DE3028954C2 - Fernspeiseeinrichtung zur Gleichstrom- Reihenspeisung von elektrischen Verbrauchern - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine lernspeiseeinrichlunK zur Gleichstrom-Reihenspeisung von elektrischen Verbrauchern, insbesondere von Zwischenstellen einer Einrichtung der Nachrichtenübertragungstechnik, mit wenigstens einer Speisestelle und mit wenigstens einer Schaltungsanordnung zum Schließen einer ersaizweisen Fernspeiseschleife bei Unterbrechung der betriebsmäßig vorgesehenen Fernspeiseschleife, wobei die Schaltungsanordnung ein Relais enthält und ein Ruhekontakt des Relais zusammen mit einem Widerstand in einem Querzweig angeordnet ist und wobei der Widerstand

ίο zeitverzögert nach Schließen des Ruhekontaktes von einem ersten Widerstandswert aus einem demgegenüber kleineren zweiten Widerstandswert umsteuerbar ist, wobei das Produkt aus dem Speisegleichstrom und dem zweiten Widerstandswert kleiner als eine im Hinblick auf den Personenschutz vorgegebene Maximalspannung ist und wobei eine Wicklung des Relais in dem unterbrochenen Teil der betriebsmäßigen Fernspeiseschleife liegt.
Eine derartige Fernspeiseeinrichtung ist aus der DE-OS 28 52 810 bekannt. Bei der bekannten Schaltungsanordnung wird durch eine entsprechende Bemessung des ersten Widerstandswertes sichergestellt, daß im Anschluß an eine kurze Unterbrechung des Fernspeisekreises und dadurch abgefallene Relais der

2^r) Fernspeisekreis jeweils sicher und möglichst schnell wieder aufgebaut wird. Der zweite Widerstandswert, der nach einer langer andauernden Unterbrechung des Fernspeisekreises im Querzweig wirksam ist, weist einen niedrigeren Wert auf, damit bei einer Streckenun-

jo terbrechung die zusätzliche Verlustwärme im Verstärkergehäuse gering bleibt, die Berührungsspannung an der Kabelbruchstelle in zulässigen Grenzen bleibt und ein Aufschaltcn bzw. Ansprechen des Schaltzusatzes bei Berührung von freien Leitungsenden durch eine

j-j Person nicht möglich ist. Andererseits ist der zweite Widerstandswert noch so hoch, daß bei beidseitiger, redundanter. Fernspeisung der Fernspeisekreis auch im Anschluß an eine langer andauernde Unterbrechung von den beiden, vor und nach der Unterbrechungsstelle liegenden, Schaltzusätzen selbsttätig wieder aufgebaut werden kann.

Überlegungen im Rahmen der Erfindung haben jedoch ergeben, daß für gewisse Anwendungsfälle ein selbsttätiges Aufbauen des Fernspeisekreises durch die

4^r> Schaltzusätze nur nach kurzzeitigen Unterbrechungen des Fernspeisekreises zweckmäßig ist und daß es im Falle von langer andauernden Unterbrechungen vorzuziehen ist. erst nach Behebung des Streckenfehlers die Fernspeisung zunächst an der Speisestelle bzw. an den

ίο Speisestellen abzuschalten und daran anschließend den gesamten Fernspeisekreis von neuem aufzubauen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Fernspeiseeinrichtung zur Gleichstrom-Reihenspeisiing von elektrischen Verbrauchern derart auszubilden, daß die Schaltzusätzc

v-, nur nach kurzzeitigen Unterbrechungen der Fernspeiseschleife den Fernspeisekreis von sich aus neu aufbauen. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der zweite Widerstandswert derart bemessen ist, daß bei einem auf den zweiten Widerstandswert

W) umgesteuerten Querzweig das Relais bei Beseitigung einer Unterbrechung der betriebsmäßigen Fernspeise· schleife im Ruhezustand verbleibt. d;;ß eine überwachungseinrichtung zur Meldung von 1 ^:ntcrbrecriungen der betriebsmäßigen lernspeiseschlci'e an wenigstens

h"i einer tier Speisestellen vorgesehen ist und il.iU /um erneuten Aufbau des lernspeisekreises nach l'iitMeuerung des Widerstandes auf den zweiten Widerstandswerl der Fernspeisestrom an der Speisi McUc Ivw. ,in

den Speisestellen vorübergehend abschaltbar ist

Die Berührungsspannung ist dabei in vorteilhafter Weise so gering, daß der Personenschutz unabhängig von der Definition des Körperwiderstandes und des zulässigen Berührungsstromes immer sichergestellt ist. Ein weiterer Vorteil bestehe darin, daß eine Aufheizung des vor dem unterbrochenen Feld befindlichen Verstärkers durch die Verlustleistung des Querwiderstandes entfällt. Weiterhin ist die Fernspeisespannung bei einer Streckenunterbrechung praktisch proportional dem verbleibenden Streckenteil und nicht mehr um den Spannungsabfall am Querwiderstand des die Schleife schließenden Schaltzusatzes von z. B. 40 V höher.

Vorzugsweise beträgt der zweite Widerstandwert wenigstens annähernd null Ohm. In diesem Fall ist, sobald die ersatzweise Fernspeiseschleife geschlossen ist, der nachfolgende Teil der betriebsmäßigen Fernspeiseschleife praktisch spannungsfrei und selbst bei beliebigen Manipulationen auf dem folgenden Streckenteil ein Aufschalten nicht möglich. Dieser Zustand läßt sich nur durch eine vorübergehende Unterbrechung des Fernspeisestromes, insbesondere an der Speisestelle beenden.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist für den Fall, daß der Querwiderstand aus einem mittels einer Überbrückungsschaltung kurzschließbaren ersten Teilwiderstand und einem dazu in Serie liegenden zweiten Teilwiderstand besteht, der zweite Teilwiderstand als Schutzwiderstand des Ruhekontaktes bemessen.

Sobald der zweite Widerstandswert im Querzweig wirksam ist, wird die Kabelkapazität über einen sehr niederohmigen Entladestromkreis entladen. Zweckmäßigerweise wird der Ruhekontakt daher mit einer Schutzschaltung versehen, wie sie für die gewählte Kontaktart üblich ist.

Zweckmäßigerweise ist der den zweiten Widerstandswert bestimmende Widerstand ein komplexer Widerstand, welcher aus einem ohmschen Widerstand und einer Induktivität besteht. Insbesondere ist der komplexe Widerstand als Drossel ausgebildet, wobei der ohmsche Widerstand als Schutz für die Überbrükkungsschaltung und der induktive Widerstand als Schutz für den Relaiskontakt dient.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindui.j wird die Fernspeiseeinrichtung derart ausgebildet, daß das Relais mit einer weiteren Wicklung versehen ist. die in der bei geschlossenem Ruhekontakt geschlossenen ersatzweiser· Fernspeiseschleife dient.

In vorteilhafter Weise ist bei einer derartigen Ausbildung der Fernspeiseeinrichtung, bei der das Relais mit Vormagnetisierung durch den Fernspeisestrom arbeilet, eine Aufschaltung selbst bei beliebigen Manipulationen auf dem folgenden Streckenteil auch bei einer fehlerhaften Vormagnetisierung mit zu hohem Fernspeisestrom nicht möglich.

Die Erfindung wird anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Fernspeiseeinrichtung mit Schaltzusätzen, deren Querzweig einen Schutzwiderstand aufweist,

Fig. 2 den Querwiderstand eines .Schaltzusatzes als Funktion der Zeit.

Fi g. 3 einen Schalt/usatz. dessen Querzweig eine Drossel enthält.

F i g. 4 einen Schalt/usat/, bei dem eine Teilwicklung des Relais im Quer/weig liegt.

F i g. 5 eine Fernspeiscjiniichtung mit Schaltzusätzen, bei denen zwei Teilwicklungen des Relais in Längs/.weigen liegen.

Bei der in F i g. 1 gezeigten Schaltungsanordnung werden Zwischenverstärkerstellen über eine mittels des Gleichstromumrichters 3 einseitig gespeiste Fernspeise-" > schleife mit konstantem Gleichstrom Jf ferngespeist. Von den Zwischenverstärkerstellen der Nachrichtenübertragungseinrichtung sind in der Figur nur zwei dargestellt. Jede Zwischenverstärkrrstelle" enthält zwei Verstärker 51 und 52, von denen der eine mit seinem w Speiseeingang in die eine Ader und der andere mit seinem Speiseeingang in die andere Ader der Fernspeiseleitung eingeschleift ist. Die Adern der Fernspeiseleitung bzw. die Strompfade der Fernspeiseschleife können, z. B. die Innenleiter von Koaxialkabeln einer Vierdraht-Nachrichtenübertragungseinrichtung sein.

Jede Verstärkerstelle ist mit einem Schaltzusatz 6 versehen, der im Zuge der Fernspeiseleitung auf der dem Gleichstromumrichter 3 abgewandten Seite der Verstärker 51 und 52 angeordnet ist. Der Schaltzusatz 6 2(i bildet einen Vierpol in Form eines Halbgliedes mit einem Quer- und einem Längszweig. Der Querzweig des Halbgliedes ist eine Serienschaltung, bestehend aus den Widerständen 62 und 63 und dem Ruhekontakt 64 des Relais 61, wobei der Widerstand 63 durch die Überbrückungsschaltung 60 überbrückt ist. Der Längszweig ist durch die Wicklung des Relais 61 gebildet.

Wird die Fernspeiseeinrichtung in Betrieb genommen, so ist die Fernspeiseschleife zunächst über den Querzweig des Schaltzusatzes 6 geschlossen. Bei J" intakter Fernspeiseschleife teilt sich der Fernspeisestrom entsprechend dem Widerstand des Querzweiges und dem Schleifenwiderstand des nachfolgenden Teiles der Fernspeiseschleife auf den Querzweig und den nachfolgenden Teil der betriebsmäßig vorgesehenen Fernspeiseschleife auf. Der durch das Relais 61 fließende Strom erzeugt eine Durchflutung, die das Relais 61 bei intakter Fernspeiseschleife zum Ansprechen bringt. Der Ruhekontakt 64 öffnet, so daß der Querzweig stromlos wird und der gesamte Fernspeisestrom über den Längszweig mit dem Relais 61 fließt.

Bei einer Unterbrechung der Fernspeiseschleife fallen die Relais der Schaltzusätze ab, so daß die Querzweige der Scha'tzusätze geschlossen werden. Ausgehend von der Speisestelle spricht ein Relais nach dem anderen an, bis eine ersatzweise Fernspeiseschleife aufgebaut ist, die bis zu dem unmittelbar vor der Unterbrechungsstelle gelegenen Schaltzusatz reicht.

Sobald über den geschlossenen Relaiskontakt 64 Strom durch den Querzweig fließt, wird ein Zeitglied so der Überbrückungsschaltung 60 gestartet. Nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitspanne Δ t wird der Widerstand 63 des Querzweiges kurzgeschloscen, so daß im Querzweig nur noch der Widerstand 62 wirksam ist.

Dieser Vorgang ist im Zeitdiagramm nach Fig. 2 dargestellt, wobei R^ der Wert des Widerstandes 62 und /?t,3 der Wert des Widerstandes 63 sind.

Der Widerstand 62 ist als Schutzwiderstand für die Überbrückungsschaltung 60 und den Relaiskontakt 64 bemessen und kann, falls der den Widerstand 63 μ überbrückende Schalter der Überbrückungsschaltung und dei Relaiskontakt dies zulassen, den Wert null Ohm haben, so daß das Relais bei allen möglichen Zuständen ues nachfolgenden Teils der Fernspciseschleife im Ruhezustand verbleibt.

y> Der erneute Aufbau des Fernspeisekreises wird in diesem Fall, d. h. nach einer langer andauernden Unterbrechung, von der Speisestelle aus eingeleitet.
Eine Überwachungseinrichtung überwacht die Spei-

sespannung am Anfang der Fernspeiseschleife. Wird ein durch die Anzahl der Verstärkerfelder vorgegebener und in der Überwachungseinrichtung eingestellter Spannungswert unterschritten, so gibt die Überwachungseinrichtung 4 Fehleralarm. Nach Beseitigung des Fehlers wird die Verbindung der Batterie 1 mit dem Fernspeisegerät bzw. Gleichstromumrichter 3 mittels des Schalters 2 kurzzeitig unterbrochen, so daß der Querzweig des Schaltzusatzes, der sich am Ende der ersatzweisen Fernspeiseschleife befindet, stromlos wird und die Überbrückungssehaltung 60 ihren Ruhezustand einnimmt, bei dem der Widerstand 63 nicht kurzgeschlossen ist.

Nach Schließen des Schalters 2 wird der betriebsmäßige Fernspeisekreis wie beim beschriebenen Einschaltvorgang aufgebai".

Als Überbrückungssehaltung 60 können andererseits z. B. Relais Verwendung finden, die über ein Zeitglied gesteuert werden. Als Zeitglied kann z. B. ein entsprechend beschalteter Operationsverstärker dienen. Die Verzögerungszeit At ist größer als zu erwartende kurz andauernde Folgen von Schleifenschlüssen und kleiner als die Zeit, von z. B. einer Sekunde, unmittelbar nach dem Kabelbruch, während der eine Berührung von eventuell freistehenden Leitern des Kabels noch nicht zu erwarten ist.

F i g. 3 zeigt einen Schaltzusatz, der in der Fernspeiseeinrichtung nach F i g. 1 an die Stelle des Schaltzusatzes 6 treten kann.

Im Längszweig liegt das Relais 71. Im Querzweig sind die durch die Diode 70 überbrückte Drossel 72, der Widerstand 73 und der Ruhekontakt 74 des Relais in Serie angeordnet.

Die Bauteile 75 bis 79 bilden eine zeitverzögerte Überbrückungsschaltung für den Widerstand 73. Der Widerstand 73 ist durch die Anoden-Kathoden-Strecke des Thyristors 75 überbrückt. Zur Ansteuerung des Thyristors 9 dient die aus dem Widerstand 78 und dem Kondensator 79 bestehende, ebenfalls an den Widerstand 73 angeschlossene Serienschaltung. Der Verbindungspunkt des Widerstandes 78 mit dem Kondensator 79 ist über die Vierschichtdiode 77 und den Widerstand 76 an die Steuerelektrode des Thyristors 75 geführt, so daß der Kondensator 79 über die Vierschichtdiode 77 bzw. den Diac 77 zwischen Steuerelektrode und Kathode des Thyristors 77 liegt.

Die Überbrückungsschaltung benötigt keine fremde Stromversorgung. Sie ist nach Abschalten des Speisegerätes sofort wieder startbar bzw. betriebsbereit.

Die Drossel 72 begrenzt den im Querzweig fließenden Strom dynamisch. Während der Schüeßzeit des Relaiskontaktes 74 steigt ein geringer Strom zunächst linear an, bis die Drossel 72 gesättigt ist. Daraufhin fließt über den inzwischen geschlossenen Kontakt ein Strom entsprechend der Entladung der Kabelkapazität, bis der Wert des Fernspeisestromes erreicht ist. Die Diode 70 ist so gepolt, daß sie für den Fernspeisestrom gesperrt ist und dient als Kontaktschutz.

F i g. 4 zeigt einen Schaltzusatz, der ebenfalls an die Stelle des Schaltzusatzes 6 der Fernspeiseeinrichtung nach F i g. 1 treten kann.

Dieser Schaltzusatz enthält ein Relais, dessen Wicklung aus zwei zueinander in Serie geschalteten Teilwicklungen 84 und 85 besieht, wobei gleichnamige Anschlüsse, z. B. die Wicklungsanfänge, der beiden Teilwicklungen zusammengeführt sind. Der Schaltzusatz bildet einen Vierpol in Form eines Halbgliedes mit einem Quer- und einem Längszweig. Der Querzweig des Halbgliedes ist eine Serienschaltung, bestehend aus der Teilwicklung 85, den Widerständen 86 und 87 und dem Ruhekontakt 88 des Relais. Der Längszweig ist durch eine Parallelschaltung, bestehend aus der Teilwicklung 84, einem einstellbaren Widerstand 83 und Dicdenzweigen 81 und 82, gebildet.

Wird die Fernspeiseeinrichtung in Betrieb genommen, so ist die Fernspeiseschleife zunächst über den Querzweig des Schaltzusatzes geschlossen. Bei intakter Fernspeiseschleife teilt sich der Fernspeisestrom entsprechend dem Widerstand des Querzweiges und dem Schleifenwiderstand des nachfolgenden Teiles der Fernspeiseschleife auf die beiden Teilwicklungen 84 und 85 auf. Der durch die Teilwicklung 85 fließende Strom bewirkt eine Vormagnetisierung des Relais. Der durch die Teilwicklung 84 fließende Strom erzeugt eine zusätzliche Durchflutung, die das Relais bei intakter Fernspeiseschleife zum Ansprechen bringt. Der Ruhekontakt 88 öffnet, so daß der Querzweig stromlos wird und der gesamte Fernspeisestrom über den Längszweig mit der Teilwicklung 84 fließt.

Der parallel zur Teilwicklung 84 liegende Widerstand 83 dient dazu, die Ansprechwerte der verschiedenen Relais an einander anzugleichen und wird so gewählt, daß sich beim Nennwert des Fernspeisestromes jeweils der gleiche Ansprechstrom ergibt.

Der Diodenzweig 82 besteht aus einer Diode. Diese Diode ist für den Fernspeisestrom in Sperrichtung gepolt. Der dazu antiparallel geschaltete Diodenzweig 81 ist dagegen durch eine Serienschaltung aus so vielen Dioden gebildet, daß die Summe der Schwellenspannungen größer ist als die Spannung, die bei erregtem Relais an der Teilwicklung 84 abfällt. Auf diese Weise wird ein wirksamer Schutz gegen Beeinflussung erzielt. Die Teilwicklung 85 wird bei geschlossenem Querzweig vom vollen Fernspeisestrom durchflossen. Die andere Teilwicklung 84 überwacht den unterbrochenen Teil der Fernspeiseschleife. Damit wird eine Vormagnetisierung des Relais erreicht, die seine Ansprechempfindlichkeit so erhöht, daß für das Ansprechen eine geringere Windungszahl nötig ist als bei einem Aufbau mit Wicklungsumschaltung. Es steht daher zum Halten während des Betriebes ein größerer Wickelraum zur Verfügung, wodurch sich eiti geringerer Spannungsabfall ergibt. Die Erregungsleistung, die die Relais der Schaltzusätze im ungestörten Streckenteil, bzw. bei fehlerfreiem Betrieb auf der gesamten Strecke zum Offenhalten des Schaltkontaktes 88 benötigen und die an jedem Zwischenverstärker einen entsprechenden Spannungsabfall zur Folge hat, ist dadurch gering.

Die Ansprechempfindlichkeit des Relais ist so gewählt, daß bei einer kurzzeitigen Streckenunterbrechung, d. h. bei einer unter der Zeitspannung At liegenden Unterbrechung, der Ruhekontakt die Verbindung der Strompfade vor der Unterbrechungsstelle nur dann wieder öffnet, wenn an den Leitungsenden ein Widerstand anliegt, der höchstens dem eines folgenden Verstärkerfeldes entspricht.

Da die Vormagnetisierung des Relais durch den auf z. B. ±2% konstanten Fernspeisestrom erfolgt, läßt sich diese Forderung durch eine entsprechende Wahl des Querwiderstandes und der Relaiswicklungsaufteilung bei fehlerfreiem Fernspeisebetrieb erfüllen. Die Fernspeiseeinrichtung stellt darüber hinaus sicher, daß ein Berühren der freien Leitungsenden auch dann ungefährlich bleibt, wenn das Fernspeisegerät aufgrund eines Fehlers Überstrom abgibt

Die Fernspeisegeräte besitzen zweckmäßigerweise eine Überwachung, die bei einer bestimmten Stromerhöhung z. B. um 20% die Fernspeisung abschaltet. Das gezeigte Ausführungsbeispiel berücksichtigt auch den Fall, daß der Überstrom noch unterhalb der Abschaltgrenze liegt. Es können dann die Vormagnetisierung und damit auch die Ansprechempfindlichkeit des Relais soweit ansteigen, daß bei voll wirksamen Querwiderstand ein Aufschalten mit dem Körperwiderstand, der z. B. mit 2000 Ω festgelegt sein kann, möglich wäre.

Diese Möglichkeit einer Gefährdung wird dadurch vermieden, daß der Querwiderstand nach einer Verzögerungszeit At auf null Ohm oder auf einen so niedrigen Wert gebracht wird, daß auch bei einer fehlerhaften Erhöhung des Fernspeisestromes, die noch nicht zur Abschaltung des Fernspeisegerätes führt, eine Aufschaltung über den Körperwiderstand nicht möglich ist.

Die Überbrückungsschaltung 60 liegt parallel zu der aus der Teilwicklung 85 und dem Widerstand 86 bestehenden Serienschaltung. Der Widerstand 87 dient als Schutzwiderstand für den Kontakt der Überbrükkungsschaltung bzw. für den Relaiskontakt 88.

Entsprechend Fig.5 ist in jeder Zwischenstelle, die eine Regenerator- oder Verstärkerstelle sein kann, ein Verbraucher vorgesehen, dessen Eingang vom Fernspeise-Gleichstrom Ifdurchflossen ist. Der Verbraucher ist entweder ein Leitungsverstärkerpaar 53,55, welches die den Übertragungsrichtungen der Nachrichtenübertragungsstrecke zugehörigen Einzelverstärker enthält, oder er kann auch ein Umrichter sein, der die Betriebsspannungen für Zwischenverstärker oder -regeneratoren einer parallel liegenden Nachrichtenübertragungsstrecke, z. B. eines Lichtwellenleiter-Kabeis, potentialfrei liefert.

Dabei sind die Eingänge der Verbraucher, die im Fernspeisekreis in Reihenschaltung betrieben werden, wie bei den Schaltzusätzen 9 und 9' ersichtlich, von Zwischenstelle zu Zwischenstelle alternierend in den einen und den anderen Fernspeise-Strompfad geschaltet, um eine gleichmäßige Lastverteilung zu erzielen bzw. eine Kompensation der Beeinflussung durch induzierte Wechselströme auf der Strecke zu erreichen. Sie können jedoch gegebenenfalls auch in ein und dieselbe Fernspeiseader bzw. ein und denselben Fernspeise-Strompfad eingefügt sein.

Das Fernspeise-Adernpaar ist an beiden Enden jeweils an einen Gleichstromumrichter 3 und 3' angeschlossen, so daß sich eine beidseitige Speisung mit gleichzeitig vorhandener Geräteredundanz ergibt. Dabei ist im Fernspeisekreis eine Reihenschaltung der beiden Gieichstromumrichter 3 und 3^; wirksam, jeder dieser beiden Gieichstromumrichter ist in der Lage, die ganze Fernspeisestrecke nach dem Prinzip der sogenannten »heißen Reserve« zu versorgen.

Sobald eine Verbindung zwischen den Speiseadern auftritt, speist der Gieichstromumrichter 3 bis zu dieser Stelle. Der Gieichstromumrichter 3' speist ebenfalls bis zur Verbindungsstelle, so daß die gesamte Strecke weiterhin versorgt bleibt

Ein Weiter-Betrieb der Zwischenstellen auch bei einer Unterbrechung an einer beliebigen Stelle des Fernspeise-Adernpaares wird dadurch erreicht, daß in jeder Zwischenstelle ein Schaltzusatz 9 bzw. 9' vorgesehen ist, der bei einer Unterbrechung einer oder beider Speiseadern den Fernspeisekreis vor dieser Unterbrechungsstelle so schließt, daß die Zwischenstellen weiter versorgt werden.

Der Schaltzusatz wird auf der einen Seite mit den Anschlüssen A und C auf der anderen Seite mit den Anschlüssen Sund D in den Fernspeisekreis eingeschaltet.

Die Anschlüsse A und B, an die der Verstärker 53 angeschlossen ist, sind über eine Serienschaltung aus den Dioden 91 und 92 verbunden. Zwischen den Anschlüssen C und D liegt eine Serienschaltung der Teilwicklungen 96 und 97 des Relais, die durch den

ίο Widerstand 98 überbrückt ist. Dabei ist der Wicklungsanfang der einen mit dem Wicklungsende der anderen Teilwicklung verbunden. Zwischen den Verbindungspunkten der beiden Dioden 91,92 bzw. der Teilwicklungen % und 97 liegt ein Querzweig mit einer Reihenschaltung, bestehend aus den Widerständen 93 und 94 und der Ruheseiie des doppeiien Umschäliküntaktes95des Relais.

Tritt die Streckenunterbrechung in Richtung der Anschlüsse B und D auf, so wird der Verstärker 53 aus der Richtung der Anschlüsse A und C weiterbetrieben. Der Speisestrom fließt dann vom Anschluß A kommend über den Eingang des Verstärkers 53 (Diode 91 sperrt), Diode 92 und Widerstände 93 und 94 zu dem auf seiner Ruheseite geschlossenen Relaiskontakt 95 und von dort über die Teilwicklung 96 und Anschluß C wieder zurück. Das Relais überwacht mit Teilwicklung 97 die fehlerhafte Richtung der Anschlüsse B und D.

Tritt die Streckenunterbrechung in Richtung der Anschlüsse A und Cauf, so werden die Verstärker 53 aus der Richtung der Anschlüsse B und D weiter betrieben. Der Stromfluß verläuft dann vom Anschluß D über die Teilwicklung 97, den Kontakt 95, die Widerstände 93 und 94, die Diode 91, den Verstärker 53 zum Anschluß B. Das Relais überwacht nun mit Teilwicklung % die fehlerhafte Richtung der Anschlüsse A und C.

Ersetzt man die Gieichstromumrichter 3' durch einen Kurzschluß, so ergibt sich eine Speisung der Strecke allein durch den Gieichstromumrichter 3.

Mit der in der F i g. 5 gezeigten Schaltungsanordnung, die für den alternierenden Einsatz der Zwischenverstärker oder für eine beidseitige redundante Fernspeisung geeignet ist, ergeben sich bedeutend geringere Spannungsabfälle als bei vergleichbaren bekannten Anordnungen. Die Relaisspule enthält zwei gleichartige Teilwicklungen 96, 97, deren Mittenverbindung zum Umschaltekontakt 95 geführt ist. Bei geschlossenem Kontakt 95 wird immer eine der beiden Teilwicklungen vom konstanten Fernspeisestrom If durchflossen, wodurch eine Vormagnetisierung des Relais erfolgt. Die Windungszahlen η sind gleich groß und so gewählt, daß in diesem Zustand das Relais die Ansprecherregung Φ An erhäii, wenn in der anderen Wicklung der Ansprechstrom/_4n fließt. Es gilt:

If- η + Ia ■ η = Φ_Αη-

Nach dem öffnen des Umschaltkontaktes 95 kann von der Arbeitsseite des Kontaktes 95 ein Nebenschluß an der Stelle a, b und/oder der Stelle a". ö'zu einer oder zu beiden Teilwicklungen 96, 97 parallelgeschaltet werden, dessen Leitwert so gewählt ist, daß die vorgegebene Haltebedingung für das Relais erreicht wird.

Dieser Wert läßt sich erforderlichenfalls durch Shunten der Relaiswicklungen nach dem Ansprechen mit Hilfe der Schaltmittel 101, 102, 103, 105 und/oder 104 erreichen. Damit wird auch der Spannungsabfall auf eine nur wenig über dem Haltewert liegende Größe begrenzt.

Nachdem durch die Vormagnetisierung mit dem Fernspeisestrom dessen Toleranz, z.B. ±6mA bei 30OmA, also ±2% in vollem Umfang den Ansprechwert des Relais beeinflußt, ist es zweckmäßig, die fertigungsbedingte Streuung der Ansprechwerte verschiedenen Relais zu eliminieren. Hierzu dient ein Widerstand 98, der als Shunt zur Relaisspule liegt. Dieser wird für jedes Relais so gewählt, daß sich beim Nennwert des Fernspeisestromes der gleiche Ansprechstrom ergibt. Mit dieser Einstellung liegen z. B. bei einer Toleranz des Fernspeisestromes von 294 bis 306 mA die Ansprechwerte in einem zulässigen Bereich zwischen 68 mA und 56 mA.

Parallel zum Widerstand 94 liegt die Überbrückungsschaltung 60. Der Widerstand 93 hat etwa null Ohm. Nach Unterbrechungen, die kurzer als die Zeitspanne At dauern, wird die Adernverbindung am Schaltzusatz selbsttätig wieder aufgehoben. Nach langer andauernden Unterbrechungen ist es für eine Wiederinbetriebnahme der wiederhergestellten gesamten Strecke dagegen erforderlich, die Schalter 2 und 2' zu betätigen und dadurch die Stromversorgungsgeräte vorüberge-

hend abzuschalten.

Verläuft der Fernspeisekreis getrennt vom Nachrichtenübertragungskreis, so wird ein Fehler im Fernspeisekreis zweckmäßigerweise dadurch erkannt, daß einer der beiden Gleichstromumrichter in bekannter Weise durch eine geringfügige Veränderung seines Stromregelkreises auf einen etwas niedrigeren Strom eingestellt ist und somit als »passives« Gerät arbeitet und im Fehlerfall »aktiv« den ihm anliegenden Teil des Fernspeisekreises speist und diese Lastübernahme meldet.

Verläuft der Fernspeisekreis über die Innenleiter der Koaxialpaare des eigenen Übertragungssystems, so ist zusammen mit der Fernspeisung auch die Nachrichtenübertragung unterbrochen. An die Empfangsverstärker 54 und 56 sind in den Speisestellen dann Überwachungseinrichtungen 41 bzw. 42 angeschlossen, die solche Unterbrechungen melden. Nach Beseitigung des Fehlers wird die betriebsmäßige Fernspeiseschleife nach vorübergehenden öffnen der Schalter 2 und 2' selbsttätig aufgebaut.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Fernspeiseeinrichtung zur Gleichstrom-Reihenspeisung von elektrischen Verbrauchern, insbesondere von Zwischenstellen einer Einrichtung der Nachrichtenübertragungstechnik, mit wenigstens einer Speisestelle und mit wenigstens einer Schaltungsanordnung zum Schließen einer ersatzweisen Fernspeiseschleife bei Unterbrechung der betriebsmäßig vorgesehenen Fernspeiseschleife wobei die Schaltungsanordnung ein Relais enthält und ein Ruhekontakt des Relais zusammen mit einem Widerstand in einem Querzweig angeordnet ist und wobei der Widerstand zeitverzögert nach Schließen des Ruhekontaktes von einem ersten Widerstandswert auf einen demgegenüber kleineren zweiten Widerstandswert umsteuerbar ist, wobei das Produkt aus dem Speisegleichstrom und dem zweiten Widerstandswert kleiner als eine im Hinblick auf den Personenschutz vorgegebene Maximalspannung ist und wobei eine Wicklung des Relais in dem unterbrochenen Teil der betriebsmäßigen Fernspeiseschleife liegt, dadurch gekennzeichnet,
daß der 2.weite Widerstandswert derart bemessen ist, daß bei einem auf den zweiten Widerstandswert umgesteuerten Querzweig das Relais bei Beseitigung einer Unterbrechung der betriebsmäßigen Fernspeiseschleife im Ruhezustand verbleibt,

daß eine Überwachungseinrichtung zur Meldung von Unterbrechungen der betriebsmäßigen Fernspeiseschleife an wenigstens einer der Speisestellen vorgesehen ist und

daß zum erneuten Aufbau des Fernspeisekreises nach Umsteuerung des Widerstandes auf den zweiten Widerstandswert der Fernspeisestrom an der Speisestelle bzw. an den Speisestellen vorübergehend abschaltbar ist.

2. Fernspeiseeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Widerstandswert wenigstens annähernd null Ohm beträgt.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß für den Fall, daß der Querwiderstand aus einem mittels einer Überbrükkungsschaltung (60) kurzschließbaren ersten Teilwiderstand (63; 86; 94) und einem dazu in Serie liegenden zweiten Teilwiderstand (62; 87; 93) besteht, der zweite Teilwiderstand (62; 87; 93) als Schutzwiderstand des Ruhekontaktes (64; 88; 95) bemessen ist.

4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ruhekontakt (64; 88; 95) mit einer Schutzschaltung versehen ist.

5.Schaltungsanordnung nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß ein den zweiten Widerstandswert bestimmender Widerstand ein komplexer Widerstand ist, der aus einem ohmschen Widerstand und einer Induktivität (72) besteht.

6. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Relais mit einer weiteren Wicklung (85; % oder 97) versehen ist, die in der bei geschlossenem Ruhekontakt (88; 95) geschlossenen ersatzweisen Fernspeiscschleife liegt (i i g. 4: 5).