DE1791064B2

DE1791064B2 - Arrangement for the cyclical monitoring of electrical measured values from several measuring points

Info

Publication number: DE1791064B2
Application number: DE1791064A
Authority: DE
Inventors: Georg Dipl.-Ing. 8000 Muenchen Gluender; Gert Dipl.-Ing. 8190 Wolfratshausen Krings
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1968-09-05
Filing date: 1968-09-05
Publication date: 1975-11-20
Also published as: DE1791064A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum zykli sehen Überwachen von elektrischen Werten oder ir solche umgesetzten Größen an mehreren galvanisd voneinander getrennten Meßstellen, z. B. des Isola tionswertes von Signaladern, die in zu überwachen den Kabeln eingebaut sind, unter Verwendung eine Ringkerne mit rechteckförmiger Magnetisierungs kurve aufweisenden Einrichtung. Eine derartige Ein richtung hat beispielsweise besondere Bedeutung fü die Überwachung vieler Fernmeldekabel mit Kunst Stoffmänteln. Solche Kabel enthalten z. B. ein Adei paar mit perforierter Isolierschicht, dessen Isolatio sich beim Eindringen von Wasser verschlechtert. Zu Überwachung des Isolationszustandes dieser Ader fragt eine zentrale Einrichtung die Meßströme viele Überwachungsstellen nacheinander ab. Wegen der bi Kabeln auftretenden Beeinflussungsspannungen müiThe invention relates to an arrangement for cycling see the monitoring of electrical values or such converted quantities on several galvanic systems separate measuring points, e.g. B. the Isola tion value of signal wires to be monitored in The cables are built in, using a toroidal core with rectangular magnetization curve exhibiting device. Such a device has particular importance for example the monitoring of many telecommunication cables with synthetic fabric sheaths. Such cables contain e.g. B. a goodbye Couple with a perforated insulating layer, the insulation of which deteriorates when water penetrates. to Monitoring of the insulation status of this wire, a central device asks the measurement currents many Monitoring points one after the other. Because of the influencing voltages occurring in two cables, müi

sen jedoch die Prüfadem der verschiedenen Kabel galvanisch voneinander getrennt in der Uberwachungseinrichtung angeschlossen werden; die Anforderungen bezüglich der gegenseitigen Spannungsfestigkeit sind wegen der möglichen hohen Beeinflussungsspannungen sehr groß. Aus diesem Grunde j hat man bisher die Meßstellen zweipolig mit Relaiskontakten an eine Auswertungseinrichtung geschaltet oder die Gleichstromgröße in eine Wechselspan· nung verwandelt und mittels eines Übertragers von den gemeinsamen Teilen der Überwachungsanord-However, the test wires of the various cables are galvanically separated from one another in the monitoring device to be connected; the requirements regarding mutual dielectric strength are very large because of the possible high influencing voltages. For this reason So far, the measuring points have been switched to an evaluation device in two poles with relay contacts or the direct current variable is converted into an alternating voltage and by means of a transformer from the common parts of the monitoring arrangement

f nung getrennt. B?ide Lösungen sind aber aufwendigseparately. However, B? Ide solutions are complex

und störungsanfällig.and prone to failure.

j Wenn viele gleichartige Meldestellen zentral zuj If there are many reporting points of the same type

überwachen sind, so können sie nach F i g. 1 durchare monitored, they can be monitored according to FIG. 1 through

f ein Wählerorgan Wr zyklisch abgefragt werden. Da-f a voter body Wr can be queried cyclically. There-

durch beschränkt sich der Aufwand je Meßstellethis limits the effort for each measuring point

Wl... MIO auf den Eingabeteil Ell... ETlO undWl ... MIO on the input part Ell ... ETlO and

f den zugehörigen Wähleranteil des Wählers Wr mitf the associated share of the vote of the voter Wr with

Impulsgeber IG. Die teuere AuswertungseinrichtungPulse generator IG. The expensive evaluation device

; A W, die nach F i g. 2 prüft, ob der zugeführte Meß-; AW, which according to FIG. 2 checks whether the supplied measuring

\ wert innerhalb der Grenzwerte U und O liegt, wird \ value is within the limits U and O , will

f dagegen nur einmal gebraucht. Sie gibt ein Signal H f, on the other hand, is only used once. She gives a signal H

\ ab, wenn auf eine Frage F die Antwort A kommt, \ ab, if answer A comes to question F,

daß der Meßwert oberhalb der Grenze O liegt; befindet sich dagegen der Meßwert unterhalb der Grenze U, so gibt die Auswertungseinrichtung A W das Signal T ab. Meßgrößen in Form von Gleichströmen oder Gleichspannungen liegen wegen der gemeinsamen Wähler Wr und Auswertungseinrichtung AW in der Anordnung nach Fig. 1 meist auf gleichem Potential. Dieser Zustand ist aber sehr oft unerwünscht, meistens sogar unzulässig, z. B. bei der Überwachung der in den Prüfadern von Fernmeldekabeln fließenden Überwachungsströme.that the measured value is above the limit O ; If, on the other hand, the measured value is below the limit U, then the evaluation device AW emits the signal T. Measured quantities in the form of direct currents or direct voltages are due to the common selector Wr and evaluation device AW in the arrangement of FIG. 1 mostly at the same potential. However, this state is very often undesirable, in most cases even inadmissible, e.g. B. when monitoring the monitoring currents flowing in the test leads of telecommunication cables.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht nun darin, eine Überwachungsanordnung zu schaffen, in der die verschiedenen zu überwachenden Meßkreise potentialfrei angeschlossen werden können und die Umschaltungen von Meßstelle zu Meßstelle sowie die Überwachung und Auswertung selbst über möglichst wenig störungsanfällige Bauelemente erfolgt. The object on which the invention is based is now to provide a monitoring arrangement create, in which the different measuring circuits to be monitored can be connected potential-free and the switchover from measuring point to measuring point as well as the monitoring and evaluation itself via As few failure-prone components as possible takes place.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch zwei auf dem einer Meßstelle zugeordneten Ringkern mit rechteckförmiger Magnetisierungskurve angeordnete, gegeneinandergeschaltete Wicklungen eines ersten Wicklungspaares, von denen die eine Wicklung mit dem zu überwachenden, von der Meßstelle verursachten Strom und die andere Wicklung von einem die vom Meßstrom bewirkte Durchflutung des Kernes kompensierenden Strom aus einer potentialfreien Spannungsquelle durchflossen ist, und durch ein zweites sowie ein drittes Wicklungspaar auf dem Ringkern und ferner durch ein Wählerorgan, das alle Ringkerne über das zweite Wicklungspaar derart abfragt, daß bei einem ersten Abfragezyklus alle Kerne über die eine Wicklung des zweiten Wicklungspaares positiv und im folgenden zweiten Abfragezyklus über die andere Wicklung des zweiten Wicklungspaares negativ durchflutet sind und daß die aus dem dritten Wicklungspaar gewonnenen Abfrageantworten infolge der rechteckförmigen Magnetisierungskurve des Kerns die Größe des Meßstromes im Verhältnis zu seinem Sollwert als zu hoch oder zu tief signalisieren.The object set is achieved according to the invention by two associated with one measuring point Toroidal core with rectangular magnetization curve arranged against one another and connected windings a first pair of windings, one of which is winding with the one to be monitored, from the measuring point caused current and the other winding of one the flow caused by the measuring current the core has a compensating current flowing through it from a potential-free voltage source, and by a second and a third pair of windings on the toroidal core and also by a voter body, which interrogates all toroidal cores via the second pair of windings in such a way that in a first interrogation cycle all cores positive over one winding of the second winding pair and then the second Polling cycle over the other winding of the second winding pair are negatively flooded and that the query responses obtained from the third pair of windings are due to the rectangular magnetization curve of the core signal the size of the measuring current in relation to its nominal value as too high or too low.

Vorteilhafterweise wird das dritte Wicklungspaar über Dioden mit zwei zu zwei Signalspeichern führenden Antwortleitungen derart verbunden, daß die von diesen Wicklungen gelieferten Abfrage-Antworten die Signalspeicher nach einer zuvor erfolgten Einstellung löschen, wenn der abgefragte Ringkern einen j Spannungsimpuls auf eine der Antwortleitungen gibt und zwar bei positiver Abfragedurchflutung auf die mit dem ersten Speicher verbundene Leitung und bei negativer Abfragedurchflutung auf die mit dem zweiten Speicher verbundene Leitung. Die Abfragewicklungen des zweiten Wicklungspaares sind zweckmäßigerweise mit jeweils einem Ende gemeinsam an den Ausgang der zugeordneten Speicherstufe des Wählorgans und mit dem anderen Ende getrennt über Dioden an je eine von zwei Abfrageleitungen angeschlossen, die zu den beiden Ausgängen einer Umschaltkippstufe führen und von dieser abwechselnd mit Strom versorgt werden; ferner sind die ersten Abfragewicklungen für die positive Abfragedurchflutung mit der ersten Abfrageleitung und dieAdvantageously, the third pair of windings via diodes with two leading to two latches response lines is connected so that the data provided by these windings query responses clear the latch, after a previously effected adjustment when the polled ring core is a j-voltage pulse to one of the response lines and that at positive interrogation flow on the line connected to the first memory and with negative interrogation flow on the line connected to the second memory. The interrogation windings of the second pair of windings are expediently connected with one end together to the output of the associated storage stage of the selector and with the other end separately via diodes to one of two interrogation lines that lead to the two outputs of a toggle switch and alternately with current to be supplied; furthermore, the first interrogation windings for the positive interrogation flow with the first interrogation line and the

ao zweite Abfragewicklung für die negative Abfragedurchflutung mit der zweiten Abfrageleitung verbunden. In vorteilhafter Weise wird die Umschaltkippstufe als ßinärteiler geschaltet und mit der letzten Stufe des Wählerorgans derart verbunden, daß sie durch dessen Steuerimpulse umgeschaltet wird.ao second interrogation winding for the negative interrogation flow connected to the second interrogation line. Advantageously, the switching flip-flop is connected as a binary divider and with the last one Stage of the voter body connected in such a way that it is switched by its control pulses.

Die Anordnung nach der Erfindung ermöglicht in einfacher Weise die galvanische Trennung der Meßstellen sowohl untereinander als auch gegenüber der zentralen Auswertungseinrichtung. Die Anordnung ist besonders unempfindlich gegen Schwankungen der Betriebsspannungen und liefert infolge der rechteckförmigen Magnetisierungslcurve der Ringkerne ohne besonderen Aufwand eine Ansprechschwelle zur Signalgabe bei Abweichungen des Meßstromes von einem Sollwert. Die Anordnung arbeitet stromsparend und kann durch entsprechende Bemessung der Wicklungen und des Kernmaterials praktisch an alle vorkommenden Meßstellen mit unterschiedlichen Eigenschaften angeschlossen werden.The arrangement according to the invention enables the galvanic separation of the measuring points in a simple manner both to each other and to the central evaluation facility. The order is particularly insensitive to fluctuations in the operating voltages and delivers due to the square-shaped Magnetization curve of the toroidal cores creates a response threshold for signaling without any special effort if the measuring current deviates from a nominal value. The arrangement works in an energy-saving manner and by appropriately dimensioning the windings and the core material it can be applied to practically everyone Occurring measuring points with different properties can be connected.

Das der Erfindung zugrunde liegende Prinzip der Meßwerterfassung wird im folgenden an Hand der in der F i g. 3 gezeigten Einrichtung näher erläutert. Die Figur zeigt den schaltungsmäßigen Aufbau eines in F i g. 1 angedeuteten Eingabeteiles ET. Der Eingabeteil besteht aus dem Speiseteil SP, der die Meßstelle M, dargestellt durch den Widerstand R 4, über einen Transformator Tr, den Gleichrichter Gr und den Kondensator Cl mit Spannung versorgt; jeder Meßstelle ist eine eigene Sekundärwicklung w 7 zugeordnet. Auf dem Ringkern K sind das erste Wicklungspaar wl, w2, das zweite Wicklungspaar mit den Abfragewicklungen h>3, h>4 und das dritte Wicklungspaar mit den Antwortwicklungen wS, m>6 angeordnet. Der Speiseteil liefert über den Widerstand R 2 einen Kompensationsstrom 1_K und über die Meßstelle M und die Widerstände R 3 und R S den Meßstrom I_M. Diese beiden Ströme wirken über die Wicklungen wl und w2 gegensinnig auf den Ringkern K. Wenn der Meßstrom I_M den Sollwert aufweist, heben sich die durch beide Ströme bewirkten Durchflutungen im Ringkern auf. Der Kern K hat eine in F i g. 4 a dargestellte, rechteckförmige Magnetisierungskurve φ = f (H) mit den Kennwerten Koerzitivkraft H_c und Sättigungsfluß φ₅. Der Kern wird gemäß der Darstellung in Fig. 4b durch die Durchflutung I_Kw2 und I»wl magnetisiert; da im Abgleichfall beide Durchflutungen entgegengesetzt gleich groß sind, liegt der Arbeitspunkt A des Kernes auf der SThe principle of measured value acquisition on which the invention is based is illustrated below with reference to the FIG. 3 explained in more detail. The figure shows the circuit structure of one in FIG. 1 indicated input part ET. The input part consists of the supply part SP, which supplies the measuring point M, represented by the resistor R 4, with voltage via a transformer Tr, the rectifier Gr and the capacitor Cl; each measuring point is assigned its own secondary winding w 7. The first winding pair wl, w2, the second winding pair with the interrogation windings h> 3, h> 4 and the third winding pair with the response windings wS, m> 6 are arranged on the toroidal core K. The feeding part supplies via resistor R2 a compensating current _K 1 and the measuring point M, and the resistors R 3 and RS the measuring current I _M. These two currents act in opposite directions on the toroidal core K via the windings w1 and w2 . When the measuring current I _{M has} the setpoint value, the fluxes caused by the two currents cancel each other out in the toroidal core. The core K has one shown in FIG. 4 a, the rectangular magnetization curve φ = f (H) with the characteristic values of coercive force H _c and saturation flux φ ₅ . As shown in FIG. 4b, the core is magnetized by the flow I _K w 2 and I »w1; Since in the case of adjustment, both flows are opposite and equal, the working point A of the core lies on the S.

linie für die Durchflutung Null. In gewissen zeitlichen Abständen wird der Kern über die Wicklung w 3 durch einen Stromimpuls +/_F in der einen und — etwas später — durch einen Stromimpuls — /,.- über die Wicklung h>4 in der anderen Richtung abgefragt. Bei S Abgleich (Sollwert von I_M) wird jeder der Stromim^rise ±/f in ilen Wicklungen w 5 und w6 Spannungsin.p"lse + U_A erzeugen; denn im Kern ändert sich der Fluß jedes Mal zwischen den beiden Sättigungswerten. Beim Abfragen an w3 wird die Klemme α gegen Kleinmeb, beim Abfragen an w4 wird die Klemmec gegen Klemmet (Fig. 3) kurzzeitig positiv. Die Dauer At Unes Abfrageimpulses muß ausreichen, um den Kern voll umzumagnetisieren. Der zeitliche Verlauf dieser Vorgänge ist im rechten Bildteil der Fi g. 4 b dargestellt.line for zero flow. At certain time intervals, the core is queried via the winding w 3 by a current pulse + / _F in one direction and - a little later - by a current pulse - / ,.- via the winding h> 4 in the other direction. With S adjustment (nominal value of I _M ) each of the current rise ± / f in the windings w 5 and w6 will generate voltage input + U _A ; because in the core the flux changes every time between the two saturation values Inquiries to w3 the terminal α becomes against Kleinmeb, when inquiries to w4 the Klemmec against Klemmet (Fig. 3) is positive for a short time. The duration At Unes interrogation pulse must be sufficient to completely re-magnetize the core. The time course of these processes is in the right part of the picture Fig. 4b shown.

Wenn der Meßstrom /_M zu groß ist, dann wird der Arbeitspunkt A' des Kernes K ab einer bestimmten Abweichung nach Fig. 4c im negativen Sättigungsast liegen. Der positive Abfrageimpuls + l_F wird den *» Kern ummagnetisieren können, und es entsteht, wie im rechten Bildteil dargestellt, der Antwortimpuls + U_A. Bis zum nächsten, umgekehrten Abfrageimpuls magnetisiert die Durchflutungsdifferenz (I_Mwl—/χ w 2) den Kern wieder in die negative Sättigung zurück. Die hierfuhr erforderliche Zeit T ist bei kleinen Strömen /_M erheblich langer als die Abfragedauer At. Damit die Amplitude von l_f zum Ummagnetisieren ausreicht, darf /_M den MaximalwertIf the measuring current / _{M is} too large, then the working point A 'of the core K will be in the negative saturation branch from a certain deviation according to FIG. 4c. The positive interrogation pulse + 1 _F will be able to remagnetize the core, and as shown in the right part of the figure, the response pulse + U _{A is created} . Until the next, reversed interrogation pulse, the flow difference (I _M wl— / χ w 2) magnetizes the core back into negative saturation. _{For small currents / M} , the time T required here is considerably longer than the query time At. So that the amplitude of l _{f is} sufficient for magnetization reversal, / _M may be the maximum value

11

/_M,„„ = —_x <'f«3 + /_Kw2 - H_c) / _M , "" = - _x <'f "3 + / _K w2 - H _c )

nicht überschreiten. Deshalb ist im Speiseteil SP gemäß Fig. 3 der Widerstand Rl eingefügt und so bemessen, daß selbst bei einem Kurzschluß an den Klemmen M der Wert /_M < I„ _ψαχ bleibt.do not exceed. For this reason, the resistor Rl is inserted in the supply part SP according to FIG. 3 and is dimensioned so that even in the event of a short circuit at the terminals M, the value / _M < I " _ψαχ " remains.

Ist der Meßstrom I_M zu klein, dann liegt der Arbeitspunkt A" des Kernes nach F i g. 4 d in der positiven Sättigung, und es entsteht nach dem rechts angeordneten Bildteil der F i g. 4 d beim Abfragen mit dem Stromimpuls — I_F der Antwortimpuls — t/_A. Für den hier möglichen Extremfall I_M — 0 mußIf the measuring current I _{M is} too small, then the working point A ″ of the core according to FIG. 4 d is in positive saturation, and it occurs to the right-hand part of FIG. 4 d when interrogating with the current pulse - I _{F is} the response pulse - t / _A. For the extreme case I _M - 0 must be possible here

I_Kw2 + H_c I _K w2 + H _c

erfüllt sein. Für eine Signalgabe beibe fulfilled. For a signal at

ist die Bemessungsregelis the design rule

4545

ΔΙΔΙ

M _M _

¹MSOLL ¹ MSOLL

5555

zu befolgen. In allen drei Formeln ist für H_c derjenige Wert einzusetzen, der sich bei dem vorgesehenen Abfrageimpuls ergibt; denn bekanntlich erhöht sich die Koerzitivkraft, wenn ein Magnetmaterial rasch ummagnetisiert wird.to obey. In all three formulas, the value that results from the intended interrogation pulse _{must be used for H c;} because, as is well known, the coercive force increases when a magnetic material is rapidly reversed.

Im praktischen Einsatz kann der Meßspannung an den Klemmen M nach Fig. 3 eine Wechselspannung überlagert sein, die durch Einkopplungen in die Zuleitungen hervorgerufen wird. Sie wird durch das Glied R5/C2 abgesiebt "Wegen des Kondensators Cl ist dann aber der Widerstand R3 erforderlich, damit die Wicklung wl nicht zu stark durch den Weg CA— Rl—Cl belastet ist. Außerdem verhindert die Kombination R3/C2, daß an den Klemmen M Abfrageimpulse erscheinen. Zur Erfüllung der dem Eingabeteil gestellten Aufgabe kommt die Anordnung je Meßkreis mit einem einzigen als Übertrager wirkenden Ringkern K aus einem Material mit rechteckförmiger Magnetisierungskurve aus; der Stromverbrauch ist praktisch bedeutungslos.In practical use, the measuring voltage at the terminals M according to FIG. 3 can be superimposed by an alternating voltage which is caused by coupling into the supply lines. It is screened off by the element R5 / C2. Because of the capacitor Cl , the resistor R3 is then required so that the winding wl is not too heavily loaded by the path CA- Rl- Cl . In addition, the combination R3 / C2 prevents that Interrogation pulses appear at terminals M. In order to fulfill the task set for the input part, the arrangement for each measuring circuit manages with a single toroidal core K, which acts as a transformer and is made of a material with a rectangular magnetization curve; the power consumption is practically insignificant.

Im folgenden soll nun die Anordnung nach der Erfindung im praktischen Einsatz für die Isolationsüberwachung von Femmeldekabeln noch näher behandelt werden. Fernkabel mit Kunststoffmänteln enthalten zwei Prüf adern, deren Hülle beispielsweise perforiert ist. Diese Adem sind einerseits an die Klemmen Ai der Anordnung nach F i g. 3 gelegt und andererseits am fernen Kabelende mit dem Widerstand R 4 abgeschlossen. Der an Hand der F i g. 3 beschriebene Eingabeteil ist in der in F i g. 5 dargestellten Anordnung für zehn Meßstellen eingesetzt. Die Anordnung zur zyklischen Abfrage besteht im wesentlichen aus den Ringkernen Kl...K10, den Speiseteilen SPl... 5P10, an welche die Meßstellen Ml...M10 angeschlossen sind, und aus dem die Speicherstufen 1... 10 aufweisenden Wähler Wr. Fortschaltimpulse des Impulsgebers /G schalten über das Sperrgatter SG z. B. nach je einer Millisekunde den aus zehn Speicherstufen aufgebauten Wähler Wr so weiter, daß nacheinander jeder der Speicherstufenausgänge 1 ms lang stromführend ist. Damit wird die mit dem betreffenden Ausgang verbundene Lampe Ll...LlO für diese Zeit eingeschaltet und die Abfrage des zugeordneten Kernes K vorbereitet Während der Kippzeit der vom Fortschaltimpuls angestoßenen monostabilen Kippstufe AfK wird der vorbereitete Kern K beispielsweise über die Abfrageleitung si mit dem Stromimpuls +1_F abgefragt, weil die Umschaltkippstufe JJK diese Abfrageleitung vorbereitet hat. Zugleich mit dem Abfrageimpuls wird über die Abfrageleitung si die Kippstufe KT eingeschaltet. Wenn der Meßstrom der abgefragten Meßstelle richtig oder zu groß ist, entsteht an der Antwortleirung si' ein Antwortimpuls, welcher die Signalkippstufe KT gleich wieder löscht Ist der Meßstrom aber zu klein, so bleibt die Signalkippstufe KT eingeschaltet, die Lampe T leuchtet und über das Sperrgatter SG wird die Fortschaltung des Wähl Wr angehalten. Die sonst infolge der raschen Wählerbetätigung nur mit einem Zehntel der Leistung (Im von der Gesamtumlaufzeit 10 ms) glimmende Lam Ll...L10 leuchtet nun hell auf und kennzeichne die fehlerhafte Meßstelle.In the following, the arrangement according to the invention will now be dealt with in more detail in practical use for the insulation monitoring of telecommunication cables. Long-distance cables with plastic sheaths contain two test leads whose sheath is perforated, for example. These wires are on the one hand to the terminals Ai of the arrangement according to FIG. 3 and on the other hand terminated at the far end of the cable with the resistor R 4. The on the basis of FIG. The input part described in FIG. 3 is shown in FIG. 5 used arrangement for ten measuring points. The arrangement for cyclical interrogation consists essentially of the toroidal cores Kl ... K10, the power supply units SPl ... 5P10, to which the measuring points Ml ... M10 are connected, and the selector Wr, which has the storage stages 1 ... 10 . Switching pulses of the pulse generator / G switch via the locking gate SG z. B. after one millisecond the built up of ten memory stages selector Wr so that one after the other each of the memory stage outputs is energized for 1 ms. Thus, the connected to the respective output lamp Ll ... LLO is turned on for this time and the query of the associated core prepared K During the flip time of the initiated by indexing pulse monostable multivibrator AfK is the prepared core K example, via the sense line si with the current pulse + 1 _F interrogated because the switchover trigger JJK has prepared this interrogation line. Simultaneously with the interrogation pulse is switched on via the sense line si the trigger circuit KT. When the measured current of the interrogated measurement point is correct or too large, created at the Antwortleirung si 'a response pulse which the Signalkippstufe KT Is clears again, the measuring current but too small, the Signalkippstufe KT remains on the lamp t lights and the lock gates SG the progression of Wähl Wr is stopped. The Lam Ll ... L10, which otherwise only glows with a tenth of the power (Im of the total cycle time 10 ms) as a result of the rapid selection of the selector, now lights up brightly and identifies the faulty measuring point.

liegt kein Fehler vor, so schaltet der Wähler die Umschaltkippstufe UK in die andere Lage, seine letzte Speicherstufe 10 leitet Beim folgend Umlauf werden jetzt alle Kerne über die Abfragelei tang s 2 mit Stromimpulsen —/_F abgefragt Mit ji Fortschaltung wird nun die Signalkippstufe KH geschaltet und bei Antwortimpulsen über die An wortleitung sT gelöscht Bleibt ein Impuls aus, wej der Meßstrom zu hoch ist, so leuchtet die Lampe und der Wähler Wr hält ebenfalls an.No error is present, the selector switches the Umschaltkippstufe UK to the other position, his last memory stage 10 derives When following round are now all cores on the Abfragelei tang s 2 with current pulses - / _F queried with ji stepping the Signalkippstufe KH is now connected and deleted with response pulses on the to word line sT If there is no pulse because the measuring current is too high, the lamp lights up and the selector Wr also stops.

Die Ansprechwerte, bei denen die Signalkippstufi KT oder KH alarmieren, hängen von der Bemessui der Eingabeteile ab. Bei einem Normalwert R4 = 200kÖ signalisiert beispielsweise die Sign; kippstufe KT, wenn R 4 größer als SOOkQ ist, die Signalkippstufe KH, wenn R< kleiner als 100 wird. Spannungsschwankungen im Speiseteil SP ken dadurch auf die Ansprechempfindlichkeit eiThe response values at which the signal flip stages KT or KH alarm depend on the dimensioning of the input parts. With a normal value R4 = 200kÖ, for example, the sign; flip-flop KT if R 4 is greater than SOOkQ, the signal flip-flop KH if R <is less than 100. Voltage fluctuations in the supply part SP thereby affect the sensitivity

daß sich der Soll-Meßstrom Im soll ^ur»d der Kompensationsstrom I_K proportional zu diesen Schwankungen ändern: Eine kleinere Spannung rückt also die Ansprechgrenzen auseinander.that the nominal measuring current Im should ^ur »d the compensation current I _{K change} proportionally to these fluctuations: A lower voltage therefore moves the response limits apart.

Durch die galvanische Trennung der Meßstellen über die Ringkerne und Transformatoren sind die empfindlichen Halbleiter-Schaltungen vor Beeinflussungsschwankungen bis zu einer Spannung von mehreren tausend Volt geschützt. Da auch die Meßstellen gegeneinander potentialfrei gehalten werden, ist die Anordnung vielseitig einsetzbar; die häufig gestellte Forderung nach Potentialfreiheit der Meßeingänge kann somit leicht erfüllt werden.Due to the galvanic separation of the measuring points via the toroidal cores and transformers, the sensitive semiconductor circuits from influencing fluctuations up to a voltage of several thousand volts protected. Since the measuring points are also kept potential-free from one another, the arrangement is versatile; the frequently asked demand for the measurement inputs to be free of potential can thus be easily met.

Die Stromwerte für I_M und I_K können durch Wahl des Kernmaterials und der Bewicklung in weiten Grenzen verändert werden, ohne daß man die Abfrage und Signalgabe deshalb umstellen müßte. Auch die Anzahl der Meßstellen ist ab einer gewissen Mindestanzahl von vorteilhafterweise fünf Stück beliebig variierbar. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß bereits relativ geringe Meßströme überwacht werden können. Dadurch kann man Fernkabel von vielen km Länge kontrollieren. Kleine Stromwerte für die Meßströme erfordern allerdings eine längere Ummagnetisierungszeit T; diese wird dadurch erzielt, daß die Anordnung nach F i g. 5 in einem ersten Umlauf des Wählers zunächst alle Kerne in der einen Richtung und dann in einem zweiten Umlauf in der anderen Richtung ummagnetisiert. Es steht also für die Ummagnetisierurgszeit T ein ganzer Umlaufzyklus zur Verfügung. Umgekehrt kann aber auch die Zeit je Meßstelle klein sein. Sie erlaubt die Fehleranzeige durch Anhalten des Wählers und erspart so einen eigenen Anzeigespeicher je Meßstelle. Damit durchThe current values for I _M and I _K can be changed within wide limits by choosing the core material and the winding without having to change the query and signaling. The number of measuring points can also be varied as desired from a certain minimum number of advantageously five. Another advantage is that even relatively small measuring currents can be monitored. This allows you to control long-distance cables many kilometers in length. Small current values for the measuring currents, however, require a longer magnetization reversal time T; this is achieved in that the arrangement according to FIG. 5 in a first revolution of the selector initially all cores are magnetized in one direction and then in a second revolution in the other direction. A complete cycle cycle is therefore available for the magnetic reversal time T. Conversely, however, the time per measuring point can also be small. It allows errors to be displayed by stopping the selector and thus saves a separate display memory for each measuring point. So through

ίο eine Fehleranzeige das weitere Messen nicht unterbunden wird, kann man das Anhalten auf wenige Sekunden beschränken.ίο an error display does not prevent further measurement stopping can be limited to a few seconds.

Eine Anordnung für kleine Meßströme ist zur Eingabe von Meldungen in elektronische Geräte besonders gut geeignet, denn durch einfache RC-Gliedei lassen sich Störspannungen aussieben und eventuelle Kontaktprellungen in den Meßorten überbrücken. Durch die galvanische Trennung ersetzt die Anordnung die sonst in Fernbedienungsgeräten und Daten·An arrangement for small measuring currents is particularly useful for entering messages into electronic devices well suited because of simple RC elements interference voltages can be filtered out and possible contact bumps in the measuring locations can be bridged. Due to the galvanic isolation, the arrangement replaces that otherwise in remote control devices and data

ao Verarbeitungsanlagen erforderlichen Eingaberelais die mindestens zehnmal mehr Leistung verbraucher als eine für denselben Bereich ausgelegte Anordnung nach der Erfindung. Der geringe Strombedarf ist ζ. Β bei unbemannten, ferngespeisten Verstärkerstellerao processing equipment required input relays that consume at least ten times more power than an arrangement designed for the same area according to the invention. The low power requirement is ζ. Β for unmanned, remotely powered amplifier controllers

as vorteilhaft.as beneficial.

Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings

ÄJ9547/;ÄJ9547 /;

Claims

Patent claims:

1. Arrangement for cyclical monitoring of electrical values or values converted into such values at several galvanically separated measuring points, e.g. the insulation value of signal wires that are built into cables to be monitored, using a device with toroidal cores with a rectangular magnetization curve, characterized by two on the A toroidal core (K ) assigned to a measuring point (Af) with a rectangular magnetization curve, mutually connected windings (wl and * s w 2) of a first pair of windings, of which the one winding (wl) with the current to be monitored and caused by the measuring point (/ « ) and the other winding (w2) is flowed through by a korn- ao pensating current (I _x ) from a potential-free voltage source (SP) which is caused by the measuring current flowing through the core, and through a second (w3, u> 4) and a third Winding pair (wS, w 6) on the toroidal core (K) and also by a voter body (wr), which all Ringke rne »5 (Kl ... KW) queries over the second pair of windings (w3, w 4) in such a way that in a first query cycle all cores over one winding (w3) of the second pair of windings are positive and in the following second interrogation cycle over the other winding (w> 4) of the second pair of windings are negatively flooded and that the query responses obtained from the third pair of windings (wS, w6) signal the size of the measuring current in relation to its nominal value as too high or too low due to the square magnetization curve of the core.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the third pair of windings (u> 5, w 6) is connected via diodes (D) to two response lines (s 1 \ s 2 ') leading to two signal memories (KT, KH) that the interrogation responses delivered by these windings clear the signal memories (KT, KH) after a previous setting when the interrogated toroidal core (Kl ... XlO) sends a voltage pulse to one of the response lines (si ', s2'), in the case of a positive interrogation flow to the line (si ') connected to the first memory (KT) and in the case of a negative interrogation flow to the line (s2') connected to the second memory (KH).

3. Arrangement according to one of claims 1 and 2, characterized in that the query windings (w3, w4) of the second pair of windings each have one end common to the output of the associated storage stage (1, 2 ... 10) of the selector element (Wr) and at the other end connected separately via diodes (D) to one of two interrogation lines (si, s2), which lead to the two outputs of a switching flip-flop (UK) and are alternately supplied with power by this, and furthermore the first Interrogation windings (w 3) for the positive interrogation flow with the first interrogation line (si) and the second interrogation winding (h> 4) for the negative interrogation flow with the second interrogation line (s2) are connected.

Λ Arrangement according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the switchover stage (UK) is switched as a binary divider and the switch is connected to the leizten stage (10) of the selector body (FKr) so that it is switched over by its control pulse.

5 arrangement according to one of claims 1 hfc 4 characterized by a pulse generator (JG) 'emits pulses that advance the voter (Wr) and trigger query pulses via a monostable Kmnstufe (MK) , each of which has 2 * settings of the toggle switch (UK) feweils Rinekern (Kl ... KlO ) prepared by the voter organ (Wr) act on one of the two windings (w3, »4) of the second pair of windings via one of the oeiden AwSSgen (si, s2) ur.d at the same time one of the two Sionalkippstufe (KT , KH) , namely the first flip-flop (KT) to take a signal bd »ι low measuring current (I _M ) and the second flip-flop (KH) to output a signal at to

high measuring current (Im)

6 Arrangement according to Claim 5, characterized in that the output of each signal flip-SK KH) is connected to a signal lamp (T or H) and to the pulse generator (/ G) in such a way that the incremental pulses for the Wahlerorean (Wr) are omitted if a Signal tipping level is set for a longer period of time. ...

7. Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the Auseane of each selector stage (1, 2 ... 10) of the selector organ (Wr) is connected to a lamp (Ll .. .LlO) indicating the selector position in the absence of the incremental pulses.

8 Arrangement according to one of the preceding claims, characterized by such a dimensioning of the compensation current (I _K ) that it _m Sr "flowed through" winding ( _w 2) generates the same flow rate as the nominal value of the Mestromes (7 _M ) in the von this flow through winding (w D and by choosing and operating the toroidal core in such a way that the cohesive field strength (H Λ is in the same relationship to the flow through the compensating current as the deviation to be signaled between the measuring current and the nominal value of the measuring current.