CZ56097A3

CZ56097A3 - Rozvodná síť

Info

Publication number: CZ56097A3
Application number: CZ97560A
Authority: CZ
Inventors: Paul Anthony Brown
Original assignee: Norweb Plc
Priority date: 1994-08-26
Filing date: 1995-08-25
Publication date: 1998-02-18
Also published as: GB2307158B; AU694263B2; EP0782794A1; WO1996007245A1; ZA957156B; MX9701467A; FI970805A0; GB2307158A; KR970705875A; GB9417359D0; NO970839D0; NZ291868A; BR9508810A; PL318808A1; CA2197310A1; JPH10504948A; GB9703702D0; US5949327A; BG101332A; HUT76947A

Description

Oblast techniky

Předkládaný vynález se týká způsobu signálového přístupu, přenosu, propojení (ukončení) a detekce, a výkonové přenosové sítě, to jest napájecí elektrické rozvodné a/nebo přenosové sítě, a filtru pro tuto síť. Předkládaný vynález se týká zejména použití napájecích elektrických sítí a/nebo vedení pro telekomunikační přenos (například hlasu, dat, obrazu a/nebo videa).

Dosavadní stav techniky

Ve Velké Británií je běžné popisovat výkonovou síť pro 33 kV a výše jako přenosovou síť a výkonovou síť pro méně než 33 kV jako rozvodnou síť. V tomto popisu je běžně používán termín elektrická rozvodná a/nebo výkonová přenosová síť (EDN), který ale obecně označuje výkonové sítě a přenos signálů, který má být vytvářen, lze aplikovat na všechny takové sítě.

Tradičně jsou telekomunikační signály přenášeny na nezávislých sítích, například na telefonních linkách. V nedávné době, za účelem zjednodušení a zvýšení účinnosti telekomunikačních služeb domácnostem nebo průmyslovým uživatelům, byly provedeny výzkumy zkoumající použití existujících elektrických přenosových a rozvodných sítí pro přenos telekomunikačních služeb.

Je již známé používat nadzemní (zavěšená) výkonová vedení pro přenos a dodatečnou kontrolu hovorových a datových signálů. U takových přenosů ale muselo v minulosti být frekvenční spektrum přiděleno a omezeno na určité aplikace, aby se zabránilo střetům s jinými telekomunikačními službami. Navíc se obecně předpokládalo, že síla signálů, které by mohly být přenášeny, je omezena, protože množství záření vytvářeného přenosem je závislé na síle signálu a toto záření musí být udržováno minimální.

Tyto přenosové signály tedy musí mít malý výkon a musí spadat do určitého frekvenčního pásma přiděleného mezinárodní dohodou pro tyto účely, takže tento mechanismus byl obecně považován za nevhodný pro hromadný hlasový a/nebo ¹⁰ datový přenos, kdy signály zasahují značně do radiového spektra (například 150 kHz a výše).

Navíc, pokud mají být signály přenášeny na zavěšených výkonových sítích, pak je třeba překonat ještě další problémy, jako jsou například problémy se šumem na těchto 15 sítích, měnící se zatížení způsobené zákazníky připojenými na sítě, impedanční přizpůsobení mezi komunikačním zařízením připojeným na síť s sítí samotnou.

Je již známo používat techniky rozptýleného spektra 20 Ρ^ο přenos dat na nosných frekvencích mezi 6 kHz a 148 kHz na podzemních (UG) nebo zavěšených (OH) výkonových sítích EDN. Opět ale v tomto přiděleném frekvenčním pásmu trpí tyto přenosy nízkými datovými rychlostmi a malými přenosovými kapacitami v důsledku šumových vlastností výkonového vedení.

Vzhledem k omezenému dostupnému spektru a připojeným vysokým úrovním šumu nemohou být přenášeny širokopásmové telekomunikační signály.

Přestože studie, přednášky a publikace, například od J.R. Frombyho a R.N. Adamse: The mains network as a high frekvency signalling medium, The Elektricity Council, leden

1970, navrhovaly komunikační potenciál pro nízko a středně napěťové sítě, nebyly v tomto směru provedeny žádné další práce. Dokonce ještě dnes, s vyhlídkou na dálkové měření a selektivní řízení zátěže, mají řešení sklon používat techniky, jako je telefonní a rádiová komunikace, které vylučují napájecí síť, pokud je to možné.

Již byly předloženy myšlenky, ale pouze několik bylo rozpracováno za hranici teorie v důsledku hostitelského prostředí představovaného napájecí sítí. Problémy, které je třeba překonat, zahrnují elektrický šum (jak konstantní šum pozadí tak i přechodové špičky) a velký útlum vysokofrekvenčních signálů v důsledku skinefektu a vazbám způsobeným blízkostí vodičů.

Pánové Formby a Adams navrhli použití frekvencí v rozsahu 80 až 100 kHz. Jako maximum bylo navrženo 100 kHz, protože teorie předpokládala, že vyšší frekvence by trpěly nadměrným útlumem. Jiné studie navrhovaly jako maximum 150 kHz vzhledem ke skutečnosti, že vyzářené signály o frekvenci vyšší než 150 kHz by mohly interferovat s vysílanými radiovými signály.

Další situací, kde jsou výkonová vedení rovněž používána pro přenos hovorových a datových signálů, je na elektrickém vedení uvnitř budov. U těchto uspořádání je vnitřní 240 V napájecí vedení použito pro přenos dat, přičemž je vytvořeno vhodné filtrování pro přidání a oddělení datových signálů od výkonových signálů. Přídavně může být rovněž použito filtru, jako je filtr Emlux popsaný v evropské patentové přihlášce 141673, pro zabránění datovým signálům v opuštění budovy a ve vstupu do výkonové napáječi sítě vně budovy. Popisovaný filtr Emlux sestává z laděného ferritového

	kroužku, který účinně působí jako pásmová zádrž. Aby byla účinná, musí mít pásmová zádrž úzkou šířku pásma a tudíž není vhodná pro použití s vysoko rychlostními datovými přenosy, protože by bylo nutno použít velké množství těchto pásmových
5	zádrží. Jak bylo popsáno výše existují obecně dvě základní architektury EDN, jmenovitě podzemní (UG) a zavěšená (OH).
*	Podzemní sítě jsou obecně sestaveny z množství
10	různých druhů pseudo koaxiálních kabelů, které jsou typu stíněných kabelů zajišťujících šíření vysokofrekvenčních (HF) komunikačních signálů mezi vnitřním vodičem (vodiči) a vnějším pláštěm (plášti) vodiče v nevyváženém módu. Typické hodnoty charakteristické impedance pro tato UG kabely se
15	mohou pohybovat v rozsahu od 10 do 75 ohmů. Přenos telekomunikačních signálů na těchto sítích je podrobně popsán v dřívější PCT přihlášce stejného přihlašovatele, publikované jako WO 94/09572, jejíž popis je začleněn do tohoto popisu prostřednictvím odkazu. Za účelem zajištění maximálního
20	výkonového přenosu a dobrého impedančního přizpůsobení mezi EDN a bodem ukončení HF koaxiálního kabelu, je podle dosavadního stavu techniky používána konstrukce nevyvážené udržovací jednotky pro údržbu přenosových podmínek, jak je znázorněno na obr. 9.
25	Aplikace takového udržovacího zařízení pro všechny body ukončení podzemní (UG) EDN bude mít za následek, že EDN bude optimalizována pro šíření HF komunikačních signálů bez jakéhokoliv ovlivnění kapacity EDN pro účinnou dodávku elektrické energie na velmi nízkých frekvencích (ULF), to
30	jest 50 až 60 Hz.

Jak je popsáno ve spisu WO 94/09572, bude taková uzavřená a udržovaná EDN mít výhodně HF charakteristiky, nad 1 MHz, které zahrnují:

1. Minimální spodní hranici HF šumu.

2. Necitlivost na proměnlivé zatíženi na ULF, to jest na 50 až 60 Hz.

signálů s

Bezpečný bod vzájemného propojení HF komunikačních nízkou amplitudou.

zaj ištšní služeb.

Směrové šíření HF komunikačních signálů.

Vhodné ukončovací služeb elektrického body síťové obsluhy pro rozvodu a telekomunikačních

Zavěšené (OH) sítě jsou obecně sestaveny z otevřených drátových přivaděčů, které jsou vedeny na dřevěných sloupech nebo kovových stožárech. Vodiče obvykle probíhají paralelně v kterémkoliv z horizontálního, vertikálního nebo trojúhelníkového uspořádání a, jako takové, jsou podobné otevřeným drátovým přenosovým linkám, které jsou běžně používány pro šíření HF komunikačních signálů, řekněme mezi vysokovýkonovým HF vysílačem a dálkově umístěným polem HF antén.

Typická vzdálenost mezi vodiči na těchto OH EDN nosných konstrukcích je přibližně 1 metr, přičemž vodiče mají relativně malé průměry. Důsledkem je vysoká charakteristická impedance těchto sítí vzhledem k podobným UG sítím. Typické hodnoty charakteristické impedance OH sítí se pohybují v rozsahu od 300 do 1000 ohmů.

Typické OH EDN mají v pravidelných intervalech rozmístěné korekční kondenzátory koeficientu výkonu pro kompenzaci síťového účinku induktivních výkonových zátěží na 50/60 Hz. Tyto kondenzátorové skupiny obvykle sestávají z jednoho kondenzátoru na fázový vodič, zapojeného mezi fázový vodič a síťový nulový a/nebo zemní vodič. Kondenzátor vytvářejí relativně velké reaktivní proudy na výkonových frekvencích 50 až 60 Hz, které posouvají proudové vektory blíže k napěťovým vektorům, čímž se zlepšuje účinnost EDN na výkonových frekvencích.

Účinek těchto kondenzátoru na tradiční síťové signalizační frekvence o velikosti 3 kHz až 148,5 kHz spočívá v podstatném útlumu nosných signálů výkonového vedení, často na tak nízkou úroveň, že systémy nemohou pracovat.

Dalo by se uvažovat o tom, že tento problém by bylo možné překonat jednoduchým posunutím komunikačních signálů nad 1 MHz, protože účinek kondenzátoru se stane nevýznamným v důsledku indukční reaktance propojovacích vývodů a vnitřní konstrukce kondenzátoru. Celková reaktance kondenzátoru začíná být induktivní při frekvencích nad 1 MHz a důsledkem je, že jejich paralelní impedance se stává větší než je charakteristická impedance OH vedení, což má za následek minimální zatížení a tudíž minimální ztráty na vedení při HF.

Jedním problémem tohoto řešení je ale to, že při takových frekvencích se výkonové transformátory jeví jako vysokoimpedanční, induktivní zátěže nad 1 MHz a jejich výsledná impedance se stává mnohem vetší než je charakteristická impedance OH vedení.

Tak prostřednictvím použití frekvencí nad 1 MHz výkonový transformátor tedy podstatně nesníží úroveň komunikačních signálů nebo nezajistí HF propust mezi primárním a sekundárním vinutím výkonového transformátoru.

Výkonové transformátory mohou být považovány za dolní propust s mezními frekvencemi daleko pod 1 MHz.

Dalším problémem s některými úseky OH EDN je to, že mohou mít jednofázové úseky vyvedené z napájecí mnohofázové sítě. To může mít za následek nevyvážení sítě, které vytváří ¹⁰ impedanční nepřizpůsobení a následné vyzařování HF signálu (signálů) ze sítě. Tím se stává taková síť velmi ztrátovou a omezuje se tak šíření telekomunikačních signálů.

Připojovací jednotka (udržovací jednotka) je popsána ve spisu WO 94/09752 pro připojení vysokofrekvenčních signálů na EDN. Tato udržovací jednotka ale není právě nej vhodnější ať již pro připojování HF komunikačních signálů přes výkonové transformátory v OH EDN, jak bylo popsáno výše, nebo pro rozpojování jakéhokoliv z jednofázových úseků vyvedených z napájecí mnohofázové sítě.

Předkládaný vynález si klade za cíl vytvořit způsob a zařízení pro telekomunikační přenos na výkonové síti, které překonají některé nebo všechny ze shora uváděných problémů.

Podstata vynálezu 25

Podle prvního aspektu předkládaného vynálezu je tedy navržena vyvážená elektrická rozvodná a/nebo výkonová přenosová síť, tato síť zahrnuje vstupní prostředky pro vstup telekomunikačních signálů na síť, které mají nosnou frekvenci větší než přibližně 1 MHz, z nevyváženého zdroje, a výstupní prostředky pro výstup těchto telekomunikačních signálů ze sítě, přičemž vstupní prostředky a výstupní prostředky zajišťují impedanční přizpůsobení mezi sítí a uvedeným zdroj em.

Takto je optimalizováno šíření HF komunikačních 5 signálů po těchto sítích a vstupní a výstupní prostředky (udržovací jednotky) zajišťují vzájemné propojení mezi zdrojem, nevyváženým HF ukončením (případně koaxiálním) s relativně nízkou impedancí, a vysokoimpedanční vyváženou OH EDN, a zajišťují účinný přechod impedančně nevyváženého na ¹⁰ vyvážené ukončení.

Tímto způsobem mohou být přenášena jak hovorové tak i datové signály na nosných frekvencích větších než přibližně 1 MHz, což umožňuje větší dosažitelné spektrum a větší přenosovou kapacitu. Nosná frekvence může být ve skutečnosti menší než 1 MHz, to jest například 800 kHz nebo dokonce až pouze 600 kHz, ale s jejím zmenšováním se zmenšuje také šířka pásma.

Může být takto vytvořeno množství telekomunikačních 2o signálů, každý s jinou nosnou frekvencí. Termín nosná frekvence označuje nemodulovanou frekvenci nosného signálu a neoznačuje frekvenci telekomunikačního signálu, která je již modulovaná.

Na, například, 400 V síti může být nosná frekvence 25 výhodně mezi 1 až 10 MHz, a na, například, 11 kV síti může být nosná frekvence mezi, například, 1 až 20 MHz, nebo případně mezi 5 až 60 MHz. Tato frekvence může být ale až stovky MHz, v závislosti na síti a použití. Například, na krátkých vzdálenostech (to jest 10 až 20 m) může být použito frekvenčního rozsahu, například, 1 až 600 MHz nebo 1 až 800 MHz.

Výkonová síť může obsahovat jednu nebo více fází.

Výhodně je tato síť mnohofázovou sítí zahrnující, například, 5 kteroukoliv jednu nebo více z 2, 3, 4, 5, 6, 7 atd. fází.

Odlišné úseky síti mohou mít odlišné počty fází.

Síť může typicky být dálková a rozvětvená vícenásobná (nebo vícebodová až bodová) elektrická rozvodná a/nebo výkonová přenosová síť.

Výhodně je síť vyvážená, to jest zajišťuje vyvážené přenosové charakteristiky. Síť může být zavěšená síť, to jest kabel (kabely) sítě mohou být uloženy nad zemí, například taženy nebo vedeny mezi stožáry.

Výhodně alespoň část (nebo celá) přenosové sítě je vně budov nebo míst, jako jsou kanceláře nebo obytné domy a signál (signály) je (jsou) možné přenášet po této vnější části. Uvnitř těchto budov jsou přenosové vzdálenosti obvykle velmi krátké a tudíž jsou ztráty útlumem relativně nepodstatné.

Výhodně je výkonová síť napájecí (například nadzemní a/nebo podzemní) výkonová síť zahrnující, například, kterýkoliv nebo všechny z 132 kV, 33 kV, 11 kV, 415 V a 240 V úseků. Telekomunikační signály mohou být přenášeny po „ . .

kterémkoliv nebo po všech z těchto useku výkonové site prostřednictvím vhodné detekce, zesílení a/nebo obnovení a opětovného zavedení, jak a kdy je to potřeba.

Výhodně síť zahrnuje spojovací prostředky umístěné v alespoň jednom, a výhodně ve všech, z propojovacích bodů mezi

OH EDN a jakoukoliv připojovací UG EDN. Spojovací prostředky zajišťují impedančně přizpůsobené HF spojení mezi OH a UG EDN pro umožnění účinného šíření HF komunikačních signálů mezi OH a UG úseky sítě. To pomáhá zajistit, aby výkon HF komunikačního signálu mohl být udržován na minimální hodnotě pro omezení úrovně vyzařování z jakéhokoliv nestíněného úseku

OH EDN.

Za účelem překonání problému připojování HF komunikačních signálů přes transformátory na různých napěťových úrovních je výhodně upravena jednotka HF propusti, θ která může zajistit propust v kterémkoliv směru jak z vyvážené na vyváženou tak i z vyvážené na nevyváženou, to jest z primární na sekundární nebo ze sekundární na primární stranu výkonového transformátoru.

Jednotka propusti může použít kterýkoliv nebo všechny 5 z následujících prostředků: ochranu pojistkami, kapacitní vazbu, impedanční přizpůsobení transformátorem s železným nebo ferritovým jádrem a vyvážený nebo nevyvážený výstup na svorkách. Frekvenční odezva ferritových materiálů při 50 až 60 Hz je zanedbatelná a vhodným odbočením ze středu primárního a/nebo sekundárního vinutí společně s odpovídající izolací materiálů jader může být zajištěna dobrá ochrana proti průrazu.

Mělo by být uvedeno, že použitím HF komunikačních 5 signálů nad 1 MHz společně s materiály jádra indukčních cívek, jako je železo a ferit, se stává možným vyrobit jak vysokonapěťové kondenzátory tak i vysokoimpedanční induktivní prvky, které jsou dostatečně malé svým fyzickým rozměrem, aby mohly být zpětně usazeny do existujících OH EDN nosných konstrukcí a v mnoha případech mohou jednoduše nahradit existující spojovací dráty.

Ve výhodném provedení předkládaného vynálezu jsou vytvořeny plně duplexní technické prostředky prostřednictvím použití, například, frekvenční (FDD), časové (TDD) techniky a/nebo techniky s mnohostranným přístupem s kódovým dělením a/nebo techniky s vícenásobným přístupem (CDMA), to znamená, že signály mohou být vysílány a/nebo přijímány ve všech směrech současně.

Síť podle předkládaného vynálezu může být použita pro mnoho hovorových a/nebo datových přenosových účelů, jako je θ dálkové čtení elektrických měřících přístrojů, dálkové bankovní a nákupní služby, systémy řízení energie, telefony (hlasové), komutované telefony, bezpečnostní systémy a/nebo interaktivní datové služby, multimediální služby a televize.

Je dosažitelné velké množství různých přenosových technik pro použití s komunikací na elektrickém výkonovém vedení, přičemž každá používá různé způsoby modulace včetně frekvenčního, časového a mnohostranného přístupu s kódovým dělením. Bylo zjištěno, že metoda rozptýleného spektra nabízí θ základní bezpečnost a dobré vlastnosti potlačení rušení. Tyto vlastnosti jsou dosaženy s použitím velké šířky pásma a tudíž vyžadují konstrukci specifického filtru.

Modulační metody zahrnují amplitudovou, frekvenční, fázovou; s jedním, dvojitým a částečně potlačeným postranním pásmem, polohou pulzu, šířkovou a amplitudovou; klíčování kmitočtovým posuvem (FSK), Gausovo filtrované FSK (GFSK), Gausovo klíčování minimálním posuvem (GMSK), klíčování čtyřfázovým posuvem (QPSK), klíčování ortogonálním čtyřfázovým posuvem (OQPSK), kvadraturní amplitudovou q modulaci (QAM), Pi/4 QPSK a podobně.

Velké množství standardních bezdrátových, mobilních a celulárních radiotelefonních komunikačních technik může být vhodné pro provádění signálového přenosu po shora popsané, upravené síti.

Podle dalšího aspektu předkládaný vynález navrhuje způsob signálového přenosu zahrnující vstup telekomunikačního signálu s nosnou frekvencí větší než přibližně 1 MHz z nevyváženého zdroje na vyváženou elektrickou výkonovou rozvodnou a/nebo přenosovou síť a následný příjem tohoto signálu. Výhodně je uvedený signál přenášen s použitím frekvenční, časové techniky a/nebo techniky vícenásobného přístupu s kódovým dělením.

Podle dalšího aspektu předkládaný vynález navrhuje komunikační zařízení (níže označované jako jednotka pro údržbu přenosových podmínek sítě) pro použití se sítí podle prvního aspektu předkládaného vynálezu. Tato jednotka pro údržbu přenosových podmínek sítě zahrnuje dvě části s vyváženou dolní propustí pro odfiltrování nízkofrekvenčního, napájecího výkonového signálu s velkou amplitudou, to jest oddělení tohoto signálu od telekomunikačního signálu (signálů) a umožnění telekomunikačnímu signálu, aby prošel jednotkou pro údržbu přenosových podmínek sítě. Tato jednotka rovněž zahrnuje dvojici vazebních prvků s vyváženou horní propustí pro vstup nebo odebrání telekomunikačních signálů ze sítě a, výhodně, koncový prvek s podobnou impedancí jako je charakteristická impedance sítě v daném bodě.

Použití takové jednotky umožňuje HF signálům, aby byly přivedeny na síť a LF značkovacím signálům, aby prošly touto jednotkou.

Taková jednotka může být rovněž použita pro zajištění toho, aby vysokofrekvenční telekomunikační signály mohly procházet kolem transformátorů na EDN a/nebo mohly nebo nemusely (jak je to vhodné) být připojeny na připojovací UG

EDN.

Výhodně jsou proměnné účinky elektrické zátěže (to jest zátěžové impedance) všech prvků, které jsou čas od času připojeny na síť a které používají elektrickou energii (to jest elektrické zátěže), izolovány od komunikačních signálů ¹⁰ prostřednictvím působení prvku (prvků) dolní propusti jednotky (jednotek) pro údržbu přenosových podmínek sítě.

Výhodně může být jednotka pro údržbu přenosových podmínek sítě připojena k síti v jak vyváženém tak i v nevyváženém uspořádání.

Výhodně jednotka pro údržbu přenosových podmínek sítě zajišťuje impedanční přizpůsobení mezi přijímacími/ přenosovými zařízeními a výkonovou sítí. Přídavně může jednotka pro údržbu přenosových podmínek sítě nést plné

2o zatížení nebo chybový proud na výkonových frekvencích, zatímco stále ještě také přenáší hlasové a datové signály.

Podle třetího aspektu předkládaného vynálezu je navržen způsob signálového přenosu využívající síť podle shora uvedeného popisu.

Pokud mají být signály přenášeny po mnohofazové (například třífázové) elektrické výkonové síti, může být šíření signálu mezi kteroukoliv nebo všemi fázemi a zemí. Ve výhodných provedeních je signál šířen mezi kterýmikoliv dvěma z fází, nebo mezi jednou z fází a nulovým vodičem.

Pokud mají být signály přenášeny po jednofázovém elektrickém rozvodném vedení, může být rovněž získán pseudo koaxiální efekt. Jednofázové vodiče mohou být typicky buď koaxiální nebo dělené koaxiální. V případě děleného koaxiálního vodiče mohou být použity takové prostředky (jako je kapacitní vazba mezi částmi děleného koaxiálního pláště), že na požadované frekvenci se vodič chová jako standardní koaxiální vodič. Tím je tedy dosažitelný pseudo koaxiální účinek a vodič zajišťuje nevyváženou přenosovou charakteristiku.

Výhodně je zabráněno jakékoliv rušivé vlastní rezonanci v induktivních i kapacitních prvcích. Jak se spodní mezní frekvence jednotky pro údržbu přenosových vlastností zvyšuje mohou být proporcionálně zmenšovány minimální hodnoty induktivní a kapacitní reaktance.

Podle dalšího aspektu předkládaný vynález navrhuje elektrickou rozvodnou a/nebo výkonovou přenosovou síť mající množství fází, toto množství je vybráno ze seznamu 1, 2, 4,

5, 6, 7, 8, 9, ... n (kde n je celé číslo větší než 9), ale výhodně mající 1, 2 nebo 3 fáze, a zahrnující vstupní prostředek pro vstup telekomunikačního signálu s nosnou frekvencí větší než přibližně 1 MHz na alespoň jeden z fázových vodičů sítě a výstupní prostředek pro odebrání tohoto telekomunikačního signálu z alespoň jednoho dalšího fázového vodiče sítě.

Podle dalšího aspektu předkládaný vynález navrhuje vyváženou, elektrickou rozvodnou a/nebo výkonovou přenosovou síť, tato síť zahrnuje vstupní prostředek pro vstup telekomunikačního signálu s nosnou frekvencí větší než přibližně 1 MHz na síť a výstupní prostředek pro odebrání tohoto telekomunikačního signálu ze sítě.

Podle dalšího aspektu předkládaný vynález navrhuje způsob signálového přenosu zahrnující vstup telekomunikačního signálu s nosnou frekvencí větší než přibližně 1 MHz na alespoň jeden fázový vodič zavěšené a/nebo vyvážené elektrické výkonové rozvodné a/nebo přenosové sítě, a následný příjem signálu z alespoň jednoho dalšího fázového vodiče této sítě, uvedená síť má množství fází, toto množství je vybráno ze seznamu 1, 2, 4, 5, 6, 7, 8, 9, ... n (kde n je celé číslo větší než 9), ale výhodně má síť 1, 2 nebo 3 fáze.

Kterýkoliv nebo všechny ze shora uváděných aspektů předkládaného vynálezu kdekoliv v tomto popisu.

může zahrnovat znaky popisované

Příkladná provedení předkládaného vynálezu budou v následujícím popisu popsána s jednotlivými odkazy na připojené výkresy.

Přehled obrázků na výkresech

Obr.l je blokové schéma části sítě, která může být použita podle předkládaného vynálezu;

Obr. 2 je blokové schéma prvního přenosového systému pro síť, která je znázorněna na obr.

1;

Obr.3 je blokové schéma druhého přenosového systému pro síť, která je znázorněna na obr. 1;

Obr. 4 je blokové schéma třetího přenosového systému pro síť, která je znázorněna na obr. 1;

0br.5A řez typickým třífázovým kabelem;

Obr.5B je řez typickým koaxiálním kabelem;

Obr.6 je první provedení jednotky pro údržbu přenosových vlastností sítě, určené pro použití s předkládaným vynálezem;

Obr.7 je druhé provedení části jednotky pro údržbu přenosových vlastností sítě, určené pro použití s předkládaným vynálezem;

Obr.8 je třetí provedení části jednotky pro údržbu přenosových vlastností sítě, určené pro použití s předkládaným vynálezem;

Obr.9 je schematické znázornění nevyvážené jednotky pro údržbu přenosových vlastností podle dosavadního stavu techniky;

20	Obr.10	je	schéma plovoucího EDN
		typu;
	Obr.llA	je	řez koaxiálním kabelem
	Obr.llB	je	řez děleným koaxiálním
25	Obr.llC	je	řez pseudo koaxiálním :
	Obr.12	je	blokové schéma dvou

výkonové rozvodné podle jednoho vynálezu;

a/nebo přenosové sítě aspektu předkládaného

Obr.13 je schematické pohled znázorňující typické rozložení signálových přenosových/ přijímacích komponentů na koncovém sloupu výkonové rozvodné a/nebo přenosové sítě;

Obr.14 je schematické znázorněni jednoho provedení propojovacího rozhraní pro připojení telekomunikačního zařízení k vysokonapěťové síti; a

Obr.15 je schematické znázornění obvodu pro vytvoření rozhraní mezi zavěšenými a podzemními výkonovými vodiči.

Příklady provedení vynálezu

Obr. 1 znázorňuje obecně síť 40. Napájecí elektrická energie vstupuje do sítě z 11 kV přenosového vedení 42 (například OH EDN), přes transformátor 44 a na 400 V třífázovou síť 4 6. Tato 400 V třífázová síť 4 6 je vedena do množství míst, jako jsou budovy 48. Každá z těchto budov 48 může přijímat pouze jednofázový elektrický přívod, nebo alternativně může přijímat třífázový výkonový přívod.

Hlasové a datové signály mohou být přiváděny do sítě (nebo alternativně přijímány ze sítě) ve vstupním bodu 50, aby byly přijímány uživateli v budovách 48. Aby se oddělily hlasové a datové komunikační signály od nízkofrekvenčních výkonových signálů o vysoké amplitudě, je každý signálový zdroj a/nebo cílové místo opatřeno nevyváženou jednotkou 52 pro údržbu přenosových podmínek sítě, která je podrobněji znázorněna na obr. 9. Tato jednotka 52 pro údržbu přenosových vlastností sítě zahrnuje dolní propust pro oddělení shora uvedených dvou signálů.

Předkládaný vynález se primárně zabývá šířením HF signálů na OH EDN 42.

Další (pro velké proudy) jednotka 51 pro údržbu přenosových podmínek sítě může být upravena mezi elektrickým rozvodným transformátorem 44 a vstupním bodem 50, aby dále odstraňovala šumy transformátoru z udržované sítě 40. Tato jednotka 51 je opatřena indukční cívkou pro velké proudy.

Obr. 2 znázorňuje část OH 11 kV třífázové sítě 42, na kterou a ze které mohou být datové signály vysílány a přijímány s použitím jednotek 52 pro údržbu přenosových podmínek sítě. Pokud je kabel sítě 40 podzemní, je potažen, to znamená, že je obalen pláštěm 41, například po celé nebo v podstatě po celé své délce. Pokud je ale sada kabelů nebo vodičů zavěšena (jako je tomu v případě většiny provedení předkládaného vynálezu), je tento plášť vynechán.

Jako příklad mohou být datové signály vysílány na žlutou fázi sítě 40 prostřednictvím jednotky 52A pro údržbu přenosových podmínek sítě, to znamená, že signál je mezi žlutou fází a zemí/nulovým vodičem, jak je znázorněno. Vysílaná data potom mohou být přijímána kteroukoliv nebo všemi z jednotek 52B, 52C a 52D pro údržbu přenosových podmínek sítě, které jsou spojeny se žlutou, červenou respektive s modrou fází. Jinými slovy mohou být data přijímána na kterékoliv fázi kabelu, a tedy také na fázích na které signál nebyl vyslán vysílací jednotkou. Jak je patrné, mohou být data vysílána a přijímána každou jednotkou.

Jak je znázorněno, obsahuje každá fáze sítě 42 transformátor 43. Obvykle je toto zajištěno jedním třífázovým transformátorem pro všechny tři fáze a ne prostřednictvím tří samostatných jednofázových transformátorů, přestože i tato možnost připadá do úvahy.

Obr. 3 znázorňuje část třífázové sítě 42, do které a z které mohou být datové signály vysílány a přijímány s použitím čtyř jednotek 52 pro údržbu přenosových podmínek sítě. Jak je znázorněno, jsou datové signály vysílány na dvou fázích třífázové sítě - v tomto případě na červené a modré fázi. Tento příklad by rovněž mohl být použit pro vyváženou síť s použitím vyvážených jednotek 1301 pro údržbu přenosových podmínek sítě.

Pokud jedna nebo více fází není použitá (například žlutá fáze na obr. 3) může být nevyužitá fáze (nevyužité fáze) zakončena tak, aby byla vytvořena vhodná impedance. To může být provedeno použitím L obvodu, to znamená sériovou indukční cívkou s derivačním (paralelně zapojeným) kondenzátorem na straně transformátoru. Tím je zajištěna optimální impedance a rovněž je zajištěno, že RF signál, který je vázán mezi, například červenou a žlutou fázi, není odveden prostřednictvím transformátorového připojení s nízkou impedancí. To je obzvláště užitečné v případě, že, například v připojovacím bodě transformátoru pro žlutou fázi, je nedostatečná induktivní reaktance.

Obr. 4 je alternativní přenosový systém pro systém podle obr. 2, ve kterém jsou datové signály vysílány na všech třech fázích, to jest na modré, červené a žluté fázi třífázové sítě 40.

Obr. 5A znázorňuje zjednodušený průřez třífázovým podzemním výkonovým kabelem 54, který obsahuje červenou fázi 56, žlutou fázi 58 a modrou fázi 60. Datové signály jsou přenášeny mezi modrou fází 60 a zemí 62 a jsou přiváděny do sítě přes jednotku 52 pro údržbu přenosových podmínek sítě. Při vysokých frekvencích vzájemná kapacitní reaktance mezi fázemi účinně vytváří spojení nakrátko. To znamená, že tento přenosový systém poskytuje pseudo koaxiální charakteristiku, která zhruba odpovídá koaxiálnímu kabelu znázorněnému na obr. 5B. Vzájemná kapacitní reaktance mezi kterýmikoliv dvěma fázemi v třífázovém kabelu je na obr. 5A schematicky znázorněna a označena vztahovou 64 - podobná vzájemná kapacitní reaktance existuje mezi ostatními paralelními vodiči uvnitř jedné konstrukce mnohovodičových kabelů. To je popis toho, jak jsou HF signály Šířeny na UG EDN připojené k OH EDN.

Jak je znázorněno na obr. 6, je jedno provedení vyvážené jednotky pro údržbu přenosových podmínek sítě podle jednoho aspektu předkládaného vynálezu obecně označeno vztahovou značkou 10. Tato jednotka 10 pro údržbu přenosových podmínek sítě má duální vysokofrekvenční signálové vývody vyvážené kolem 0 V a/nebo země.

EDN vývody jsou vytvořeny prostřednictvím terminálů 1 a 5 a mohou být, například 110 V terminál 1, 0 V terminál 3 a 110 V terminál 5, nebo 230 V terminál 1, 0 V terminál 3 neutrální terminál 5. Pojistky Fl a F4 chrání kondenzátory Cl respektive C4 v případě selhání, přičemž jsou zajištěny nízkofrekvenční cesty na 0 V a/nebo zem přes součástky Ll respektive L4.

Cl společně s Ll a C4 společně s L4 tvoří prvky horní propusti, které umožňují vysokofrekvenčním signálům nad 1

MHz, aby byly přivedeny na terminály 2 a/nebo £ a byly tak přivedeny přes Cl, Fl a C4, F4 na EDN terminály 1 respektive

5. Indukční cívky Ll a L5 společně s kondenzátory C2 a C5 zajišťují úseky dolní propusti, z nichž každý má ochranu kondenzátoru zajištěnou pojistkami F2 respektive F5. Dvě podobné filtrační jednotky jsou zařazeny do kaskády a jsou vytvořeny podobně indukčními cívkami L3 a L6 společně s kondenzátory C3 a C6 s podobnou ochranou kondenzátoru prostřednictvím pojistek F3 respektive F4. tyto jednotky dolních propustí umožňují výkonovým složkám s velmi nízkou frekvencí 50 až 60 Hz, aby procházely bez zkreslení a aby byly připojeny na spotřebitelské vedení prostřednictvím kolíků _6 a 7.

Komunikační signály mohou být připojeny ve vyváženém módu přes terminály 2. a 4_ nebo v rozdělených nevyvážených módech mezi terminály 2 a _3 nebo 4 a 3.

Absolutní hodnoty kapacitních a induktivních součástek budou záviset na charakteristické impedanci EDN, přičemž typické hodnoty pro impedanci 50 ohmů na EDN jsou L2 = L3 = L5 = L6 = 16 μΗ; C2=C3 = C4=C5 = C6 = 0,01 pF;

_2Q F1 = F2 = F3 = F4 = F5 = F6 = 500 mA; Ll = L4 = 150 pH;

Cl = C4 = 0,01 pF.

Aby bylo možno účinně připojit telekomunikační přenosové linky (TTL), je důležité zajistit:

1. Správnou impedanci v bodě rozhraní.

2. Aby podmínky pro šíření signálu po síti zůstávaly konstantní.

Při použití EDN pro přenos vysokofrekvenčních komunikačních signálů je účinná spolupráce mezi TTL a EDN provedena prostřednictvím jednotky pro údržbu přenosových podmínek sítě. Pokud je zajištěno, že TTL je nevyvážená, to jest koaxiální nebo pseudo koaxiální a EDN je podobně koaxiální nebo pseudo koaxiální (například UG EDN), pak bude dosaženo účinného propojení oboustranné šíření komunikačních signálů.

Pokud je ale požadováno vytvořit propojení mezi řekněme nevyváženou koaxiální nebo pseudo koaxiální TTL a řekněme otevřenou drátovou, vyváženou, zavěšenou EDN nebo EDN typu s plovoucí nulou, buď zavěšenou nebo podzemní (jako v případě podle předkládaného vynálezu), pak je nutno, aby jednotka pro údržbu přenosových podmínek sítě, jak je znázorněna na obr. 6, účinně zajišťovala převod mezi nevyváženými a vyváženými úseky sítě.

Obr. 7 a obr. 8 znázorňují provedení prvků dolní propusti respektive horní propusti, které by mohly vytvořit jednotku pro údržbu přenosových podmínek sítě podle předkládaného vynálezu.

Obr. 7 znázorňuje jak indukční cívky a kondenzátory mohou být kombinovány, aby vytvořily prvky vyvážené dolní propusti, a jak mohou být řazeny do kaskády, aby zlepšily celkový výsledek jednotky. Pro frekvence nad 1 MHz mohou být indukční cívky a kondenzátory vyráběny s dostatečně malými rozměry tak, aby byly začleněny do zavěšených EDN bez potřeby velkých úprav existujících sloupů nebo stožárů a jejich komponentů.

Typická hodnota pro LPF (dolní propust) indukční prvek, řekněme indukční cívku L10 nebo Lil, pro zavěšenou EDN s impedancí mezi dvěma fázovými vodiči d řekněme 600 ohmů, je řádově 50 μΗ. Taková indukční cívka může být vytvořena na ferritovém jádru pro další zmenšení její velikosti a zajištění mezní frekvence LPF pod 1 MHz. Induktivní prvek je rovněž konstruován tak, aby nesl plnou zátěž EDN a chybové proudy.

Pokud je dolní mezní frekvence tohoto filtru zvýšena na hodnotu řekněme 5 MHz pak hodnota indukční cívky může být snížena úměrně na 10 μΗ s dalším zmenšením velikosti tohoto prvku. Dvě indukční cívky podobné hodnoty by mohly být použity, jak je znázorněno na obr. 7 jako L10 a Lil, za účelem udržení vyvážení soustředěných parametrů přenosového vedení.

Podobně oddělovací kondenzátory CIO a Cil filtru LPF mají typické hodnoty mezi 0,01 a 0,001 pF. Kondenzátory těchto hodnot mohou mít relativně malou velikost pro pracovní napětí až 33 kV a je snadné je namontovat do vhodných míst na sloupy nebo stožáry zavěšené EDN bez nutnosti úprav stávajících komponentů.

Takové prvky LPF mohou tvořit část konstrukce jednotky pro údržbu přenosových podmínek sítě pro vyváženou EDN, jak je znázorněna na obr. 6.

Obr. 8 znázorňuje jak indukční . cívky a kondenzátory mohou být kombinovány, aby vytvořily prvky vyvážené horní propusti (HPF), a jak mohou být řazeny do kaskády, aby zlepšily celkový výsledek jednotky. Pro frekvence nad 1 MHz mohou být indukční cívky a kondenzátory vyráběny s dostatečně malými rozměry tak, aby byly začleněny do zavěšených EDN bez potřeby velkých úprav existujících sloupů nebo stožárů a jejich komponentů.

Typická hodnota pro HPF (horní propust) indukční prvek, řekněme indukční cívku L13 nebo L14, pro zavěšenou EDN s impedancí mezi dvěma fázovými vodiči řekněme 600 ohmů, je řádově 250 μΗ. Taková indukční cívka může být vytvořena na ferritovém jádru pro další zmenšení její velikosti a pro zajištění ploché HF amplitudové odezvy nad 1 MHz, s minimálním útlumem, pokud je kombinován s kondenzátory C13 a C14 .

Hlavním cílem těchto derivačních induktivních prvků je zajistiti cesty s nízkou impedancí k zemi a/nebo nule EDN, pokud by kapacitní prvky selhaly. Výsledný velký proud při 50/60 Hz potom způsobí, že ochranná zařízení, jako jsou do série zařazené pojistky, se přetaví a v důsledku tak ochrání EDN. Indukční cívky rovněž zostřují frekvenční odezvu HPF j ednotek.

Typická hodnota HPF vazebních kondenzátorů C13 a C14 leží mezi 0,01 a 0,001 pF. Kondenzátory těchto hodnot mohou mít relativně malou velikost pro pracovní napětí až 33 kV a je snadné je namontovat do vhodných míst na sloupy nebo nutnosti úprav stožáry zavěšené EDN bez komponentů.

Hodnoty uvedené pro stávaj ících jsou pouze tyto komponenty příkladnými hodnotami a, například, pro jiné frekvence mohou být vhodné jiné hodnoty těchto prvků.

Obr. 10 znázorňuje schéma EDN kabelu 100, který je konstruován, aby zajistil plovoucí nulu. Jeden z vodičů 101, 102 nese fázové napětí o 50/60 Hz, druhý nese nulový potenciál nebo potenciál uzlu zapojení do hvězdy. Každý vodič je izolován, například, prostřednictvím impregnovaného papíru nebo polymerem 103 a kabel je potažen, například, olověným, měděným nebo hliníkovým pláštěm 104, který může být dále chráněn pancéřem z ocelových drátů.

Olověný plášť je obvykle na potenciálu země a v UK je připojen na zem v místě rozvodného transformátoru. Vodiče mohou být měděné nebo hliníkové a za normálních podmínek by 50/60Hz fázový a nulový proud měly být stejné velikosti a opačné fáze, to jest vyvážené.

Při vysokých frekvencích nad 1 Mílz může být kabel používán jako pseudo stíněný kabel se šířením signálu mezi zemním pláštěm a fázovým vodičem, zemním pláštěm a nulovým vodičem nebo mezi fázovým a nulovým vodičem.

V UK mají UG EDN obvykle nulu připojenou k zemi v místě transformátoru, tudíž HF signály by normálně byly šířeny mezi fázovým vodičem a zemním pláštěm kabelu. Potom, při připojení na jednotku pro údržbu přenosových podmínek sítě, jak je znázorněna na obr. 6, je zemní plášť kabelu připojen na tuto jednotku pro údržbu přenosových podmínek sítě v terminálu 3, fázový vodič, řekněme, v terminálu 1 a nulový vodič v terminálu 5; HF komunikační signály jsou potom přiváděny přes terminál 2 a terminál 3 (zem).

Všechny složky HF signálu jak na fázovém vodiči tak i ty, které jsou kapacitně indukovány na nulový vodič budou utlumeny úseky dolní propusti, které jsou tvořeny součástkami L2, C2, L3, C3, L5 až C5 a L6 až C6. To znamená, že v místě měřícího přístroje elektrické energie u spotřebitele je v bodě 6_ přítomno pouze požadované 50/60 Hz fázové napětí vzhledem k nule v bodě 7.

Jak je znázorněno na obr. 9, je nevyvážená jednotka pro údržbu přenosových podmínek sítě - jak je popsána a připojeno signálové výkonové vedení je znázorněna ve spisu WO 94/09572 - podle dosavadního stavu techniky obecně označena vztahovou značkou 10 a je zapojena mezi vstup 12 napájecí elektrické energie a výstup 14 napájecí elektrické energie. K této propusti je rovněž vstupní/výstupní vedení 16. Síťové standardní 50 Hz síťový elektrický výkonový přívod zajišťující zdroj domácí elektrické energie 240 V o maximálním proudu 100 A pro běžné použití.

Jednotka 10 pro údržbu přenosových vlastností sítě je umístěna do kovové krabice, která brání vyzařování komunikačních signálů do vně umístěných zařízení a která zajišťuje spojení 18 se zemí pro signálové vstupní/výstupní vedení 16. Jednotka 10 pro údržbu přenosových vlastností sítě zahrnuje první nebo hlavní indukční cívku 20 vytvořenou, například, drátem o průřezu 16 mm², který je navinutý se 30 závity kolem ferritové tyče o průměru 10 mm a délce 200 mm. Tím je vytvořena indukčnost přibližně 50 μΗ. To může být minimální hodnota pro použité signálové vlastnosti. Použití lepších materiálů nebo množství do série zapojených indukčních cívek by zvýšilo indukčnost indukční cívky až na hodnotu, například, přibližně 200 μΗ.

Každý konec hlavní indukční cívky 20 je opatřen spojením se signálovým vstupním/výstupním vedením 16. První spojení 22 mezi vstupem 12 napájecí elektrické energie a signálovým vstupním/výstupním vedením 16 zahrnuje první vazební kondenzátor 24, který má kapacitu mezi 0,01 a 0,50 pF, výhodně kolem 0,1 pF. Tento vazební kondenzátor 24 je spojen s první pojistkou 26, která je použita, aby se přetavila v případě selhání nebo poruchy vytvořené v kondenzátoru 24.

Druhé spojení 28 zahrnuje druhý kondenzátor 30, který má kapacitu mezi 0,001 a 0,50 pF, výhodně kolem 0,1 pF. Tento kondenzátor 30 zajišťuje další útlum komunikačních signálů zkratem ke spojení 18 k zemi. Druhá pojistka 32 je použita, aby se přetavila v případě selhání nebo poruchy vytvořené v druhém kondenzátoru 30, čímž brání dalšímu poškození jednotky.

Signálové vstupní/výstupní vedení 16 je spojeno s druhou indukční cívkou 34, která má minimální indukčnost ⁰ přibližně 250 pH. Tato indukční cívka 34 je použita jako omezovač poškození v případě selhání prvního vazebního kondenzátoru 24. V případě takového selhání tato indukční cívka 34 zajišťuje cestu ke spojení 18 k zemi pro 50 Hz frekvenci síťové elektrické energie, čímž přetaví první pojistku 26. Tato indukční cívka 34 nemá vliv na komunikační frekvenční signály přítomné na signálovém vstupním/výstupním vedení 16.

Mělo by být uvedeno, že nulový vodič není filtrován a tudíž, pokud by tato jednotka měla být použita s fázovým/nulovým systémem, pak by stále mohly procházet nežádoucí signály.

Obr. 11A, obr. 11B a obr. 11C znázorňují pohledy v řezu na jednofázový koaxiální, dělený koaxiální a pseudo koaxiální kabel. Typický koaxiální jednofázový kabel (jak je znázorněn na obr. 11A) sestává z prostředního kovového vodivého jádra 110 (typicky hliníkové) , které je obklopeno izolační vrstvou 112 (typicky z PVC) . Kolem izolační vrstvy 112 je položeno množství kovových vodičů 114 (typicky měděné) přes které je natažen izolační a ochranný plášť 116 (typicky z PVC). Při použití je nulový a zemní potenciál kombinován ve vnější vrstvě kovových vodičů 114.

Dělený koaxiální kabel (jak je znázorněn na obr. 11B) je podobný koaxiálnímu kabelu až na to, že vnější vrstva 5 kovových vodičů 114 je rozdělena na dvě části - například na horní část 115 a dolní část 117. Tyto části jsou odděleny izolátory 118, 120 a při použití je nulový a zemní potenciál rozdělen tak, že jedna část vnější vrstvy kovových vodičů 114 je pouze na jednom z těchto potenciálů.

Za účelem udržení pseudo koaxiálního charakteru dělených koaxiálních kabelů při požadovaných přenosových frekvencích (například nad 1 MHz) může být mezi horní a dolní část 115 a 117 vnější vrstvy kovových vodičů 114 zapojen jeden nebo více kondenzátorů 122. Tento kondenzátor (tyto 15 kondenzátory) 122 mohou být umístěny, například, v ukončovacích a/nebo údržbových bodech kabelu.

Obr. 12 znázorňuje HF jednotku pro údržbu přenosových podmínek sítě podle předkládaného vynálezu, aplikovanou pro úsek OH vyvážené EDN.

Znázorněná jednotka pro údržbu přenosových podmínek sítě zahrnuje LP a HP úseky propustí (LPF respektive HPF) připojené tak, aby umožňovaly směrové připojení HF komunikačních signálů na udržovaný úsek 1201 sítě, to jest úsek EDN mezi dvěma jednotkami pro údržbu přenosových podmínek sítě.

F1 a F2 jsou typické ochranné pojistky vedení, které zajišťují propojení k jednotce HP propusti, která je dále připojena na izolační transformátor 1202 sestávající z jádra 30 z ferritového materiálu tak, aby poskytoval dobrou vysokofrekvenční vazbu primárního na sekundární vinutí, například mezi 1 a 30 MHz.

Transformátor je dále připojen na rádiovou vysílací/přijímací jednotku 1203, která vysílá a přijímá signály na HF, přičemž moduluje a demoduluje HF nosné signály podle potřeby prostřednictvím modemové jednotky 1204, která přivádí a odebírá hovorové/datové a/nebo obrazové signály podle potřeby. Hovorové signály mohu míjet modem a mohou být připojeny přímo vysílací/přijímací jednotku v analogové formě, pokud je to žádoucí. Pokud signály vstupující do modemu jsou prezentovány v běžném digitálním formátu, pak mohou být snadno multiplexovány nebo kombinovány pro přenos po síti. Vysílače mohou pracovat v simplexním, duplexním nebo poloduplexním režimu, podle potřeby.

S udržovaným úsekem vyvážené EDN, jak je znázorněno, je takto vytvořená HF komunikační dálnice imunní proti účinkům proměnné 50/60 Hz zátěže, to znamená HF šumových složek vytvářených určitými typy 50/60 Hz elektrických zátěží. Takto je tedy umožněno přímé připojení HF komunikačních signálů s frekvencí nad 1 MHz na jakýkoliv úsek vyvážené OH nebo UG EDN.

Mělo by být zřejmé, že použitím vysokých frekvencí nad 1 MHz se komponenty úseků HP a LP propustí, které tvoří jednotky pro údržbu přenosových podmínek sítě, stanou dostatečně malými svými fyzickými rozměry, aby mohly být namontovány na, například, dřevěné sloupy nebo ocelové stožáry OH EDN bez podstatných úprav existujícího vybavení EDN. Podobně na komponenty jednotek pro údržbu přenosových podmínek sítě na UG EDN mohou být začleněny do propojovacích skříní kabelů, železničních sloupů, sloupů veřejného osvětlení a podobně.

Obr. 13 znázorňuje potenciální umísťovací místa pro různé komponenty EDN HF jednotky 1301 pro údržbu přenosových podmínek sítě, která je použita na dřevěném nosném sloupu 1302.

Zavěšené vodiče 1303, 1304 jsou připojeny k hlavě dřevěného sloupu 1302. Zádrž nebo indukční cívka 1305 může být začleněna do vedení každého z vodičů 1303, 1304, a oddělovací kondenzátor 1306 může spojovat každý vodič s lokální zemí 1307. Odbočovací drát 1308 je veden z jednoho nebo z obou vodičů 1303, 1304 k RF vazební jednotce 1301, která je namontována na sloupu 1302. Koaxiální přívod 1309 potom spojuje tuto RF vazební jednotku 1301 s vysílacím/přijímacím zařízením 1310.

Obr. 14 ilustruje dvousměrnou jednotku pro údržbu přenosových podmínek pro vyváženou OH EDN tak, jak může být namontována na sloup, jak je znázorněno na obr. 13. JI a J2 jsou připojeny na dva fázové vodiče mnohofázové OH EDN. Ochrana je prováděna prostřednictvím pojistek Fl a F2 a HF vazba je zajištěna kondenzátory Cl a C2.

sekundárním, aby přizpůsobení mezi

HF elektromagnetická vazba je potom zajištěna prostřednictvím TI, který má typicky železné nebo ferritové jádro. Toto jádro má vhodný poměr závitů, primárních k byla zajištěna požadované impedanční EDN OH vyváženými fázovými vodiči a nevyváženým koaxiálním kabelem 1401, který je dále veden přes pojistkovou skříň 1402 k HF vysílací/přijímací jednotce (jednotkám).

Vinutí transformátoru TI mohou být dvoj žilová nebo třížilová, aby se zajistilo vyvážené ukončení nevyvážení, primární a sekundární vinutí jsou spojena se zemí, aby se zajistila ochranná cesta pro Fl a F2. Případně mohou být do pojistkové skříně zařazeny také pojistky F3 a F4.

Typické hodnoty komponentů pro dvousměrnou jednotku pro údržbu přenosových podmínek sítě pro 25 kV OH EDN mohou být následující:

Jl = J2 = spoje 10 — —

Fl = F2 = GEC HRC pojistka typu VTF 15/3

Cl = C2 = HVC typu TLC150AC - 102, 0,001 pF ± 20 %, kV RMS @ 50/60 Hz, 50 kV střídavých mezi terminály.

TI = 17 závitů, se středovou odbočkou, primárních :

závitům sekundárním, jádro typu Hawnt Elektronics 3C11

RFC1 = RFC2 = 50 μΗ navinutých na ferritovém jádru 20 pro spínání případného 50/60 Hz chybového proudu a přepálení HRC pojistky F3 a/nebo F4.

Obr. 15 znázorňuje úsek zavěšené (OH) mnohofázové (3 fáze a zem) elektrické rozvodné sítě (EDN) 1501. Prostřednictvím vhodného rozhraní mohou být vysokofrekvenční ²^ komunikační signály s frekvencí nad 1 MHz přiváděny na síť, například mezi černý a modrý fázový vodič.

Za účelem účinného šíření HF signálů mezi tímto úsekem OH EDN a úsekem fáze k nule UG sítě se stává nezbytným použití vhodného HF vazebního uspořádání pro překonání problémů s impedančním přizpůsobením vyváženého k nevyváženému síťovému ukončení.

Aby se zajistila HF vazba na OH síť je vytvořeno propojení přes vysokofrekvenční ferritový transformátor TI pres ochranné pojistky Fl a F2 a HF vazební kondenzátory Cl a 02. HF transformátor TI je typicky konstruován pro přizpůsobení 600 ohmové impedance vyváženého vedení na 50 ohmovou impedanci nevyváženého UG kabelu s vazbou přes HF vazební kondenzátor C32 a ochrannou pojistku F3.

¹⁰

Aby se zabránilo nevyváženému podzemnímu pseudo koaxiálnímu vodiči (UGC) v zatěžování vyvážené OH sítě je použito T filtru, který zahrnuje indukční cívky LI, L2 a kondenzátor C7, přičemž LI má hodnotu typicky 16,5 μΗ, C7 má hodnotu typicky 0,01 pF a L2 má hodnotu typicky 50 μΗ. Tyto 15 úpravy zajistí HF údržbu EDN a umožní, aby síť účinně a bezpečně distribuovala jak elektrickou energii na velmi nízké frekvenci, to jest 50 až 60 Hz, tak i komunikační signály s frekvencí nad 1 MHz.

Je patrné, že transformátor TI má odbočku ze středu primárního vinutí, což zajišťuje nízkofrekvenční cestu pro pojistky Fl a/nebo F2 pokud by kondenzátor Cl a/nebo kondenzátor C2 byly proraženy.

UG kabel je přiveden k množství jednofázových, do země zabudovaných transformátorů, z nichž každý je osazen HF propustnou jednotkou pro údržbu přenosových podmínek. HF signály přiváděné na primární vinutí transformátoru T3 jsou přivedeny přes bezpečnostní pojistku F4 a kondenzátor C6 na primární vinutí HF transformátoru T2, který má ferritové jádro aje spojen do série se zemí (0 V).

Tak je nevyvážený HF signál, prezentovaný na UG přívodu a přes primární vinutí transformátoru T3, rovněž přiveden na primární vinutí transformátoru T2. Mělo by být zřejmé, že impedance primárního vinutí výkonového transformátoru T3 je relativně velká při HF. Poměr závitů vinutí transformátoru T2 je takový, že sekundární vinutí prezentuje vyváženou impedanční transformátorovou vazbu přes kondenzátory C4, C5 a vyvážené sekundární transformátoru T3 a bezpečnostní pojistky F5 a F6 na vinutí se středovou odbočkou _ na sekundární napájecí kabely sekundárního vinutí transformátoru T3 ke spotřebitelským místům společně S ULF výkonovými komponenty o velké amplitudě. Mělo by být zřejmé, že sekundární vinutí transformátoru T3 reprezentují relativně malou impedanci na výkonových frekvencích, to jest na 50 až 60 Hz.

Předkládaný vynález není žádným způsobem omezen pouze na shora uváděné detaily a v provedeních předkládaného vynálezu může být provedeno mnoho změn bez ovlivnění rozsahu vynálezu.

Zastupuje :

52A

52B

52C

52D

100

101

102

103

104

110

112

114

115

116

118

120

122

1201

1202

1203

1204 nevyvážená jednotka pro údržbu přenosových podmínek sítě jednotka pro údržbu přenosových podmínek sítě jednotka pro údržbu přenosových podmínek sítě jednotka pro údržbu přenosových podmínek sítě jednotka pro údržbu přenosových podmínek sítě jednotka pro údržbu přenosových podmínek sítě výkonový kabel červená fáze žlutá fáze modrá fáze zem kapacitní reaktance

EDN kabel vodič vodič polymer plášť vodivé j ádro izolační vrstva vodiče horní část ochranný plášť izolátor izolátor kondenzátor udržovaný úsek sítě izolační transformátor radiová vysílací/přijímací jednotka modemová jednotka

	1301	vyvážená jednotka pro údržbi
	1302	sloup
	1303	zavěšený vodič
	1304	zavěšený vodič
5	1305	indukční cívka
	1306	oddělovací kondenzátor
	1307	zem
	1308	odbočovací drát
	1309	koaxiální přívod
10	1310	vysílací/přijímací zařízení
	1401	koaxiální kabel
	1402	pojistková skříň
	1501	síť
	Cl	kondenzátor
15	CIO	oddělovací kondenzátor
	Cil	oddělovací kondenzátor
	C13	vazební kondenzátor
	C14	vazební kondenzátor
	C2	kondenzátor
20	C3	kondenzátor
	C4	kondenzátor
	C5	kondenzátor
	C6	kondenzátor
	C7	kondenzátor
25	F1	poj istka
	F2	poj istka
	F3	poj istka
	F4	poj istka
	F5	pojistka
30	F6	poj istka

JI	spoj
J2	spoj
Ll	indukční cívka
L10	indukční cívka
Lil	indukční cívka
L13	indukční cívka
L14	indukční cívka
L3	indukční cívka
L4	indukční cívka
L5	indukční cívka
L6	indukční cívka
Tl	transformátor
T2	transformátor

d fázový vodič

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Vyvážená elektrická rozvodná a/nebo výkonová přenosová síť (40, 42, 46, 1201, 1501), která zahrnuje vstupní prostředky (52, 1301) pro vstup telekomunikačních signálů na 5 síť (40, 42, 46, 1201, 1501), které mají nosnou frekvenci větší než přibližně 1 MHz, z nevyváženého zdroje a výstupní

prostředky (52, 1301) pro odebrání uvedených telekomunikačních signálů ze sítě (40, 42, 46, 1201, 1501), vyznač u j í c í s e tím, že vstupní

prostředky a výstupní prostředky (52, 1301) každý zahrnují impedanční přizpůsobovací transformátor (TI) pro zajištění impedančního přizpůsobení mezi sítí (40, 42, 46, 1201, 1501) a zdrojem, přičemž každý transformátor (TI) zahrnuje primární a sekundární vinutí a poměr závitů mezi primárním a 15 sekundárním vinutím je takový, aby zajistil impedanční přizpůsobení mezi sítí (40, 42, 46, 1201, 1501) a zdrojem, a přičemž jedno z primárního nebo sekundárního vinutí je operativně spojeno se zdrojem a druhé z primárního a sekundárního vinutí je operativně spojeno s dvěma fázovými vodiči sítě (40, 42, 46, 1201, 1501) nebo s jedním fázovým vodičem a zemí nebo nulou.
2. Síť podle nároku 1, vyznačující se tím, že vstupní prostředky (52, 1301) zahrnují prostředky

25 pro připojení ke zdroji, kterým je nevyvážený HF koaxiální zdroj s relativně malou impedancí.
3. Síť podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že je zavěšenou sítí.
4. Síť podle kteréhokoliv vyznačující se z předcházejících nároků, tím, že alespoň část této • · · · sítě (40, 42, 46, 1201, 1501) je vně jakékoliv budovy (48) a signál lze přenášet po této vnější části.
5. Síť podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že zahrnuje připojovací 5 prostředky (52A, 52B, 52C, 52D) umístěné v propojovacím bodě mezi sítí (40, 42, 46, 1201, 1501) a připojovací nevyváženou sítí, přičemž tyto připojovací prostředky (52A, 52B, 52C,

52D) zajišťují impedančně přizpůsobené HF spojení mezi těmito dvěma sítěmi pro umožnění účinného šíření HF komunikačních signálů mezi těmito sítěmi.
6. Síť podle nároku 5, vyznačující se tím, že připojovací nevyvážená síť je podzemní výkonová síť.
7. Síť podle vyznačuj ící sítě (40, 42, 46, kteréhokoliv z předcházejících nároků, se t í m , že zahrnuje dva úseky 1201, 1501) oddělené výkonovým transformátorem, dále zahrnuje prostředky HF propusti pro přenos signálu z jednoho z uvedených úseků sítě (40, 42, 46,

1201, 1501) na druhý obejitím transformátoru.
8. Síť podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že nosná frekvence je mezi přibližně 1 až 60 MHz.
9. Použití vyvážené elektrické rozvodné a/nebo výkonové přenosové sítě (40, 42, 46, 1201, 1501) pro signálový přenos zahrnující vstup telekomunikačních signálů na síť (40, 42,

1501), které mají nosnou frekvenci větší než 1 MHz, z nevyváženého zdroje na vyváženou

46, 1201, přibližně elektrickou rozvodnou a/nebo výkonovou přenosovou síť (40, odebrání uvedených

42, 46, 1201, 1501) a následné telekomunikačních signálů ze sítě (40, < přičemž zdroj a síť (40, 42 , 46, 1201, vazebními prostředky (52, 1301), které

přizpůsobovací transformátor (Tl) pro zajištění impedančního přizpůsobení mezi sítí (40, 42, 46, 1201, 1501) a zdrojem, přičemž každý transformátor (Tl) zahrnuje primární a sekundární vinutí a poměr závitů mezi primárním a sekundárním vinutím je takový, aby zajistil impedanční přizpůsobení mezi sítí (40, 42, 46, 1201, 1501) a zdrojem, a přičemž jedno z primárního nebo sekundárního vinutí je operativně spojeno se zdrojem a druhé z primárního a sekundárního vinutí je operativně spojeno s dvěma fázovými vodiči sítě (40, 42, 46, 1201, 1501) nebo s jedním fázovým vodičem a zemí nebo nulou.
10. Komunikační zařízení pro použití s vyváženou elektrickou rozvodnou a/nebo výkonovou přenosovou sítí (40, 42, 46, 1201, 1501), zahrnující část s vyváženou dolní propustí pro umožnění, při použití, nízkofrekvenčnímu napájecímu elektrickému výkonovému signálu o velké amplitudě, aby procházel zařízením, část s vyváženou horní propustí pro připojení HF signálu s nosnou frekvencí větší než přibližně 1 MHz na síť, a prostředky (52, 1301) impedančního přizpůsobení zahrnující impedanční přizpůsobovací transformátor (Tl) pro impedanční přizpůsobení mezi přijímacími/vysílacími a elektrickou rozvodnou sítí (40, 42,

1501),vyznačující se transformátor (Tl) zahrnuje primární a sekundární vinutí a poměr závitů mezi primárním a sekundárním vinutím je takový, aby zajistil impedanční přizpůsobení mezi sítí (40, 42, 46, zařízeními přenosovou

a/nebo výkonovou 46, 1201, tím, že každý

·» ···· • · · · • · · ·

1201, 1501) a zdrojem, a přičemž jedno z primárního nebo sekundárního vinutí je operativně spojeno se zdrojem a druhé z primárního a sekundárního vinutí je operativně spojeno s

dvěma fázovými vodiči sítě (40, 42, 46, 1201, 1501) nebo s 5 jedním fázovým vodičem a zemí nebo nulou. 11. Komunikační zařízení podle nároku 10, v y z načuj ící se t í m , že zahrnuje prostředky (52, 1301, 52A, 52B, 52C, 52D) pro připojení zařízení jak k

vyvážené tak i k nevyvážené elektrické rozvodné a/nebo přenosové síti (40, 42, 46, 1201, 1501), a pro umožnění nízkofrekvenčnímu napájecímu elektrickému signálu o velké amplitudě, aby procházel mezi nimi.
12. Komunikační zařízení podle kteréhokoliv z nároků 10 až

25 11, vyznačující se tím, že zahrnuje prostředky pro připojení vyváženého a nevyváženého HF signálu na síť (40, 42, 46, 1201, 1501).
13. Komunikační zařízení podle kteréhokoliv z nároků 10 až 12, vyznačující se tím, že je spojeno s

2 0 elektrickou výkonovou rozvodnou a/nebo přenosovou sítí (40, 42, 46, 1201, 1501).
14. Komunikační zařízení podle nároku 13, vyznačující se tím, že sítí je síť podle kteréhokoliv z nároků 1 až 8.
15. Použití komunikačního zařízení s vyváženou elektrickou rozvodnou a/nebo výkonovou přenosovou sítí (40, 42, 46, 1201, 1501), přičemž komunikační zařízení zahrnuje část s vyváženou dolní propustí pro umožnění, při použití, nízkofrekvenčnímu

30 napájecímu elektrickému výkonovému signálu o velké amplitudě, • ··· • · *

aby procházel zařízením, část s vyváženou horní propustí pro připojení HF signálu s nosnou frekvencí větší než přibližně 1 MHz na síť (40, 42, 46, 1201, 1501), a prostředky impedančního přizpůsobení (52, 1301) zahrnující impedanční

5 přizpůsobovací transformátor (TI) pro impedanční přizpůsobení mezi přijímacími/vysílacími zařízeními a elektrickou rozvodnou a/nebo výkonovou přenosovou sítí (40, 42, 46, 1201, 1501), přičemž každý transformátor (TI) zahrnuje primární a sekundární vinutí a poměr závitů mezi primárním a sekundárním

10 vinutím je takový, aby zajistil impedanční přizpůsobení mezi sítí (40, 42, 46, 1201, 1501) a zdrojem, a přičemž jedno z primárního nebo sekundárního vinutí je operativně spojeno se zdrojem a druhé z primárního a sekundárního vinutí je operativně spojeno s dvěma fázovými vodiči sítě (40, 42, 46,

15 1201, 1501) nebo s jedním fázovým vodičem a zemí nebo nulou.
16. Použití telekomunikačního zařízení pro vysílání nebo příjem telekomunikačního signálu, který má nosnou frekvenci větší než přibližně 1 MHz na síti podle kteréhokoliv z nároků