DE2654967A1

DE2654967A1 - Schutzanordnung fuer ein fernmelde- uebertragungssystem mit einer fernspeiseeinrichtung

Info

Publication number: DE2654967A1
Application number: DE19762654967
Authority: DE
Inventors: Elio Dipl Ing Lupatin
Original assignee: Societa Italiana Telecomunicazioni Siemens SpA
Current assignee: Italtel SpA
Priority date: 1975-12-03
Filing date: 1976-12-03
Publication date: 1977-07-07
Also published as: BR7607858A; IT1193265B; US4090228A

Description

9955-76/H/Ro.

(DB 356)

Ital.Anm.Nr.29942 A/75

vom 3.12.1975

Societä Italiana Telecomunicazioni

Siemens s.p.a.
Piazzale Zavattari 12, Mailand/Italien

Schutzanordnung für ein Fernmelde-Übertragungssystem mit einer Fernspeiseeinrichtung.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schutzanordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Die Schutzanordnung eignet sich insbesondere zum Schutz von Geräten und des Montage- und/oder Wartungspersonals bei ferngespeisten Kabelübertragungssystemen. Derartige übertragung ssy sterne bestehen im Prinzip aus zwei Stationen, die durch ein Paar von Koaxialkabeln miteinander verbunden sind, die jeweils eine Vielzahl von Einrichtungs-Verstärkern bzw. Regeneratoren enthalten. Die erforderliche Speisegleich- oder Speisewechselspannung für die als Last wirkenden Verstärker wird von der einen Station geliefert.

Bei normalem Betriebszustand verteilt sich die von der Fernspeiseeinrichtung erzeugte Spannung so auf die Bestandteile des Fernspeisestromkreises, d.h. die abgehende Leitung, die Last und die ankommende Leitung, daß an jeder Stelle des Stromkreises die Spannungen gegen Masse in einem nach den Sicherheitsvorschriften zulässigen Bereich liegen. Bei einer bevorzugten und weit verbreiteten Ausführungsform, für die sich die Erfindung eignet, sollen die beiden Leitungen eine möglichst symmetrische Struktur haben und keine Stelle des Fernspeise-

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Stromkreises mit Masse verbunden sein ("Floating-Kreis"). Daraus folgt, daß bei normalem Betriebszustand die Spannung sich praktisch symmetrisch bezüglich Masse auf beide Leitungen verteilt, also einander entsprechende Stellen auf im wesentlichen entgegengesetzt gleichem Potential bezüglich Masse liegen.

Im Betrieb können sich vor allem zwei für Geräte oder das Personal gefährliche Störungen ergeben, nämlich einerseits eine Unterbrechung einer der Leitungen oder die Abschaltung der Last, wobei an der Unterbrechungsstelle oder an den Lastklemmen die ganze Speisespannung liegen kann, und andererseits eine Unsymmetrie der Ausgangsspannung an den Klemmen der Fernspeiseeinrichtung. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schutzanordnung anzugeben, welche diese Betriebsstörungen feststellt und daraufhin die Fernspeiseeinrichtung abschaltet.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die im Anspruch 1 gekennzeichnete Schutzanordnung.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild der Schutzanordnung; und

Fig. 2 eine bevorzugte Ausführungsform einer Speicherund Verarbeitungseinheit ME der Schutzanordnung.

In der schematischen Darstellung nach Fig. 1 sind mit i. und !j die Klemmen bezeichnet, an die die Fernspeiseeinrichtung (nicht dargestellt) angeschlossen ist, und mit u. und Uj die entsprechenden Leitungsklemmen. Die in die Leitung geschalteten Kontakte d eines Leitungsrelais D sind normalerweise geschlossen.

Betriebsstörungen werden gegebenenfalls durch in dem Block S dargestellte Schwellenschaltungen festgestellt. Die Schwellenschaltung S, dient zur Feststellung einer Spannungsunsymmetrie, während die Schwellenschaltung S₂ eine Lastabschaltung feststellt. Damit ein.zu häufiges Ansprechen der hier beschriebenen

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Schutzanordnung vermieden wird, ist es zweckmäßig, die Schwellenschaltungen so auszubilden, daß sie mit Hysterese arbeiten.

In der Schwellenschaltung S, wird der absolute Wert der algebraischen Summe der Potentialdifferenzen gegen Masse zweier sich (homolog) entsprechender Punkte der Speisestromschleife, beim dargestellten Beispiel die Klemmen i, , i₂ der Fernspeiseeinrichtung, mit einer Bezugsspannung verglichen, und bei Feststellung einer Betriebsstörung wird ein Alarmkriterium s erzeugt. Die Bezugsspannung ist nicht dargestellt und wird in einer bekannten Weise aus der Fernspeisespannung gewonnen. Die Schwellenschaltung S₂ mißt dagegen den die Leitungsschleife durchfließenden Strom. Ist eine Leitung unterbrochen oder die Last abgeschaltet worden, so sinkt der Strom auf Null ab oder unterschreitet jedenfalls einen gewissen Minimalwert. Diese beiden Betriebsstörungen, die für die Geräte des Systems und vor allem für das Wartungspersonal gefährlich sein können, werden von der Schwellenschaltung S₂ durch das Alarmkriterium c gemeldet. Aus weiteren Sicherheitsgründen ist es zweckmäßig, daß die mit einer Klemme der Fernspeiseainrichtung verbundene Schwellenschaltung S₂ nicht metallisch mit den übrigen Teilen des Stromkreises in Verbindung steht; aus diesem Grund wird gemäß einer bevorzugten Ausführungsform das Alarmkriterium c der Speicher- und Verarbeitungseinheit ME über einen optoelektronischen Koppler AO gesendet.

In der Speicher- und Verarbeitungseinheit ME werden die Alarmkriterien c und s in Speicherschaltungen M, bzw. M₂ gespeichert, jedoch nur dann, wenn sie für eine Zeit andauern, die größer als eine bestimmte Mindestzeit ist, welche durch ein Zeitglied τ, bzw. τ₂ eingeführt wird. Dadurch wird vermieden, daß die hier beschriebene Schutzanordnung auf sehr kurzzeitige Erscheinungen anspricht, die nicht wirklich gefährlich sind. Wenn man zwei unterschiedliche Zeitglieder τ. und τ2 verwendet, ist es möglich, die Schutzanordnung je nach

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Art der festgestellten Störung auf unterschiedliche Ansprechzeiten einzustellen. Wenn man den Zeitwert des Zeitgliedes τ, größer als denjenigen des Zeitgliedes τ₂ setzt, kann man insbesondere vermeiden, daß die infolge einer Unsymmetrie durch die Schutzanordnung herbeigeführte Unterbrechung des Fernspeisestromkreises dann von der Schutzanordnung als eine Lastabschaltung ausgewertet und gemeldet wird.

Ein Verknüpfungsschaltwerk L, das gemäß Fig. 1 durch Torglieder A. und A- sowie ein Addierglied 0 gebildet ist, erzeugt ein Öffnungskriterium a, das beispielsweise über einen Transistor T die Umschaltung des Leitungsrelais D bewirkt, wodurch die Fernspeiseeinrichtung abgeschaltet wird. Das Öffnungskriterium a und/oder die am Ausgang der Speicherschaltungen M, und M₂ vorliegenden Kriterien c¹ und s¹ können (in nicht dargestellter Weise) dazu benutzt v/erden, dem Wartungspersonal das Vorhandensein einer Betriebsstörung und/oder deren Art zu melden. Ein Rückstellsignal r löscht die in den Speicherschaltungen M, und M₂ gespeicherten Alarmkriterien c und s und auch das Öffnungskriterium a, wodurch die normalen Betriebsverhältnisse wieder hergestellt werden können.

In Fig. 2 ist schematisch eine bevorzugte Ausführungsform der Speicher- und Verarbeitungseinheit ME dargestellt, in welcher die Zeitglieder t. und τ₂ RC-Glieder sind und die Speicherund Verarbeitungsfunktionen der Speieherschaltungen M,, M₂ bzw. der Torglieder A., A„ durch NAND-Glieder N. und N₂ bzw. N₅ und Ng realisiert werden. Die NAND-Glieder N₃ und N₄ bzw. N₇ und Ng ermöglichen es den Öffnungskriterien a. bzw. a₂, die durch die einander gleichen Teile der Einheit ME aufgrund der Alarmkriterien c bzw. s erzeugt und zur Bildung des Öffnungskriteriums a kombiniert werden, den Betrieb des jeweils anderen Teils der Einheit ME zu sperren, damit eine falsche Doppelmeldung durch die Einheit ME verhindert wird.

Als Beispiel soll nun die Wirkungsweise desjenigen Teils der Einheit ME erläutert werden, der zur Speicherung und Ver-

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arbeitung des Alarmkriteriums c bestimmt ist, wobei das Vorliegen eines Signals einem niedrigen Potentialwert (Binärwert 0) entspricht. Die Wirkungsweise des anderen Teils ist analog. Beim normalen Betriebszustand liegen die in Fig. 2 angegebenen Binärwerte vor. Der Wechsel des Kriteriums c von 1 auf 0 bewirkt die Umschaltung der NAND-Glieder N₁ und N₂. Der Binärwert 0 am Ausgang des NAND-Gliedes N₂ erscheint nach einer durch das Zeitglied τ, bestimmten Zeit am Ausgang des NAND-Gliedes N₃ und somit am zweiten Eingang des NAND-Gliedes N,, wodurch die Schaltung in dem erreichten Zustand blockiert und die festgestellte Betriebsstörung auch nach Beendigung des Kriteriums c gespeichert wird. Bei einem Wechsel des Rücksetzsignals r von 1 auf 0/ der den Wechsel des Ausgangs des NAND-Gliedes N₂ auf bewirkt, kehrt die Schaltung in ihren Ruhezustand zurück. Ein Binärwert 0 am Ausgang des NAND-Gliedes N₃ bewirkt auch die Umschaltung des Torgliedes G, wodurch das Kriterium a erzeugt wird und am Ausgang des NAND-Gliedes Ng der Binärwert 1 erscheint, so daß die NAND-Glieder N₅, N₆, N- und Ng gehindert werden, ein gegebenenfalls erscheinendes Kriterium s zu speichern.

Es versteht sich, daß die Fig. 2 zu entnehmende Schaltungsanordnung der Einheit ME im Rahmen der Erfindung abgewandelt werden kann, z.B. dadurch, daß der niedrige Binärwert (0) dem Fehlen eines Signals entspricht und/oder andere Bauelemente verwendet werden. Im Rahmen der Erfindung ist es ferner möglich, die in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellte Schutzanordnung dem Fall anzupassen, daß eine andere Anzahl von Betriebsstörungen festgestellt werden soll.

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Leerseite

Claims

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Patentans. prüc-he

( 1.))Schutzanordnung für ein Fernmelde-Übertragungssystem mit erlner Fernspeiseeinrichtung, deren Klemmen über eine Leitung mit einer zu speisenden Last verbunden sind, dadurch gekennzeichnet , daß an die Klemmen (iw i₂) der Fernspeiseeinrichtung Schaltungen (S,, S₂) angeschlossen sind, die eine Spannungsunsymmetrie an den Klemmen (i-, * i₂) bzw. eine Abschaltung der Last feststellen und mit einer Einheit (ME) zum Speichern und Verarbeiten der von ihnen gelieferten Informationen verbunden sind, und daß eine von der Speicher- und Verarbeitungseinheit (ME) gesteuerte Anordnung (T, D) zum Abschalten der Fernspeiseeinrichtung von der Leitung vorgesehen ist.
2.) Schutzanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß zum Feststellen der Spannungsunsymmetrie eine erste Schwellenschaltung (S,) vorgesehen ist, die die algebraische Summe der Potentialdifferenzen gegen Masse an den Klemmen (i., i₂) der Fernspeiseeinrichtung mit einer Bezugsspannung vergleicht, und daß zum Feststellen einer Lastabschaltung eine zweite Schwellenschaltung (S₂) die Stromstärke in dem Fernspeisestromkreis mißt.
3.) Schutzanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Schwellenschaltungen (S,, S₂) mit Hysterese arbeiten.
4.) Schutzanordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , daß die den Strom messende Schwellenschaltung (S₂) über einen optoelektronischen Koppler (AO) mit der Speicher- und Verarbeitungseinheit (ME) verbunden ist.
5.) Schutzanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicher- und Verarbeitungseinheit (ME) Zeitglieder (τ, , τ₂) ent-

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ORFGlNAL INSPECTED

hält, welche die Einspeicherung der von den Schaltungen (S,, S2) zum Feststellen einer Spannungsunsynunetrie bzw. einer Lastabschaltung erzeugten Alarmkriterien (s, c) in Speicherschaltungen (M₁, M₂) erst nach einer festgelegten Zeitdauer dieser Alarmkriterien veranlassen, sowie ein Verknüpfungsschaltwerk (L), das in Abhängigkeit von den in den Speicherschaltungen (M,, M₂) gespeicherten Kriterien (s¹, c¹) ein Öffnungskriterium (a) erzeugt, welches die Anordnung (T, D) zum Abschalten der Fernspeiseeinrichtung steuert, und daß die Speicherschaltungen (M,, M₂) sowie das Verknüpfungsschaltwerk (L) durch ein Rücksetzsignal (r) in den Ruhezustand gebracht werden.
6.) Schutzanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicherund Verarbeitungseinheit (ME) durch zwei gleiche Schaltungen gebildet ist, welche jeweils ein erstes NAND-Glied (N,, N^) 1 an dessen einem Eingang eines der Alarmkriterien (c, s) liegt, ein mit dem ersten NAND-Glied verbundenes zweites NAND-Glied (N₂, Ng), an dessen weiteren Eingang ein Rücksetzsignal (r) liegt, ein Invertierglied (Ν,, N^), das über ein Zeitglied (τ,, T₂) mit dem zweiten NAND-Glied verbunden ist, sowie ein mit dem Invertierglied verbundenes drittes NAND-Glied (N,, Ng) enthält, dessen mit einem weiteren Eingang des ersten NAND-Gliedes (N.) und einem weiteren Eingang des dritten NAND-Gliedes (Ng) der jeweils anderen Schaltung verbunden ist; und daß die Ausgänge Ja₁, a₂) der dritten NAND-Glieder (N₃, Ng) mit einem das Öffnungskriterium (a) erzeugenden Torglied (G) verbunden sind.

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