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Einrichtung zur Fernüberwachung urbedienter Außenstellen unter Verwendung
von impulsgesteuerten elektromagnetischen Auswahlvorrichtungen Es sind Einrichtungen
zur Fernüberwachung urbedienter Stationen unter Verwendung von motorangetriebenen
umlaufenden Verteilern nach dem Geh-Steh-Prinzip bekannt, bei welchen also Kontaktarme
in beiden Stationen .gleichphasig über Kontaktbahnen laufen, wobei sie nach jedem
Umlauf einmal angehalten und wieder angelassen werden. Bei diesen .bekannten Einrichtungen
wird jeder der Antriebsmotoren aus einer besonderen Stromquelle gespeist und lediglich
das Wiederanlasser geschieht über einen über beide Verteiler verlaufenden Stromkreis.
Bei einer anderen bekannten Fernbedienungseinrichtung werden zwar über die Fernleitung
Wechselstromimpulsc gegeben, der Antrieb der dort vorhandenen Drehwähler erfolgt
jedoch mit Hilfe von Antriebsmagneten, die aus besonderen Stromquellen gespeist
werden, von denen -sich die eine am Sendeort, die ändere am Empfangsort befindet.
Bei den beiden bekannten Einrichtungen müssen sich also auch in den urbedienten
Außenstationen verhältnismäßig reichlich :bemessene Stromquellen befinden, die einer
dauernden Überwachung bedürfen. Ferner sind bereits Fernbedi.enungseinrichtungen
bekannt, bei denen in den Außenstellen keine besonderen Stromquellen zur Betätigung
oder Auswahlmittel erforderlich sind, bei denen jedoch vier Übertragungsleitungen
bzw. drei Leitungen und Erde benötigt werden. Dabei wird über zwei Leitungen ein
Alarinsignal übertragen, wenn ein Schalter seine Stellung geändert hat, woraufhin
ein Bedienungsbeamter in der Hauptstelle durch Aussenden einzelner aufeinanderfolgender
Impulse über die beiden anderen Leitungen die Schrittschaltwerke einstellt und über
die ersten beiden Leitungen die Meldungen über die Schalterstellungen erhält. Bei
einer anderen Einrichtung dieser Art wird über zwei Leitungen der Anreiz zur Fortschaltung
der Wähler gegeben, während durch Schließen des Stromkreises für die anderen beiden
Leitungen die Wähler an einzelnen Schritten angehalten werden. Bei diesen Anlagen
ist also ein erheblicher Aufwand an Leitungen erforderlich, besonders, da bei der
letztgenannten -Anordnung zur Steuerung weitere vier Leitungen benötigt werden.
Ferner ist eine Anordnung -bekannt, die nur zwei Leitungen benötigt,
bei
der jedoch in jeder Station, d. h. auch in den Unterstationen die verhältnismäßig
umfangreichen Anordnungen vorgesehen werden müssen, um zur Übertragung eines Kommandos
bzw. einer Meldung eine Impulsreihe auszusenden. Hierdurch ist ein recht erheblicher
Aufwand an Schaltmitteln für die Außenstellen notwendig. Ferner entsteht hierdurch
der Nachteil, daß beim Vorliegen mehrerer Kommandos bzw. mehrerer Meldungen bei
einem Wähleranruf immer nur die Kommandos bzw. 'Meldungen übertragen werden können,
die von einer Station ausgehen, während zur Übertragung von 1.Ieldungen einer zweiten
Station ein weiterer Wählerumlauf notwendig ist.
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Diese -Nachteile der bekannten Einrichtungen werden gemäß der Erfindung
dadurch beseitigt, daß die zweiadrige Fernleitung, in die die einzelnen Wählorgane
bzw. ihre Empfangsmittel eingeschaltet sind, im Ruhezustand an Gleichspannung liegt,
daß als Anreiz zur Fortschaltung der Auswahlmittel ein Strom dient, der durch Schließen
des Fernleitungsstromkreises in irgendeiner der beteiligten Stellen eingeschaltet
wird, worauf die Fortschaltung der Auswahlschaltmittel durch von einer in der Hauptstelle
angeordneten Wechselstromquelle gelieferte Stromstöße erfolgt, und daß die Einstellung
der Auswahlmittel auf bestimmte Schritte durch Auftrennung dieser Fernleitung in
irgendeiner der Stellen (Haupt- oder Außenstelle) erfolgt. Zweckmäßig wird hierbei
die Anordnung so getroffen, daß die Auswahlmittel Wechselstrornwähler sind, welche
über die Fernleitung und in Reihe geschaltete Transformatoren gespeist werden. Vorteilhafterweise
dient zur Einleitung der Steuer- oder Rückmeldevorgänge der Gleichstromkreis, welcher
den über die Fernleitung verlaufenden @#@'echselstromkreisen überlagert ist. Als
Wechselstromquelle wird bei der Einrichtung gemäß der Erfindung vorteilhaft ein
Polwechsler verwendet. Die Außenstationen können beim Erfindungsgegenstand mit Trockenbatterien
ausgerüstet werden, die auch für eine erhebliche Zeitspanne einer Überwachung nicht
bedürfen.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch
dargestellt. Die Fernmeldeeinrichtung nach dem Wechselstromv erfahren erlaubt über
nur zwei durchlaufende Adern L" und Lb eine Vielzahl von Betriebsstellen fernzuüberwachen.
Als Selektionsrnittelwerden hierbei elektromagnetische Wählwerke TV benutzt, die
von einer zentralen. in der Überwachungsstelle I befindlichen Wechselstromquelle
von 16 bis 25 Perioden pro Sekunde gespeist werden. Durch diese zentrale Speisung
wird es ermöglicht, auf die Aufstellung besonderer Akkumulatorenbatterien in den
Betriebsstellen zu verzichten und lediglich Trockenbatterien für die Speisung der
örtlichen Relais zu verwenden. Die Belastung der Trockenbatterien, deren Spannung
beliebig gewählt werden kann, ist außerordentlich klein, da die Anlage im Ruhezustand
keinen Strom verbraucht. In der Überwachungsstelle I ist die Aufstellung einer Akkumulatorenbatterie
von 24 Volt oder höherer Spannung für die Speisung der Signallampen. Relais und
des Polwechslers PW erforderlich, welcher Gleichstrom in 16- bis 25perio:lischen
Wechselstrom umformt.
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Die Übertragung eines Fernmeldekommandos erfolgt nun in der Weise,
daß bei Auslösung eines Ölschalters zunächst ein Gleichstromkreis über die Fernleitungen
geschlossen wird, dessen Bestehen neben dem Wechselstromkreis durch Einschaltung
von -\,erriegelungskondensatoren C" und C, und Sperrdrosseln Dr möglich gemacht
wird. Dieser Gleichstrornkreis, welcher ebenfalls zentral von der 24-Volt-Batterie
der überwachungsstelle I gespeist wird, enthält in der letzteren ein Anlaßrelais
E, welches anspricht und dabei den Polwechsler in Betrieb setzt. Der Polwechsler
speist nunmehr die Fernleitungen mit niederfrequentem Wechselstrom, welcher über
in Serie geschaltete "Transformatoren Typ, Trl usw. sowohl den Wechselstromwähler
der Überwachungsstelle als auch diejenigen sämtlicher Betriebsstellen (z. B. 1I,
111) synchron weiterschaltet. Sowie der Wähler derjenigen Betriebsstelle,
in der die Schalterauslösung stattgefunden hat, den dem ausgelösten Schalter -zugeordneten
Kontakt erreicht hat, spricht dort ein Relais U an, dessen Ruhekontakte zcl und
u2 beide Fernleitungen spontan auftrennen, so daß sämtliche Wähler in demselben
Augenblick und auf dem gleichen Kontakt stehenbleiben. Das Verschwinden des Wechselstromes
in der Fernleitung bewirkt, daß in allen Stationen Wechselstromrelais R, die während
des Wahlvorganges den Wählern parallel geschaltet und angezogen waren, abfallen.
Hierdurch wird einmal inder Überwachungsstelle das entsprechende Anzeigerelais 314,
118 angeschaltet, andererseits in der Betriebsstelle der N.leldevorgang durch Aberregung
des Trennrelais U quittiert. Letzteres schaltet die Fernleitungen wieder durch,
so daß nunmehr sämtliche Wähler synchron bis in ihre Normalstellung gesteuert werden.
Sind mehrere Schalter in derselben oder in verschiedenen Stationen gefallen, so
werden die einzelnen 1Ieldungen bis zur ordnungsgemäßen Übertragung gespeichert.
Die Dauer eines Fernmeldevorganges beträgt 0,i
bis 4 Sekunden, je
nachdem an welchem Kontakt der ausgelöste Schalter angeschlossen ist. Mehrere gleichzeitige
Schalterauslösungen werden in einem Cyklus übertragen.
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Die Synchronschaltung der Wähler wird durch die Serienschaltung der
Speisetransformatoren Tr sichergestellt, die bewirkt, daß sämtliche Wähler von größen-
und phasengleichem Strom durchflossen werden. Darüber hinaus ist dafür Sorge getragen,
daß der Ausfall einer oder- mehrerer Halbperioden infolge Störungen auf der Leitung
keine Fehlmeldung zur Folge hat. Jedem Wähler müssen nämlich acht Halbperioden zugeführt
werden, um ihn von der Mitte eines Kontaktes nach der Mitte des folgenden zu transportieren.
Bei jeder Halbperiode vollführt der Wähler einen Schritt. Da nun die Kontaktbreite
gleich dem Zwischenraum zwischen zwei Kontakten, d. h. zu je vier Schritten, gewählt
ist, kann selbst bei einem Asynchronismus von sechs Halbperiaden noch keine Fehlmeldung
zustande kommen. Eine solche Verschiebung des Synchronlaufs wird nach jedem Meldevorgang
durch automatische Synchronisierung wieder beseitigt, so daß die Übertragung der
Meldungen in hohem Maße sichergestellt ist.
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Durch Betätigung einer Kontrolltaste kann jederzeit die Wiederholung
der . Schaltermeldungen eingeleitet und damit die Betriebssicherheit der Anlage
überprüft werden. Hierbei wird in der gleichen Weise wie bei einem Meldevorgang
ein für alle Betriebsstellen gleiches Kommando von der Überwachungsstelle aus übertragen,
welches die Anlaßrelais A sämtlicher ausgelöster Schalter nochmals erregt, so daß
in einem Cyklus alle Schalter wiederholt gemeldet werden.
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Zum Verständnis des Schaltbildes sei zunächst die Art der Darstellung
erläutert. Die Wicklung eines Relais ist mit großen Buchstaben und seine ihm zugehörigen
Kontakte mit kleinen Buchstaben bezeichnet. Die hochgestellten Indizes an den kleinen
Buchstaben kennzeichnen die Zahl der Kontakte. Trägt der Magnet eines Relais zwei
Wicklungen, so sind diese durch arabische Zahlen am Anfang und Ende der Wicklung
voneinander unterschieden. Das Relais A z. B., welchem die Wicklungen
A (i-2) und A (3-.I) zugeordnet sind, besitzen die Kontakte d, a2,
a3 und a4. Arbeitskontakte sind im geöffneten Zustand, Ruhekontakte in geschlossenem
Zustand dargestellt. Die Antriebsspule jedes Wechselstromwählwerkes ist mit W bezeichnet.
Außer seiner Kontaktbank lYA besitzt es einen Wellendoppelarbeitskontakt wo', welcher
nur in der Ruhestellung (Normalstellung) geöffnet und im übrigen während des ganzen
Umlaufes geschlossen bleibt, und einen Wellenruhekontakt wö, welcher in der Ruhestellung
geschlossen und außerhalb der Ruhestellung geöffnet ist. Das Relais U ist durch
seine viereckige Umrahmung als Verzögerungsrelais mit Kupferdämpfung gekennzeichnet.
Es spricht ohne Verzögerung an und fällt mit o,i bis o,2 Sekunden Verzögerung ab.
KA und KB sind die beiden Wicklungen eines Kipprelais. Letzteres besteht
aus zwei Einzelrelais, welche durch eine Mechanik gegenseitig derart verriegelt
sind, daß der Anker des einen Relais nach seiner Erregung durch den Anker des andern
Relais in seiner Endlage festgehalten wird und umgekehrt. Wird zum Beispiel die
Wicklung KA erregt, so bleiben auch nach dem Stromloswerden die Kontakte kal und
kO geschlossen. Mit R sind Wechselstromrelais bezeichnet, deren Anker so lange angezogen
bleiben, als ihre Wicklungen von niederfrequentem Wechselstrom durchflossen werden.
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Es sei angenommen, daß in der Betriebsstelle II der Ölschalter S4
infolge von @L?berstrom auslöst und dadurch seinen Aus-Kontakt S4 schließt. Hierdurch
wird das Relais A mit der Wicklung i-2 über folgenden Stromweg erregt: -q.o Volt
der Trockenbatterie, Aus-Kontakt S4, Kontakt ka2, Wicklung A
(i-2) und + qo
Volt. Das Relais A spricht an und hält sich über seinen eigenen Arbeitskontakt a1.
Gleichzeitig wird der Kontakt a2 geschlossen, so daß nunmehr die Wicklung KB des
Kipprelais erregt werden kann. Durch das Ansprechen von KB wird der Kontakt
kb geschlossen und die Kontakte kal und ka' geöffnet, so daß die Wicklung KB wieder
stromlos wird. Durch die Selbsthaltung des Relais A ist also der Auslösevorgang
gespeichert.
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Durch den Kontakt a3 werden über den Wellenruhekontakt wog, den Ruhekontakt
r3 und die Drossel Dr, welche für Niederfrequenz einen Sperrwiderstand darstellt,
die Fernleitungen La und Lb für Gleichstrom kurzgeschlossen, so daß das Empfangsrelais
E in derÜberwachungsstelle I über die 24.-Volt-Batterie erregt werden kann. Durch
die Kondensatoren Ca und C, sind die Fernleitungen am Anfang und Ende für Gleichstrom
abgeriegelt.
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Der Kontakte' schaltet seinerseits überwog, zvl das Verzögerungsrelais
H an, welches sich eine Selbsthaltung über seinen Kontakt hl schafft. Der zweite
Kontakt h2 des Verzögerungsrelais H setzt den Polwechsler PW in Betrieb, so daß
nunmehr über den Transformator Tr.o die Fernleitungen La und Lb mit 16 bis
25 periodischen Wechselstrom gespeist werden. Durch die Transformatoren Trl, Tr2,
Tss wird in den einzelnen Stationen Niederfrequenzstrom entnommen, welcher über
dieRuhekontakte r1 die Wählermagnete W erregt und deren Kontaktarme ZYA periodisch
weiterschaltet.
Sowie die Wechselstromwähler ihre Normalstellung verlassen haben, wird der Doppelarbeitskontakt
ul 01 geschlossen, so daß nunmehr auch die Wechselstromrelais R unter Strom gesetzt
werden können, die sich über ihre Arbeitswechselkontakte in einen Selbsthaltestromkreis
einschalten. Gleichzeitig wird in den Betriebsstellen A und B der Wellenruhekontakt
wo- der Wechselstromwähler geöffnet, so daß der Auslösestromkreis aufgetrennt und
das Empfangsrelais E wieder aberregt ist.
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In der Überwachungsstelle I hat der Wellenkontakt wog inzwischen seine
(rechts gezeichnete) Arbeitsstellung eingenommen, wobei das Relais Z mit parallel
geschaltetem Kondensator C, angeschaltet wird. Letzteres ersetzt durch seinen Kontakt
22 den Kontakt k= des Relais H, dessen Selbsthaltestromkreis unterdessen durch die
Öffnung des Ruhekontaktes_wo= aufgetrennt wurde. Der Polwechsler PW bleibt also
während des ganzen Umlaufes des Wechselstromwählers in Betrieb. Das Relais Z steuert
über seinen Kontakt z' das Verzögerungsrelais ZV, dessen Bedeutung später erläutert
wird.
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Sowie die Bürste TVA des Wechselstromwählers der Betriebsstelle
Il den Kontakt q. erreicht hat, wird über a4, die niederohmige Wicklung
A (3-.1.), die Bürste ITTA das hochohmige Verzögerungsrelais U erregt, welches
beim' Ansprechen seiner Ruhekontakte 14l und u öffnet und dabei die Fernleitung
auftrennt. Dadurch bleiben sämtliche Wechselstromwähler in allen Stationen auf den
Kontakt -. stehen, und die parallel geschalteten Wechselstronirelais R fallen ab.
In der Überwachungsstelle I wird hierbei durch das Abfallen von R die Wicklung i-2
des Anzeigerelais 1:74 erregt, welches sich über seinen Arbeitskontakt 11a41 und
den Ruhekontakt der Quittungstaste QT4 selbst hält. Über den Kontakt 11a43 schaltet
sich die Signallampe L4 ein, welche die Auslösung des Schalters S4 anzeigt. Außerdem
wird über 11a4= der Signalwecker Hu unter Strom gesetzt.
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Gleichzeitig war auch das Wechselstromrelais R in der Betriebsstelle
II stromlos geworden und hatte durch seinen Ruhekontakt r° das Verzögerungsrelais
U kurzgeschlossen. Hierbei erhält durch Abschaltung des hochohmigen Relais U die
Wicklung 3-.I des Relais A volle Spannung. Da letztere einen der Wicklung A (1-a)
entgegengesetzten Wicklungssinn hat, wird das resultierende Magnetfeld dieses Relais
zum Verschwinden gebracht, so daß sein Anker abfällt und sich sein Selbsthaltestromkreis
auftrennt.
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Nach diesem Quittierungsvorgang fällt auch das Relais U mit Verzögerung
ab und schließt wieder seine Ruhekontakte 2c1 und 11 2, so daß die Fernleitungen
wieder durchgeschaltet sind. Sämtliche Wechselstromwähler W und @Vechselstromrelais
R erhalten also von neuem Niederfrequenzstrom. Wie ersichtlich, werden die Wechselstromwähler
der Betriebsstellen II, III usw. auf diese Weise bis zu ihrer Normalstellung transportiert,
in der sich ihre Antriebsmagnete durch Öffnung der Doppelarbeitskontakte w,1 abschalten,
während die Wechselstromrelais R zunächst noch erregt bleiben.
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In der Überwachungsstelle wickelt sich derselbe Vorgang ab. Da aber
das Relais Z durch den parallel geschalteten Kondensator hoher Kapazität eine Verzögerung
von etwa a Sekunden besitzt, bleibt der Polwechsler PW durch die noch andauernde
Schließung des Kontaktes --= noch in Betrieb und sendet während der angegebenen
Zeitdauer weiterhin Niederfrequenzstrom über die Fernleitungen. Durch diese Maßnahme
wird erreicht, daß auf jeden Fall sämtliche Wechselstromwähler in die Normalstellung
transportiert werden.
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Nach Aberregung des Relais Z fällt auch das Verzögerungsrelais ZV
durch Öffnung des Kontaktes z' ab und schließt seinen Ruhekontakt zvl. In der durch
die Abfallverzögerung des Relais ZV gegebenen Zeit haben die Wechselstromrelais
R Gelegenheit, abzufallen, so daß über die Ruhekontakte r1 die Wechselstromwählerinagnete
W für einen neuen Meldevorgang an die Sekundärwicklungen der Transformatoren Tri,
Tr2 usw. wieder angeschlossen sind. Die Signallampe L4 leuchtet so lange, bis der
Überwachungsbeamte die Quittungstaste QT4 gedrückt hat, wodurch die Selbsthaltewicklung
3-d. des Anzeigerelais M4 stromlos wird.
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Aus der vorstehenden Beschreibung geht klar hervor, daß die Meldungen
mehrerer gleichzeitig gefallener Ölschalter gespeichert und während eines Umlaufes
nacheinander gemeldet werden. Es kann daher auf die Erläuterung dieses speziellen
Falles verzichtet werden. In der gleichen Weise ist ersichtlich, welche Vorgänge
sich abwickeln, wenn der Ölschalter S4 wieder eingeschaltet wird. Da ja in diesem
Falle der Kontakt kb geschlossen ist, wird die Wicklung KA des Kipprelais erregt,
damit der Kontakt kb wieder geöffnet und die Kontakte kal und k42 geschlossen, so
daß die Einleitung der Meldung einer erneuten Auslösung wieder vorbereitet ist.
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Um festzustellen, welche Ölschalter noch ausgeschaltet sind, hat der
Überwachungsbeamte durch Betätigung der Kontrolltaste die Möglichkeit, sämtliche
Betriebsstellen zur automatischen Wiederholung ihrer Meldungen zu veranlassen. Hierbei
wird über den Arbeitskontakt KT dieser Taste das Relais K
erregt,
welches sich über seinen Arbeitskontakt h1 hält und über k2 das Verzögerungsrelais
H anschaltet. Letzteres setzt den Polwechsler über seinen Kontakt k2 in der oben
beschriebenen Weise in Betrieb. Die Wechselstromwähler werden, wie bereits erläutert,
synchron bis zu dem Augenblick fortgeschaltet, in dem die Bürste des Wechselstromwählers
WA der Betriebsstelle den Kontakt 16 erreicht. In dieser Stellung
des Wählers erfolgt über k3 und die niederohmige Wicklung 1-a des Relais K die Erregung
des Verzögerungsrelais U, welches wiederum die Fernleitung durch Öffnung seiner
Ruhekontakte u1 und u2 unterbricht, wobei die Wechselstromrelais R in allen Stationen
wieder abfallen. In den Betriebsstellen wird hierdurch das Kontrollrelais K erregt,
daß seinerseits durch den Kontakt k sämtliche parallel geschalteten Wicklungen
KA (3-q.) der Kipprelais unter Strom setzt. Dies hat zur Folge, daß sämtliche
Kontakte kd und ka2 wieder geschlossen werden, so daß in der oben beschriebenen
Weise durch Erregung der zugehörigen Relais A .alle Schalter gemeldet werden, die
sich in der Aus-Stellung befinden. An dem Aufleuchten der entsprechenden Lampen
kann der Überwachungsbeamte also erkennen, welche Ölschalter noch nicht wieder eingeschaltet
wurden.
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Die Fernsteuerungs- und Fernmeldeeinrichtung gemäß der Erfindung ist
für die Überwachung von elektrischen oder anderen Energieverteilungsanlagen besonders
geeignet. In ähnlicher Weise, d. h. mit den entsprechenden geringfügigen Abänderungen,
ist sie für Fernsprechzwecke, für die Übertragung von Stromzeichen für beliebige
Nachrichtenzwecke geeignet. Zur Erhöhung der Anschlußmöglichkeit können auch bei
der Einrichtung gemäß der Erfindung Vor- bzw. Gruppenwähler vorgesehen werden.