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Perfectionnements aux systèmes de signalisation électriques.
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La présente invention se rapporte à des systèmes de signalisation électriques, elle concerne plus particulièrement les systèmes dans lesquels la signalisation est effectuée par le fil neutre d'un réseau de distribution de courant triphasé en utilisant des courants à haute tréquence. Une telle disposition trouve une application avantageuse pour le contrôle de l'éclairage urbain au départ d'un point central et son utilisation dans ce cas particulier sera donnée avec plus de détails dans la description qui suit. On comprendra cependant qu'elle est également propre à contrôler d'autres opérations telles que le passage d'un tarif à un autre en un point quelconque ou en tous les pointe connectés à des réseaux de distribution électrique.
Suivant les termes de l'invention le courant de haute fréquence est appliqué sur le fil neutre par l'intermédiaire d'un transformateur ayant son primaire alimenté par le générateur de courant à haute fréquence et son secondaire placé dans le conducteur connectant le neutre à la ter. re au point d'émission.
L'invention sera mieux comprise par la description suivante d'un cas d'application qui doit être étudié en se référant aux plans annexés comprenant les fig. 1 et 2. La fige 1 montre l'appareil émetteur situé pour plus de commodité dans une sous-station de transformation tandis quela fig. 2 montre un appareil récepteur qui est supposé être localisé dans une lampe de rue.
Les feeders d'alimentation qui peuvent être à une tension de 6. 000 volts sont représentés par 10, 11 et 12, ils aboutissent au primaire en triangle 13 d'un transformateur principal. Suivant la pratique normale le secondaire 14 du transformateur est connecté en étoile et le point neutre est mis à la terre. L'alimentation des organes de consommation tels que les lampes de rue peut se faire à 230
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volts et chaque lampe sera connectée entre une phase et le fil neutre, les différents fils de phase étant distribués de telle sorte qu'on puisse maintenir un équilibre de principe. Un des avantages de la signalisation par le fil neutre consiste en ce que les signaux seront transmis d'une manière identique vers toutes les lampes quelle que soit la phase à laquelle l'une d'entre elles est raccordée.
Le dispositif représenté est alimenté par une phase quelconque au moyen d'un commutateur bi-polaire 15 et des fusibles 16. La signalisation est donnée au moyen d'un commutateur à temps réglable qui est du type à remontage électrique et peut être muni d'un cadran d'horloge de telle sorte qu'il demandera le minimum d'attention. De préférence, il est muni d'un mécanisme retardateur quelconque par exemple un dash-pot ou un amortisseur à air de telle sorte que lorsqu'il fonctionne il ferme les contacts 18 pendant une courte période de temps de l'ordre d'une seconde. Quand ce circuit est fermé, la bobine 19 d'un contacteur est mise sous tension et ferme les contacts 20 mettant de ce fait en service un transformateur élevateur de tension 21.
Le secondaire de ce transformateur qui peut produire une tension de 5.000 volts est placé dans le circuit d'un éclateur qui comprend une bobine de choc de grandes dimensions, un éclateur 23, un petit, transformateur 24 et le primaire du transformateur 25, L'éclateur est de préférence du type à. mercure, les électrodes sont constituées par deux tiges d'acier et l'une d'elles plonge dans un bain de mercure tandis que l'autre est mise en position réglable au voisinage de la surface du mercure.
Le récipient qui peut être un tube en verre est de préférence rempli d'hydrogène en principe à la pression atmosphérique quand l'éclateur n'est pas en service. Le trans-
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formateur 25 alimente un autre transformateur 27 par l'intermédiaire d'un condensateur 26 et le secondaire du transformateur 27 est inséré dans le fil de terre.
Dans ce fil de terre peut être inséré également un ampèremètre 28 et un shunt convenable 29, il peut eependant être normalement court-circuité par un interrupteur à couteau pour le protéger des avaries en cas de défaut.
'On comprendra aisément que lorsque le commutateur à temps ferme son contact 18, le transformateur 21 est mis sous tension et que l'éclateur est mis en service pour débiter un courant à haute fréquence, celle-ci pouvant varier entre 5. 000 et 30.000 périodes par seconde. Le circuit intermédiaire à un effet d'amortissement, tendant à réduire la valeur de pointe de la tension qui peut atteindre des valeurs indésirables; il rend la production des courants de signalisation continue plutôt qutintermit- tente ; sa présence n'est pas absolument nécessaire.
Pour pouvoir effectuer dgs essais la sous-station comprend aussi de préférence une unité réceptrice identique à celles placées dans les lampes de rue, celle-ci commande les lampes pilotes 36 et 37. L'unité réceptrice elle-même comprend en principe une bobine 30 shuntée par une cellule redresseuse 31 et connectée au fil neutre à travers un condensateur 32 de valeur relativement faible.
Cette valeur sera telle que le récepteur ne fonctionnera pas sous Inaction de courants à la fréquence du réseau mais quand il reçoit une impulsion à haute fréquence la bobine est mise sous tension et fait avancer d'un pas la roue à rochet 33.
Le dispositif donne trois possibilités; les deux contacts 34 et 35 sont fermés, le contact 34 seul est fermé ou les deux contacts 34 et 35 sont ouverts comme le montre la'fig. 1. Par conséquent la première impulsion aura pour effet de fermer les contacts 34 et 35 et d'allu-
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mer les lampes 36 et 37 tandis que l'impulsion suivante ouvrira le contact 35 et fera donc éteindre la lampe 37.
A la réception de l'impulsion suivante les deux contacts s'ouvrent et les deux lampes s'éteignent.
En considérant maintenant la tige 2 on peut voir en quoi consiste l'équipement d'une lampe de rue, celui-ci étant encadré d'un rectangle pointillé. Le courant est fourni à travers les fusibles 40 aux lampes 41 et 42 qui sont contrôlées respectivement par les contacts 43 et 44.
Le dispositif dans le cas présent est Identique à celui de la sous-station la bobine de commande 46 shuntée par la cellule redresseuse 47 étant connectée au fil neutre N à travers un condensateur 48. L'autre borne de la bobine est connectée à la terre qui peut être prise au bâti de la lampe standard ou à la chape du câble. Les modalités de fonctionnement sont identiques en ce sens que la lampe 41 peut être allumée, que les deux lampes 41 et 42 peuvent être allumées ou que les deux lampes peuvent être éteintes.
On comprendra cependant qu'au lieu d'un commutateur à temps réglable la commande à la main puisse être utilisée si les circonstances veulent que la sous-station soit surveillée en permanence. En plus la fermeture des contacts appropriés peut être commandée d'un point central par l'in- termédiaire de fils pilotes de telle sorte qua lorsquil n'est pas nécessaire d'avoir une surveillance permanente de chaque sous-station l'allumage puisse être effectué aisément dans le cas de brouillard ou d'obscurité subite, circonstances dont le commutateur à temps réglable ne peut tenir compte. La commande peut être faite également par une cellule photo électrique bien que la complication qui en résulte soit d'importance si on veut conserver la caractéristique de l'allumage et de l'extinction en trois temps.
On comprendra également que le récepteur opérant
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sable et n'est pas nécessaire si la sous-station ntest que rarement surveillée ou que tout au moins un commutateur commandant l'allumage des lampes devrait être prévu de telle sorte qutelles ne soient allumées que lorsqutil doit en être ainsi. En variante à l'utilisation de lampes pilotes on peut prévoir que la roue à rochet commandée par la bobine opérera un tambour indicateur portant des indications convenables, montrant l'état des lampes.
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Improvements to electrical signaling systems.
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The present invention relates to electrical signaling systems; it relates more particularly to systems in which the signaling is carried out by the neutral wire of a three-phase current distribution network using high-frequency currents. Such an arrangement finds an advantageous application for controlling urban lighting from a central point and its use in this particular case will be given in more detail in the description which follows. However, it will be understood that it is also suitable for controlling other operations such as switching from one tariff to another at any point or at all points connected to electrical distribution networks.
According to the terms of the invention the high frequency current is applied to the neutral wire by means of a transformer having its primary supplied by the high frequency current generator and its secondary placed in the conductor connecting the neutral to the ter. re at the point of emission.
The invention will be better understood from the following description of a case of application which must be studied with reference to the appended drawings comprising FIGS. 1 and 2. Fig. 1 shows the transmitting device located for convenience in a transformer substation while fig. 2 shows a receiving apparatus which is assumed to be located in a street lamp.
The power feeders which can be at a voltage of 6000 volts are represented by 10, 11 and 12, they terminate at the primary in delta 13 of a main transformer. According to normal practice, the secondary 14 of the transformer is connected in star and the neutral point is earthed. The supply of consumption organs such as street lamps can be done at 230
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volts and each lamp will be connected between a phase and the neutral wire, the different phase wires being distributed in such a way that a principle equilibrium can be maintained. One of the advantages of signaling by the neutral wire is that the signals will be transmitted in an identical way to all the lamps, regardless of the phase to which one of them is connected.
The device shown is powered by any phase by means of a two-pole switch 15 and fuses 16. Signaling is given by means of an adjustable time switch which is of the electrically wound type and can be fitted with a clock face in such a way that it will require the minimum of attention. Preferably, it is provided with some delay mechanism, for example a dash-pot or an air shock absorber so that when it operates it closes the contacts 18 for a short period of time of the order of one second. . When this circuit is closed, the coil 19 of a contactor is energized and closes the contacts 20 thereby activating a voltage step-up transformer 21.
The secondary of this transformer which can produce a voltage of 5,000 volts is placed in the circuit of a spark gap which includes a large shock coil, a spark gap 23, a small one, transformer 24 and the primary of the transformer 25, L ' spark gap is preferably of the type. mercury, the electrodes consist of two steel rods and one of them is immersed in a mercury bath while the other is placed in an adjustable position near the surface of the mercury.
The container which may be a glass tube is preferably filled with hydrogen in principle at atmospheric pressure when the spark gap is not in use. The trans-
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trainer 25 feeds another transformer 27 through a capacitor 26 and the secondary of transformer 27 is inserted into the ground wire.
In this earth wire can also be inserted an ammeter 28 and a suitable shunt 29, it can however be normally short-circuited by a knife switch to protect it from damage in the event of a fault.
'It will easily be understood that when the time switch closes its contact 18, the transformer 21 is energized and the spark gap is put into service to deliver a current at high frequency, the latter being able to vary between 5,000 and 30,000. periods per second. The intermediate circuit has a damping effect, tending to reduce the peak value of the voltage which can reach undesirable values; it makes the generation of signal currents continuous rather than intermittent; its presence is not absolutely necessary.
In order to be able to carry out tests, the substation also preferably comprises a receiving unit identical to those placed in the street lamps, this one controls the pilot lamps 36 and 37. The receiving unit itself in principle comprises a coil 30. shunted by a rectifier cell 31 and connected to the neutral wire through a capacitor 32 of relatively low value.
This value will be such that the receiver will not operate under Inaction of currents at the frequency of the network but when it receives a high frequency pulse the coil is energized and advances the ratchet wheel 33 by one step.
The device gives three possibilities; the two contacts 34 and 35 are closed, the contact 34 alone is closed or the two contacts 34 and 35 are open as shown la'fig. 1. Therefore the first pulse will have the effect of closing contacts 34 and 35 and igniting
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mer the lamps 36 and 37 while the next impulse will open the contact 35 and will therefore turn off the lamp 37.
When the next pulse is received, the two contacts open and the two lamps go out.
By now considering the rod 2 we can see what the equipment of a street lamp consists of, this one being framed by a dotted rectangle. Current is supplied through fuses 40 to lamps 41 and 42 which are controlled by contacts 43 and 44 respectively.
The device in the present case is Identical to that of the substation, the control coil 46 shunted by the rectifier cell 47 being connected to the neutral wire N through a capacitor 48. The other terminal of the coil is connected to earth. which can be taken from the standard lamp frame or the cable yoke. The operating modes are identical in that the lamp 41 can be turned on, the two lamps 41 and 42 can be turned on or the two lamps can be turned off.
It will be appreciated, however, that instead of a time adjustable switch the hand control can be used if circumstances require the substation to be continuously monitored. In addition the closing of the appropriate contacts can be controlled from a central point by means of pilot wires so that when it is not necessary to have a permanent supervision of each substation the ignition can be. easily performed in fog or sudden darkness, circumstances which the adjustable time switch cannot take into account. The control can also be made by a photoelectric cell although the complication which results from it is important if we want to keep the characteristic of switching on and off in three stages.
It will also be understood that the receiver operating
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sand and is not necessary if the substation is seldom supervised or if at least a switch controlling the switching on of the lamps should be provided so that they are only switched on when they should be. As a variant to the use of pilot lamps, provision can be made for the ratchet wheel controlled by the coil to operate an indicator drum bearing suitable indications showing the state of the lamps.