DE1265215B

DE1265215B - Circuit arrangement for fault location of interruptions in remote feed loops of carrier frequency wide area systems

Info

Publication number: DE1265215B
Application number: DE1966T0031433
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Joel Korn; Dipl-Ing Friedrich-Chr Tischer
Original assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Current assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Priority date: 1966-06-24
Filing date: 1966-06-24
Publication date: 1968-04-04

Description

Schaltungsanordnung zur Fehlerortung von Unterbrechungen in Fernspeiseschleifen von Trägerfrequenz-Weitverkehrssystemen Bei Trägerfrequenz-Weitverkehrssystemen zur Nachrichtenübertragung auf Koaxialkabel werden in kurzen Abständen (z. B. alle 6 km) unbemannte Zwischenverstärker vorgesehen, die von bemannten Ämtern, die in größeren Abständen (bis über 100 km) angeordnet sind, über die Innenleiter der Koaxialpaare der beiden einander zugeordneten Übertragungsrichtungen mit Gleichstrom ferngespeist werden.Circuit arrangement for fault location of interruptions in remote feed loops of carrier frequency wide area systems In carrier frequency wide area systems for the transmission of messages on coaxial cables are carried out at short intervals (e.g. every 6 km) unmanned repeaters are provided by manned offices operating in larger distances (up to over 100 km) are arranged over the inner conductors of the coaxial pairs of the two mutually associated transmission directions are remotely supplied with direct current will.

Zur Überwachung der unbemannten Zwischenverstärker und der Fernspeiseschleife werden überwachungspilote, oder -signale verwendet, deren im Speiseamt empfangener Pegel oder die Laufzeit ein Kriterium für den Zustand der Verstärker ist. Wenn im Fehlerfall die Fernspeiseschleife unterbrochen wird, so fallen alle Verstärker dieser Schleife aus, und eine Fehlortung mit Hilfe der genannten Über= wachungspilote oder -signale ist unmöglich.For monitoring the unmanned intermediate amplifiers and the remote feed loop surveillance pilots or signals are used, their received in the dining room Level or the running time is a criterion for the condition of the amplifier. If in If the remote feed loop is interrupted, all amplifiers drop this Loop out, and a mislocation with the help of the above-mentioned surveillance pilots or signals is impossible.

Um eine völlige Unterbrechung der Fernspeiseschleife zu verhindern, ist eine in F i g. 1 schematisiert dargestellte Schaltungsanordnung bekannt (deutsche Patentschrift 1012 686), bei der ein vom Fernspeisegleichstrom gesteuertes Überwachungsglied in Gestalt eines Relais A verwendet wird, das an jeder Zwischenverstärkerstelle zwischen dem Verstärker und derjenigen Fernspeiseweiche, die dem Speiseamt abgekehrt ist, angeordnet ist und einen zwischen den Gleichstrompfaden der beiden übertragungsrichtungen liegenden Überwachungsschalter in Gestalt des Relaiskontaktes a steuert, der bei einer Unterbrechung des Fernspeisestromes diesen, vom speisenden Amt aus gesehen, vor der Unterbrechungsstelle über einen Begrenzungswiderstand R schließt. W 1, W 2, W 3 und W 4 sind Fernspeiseweichen, die die Nachrichtensignale und den Speisegleichstrom 1s voneinander trennen. An den Stabilisierungs-Zenerdioden D 1 und D 2 werden die für die Leitungsverstärker LV 1 und LV 2 der beiden Übertragungsrichtungen notwendigen Speisespannungen abgenommen. Damit sind alle Verstärker bis zur Unterbrechungsstelle weiterhin ferngespeist, und die Überwachungssignale können bis zu dieser Unterbrechungsstelle übertragen werden. Die Relais brauchen aber viel Leistung und vor allem Spannung, so daß die Speisespannung im Speiseamt um den Spannungsabfall an den Relais höher sein muß. Dadurch wird bei einer gegebenen zulässigen Spannung auf den Kabeln die maximale Länge der Spieseschleife verringert.In order to prevent a complete interruption of the remote feed loop, one in FIG. 1 schematically shown circuit arrangement is known (German patent specification 1 012 686), in which a monitoring element controlled by the remote supply direct current is used in the form of a relay A, which is arranged at each intermediate amplifier point between the amplifier and that remote feeder that is remote from the dining room and one between controls the direct current path of the two transmission directions lying monitoring switch in the form of the relay contact a, which, when the remote feed current is interrupted, closes this before the interruption point via a limiting resistor R when the remote feed current is interrupted. W 1, W 2, W 3 and W 4 are remote feed switches that separate the message signals and the DC feed 1s from each other. The supply voltages required for the line amplifiers LV 1 and LV 2 of the two transmission directions are taken from the stabilizing Zener diodes D 1 and D 2. This means that all amplifiers continue to be powered remotely up to the point of interruption, and the monitoring signals can be transmitted up to this point of interruption. However, the relays need a lot of power and, above all, voltage, so that the supply voltage in the dining room must be higher by the voltage drop across the relay. This reduces the maximum length of the Spies loop for a given allowable tension on the cables.

Wird nach einem bekannten Vorschlag (USA.-Patentschrift 2 272 735) der Fernspeisegleichstrom und die infolge einer Temperaturänderung auftretende Widerstandsänderung der Fernspeiseschleife zur Pegelsteuerung der unbemannten Verstärker benutzt, so verursachen die Relais Fehler dieser Pegelsteuerung, weil sie einer anderen Temperatur als die im Boden verlegten Kabel ausgesetzt sind.According to a well-known proposal (US Pat. No. 2 272 735) the remote supply direct current and the change in resistance that occurs as a result of a change in temperature the remote feed loop is used to control the level of the unmanned amplifier, see above the relays cause errors in this level control because they have a different temperature than the cables laid in the ground are exposed.

Nach einem anderen bekannten Verfahren (deutsche Patentschrift 1 154 525) werden hinter jeder ferngespeisten Verstärkerstelle zwischen die Innenleiter des Koaxialkabels Leistungs-Zenerdioden geschaltet, deren Durchbruchspannung etwas höher als die im Betrieb an der betreffenden Stelle auftretende Spannung gewählt wird. Im normalen Betrieb sind also die jeweiligen Durchbruchspannungen höher als die tatsächlich anliegenden Spannungen, und die Leistungs-Zenerdioden sind gesperrt. Wird die Leitung irgendwo unterbrochen, so wird die Spannung erhöht, bis die der Bruchstelle in Richtung auf das Speiseamt am nächsten liegende Diode allein leitend ist, während die anderen Dioden gesperrt sind. Dadurch sind alle unbemannten Verstärker bis zur Unterbrechungsstelle ferngespeist, und eine Fehlerortung mit Hilfe von Überwachungspiloten oder -signalen ist gewährleistet.According to another known method (German patent specification 1 154 525), power Zener diodes are connected between the inner conductors of the coaxial cable behind each remote-fed amplifier point, the breakdown voltage of which is selected to be slightly higher than the voltage occurring at the point in question during operation. In normal operation, the respective breakdown voltages are higher than the actually applied voltages, and the power Zener diodes are blocked. If the line is interrupted somewhere, the voltage is increased until the diode closest to the break point in the direction of the feeding office is solely conductive, while the other diodes are blocked. This means that all unmanned amplifiers are remotely powered up to the point of interruption, and fault location with the help of monitoring pilots or signals is guaranteed.

Das bekannte Verfahren mit den Zenerdioden hat den Nachteil, daß die Durchbruchspannungen der Zenerdioden mit großer Genauigkeit ausgesucht werden müssen. Der Grund hierfür ist der, daß der absolute Fehler der Durchbruchspannung einer Diodenkombination kleiner als der Betrag einer Spannungsstufe, d. h. der Spannungsabfall an einem Verstärkerfeld, sein muß. Auch der Temperaturkoeffizient der Zenerspannung und der differentielle Widerstand der Zenerdioden erfordern eine kleinere Toleranz der Zenerspannung.The known method with the Zener diodes has the disadvantage that the Breakdown voltages of the Zener diodes must be selected with great accuracy. The reason for this is that the absolute error of the breakdown voltage is a Diode combination smaller than the amount of a voltage step, d. H. the voltage drop at an amplifier field. Also the temperature coefficient of the Zener stress and the differential resistance of the Zener diodes require a smaller tolerance the Zener tension.

Es ist eine weitere Anordnung zur Fehlerortung von Unterbrechungen in Fernspeiseschleifen von Trägerfrequenzsystemen bekanntgeworden (deutsche Auslegeschrift 1155 172), die die Nachteile der oben beschriebenen Schaltanordnungen nicht aufweist. Hinter jede ferngespeiste Verstärkerstelle wird zwischen die Innenleiter des Koaxialkabels als Überwachungsschalter eine hochsperrende Diode in Reihe mit einem hochohmigen Meßwiderstand so angeordnet, daß sie für die Fernspeisespannung normaler, betriebsmäßiger Polung undurchlässig sind. Im Fall einer Unterbrechung der Fernspeiseschleife wird zur Fehlerortung die Fernspeisespannung umgepolt, so daß die Dioden durchlässig werden. Die hochohmigen Widerstände legen sich parallel, und durch eine Strom-Spannungs-Messung wird der Gesamtwiderstand der Fernspeiseschleife bis zur Unterbrechung bestimmt. Je länger die Fernspeiseschleife bis zur Unterbrechungsstelle ist, um so mehr Meßwiderstände sind parallel geschaltet und um so niedriger ist der gemessene Gesamtwiderstand. Aus dem gemessenen Gesamtwiderstand kann man auf die Unterbrechungsstelle schließen. Die Meßwiderstände müssen hochohmig sein, damit der Widerstand der Innenleiter nicht die Messung verfälscht. Der Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, daß beim Eindringen von Feuchtigkeit in das Kabel, z. B. bei einem Kabelbruch, die Messung des Gesamtwiderstandes und damit die Fehlerortung stark verfälscht werden kann.Another arrangement for fault location of interruptions in remote feed loops of carrier frequency systems has become known (German Auslegeschrift 1155 172), which does not have the disadvantages of the switching arrangements described above. Behind each remote-fed amplifier point a high-blocking diode is arranged in series with a high-resistance measuring resistor between the inner conductors of the coaxial cable as a monitoring switch so that they are impermeable to the remote-feed voltage of normal, operational polarity. In the event of an interruption in the remote feed loop, the polarity of the remote feed voltage is reversed in order to locate the fault, so that the diodes become permeable. The high-value resistors are connected in parallel and the total resistance of the remote feed loop up to the point of interruption is determined by measuring the current-voltage. The longer the remote feed loop is up to the point of interruption, the more measuring resistors are connected in parallel and the lower the total resistance measured. The point of interruption can be deduced from the measured total resistance. The measuring resistors must be high-resistance so that the resistance of the inner conductor does not falsify the measurement. The disadvantage of this method is that when moisture penetrates the cable, e.g. B. in the event of a cable break, the measurement of the total resistance and thus the fault location can be greatly falsified.

Zweck der Erfindung ist es, die Nachteile der bekannten Anordnungen zu vermeiden. Sie betrifft eine Schaltungsanordnung zur Fehlerortung von Unterbrechungen in Fernspeiseschleifen von Trägerfrequenz-Weitverkehrssystemen, bei denen viele Leitungsverstärker über die Innenleiter von Koaxialkabeln von einer Speisestelle aus mit Gleichstrom ferngespeist werden und bei denen hinter jeder Verstärkerstelle zwischen den Innenleitern der Koaxialkabel überwachungsrelais angeordnet sind, die bei einer Unterbrechung die Fernspeiseschleife in der letzten Zwischenverstärkerstelle vor der Unterbrechung schließen, so daß die übertragung von überwachungssignalen über die Zwischenverstärker bis zur Unterbrechungsstelle möglich ist.The purpose of the invention is to overcome the disadvantages of the known arrangements to avoid. It relates to a circuit arrangement for locating faults in interruptions in remote feed loops of long-haul carrier frequency systems, where many Line amplifier via the inner conductors of coaxial cables from a feed point from remotely fed with direct current and with those behind each amplifier point Monitoring relays are arranged between the inner conductors of the coaxial cables, the in the event of an interruption, the remote feed loop in the last repeater position close before the interruption, so that the transmission of monitoring signals is possible via the repeater to the point of interruption.

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, daß in jeder Zwischenverstärkerstelle zwei Relais vorgesehen sind, von denen das eine abfallverzögerte und stromrichtungsunabhängige Querrelais beim Anziehen eine Querverbindung zwischen den zwei Innenleitern herstellt und das andere Längsrelais beim Anziehen diese Querverbindung wieder aufhebt und das Querrelais kurzschließt und denen in Reihe hochsperrende, bei Normalbetrieb in Sperrichtung gepolte Sperrdioden angeordnet sind, wobei zur Fehlerortung der Fernspeisestrom zunächst umgepolt wird, so daß nacheinander vom Anfang der Fernspeiseschleife her zunächst die Querrelais und dann die Längsrelais anziehen, bis in der letzten Zwischenverstärkerstelle vor der Unterbrechung über das Längsrelais kein Strom fließen kann und die Querverbindung bestehenbleibt und schließlich die Fernspeisespannung wieder rasch in die Normalrichtung umgepolt wird.According to the invention it is proposed that in each intermediate amplifier point two relays are provided, one of which is delayed and independent of the current direction Cross relay creates a cross connection between the two inner conductors when tightened and the other series relay removes this cross-connection when it is tightened and the cross relay short-circuits and those in series high-blocking during normal operation blocking diodes polarized in the reverse direction are arranged, the fault location being the Remote feed current is initially reversed, so that one after the other from the beginning of the remote feed loop First tighten the cross relays and then the series relays until the last one Repeater station before the interruption, no current flows through the series relay can and the cross connection remains and finally the remote feed voltage the polarity is quickly reversed in the normal direction.

In F i g. 2 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit zwei Zwischenverstärkerstellen S 1 und S 2 dargestellt. Die Diode Ds wirkt als Sperrdiode, das Relais A mit dem Umschaltkontakt a wirkt als Querrelais, und das Relais B mit dem Umschaltkontakt b wirkt als Längsrelais. Die zwei Leitungsverstärker für die beiden übertragungsrichtungen einer Zwischenverstärkerstelle sind mit LV bezeichnet. Z ist eine Zenerdiode, die die Speisespannung für den Leitungsverstärker stabilisiert. Dü ist eine Überbrückungsdiode, die im Normalbetrieb in Durchlaßrichtung gepolt ist. Dq ist eine Querverbindungsdiode, deren Polung der der Sperrdiode Ds umgekehrt ist. R ist ein Begrenzungswiderstand. K ist das Koaxialkabel.In Fig. 2 shows an exemplary embodiment of the invention with two intermediate repeater stations S 1 and S 2. The diode Ds acts as a blocking diode, the relay A with the changeover contact a acts as a cross relay, and the relay B with the changeover contact b acts as a series relay. The two line amplifiers for the two transmission directions of an intermediate amplifier point are designated with LV. Z is a Zener diode that stabilizes the supply voltage for the line amplifier. Dü is a bypass diode, which is polarized in the forward direction during normal operation. Dq is a cross-connection diode, the polarity of which is reversed to that of the blocking diode Ds. R is a limiting resistor. K is the coaxial cable.

Im Normalbetrieb (Polung der Fernspeisespannung wie in runder Klammer) sind die überbrückungsdioden Dü leitend und die Längsrelais B fast spannungslos. Die Umschaltkontakte a und b sind in Reihe mit der Sperrdiode Ds geschaltet und ebenfalls stromlos.In normal operation (polarity of the remote supply voltage as in round brackets), the bridging diodes Dü are conductive and the series relay B is almost de-energized. The changeover contacts a and b are connected in series with the blocking diode Ds and are also de-energized.

Soll eine Unterbrechung geortet werden, dann wird der Fernspeisestrom umgepolt (Polung der Fernspeisespannung wie in eckiger Klammer). Zunächst erhält das Relais A der ersten Zwischenverstärkerstelle den größten Teil des Fernspeisestromes, weil die restliche Fernspeiseschleife viel hochohmiger als die Wicklung des Querrelais ist. Das erste Relais A zieht an, betätigt den Umschaltkontakt a und bereitet die Querverbindung über die Diode Dq vor. Der normalerweise kurzgeschlossene Begrenzungswiderstand R wird nun stromdurchflossen, und der an ihm entstehende Spannungsabfall treibt einen größeren Strom über das angrenzende Kabelstück zur zweiten Zwischenverstärkerstelle S 2, der über das Relais B in der ersten Zwischenverstärkerstelle zurückfließt. Das Relais B zieht an, und sein Umschaltkontakt b trennt die Querverbindung und schließt das Relais A in der ersten Zwischenverstärkerstelle kurz, so daß das A-Relais abfällt. Dieser Vorgang wiederholt sich sukzessiv bis zur letzten Zwischenverstärkerstelle vor der Unterbrechung. In dieser letzten Zwischenverstärkerstelle kann nur das Relais A anziehen. Damit bleibt nur in dieser letzten Zwischenverstärkerstelle die Querverbindung bestehen, und die Fehlerortung ist vorbereitet.If an interruption is to be located, the polarity of the remote feed current is reversed (polarity of the remote feed voltage as in square brackets). First of all, relay A of the first repeater station receives most of the remote feed current, because the remainder of the remote feed loop is much more resistive than the winding of the cross relay. The first relay A picks up, actuates the changeover contact a and prepares the cross connection via the diode Dq. The normally short-circuited limiting resistor R now has a current flowing through it, and the resulting voltage drop drives a larger current via the adjacent piece of cable to the second intermediate amplifier point S 2, which flows back through the relay B in the first intermediate amplifier point. The relay B picks up, and its changeover contact b disconnects the cross-connection and short-circuits the relay A in the first intermediate amplifier point, so that the A relay drops out. This process is repeated successively up to the last repeater position before the interruption. In this last intermediate amplifier position, only relay A can pick up. This means that the cross-connection remains in place only in this last intermediate repeater, and fault location is prepared.

Anschließend wird der Fernspeisestrom wieder in die Normalrichtung umgepolt. Alle B-Relais fallen wieder ab, weil sie durch die Überbrückungsdioden Dü kurzgeschlossen werden. Die Querverbindung in der letzten Zwischenverstärkerstelle wird durch das abfallverzögerte Relais A auch während der Umpolung aufrechterhalten. Nachher wird dieses Relais A durch den normalgepolten Fernspeisestrom angezogen gehalten, und die Fernspeisung aller Zwischenverstärker bis zur Unterbrechungsstelle ist gewährleistet.The remote feed current is then returned to normal reversed. All B relays drop out again because they are through the bypass diodes Dü can be short-circuited. The cross connection in the last intermediate repeater is maintained by the release-delayed relay A even during polarity reversal. Afterwards this relay A is attracted by the normal polarized remote feed current held, and the remote powering of all intermediate amplifiers up to the point of interruption is guaranteed.

Selbstverständlich müssen die Widerstände der Relaiswicklungen und die Größe der Begrenzungswiderstände R aufeinander abgestimmt sein. Die Schaltung ist aber in jeder Zwischenverstärkerstelle die gleiche.Of course, the resistances of the relay windings and the size of the limiting resistors R must be matched to one another. The circuit but is the same in every intermediate amplifier.

Das A-Relais muß stromrichtungsunabhängig sein, damit es beim Umpolen der Fernspeisespannung nicht abfällt. Hierzu kann das Relais über eine Graetzbrücke aus Dioden gespeist werden. Die gleiche Graetzbrücke sorgt dann auch für die Abfallverzögerung, weil sie bei Stromlosigkeit die Relaiswicklung kurzschließt.The A relay must be independent of the direction of the current so that it is reversed the remote supply voltage does not drop. The relay can do this via a Graetz bridge fed from diodes. The same Graetz bridge then also provides the dropout delay, because it short-circuits the relay winding when there is no current.

Claims

Claims: 1. Circuit arrangement for fault location of interruptions in remote feed loops of long-haul carrier frequency systems, where many Line amplifier via the inner conductors of coaxial cables from a feed point from being powered remotely with direct current and where behind everyone Amplifier point between the inner conductors of the coaxial cable monitoring relay arranged are the remote feed loop in the last repeater point in the event of an interruption close before the interruption, so that the transmission of supervisory signals is possible via the intermediate amplifier to the point of interruption, characterized in that that in each intermediate amplifier two relays are provided, of which the a drop-out delayed and direction-independent transverse relay (A) when picking up creates a cross connection between the two inner conductors and the other series relay (B) when tightening, this cross-connection is canceled and the cross-relay short-circuits and those in series with high blocking diodes which are polarized in the reverse direction during normal operation (Ds) are arranged, the polarity of the remote feed current initially being reversed in order to locate the fault so that one after the other from the beginning of the remote feed loop first the cross relays and then pull on the series relay until it reaches the last intermediate amplifier position the interruption via the series relay no current can flow and the cross connection persists and finally the remote supply voltage quickly returns to normal polarity is reversed.

2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the two relays (A and B) with each other and in each intermediate amplifier have the same windings.

3. Circuit arrangement according to claim 1 and 2, characterized in that the series relays (B) are bridged by a bridging diode (Dü) which is polarized in the forward direction in normal operation.

4. Circuit arrangement according to claim 1 and 2, characterized in that the cross relay (A) actuates a changeover contact (a) which short-circuits a limiting resistor (R) with its quiescent side and is connected to the inner conductor of the other transmission direction via the blocking diode (Ds) and whose working side is connected to the inner conductor of the other transmission direction via a cross-connection diode (Dq).

5. Circuit arrangement according to claim 1 and 2, characterized in that the series relay (B) actuates a changeover contact (b) which connects with its rest side the winding of the cross relay (A) with its changeover contact (a) and with its working side the winding of the Cross relay (A) short-circuits.

6. Circuit arrangement according to claim 1, 2 and 4, characterized in that the resistances of the relay windings and the limiting resistor (R) are dimensioned in such a way that after the transverse relay has been tightened (A) the limiting resistor such a power line between itself and the adjacent amplifier field brought about that the series relay (B) also can attract.

7. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the cross relay (A) is fed via a Graetz bridge consisting of diodes. Documents considered: German Patent Specifications No. 1 012 686, 1 154 525; German Auslegeschrift No. 1 155 172; U.S. Patent No. 2,272,735.