DE1077721B

DE1077721B - Kopplungsanordnung zur traegerfrequenten UEbertragung von Nachrichten ueber Hochspannungsleitungen

Info

Publication number: DE1077721B
Application number: DEST13942A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Richard Guenther
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1958-07-02
Filing date: 1958-07-02
Publication date: 1960-03-17

Description

Die Erfindung befaßt sich mit der trägerfrequenten Übertragung von Nachrichten (Gespräche und/oder Zeichen) über Hochspannungsleitungen. Bei derartigen Anlagen werden die trägerfrequenten Schwachströme, die zur Übermittlung des Nachrichteninhaltes dienen, üblicherweise über Kopplungskondensatoren den Hochspannungsleitungen zugeführt. Dabei kann es sich um Hochspannungsfreileitungen oder um Kabel handeln.

Der Nachteil bei diesen Anordnungen ist der, daß bei Hochspannungsleitungen die Kopplungskondensatoren sehr teuer werden, weil aus Sicherheitsgründen die Prüfspannung ein Mehrfaches der Betriebsspannung sein muß. Außerdem sind zu den Kondensatoren noch Kopplungstransformatoren notwendig, die die Scheinwiderstandsanpassung vornehmen und verhindern, daß die über die Kopplungskondensatoren kommende Netzspannung zum Teilnehmer gelangt. Ferner sind noch Hochfrequenzsperren erförderlich, die die Hochfrequenzenergie von gewissen Teilen des Starkstromnetzes abhalten sollen.

Bei einer bekannten Anordnung zur Nachrichtenübermittlung über Hochspannungsleitungen erfolgt die Zu- oder Ableitung der zur Nachrichtenübertragung dienenden Wellen zu bzw. von einzelnen Hochspannungsleitungen oder Leitungsbündeln kapazitiv in der Weise, daß die in der Hochspannungsleitung vorhandenen Durchführungs-, Stütz-, Abspannisolatoren usw. als Kopplungskondensatoren verwendet werden. Dazu wird die Kapazität der Isolatoren gegebenenfalls künstlich durch Anbringen von metallischen Belegungen oder Bezügen verändert.

Eine andere Einrichtung zur Zeichenübermittlung mit elektrischen Wellen längs Hochspannungsleitungen verwendet die als Überspannungsschutz vorhandenen induktiven oder kapazitiven Gebilde. Die ortsfeste Station ist dabei an der Ausgangs- oder Durchgangsstelle der Leitungen einem Teil eines solchen kapazitiven oder induktiven Gebildes ständig oder beliebg wählbar zugeordnet.

Es sind auch Anordnungen mit induktiver Ankopplung bekannt, bei denen eine Kopplungsschleife oder auch ein antennenartiges Leitergebilde in der Nähe der Hochspannungsleitung angeordnet ist. Diese Anordnungen haben aber den Nachteil, daß der Kopplungsfaktor sehr gering ist.

Eine Signalübertragung von einem längs einer bestimmten Bahn bewegten Körper nach einer räumlich getrennten Empfangsstelle erfolgt bei einer bekannten Anordnung über eine mit der Bahn gleichlaufende gesonderte Empf angsleitung., Diese Empfangsleitung ist streckenweise für den Empfang der vom bewegten Körper ausgesandten Wellen- oder Kraftlinien geeignet gemacht oder gegen diese Wellen ab-Kopplungs anordnung zur trägerfrequenten Übertragung von Nachrichten
über Hochspannungsleitungen

Anmelder:

Standard Elektrik Lorenz

Aktiengesellschaft,

Stuttgart-Zuff enhaus en,

Hellmuth-Hirth-Str. 42

Dipl.-Ing. Richard Günther, Kettwig/Ruhr,
ist als Erfinder genannt worden

geschirmt. Eine Signalübertragung in umgekehrter Richtung, d. h. von der ortsfesten Stelle zur beweglichen Stelle, ist hier aber nicht möglich. Außerdem ist eine derartige Anordnung" für die Signalübertragung über Hochspannungsleitungen nicht ohne weiteres brauchbar.

Bei bekannten Schachtförderanlagen wird das Förderseil zur Nachrichtenübermittlung herangezogen. Dabei werden Oberseil und Unterseil zu einem geschlossenen Stromkreis für die Sprach- und Signalströme zusammengeschaltet. Die Einspeisung der Sprachströme auf den Seilstromkreis erfolgt über Transformatoren, durch deren Fenster das Förderseil hindurchläuft.

Von derartigen Einrichtungen geht die Erfindung aus. Ihr lag die Aufgabe zugrunde, die aus der Förderkorbtelefonie bekannte Übertragungsart und die dazu verwendeten Einrichtungen so weiterzubilden, daß eine brauchbare und vor allen Dingen wirtschaftliche Nachrichtenübermittlung über Hochspannungsleitungen ermöglicht wird. Das Ziel wird erfindungsgemäß erreicht durch die Verwendung eisengeschlossener Ankopplungsübertrager, durch deren Fenster in an sich bekannter Weise der zur Übertragung herangezogene metallische Leiter hindurchführt, derart, daß an ortsfesten Ankopplungsstellen der Ankopplungsübertrager auf einem Durchführungsisolator der Hochspannungsleitung an einer auf Erdpotential liegenden Stelle angeordnet ist und an anderen ortsfesten oder ortsveränderlichen Ankopplungsstellen einer der an sich bekannten und zur Überwachung des Netzes verwendeten Starkstromwandler als Ankopplungsübertrager dient. Durch diese Anordnung wird ein wesent-

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besserer Kopplungsfaktor erzielt als bei den bekannten Ankopplungsarten für Hochspannungsleitungen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung sei nachstehend an Hand der Zeichnungen erläutert.

Fig. 1 zeigt die Anordnung eines Kopplungsübertragers auf einem Durchführungsisolator, und

Fig. 2 zeigt im Prinzip eine Anwendungsmöglichkeit der Erfindung.

Wie in der Fig. 1 dargestellt, ist der Durchführungsisolator 3 mit einem Befestigungsflansch 5 auf einer geerdeten Platte angeordnet. Vom Isolator weg führt die Hochspannungsleitung 4. Auf der anderen Seite des Durchführungsisolators führt die Leitung z. B. in ein Transformatorenhaus oder in das Innere eines anderen Gehäuses. Auf dem Isolator 3 ist direkt an der geerdeten Platte 5 ein Eisenkern 1 angeordnet. Dieser Kern ist mit einer Spule 2 versehen, von der die Zuführungsleitungen angedeutet sind. Die Hochspannungsleitung, die im Inneren des Durchführungsisolators verläuft, ist also durch das Fenster des Ringkernes 1 geführt. Der Ringkern selbst ist ebenfalls geerdet. Für den Trägerfrequenzkreis gesehen, bildet der Ringkern 1 mit seiner Wicklung 2 einen Transformator mit Primärwicklung. Als Sekundärwicklung wirkt die Hochspannungsleitung 4. Mit der Windungszahl der Primärspule 2 kann die notwendige Scheinwiderstandsanpassung vorgenommen werden, so daß sich weitere Anpassungsübertrager erübrigen. Diese Primärspule kann außerdem auch in der Mitte oder an einem Ende geerdet werden., Je nach der verwendeten Trägerfrequenz können geblechte, gewickelte oder Massekerne Verwendung finden.

In der Fig. 2 ist schematisch eine von einem Transformatorenhaus wegführende Hochspannungsleitung dargestellt. Im Transformatorenhaus befindet sich der Transformator 13. Wie in der Fig. 1 sind in der geerdeten Platte oder Wand 5 die Durchführungsisolatoren 3 angeordnet. Von der Hochspannungsleitung sind die beiden Phasenleiter 10 und 11 dargestellt. Am Durchführungsisolator 3 ist in derselben Weise, wie es in der Fig. 1 beschrieben wurde, ein Ringkern 1 mit einer Wicklung 2 angeordnet. Eine Sprechstelle 8 ist an die Wicklung 2 angeschlossen. Zweckmäßigerweise sind den Trägerfrequenzeinrichtungen der Sprechstelle 8 Überspannungsableiter 6 und Stromsicherungen 7 vorgeschaltet.

Auf der Gegenseite ist eine Sprechstelle 9 vorgesehen, die in entsprechender Weise geschaltet sein kann. Der Kreis für die Trägerfrequenz schließt sich über den Phasenleiter 10, die angedeuteten Kapazitäten 12 und den anderen Phasenleiter 11. Als Kapazität reicht in vielen Fällen bereits die Wicklungskapazität des Transformators 13 oder die Kapazität der Hochspannungsleitung aus. In solchen Fällen erübrigen sich auch die bei der kapazitiven Ankopplungsart oft notwendigen Sperrdrosseln, die besonders bei Höchstspannungsleitungen oder bei Leitungen mit besonders hohen Kurzschlußströmen aufwendig und teuer sind. Bei dieser induktiven Ankopplungsart können auch ohne zusätzlichen Einbau dieser Hochspannungsdrosseln die Hochspannungsleitungen an einer Seite geerdet werden, wenn an ihnen gearbeitet wird, ohne daß der Trägerfrequenzsprechbetrieb dadurch behindert wird.

In der Fig. 2 ist eine besondere Ausbildungsform für die Sprechstelle 9 dargestellt. An Stelle einer festen Anordnung, wie sie für die Sprechstelle 9 dargestellt ist und wie sie ohne weiteres für die Gegensprechstelle möglich ist, ist hier eine Anordnung gezeigt, bei der ein an sich' bekannter und zur Überwachung des Netzes verwendeter Starkstromwandler gleichzeitig als Ankopplungsübertrager dient. Der Wandler besitzt einen Kern 14, durch dessen Fenster der Phasenleiter 10 der Hochspannungsleitung hindurchführt. Auf dem Kern sitzt die Wicklung 18. In an sich bekannter Weise ist an diese Wicklung das Meßinstrument 15 angeschlossen. Zur Trennung der Netz- und Trägerfrequenz sind zwischen Stromwandler und Meßinstrument Filter 16 eingefügt, über die die Trägerfrequenz ausgekoppelt wird. Die Ausbildung des Filters ist hier nur angedeutet, da sie für das Wesen der Erfindung ohne Bedeutung ist. Der Anschluß der Sprechstelle 9 erfolgt über einen Übertrager 19. Der Meßkreis für den Netzstrom wird durch das Zuschalten des Filters nicht beeinflußt. Diese Ankopplungsart läßt sich auch bei Zangenstromwandlern anwenden, wodurch z. B. Störungstrupps ohne galvanische Berührung unter Spannung stehender Leitungen von beliebigen Stellen aus mit der Hauptstelle sprechen können.

Die Erfindung ist auch bei Erdrückleitung anwendbar. Vorteilhafterweise werden zwischen die einzelnen Phasenleiter der Hochspannungsleitung bzw., zwischen Phasenleiter und Erdleiter Kondensatoren oder auf die Trägerfrequenz abgestimmte Resonanzkreise eingefügt. Die Erfindung ist nicht, wie im Ausführungsbeispiel gezeigt ist, auf die Verwendung eines einzelnen Phasenleiters beschränkt, sondern auch bei Mehrphasenleitungen brauchbar, bei denen Erde als Rückleitung verwendet wird. Dabei können die Ankopplungsübertrager um mehrere Phasenleiter gelegt sein, wobei die Spulen dieser Übertrager in Reihen- oder Parallelschaltung angeordnet sind. Schließlich kann auch der Kern des Ankopplungsübertragers alle Phasenleiter eines Kabels mit ungeerdeter oder nichtleitender Bewehrung umschließen.

Claims

Patentansprüche:

1. Kopplungsanordnung zur trägerfrequenten Übertragung von Nachrichten (Gespräche und/ oder Zeichen) über Hochspannungsleitungen, gekennzeichnet durch die Verwendung eisengeschlossener Ankopplungsübertrager, durch deren Fenster in an sich bekannter Weise der zur Übertragung herangezogene metallische Leiter hindurchführt, derart, daß an ortsfesten Ankopplungsstellen der Ankopplungsübertrager auf einem Durchführungsisolator der Hochspannungsleitung an einer auf Erdpotential liegenden Stelle angeordnet ist, und an anderen ortsfesten oder ortsveränderlichen Ankopplungsstellen einer der an sich bekannten und zur Überwachung des Netzes verwendeten Starkstromwandler als Ankopplungsübertrager dient.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den Stromwandler Filter zur Trennung der Netz- und Trägerfrequenz angeschaltet sind.

3. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß den Trägerfrequenzeinrichtungen Überspannungs- und Stromsicherungen vorgeschaltet sind.

4. Anordnung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die einzelnen Phasenleiter der Hochspannungsleitung bzw. zwischen Phasenleiter und Erde (Erdleiter) Kondensatoren oder auf die Trägerfrequenz abgestimmte Resonanzkreise eingefügt sind.

5. Anordnung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß um mehrere Phasenleiter der Hochspannungsleitung Ankopplungsübertrager gelegt sind, deren Spulen in Reihen- oder Parallelschaltung angeordnet sind.

6. Anordnung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern des Ankopplungsübertragers alle Phasenleiter eines Kabels mit ungeerdeter schließt.

oder nichtleitender Bewehrung um-

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 437 764, 426 618; »Elektronik«, 1957, Nr. 8, S. 252; »Fernmeldepraxis«, 19/1957, S. 729 und 730.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen