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Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Kennzeichnung des Ortes
längs eines Kabelüberwachungsabschnitts verteilter Meldestellen mittels elektrischer,
jeweils nur von einer einzigen Meldestelle gesendeter Signale, bei der eine von
einer Wechselstromquelle gespeiste Doppelleitung zu allen Meldestellen führt und
diese über Meldeleitungen mit der überwachenden Station verbunden sind und bei der
ferner an den Meldestellen die Meldeleitungen über elektrische Kontakte, die durch
auf physikalische Zustände ansprechende Geräte, z. B. durch mit Schaltern verbundene
Druckgasmanometer in druckgasüberwachten Kabelanlagen, betätigt werden, mit der
Speisedoppelleitungjeweils nur kurzzeitig verbunden werden.
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Eine mit Wechselstrom arbeitende Anlage für die Überwachung mehrerer
örtlich getrennter Meldestellen ist bekannt. Eine solche Anlage weist z. B. 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,
die im Meldefall eingeschaltet werden; beim Wobbeln der Frequenz des Generators
fließt über die in Tätigkeit gesetzte Meldestelle ein Strom, dessen Frequenz mit
der Resonanzfrequenz des betreffenden Filters übereinstimmt. Die über eine solche
Meldestelle fließenden Ströme werden der Signalanzeigevorrichtung zugeführt.
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Das Problem, die unterschiedlichen Zustände in mehreren längs einer
Fernleitung verteilten Stationen rückzumelden, spielt auch bei der in der deutschen
Patentschrift 850 905 beschriebenen Anordnung eine Rolle. Die Aufgabe wird hier
dadurch gelöst, daß eine Zentrale ein Gemisch mehrerer Frequenzen (f1..
. f") über eine Doppelleitung an sämtliche Stationen sendet. Jede Station
entnimmt daraus über Filter jeweils die ihr zugeordnete Frequenz und sendet sie
(entsprechend moduliert) über eine gemeinsame Doppelleitung an die Empfangsstelle
zurück, wo die Frequenzen über Filter wieder getrennt und hinsichtlich ihrer Modulation
ausgewertet werden.
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Es ist auch eine Kontroll- oder Alarmanlage bekannt, die in ihrer
Alarmleitung hintereinandergeschaltete Teilschleifen aufweist. Jede dieser Teilschleifen
enthält Anregungsorgane, z. B. Thermoschalter, Serienwiderstände und Parallelkondensatoren.
Die Alarmleitung ist Bestandteil einer Wechselstrombrücke. Die Auswertung der Meldung
in der Alarmleitung erfolgt derart, daß durch einen zweiten Zweig dieser Wechselstrombrücke,
in den eine aus Kondensatoren und Widerständen bestehende Nachbildung der Alarmleitung
eingebaut ist, die Brücke nach Betrag und Phase genau so eingestellt wird, daß sowohl
der eine, die Alarmleitung enthaltende als auch der andere, die Nachbildung enthaltende
Zweig der Wechselstrombrücke gleichgemacht werden kann. Ist die Brücke abgestimmt,
dann kann an der Einstellung der in einem Brückenzweig liegenden Nachbildung der
Fehlerort bzw. der Ort der meldenden Stelle erkannt werden.
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Es ist ferner eine Anordnung zur Kennzeichnung des Herkunftsortes
von Signalen in wechselstromgespeisten Meldeleitungen bekannt, bei der 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. Bei dieser Anordnung sind die komplexen
Widerstände so bemessen, 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. Die komplexen Widerstände sind in ihrem Betrag so gestaffelt,
daß sich auch die Summenströme mehrerer in die Meldeleitungen eingeschalteter Widerstände
von dem Strom der einzelnen eingeschalteten Widerstände eindeutig unterscheiden
lassen. Bei dieser bekannten Anordnung werden bereits Meldeströme mit konstanter
Frequenz benutzt.
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Weiter ist aus der deutschen Patentschrift 1022127 eine Anordnung
zur Übertragung von 2" -1 Meldungen in einer entfernte Orte verbindenden Überwachungseinrichtung
mit Rückmeldung des Eingangs der Meldungen bekannt, bei der die Meldungen von der
Meldestelle über Meldeleitungen an einen Empfangsort geleitet werden und dort in
vorbestimmter Weise auf eine bestimmte Anzahl Melderelais wirken und bei der ferner
diese Melderelais auf weitere n Belegungsrelais derart einwirken, daß die einzelnen
Belegungsrelais nach einer durch jedes der Melderelais bestimmten Belegungskombination
erregt oder nicht erregt sind, worauf die Meldungen von dem Empfangsort zu einer
Zentrale übertragen werden; am Empfangsort ist an jede der 2n-1 Meldeleitungen ein
auf die Belegungsrelais wirkendes Melderelais angeschlossen; zur Übertragung des
Zustandes aller Belegungsrelais sind als Kriterium für das zu übertragende Signal
n Verbindungen zu einer den Empfangsort mit der Zentrale verbindenden Fernübertragungseinrichtung
vorgesehen, in der die n Verbindungen an Wählerkontakte eines in bekannter Weise
in der Fernübertragungseinrichtung vorhandenen Drehwählers gelegt sind und der Zustand
der belegten Wählerkontakte beim Durchlaufen des Drehwählers über eine Fernübertragungsleitung
an die Zentrale weitergemeldet wird; die am Empfangsort befindliche Relaiseinrichtung
ist mit der Zentrale über eine Quittierungsleitung zur Freischaltung für die Aufnahme
und Durchgabe neuer Meldungen verbunden.
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Der Bedarf an Überwachungsstellen für Fernmeldekabelanlagen wird wegen
der immer weitergehenden Forderung nach Sicherheit laufend größer. Ferner ist wegen
des Schutzes von Kabelanlagen gegen Fremdbeeinflussungen eine Unterteilung der Kabelstrecken
notwendig, so daß eine Überwachung mit Gleichstromsignalen bei solchen Anlagen nicht
möglich ist. In vielen Fällen wird daher ein Wechselstrommeldesystem verlangt, das
Meldungen von einer Unterstation, in der keine Wechselstromquelle zur Verfügung
steht, zu einer Zentrale überträgt.
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Die bekannten, mit Wechselstrom arbeitenden Überwachungseinrichtungen
sind noch ziemlich aufwendig, da die Kennzeichnung einer meldenden
Stelle
im wesentlichen durch die Amplitude der Meldeströme erfolgt. Die Meldungen können
daher durch ungewollte Nebeneinflüsse leicht gefälscht oder vorgetäuscht werden.
Die zu der Erfindung führenden Überlegungen gingen nun davon aus, daß die einzelnen
Meldungen für eine Signalgabe und Ortskennzeichnung nur kurzzeitig die Meldeleitungen
belasten und daß die Zeit zwischen dem Auftreten aufeinanderfolgender Meldungen
groß ist gegenüber der eigentlichen Meldedauer. Die der Erfindung zugrunde liegende
Aufgabe besteht somit im wesentlichen darin, eine Anordnung zu schaffen, die bei
möglichst wenig Aufwand eine möglichst zuverlässige Meldung ermöglicht.
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Die gestellte Aufgabe wird bei der Anordnung nach der Erfindung dadurch
gelöst, daß von den Meldestellen zwei Meldeleitungen zu der überwachenden Station
führen und dort mittels übertrager eingeführt sind, deren leitungsseitige Wicklung
jeweils eine Meldeleitung mit der Grundleitung der Speisedoppelleitung verbindet,
daß jede Meldedoppelleitung eine ebenfalls von der Wechselstromquelle gespeiste
phasenabhängige Gleichrichterschaltung beaufschlagt, an die jeweils ein auf die
positive und auf die negative Stromrichtung ansprechendes Organ angeschlossen ist,
daß die Schalter in den Meldestellen jeweils derart zwischen die beiden Leitungsarten
geschaltet sind, daß die Meldeleitungen ohne oder mit Phasendrehung um 180° rückgespeist
werden, und daß zur Erzeugung der Phasendrehung um 180° erforderlichenfalls Schalter
in den Meldestellen über Übertrager an die Speisedoppelleitung angeschlossen sind.
In vorteilhafter Weise wird eine Abwandlung dieser Anordnung benutzt, bei der zur
Erzeugung der Phasendrehung um 180° die Speisedoppelleitung über einen Übertrager
an die Wechselstromquelle angeschlossen ist, dessen leitungsseitige Wicklung eine
Mittenanzapfung als Gegenpol (Speisegrundleitung) für die Meldeleitungen aufweist.
Auf diese Weise können die sonst in den Meldestellen erforderlichen Übertrager eingespart
werden.
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Die Signalgabe einer Meldestelle erfolgt also nicht dadurch, daß eine
bestimmte Stromamplitude oder eine auf ein bestimmtes Bezugspotential bezogene Spannung
als ein kennzeichnendes Maß dient, sondern sie erfolgt lediglich dadurch, daß auf
der Meldeleitung eine Spannung praktisch beliebiger Amplitude überhaupt auftritt.
Durch die Anwendung der Phasendrehung um 180° für diese Spannung können die Meldeleitungen
für die Übertragung einer größeren Anzahl von Meldungen ausgenutzt werden. Unter
diesen Voraussetzungen ist die Meldung für irgendwelche Zustände an den Meldestellen
absolut zuverlässig, weil sie bei ausreichenden Amplituden der Meldespannung praktisch
nicht gefälscht werden kann. Es spielt dabei keine Rolle, ob die Amplitude der in
der überwachenden Zentrale einlaufenden Meldespannung darüber hinaus klein oder
groß ist; so ist es vielmehr noch vorteilhaft, bei zu großer Dämpfung der Meldeleitungen
zusätzliche Verstärker mit vernachlässigbarer Phasenverzerrung vorzusehen. Die Vielfältigkeit
der Anzeige bzw. die Vereinfachung der Anordnung stützt sich auf die die praktsiche
Anwendung nicht einschränkende Voraussetzung, daß sich jede Meldestelle jeweils
nur kurzzeitig meldet und mehrere Meldestellen nicht gleichzeitig ansprechen. Die
Erfindung wird im folgenden an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.
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In F i g. 1 ist eine Anordnung zur Kennzeichnung des Herkunftsortes
von Signalen gezeigt, bei der die Meldestellen 18 bis 22 durch die
eine Wechselspannung führenden Leitungen 16, 17 versorgt werden. In den Meldestellen
18 bis 22 laufen noch die Meldeleitungen 14 und 15 durch.
Die Meldeleitungen 14
und 15 und die Speiseleitung 16 und
17 enden in der überwachenden Zentrale, in die sie über die Übertrager
11 und 12 bzw. über den Übertrager 13 eingeführt sind. In der
Zentrale befinden sich die Melderelais 1 bis 4 sowie die Modulatoren
5 und 6, die Verstärker 8 und 9 und schließlich die
Wechselspannungsquelle 10. In den Meldestellen 18 bis 21 ist
je ein Schalter angeordnet, dessen Ansprechen eine Übertragung der Spannung von
der Leitung 16 und 17 auf die Meldeleitungen 14 und/oder
15 bewirkt. Je nach der Polung der Spannung durch die an die Speiseleitung
16 und 17 angeschalteten Übertrager in den Meldestellen
19 und 21 erfolgt eine direkte oder eine um 180° phasengedrehte Spannungübertragung.
In der Zentrale werden die Übertrager 11 und 12 angeordnet, um eine
galvanische Trennung der Meldeleitungen zu ermöglichen; diese Trennung ist mit Rücksicht
auf Fremdbeeinflussung von Vorteil. Die Verstärker 8 und 9 sind im
allgemeinen nur bei größeren Streckenlängen erforderlich. Zwischen der Spannungsquelle
10 und den Modulatoren 5 und 6 kann man vorteilhafterweise ein Phasenkorrekturglied
24 vorsehen, durch welches die in den anderen Zweigen, z. B. in den
Verstärkern 8 und 9, auftretende Phasendrehung kompensiert werden
kann. Die Modulatoren 5 und 6 werden von der Spannungsquelle 10 in bekannter
Weise gespeist, so daß je nach Phasenlage der eintreffenden Spannung über die Meldeleitungen
14 und 15 eines oder mehrere der Relais 1 bis 4 in verschiedenen
Kombinationen anziehen. Falls in der Meldestelle 18 der Schalter geschlossen
wird, zieht eines der Relais 3 oder 4 an. Sieht man in den Meldestellen
nicht nur die in den Meldestellen 18 bis 21 dargestellten Kontaktanordnungen
vor, sondern wendet man auch Kombinationen, wie sie z. B. in der Meldestelle
22 gezeigt sind, an, so kann man unter Anwendung der beiden Meldeleitungen
14 und 15 insgesamt 15 verschiedene Meldungen durchgeben. Bei drei
Meldeleitungen könnte man sogar 63 Meldungen übertragen. Wenn auf die Leitungen
14 und/oder 15 die beiden Phasenlagen der Meldespannung übertragen
werden sollen, müßten die Schalter in der Meldestelle mit Wischkontakten versehen
werden; diese arbeiten so, daß stets nur einer der Kontakte kurzzeitig geschlossen
ist. Wollte man jedoch Wischkontakte vermeiden und alle Kontakte der Schalter in
einer Meldestelle gleichzeitig schließen, so kann man mit zwei Meldeleitungen maximal
acht, bei drei Meldeleitungen maximal 26 unabhängige Meldungen durchgeben. Um die
Länge des Beeinflussungsabschnitts zu begrenzen, sind an der Stelle 23 Trenntransformatoren
eingebaut, durch welche die Streckenabschnitte galvanisch getrennt werden. Um durch
die überwachungseinrichtungen große Streckenlängen überbrücken zu können, wird man
für die Spannungsquelle 10 im allgemeinen eine möglichst tiefe Frequenz wählen.
Trotzdem kann eine aus einer entfernten Überwachungsstation eintreffende Meldespannung
wegen der nicht zu vernachlässigenden Laufzeit eine solche Phasenverschiebung
aufweisen,
daß sie nicht mehr in ausreichendem Maß mit der Spannung des Generators 10 in Phase
ist. Für diese Fälle kann man in einigen überwachungsstationen oder Meldestellen
phasendrehende Glieder einbauen. Sehr vorteilhaft kann es sein, daß man die Frequenz
des Generators 10 so wählt, daß sich die Phasen von Spannungen, die aus benachbarten
Meldestellen kommen, um n z unterscheiden. Ferner kann es vorteilhaft sein, wenn
man zwischen dem Generator 10 und den Modulatoren 5 und
6 ein Abtastglied 7 einschaltet, das die Modulatoren nicht während der ganzen
Halbperiode der Generatorwechselspannung, sondern nur kurzzeitig, insbesondere im
Maximum der Periode, durchlässig macht. Dadurch soll vermieden werden, daß ein Relais
bei nicht gewünschter Stromrichtung anspricht; dies könnte nämlich der Fall sein,
wenn die Spannung des Generators 10 und die über die Meldeleitungen rückgemeldete
Spannung eine ungünstige Phasenlage zueinander aufweisen.
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Ordnet man die Sende- und Empfangseinrichtung auf getrennten Seiten
der Übertragungsstrecke an, so fallen die Schwierigkeiten mit verschiedenen Phasenlagen
der Spannungen aus entfernten Meldestellen weg, weil alle Meldungen zwischen Sender
und Empfänger praktisch die gleiche Laufzeit haben. Will man aber die Sende- und
Empfangseinrichtung voneinander örtlich nicht trennen, so kann man von dem Vorteil
gleicher Laufzeit dadurch Gebrauch machen, daß man die Spannung des Generators
10
erst bis zum Ende der Überwachungsstrecke, d. h. bis zur letzten Meldestelle,
führt und von dort aus die Speisung der Leitung 16,17 vornimmt.
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In F i g. 2 ist ein Überwachungsabschnitt mit den Überwachungsstationen
18 bis 21 dargestellt, bei dem die Phasenlage der Speisespannung durch eine wittenangezapfte
Sekundärwicklung des Transformators 13
erreicht wird. Wie es aus der F i g.
2 ersichtlich ist, sind die einen leitungsseitigen Wicklungsenden der Transformatoren
11 und 12 nicht unmittelbar mit der leitungsseitigen Mitte des Transformators 13
verbunden. Je nachdem, ob die Spannung von der Leitung 16 oder 17 über die in den
Meldestellen befindlichen Schalter auf die Meldeleitungen 14 oder 15 gelangt, ergibt
sich eine Phasenlage von 0 oder 180° für die an die Leitungen 14 und 15 gelegte
Spannung.