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Mit Doppelstrom betriebene Fernmeldeanlage mit einer in die Übertragungsleitung
eingeschalteten, als Stromweiche ausgebildeten Überwachungseinrichtung Zusatz zum
Patent 703 625 Das Hauptpatent betrifft eine überwachungseinrichtung für
mit Gleichstrom, betriebene Fernmeldeanlagen, wobei in die übertragungsleitung von
der Stromrichtung .abhängige Schaltmittel eingeschaltet sind, die bei ihrem Ansprechen
einen Widerstand parallel zu dem richtungsabhängige Ventile enthaltenden Zweig und
zu ihrem eigenen Zweig in die Leitung einschalten. Das -wesentlichste Anwendungsgebiet
derartiger üb,erwachungseinrichtungen sind Freileitungen, bei denen die Gefahr besteht,
daß sie, sei es durch Leitungsbruch oder Erdschluß, mit benachbarten Freileitungen
in Berührung kommen und dadurch durch die über sie übertragenen Meldungen in der
benachbarten Leitung Stromänderungen verursachen, die je nach Gröle oder Richtung
unerwünschte Schaltvorgänge auslösen. Bei der Anwendung der im Hauptpatent beschriebenen
überwachungseinrichtung auf Freileitungen werden durch Stromänderungen in der zu
überwachenden Leitung Signale ausgelöst und eine Abschaltung der Leitung vorgenommen.
Der Schutz für die benachbarten Leitungen ist dabei um so wirkungsvoller, je selektiver
die in der zu überwachenden Leitung liegenden, die Stromänderung überwachender Schaltmittel
abgestimmt sind. De Empfindlichkeit dieser Schaltmittel kann aber nicht beliebig
hoch getrieben werden, da sie von den unvermeidlichen, in der Herstellung .entstehenden
Toleranzen und von der Alterung der richtungsabhängigen Ventile abhängig ist. Dadurch
kann es vorkommen, daP.a Stromänderungen in der zu überwachenden Leitung, die durch
Berühren dieser Leitung mit einer benachbarten Freileitung entstehen, in der benachbarten
Leitung unerwünschte Wirkungen ausüben, ohne dal das überwachungsorgan der Leitung
anspricht und die störende Leitung abschaltet.
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Durch die Erfindung werden auch diese geringen Störungen unwirksam
gemacht, und zwar dadurch, daß die Fernmeldeanlage in an sich bekannter Weise mit
unsymmetrischem Doppelstrom, welcher auf symmetrischen Doppelstrom abgestimmte polarisierte
Geräte nicht
beeinflnßt, betrieben wird und d::e in beide Stromwege
der Überwachungseinrichtung eingeschalteten Überwachungsrelais auf dieseverschieden
starke Ströme abgestimmt sind. Durch den unsymmetrischen Doppelstrom wird verhindert,
daß in Freileitungen, die in Kontaktberührung mit der überwachten Freileitung kommen,
ein uneiwünschter Schaltvorgang ausgelöst wird, da die in dieser Frei; Leitung vorgesehenen
polarisierten Empfangsgeräte auf einen unsymmetrischen Doppel= Strom nicht ansprechen.
Wird die Stromänderun;g aber derart stark, daß nun auch d,ie polarisierten Geräte
der benachbarten Freileitung trotz des unsymmetrischen Betriebes beeinfluß:t werden
können, so hat die Überv7achungseinrichtung der Fernmeldeleitung längst angesprochen
und die störende Leitung abgetrennt. Die Erfindung verbessert daher den Gegenstand
des Hauptpatents in der Weise, daß es durch ihn nunmnehr möglich ist, sämtliche
vorkommenden Störungen so unwirksam zu machen, daß durch sie wichtige andere Geräte
benachbarter Leitungen nicht beeinflußt werden können.
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Die Erfindung ist in der beiliegenden Zeichnung in schaltungstechnisch
und diagrammatisch beispielswe-ser Ausbildungsform zur Darstellung gebracht.
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Fig. i zeigt die prinzip:ellen Stromläufe für eine über einen Draht
mit Erdrückleiter und mit sorg. unterbrechungslosem Doppelstrom arbeitende Telegraphenanlage.
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Fig.2 zeigt die Kurven, welche den unsymnietrisch verteilten Strombetrag
veranschaulichen, besonders im ersten Teil einer mit unterbrechungslosem Doppelstrom
beschickten Leitung.
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Fig.3 zeigt ein Schaltungsbeispiel für eine Telegraphenanlage mit
überwac:hungseinrichtung (Stromweiche i gemäß der Erfindung.
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Die Stationen Ei und E._, welche über die Fernleitung FL (Fig.
i t und Erde miteinander verbunden sind, sind je mit Sende- und Empfangseinrichtungen
ausgestattet. Vom Sender, welcher durch Tasten gesteuert werden kann, sind nur die
Verteilernocken sv -Lind sltk dargestellt, welche vom Motor Al betrieben -,verden.
Der Nocken sltk schließt :einen Kontakt pro Umdrehung des Sendeverteilers sv und
legt damit die Batterie hoher Spannung E über den Regulierwiderstand R parallel
zur gegengeschalteten Batterie e. Diese Batterie e liegt in der Linie
FL in Hintereinanderschaltung mit jener der Gegenstelle. Dieser Linienruhestromkreis
wird bei der Sendung eines Zeichens in entsprechender Kombination seitens des vom
Sendeverteiler sv gesteuerten Kontaktes unterbrochen. Dann jedoch tritt, ohne daß
ein stromloser Zustand auf der Leitung eintritt, ein unterbrechungsloser übergang
auf die andere Stromrichtung auf. Polarisierte, im Sender und Empfänger liegende
Mitschreibe- bzw. Empfangsrelais ER sprechen auf diesen Stromwechsel an. Entsprechend
den unterschiedlichen Spannungen der l@ulie- und Arbeitsstrombatterien e bzw. E
bind die Stromwerte auf der Leitung FL un-':`rschiedlich verteilt, zvie dies
die Kurven-.schar der Fig. 2 offenbart.
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,Der Empfänger, dessen Mechanik ebenfalls vom Motor /11 betrieben
werden kann, wird von den Magneten EM und ZM beherrscht, abhängig von den Ankerumlegungen
des Relais ER.
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Der in Ruhe ständig über die Leitung fließende Strom aus den hintereinandergeschalteten
Batterien e kann zur Überwachung der Kontinuität der Leitung herangezogen werden.
Er 17"eßt im Falle der Bei:sp)iiele Fig. i und 3 von Endstelle Ei nach E- Der beim
Telegraphieren auftretende Arbeitsstrom aus der Batterie E hat umgekehrte Richtung.
Um einen sicheren Betrieb auch über weite Entfernungen sicherzustellen, muß diese
Spannung nach Maßgabe der Kurventafel Fig.2 hohe Werte annehmen. Dann werden empfängerseitig
symmetrische Doppelstroniimpulse empfangen. Auf der Leitung hingegen treten u.nsyminetris.che
imterbreclrun;gslose Doppelströme auf, welche bei einer Störung, gegebenenfalls
über Blockfelder, zur Erde abfließen können.
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Bei der Störung auftretende Erscheinungen und die erfindungsgemäß
durchgebildeten Mittel zu ihrer Anzeige und zur Verhinderung einer- schädlichen
Auswirkung sind im Schaltungsbeispiel. nach Fig.3 näher beschrieben. Fig.3 zeigt
die Telegraphenstellen El und E2 nur schematisch, ohne die Empfangsrelais und Empfängerschaltmittel
darzustellen. Ausführlich gezeichnet sind dagegen die jeder Stelle zugeordneten,
eingerahmt dargestellten Überwachungseinrichtungen. Die Sicherheitseinrichtungen
sind für die Endstellen El und F_2 vollkommen gleich, so daß die Beschreibung nur
einer dieser Einrichtungen genügt.
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Cber die Wicklung Xi, des Relais X und den Gleichrichter Z, fließt
der Ruhestrom der Batterie e. Dieser Ruhestrom fließt nicht über Relais Y und die
Wicklung X., welche Wicklungen in Reihe mit der GleichrichterzelleZ., im
arideren Zweig dieser Stromweiche liegen. Das X-Relais ist als Doppelankerrelais
oder als Stufenrelais ausgebildet und betätigt durch den Ruhestrom nur seinen leichten
Anker oder seine leichte Stufe. Der Kontakt xl3 schaltet der Wicklung X, den Widerstand
R, parallel, wodurch der gesamte Widerstand im Zuge der LeitungFL Lind die Sperrspannung
; am Gleichrichter Z. sinkt. Kontakt x1, schaltet die Lampe L. ein und. signalisiert
damit
die ordnungsmäßig in Betrieb befindliche Leitung. Durch, den
parallel geschalteten Widerstand wird em X-Relais Energie lentzolgen und sein Haltestrom
so weit geändert, daß das Relais bei einem dem Anzugsstrom annähernd gleichen Strome
auf der Leitung abzufallen vermag.
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Tritt während dies Ruhezustandes :der Leitung ein Drahtbruch in -der
Linie FL sein, welche mit Erde oder einer geerdeten Blockfeldleitung in Berührung
koi&mt, so steigt der Ruhestrom von rund 2o mA auf etwa 4:o mA, wenn dieser
Drahtbruch in etwa 5o kn Entfernung geschah (Fig. z). Diese Stromveränderung in
der Richtung von E'1 nach E'2 stellt einen Störungsfall dar, d,er sogleich signalisiert
werden muß. Es geschieht dies durch erhöhte Erregung des Relais X" welches in die
zweite Stufe durchzieht. Kontakt iss bringt eine zweite Ortswicklung des Relais
Y und gleichzeitig die Lampe L¢ und den Wecker W1. Relais Y schaltet mit Kontakt
y6 die die Blockleitung gefährdende Telegraphenleitung ab. Das Bedienungspersonal
der Endstelle EI, wird durch die optischen und akustischen Signale zur Behebung
der Störung aufgefordert und kann den Wecker W1 durch Umlegen des Schalters T abstellen.
Dabei wird auch Relais Y aberregt, die Abschaltung der Spannung von der die Blockleitung
berührenden. Freileitung FL bleibt jedoch durch den Kontäkt 2 des Schalters T aufrechterhalten.
Mit Schalterkontakt 3 wird die Lampe L1 zum Aufleuchten gebracht und signalisiert
die Leitungsabschaltung. Wird der Schalter T wieder zurückgelegt, so, kann. man
an Lampensignalen den Fortgang der Reparaturarbeiten auf der Leitung feststellen.
Ist die Störung nämlich behoben, so leuchtet wieder die Lampe L., auf. Besteht hingegen
die Störung noch fort, so wird wieder die Signalislerung mit Lampe L4, d. h. Drahtbruch.
mit,Erde, gebracht. Kontakt y2 bindet dabei über Tastenkontakt i das Y-Relais und
die Signale, z. B. L4, da Relais X später durch Auftrennung bei Kontakt y6 abgeschaltet
wurde.
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Tritt eine einfache Leitungsunterbrechung ohne Erdung ein, so geht
der Ruhestrom auf Null zurück, und Relais X fällt ab. Kontakt xl4 bringt
die Lampe L3 zur Anzeige dieser einfachen Leitungsunterbrechung. Wird durch irgendwelche
Ursachen die unterbrochene Leitung, z. B. über ein Blockfeld, geerdet und spricht
dabei - vielleicht nur kurzzeitig -Relais X über Wicklung i in die zweite Stufe
an, so wird unter Vermittlung des Kontaktes xsß die Ortswicklung des Relais Y erregt,
welches den Kontakt y2 umschaltet. Damit erlischt die Lampe L2, und Lampe L¢ wird
statt dessen dauernd zum Aufleuchten gebracht. Es sei vorausgesetzt, daß der normale
Telegraphenarbeitsstrom einen Wert von 6omA nicht übersteigt. Wird telegraphiert
und tritt währenddessen ein Drahtbruch, z. B. über ein geerdetes Blockfeld, ein,
so würde der Arbeitsstrom beispielsweise auf i 2o mA steigen bei einer Sendespannung
von E= Zoo V und bei einer Entfernung der Störungsstelle vor, 5okm vom Sender. Es
bestände dabei Gefahr, ein geblocktes Feld zu verwandeln. Das Y-Relais ist deshalb
so dimensioniert, daß es bei 6o mA mit Sicherheit noch nicht, wohl aber bei 65 mA
mit Sicherheit anspricht. Kontakt y2 bindet das Y-Relais und bringt optische und
akustische Signale L4 bzw. Hl, während Kontakt y6 wieder die für das Blockfeld gefährliche
Sendespannung abtrennt. Tritt nahe der Endstolle E,1 ein Drahtbruch mit Erde oder
ein Drahtbruch mit Verbindung zur Erde über ein Blockfeld ein, so wird, wie geschildert,
bei E'1 die Lampe L4 aufleuchten, und mit Kontakt y6 wird die LeitungFL abgeschaltet.
Dies hat bei der Endstelle E2 gleichfalls die Siggnalisierung, und zwar mittels
der Lampe L3 : »Leitung unterbrochen« zur Folge. Das Bedienungspersonal beider Endstellen
erhält somit gleichzeitig Kenntnis von eingetretenen Störungen und kann Instandsetzungsarbeiten
veranlassen bzw. sich von ihrem Fortgang durch Umlegen der Schalter T überzeugen.
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Der Kontakt h. verhindert das Aufleuchten der Lampe L3, falls gleichzeitig
Drahtbruch und durchgeschmolzene Sicherung vorliegen.
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Der Kontakt y2 wird zweckmäßigerweise als Schleppkontakt ausgebildet,
um bei nicht schlagartig erfolgender Durchschaltung des Y-Relais ein Flackern der
Lampen L2, L3 i und L4 zu verhindern.
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Ein zweispuliges Relais H dient zur Überwachung der Sicherung für
die gesamte Schutzeinrichtung. Beim Durchschmelzen der Sicherung spricht das H-Relais
über den 1 direkten Minuspol der Ortsbatterie und. eine der Lampen, normalerweise
L2, an. Kontakt 1z4 bindet das H-Relais über den Schalterkontakt q. und bringt gleichzeitig
die Lampe L5 und den Wecker. Der Kippschalter T kann den Wecker wieder abstellen.
Die Lampe L1 leuchtet dabei auf und signalisiert die zugleich bei Kontakt T2 bewirkte
Leitungsabschaltung. Ist die Endstelle El jedoch unbesetzt und wird der Schalter
nicht 1 umgelegt, so übernimmt der Kontakt he, in jedem Falle die Abs:ch;altung
der Leitung. Die Abschaltung wird jedoch in Station E'2 gemeldet, von wo die Behebung
der Störung sogleich in Angriff genommen werden kann. 1 Durch den kleinen Gesamtwiderstand
der Stromweiche ist bedingt, daß die an den
Gleichrichterzellen
auftretenden Spannungen auch bei einer Sendespannung von bis zu beispielsweise 300V
noch sehr gering sind, so daß die Gefahr eines Durchschlagens der Zellen auch ohne
besonders kostspielige Dimensionierung mit Sicherheit vermieden :st.
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Für besondere Fälle wird es zweckmäßig sein, eine Telegraphenleitung
in mehrere durch Übertrager unterteilte überwachte Strecken zu teilen und statt
nur bei den Endstellen auch bei diesen oft wichtigen Punkten, z. B. in der Nähe
von Fernmeldeanlagen, die im öffentlichen Dienst stehen, Stromweichen mit ihren
Überwachungsrelais gemäß der Erfindung einzuschalten.