DE496250C

DE496250C - Method for the remote switching of circuits connected to power plants using medium or high frequency control currents

Info

Publication number: DE496250C
Application number: DEA47456D
Authority: DE
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1925-04-04
Filing date: 1926-04-07
Publication date: 1930-04-22

Description

Verfahren zum Fernschalten von an Kraftanlagen angeschlossenen Stromkreisen unter Verwendung von mittel- oder hochfrequenten Steuerströmen Es ist bekannt, thermische Relais zum Schalten von Stromkreisen zu benutzen.Procedure for the remote switching of circuits connected to power plants using medium or high frequency control currents It is known thermal To use relays to switch circuits.

Erfindungsgemäß werden thermische Relais zur Fernschaltung von Stromkreisen, insbesondere von solchen, die an Kraftanlagen angeschlossen sind, derart benutzt, daß den verschiedenen Schaltfunktionen verschiedene Hochfrequemwellen zugeordnet und hochfrequente Steuerströme den niederfrequenten Strömen der Kraftleitung überlagert werden, von welcher sie durch selektive Schaltanordnungen auf die entsprechenden thermischen Relais übertragen werden. Die zu verwendenden Hochfrequenzen liegen dabei oberhalb der Betriebsfrequenz der Anlage. Das zu betätigende thermische Relais wird nur von der ihm zugeordneten Hochfrequenzwelle zum Ansprechen gebracht und wird entweder durch den Hochfrequenzstrom selbst oder durch die von den Hochfrequenzschwingungen hervorgerufenen Magnetfelder bzw. dadurch bedingte Wirbelströme .erwärmt.According to the invention, thermal relays are used for remote switching of circuits, in particular used by those connected to power plants in such a way that that different high-frequency waves are assigned to the various switching functions and high-frequency control currents are superimposed on the low-frequency currents of the power line be, of which they are switched to the appropriate by selective switching arrangements thermal relay. The high frequencies to be used are above the operating frequency of the system. The thermal relay to be operated is only made to respond by the high-frequency wave assigned to it and is generated either by the high frequency current itself or by that of the high frequency vibrations generated magnetic fields or eddy currents caused by them .erwärmt.

Der Vorgang einer Ein- und Ausschaltung eines Stromkreises sei im Prinzip an Hand der Abb. i erläutert. Darin sind io und i i zwei auf Wärme reagierende Elemente, welche aus Bimetall, beispielsweise Messing- und Nickelstahl, bestehen. Es kann statt dessen jede andere Form von thermischen Elementen gewählt werden. Die Elemente io bzw. I I befinden sich teilweise im Innern der Spulen iz bzw. 13 und sind, jedes für sich, mit dem einen Ende an den Unterlagen i9 sich-, 2o befestigt, während die freien Enden dazu dienen, zusammen mit dem Quecksilberschalter 15, der auf der um ihren Mittelpunkt drehbaren Platte 14 sitzt, das Öffnen und Schließen eines Stromkreises zu bewirken, wodurch wiederum auf elektromagnetischem Wege Schalter gesteuert werden können. Der Quecksilberschalter ist ein Kippschalter mit den Kontakten 16 und 17 und befindet sich in einem Gehäuse mit einer bestimmten Menge Quecksilber. Durch die Schwere des Quecksilbers wird der Schalter in der jeweils geschalteten Lage gehalten. Wenn die Platte mit dem Schalter infolge der durch Erwärmung bedingten Biegung des Elements i i in die in Abb: i gezeichnete Lage gebracht wird, so wird durch das Quecksilber elektrische Verbindung zwischen den Kontakten 16 und 17 hergestellt. Durch. die Biegung des Elements io hingegen wird die Platte 14 nach der entgegengesetzten Richtung gedreht, wodurch dann infolge Abfließens des Quecksilbers der Kontakt zwischen 16 und 17 geöffnet wird. Zum Ausgleich der Wirkung von Temperaturänderungen in der Umgebung sind die Elemente i o und i i an den Punkten 19 und 2o drehbar befestigt. Demselben Ausgleich dienen die ebenfalls an den Unterlagein i9 und 2o befestigten Metallstreifen 2i und 2z. Die Stellschrauben 23 und 24 ermöglichen, die Elemente io und i i gegebenenfalls in die richtige Lage zur Platte 14 zu bringen. Die Selbstinduktionen 12 und 13 sind auf je eine Frequenz abgestimmt. Zu diesem Zweck sind ihre entsprechend gewählt und außerdem zur genaueren Abstimmung noch Kondensatoren vorgesehen, wie beispielsweise 25 und 26 (Abb.2). Um eine der beiden. Schaltfunktionen auszulösen, muß von der entfernten Station diejenige Hochfrequenzwelle ausgesendet werden, auf die die Spule des zu erregenden Bimetallstreifens abgestimmt ist. Dadurch, daß zwischen den Abstimmungen der beiden Spulen ein bioreichend. großer Wellenlängenabstand vorgesehen ist, ist sichergestellt, daß nur .einer der beiden Bimetallstreifen anspricht.The process of switching a circuit on and off is explained in principle on the basis of Fig. I. Inside, io and ii are two elements that react to heat and are made of bimetal, for example brass and nickel steel. Instead, any other form of thermal element can be selected. The elements io and II are partly located inside the coils iz and 13 and are, each for itself, fastened with one end to the supports i9 itself, while the free ends are used together with the mercury switch 15 , which sits on the rotatable about its center plate 14 to cause the opening and closing of a circuit, which in turn switches can be controlled electromagnetically. The mercury switch is a toggle switch with contacts 16 and 17 and is located in a housing with a certain amount of mercury. Due to the severity of the mercury, the switch is held in the respective switched position. When the plate with the switch is brought into the position shown in Fig: i as a result of the bending of the element ii caused by heating, the mercury creates an electrical connection between the contacts 16 and 17. By. the bend of the element io, however, the plate 14 is rotated in the opposite direction, which then opens the contact between 16 and 17 as a result of the mercury flowing off. To compensate for the effect of temperature changes in the environment, the elements io and ii are rotatably attached to points 1 9 and 2o. The same compensation is provided by the metal strips 2i and 2z, which are also fastened to the supports in i9 and 2o. The adjusting screws 23 and 24 enable the elements io and ii to be brought into the correct position relative to the plate 14, if necessary. The self-inductions 12 and 13 are each tuned to a frequency. For this purpose, theirs are selected accordingly and capacitors, such as 25 and 26, are also provided for more precise coordination (Fig.2). To one of the two. To trigger switching functions, that high-frequency wave must be transmitted from the remote station to which the coil of the bimetallic strip to be excited is tuned. The fact that between the votes of the two coils a bio-rich. large wavelength spacing is provided, it is ensured that only .one of the two bimetal strips responds.

Wird beispielsweise von der entfernten Station die Hochfrequenzwelle ausgesendet, auf welche die Selbstinduktion i3 abgestimmt ist, so wird der Bimetallstreifen i i durch das infolge der Resonanz durch die Spule i3 bewirkte starke Magnetfeld und die dadurch bedingten Wirbelströme (und Hystereseverluste) erwärmt und die Platte 14 in die gezeichnete Lage gebracht. Entsprechend wird bei Aussendung der der Spule 12 zugeordneten Hochfrequenzwelle der Bimetallstreifen io erwärmt und durch die dadurch bewirkte Drehunn.g der Platte i q. der Kontakt zwischen 16 und 17 unterbrochen.For example, the high frequency wave from the remote station sent out to which the self-induction i3 is matched, the bimetallic strip is i i due to the strong magnetic field caused by the resonance through the coil i3 and the resulting eddy currents (and hysteresis losses) heats up and the plate 14 brought into the position shown. Correspondingly, when the coil is emitted 12 associated high-frequency wave of the bimetallic strip io heated and through the thereby caused rotation of the plate i q. the contact between 16 and 17 interrupted.

Die Übertragung der Hochfrequenz erfolgt über die Leitungen der Kraftanlage, wie es in Abb. 2 prinzipiell dargestellt ist. Die Speiseleitung L sei über einen eeägneten Transformator 27 und einen Trennuutgsschalter 28 beispielsweise an einen 6op@eriodigen Dreiphasengenerator 29 angeschlossen. Dien niederfrequenten Wechselströmen können wahlweise verschiedenen Schaltkommandos zugeordnete Hochfrequenzströme überlagert werden. Zur Erzeugung der Hochfrequenz können Maschinengeneratoren, wie 3o und 33, vorgesehen sein, die durch Trennschalter 3 i und 34. über die Kopplungskondensatoren 32 und 35 an eine Phase des Netzes anzuschließen sind. An Stelle der Maschinengeneratoren können auch Elektronenröhren als 'Generatoren verwendet werden, mit besonderen Vorteil dann, wenn mit verhältnismäßig hohen Frequenzen gearbeitet werden soll. Auch kann an die Stelle mehrerer Maschinengeneratoren ein Maschinengenerator treten, bei dem die verschiedenen Hochfrequenzen aus seiner Grundfrequenz durch Frequen7transformation gewonnen werden. In dem vorliegenden Beispiel sei angenommen, daß der Generator 3o die Frequenz iSoo, der Generator 33 die Frequenz 28oo liefert. An einer entfernten Stelle, an der man Lampenkreise an- und abzuschalten wünscht, ist eine Einrichtung vorgesehen, wie sie im Prinzip mit Hilfe von Abb. i bereits erläutert worden ist. Von der Netzspannung werden mit Rücksicht auf die Abstimmung der Glieder 12, 25 bzw. 13"-6 auf die Frequenzen i5oo bzw. 28oo nur minimale, zu vernachlässigende Ströme in den Spulen 12 und 13 erzeugt. Die Kontakte 16 und 17 des Quecksilberschalters 15 sind in Reihe mit der Wicklung des elektromagnetischen Relais 36 in eine zweite Phase der Netzleitung geschaltet. Das Relais 36 schließt im erregten Zustande, wenn also die Kontakte 16 und 17 verbunden sind, die Lichtversorgungsleitung 37 an die Netzleitung L. In der Abb. 2 ist dieser Fall gezeichnet. Die dargestellte Lage des Quecksilberunterbrechers 15 ist dadurch hervorgerufen worden, daß von der Station mit Hilfe des Generators 33 die Frequenz 28oo ausgesendet und der auf diese abgestimmte Stromzweig 26, 13 erregt worden ist. Die durch den verhältnismäßig starken Resonanzstrom in dem im Innern der Spule 13 befindlichen Bimetallstreifen i i erzeugten Wirbelströme haben zur Erwärmung des Metallstreifens i i geführt und damit zur Bewegung der Platte 14 in die gezeichnete Lage. Wenn jetzt der Lampenversorgungskreis 37 wieder abgeschaltet werden soll, so wird von der. Zentrale mit Hilfe des Generators 3o die Frequenz i5oo ausgesandt und dadurch die Erwärmung des Metallstreifens i o und ein Umkippen der Platte 14 bewirkt. Infolgedessen wird durch das Abfließen des Quecksilbers nach rechts der Kontakt zwischen 16 und 17 unterbrochen und die Wicklung des Relais 36 stromlos. Infolge des durch das Quecksilber bewirkten Übergewichts verharrt die Platte i q. in der neuen Lage, auch nachdem die Aussendung der Frequenz i5oo unterbrochen worden und die Abkühlung des Metallstreifens io vor sich gegangen ist. Erst durch eine Aussendung der Frequenz 28oo kann die Platte 14 wieder in die gezeichnete Lage übergeführt werden. ' Anstatt die thermischen Elemente io und i i durch Wirbelströme zu erwärmen, kann die Erwärmung auch dadurch herbeigeführt werden, daß die Bimetallstreifen von Schwingungsstrom durchflossen und erwärmt werden, beispielsweise dadurch, daß sie mit den Spulen 12, 13 und Kondensatoren 25, 26 entsprechend in Reihe geschaltet sind.The transmission of the high frequency takes place via the lines of the power plant, as shown in principle in Fig. 2. The feed line L is via one Equipped transformer 27 and an isolating switch 28, for example, to one 6op @ eriodigen three-phase generator 29 connected. Serves low-frequency alternating currents High-frequency currents assigned to various switching commands can optionally be superimposed will. To generate the high frequency, machine generators such as 3o and 33, be provided by isolating switches 3 i and 34. via the coupling capacitors 32 and 35 are to be connected to one phase of the network. Instead of the machine generators Electron tubes can also be used as generators, with particular advantage when you want to work with relatively high frequencies. Also can Instead of several machine generators, a machine generator can be used in which the different high frequencies from its basic frequency through frequency transformation be won. In the present example it is assumed that the generator 3o the frequency iSoo, the generator 33 supplies the frequency 28oo. At a distant The place where you want to turn lamp circuits on and off is a facility provided, as has already been explained in principle with the help of Fig. i. With regard to the coordination of the links 12, 25 or 13 "-6 on the frequencies i5oo or 28oo only minimal, negligible Currents in the coils 12 and 13 are generated. Contacts 16 and 17 of the mercury switch 15 are in series with the winding of the electromagnetic relay 36 in a second Phase of the power line switched. The relay 36 closes in the energized state when so the contacts 16 and 17 are connected, the light supply line 37 to the Mains line L. This case is shown in Fig. 2. The position of the Mercury breaker 15 has been caused by the station with the help of the generator 33, the frequency 28oo is sent out and the one tuned to this Branch 26, 13 has been excited. Due to the relatively strong resonance current Eddy currents generated in the bimetallic strip i i located inside the coil 13 have led to the heating of the metal strip i i and thus to the movement of the plate 14 in the position shown. If now the lamp supply circuit 37 is switched off again is supposed to be, the. Centralize the frequency with the help of the generator 3o i5oo sent out and thereby the heating of the metal strip i o and a tipping over the plate 14 causes. As a result, the mercury drains off on the right the contact between 16 and 17 is interrupted and the winding of the relay 36 currentless. As a result of the excess weight caused by the mercury, the Plate i q. in the new position even after the transmission of the frequency i5oo is interrupted and the cooling of the metal strip has taken place. Only by an emission of the frequency 28oo can bring the plate 14 back into the position shown be transferred. 'Instead of the thermal elements io and i i by eddy currents to heat, the heating can also be brought about by the fact that the bimetallic strips are traversed by oscillating current and heated, for example by the fact that them with the Coils 12, 13 and capacitors 25, 26 accordingly are connected in series.

Wie bereits erwähnt, können die zur Verwendung gelangenden thermischen Elemente beliebiger Art sein. Eine besondere Form ist in Abb.3 dargestellt. Sie hat den Vorzug größerer Empfindlichkeit und benötigt daher zum Ansprechen eine geringere Leistung. In der evakuierten Röhre 41 sind zwei Bimetallstreifen eingebaut, welche mit den Anschlußkontakten 43 und 44 in den Stromkreis der Wicklung des Relais 36 geschaltet werden können. Die Enden 38 und 39 bilden eine Kontaktstelle, die im Falle der hinreichenden Erwärmung geschlossen wird. In der in Abb.3 gezeichneten Weise ist die Röhre 41 einem Hochfrequenzfeld auszusetzen. An Stelle des Quecksilberunterbrechers i y in Abb. 2 sind zwei thermische Elemente gemäß Abb.3 einzusetzen, von denen jedes durch eine Hochfrequenzwelle -erregt wird. Jedes Element ist beispielsweise zum Schalten einer Wicklung eines liipprelais zu benutzen, das den Lampenstromkreis an- oder abschaltet.As already mentioned, the thermal Be elements of any kind. A special shape is shown in Figure 3. she has the merit of greater sensitivity and therefore requires less to respond Power. In the evacuated tube 41 two bimetal strips are installed, which with the connection contacts 43 and 44 in the circuit of the winding of the relay 36 can be switched. The ends 38 and 39 form a contact point, which in the Case of sufficient heating is closed. In the one shown in Figure 3 In this way, the tube 41 is to be exposed to a high-frequency field. Instead of the mercury breaker i y in Fig. 2 two thermal elements according to Fig. 3 are to be used, each of which is excited by a high frequency wave. Each element is for example to Switching a winding of a liipprelais to use the lamp circuit on or off.

Das Wesen der Erfindung ist für den Fall der Benutzung von zwei Hochfrequenzwellen beschrieben. Es ist ohne weiteres ersichtlich, daß in der gleichen Weise durch mehrere Hochfrequenzwellen mehrere Schaltfunktionen durch zugeordnete thermische Relais gesteuert werden können.The essence of the invention is in the case of using two high frequency waves described. It is readily apparent that in the same way by several High frequency waves multiple switching functions through assigned thermal relays can be controlled.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Method for remote switching of power plants connected circuits, in particular lamp circuits, using of medium- or high-frequency control currents, the low-frequency currents the power line are superimposed, characterized in that by the in parallel Circuits that are located to conduct the force and are tuned to the superimposed frequencies resulting resonance currents a thermal relay that triggers the switching process is operated.

2. Apparatus for carrying out the method according to claim i, characterized characterized in that the thermal relay is located within the induction coil of a coordinated circle is located.

3. Device according to claim i and 2, characterized in that that the thermal relay consists of two bimetal strips, each of which in one of the self-induction coils of the resonance circuits tuned to different frequencies is arranged. q .. Device according to claim i to 3, characterized in that A rotating mercury contact due to the response of one or the other bimetal strip is opened or closed.