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Gleichstromfernspeisungssystem für Trägerfrequenz-Übertragungsanlagen
Die Erfindung betrifft ein Gleichstromfernspeisungssystem für Trägerfrequenz-Übertragungsanlagen, bei dem eine Fernspeisung aus einer geerdeten Batterie über die Nachrichtenstrecke selbst erfolgt, bei dem in unbemannten Zwischenverstärkerämtern die Speisespannung von der Nachrichtenübertragungsstrecke über Weichen entnommen und den Verbrauchern sowie dem anschliessenden Abschnitt der Nachrichtenstrecke zugeführt ist.
Bei Trägerfrequenzanlagen kommt bekanntlich die Frage der Erdung in den Verstärkerämtern nicht nur aus Sicherheitsgründen, sondern auch aus Gründen der Störbefreiung und des Schutzes vor hochspannungsgefährdeten Übertragungsstrecken eine besondere Bedeutung zu.
Bei bekannten Gleichstromfernspeisungssystemen, bei denen eine Fernspeisung aus einer geerdeten Batterie über die Nachrichtenübertragungsstrecke selbst erfolgt und bei denen z. B. in unbemannten Zwischenverstärkerämtern dieSpeisespannung von der Nachrichtenübertragungsstrecke über Weichen entnommen und den Verbrauchern, z. B. den Verstärkern unmittelbar zugeführt wird, ist es erforderlich, diese Verbraucher isoliert aufzubauen, da eine Erdung der Speisespannung an dieser Stelle nicht durchführbar ist.
Zur Vermeidung dieser Nachteile wird gemäss der Erfindung vorgeschlagen, dass dieZwischenver- stärker längs der Übertragungsstrecke jeweils über Gleichumrichter mit hochspannungssicherem Trenn- übertrager, die in Parallel- oder Serienschaltung in das Fernspeisungssystem eingeschaltet sind, gespeist sind, wobei der Speisestromkreis jedes Zwischenverstärkers für sich nach dem demselben zugeordneten Gleichumrichter - auch bei Anwendung der Reihenspeisung - geerdet ist.
Als Gleichumrichter eignen sich für diesen Zweck insbesondere solche, die spannungshart arbeiten, d. h. Gleichumrichter, bei denen eine prozentuale Änderung der Spannung auf der Eingangsseite eine gleich grosse prozentuale Änderung der Spannung auf der Ausgangsseite zur Folge hat. Die Gleichumrichter können in Parallel- oder in Serienschaltung in das Fernspeisungssystem eingeschaltet werden. Bildet man den Übertrager des Gleichumrichters als hochspannungssicheren Trennübertrager aus, so ergibt sich ein Schutz des Verbrauchers bei hochspannungsgefährdeten Leitungen.
Die Anwendung einer Vielzahl von Gleichumrichtern längs einer Übertragungsstrecke musste allein deshalb fur den Fachmann überraschend sein, weil er insbesondere bei einer Gleichstromreihenspeisung über die Nachrichtenstrecke zunächst annehmen muss, dass diese Gleichumrichter nicht erforderlich sind, sondern sogar kostenmässig einen nicht vertretbar hohen Aufwand bedingen.
DasProblem derFernspeisung vonZwischenverstärkern über die zur Nachrichtenübertragung benutzten Kabel ist bekannt. Es sind auch verschiedene Lösungen dieses Problems bekannt, z. B. kann je nach Bedarf eine Wechselstromfernspeisung oder eine Gleichstromfernspeisung erfolgen. Die Erfindung bezieht sich nur auf Gleichstromfernspeisungssysteme. Solche Gleichstromfernspeisungssysteme können in an sich bekannter Weise als Reihen- oder auch als Parallelspeisungssystem aufgebaut sein, d. h., dass die längs einer Übertragungsstrecke angeordneten Verstärkerämter bezüglich ihrer Stromversorgung entweder in Reihe oder parallelgeschaltet sind, d. h. aber nicht, dass auch die Verbraucher innerhalb dieser Verstärkerämter selbst in entsprechender Weise geschaltet sein müssen. Diese Verbraucher können z.
B. bei Anwendung der Reihenspeisung der Verstärker ämter unter sich entweder parallel oder in Reihe liegend gespeist
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sein. Ebenso verhält es sich bei Anwendung der Parallelspeisung für die Verstärkerämter längs der Über" tragungsstrecke. Allein diese Vielgestaltigkeit bringt schon eine Reihe von schwierigen Erdungsproblemen mit sich.
Es muss noch darauf hingewiesen werden, dass die genannten Probleme auch dadurch erschwert werden, dass die Fernspeisung vom fernspeisenden Amt aus stets über eine geerdete Batterie erfolgt. Dadurcl ist im speisenden Amt das Erdpotential für das Fernspeisungssystem von vornherein bereits festgelegt.
Bedenkt man dann noch, dass die für die Fernstromversorgung ausgenutzte Nachrichtenübertragungsstrecke in erster Linie die ihr zugedachte Aufgabe, nämlich die der Nachrichtenübertragung, zu erfülle : hat, so erhellt hieraus, dass eine Reihe weiterer Probleme auch bezüglich der Fernstromversorgung be, rücksichtigt werden muss. Die Erdungsverhältnisse längs einer Nachrichtenübertragungsstrecke könne ; z. B. aus Gründen der Störbefreiung, wie z. B. Pfeifneigung usw., nicht ohne weiteres frei gewählt wer den. Ferner müssen auch die einschlägigen Sicherheitsbestimmungen, wie sie z. B. durch die sogenann ten VDE Richtlinien gegeben sind, beachtet werden.
Darüber hinaus ist noch zu berücksichtigen, dass bE den in Rede stehenden Nachrichtenübertragungssystemen häufig mit sehr hohen induzierten Längsspannun gen aus einem benachbartenHochspannungsnetz gerechnet werden muss, d. h. aber, dass der isolierte Ein bau von Verstärkern zu einem erheblichen technischen und wirtschaftlichen Aufwand führt. Da die Ver hältnisse sich bei Gleichstromparallelspeisung von denen bei Gleichstromreihenspeisung und ausserde] die Verhältnisse bei hochspannungsgefährdeten Nachrichten Nachrichtenübertragungsstrecken von denen bei nicht hocr spannungsgefährdeten Nachrichtenübertragungsstrecken erheblich unterscheiden, ist es erforderlich, ur terschiedliche Verstärkertypen jeweils auf Lager zu halten.
Eine wirksame Abhilfe bei hochspannungsgefährdeten Nachrichtenübertragungsanlagen ist bisher übe haupt nur beiWechselstromfernspeisungsanlagen bekanntgeworden. Hier kann man die gesamte, mit Fer ; speisestrom zu versorgendestrecke in bestimmter Weise in einzelne Versorgungsabschnitte unterteilen ui so die maximal induzierten Längsspannungen in erträglichen Grenzen halten. Zu einem solchen Verso gungsabschnitt gehört jeweils bereits eine Vielzahl von mit Fernstrom zu versorgenden Verbrauchte
Ordnet man nun bei Gleichstromfernspeisungssystemen gemäss der Erfindung jedem Verstärker lär der Übertragungsstrecke einen Gleichumrichter zu, so werden die erläuterten Schwierigkeiten wesentli herabgesetzt, und es ergeben sich für den Fachmann durchaus überraschende Vorteile.
Der Aufwand für erforderlichen Gleichumrichter und den hochspannungssicheren Trennübertrager in den Gleichumricht ( ist, verglichen mit dem Aufwand, der ohne Anwendung der Erfindung erforderlich wäre, gering. Bei A wendung der Erfindung kann aber ein und dieselbe Verstärkertype sowohl für Parallelspeisung als auch Reihenspeisung vorgesehen werden. Die Verstärker brauchen nicht mehr isoliert eingesetzt werden, n ist freizügig bezüglich der Wahl der Erdungspunkte und kann diese so festlegen, wie es für die Stört freiung innerhalb der Nachrichtenstrecke erforderlich ist. Ferner erübrigen sich weitere Massnahmen gel eine etwa auftretende Hochspannungsgefährdung, wie sie sonst bei Gleichstromfernspeisungssystemen v gesehen werden müssten.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Fig. l und 2 dargestellt. Bei der Anordnung nach Fi ist der Eingang des Gleichumrichters GU über die Weichen W, W an die Gleichstromfernspeisung an schlossen. Die Verstärker V, V sind parallelgeschaltet und werden vom Ausgang des Gleichumri ters GU gespeist. In Fig. 2 ist eine entsprechende Anordnung für Serienspeisung dargestellt. Bei bei Anordnungen kann bei beliebiger Erdung der Stromquelle ein beliebiges Potential des Verbrauchers erdet werden. Dies ist insbesondere bei Gleichstromfernspeisungssystemen für Trägerfrequenzanlagen besonderer Bedeutung.
Der Hauptübertrager desGleiehumrichters kann dabei auch als hochspannungssic rer Trennübertrager ausgebildet werden, um bei hochspannungsgefährdeten Übertragungsstrecken eine tentialtrennung vom Verbraucher zu gewährleisten. In den Fig. 1 und 2 ist jeweils nur ein Verbraucher gestellt ; es können jedoch auch mehrere derartige Verbraucher nacheinander mit entsprechend zuge neten Gleichumrichtern angeordnet sein. Dabei ergibt sich der besondere Vorteil, dass jeder dieser braucher für sich an einer beliebigenStelle geerdet werden kann, ohnerücksicht darauf, an welcher S1 die Stromquelle bzw. die übrigen Verbraucher geerdet sind.