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Fernspeisungssystem für unbemannte Verstärkerämter Die Erfindung betrifft
ein Fernspeisungssystem, bei welchem die Stromversorgung der längs einer Nachrichtenstrecke
angeordneten Einrichtungen, insbesondere der unbemannten Verstärkerämter, über die
Nachrichtenstrecke selbst, vorzugsweise über dünne Koaxialleitungen, erfolgt und
bei dem mit Rücksicht auf die durch Starkstrombeeinflussung induzierten Spannungen
eine Aufteilung in einzelne Versorgungsabschnitte vorgenommen ist, die durch hochspannungssichere
Trenntransformatoren miteinander verbunden sind.
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In der Trägerfrequenztechnik ist es. bekannt, unbemannte Verstärkerämter
mit Hilfe eines Fernspeisungssystems über die für die Nachrichtenübermittlung benutzten
Leitungen mit Speisestrom zu versorgen. Dabei spielt die Beeinflussung der übertragungsleitungen
durch parallel geführte Starkstromleitungen eine wesentliche Rolle. Während man
eine schädliche Auswirkung der Starkstrombeeinflussung bei mit Wechselstrom gespeisten
Leitungen durch abschnittweise eingefügte, symmetrische Drosseln bzw. hochspannungssichere
Trenntransformatoren weitgehend vermeiden kann, war man bisher bei Gleichstromversorgung
gezwungen, die Fernspeisung nur so weit zu führen, daß die zulässige Längsspannung
von etwa 1200 V nicht überschritten wird. Bei Wechselstromfernspeisung über symmetrische
Leitungen hat man dagegen durch die eingefügten, hochspannungssicheren Trennübertrager
die Möglichkeit, eine galvanische Trennung zu erreichen und dadurch die gesamte
induzierte Längsspannung in entsprechend kleine Abschnitte aufzuteilen.
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Es sind auch bereits überlegungen angestellt worden, ob eine Fernspeisung
mit Wechselstrom oder eine solche mit Gleichstrom günstiger ist. Die Frage kann
nicht ohne weiteres allgemeingültig entschieden werden. Es dürfte jedoch für die
Fernversorgung von transistorisierten Geräten eine Gleichstromversorgung, insgesamt
gesehen, günstiger sein. Nachteilig ist dabei aber, daß man bei auftretender Starkstrombeeinflussung
die induzierte Längsspannung nicht ohne weiteres, wie bei der Wechselstromfernspeisung,
in entsprechend kleine Abschnitte aufteilen kann.
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Beim Fernspeisungssystem mit Gleichstrom ist gemäß der Erfindung jeweils
am Ort eines Zwischenverstärkeramtes ein Gleichumrichter mit einem hochspannungssicheren
Transformator derart vorgesehen, daß die Fernspeiseenergie an der Primärseite, insbesondere
zweier Trennübertrager, abgenommen und über den Gleichumrichter gegebenenfalls in
Verbindung mit einer Spannungstransformation der Sekundärseite von insbesondere
zwei weiteren in Fernspeiserichtung nachfolgenden Trennübertragern zugeführt wird
und daß die Trennübertrager so in den Übertragungsweg eingeschaltet sind, daß zwischen
je einem Trennübertrager und einem in Fernspeiserichtung nachfolgenden Trennübertrager
vorzugsweise unmittelbar aus dem Gleichumrichter gespeiste Zwischenverstärkereinrichtungen
mit je einem eingangsseitigenund einem ausgangsseitigen Fernleitungsübertrager angeordnet
sind. Dabei ist es zweckmäßig, jeweils einen Trennübertrager mit dem unmittelbar
zugehörigen Fernleitungsübertrager zu einem Trenn-Fernleitungsübertrager zu vereinigen.
Die Stromversorgung der Zwischenverstärkereinrichtungen kann in Reihe und/oder parallel
zum Eingang und/oder Ausgangskreis des Gleichumrichters erfolgen. Besonders vorteilhaft
ist es, die Stromversorgung der Zwischenverstärkereinrichtungen aus dem Wechselstromkreis
des Gleichumrichters über eine getrennte Wicklung seines hochspannungssicheren Transformators
oder einen getrennten Transformator und einen besonderen Gleichumrichter zu entnehmen.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können bei einem Fernspeisungssystem
mit Parallelschaltung der Stromversorgungskreise einer Fernspeisestrecke die Gleichumrichter
so aufgebaut und bemessen sein, daß sie eine Spannungsübersetzung bewirken, die
den Spannungsverlust des vdrangehenden Speiseabschnittes annähernd wieder ausgleichen,
so daß die einzelnen Versorgungsabschnitte mit annähernd konstanter Spannung gespeist
werden. Dabei ist es vorteilhaft, die Speisespannung unabhängig von der Verbraucherspannung,
insbesondere
höher als die für die Zwisehenverstärkeräniter erforderliche Verbraucherspannung
zu bemessen. Bei Reihenschaltung der Stromversorgungskreise einer Fernspeisestrecke
ist es zweckmäßig, die einzelnen Versorgungsabschnitte mit annähernd konstantem
Strom zu speisen. Hierbei ist es vorteilhaft, den Speisestrom unabhängig, vorzugsweise
kleiner als den erforderlichen Verbraucherstrom der Zwisohenverstärkerämter, zu
bemessen. Dabei sind die Gleichumrichter so aufgebaut und bemessen, daß sie eine
entsprechende Stromübersetzung bewirken. Ferner ist es zweckmäßig, die Verbraucherspannung
der ferngespeisten Zwischenverstärkereinrichtungen so zu wählen, daß sie in ihrer
Größe mit der Verbraucherspannung der Endeinrichtung übereinstimmt. Am Anfang und/oder
am Ende einer Fernspeisestrecke können ebenfalls Gleichumrichter vorgesehen sein.
Der Verbraucherstromkreis der zu versorgenden Einrichtungen, insbesondere der Zwischenverstärkereinrichtungen,
kann hinter dem Gleichumrichter unmittelbar geerdet sein.
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Durch die Anwendung der vorstehenden Maßnahmen ergibt sich eine wesentliche
Verbesserung bisher bekannter Gleichstromfernspeisungssysteme nicht nur in der Hinsicht,
daß eine Unterteilung in Versorgungsabschnitte und damit eine Potentialtrennung
zur Vermeidung unzulässig starker Hochspannungsbeeinflussung ermöglicht wird, sondern
auch in, der Auswahl der für den jeweiligen Anwendungsfall, insbesondere für den
jeweiligen Verbraucher günstigsten Speisungsart. Die verschiedenen Speisungsarten
und die unterschiedlichen Schaltungsanordnungen können auch kombiniert angewendet
werden. Insbesondere ergibt sich der Vorteil, daß trotz Anwendung des Gleichstroms
für eine Fernspeisung über mehrere Versorgungsabschnitte hinweg die einzelnen zwischengeschalteten
Verstärkereinrichtungen unabhängig von dem jeweils auf den Fernleitungen vorhandenen
Potential unmittelbar geerdet werden können.
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Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung sind in den F i g. 1 bis
6 schematisch dargestellt.
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Die F i g. 1 zeigt eine Schaltungsanordnung für die Einschaltung eines
aus Wechselrichter Wr, Trenntransformator T und Gleichrichter Gl bestehenden
Gleichumrichters GU am Ort eines Zwischenverstärkeramtes ZO. Der Eingang
des Gleichumrichters GU ist über die Weichen Ws, W4 an die Innenleiter der beiden
Koaxialleitungen 3, 4 angeschlossen. Der Ausgang des Gleichumrichters GU ist über
die Weichen W5, Ws mit den Innenleitern der beiden Koaxialleitungen 5, 6 verbunden.
Die Durchverbindung der Koaxialleitung 3 mit der Koaxialleitung 5 erfolgt über den
hochspannungssicheren Trennübertrager V1, den Fernleitungsübertrager Flü1, den Verstärker
V1, den Fernleitungsübertrager Flü3 und den hochspannungssicheren Trennübertrager
Ü3. Die Durchverbindung der Koaxialleitung 6 mit der Ko-. axialleitung 4 erfolgt
über den hochspannungssicheren Trennübertrager Ü4, den Fernleitungsübertrager Flü4,
den Verstärker V2, den Fernleitungsübertrager Flü2 und den hochspannungssicheren
Trennübertrager Ü2. Die Fernspeiserichtung verläuft dabei von den Koaxialleitungen
3, 4, die in dieser Beziehung als ankommende Koaxialleitungen bezeichnet werden
können, zu den Koaxialleitungen 5, 6 als abgehende Koaxialleitungen. Die Nachrichtenübertragung
erfolgt einerseits von der Koaxialleitung 3 zur Koaxialleitung 5 und andererseits
in Gegenrichtung von der Koaxialleitung 6 zur Koaxialleitung 4.
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In der F i g. 2 ist eine Abwandlung der Anordnung nach F i g. 1 dargestellt,
bei der jeweils ein hochspannungssicherer Trennübertrager mit dem zugehörigen Fernleitungsübertrager
zu einem Trenn-Fernleitungsübertrager Ü1', ü2', Ü3 und Ü4 vereinigt ist. Die Wirkungsweise
und die übrigen Bezeichnungen sind bereits bei der Anordnung nach F i g. 1 erläutert.
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Aus der F i g. 3 ist ersichtlich, wie die Stromversorgung der Verstärker
V1, V2 vorgenommen werden kann. Stromversorgungsmäßig liegen diese Verstärker V1,
V2 in Reihe mit dem Eingang des Gleichumrichters GU. Die Stromversorgungsklemmen
des Verstärkers V1 sind dabei unmittelbar in die Durchverbindung von der Weiche
W3 zum Eingang des Gleichumrichters GU und die Stromversorgungsklemmen des
Verstärkers V2 unmittelbar in die Durchverbindung von der Weiche W4 zum Eingang
des Gleichumrichters GU eingeschaltet. Der übrige Teil der Schaltungsanordnung
sowie die übrigen Bezeichnungen entsprechen der Anordnung nach F i g. 2.
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In den F i g. 4 a und 4b ist gezeigt, wie die Verstärker V1 und V2
aus dem zwischen Wechselrichter Wr und Gleichrichter Gl eingeschalteten hochspannungssicheren
Transformator T des Gleichumrichters GU mit Speisestrom versorgt werden können.
Bei der Anordnung nach F i g. 4 a sind die Stromversorgungsklemmen der Verstärker
V1 und V2 parallel geschaltet, und die Speisung erfolgt aus der eigenen Wicklung
Wk. des Transformators T über den besonderen Gleichrichter Gl' und den Ladekondensator
C. Bei der Anordnung nach F i g. 4 b sind die Stromversorgungsklemmen der Verstärker
Vi und V2 in Reihe geschaltet, und die Versorgung der Verstärker mit Speisestrom
erfolgt aus dem besonderen Transformator Tr2, dessen Primärwicklung mit der Sekundärwicklung
des Transformators T in Reihe geschaltet ist, über den besonderen Gleichrichter
Gl' und den Ladekondensator C. Ein besonderer Vorteil beider Schaltungsanordnungen
gegenüber anderen bekannten Gleichstrom-Fernspeisungssystemen liegt darin, daß die
Verstärker V1 und V2 am Punkt E unmittelbar geerdet werden können.
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In der F i g. 5 ist ein Fernspeisungssystem mit Parallelschaltung
der Stromversorgungskreise einer Fernspeisestrecke dargestellt. Jeweils am Ort der
Verstärkerämter mit den Verstärkungseinrichtungen V1 a, V1 blV2 a, V2 b bzw.
V3 a, V3 b sind die Gleichumrichter GU1... GU, eingeschaltet. Diese
Gleichumrichter sind so aufgebaut und bemessen, daß sie eine Spannungsübersetzung
bewirken, die den Spannungsverlust des vorangehenden Speiseabschnittes annähernd
wieder ausgleicht, so daß die einzelnen Versorgungsabschnitte mit annähernd konstanter
Spannung U, = U1= U2 gespeist werden. Die Stromversorgung der Verstärker
erfolgt dabei beispielsweise nach der in F i g. 5 a beschriebenen Schaltung.
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In der F i g. 6 ist demgegenüber eine Schaltungsanordnung mit Reihenschaltung
der Stromversorgungskreise dargestellt. Die eingeschalteten Gleichumrichter GU.,
GU2, GU3 versorgen dabei die zugehörigen Verstärker V1 a, V1 b/ V2
a, V2 b und V3 a, v3 b# Diese Gleichumriehter sind so aufgebaut und
bemessen, daß sie eine Stromübersetzung bewirken, so daß die einzelnen Versorgungsabschnitte
mit annähernd konstantem Strom 10 = J1= J2 gespeist
werden.
Die Stromversorgung der Verstärker erfolgt dabei beispielsweise nach der in F i
g. 4 b beschriebenen Schaltung.