-
Schaltung zur kombinierten Isolations-und Kurzschlußprüfung einer
Mehrkanalimpuls-Nachrichtenübertragungsanlage Die Erfindung betrifft eine Schaltung
zur kombinierten Isolations- und Kurzschlußprüfung einer Mehrkanalimpuls-Nachrichtenübertragungsanlage
, die nach dem Zeitmultiplexprinzip arbeitet und impulsgesteuerte Kontakte
aufweist, die die einzelnen Verbindungen über das übertragungssystem periodisch
herstellen, wobei das übertragungssystem in Abhän-
gigkeit von den übertragungsbedingungen
eine Gesaintkapazität bestimmter Größe hat.
-
Bei der Prüfung einer Nachrichtenübertragungs-oder Fernmeldeanlage
muß im allgemeinen eine Isolationsprüfung durchgeführt werden, um festzustellen,
ob ein Kurzschluß vorhanden ist, und eine Kurzschlußprüfung (übertragungsprüfung)
vorgenommen werden, um zu ermitteln, ob irgendeine Unterbrechung vorliegt. Die Isolationsprüfung
kann durch Anschluß einer Priifvorrichtung an einen Eingang oder einen Ausgang der
Anlage erfolgen. Die Kurzschlußprüfung kann mit Hilfe von zwei Prilfvorrichtungen
durchgeführt werden, von denen eine (ein Sender) an einen Eingang und die andere
(ein Empfänger) an einen Ausgang der Anlage angeschlossen ist. Zur Prüfung aller
Verbindungsmöglichkeiten der Anlage muß der Sender bzw. der Empfänger periodisch
an alle Eingänge bzw. Ausgänge bewegt werden, was umständlich ist und viel Zeit
erfordert. In Mehrkanalimpuls-Nachrichtenübertragungsanlagen, die nach dem Zeitinultiplexprinzip
arbeiten und impulsgesteuerte Kontakte im übertragungsweg aufweisen, dessen Kapazität
im voraus bestimmt und mit Bezug auf die übertragungsbedingungen eingestellt wird,
kann die Prüfung sehr wesentlich vereinfacht werden. Dabei werden die technischen
übertragungseigenschaften der Anlage in einer solchen Weise benutzt, daß der zuvor
erwähnte Empfänger auf der vom Sender abgewandten Seite der Anlage nicht benötigt
wird. Die erfliidungsgemäß ausgebildete, Schaltung ist gekennzeichnet durch einen
Prüfstromkreis, der an das übertragungssystem über einen impulsgesteuerten und mit
den Kontakten einer Verbindung synchron arbeitenden Kontakt anschließbar ist, einen
im Anschließzeitpunkt geladenen Kondensator enthält und zusammen mit der angeschlossenen
Verbindung des übertragungssystems einen Schwingungskreis bildet, dessen Schwingungsperiode
gleich Ir- ist, M worin r die Schließzeit der impulsgesteuerten synchron arbeitenden
Kontakte und m eine ganze Zahl größer als Null ist sowie durch eine Anzeigeanordnung
zum Anzeigen von entstehenden Ladungsverlusten in dem Kondensator des Präfstromkreises.
-
An sich bekannt sind ein Verfahren und eine Einrichtung zur meßtechnischen
Untersuchung von anomal verlaufenden Betriebszuständen in elektrischen Energieversorgungsnetzen,
insbesondere von Leitungskurzschlüssen oder nicht stationären Belastungszuständen,
bei dem über auf die genannten Zustände ansprechende und die Dauer des Ladungsvorganges
bestimmende Relais die den vom Belastungswiderstand abhängenden Größen, wie Strom,
Spannung oder Leistung, proportionale Ladungen je einem Kondensator zugeführt
werden und bei dem die Kondensatorladung zur Bestimmung der gesuchten Größe ausgewertet
werden.
-
Weiterhin ist es an sich bekannt, bei der Ermittlung von Isolationsfehlem
einen Schwingungskreis zwischen Leitung und Erde zu benutzen, in dem die Kapazität
des angeschlossenen Leitungsstückes gegen Erde zur Geltung kommt.
-
Die Erfindung wird an Hand der Fig. 1 bis 4 beschrieben. Es
zeigt Fig. 1 in ganz schematischer Weise ein Beispiel eines übertragungssystems,
für das die Anordnung nach der Erfindung bestimmt ist, Fig. 2 einen übertragungsweg
in einem System des gleichen Typs wie in Fig. 1 mit impulsgesteuerten Kontakten,
Fig. 3 ein Schaltbild einer Anordnung nach der Erfindung und
Fig.
4 eine abgeänderte Ausführungsform der Anordnung nach Fig. 3.
-
Das übertragungssystem nach Fig. 1 umfaßt eine Anzahl primärer
übertragungspunkte A 1, A 2, A 3
und DI, D2,
D3 sowie eine Anzahl sekundärer übertragungspunkteB1, B2, B3 und Cl,
C2, C3.
Jeder der übertragangspunkteA1, A2 und A3 ist über
einen Kontakt (nicht gezeigt) mit allen Übertragungspunkten Bl, B2 und B3 verbunden,
die ihrerseits über Kontakte (nicht gezeigt) mit jedem übertragungspunkt
Cl, C2 und C3 verbunden sind. Diese letztgenannten Punkte stehen über
Kontakte (nicht gezeigt) mit allen übertragungspunktenD1, D2 und
D3 in Verbindung. In allen Leitungen, welche die verschiedenen übertragungspunkte
verbinden, befindet sich somit annahmegemäß ein Kontakt. Die Fernsprechteilnehmer
sind über impulsgesteuerte Kontakte an die primären Übertragungspunkte angeschlossen,
und eineübertragungzwischen zwei Teilnehmern wird durch gleichzeitiges Schließen
aller Kontakte in einem übertragungsweg zwischen den Teilnehmern hergestellt. Ein
solcher Übertragungsweg kann beispielsweise die übertragungspunkte A
1-B 2-C 2-D 3 aufweisen. Daraus ist ersichtlich, daß eine große Anzahl
übertragungswege vorhanden ist, so daß eine Prüfung nach dem herkömmlichen ebenso
teuer wie umständlich ist. In einer Mehrkanalimpuls-Nachrichtenübertragungsanlage
mit einem solchen übertragungssystem ist es bekannt, die Gesamtkapazität des Systems
in einer bestimmten Weise mit Bezug auf die an den Teilnehmerstellen vorhandene
Kapazität zu bemessen und auch die Schließzeit der Kontakte in spezieller Weise
auszugleichen, so daß eine möglichst gute übertragung erzielt wird. In dem schwedischen
Patent 164 398 wird beispielsweise festgestellt, daß die Gesamtkapazität
des übertragungs-C Systems
Bein soll, wobei C die Kapazität üi dem Abschlußkondensator eines Tiefpaßfilters
an einer Signalstelle (Fernsprechteilnehmer) und n eine gall Zahl größer als
Null ist. Diese Tatsache wird in der Weise ausgenutzt, daß die Gesamtkapazität
eines übertragungssystems ün voraus berechnet und in einer bestimmten Weise unter
Berücksichtigung der technischen übertragungsbedingungen eingestellt wird.
-
Mit dem übertragungsweg A-B-C-D in Fig. 2 ist ein Abschlußkondensator
mit der Kapazität C in einer Signalstelle über eine Induktivität L und einen
individuellen impulsgesteuerten Kontakt KA verbunden. Die Verbindung ist zu einem
primären Übertragungspunkt A hergestellt, an den mehrere andere Signalstellen
in der gleichen Weise angeschlossen sind, wie durch den nach links gerichteten Pfeil
markiert ist. Der übertragungspunkt A hat eine Eigenkapazität CA und
ist über einen Kontakt KAB Mit einem sekandären übertragungspunkt B verbunden,
der eine Eigenkapazität CB hat und über einen Kontakt KBc an einen anderen sekundären
übertragungspunkt C usw. angeschlossen ist. Das System ist symmetrisch aufgebaut,
so daß ein Abschlußkondensator mit der Kapazität C in einer sekundären Signalstellung
über eine Induktivität und einen individuell impulsgesteuerten Kontakt KD mit einem
primären übertragungspunkt D mit der Eigenkapazität CD verbunden ist.
Die Eigenkapazitäten CA, C,6, CC und CD sind so eingestellt daß das
übertragungsmittel eine Gesarnteigenkapazität Ci + CB +
Cc + CD = C, erhält, und bei einer Verbindung zwischen den zwei Signalstellen
sind die Kontakte KA, KAB, KBC und KD zur Übertragung eines Impulses während
eines Zeitraumes geschlossen, der eine spezielle Relation zu der Schwingungsperiode
des Schwingungskreises an den zwei Signalstellen hat.
-
Die Anordnung nach Fig. 3 umfaßt einen Prüf-Stromkreis und
eine Anzeigeordnung. Der Prüfstromkreis besteht aus einem Kondensator mit der Kapazität
C und einer Induktivität L' und ist über einen impulsgesteuerten Kontakt
K an das übertragungsmittel anschließbar, das in Fig. 3 durch einen Kondensator
mit der Kapazität Ct, d. h. der zuvor erwähnten Eigenkapazität, dargestellt
ist. Im Anschlußmoment wird der Kondensator C des Prüfstromkreises geladen,
und zwar erfolgt dies über die Anzeigeanordnung E-I-L, die aus einem über den Kondensator
angeschlossenen Reihenkreis besteht, der eine Batterie E, ein Strommeßinstrament
I und eine Induktivität L aufweist. Die in dem Präfstromkreis -enthaltenen Elemente
sind so bemessen, daß dieser Stromkreis zusammen mit dem übertragungsmittel einen
Schwingungskreis bildet, dessen Schwingungsperiode gleich
st, wobei r die Schließzeit der impulsgesteuerten Kontakte und m eine ganze Zahl
größer als Null ist. Infolgedessen erfolgt die Bemessung nach der Formel:
wobei die Bedeutung von L', C und C, aus Fig. 3
ersichtlich
ist. Die Induktivität L soll eine solche Größe haben, daß keine nennenswerte Ladung
des Kondensators des Prüfstromkreises von der Batterie E
während der Zeit
r erfolgt. Durch Anschließen der gerade beschriebenen Anordnung an den übertragungsweg,
an dem eine Prüfung durchgeführt werden soll, wird der Kondensator C infolgedessen
von der Batterie E geladen. Wenn der Kontakt K (gleichzeitig mit den Kontakten
des übertragungsmittels längs des zu prüfenden übertragungsweges) geschlossen wird,
wird ein Schwingvorgang eingeleitet, der nach der Zeit -c unterbochen wird.
Falls keine Isolations- oder Kurzschlußfehler in dem übertragungsweg vorhanden sind,
reicht diese Zeit genau aus, daß der Schwingungskreis CL'Ct m Schwingungen während
der Zeit r erzeugt. Abgesehen von den vernachlässigbaren Verlusten ist die Ladung
an dem Kondenslator des Prüfstromkreises somit nach dem Unterbrechen des Kontaktes
K gleich wie vor dem Schließen dieses Kontaktes. Eine Ladung über die Anzeigeanordnung
E-I-L braucht infolgedessen nicht und kann auch nicht auftreten, so daß das Instrument
I keinen Ausschlag zeigt. Falls dagegen der übertragungsweg mit Fehlern behaftet
ist-. so daß seine Gesamtkapazität nicht dem vorherbestimmten Wert (C() entspricht,
ist die Ladung an dem Kondensator des Prüfstromkreises nach der Unterbrechung des
Kontaktes K kleiner, als sie sein sollte, wodurch eine erneute Aufladung von der
Batterie E zwecks Ersatz der Verlustladung entsteht. Diese »Verlustladung« bleibt
auf dem individuellen Kondensator des Übertragungssystems, bis diese lediglich aus
übertragungstechnischen Gründen vor der übertragung des nächsten Impulses zwischen
den Signalstellen kurzgeschlossen wird. Dieses Kurzschließen erfolgt durch Kurzschlußzweige,
die zu den Teilkondensatoren parallelgeschaltet werden.
Es ist ersichtlich,
daß viele Ausführungsformen der Anordnung möglich sind, ohne den Rahmen der Erfindung
zu überschreiten. Fig. 4 zeigt eine abgeänderte Ausführungsforrn. einer Anzeigeanordnung,
die aus einem NiederfrequenzschwingungskreisL,C' und einer mit diesem Schwingungskreis
verbundenen Brückenschaltung besteht. Diese Brückenschaltung enthält in zwei sich
gegenüberliegenden Zweigen zwei magnetisch an eine InduktivitätL0 angeschlossene
gleiche WicklungenLB. Diese Induktivifät ist parallel zu dem Kondensator des Präfstromkreises
ge-
schaltet, und die Brückenschaltung enthält in den zwei übrigen sich gegenüberliegenden
Zweigen zwei gleich große Widerstände R. Eine Wechselspannungsquelle V ist an zwei
Diagonalpunkte angeschlossen, und das Anzeigeinstrument I (z. B. ein Nullindikator
des Wechselstronityps) ist mit den zwei -übrigen Diagonalpunkten in der Brückenschaltung
verbunden.
-
Als ein Beispiel einer möglichen Bemessung können die folgenden Werte
für die Anordnung nach Fig. 4 erwähnt werden-. Die Schließzeit für den impulsgesteurten
Kontakt K (sowie für die Kontakte KA ... KD) = 2.10-6
Sekunden. Die Kapazität C
ist gleich der Kapazität Ct. Die Frequenz der Wechselstromquelle
V beträgt 1000 Hz, und auf diese Frequenz ist der Schwingungskreis L.C abgestimmt.
Der InduktivitätswertL' wird aus der Beziehung 2.10-6
= 2
."r
vorausgesetzt, daß m gleich Eins gewählt wird.
-
Mit einer Anordnung nach der Erfindung ist es nicht nur möglich, festzustellen,
daß ein Fehler in dem übertragungssystem vorhanden ist, sondern dieser Fehler kann
auch lokalisiert werden. Dies ist beispielsweise dadurch möglich, daß der Kondensator
des Prüfstromkreises für veränderbare Einstellung seiner Kapazität eingerichtet
wird, so daß Anpassung an die Gesamtkapazität des übertragungssysteins zwischen
verschiedenen Punkten an dem System möglich ist. Falls beispielsweise die Anordnung
an den primären Übertragungspunkt A geschaltet ist und dann der Übertragungsweg
A-B-C-D durch Betätigen der Kontakte KAB, KBc und KCD geprüft wird, ist deutlich,
daß das Instrument I in Fig. 3 ausschlägt, d. h. der untersuchte übertragungsweg
ist durch einen Fehler beeinträchtigt. Die Kapazität C des Kondensators des
übertragungssystems wird dann so geändert, daß dieser zusammen mit den Teilkapazitäten
CA, CB und Cc, jedoch nicht mit CD, das übertragungssystem einen Schwingungskreis
bildet, dessen Schwingungsperlode gleich
wie bei der ersten Messung ist. Nun wird eine neue Prüfung durchgeführt, wobei nur
die KontakteKAB und KBC betätigt werden. Wenn das Instrument i diesmal keinen Ausschlag
zeigt, erkennt man, daß der Fehler an irgendeiner Stelle zwischen C und
D liegt. Wenn das Instrument I andererseits noch einen Ausschlag erkennen
läßt, muß die Prüfung in der gleichen Weise in Richtung auf A fortgesetzt
werden, bis der Fehler lokalisiert ist. Wenn wie in Fig. 4 der Kondensator des Prüfstronikreises
gleichzeitig ein integraler Teil eines abgestimmten Stromkreises in der Anzeigeanordnung
ist, kann es stattdessen zweckmäßig sein, die Induktivität L' veränderbar zu machen
und in dieser Weise erforderlichenfalls Abstimmanpassung nur für bestimmte Teile
der Gesamtkapazität des übertragungssystems zu erhalten.