. Als Anzeigeorgan schaltung in Phase ist. In der Phasendiskriminatorkann ein Relais mit mehreren Wicklungen benutzt schaltung werden die phasenverschobenen Signale in werden, dessen Hauptwicklung als Differentialwick- 30 bekannter Weise nach ihrer Phasenlage getrennt, so lung ausgebildet ist und mit ihrer Mittelanzapfung daß z. B. das Relais T2 alle kapazitiven Signalan der umschaltbaren Steuerspannung liegt. Seine ströme aufnimmt, während Tl alle induktiven zuge-Nebenwicklung wird als Kompensationswicklung leitet werden. Die durch das betreffende Telegrafenverwendet und erlaubt es, mit einem von außen zu- relais ausgelösten Schaltvorgänge lassen dann ergeführten Kompensationsgleichstrom die Gesamt- 35 kennen, ob der in die Überwachungsleitung eingeerregung des Relais zu Null zu machen, wobei der schaltete Kennwiderstand kapazitiv oder induktiv ist. Anker des Relais seine neutrale Ruhelage einnimmt. I_n dem in Fig. 2 bis 7 dargestellten praktischen Dieses Kriterium kann zur Einleitung weiterer Ausführungsbeispiel wird ein kompletter Schaltungs-Steuervorgänge ausgewertet werden. Nimmt man den aufbau einer Anordnung nach der Erfindung angege-Kompensationsstrom von den Lamellen eines Span- 40 geben:

nungsteilers ab, dessen Stufen den zu erwartenden I_n Fig. 2 ist eine Kabelstrecke beschrieben, die Meldeströmen entsprechen, so kann der Kompen- zwischen den Ämtern A und B liegt. Diese mit Persationsvorgang automatisiert werden, wenn man ein _SOnal besetzten Ämter sind im Maximalfall bei Kogenügend langsam laufendes Schrittschaltwerk ver- axialkabeln 108 km voneinander entfernt und entwendet, dessen Stellung, in der die Kompensation 45 halten zwölf Verstärkerfeldlängen, die in Fig. 2 mit erreicht wird, eindeutig den Ort kennzeichnet, von den Zahlen 1 bis 12 bezeichnet sind. Diese aus zwölf dem das Meldesignal stammt. Verstärkerfeldlängen bestehende Strecke wird nun Zum Zwecke einer übersichtlichen Aufzeichnung in durch zwei Unterstationen, die unbemannt sind, der Zentrale ist es gemäß einer vorteilhaften Ausge- überwacht. Es handelt sich hierbei um die Unterstastaltung nach der Erfindung vorgesehen, daß die zur 50 tionen in Amt III und Amt IX. Die Überwachung Ermittlung der gekennzeichneten Signale dienende der Verstärkerfeldlängen ist dabei so aufgeteilt, daß Diskriminatorschaltung in Verbindung mit Schritt- z.B. die vor dem Amt III liegenden Kabellängen 1.2,3 Schaltwerken zunächst alle in den Meldeleitungen und die hinter ihm liegenden Kabellängen 4, 5, 6 vorhandenen Widerstände einer Art, z. B. zuerst durch das Unteramt III überwacht werden, während alle kapazitiv komplexen Widerstände, und danach 55 das Unteramt IX die Überwachung der Verstärkerdie der anderen Art, d. h. alle induktiv komplexen, feldlängen 7, 8, 9 und 10, 11, 12 übernimmt,
oder umgekehrt abtastet. Da die Anordnung nach In Fig. 3 ist der Druckabschnitt, der zwischen dem der Erfindung besonders die graphische Aufzeichnung bemannten Amt A, im folgenden kurz Zentrale gedes Zustandes der überwachten Leitung im Auge hat, nannt, und dem Unteramt III, im folgenden kurz werden mehrere, insbesondere auch in Fernmelde- 60 Unterstation genannt, liegt, noch einmal vergrößert kabeln liegende Meldeleitungen zur Phantomkreisbil- dargestellt. Dabei ist jede Verstärkerfeldlänge in dung verwendet, wobei über diese Phantomkreise die sich pneumatisch abgeschlossen. Innerhalb einer Ver-Weiterleitung der nach Betrag und Phase in einem stärkerfeldlänge werden im gegenseitigen Abstand Unteramt festgestellten, in Impulse umgesetzten Si- von lkm acht Kontaktmanometer in die Kabelmuffen gnale an eine Zentrale erfolgt. Hier findet dann ihre 65 eingebaut. Diesen acht Kontaktmanometern sind geAufzeichnung z. B. mittels eines Tintenschreibers staffelte Kennwiderstände zugeordnet, die meist mit statt. Der Ausschlag des Schreibers kann in seiner einem parallelgeschalteten induktiven oder kapaziti-Größe unabhängig eingestellt werden, so daß sich ven Element versehen sind. Die Anschaltung der •die jeweils vorliegende Breite des Meßstreifens für durch das Kontaktmanometer betätigten Kenndie Aufzeichnung voll ausnutzen läßt. Gemäß einem 70 elemente erfolgt hierbei an zwei Doppeladern, und

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zwar derart, daß z. B. Stamm I die komplexen Unterstation und Registriereinrichtung in der Zen-

Kennwiderstände mit geraden Ordnungsnummern, trale in Tätigkeit gesetzt wird. Im nachfolgenden

Stamm II die mit ungeraden Ordnungsnummern ent- sollen das Auftreten eines Fehlers und die durch ihn

hält, und zwar derart, daß auf eine induktive Korn- ausgelösten Schaltvorgänge im einzelnen beschrieben

bination jeweils eine kapazitive Kombination inner- 5 werden.

halb des gleichen Stammes folgt. Wie die Fig. 3 Es wird angenommen, daß im Kabelabschnitt cv fernerhin erkennen läßt, sind Stamm I und Stamm II (s. Fig. 3) ein Manometerkontakt geschlossen hat. sowohl in der Zentrale wie im Unteramt und auch in Dadurch wird das Gleichgewicht der aus der Nachallen Zwischenämtern (Amt I und Amt II) mit hoch- bildung N1 (s. Fig. 4) dem Differentialübertrager spannungsfesten Übertragern abgeschlossen, so daß io Ül' und dem Übertrager Ül gebildeten Brücke beim Auftreten eines Fehlers im Verstärkerfeld cv, gestört, d. h., im vorliegenden Fall enthält die Se- bv oder av die entsprechenden Manometer ansprechen kundärseite des Übertragers Ül' Spannung. Diese und über den jeweiligen Stamm und über die Über- Spannung wird mittels einer Grätzschaltung gleichtrager hinweg diesen Fehler an die Unterstation mel- gerichtet und dem Anreizrelais AR 1 zugeführt. Das den. Die in der Unterstation aufgenommene Meldung 15 Anreizrelais AR 1 spricht an. Dieses Relais löst den wird von der Unterstation aus in umgekehrter Rieh- Wähkrfortschaltmechanismus aus, d. h., in der tung über den aus Stamm I und Stamm II gebildeten Unterstation beginnt ein mit zwei Kontaktbahnen Phantomkreis über alle Zwischenämter hinweg in ausgerüsteter 50teiliger Drehwähler sdw anzulaufen, die Zentrale durchgegeben. von dem in Fig. 4 nur eine Kontaktbahn dargestellt

Da die Meldung des Ansprechens der auf der 20 ist.

Strecke befindlichen Manometer über die Übertrager Bei Auftreten von Fehlern in den Stämmen Iv hinweg nur mittels Wechselstrom z. B. von 50 Hz er- oder IIw wird auf Stufe 4 des in der Unterstation folgen kann, ist die Amplitudenstaffelung der Melde- angeordneten Sendedrehwählers sdw (dessen Schalströme, wie eingangs ausgeführt, nicht mehr in der tung in Einzelheiten in Fig. 5 dargestellt ist) durch bei Gleichstromübertragung bekannten feinen Unter- 35 den vom Relais geschlossenen Kontakt eine vorüberteilung anwendbar. Es müssen daher weitere Unter- gehende Stillsetzung des Sendedrehwählers sdzu Scheidungsmerkmale eingeführt werden. Da Frequenz- und des im Hauptamt (Fig. 6) synchron laufenden kriterien aus Preis- und Störgründen ausscheiden, Empfangsdrehwählers edm verursacht. Dieses zeitwird neben der Amplitudenstaffelung durch Verwen- weise Stillsetzen eines Drehwählers mit bekannten dung komplexer Widerstände ein Phasenkriterium 30 Mitteln wird als »Langpause« bezeichnet. In dieser zur Kennzeichnung des ansprechenden Manometers Zeit erfolgt über den in der Zentrale befindlichen benutzt. Die Stromstaffelung der Kennwiderstände Schreiber (s. Fig. 6) die Aufzeichnung der jeweiligen ist, wie aus Fig. 3 zu ersehen, in den Stufen 1/1,5/ Fehlermeldung. Diese in der Zentrale ablaufenden 2/3/3,5 und 4 in beiden Phasenlagen durchgeführt. Funktionen werden weiter unten noch beschrieben.
Das Ansprechen zweier Manometer mit Kennwider- 35 Durch das ARl- oder ^4i?2~Relais wird die richständen gleicher Phase auf derselben Stammleitung tige Lage des vfe-Kontaktes, der vom Fi7-Relais geführt innerhalb der einzelnen Druckgasabschnitte steuert wird, veranlaßt. Im vorliegenden Fall ist der auf die Summenwerte 2,5/5/7,5. denen eigene MeI- wA-Kontakt nach links umgelegt. Vom Drehdungen zugeordnet sind. Wie die Unterscheidung wähler sdw werden die Kontakte des .ST-Relais nach zweier Kennwiderstände mit ungleicher Phasenlage 40 einem halben Wählerumlauf zur abwechselnden Abin ein und derselben Stammleitung erfolgt, wird bei frage von Stamm I und Stamm II umgeschaltet. Soder Beschreibung des Funktionsablaufs in der Unter- bald also in dem gewählten Beispiel in Fig. 4 die station die Rede sein. jt-Kontakte nach oben gelegt sind, gelangt die aus

Fig. 4 zeigt die Unterstation (Amt III) mit allen Stamm I kommende Signalspannung über die aus

Elementen, die zum Verständnis des Funktionsver- +5 dem Gleichgewicht gebrachte Brückenanordnung und

laufes wichtig sind. Die Überwachungsleitungen über den Ü l'-Übertrager nunmehr an den Eingang

Stamm Iz' und Stamm Hv sind an die hochspannungs- der Diskriminatorschaltung D.

festen Übertrager Ül und Ü2 herangeführt und ge- Die Diskriminatorschaltung D (s. Fig. 4) dient in genüber der Unterstation somit spannungssicher ge- Verbindung mit dem in der Unterstation angeordnetrennt. Die Übertrager Ül und Ü2 sind mitten an- 50 ten Sendedrehwähler sdw zur Ermittlung der in den gezapft und zur Phantombildung mit einem weiteren Prüfleitungen ansprechenden Manometerkontakte. Die spannungsfesten Übertrager versehen. Die wechsel- Art und Weise, wie der Diskriminator D diese Aufstrommäßige Einspeisung der Meldeleitungen Stamm gäbe im Zusammenwirken mit dem Sendedrehwäh-Ιϊ' und Stamm Hv erfolgt in einer Brückenschaltung, ler sdw löst, wird im folgenden an Hand des gewähldie aus den Differentialübertragern Ül' bzw. Ü2' 55 ten Ausführungsbeispiels näher erläutert:
und den Nachbildungen Nl bzw. N2 besteht. Diese Der Manometerkontakt c4 (s. Fig. 3) hat angeim Ruhezustand abgeglichene Brücke bewirkt, daß sprachen. Über das Anreizrelais AR 1 ist das RV-Rttrotz der von den Stämmen Iv und Hv und den lais mit seinen von ihm abhängenden Hilfsrelais geTransformatoren aufgenommenen Leerlaufströme die kommen, der Sendedrehwähler läuft an, und jeder Sekundärseiten der Differentialübertrager Ül' und 60 seiner Schritte wird über das /-Relais und den im Ü2' spannungslos bleiben. In völlig analoger Weise Phantomkreis der Unterstation angeordneten i-Konzu diessr Wechselstromeinspeisung der Stammlei- takt über die aus Stamm Iv und Stamm Hv gebildete tungen Stamm Iv und Stamm Hz' ist auch die Ein- Phantomleitung an die Zentrale gemeldet. Nachdem speisung der Überwachungsleitungen Stamm Th und der Sendedrehwähler sdw, wie in Fig. 5 dargestellt Hh für die Verstärkerfeldlängen, welche sich hinter 65 ist, drei Schaltschritte durchlaufen hat, wird in der Unterstation befinden, vorgenommen. Schaltstellung 4 die oben erwähnte Langpause ver-

Beim Auftreten eines Fehlers wird nun ein Druck- ursacht. Nach Beendigung der Langpause läuft der

abfall im gasdrucküberwachten Kabel verursacht, so Sendedrehwähler weiter und überstreicht die Kon-

daß das dem Fehler nächstgelegene Manometer an- takte 6 bis 13 ohne Auslösung weiterer Funktionen

spricht und die Überwachungseinrichtung in der 70 (s. Fig. 5). An dieser Stelle sei einfügend bemerkt,

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daß für den Fall des Auftretens einer Fehlermeldung, d. h., der Kontakt u in Fig. 4 legt den induktiven die von einem Manometerkontakt in einer Verstärker- komplexen Widerstand im Diskriminator D als phafeldlänge verursacht wird, die hinter der Unterstation senverschiebendes Glied an das Üi-Relais. In analoliegt, an Stelle des i?F-Relais (s. Fig. 4) in völlig ger Weise erfolgt die Abtastung der kapazitiven und analoger Weise ein i?iT-Relais ansprechen würde, und 5 induktiven Kontaktwiderstände in Stamm II der der anlaufende Sendedrehwähler hätte die Langpause Prüfleitung über Kontakt 32 bis 49. Auf Kontakt 50 dann erst auf Stellung 5 über den geschlossenen rh- ist im Sendedrehwähler der Unterstation eine Syn-Kontakt verursacht (s. Fig. 5). Wenn also, um im chronkontrolle für den Gleichlauf mit dem Empfangsvorigen Beispiel fortzufahren, der Sendedrehwähler drehwähler edm in der Zentrale (s. Fig. 6) vorgedie Kontaktstellung 14 erreicht hat, spricht das CZ-Re- io sehen. Für den Fall, daß das Kontaktmanometer c4, lais (s. Fig. 5) an und legt seinen «-Kontakt um wie dies als Beispiel herangezogen wurde, nur kurz-(s. Fig. 4). Dadurch erhält der Diskriminator Steuer- zeitig angesprochen hat, wird der Sendedrehwähler ströme, die in ihrer Phasenlage infolge der in Reihe nach einem vollendeten Umlaufzyklus stillgesetzt, liegenden RC- oder LC-Kombinationen um den glei- und alle Relais bzw. Kontakte gehen in die Auschen Betrag verschoben sind wie die am Empfangsort 15 gangsstellung zurück. Für den Fall, daß das Kontaktwirksamen Meldeströme. Gleichzeitig erhält das TeIe- manometer einen Dauerfehler meldet, d. h. über einen grafenrelais M (s. Fig. 4) über die zweite Kontakt- längeren Zeitraum geschlossen bleibt, läuft der bahn des Sendedrehwählers sdw, wie sie in Fig. 5 Sendedrehwähler in der eingangs beschriebenen rechts außen und in Fig. 4 nur symbolisch dargestellt Weise immer wieder von vorne los, da über den am ist, Gleichspannungen, die von einem Spannungs- 20 Ende des Umlaufs zurückgelegten j-p-Kontakt das teiler SpT in verschiedener Größe abgegriffen wer- .4A'-Relais stets neu angereizt wird, so daß in der den. Auf Stellung 14 liegt also an der einen Wick- Zentrale über den Empfangsdrehwähler und den Tinlung des Telegrafenrelais M die Stromstufe 1. Durch tenschreiber eine fortwährende Aufzeichnung des diese Stromstufe 1 ist das M-Relais mit einer be- Fehlerzustandes bis zur Behebung bzw. Abschaltung stimmten AW-Zahl erregt. Über den Diskrimina- 25 der Überwachungseinrichtung vorgenommen wird,
tor D (s. Fig. 4) erhält eine ebenfalls auf dem M-Re- Beim Auftreten eines Fehlers innerhalb der Drucklais sitzende Differentialwicklung einen der Größe abschnitte, der über einen induktiv komplexen Widerdes Kennstromes des ansprechenden Manometers ^stand ausgelöst wird, erfolgt seine Ortung in der proportionalen Gleichstrom. Im vorliegenden Fall, Unterstation über den Sendedrehwähler in völlig wo der Manometerkontakt c4 angesprochen hat, ist 30 analoger Weise. Die induktiven Widerstände werden dies also ein Gleichstrom, der der Stufe 1,5 entspricht. dabei jeweils von Stellung 23, Stellung 31 und Stel-Da die AW-Zahlen sich nicht aufheben, läuft der lung 41 bis Stellung 49 in der Kontaktbank des Dreh-Sendedrehwähler sdw weiter. Erst wenn der Sende- Wählers (s. Fig. 5) abgetastet.

drehwähler eine Stellung erreicht hat, bei der die Als letzter Fall bleibt noch das Auftreten eines

AW-Zahl, die auf Grund der abgegriffenen Spannung 35 Fehlers, der von einem kapazitiven Kennwiderstand

zustande kommt, gleich der vom Manometerkontakt und induktiven Kennwiderstand im gleichen Stamm

veranlaßten und von der Diskriminatorschaltung ab- angezeigt wird, d. h. also, daß nach dem Ansprechen

gegebenen AW-Zahl ist, kommt der Anker des Ai-Re- des der Fehlerstelle unmittelbar benachbarten Mano-

lais in die Ruhelage, d. h., der Kontakt m schließt, meters, das z. B. einen kapazitiven Kennwiderstand

und die Langpause tritt ein. 40 in die Stammleitung einschaltet, nun auch noch das

In dem besprochenen Beispiel erfolgt dies in Stel- nächstgelegene Kontaktmanometer mit einem in-

Iungl7 (s. Fig. 5). Über den Kontakt! (s. Fig. 4) duktiven Kennwiderstand in derselben Stammleitung

wird die Langpause an die Zentrale gemeldet und anspricht. In diesem Fall wird die Durchlässigkeit

auch dort der Wähler stillgesetzt. der Diskriminatorschaltung D (s. Fig. 4) in bekann-

Wie aus Fig. 5 ersichtlich, wird die Reihenfolge 45 ter Weise so gesteuert, daß aus dem im Signalkreis der Manometerabtastung im Interesse einer über- vorhandenen Gesamtstrom zunächst nur die kapazisichtlichen Aufzeichnung in der Zentrale so gestaf- ti ve Komponente dieses Stromes wirksam wird und feit, daß räumlich benachbarte Manometerkontakte die Abtastung der kapazitiven Kennwiderstände von zeitlich möglichst entfernt voneinander abgetastet Stellung 14 bis Stellung 22 des Sendedrehwählers in werden. Dementsprechend werden zunächst alle kapa- 50 Fig. 5 erfolgt, danach wird durch Umsteuerung des zitiven Kennwiderstände in Stamm I der verschiede- M-Kontaktes (s. Fig. 4 und 5) die induktive Komponen Verstärkerfeldlängen cv, bv, av abgefragt, d. h. nente in Stamm I abgetastet. In analoger Weise eralso c 8, δ 8, α 8, c4, b 4, σ 4. Unter der Annahme, daß folgt die Abtastung der kapazitiven und induktiven ein Kabelfehler nicht gleichzeitig in zwei verschiede- Komponente in Stamm II, so daß also trotz des Vornen Druckabschnitten auftritt, ist für die in densel- 55 handenseins zweier gleichzeitig angesprochener Konben Abschnitten vorhandenen gleichartigen korn- taktmanometer mit um 90° gegeneinander phasenverplexen Widerstände eine Amplitudenkennung einge- schobener, komplexer Kennwiderstände dennoch der führt, bei der auch die Summe der Amplitudenwerte kapazitive und induktive Kennwiderstand einzeln erder einzelnen Kennwiderstände ausgewertet wird. So mittelt werden und durch das Zusammenwirken von tritt z. B. beim Ansprechen von c8 und c4 die Am- 60 Diskriminator und Sendedrehwähler über den Konplitude2,5, beim Ansprechen von b8 und Z>4 die takt ζ des Impulsrelais und über die Viererphantom-Amplitude 5 und beim Ansprechen von α 8 und a4 leitung an die Zentrale gemeldet werden kann. Die die Amplitude 7,5 auf. Diese Summenströme werden Anzahl der durch Stromstufen unterscheidbareii den Kontakten 20 bis 22 des Sendedrehwählers in Manometer wird durch die erwähnte Wirkung der Fig. 4 zugeordnet. Nachdem der S endedrehwähleriffae/ 65 Diskriminatorschaltung verdoppelt. Erforderlich ist die kapazitiven Kennwiderstände im Stamm I der nur, die einzelnen Manometerkontakte mit solchen Prüfleitung abgetastet hat, werden von Kontakt 23 Impedanzen zu beschälten, daß am Diskriminator im bis 31 alle induktiven Kenn wider stände c 6, &6, α 6, Zusammenwirken mit den Impedanzwerten der je- c2, b2, al und ihre Summen abgetastet. Wie aus weils beteiligten Kabelstrecken, einschließlich Über-Fig. 5 ersichtlich ist, fällt dabei das [/-Relais ab, 70 trager, Ströme entstehen, die um 90° gegeneinander

Claims

phasenverschoben sind. Über die Phantomleitung kann in der Unterstation (s. Fig. 4) mittels des Ä"-Relais durch die Abfragetaste AT in der Zentrale (s. Fig. 6) ein Stromstoß empfangen werden, der von der Zentrale zum Zwecke der Abfrage ausgesendet wird. Dieser Abfrageimpuls bewirkt nur einen einmaligen Umlauf des Wählers, da im fehlerfreien Zustand kein ^ii?-Relais weitere Umläufe veranlaßt. Im folgenden wird der Funktionsablauf in der Zentrale in Fig. 6 näher erläutert:

Die Zentrale (s. Fig. 6) ist mit einem 50teiligen, zwei Kontaktbahnen enthaltenden Empfangsdrehwähler edw, von denen nur eine symbolisch dargestellt ist, und einem Tintenschreiber T zum Aufzeichnen der in der Unterstation eingegangenen Signale ausgerüstet. Ferner befindet sich in der Zentrale eine optische Anzeige in Form von Signallampen, die die Lage des Fehlers in den vor der Unterzentrale liegenden Abschnitten cv, bv, av oder hinter der Unterzentrale liegenden Abschnitten ah, bh, ch erkennen lassen. Ferner wird der Tintenschreiber T in vorteilhafter Weise nicht von den aus der Unterstation über die Phantomleitung eintreffenden Impulse direkt gesteuert, sondern erhält seine Stromaussteuerung über einen Kontaktarm, der einen mit Gleichspannung gespeisten Spannungsteiler SpT synchron mit dem Empfangsdrehwähler in der Unterstation abtastet. Auf diese Weise ist es möglich, einen billigen Gleichstromtintenschreiber zur Aufzeichnung zu verwenden, der z. B. einen Fortschaltrhythmus von 1 bis 2 Sekunden erlaubt und bei dem die Amplituden in bequemer Weise der Breite des verwendeten Diagrammstreifens angepaßt werden können. Der Empfang der Zeichen und ihre Aufzeichnung in der Zentrale geht in folgender Weise vor sich:

Im Empfangsrelais ER werden die Fortschaltimpulse aus der Unterstation aufgenommen, und der synchrone Lauf des Empfangsdrehwählers edw wird über Relaisschaltungen von ihm bewirkt. Tritt eine Langpause ein, so schließt der j2-Kontakt, so daß die jeweils abgegriffenen Lamellen des Empfangsdrehwählers Spannung führen und am Schreiber einen entsprechenden Ausschlag hervorrufen.

Wie aus Fig. 5 und dem Schreiberdiagramm in Fig. 7 ersichtlich, werden zur eindeutigen Kennzeichnung der eingehenden Impulstelegramme im bemannten Amt drei Gruppen von Unterscheidungsmerkmalen verwendet. Zunächst wird durch Langpausen auf Kontakt 4 oder 5 entschieden, ob die Meldung aus einem Druckabschnitt vor oder hinter der Unterstation stammt. Durch Langpausen auf den Kontakten 14 bis 49 wird auf Grund der Schaltung der linken Kontaktbahn mittels der Relais A, B, C der meldende Druckabschnitt, auf der rechten Kontaktbahn die Nummer des oder der Manometer gekennzeichnet, welche angesprochen haben.

Für den Fall, daß im gewählten Beispiel der kapazitive Kennwiderstand & 4 im Verstärkerfeld bv vor dem Unteramt angesprochen hat, kommt beim Überstreichen des Empfangsdrehwählers auf Kontakt 4 (s. Fig. 5) eine Langpause, die über den währenddessen geschlossenen il-Kontakt das sich selbst haltende F-Relais bringt und nach Fig. 6 über den ^-Kontakt das Aufleuchten der den Abschnitt kennzeichnenden Lampe vorbereitet. Die zweite Langpause tritt bei Kontakt 18 auf, wobei über s 1 das Relais B kommt, das die Abschnittslampe Lhv bringt, und über s2 die Aufzeichnung der Manometernummer 4 erfolgt (s. auch Fig. 7). Bei Fortbestehen des Fehlers bei Manometer &4 wird beim nächsten Umlauf auf Kontakt 4 über den inzwischen geschlossenen Kontakt b die Aufzeichnung der Kennung des Druckgasabschnittes bv am Schreiber hervorgerufen.

Da den Summenströmen eigene Kontakte und Stromstufen zugeordnet sind, erfolgt ihre Aufzeichnung analog.

Die mit dem Empfangsdrehwähler edw in der Zentrale (Fig. 5) zusammenarbeitenden A-B-C-Relais sind abfallverzögert und halten sich auch nach einem ίο vollen Umlauf, der infolge Fehlermeldung gestartet wurde. Sie sichern die Abschnittskennzeichnung im Schreiber bei weiteren Umläufen.

In Fig. 7 ist das Muster eines Schreiberdiagramms dargestellt, bei dem die im Verstärkerfeldabschnitt bv angesprochenen Manometer 4, 3, 5, 2 und 6 aufgezeichnet sind. Einem Wählerumlauf entspricht in der Darstellung die Diagrammlänge von IS mm.

Patentansprüche;

so 1. Anordnung zur Kennzeichnung des Herkunftsortes von Signalen in wechselstromgespeisten Meldeleitungen, bei der in den Meldeleitungen elektrische Kontakte durch auf physikalische Zustände einer Meldestrecke ansprechende Mittel betätigt werden, z. B. mit Schalter verbundene Druckgasmanometer in druckgasüberwachten Kabeln, und bei der ferner in den Meldeleitungen komplexe, aus der Kombination Widerstand und Kondensator oder Widerstand und Induktivität bestehende Widerstände, über elektrische Kontakte mittels Geräten zur Überwachung des physikalischen Zustandes der Meldestrecke einschaltbar angeordnet sind und in der eine Kompensationsschaltung benutzt ist, gekennzeichnet durch eine solche Bemessung der komplexen Widerstände, daß sie bei Einschaltung in die wechselstromgespeisten Meldeleitungen in diesen Ströme hervorrufen, die auch bei einem eingeschalteten kapazitiven und einem eingeschalteten induktiven Kennwiderstand im Zusammenwirken mit den Impedanzen der jeweils beteiligten Kabelstrecken eine um 90° voneinander verschiedene Phasenlage aufweisen, von denen jeder der Meldeleitung entnommene Teilstrom einen bestimmten, mit Steuerströmen zweier bestimmter Phasenlagen übereinstimmenden Phasenwinkel aufweist, und daß ferner die komplexen Widerstände in ihrem Betrag so gestaffelt sind, daß sich auch die Summenströme mehrerer in die Meldeleitungen eingeschalteter Widerstände von dem Strom der einzelnen eingeschalteten Widerstände eindeutig unterscheiden lassen.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beim Auftreten von Zu-Standsänderungen längs der Meldestrecke in den Meldekreisen ausgelösten charakteristischen Signale und der zu ihrer Existenz erforderliche Wechselstrom über mit den Meldeleitungen verbundene, vor den Amtseinrichtungen liegende Übertrager gegeben werden.
3. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangsstationen für die in den Meldekreisen ausgelösten Signale in der Mitte der ersten und zweiten Hälfte der Meldestrecke angeordnet sind, so daß von jeder Empfangsstation aus ein Viertel der vor ihr und hinter ihr liegenden Meldeleitung überwacht wird.
4. Anordnung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Doppeldiskriminatorschaltung in Einfach- oder Doppelwegschaltung