177895. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés nagyfeszültségű váltakozóáramú energiatovábbító vezetéken folyó áram nagyságának és/vagy az energiaáramlás irányának a vezeték veszélyes megközelítése nélkül, elektromágneses jetovábbítás útján törénő meghatározására
3 177895 4 légvezetékes, nagyfeszültségű, energiát szállító hálózatokban az üzemi mérő, jelző vagy védelmi rendszerekben az érzékelési és automatizálási feladatokat egyszerű eszközökkel, hatásosan és pontosan meg lehet oldani anélkül, hogy költséges és nehézkesen működtethető, nagyfeszültségű áramváltókat kellene beépíteni. E feladatok megoldására szolgáló kapcsolási elrendezés két főrészből van felépítve. Az első rész egyszerű, kisfeszültségű technikával kialakítható, elektronikus áramköröket tartalmazó és az energiát szállító vezetékrendszerrel egybeépített jeladó egység, a másik rész pedig ettől az egységtől a környezet — levegő-szigetelési viszonyai által meghatározott — távolságban elhelyezett jelvevő egység, amely a kisugárzott jeleket veszi, demodulálja és kimenetén további felhasználásra alkalmas formában, a nagyfeszültségű, energiát szállító vezetéken folyó váltakozó áram nagyságára és/vagy fázishelyzetére jellemző információként kijelzi. A kapcsolási elrendezést a leíráshoz mellékelt elvi kapcsolási elrendezést ábrázoló rajzok segítségével részletesen is ismertetjük. A rajzokon az 1. ábra a teljes berendezés elvi kapcsolási elrendezését, a 2. ábra a jeladó egység egy további lehetséges kiviteli példáját vázlatosan, a 3. ábra pedig a jeladóhoz tartozó jelvevő egység egy részének további kiviteli példáját ábrázolja. Visszatérve az ábrákra: az 1. ábrán látható 1 vezetéket a 2 vasmagos induktivitás veszi körül. A vasmagon sokmenetes tekercs van, melynek kivezetése egyrészt egy 4 elektronikus kapcsoló bemenetére, másrészt egy 3 jeladó egység egyik bemenetére csatlakozik. A 3 jeladó egység kimenete egy hangolt, elektromágneses 5 jelsugárzó bemenetével van összekötve, ugyanakkor a 3 jeladó egység kimenete az 5 jelsugárzó másik bemenetére csatlakozik. A 7 jelvevő egység — amely bemenetén fogadja az 5 jelsugárzó jeleit — a következőképpen van felépítve: Bemenetét egy 11 vevőantenna képezi. Ez célszerűen az elektromágneses 5 jelsugárzóhoz hasonló hangolt ferritantenna, amelynek két kivezetése egy önmagában ismert, szelektív 12 erősítő bemeneti kapcsaira csatlakozik. A 12 erősítő kimenete 13 demodulátor bemenetével van összekötve, amelynek 14 kimenete egyfelől 16 fázis-összehasonlító áramkör bemenetével, másfelől egy 15 kijelző (display) bemenetével van összekötve. A 16 fázis-összehasonlító áramkör 17 referenciabemenetére az 1 vezetéken folyó áramot előidéző feszültség fázisával azonos fázisú, váltakozó áramú jel vezetéke van kapcsolva. A találmány szerinti megoldásnak megfelelő berendezés egy további kiviteli példa szerint úgy van kialakítva, hogy a 2 vasmagos induktivitás kivezetései (2. ábra) kis impedanciájú elem, célszerűen ohmos 8 ellenállás két végére csatlakoznak. Az így kialakított transzformátor gyakorlatilag tehát rövidre zártan dolgozik, és a 8 ellenálláson létrejövő feszültség arányos lesz az 1 vezetéken folyó árammal. A 8 ellenállás egyik vége elektronikus kapcsolóelemmel, célszerűen 9 tirisztorral van összekötve, melynek gyújtókörébe feszültségküszöböt érzékelő elem, célszerűen 10 Zener-dióda vagy Diacdióda van beiktatva. A 9 tirisztor kimenete ugyanakkor a 3 jeladó egységre csatlakozik, míg a 8 ellenállás másik vége ugyanezen 3 jeladó egységgel van összekötve. A 3. ábrán látható 7 jelvevő egység ugyancsak egy további kiviteli példának megfelelően úgy van felépítve, hogy az 1. ábrabeli 16 fázis-összehasonlító áramkört egy Graetz-kapcsolású 16' egyenirányító hídkapcsolás képezi, amely egyik bemenetével a referenciafeszültséget szállító 17' kapcsolópontokra egy 20 transzformátor szekunder tekercsével és e tekercsre csatlakozó 21, 22 ellenállásokra, és a velük párhuzamosan kapcsolt, de ellentétesen polarizált 23, 24 diódákon keresztül a 18a és 18b kimeneti pontok révén csatlakozik. A Graetz kapcsolású 16' egyenirányító hídkapcsolás másik két kapcsolópontja közé egy 19 tirisztor van kötve, s ez utóbbi gyújtóáramköre egy 14' vezérlő elektródán át vezérlő feszültségre van kapcsolva. A berendezés a következőképpen működik: Az 1 vezetékre szerelt 2 vasmagos induktivitás a feszültség nagyságát és a feszültség polaritását egyaránt érzékelő 4 elektronikus kapcsoló révén moduláló feszültséget juttat a vele összekapcsolt, elektromos rezgéseket előállító 3 jeladó egységre oly módon, hogy a 3 jeladó egység a 4 elektronikus kapcsoló útján az 1 vezetéken folyó áram egyik félperiódusa ütemében és csak akkor kap tápfeszültséget, ha ez az áram az előre meghatározott határértéket túllépi. A 3 jeladó egység olyan jeleket állít elő, melyek az energiát szállító 1 vezetéken átfolyó áram nagyságára és fázishelyzetére jellemző modulációval rendelkeznek. Itt bármely ismert jelmoduláló eljárás — előnyösen amplitúdó- és impulzusmoduláció — alkalmazható, és a modulálást a kétféle moduláló jellel, ezek bármelyikével vagy mindkettővel együttesen végezhetjük: egyrészt az 1 vezetéken átfolyó áram nagyságával arányos jellel, másrészt olyan jellel, mely ezen áramnak valamilyen referencia — váltófeszültséghez képest megállapított fázishelyzetét adja meg. A jelek a 3 jeladó egységből egy elektromágneses jelek kisugárzására alkalmas, hangolt elektromágneses 5 jelsugárzóra kerülnek, amely e jeleket kisugározza, s azokat a 7 jelvevő egység veszi. A 2 vasmagos induktivitás, a 3 jeladó egység és 5 jelsugárzó egyetlen, szerkezetileg összeépített egészet képezhetnek. A 7 jelvevő egység a 3 jeladó egységtől a környezet, vagyis a levegő szigetelési viszonyai által meghatározott 6 távolságban van elhelyezve. A 7 jelvevő egység a kisugárzott jeleket veszi, demodulálja és kimenetén, további felhasználásra alkalmas formában ad információt az 1 vezetéken folyó váltakozó áram nagyságára és fázisára vonatkozóan. A teljes 7 jelvevő egység kisfeszültségű áramkörökből van felépítve, és burkolata érintés“ védelmi szempontból előnyösen földpotenciálon van. A 7 jelvevő egység 11 vevőantennája veszi az 1 vezetéken folyó áram nagyságára és/vagy fázisára jellemző, modulált, az elektromágneses 5 jelsugárzó által kisugárzott elektromágneses jeleket, melyeket ezután a szelektív 12 erősítőhöz továbbít. A 12 erősítőn felerősített jelek a 13 demodulátorba kerülnek, melynek 14 kimenetén a demodulált jel, vagyis az 1 vezetéken folyó áram nagyságára és fázisára jellemző információ jelenik meg. Közvetlenül erre a 14 kimenetre csatlakozik a 15 kijelző, amely az áram nagyságára utaló információt jelzi ki. A 13 demodulátor 14 kimenetére csatlakozik a 16 fázisösszehasonlító áramkör, melynek 17 referenciabemenetére az 1 vezetéken folyó áram feszültségfázisával megegyező fázisú váltakozó áramú jelet vezetünk. Ennek következtében a 16 fázis-összehasonlító áramkör 18 kimenetén olyan információt tartalmazó jel jelenik meg, amely 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
