DE1566814C3 - Verfahren und Anordnung zur Prüfung oder Fernüberwachung von Fernmeldeanlagen mit Übertragern und elektroakustischen Wandlern - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Anordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Fernmeldeanlagen mit Übertragern und elektroakustischen Wandlern sind allgemein bekannt.

Bei Fernmeldeanlagen, insbesondere bei Anlagen für Polizeiruf, Feuermeldung, Eisenbahnsicherung oder Warn- und Alarmanlagen in Industriebetrieben ist es eine unabdingbare Notwendigkeit die gesamten Anlagen, insbesondere die elektroakustischen Wandler ! dieser Anlagen, nämlich Mikrofone, Telefone und > Lautsprecher fortlaufend zu überwachen oder in regelmäßigen Abständen zu überprüfen, um auftretende Fehler sofort zu erkennen und zu beheben.

Es ist bekannt (DE-PS 5 67 723), zur Signalübertragung mittels Gleichstrom dienende Stromkreise dadurch zu überprüfen, daß der zu prüfenden Leitungsstrecke eine Wechselspannung zugeführt wird, wobei die Signalschalter durch Kondensatoren überbrückt sind. Diese Art der Überprüfung ist bei mit Gleichstrom betriebenen Stromkreisen ausreichend, sie ist aber nicht geeignet, zur Überprüfung von Stromkreisen, die Übertrager und elektroakustische Wandler enthalten, weil nach diesem bekannten Verfahren nur Unterbrechungen, aber nicht andere Fehler, wie beispielsweise Windungsschlüsse in den Übertragern, feststellbar sind. Es ist ferner bekannt (DE-PS 9 51 705), zur Fernsteuerung und Fernüberwachung von mit Wechselsstrom betriebenen Alarmgeräten diese über eine zweiadrige ruhestromüberwachte Leitung mit einem Gleichstrom zu speisen, der durch Gleichrichtung des die Vorrichtung speisenden Wechselstromes erhalten wird, wobei gepoltc Gleichstromrelais durch diesen Gleichstrom beeinflußt werden. Bei diesen bekannten Anordnungen erfolgt die Fernüberwachung somit mittels eines

jo Gleichstromes, der Fehler, durch die sich der Wechselstromwiderstand ändert, nicht erkennen läßt.

Es sind ferner Prüfanordnungen für Fernmelde-Zweigwegsysteme bekannt (DE-PS 8 26 600), bei denen eine zwischen den Betriebsfrequenzbändern liegende Meßfrequenz dem Zweigwegsystem zugeführt wird,

., wobei beide Wege am Streckenende durch einen, nur für die Meßfrequenz durchlässigen Vierpol verbunden sind und am Streckenanfang ein nur die Meßfrequenz abnehmender Prüfempfänger an der Rückwegleitung liegt. Bei dieser bekannten Prüfanordnung wird zwar die Leitung ständig überprüft. Bei dieser Überprüfung werden aber die angeschlossenen Übertrager und elektroakustischen Wandler nicht erfaßt, so daß ein dort auftretender Fehler nicht erkannt wird.

Es wurde auch bereits in Erwägung gezogen, ein Leitungsnetz mittels Gleichstrom zu überwachen. Eine solche Überwachung ist zwar möglich, hat aber den Nachteil, daß eine Reihe von Schaltelementen nur umständlich und mit verhältnismäßig großem Aufwand zu erfassen sind. Die Übertrager sind zwar netzseitig durch Gleichstrom bequem meßbar, da der Ohm'sche Widerstand in einer gut erfaßbaren Größenordnung liegt, da der Übertrager aber für Gleichstrom nicht durchlässig ist, müssen die beiden Wicklungen für Gleichstrom miteinander verbunden werden, wobei diese Verbindung für Wechselstrom abgeriegelt werden muß. Handelt es sich nun bei dem elektroakustischen Übertrager beispielsweise um einen Lautsprecher der mit 100 Volt Tonfrequenz gespeist wird, so besteht dessen Schwingspule nur aus wenigen Windungen dicken Drahtes und besitzt deshalb einen sehr niedrigen Gleichstromwiderstand, dessen Ohmwert in der Größenordnung des Ohmwertes der Zuleitungen liegt. Entsprechend besteht auch die Sekundärspule des zugehörigen Übertragers nur aus wenigen Windungen dicken Drahtes und hat ebenfalls einen sehr geringen Gleichstromwiderstand. Durch die Gleichstrommessungen können daher Störungen, beispielsweise durch

Windungsschluß, nur sehr schwer vom Normalzustand unterschieden werden. Außerdem sind bei der für Wechselstrom abgeriegelten Gleichstromumgehung des Übertragers hohe Kapazitäten erforderlich, die, um konstante Gleichstromwerte zu erhalten, nur aus statischen Kondensatoren aufgebaut werden können. Ein weiterer Nachteil der Überwachung mittels Gleichstrom besteht darin, daß bei bestehenden Anlagen, die nachträglich mit einer Überwachungseinrichtung ausgerüstet werden sollen, jeder elektroakustisehe Wandler und jeder Übertrager mit derartigen Zusatzgeräten ausgerüstet werden muß, was zu hohen Anlage- und Montagekosten führt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zur Prüfung oder Fernüberwachung von Fernmeldeanlagen mit Übertragern und elektroakustischen Wandlern ein Verfahren und eine Anordnung anzugeben, die sich auszeichnen durch Einfachheit und Fehlererfassung der Gesamtanlage von einer Stelle aus. Dies wird mit den im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmalen erreicht. ^

Vorteilhafte Anordnungen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Das Verfahren nach Anspruch 1 eröffnet die Möglichkeit, eine Fernmeldeanlage ständig und in allen ihren Teilen zu überwachen, ohne daß dabei der Betrieb der Fernmeldeanlage gestört wird. Durch die Überbrükkung des Wechselstromgenerators durch einen Sperrkreis bei Serienschaltung, bzw. durch die Einschaltung von Sperrgliedern bei Parallelschaltung, werden die Betrie'osfrequenzen von der Signalvorrichtung, die Abweichungen des Überwachungsstromes vom Sollwert anzeigt, ferngehalten. Als Signalvorrichtung kann ein stromempfindliches Relais verwendet werden, das so eingestellt ist, daß sich sein Kontakt bei eingeschwun- y, genem Betriebszustand, wenn alle im Stromkreis vorhandenen Impedanzen den vorgeschriebenen Wert besitzen, in der Mittellage befindet, während es bei Abweichungen vom Impedanz-Sollwert, und zwar' sowohl bei zu hohem als auch bei zu niedrigem Wert, einen Stromkreis schließt, der beispielsweise eine Stromquelle und ein akustisches sowie ein optisches Meldegerät enthält. Durch die Verwendung einer Wechselstrom-Meßbrücke nach Anspruch 4 wird eine noch empfindlichere Anordnung erhalten. Bei richtiger Einstellung ist die Brückendiagonale mit dem Meßkreis stromlos. Sobald aber eine Abweichung der Impedanz des überwachten Stromkreises vom Sollwert eintritt, tritt in der Brückendiagonale ein Strom auf, der entweder unmittelbar oder über einen Übertrager die Signalvorrichtung betätigt.

Jede Veränderung in dem zu überwachenden Stromkreis ruft eine Änderung der Impedanz hervor. So führt beispielsweise eine Unterbrechung der Schwingspule eines Lautsprechers oder der Sekundärspule eines Übertragers zu einer starken Zunahme der Impedanz der Primärwicklung, während sich bei einem Windungsschluß die Impedanz der Primärwicklung vermindert. Dabei wirkt sich z. B. auch ein Windungsschluß in der nur aus wenigen starkdrähtigen Wicklungen bestehenden Schwingspule oder der Sekundärspule des Übertragers, der gleichstrommäßig kaum zu erfassen ist, sehr stark aus.

Wird die Messung mittels einer Meßbrücke durchgeführt, und die einstellbare Impedanz so ausgebildet, daß die Impedanz des zu überwachenden Stromkreises sehr genau nachgebildet wird, so können mit einer solchen Anlage Störungen ermittelt werden, die so gering sind, daß sie sich im Augenblick ihrer Feststellung noch nicht auf die Funktionsfähigkeit der Fernmeldeanlage auswirken, die aber in einiger Zukunft zu einem plötzlichen Versagen führen können. Durch diese Überwachung wird daher die Möglichkeit geschaffen, solche Fehler frühzeitig zu erkennen und zu beseitigen. Mit der Maßnahme nach Anspruch 5 wird eine Vereinfachung der Meßbrücken-Schaltung erreicht.

Während bei der Verwendung eines stromempfindlichen Relais die Überwachungsanlage auch dann ein Warnsignal gibt, wenn der die Überwachungswechselspannung erzeugende Generator ausfällt, würde bei Verwendung einer Meßbrücke das Ausfallen des Generators oder eine Unterbrechung im Generatorkreis keine Warnanzeige auslösen, da dabei der Diagonalzweig stromlos bleibt. Um eine solche Störung sofort erkennen zu können, ist zusätzlich gemäß Anspruch 6 ein Ruhestromrelais vorgesehen. Dabei kann beispielsweise die bei ordnungsgemäßem Zustand im Diagonalzweig der Meßbrücke noch vorhandene geringe Nullspannung über einen Verstärker verstärkt dem Ruhestromrelais zugeführt werden.

Durch die Vorschaltung eines Filters gemäß Anspruch 7 kann verhindert werden, daß in dem zu überwachenden Stromkreis gelegentlich auftretende hohe Betriebsströme die Überwachungseinrichtung auslösen.

Ist es nicht erforderlich, sämtliche Stromkreise ständig zu überwachen, genügt vielmehr eine zeitliche begrenzte Überwachung, so kann gemäß Anspruch 8 eine Umschaltvorrichtung für die Überwachungsanordnung vorgesehen sein. Auf diese Weise wird der Aufwand für die Überwachung und Prüfung wesentlich vermindert, weil für eine beliebig große Anzahl von Stromkreisen nur eine einzige Überwachungsanordnung erforderlich ist.

Ausführungsbeispiele von Anordnungen zur Durchführung des Verfahrens nach der Efindung sind in den Figuren dargestellt.

Fig. 1 zeigt eine Anordnung, bei der der Meßkreis und der zu überwachende Stromkreis parallel geschaltet sind, und ein stromempfindliches Relais die Signalvorrichtung betätigt.

Fig. 2 zeigt eine Anordnung, bei der der Meßkreis und der zu überwachende Stromkreis in Serie geschaltet sind, und ein stromempfindliches Relais die Signalvorrichtung betätigt.

F i g. 3 zeigt eine Anordnung, bei der der zu überwachende Stromkreis und der Meßkreis parallel geschaltet sind, und eine Meßbrücke die Überwachungsvorrichtung betätigt.

F i g. 4 zeigt eine Anordnung, bei der der zu überwachende Stromkreis und der Meßkreis in Serie geschaltet sind, und eine Meßbrücke die Überwachungsvorrichtung betätigt.

F i g. 5 zeigt eine Anordnung mit einem Meßkreis und mehreren überwachten Stromkreisen.

F i g. 6 zeigt eine Einschaltung eines Filters in die Anordnung nach F i g. 3.

Fig. 7 zeigt einen Teil einer der in den Fig. 1 bis 5 dargestellten Anordnungen mit einer Zusatzanordnung zur Überwachung des Generatorkreises.

Bei allen dargestellten Anordnungen besteht der zu überwachende Stromkreis bzw. bestehen die zu überwachenden Stromkreise aus einem Verstärkergerät 1, einer zweiadrigen Leitung 2 und aus einem oder mehreren, an diese Leitung über Übertrager 3, 4 angeschlossenen elektroakustischen Wandlern 5. In die

Zuleitung zu den elektroakustischen Wandlern 5 können zusätzlich Kapazitäten 6 eingeschaltet sein.

Zur Erzeugung der Überwachungswechselspannung ist bei allen Anordnungen ein Generator 9 vorgesehen. Die von diesem Generator 9 erzeugte Frequenz muß außerhalb des Bereiches der Betriebsfrequenz, also außerhalb des Hörbereiches, liegen.

Bei der Ausführungsform nach F i g. 1 ist im Generatorbereich ein stromempfindliches Relais 14 vorgesehen, das so eingestellt ist, daß bei normalem Betriebszustand sein Kontakt 15 sich in der Mittellage befindet. Der Generatorkreis ist mit dem zu überwachenden Stromkreis in Serie geschaltet unter Zwischenschaltung eines Sperrkreises 19, der für die Tonfrequenz des zu überwachenden Kreises einen geringen Widerstand besitzt, also praktisch einen Kurzschluß bildet, während er für die Überwachungsfrequenz einen hohen Widerstand besitzt. Im normalen Betriebszustand fließt durch den Generatorkreis und den zu überwachenden Stromkreis ein Wechselstrom, der das Relais 15 gerade in der Mittellage hält. Sobald sich durch Vergrößerung oder Verkleinerung der Impedanz im zu überwachenden Stromkreis der Strom ändert, spricht das Relais 14 an. Der Stromkreis, der durch den Relaiskontakt 15 geschlossen wird, besteht aus einer Stromquelle 16, einem optischen Signalgerät, beispielsweise einer Glühlampe 17, und einem akustischen Signalgerät 18. Jede im überwachten Stromkreis auftretende Abweichung vom Sollwert der Impedanz wird somit durch ein optisches und ein akustisches Signal gemeldet.

Bei der Anordnung nach F i g. 2 ist der zu überwachende Stromkreis mit dem Generatorkreis parallel geschaltet. Die Betriebsströme im überwachten Stromkreis werden durch zwischen Meßgerät und überwachten Stromkreis eingeschaltete Serienresonanzkreise, die aus Induktivitäten 20 und Kapazitäten 21 bestehen, ferngehalten. Diese Serienresonanzkreise sind so abgestimmt, daß sie für die Betriebsfrequenz einen hohen, für die Uberwachungsfrequenz einen geringen Widerstand bilden. Die übrigen Teile der Anordnung, insbesondere das Relais und der Signalstromkreis, sind die gleichen wie bei der Anordnung nach Fig. 1.

Fig.3 zeigt eine Anordnung, bei der, wie in Fig. 1, Generatorkreis und zu überwachender Stromkreis in Serie geschaltet sind. Statt des stromempfindlichen Relais ist hier eine Wechselstrommeßbrücke vorgesehen. Die Zweige der Meßbrücke enthalten die beiden festen gleichen Impedanzen 7, die einstellbare Impedanz 8, die eine Nachbildung des zu überwachenden Stromkreises darstellt, und als vierte Impedanz den zu überwachenden Stromkreis. Diese Meßbrücke wird aus dem Generator 9 mit der Überwachungswechselspannung gespeist. Ist die Meßbrücke abgeglichen, d. h. entspricht die Impedanz im überwachten Stromkreis der Impedanz 8, so fließt im Diagonalzweig der Meßbrücke kein Strom, bzw. ein sehr geringer Strom. In diesem Diagonalkreis liegt ein Übertrager 10, an den gegebenenfalls noch ein Verstärker 11 angeschlossen sein kann. An den Verstärker 11 kann ein Meßgerät 12, sowie wieder ein Relais 14 angeschlossen sein, wobei in diesem Fall das Relais anspricht, sobald ein Strom im Diagonalkreis auftritt, der den im Normalzustand zugelassenen Nullstrom übersteigt. Der Signalkreis kann wieder in gleicher Weise gestaltet sein, wie bei den Ausführungen nach F i g. 1 und 2.

ίο Fig.4 zeigt eine ähnliche Anordnung, wobei wieder Generatorkreis und Meßkreis parallel geschaltet sind und die Meßvorrichtung eine Wechselstrommeßbrücke enthält. Dabei sind die beiden festen Impedanzen 7 dadurch ersetzt, daß die Primärwicklung des Übertragers 29 zweiteilig ist. Im übrigen bezeichnen gleiche Bezugsziffern gleiche Teile der Anordnung.

In F i g. 4 ist ferner zwischen dem Übertrager 29 und dem Verstärker 11 noch ein auf die Uberwachungsfrequenz abgestimmtes Filter 30 eingeschaltet, so daß die

Überwachungseinrichtung nur auf die Überwachungsfrequenz, nicht aber auf Fremdfrequenzen anspricht. In gleicher Weise kann, wie F i g. 6 zeigt, auch in die Anordnung nach Fig.3 ein Filter 30 eingeschaltet werden.

Ist es nicht erforderlich jeden Stromkreis dauernd zu überwachen, sondern genügt eine regelmäßig wiederholte, zeitlich begrenzte Überwachung, so können, wie in F i g. 5 dargestellt, Umschalter 23 vorgesehen sein, die die Überwachungsvorrichtung 22, die hier nur schema-

3() tisch angedeutet ist und den Überwachungseinrichtungen in den F i g. 1 bis 4 entsprechen kann, wahlweise mit dem zu überwachenden Stromkreisen in Verbindung bringen. Die Umschalteinrichtung 23 kann von Hand oder automatisch betätigt werden. Besitzen alle zu überwachenden Stromkreise gleiche Impedanzen, so , kann für die Messungen der verschiedenen Stromkreise die Impedanz 8 unverändert bleiben. Besitzen die Stromkreise aber unterschiedliche Impedanzen, so muß gleichzeitig mit der Umschaltung in der Umschaltvorrichtung 23 auch die Impedanz 8 auf den Wert des jeweils zu prüfenden Stromkreises geschaltet werden.

Um zusätzlich zu überwachen, ob auch der Überwachungskreis in Ordnung ist, kann gemäß F i g. 7 bei Anordnungen nach F i g. 3, 4 oder 5 hinter dem Verstärker 11 noch zusätzlich ein Ruhestromrelais 24 angeschlossen sein, das seinen Ruhekontakt 25 offen hält, solange im Diagonalzweig der Meßbrücke der geringe Nullstrom vorhanden ist. Bei Verschwinden des Nullstromes, beispielsweise durch Ausfall des Generators 9, des Verstärkers 11 oder des Übertragers 10 schließt der Kontakt 25 einen Signalstromkreis, der wieder aus einer Stromquelle 28, einem akustischen Signalgerät 26 und einem optischen Signalgerät 27 besteht, so daß durch diese Signalanlage sofort erkannt

wird, daß die Überwachung selbst ausgefallen ist.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Prüfung oder Fernüberwachung von Fernmeldeanlagen mit Übertragern und elektroakustischen Wandlern, dadurch gekennzeichnet, daß eine Überwachungswechselspannung, deren Frequenz außerhalb des Bereiches der Betriebsfrequenzen liegt, in dem zu überwachenden Stromkreis einen Wechselstrom erzeugt, dessen von der Gesamtimpedanz des Stromkreises abhängige Stärke überwacht wird und bei Abweichung von einem Sollwert eine Signalvorrichtung auslöst.

2. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wechselstromgenerator (9), der die Überwachungswechselspannung erzeugt, mit dem zu überwachenden Stromkreis in Serie geschaltet und durch einen Sperrkreis (19) überbrückt ist, der für die Betriebsfrequenzen einen geringen, für die Überwachungsfrequenz einen hohen Wechselstromwiderstand besitzt (F ig. 1,3). -

3. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wechselstromgenerator (9), der die Überwachungswechselspannung erzeugt, zu dem zu überwachenden Stromkreis parallel geschaltet ist und zwischen dem zu überwachenden Stromkreis und dem Wechselstromgenerator (9) Sperrglieder (20, 2t) vorgesehen sind, die für die Betriebsfrequenzen einen hohen, für die Überwachungsfrequenz einen geringen Wechselstromwiderstand besitzen (Fi g. 2, 4).

4. Anordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zu überwachende Stromkreis in einem Zweig einer Wechselstrom-Meßbrükke liegt, in deren anderem zugeordneten Zweig eine einstellbare Impedanz (8) liegt, wobei der Wechselstromgenerator (9) die eine Brückendiagonale und ein Meßkreis (U, 12, 14) die andere Brückendiagonale bilden (F ig. 3,4).

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die festen Impedanzen der Wechselstrom-Meßbrücke durch die zweiteilige Primärspule eines Übertragers (29) gebildet sind (F i g. 4).

6. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Meßkreis (11, 12, 14) ein Ruhestromrelais (24) vorgesehen ist, das ein Signal auslöst, wenn der die Überwachungswechselspannung erzeugende Wechselstrom-Generator (9) oder ein anderes Glied des Meßkreises ausfällt.

7. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß dem Meßkreis (11, 12, 14) ein auf die Überwachungsfrequenz abgestimmtes Filter (30) vorgeschaltet ist.

8. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Umschaltvorrichtung (23) vorgesehen ist, mittels derer die Überwachungsvorrichtung mit verschiedenen zu prüfenden Stromkreisen verbindbar ist.