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Schaltungsanordnung für die Fernübertragung von Gleichstromimpulsen
Es sind bereits Schaltanordnungen für die Übermittlung von die Fernsteuerung, Fernmeldung,
Fernmessung oder Fernregelung bewirkenden Gleichstromimpulsen unter Benutzung eines
Wechselstromnetzes und Er dc bekanntgeworden. So sind bei einer bekannten Anordnung
die Sende- bzw. Empfangsgeräte einerseits mit dem Nullpunkt einer mit den drei Leitern
eines Dreiphasennetzes verbundenen \Tullpunktsdrossel und anderseits mit der Erde
verbinden. Eine derartige Anordnung hat nun zufolge der in einer Vielzahl zur Verwendung
kommenden Nullpunktsdrosseln den Nachteil, daß sie verhältnismäßig teuer ist, viel
Platz beansprucht und erhöhte Montagekosten verursacht. Aus diesem Grunde wurde
daher auch bereits vorgeschlagen, die LTbertragung der Gleichstromimpulse nicht
über die drei Leiter, sondern nur übler einen Leiter des Wechselstromnetzes, und
zwar unter Zwischenschaltung einer Drosselspule vorzunehmen. Hierbei ist die Anordnung
so getroffen, daß die Ableitung der über die Anschlußleitung fließenden unerwünschten
Ströme über die Gleichstromquelle selbst erfolgt. Das hat natürlich den Nachteil,
daß bei einem eventuellen Beschädigtwerden der Gleichstromquelle unter Umständen
der Fall auftreten kann, daß die Ableitung der Ströme nicht mehr in dem erwünschten
Maß erfolgt. Bei Verwendung einer Gleichstrombatterie besteht zudem noch die Gefahr,
daß beim Auswechseln der Batterie die Abtrennung der Drosselspule vergessen wird.
Es besteht also hier eine nicht genügende Sicherheit, insbesondere hinsichtlich
des Schutzes von den die
Fernstc:ueranlage bedien-cnden Personen.
Bezüglich der Nullpunktschaltung ist auch noch zu erwähnen, daß wohl bei normalen
Betriebsverhältnissen die Magnetisierungs- und Verlustströme der drei Drosseln sich
gegenseitig aufheben, im Erdschlußfall jedoch eine der drei Drosselspulen keinen
Wechselstrom aufnimmt, wohingegen die beiden andern Drosselspulen eineu Wechselstrom
von 1 ;fachen Stärke aufnehmen. Die Folge davon ist, daß ein ganz beträchtlicher
Wechselstrom auch über die Apparatur hießt, was eine Gefährdung der Apparate und
der sie bedienenden Personen in hohem Maße bedeutet. Auch ist bei dieser Anordnung
schon bei schwachen Erdschlüssen eine einwand-und störungsfreie Übertragung nicht
vorhanden. Ein weiterer Nachteil dieser Anordnung ist auch noch der, daß die Fernsteuerung
durch Einwirkung auf einen handbedienten Taster eingeleitet wird, der mit dein Starkstromnetz
galvanisch verbunden ist.
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltanordnung für die Fernübertragung
von Gleichstromimpulsen, bei der die Steuergeräte der Sendestelle und der Empfangsstellen
über eine Drosselspule zwischen einem Leiter eines Wechselstromnetzes und Erde eingeschaltet
sind. Gemäß der Erfindung liegt parallel zu den Steuergeräten ein einen dauernden
Pfad für den 33agnetisiertings- und Verluststrom der Drosselspulen bildender Kondensator.
Die Sende- und Empfangsgeräte sind an beliebige Leiter des Wechselstromnetzes angeschlossen
und so angeordnet, daß die mit dem Netz verbundenen Elemente von den eigentlichen
Fernsteuerapparaturcn vollkommen elektrisch getrennt sind.
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Bei dieser Schaltung kann eine Störung der Sende- und Empfangsgeräte
durch den ständig über die Drosselspulen lliel:)enden Wechselstrom nicht auftreten,
da dieser dauernd über den Parallelkondensator abgeleitet wird. Auch bei Erdschlüssen
übt ein starker Wechselstrom keine nachteilige Wirkung aus, da er ja über den Parallelkondensator
zur Erde geführt wird. Somit besteht in diesem Fall keine Gefährdung von Personen
und Geräten. Auch gewährt die vollstündig elektrische Trennung zwischen den mit
dem Netz verbundenen Elementen und den Sunde- bzw. Empfangsgeräten eine weitgehende
Sicherheit. Die Schutzanordnung hat auch noch den Vorteil geringen Platzbedarfs
und niedriger Anschaffungskosten.
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Es ist zwar altbekannt, in der Fernwirktechnik zu verwenden, aber
diese Kondensatoren dienen entwedei nur als Knpplungs- oder Abstimmungskondensatoren.
Es sind weiterhin auch noch Parallelkondensat#-@ren bekanntgeworden, die bei an
Telegraphenkabel angeschlossenen Zeiciiui,-empfangsgerätcn angeordnet sind. Diese
Kondensatoren haben aber lediglich nur dfii lu#eck, die Empfangsgeräte gegen Störströme
zti schützen. An den Schutz des Bedienungspersonals gegen gefährliche Spannungen
ist daher nicht gedacht worden und braucht auch nicht gedacht zu werden, weil derartige
Gefährdungen bei Schwachstromkabeln von vornherein gänzlich ausgeschlossen sind.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an einer
Fernsteueranlag:-zur Ausführung von Arbeitsvorgängen dargestellt.
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Die Fernsteueranlage enthält eine Sendestation A und eine Empfangsstation
B.
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Die Sendestation A besteht aus einer Sendeapparatur S, einer Empfangsapparatur
L'. einem Transformator i, einer Trockengleichrichteranordnung 2, einem Sendeimpulsi-eiais
3, einem polarisierten Gleiclisti-omempfangsrelais ,l, Kondensatoren 5, ö, einem
Ohmschen Widerstand ; , einer Funkenstrecke einer Drosselspule 9 und einer Sicherung
oder Trennmesser i o.
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Die Empfangsstation B weist eine EmpfangsapparaturEi, ein polarisiertes
Gleichstrotnempfangsrelais 4i, einen Kondensator f,.. einen Ohrnschen Widerstand,-"
eine Funkenstrecke 81, eine Drosselspule 9, und ein.-Sicherung oder
Trennmesser ioi auf.
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Auf die Schaltung der einzelner, Gerät: 'und Elemente der Sende- und
Empfangsstation braucht nicht näher eingegangen zu werden, da diese ohne weiteres
aus den Zeichnung zu erkennen ist. Hervorzuheben wä ru nur, daß die Sendestation.-1
an den LeiterT und die Empfangsstation B an den Leiter S eines Hochspannungswechselstromnetzt
s R S T angeschlossen ist. Es ist nämlich Izeineswegs notwendig, die Sende- und
Empfangsstationen an den gleichen Leiter des `V°chseistromnetzes anzuschließen,
da die Wicklungen der Netztransformatoren für die Gleichstromimpulse nur einen sehr
geringen Widerstand bilden. Es sei auch deichzeitig darauf hingewiesen, daß abfällige
Eim@-ände hinsichtlich der unsymmetrischen Ableitung von Netzstrom zur Erde über
einphasige Drosseln dahinfallen, wenn man die Stärke dieser Ströme im Vergleich
zu den dielektrischen Verschiebungsströmen über die Kapazität des Netzes gegen Erde
in Betracht zieht. Im übrigen hat man es auch in der Hand, die Empfangsdrosseln
einigermaßen gleichmäßig auf die drei Leiter des Dreiphasennetzes zu Verteilen.
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Es ist selbstverständlich, daß für die Sendeapparatur S eine der gewählten
Fernsteuermethode entsprechende Apparatur in Betracht kommt. Die Fernsteuerung der
Arbeitsvt-rgänge,
wie beispielsweise die Ein- und Ausschaltung der
Straßen-, der Treppenhaus- und Hausnummernbeleuchtung, der Heißwasserspeicher und
Kühlschränke, die Übertragung von Luftschutzsignalen und die Umschaltung von. Tarifzählern,
kann flach den bekannten Methoden, also beispielsweise nach der Impulszahl-, Impulszeit-
oder Zeitwahlmethode erfolgen.
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Der Sendevorgang zur Ausführung eines Arbeitsvorganges an einer Empfangsstelle,
beispielsweise an der Empfangsstelle B, ist nun der, daß von der Sendeapparatur
S eine dem gewählten Arbeitsvorgang entsprechende und der Empfängerapparatur El
zugeordnete Anzahl Impulse gegeben werden. Dabei kommt über den. Transformator i
das Senderelais 3 zum Ansprechen. Dieses Senderelais 3 verbindet dann nach jedem
von der Sendeapparatur S ausgehenden Wechselstromimpuls seinen Kontakt i i mit seinem
festen G.cgenkontakt 12. Es wird dann jedesmal kurzzeitig über Erde, Gleichrichter
anor dnung 2. Kontakte 12, 11, -Drosselspule 9, Sicherung i o, Leitung T, Netztransfarmatoi`wicklung
i 3j Leitung S, Sicherung iol, Drosselspule 91, Empfangsrelais ¢1 und Erde
ein Stromkreis gebildet, wodurch das Empfangsrelais ¢1 zum Ansprechen kommt. Durch
Betätigung seines Kontaktes 1¢1 wird dann die EmpfangsapparaturL'1 erregt. Nach
Aussendung der erforderlichen Impulse kommt der diesen zugeordnete Arbeitsvorgang
in der Empfangsapparatur El zur Ausführung.
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Wie bereits erwähnt, ist auch die Sendestation A mit einem polarisierten
Gleichstromempfangsrelais und einer EmpfangsapparaturE ausgerüstet. Diese Anordnung
hat den Zweck, von einer andern Station irgendwelche Meldungen, beispielsweise Rückmeldungen
zu empfangen. So könnte die Empfangsstation B mit einer Sendeapparatur versehen
sein, die beispielsweise jeweils eine Rückmeldung des der Empfangsapparatur zugeordneten
Arbeitsvorganges nach der Sendestation A bewirkt. Die Ausrüstung der Stelle B müßte
dann genau übereinstimmen mit der der Stelle A. In einem solchen Fall kommt dann
beim Geben von Gleichstromimpulsen durch die Empfangsstation B das polarisierte
Gleichstromempfangsrelais rl zum Ansprechen, wodurch dessen Kontakt i 4 betätigt
und damit die Empfangsapparatur E zum Ansprechen gebracht wird. Auf diese Weise
wird dann also der in der Empfangsapparatur E'1 ausgeführte Arbeitsvorgang rückgemeldet.
Natürlich ist es, wie gesagt, nicht unbedingt notwendig. Rückmeldungen nach der
Sendestation A zu übertragen. Selbstverständlich können auch andere Meldungen- fernübertragen
werden. Der Kondensator 6 bzw. 61 bildet einen dauernden Pfad für den Magnetisierungs-
und Verluststrom der Drosselspulen zur Erde unter Umgehung der Sende- bzw. Empfangsanlage.
Dieser Kondensator wird so bemessen, daß selbst bei einem satten Erdschluß der Magnetisierungs-
und Verluststrom der Drosseln im Kondensator nur einen geringen Spannungsabfall
erzeugt.
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Der Kondensator 5 der Sendestation A dient in der Hauptsache zur Glättung
des von der Trockengleichrichteranordnung 2 gebildeten Gleichstromes. Er wirkt aber
auch als Ableitungskondensator und unterstützt somit den Kondensator 6.
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Die Funkenstrecke 8 bmv. 8l dient zur sofortigen Ableitung von Überspannungen
(Ge-%vitter j unter Begrenzung der kurzzeitigen Spannungsstöße auf eine Höhe, die
von allen Teilen der Sende- bzw. Empfangsstation gut ausgehalten wird. An Stelle
der Funkenstrecke oder parallel zu dieser können auch andere aus der Fernmeldetechnik
bekannte Ableiter, beispielsweise Gasableiter, verwendet werden. Zufolge der vorgeschalteten
hohen Impedanz der Drosselspulen besitzen diese Ableiter eine verhältnismäßig hohe
Lebensdauer. -Eine Gefährdung der Apparate oder des Personals ist somit ausgeschlossen.
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Der Ableitwiderstand i bzw. 71 bezweckt die Dämpfung von Schwingungen,
die beim Ein-und Ausschalten der Impulsschaltung in dem mit Induktivität (Drosseln)
und Kapazität (Netzkapazität und Ableitungskondensator) behafteten Gebilde auftreten
können. Ferner begünstigt er die rasche Entladung der Netzkapazität am Ende eines
Impulses und die rasche Ableitung von atmosphärischen Ladungen.
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Der Hauptvorteil der beschriebenen Anordnung gegenüber den bekannten
Übertragungsschaltungen ähnlicher Art liegt bei einer einwandfreien Impulsübertragung
vor allem einerseits in einer wesentlichen Verbilligung der gesamten Fernsteueranlage
und andererseits in einer erhöhten Sicherheit hinsichtlich einer Gefährdung der
Apparate und des Personals bei Erdschluß des Netzes oder Überspannung. Die Anordnung
weist auch noch eine Reihe anderer Vorteile auf. So treten keine störenden Rückwirkungen
auf das Netz auf. Bei partiellen Erdschlüssen können die Impulse ungestört übertragen
werden. Die Anordnung beansprucht auch nur einen geringen Raum. Die Sendestelle
kann an irgendeinem Punkt des Netzes liegen. Auch ist man keineswegs an bestimmte
Phasenleiterdes Netzes gebunden. Diese Übertragungsmethode ist auch insofern noch
vorteilhaft. da die Netztransformatoren eine vollkommene Abriegelung für die Steuerströme
bilden.
Dort aber, wo eine überbrückung der Nutztransformatoren
gewünscht wird, ist diese durch überbrückungsorgane leicht zu erzielen. Die verwendeten
polarisierten Gleichstromempfangsrelais ermöglichen es wiederum, d11, man erstens
mit verhältnismäßig geringen Sendeenergien auskommt und zweitens zufolge der positiven
und negativen Gleichstromimpulse doppelte i'bertragungsmöglichkeiten besitzt.