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
5 177895 6 az 1 vezetéken folyó áram és a 17 referenciabemenet feszültsége közötti fázishelyzetet tartalmazza. Ha a találmány szerinti megoldásnak megfelelő kapcsolási elrendezést zárlat elleni védelem és iránymeghatározás céljára kívánjuk alkalmazni, akkor felépítését a 2. ábrán látható kiviteli példa szerint hajtjuk végre. A 2 vasmagos induktivitás tekercsén (lásd a 2. ábrát) fellépő váltakozó feszültség az egyik félperiódusban nem tudja kinyitni a 9 tirisztort, a másik félperiódusban viszont a 10 Zener-dióda feszültségküszöbénél a 9 tirisztor kinyit és tápfeszültséggel látja el a 3 jeladó egységet, amely így csak félperiódusonként juttat energiát a kimenetére csatolt elektromágneses, hangolt 5 jelsugárzóra, amely célszerűen a 3 jeladó egység által előállított rezgés frekvenciájára hangolt ferritantenna. A ferritantenna a készülékkel együtt egyetlen egységet képez. Az elektromágneses 5 jelsugárzó által kisugárzott jel tartalmazza az áram nagyságára vonatkozó információt, mert a 2 vasmagos induktivitás mágnesköre és tekercsének menetszáma, a 8 ellenállás, valamint a 10 Zener-dióda által meghatározott feszültségküszöb azt az 1 vezetéken folyó áramerősséget határozza meg, melynek túllépése esetén — de csakis ekkor — a 3 jeladó egység működni kezd. Ily módon a jeladás ténye egy bizonyos meghatározott áramérték-küszöb túllépésének tényével van összekapcsolva. Az 5 jelsugárzó által kisugárzott jel ezen felül tartalmazza még az áram fázishelyzetére vonatkozó információt is. Ugyanis csak az egyik félperiódusban van jelkisugárzás, melynek kezdő időpontja jó közelítéssel egybeesik az 1 vezetéken folyó váltakozó áram egyik, a 9 tirisztor és a 10 Zener-dióda polarizálása által meghatározott irányú nulla-átmenettel. Ily módon a vevőoldalon, a vett jelek értékelési helyén, fázis-összehasonlítás útján az 1 vezetéken folyó energiafolyam iránya a továbbiakban ismertetett 3. ábra szerinti 16 fázis-összehasonlító áramkör segítségével határozható meg. A 7 jelvevő egység e kiviteli példának megfelelő kialakítása esetén a kijelzés céljának megfelelően van kiképezve. Miután a 13 demodulátor 14 kimenetén az 1 vezetéken esetleg folyó túláramra és/vagy ezen túláram fázishelyzetére (vagyis meghatározott irányú nulla-átmenet bekövetkezésére) jellemző információ is megjelenik, így mindkettő kijelezhető. Ha azonban csak azt a feladatot kívánjuk megoldani, hogy az 1 vezetéken folyó váltakozó-áram csúcsértéke túllépi-e az előre meghatározott küszöbértéket, akkor erre a célra elegendő az „igen-nem” információ kijelzése. Ez esetben a 15 kijelző egyszerű lámpajelzés vagy ehhez hasonló áramkör (bistabil áramkör, reteszelő jelfogó stb.) is lehet. Ha azonban a túláram bekövetkezésénél a zárlat helyének lokalizálása végett az energiaáramlás irányát is meg kell állapítani, akkor szükség van a fázis-összehasonlításra is. A 16 fázis-összehasonlító áramkör ebben az esetben például (lásd a 3. ábrát) egy Graetz kapcsolású 16' egyenirányító hídkapcsolás. A 13 demodulátor 14 kimenetén túláram esetén megjelenő feszültség begyújtja a 19 tirisztort, amely a 16' egyenirányító hídkapcsolásra a túláram ideje alatt félperiódusonként gyakorlatilag rövidzárt ad. Attól függően tehát, hogy ez a rövidzárlat a 17' kapcsolóponton levő referencíafeszültség melyik félperiódusára esik, jön létre a feszültség a 18a vagy 18b kimeneti pontokon. A 18a kimeneti ponton — az 1 vezetéken folyó túláram mellett annak egyirányú folyási irányát is jelenti. A18b kimeneti ponton megjelenő feszültség ellenkező irányú túláramot jelent. Az ezen kiviteli példának megfelelő kapcsolási elrendezés azzal az előnnyel is rendelkezik, hogy az 1 vezetéken elhelyezett egység a működéséhez szükséges tápenergiát közvetlenül az 1 vezeték áramából nyerheti, a 7 jelvevő egység pedig a 17' kapcsolópontra vitt referenciafeszültséggel táplálható, a Graetz-kapcsolású 16' egyenirányító hídkapcsoláson keresztül. További előnye a kapcsolási elrendezésnek az, hogy az egész elektromágneses jelátvitel csak igen keskeny frekvenciasávot igényel, így az 5 jelsugárzó gyakorlatilag csak egyetlen frekvencián sugároz ki, és a 7 jelvevő nagy szelektivitásúra építhető. Ennek következtében gyakorlatilag egymáshoz közel tetszés szerinti számú berendezés telepíthető egymás működésének zavarása nélkül. A környezet zavarása a gyakorlatban elhanyagolható, egyrészt, mert az egész kapcsolási elrendezés csak túláram esetén működik — tehát ritkán és csak rövid ideig —•, másrészt az elektromágneses jelátvitelhez viszonylag igen kis teljesítmény elegendő. A találmány szerinti megoldásnak megfelelő kapcsolási elrendezés tehát tetszés szerinti üzemfeszültségü — nagyfeszültségű — vezetékeknél alkalmazható, megtakaríthatók a terjedelmes és költséges áramváltók anélkül, hogy emellett a nagyfeszültségre jellemző szigetelési vagy életvédelmi problémákat külön meg kellene oldani. Szabadalmi igénypontok 1. Kapcsolási elrendezés nagyfeszültségű, váltakozóáramú, energiát szállító vezetéken folyó áram nagyságának és/vagy az energiaáramlás irányának a vezeték veszélyes megközelítése nélkül, elektromágneses jeltovábbítás útján történő meghatározására, amelynek meghatározott helyen a vezetékre csatlakozó jeladó, és ettől megfelelő távolságban levő helyhez kötötten telepített jelvevő egységei vannak, azzal jellemezve, hogy a vezetéken (1) azt körülfogó vasmagos induktivitás (2) van, melynek tekercse elektronikus kapcsoló (4), ill. jeladó egység (3) bemenetére, míg a jeladó egység (3) kimenete jelsugárzó (5) bemenetére csatlakozik, az elektronikus kapcsoló (4) kimenete pedig a jeladó egység (3) másik bemenetével van összekötve; a jelvevő egység (7) vevőantennájának (11) kivezetései szelektív erősítő (12) bemeneteire csatlakoznak, ez utóbbi kimenete pedig demodulátor (13) bemenetére, a demodulátor kimenete (14) pedig egyrészt referenciabemenettel (17) is rendelkező, fázis-összehasonlító áramkör (16) bemenetével, másrészt kijelzővel (15) van összekötve. 2. Az 1. igénypont szerinti kapcsolási elrendezés kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a vasmagos induktivitás (2) tekercsének kivezetései közé ohmikus ellenállás (8) van kialakítva, az ellenállás (8) egyik vége tirisztorra (9) csatlakozik, melynek gyújtókörébe Zener-dióda (10) van iktatva, a tirisztor (9) viszont a jeladó egység (3) egyik bemenetére, az ellenállás (8) másik vége pedig a jeladó egység (3) másik bemenetére csatlakozik, és a jeladó egység (3) kimenete jelsugárzóval (5) van összekötve. 3. Az előző igénypontok bármelyike szerinti kapcsolási elrendezés kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a jelvevő egység (7) demodulátorának kimenete (14) 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
