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Einrichtung zur Überwachung von an einer entfernten Stelle befindlichen
verstellbaren Organen, insbesondere elektrischen Schaltern Die Erfindung bezieht
sich auf eine Einrichtung zur Überwachung von an einer entfernten ;Stelle befindlichen
verstellbaren Organen, insbesondere elektrischen Schaltern. Es ist bereits bekannt,
die Stellung ferngesteuerter Schalter mit Hilfe von an der Überwachungsstelle vorgesehenen
Meßgeräten anzuzeigen, in deren Stromkreisen je nach der Stellung der Schalter Widerstände
ein- und ausgeschaltet werden. Aus der Stärke des über die Überwachungsleitung fließenden
Stromes erkennt man die Stellung des Schalters. Es ist ferner eine Einrichtung bekannt,
bei der das Meßgerät während der Zeit, während der die Stellung des verstellbaren
Organs nicht angezeigt wird, dazu benutzt wird, um die Spannung einer entfernt liegenden
Leitung zu messen. Die bekannten Einrichtungen haben den Nachteil. daß die Anzeige
von der Länge der Fernleitung abhängig ist, da ja die Fernleitung selbst auch einen
Widerstand für das Meßinstrument bildet. Außerdem kann bei diesen bekannten Einrichtungen
die Stellung des Organs nur am Meßg era iit, nicht aber an besonderen Stellungsanzeigevorrichtungen
erkannt werden. Ferner ist es bei der zuletzt genannten Einrichtung nicht möglich,
zugleich die Stellung eines verstellbaren Organs und eine Meßgröße zu überwachen.
Es kann entweder nur gemessen oder nur die Stellung eines verstellbaren Organs überwacht
werden. Dies ist insofern ein Nachteil, als man in vielen Fällen gerade bei der
Stellungsänderung eines Schalters eine bestimmte Meßgröße beobachten will. Durch
die Erfindung werden die aufgeführten Nachteile beseitigt. Erfindungsgemäß dienen
Impulse, die von einem an einer entfernten Stelle befindlichen, zwecks Übertragung
einer Meßgröße entsprechend beeinflußten.Impulsgeber nach einer Überwachungsstelle
übermittelt werden, gleichzeitig zur Steuerung einer an einer Überwachungsstelle
angeordneten Stellungsanzeigevorrichtung für das verstellbare Organ, wobei in Abhängigkeit
von der Stellung des verstellbaren Organs die Häufigkeit der Meßimpulse verändert
wird.
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Es ist zwar schon bekannt, laufend sich ändernde Meßgrößen durch über
eine Fernleitung übertragene Impulse anzuzeigen. Demgegenüber handelt es sich bei
der Erfindung nicht allein um die Übertragung von Meßwerten, sondern zugleich um
die Anzeige von Schalterstellungen, was gemäß der Erfindung auf einer gemeinsamen
Leitung mit den gleichen Meßimpulsen vorgenommen wird. Zur Betätigung der Stellungsanzeigevorrichtungen
werden
also die gleichen Impulse verwendet, die zugleich zur Übertragung von Meßwerten
dienen. Zweckmäßig werden nur solche Meßwerte übertragen, dis, ' nur ganz geringe
Schwankungen aufweisen,, wie z. B. die Netzspannung-oder die Netz7lA. frequenz.
Gemäß der weiteren Erfindung steuert das die Impulse empfangende Relais eine Anzahl
Abfallverzögerungsrelais, deren Verzögerungszeit den verschiedenen Impulsfrequenzbereichen
entsprechend eingestellt ist und die auf die Stellungsanzeigevorrichtung einwirken.
Das Empfangsinstrument erhält entweder eine den Stellungen des verstellbaren Organs
entsprechende Anzahl Skalen, von denen die jeweils abzulesende Skala durch die Stellung
der Stellungsanzeigevorrichtung bestimmt ist, oder es wird mit nur einer Skala versehen.
Der durch die Impulse ausgelöste, der Impulsfrequenz entsprechende Strom zur Beeinflussung
des Meßgerätes wird dann bei einer eine Umstellung der Stellungsanzeigevorrichtung
hervorrufenden Änderung der Impulsfrequenz umgekehrt wie die Impulsfrequenz verändert.
Gleichen Meßwert vorausgesetzt, zeigt dann das Empfangsmeßinstrument unabhängig
von der Stellung des verstellbaren Organs stets den gleichen Ausschlag, obwohl.
die Impulsfrequenz je nach der Stellung des Organs verschieden ist. Die den einzelnen
Stellungsrückmeldüngen entsprechenden Impulsfrequenzen können durch Änderung eines
Widerstandes in dem den Impulsgeber beeinflussenden Stromkreis in Abhängigkeit von
einem von dem verstellbaren Organ gesteuerten Hilfskontakt eingestellt werden. Die
Erfindung läßt sich auch bei Anlagen mit Mehrfachfernübertragung von Meßgrößen mit
Vorteil verwenden. In diesem Fall werden zweckmäßig nur diejenigen Impulse, die
von einem im wesentlichen konstanten Meßwert beeinflußten Sender herrühren, zur
Betätigung der Stellungsanzeigevorrichtung verwendet. Die zur Übermittlung der übrigen
Meßwerte dienenden Impulse werden zur Stellungsanzeige nicht benötigt, so daß es
gleichgültig ist, ob diese Meßwerte stark schwanken oder nicht. Ferner ist es auch
möglich, in Abhängigkeit von der Stellung des verstellbaren Organs verschiedene,
insbesondere auch verschiedenartige Meßwerte über dieselbe Fernleitung, gegebenenfalls
auf dieselben Empfangsmeßgeräte zu übertragen, wobei aus der Stellung der Stellungsanzeigevorrichtung
erkennbar ist, welcher Meßwert bzw. welche Meßwerte jeweils übertragen werden. Diese
Ausführungsform der Erfindung eignet sich insbesondere für automatische Synchronisieranlagen,
bei denen neben der Rückmeldung der Schalterstellung vor dem Schließen des Synchronisierungsschalters
andere Meßwerte übertragen werden sollen als nach dem Schließen des Schalters.
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' # In den Abbildungen sind zwei Ausfüh-,,'.rpngsbeispiele der Erfindung
dargestellt. @@1bb. i zeigt eine Anordnung, bei der zur Betätigung der Stellungsanzeigevorrichtung,zur
Übertragung eines Meßwertes dienende Impulse verwendet werden. Mit 2 ist das zu
überwachende verstellbare Organ bezeichnet, welches beispielsweise ein in der Wechselstromleitung
3 liegender Schalter ist. An die Leitung 3 ist ein nach dem Impulsfrequenzverfahren
arbeitender Impulsgeber 4. angeschlossen, der mit einer der zu messenden. Größe
proportionalen Geschwindigkeit umläuft und periodisch einen Kontakt schließt. In
dem den Impulsgeber beeinflussenden Stromkreis liegt ein Widerstand 5, der von einem
mit dem Schalter - verbundenen Hilfskontakt 6 je nach der Stellung des Schalters
a kurzgeschlossen oder eingeschaltet wird, wodurch die zu der Überwachungsstelle
übermittelte Impulsfrequenz je nach der Stellung des verstellbaren Organs verändert
wird. Die Anordnung kann beispielsweise so getroffen sein, daß, wenn der Schalter
a geschlossen und somit der Widerstand 5 durch den Hilfskontakt 6 überbrückt ist,
die Impulsfrequenz doppelt so groß ist, als wenn der Schalter 2 geöffnet ist. In
beiden Fällen können jedoch in gewissen Grenzen die Impulsfrequenzen entsprechend
den Schwankungen des Meßwertes schwanken. Die von dem Impulsgeber hervorgerufenen
Stromimpulse werden über eine Fernleitung 7 einem Empfangsrelais 8 in der Überwachungsstelle
zugeführt. Das Empfangsrelais 8 besitzt drei Anker 9, io, i i. Mittels der Anker
io und i i werden die von dem Impulsgeber d. übermittelten Impulse über einen Kondensator
13 in bekannter Weise an das Meßinstrument 12 in der Überwachungsstelle weitergegeben,
dessen Ausschlag dann der Häufigkeit der Stromstöße, der Impulsfrequenz und damit
der zu messenden Größe entspricht. Der Anker 9 des Empfangsrelais 8 liegt in dem
Stromkreis eines Abfallverzögerungsrelais 15, dessen Verzögerung so eingestellt
ist, daß es bei der dem geschlossenen Schalter entsprechenden Impulsfrequenz in
seiner Arbeitsstellung verbleibt. Ist der Schalter geöffnet und die Impulsfrequenz
beispielsweise halb so groß wie vorher, schließt und öffnet das Abfallverzögerungsrelais
15 im Takte der übermittelten Impulse seinen Anker 16. Dieser liegt in dem Stromkreis
eines zweiten Abfallverzögerungsrelais 17, dessen Verzögerung größer als die Verzögerung
des Relais 15 und derart bemessen ist, daß es bei dem abwechselnden Schließen und
Öffnen des Ankers 16 in
seiner Arbeitsstellung bleibt. Durch die
von dem Schwanken des Meßwertes herrührenden geringen Änderungen der Impulsfrequenz
werden die Abfallverzögerungsrelais nicht beeinflußt. Wenn der Schalter 2 geschlossen
ist und dementsprechend das Abfallverzögerungsrelais 15 dauernd in seiner
Arbeitsstellung gehalten wird, d. h. wenn der Anker 16 geöffnet ist, ist das Relais
17 entregt. Die von dein Relais 17 gesteuerten Anker 18 und i 9 befinden sich daher
in ihrer Ruhelage. .An dem Anker 18 und seinem Ruhekontakt ist der Stromkreis einer
Signallampe 2o geschlossen, die die Einschaltstellung des Schalters 2 anzeigt. Ist
der Schalter 2 geöffnet, flackert das Relais 15, das Relais 17 wird erregt und bleibt
angezogen, so daß die Signallampe 2o ausgeschaltet und statt dessen die Signallampe
21 eingeschaltet ist, die die Ausschaltstellung des Schalters 2 kenntlich macht.
Je nachdem, ob das Relais 17 erregt oder entregt ist, wird parallel zu dem Kondensator
13 in der Empfangsmeßeinrichtung ein Kondensator 14 zu- oder abgeschaltet.
Diese Änderung des Kondensators der Empfangsmeßeinrichtung dient dazu, den der Impulsfrequenz
entsprechenden, das Meßinstrument beeinflussenden Kondensatorladestrorn in Abhängigkeit
von dem die Stellungsanzeigevorrichtung steuernden Relais zu ver-'indern. Auf diese
Weise wird erreicht, daß sowohl bei geschlossenem wie bei geöffr etem Schalter trotz
der in beiden Fällen verschiedenen Impulsfrequenz, gleichen Meßwert vorausgesetzt,
der Ausschlag des Meßgerätes i2 stets derselbe bleibt. Statt dieser zuletzt beschriebenen
Anordnung kann man auch das ,Meßgerät i2 mit zwei Skalen ausführen, von denen die
jeweils abzulesende Skala durch die Stellung der Stellungsanzeigevorrichtung bestimmt
ist, d. h. je nachdem, welche von den beiden Signallampen 2o, 21 aufleuchtet, muß
die eine oder die andere Skala abgelesen werden, da der Ausschlag des Zeigers des
Meßgerätes 12 infolge der geänderten Impulsfrequenz bei geschlossenem Schalter ein
anderer ist als bei geöffnetem Schalter.
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Von dem Relais 17 kann auch statt der Signallampen 2o und 21 ein elektromagnetischer
Stellungsanzeiger gesteuert werden, der beispielsweise in ein Leuchtschaltbild der
zu überwachenden Energieverteilungsanlage eingebaut ist.
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Mit der in der Abb. i dargestellten Einrichtung lassen sich nicht
nur Schalter überwachen, sondern auch irgendwelche anderen verstellbaren Organe
mit zwei Stellungen, z. B. auch Regelorgane. In vielen Fällen wird es jedoch bei
der Überwachung von Regelorganen zweckmäßig sein, nicht nur-die beiden Endstellungen
des Reglers nach der CJberwachungsstelle rückzumelden, sondern auch irgendeine Mittelstellung.
Mit der Einrichtung nach der Erfindung läßt sich dies ebenfalls verwirklichen, indem
man beispielsweise ein drittes Verzögerungsrelais und eine dritte Signallampe anordnet,
die ähnlich geschaltet werden wie die in der Abb. i dargestellten Verzögerungsrelais
und Signallampen.
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In der Abb.2 ist die Erfindung im Rahmen einer Anlage mit Mehrfachübertragung
von Meßwerten dargestellt, bei welcher den Empfangseinrichtungen, die nur beim Zusammentreffen
von zwei oder mehreren Impulsen ansprechen, Hilfsimpulse einerseits unmittelbar,
andererseits über den zugeordneten Sender zugeleitet werden. Und zwar werden zur
Betätigung der Stellungsanzeigevorrichtung außer den unmittelbar zugeleiteten Hilfsimpulsen
nur die Hilfsimpulse verwendet, die über den von einem im wesentlichen konstanten
Meßwert beeinflußten Sender übermittelt werden. Gleichzeitig ist in der Abb. 2 auch
eine Anordnung verwendet, bei der in Abhängigkeit von der Stellung des verstellbaren
Organs, d. h. des Schalters 22, verschiedene Meßw erte über dieselbe Fernleitung
45 auf dieselben Empfangsmeßgeräte 39, 42 übertragen werden. Aus der Stellung der
Stellungsanzeigevorrichtungen 20, 21 ist erkennbar, welche Meßwerte jeweils übertragen
werden. Für alle Impulse werden die positiven und negativen Halbwellen des in Gier
Wechselstromleitung fließenden Stromes verwendet. Bei dieseln Ausführungsbeispiel
können nur zwei verschiedene Meßgrößen gleichzeitig übertragen werden; wie die Schaltung
erweitert werden muß, um weitere Meßgrößen zu übermitteln, ist aus der Abbildung
ersichtlich, indem die positiven und negativen Halbwellen weiter zerlegt werden.
Die positive und negative Halbwelle wird sowohl an der Sendestelle als auch an der
Überwachungsstelle mit Hilfe der Gleichrichter 24, 25 und 34, 35 auf zwei getrennte
Wicklungen 26, 27 bzw. 36, 37 verteilt. Die Wicklungen 26 und 27 arbeiten als polarisiertes
Relais und wirken auf die Zunge 28, die, wenn der Schalter 22 geöffnet ist, über
die mit dem Schalter verbundenen Hilfskontakte 43, 44 abwechselnd den Impulsgeber
3 1 und 32 mit der Fernleitung 45 verbindet. Wenn der Schalter 22 geschlossen
ist, werden über die Hilfskontakte 43, 4.4. die Impulsgeber 29, 3o abwechselnd von
der Zunge 28 an die Fernleitung 45 angeschlossen. Jeder dieser vier Impulsgeber
wird von einem anderen Meßwert beeinflußt. In der Über wachungsstelle ist an die
Fernleitung- das Empfangsrelais 46 angeschlossen, dessen Anker 47 zwischen den Nullpunkt
des Transformators 33
und den Verbindungspunkt der @'@ficklungen
36 und 37 eingeschaltet ist. Die Wicklungen 36 und 37 wirken auf die Kontakte 4o
und 38, die in dem Stromkreis der den Impulsgebern 29, 31 bzw. 30, 32 zugeordneten
Empfangsrneßgeräte 39, 42 liegen. Von der Wicklung 36 wird außerdem ein zweiter
Anker 41 gesteuert, der im Stromkreis des Abfallverzögerungsrelais 15 liegt, welches
wie in Abb. i ein zweites Abfallverzögerungsrelais 17 steuert. Dieses wiederum betätigt
an seinem Anker i8 die Anzeigelampen 2o, 21 und verändert mit Hilfe seines Ankers
i9 entsprechend der jeweils übermittelten Impulsfrequenz den das Meßgerät42 beeinflussenden
Kondensatorladestrom, wie in Abb. i dargestellt und beschrieben. Aus dem Vorstehenden
ist klar, daß die Impulsfrequenz, die von dem Impulsgeber 32 übermittelt wird, erheblich
von der Impulsfrequenz, die von dem Impulsgeber 30 übermittelt wird, abweichen
muß. Beispielsweise kann die Anordnung so getroffen sein, daß zur Übermittlung des
den Impulsgeber 3o beeinflussenden Meßwertes eine Impulsfrequenz benutzt wird, die
doppelt so groß ist -,vie die von dem Impulsgeber 32 übermittelte. Wie aus der Abbildung
ersichtlich ist, werden die von den Impulsgebern 3o bzw. 32 ausgehenden Impulse
zur Rückmeldung der Schalterstellung benutzt. Man wird also diese Impulsgeber von
Meßwerten beeinflussen lassen, die im wesentlichen konstant sind und nur relativ
geringe Schwankungen aufweisen.
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Durch die die Spulen 26 und 27 durchfließenden Impulse wird die Zunge
28 periodisch aus der einen in die andere Endlage bewegt. Sind die Kontakte der
Impulsgeber 31, 32 geöffnet, so kann kein Strom durch die Leitung 45 fließen. Es
sei angenommen, daß in der positiven Halbwelle des Stromes die Spule 27 die Zunge
28 anzieht und so den Impulsgeber 31 an die Fernleitung 45 anschließt, wenn der
Schalter 22 geöffnet ist. Ist der Kontakt des Impulsgebers 31 geschlossen, so fließt
in diesem Augenblick ein Strom über die Spule 46, die ihren Anker 47 anzieht. Es
fließt daher über die Spule 37 und den Gleichrichter 35 ein Strom, weil im gleichen
Augenblick nur über diesen Gleichrichter wegen der Phasengleichheit der Hilfsimpulse
an beiden Stellen Strom fließen kann. Während der negativen Halbwelle des Stromes
fließt kein Strom durch die Spule 46, wenn der Kontakt des Impulsgebers 32 in diesem
Augenblick offen ist. Während der folgenden positiven Halbwelle wiederholt sich
das erwähnte Spiel. Es ist klar, daß unter diesen Umständen die Spule 37 während
der positiven Halbwelle den Kontakt 38 periodisch schließt und öffnet, und zwar
im Takte der von dem Impulsgeber 31 übermittelten Impulsfrequenz, die dem auf den
Impulsgeber 31 wirkenden Meßwert entspricht. Während der negativen Halbwelle werden
die Spulen 26 und 36 gleichzeitig erregt. Die Zunge 28 schließt daher den Impulsgeber
32 an die Fernleitung, so daß das Meßgerät 42 entsprechend der von dem Impulsgeber
32 übermittelten Impulsfrequenz betätigt wird. Gleichzeitig wird der Kontakt 41
periodisch geschlossen und geöffnet. Das Relais 15, welches dem Relais 15 der Abb.
i entspricht. flackert, das Relais 17 hält seinen Anker i8 und i9 daher angezogen,
so daß die Signallampe 21 aufleuchtet, zum Zeichen, daß der Schalter 22 geöffnet
ist.
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Wenn der Schalter 22 geschlossen ist, werden die Impulsgeber 29 und
30 mit der Fernleitung 45 abwechselnd verbunden. Während der negativen Halbwellen
wird die Spule 36 entsprechend der größeren Impulsfrequenz betätigt, so daß das
Abfallverzögerungsrelais 15 seinen Anker 16 angezogen hält, das Relais 17 daher
entregt und die Lampe 2o eingeschaltet wird, welche anzeigt, daß der Schalter 22
geschlössen ist.
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Die in der Abb. 2 dargestellte Anordnung eignet sich für automatische
Synchronisiereinrichtungen. Vor dem Schließen des Synchronisierungsschälters 22
kann mittels der Impulsgeber 31 und 32 beispielsweise die Spannungsdifferenz und
die Frequenzdifferenz übertragen werden. Nach Schließen des Schalters 22 kann dann
mittels des Impulsgebers 3o beispielsweise die -Netzspannung übermittelt werden,
über den Impulsgeber 29 irgendein anderer wichtiger, auch stark schwankender Meßwert,
z. B. die Leistung.
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Statt wie in der Abb. 2 die vier Meßwerte auf dieselben beiden Empfangsmeßgeräte
39 und 42 zu übertragen, wobei aus der Stellung der Stellungsanzeigevorrichtungen
2o, 21 erkennbar ist, welcheMeßwerte jeweils übertragen werden, ist es auch möglich,
für j edenMeßwert ein besonderes Meßinstrument anzuordnen. In Abhängigkeit von dem
Verzögerungsrelais 17 werden dann die einen oder die anderen beiden Meßinstrumente
unter den Einfluß der Spulen 36 und 37 gebracht.
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Die Erfindung läßt sich auch bei anderen Mehrfachfernmeßverfahren,
die nach demImpulsfrequenzverfahren arbeiten, verwenden.