DE1538324C - Einrichtung zum Schutz von Hochfre quenz Ubertragungsanlagen gegen Über spannungen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Schutz von Hochfrequenz-Übertragungsanlagen gegen Überspannungen bei Seilbergbahnen, die mit einem erdschlußfreien, elektrisch insolierten Zugseil für die berührungslose Übertragung der Signal- und Sprachfrequenzen ausgerüstet sind.

Es sind Seilbergbahnen bekannt, die mit' einem erdschlußfreien, elektrisch isolierten Zugseil für die berührungslose Übertragung der Signal- und Sprachfrequenzen ausgerüstet sind (DT-Zeitschrift »Verkehr und Technik«, 17. Jahrgang [1964], Heft 4, S. 100 bis 102). In Fernmeldeanlagen, die über Freileitungen betrieben werden, tritt infolge atmosphärischer Einwirkungen die Gefahr von kurzzeitigen Überspannungen auf, welche die angeschlossenen Apparate gefährden. Es ist bekannt, derartige atmosphärische Überspannungen durch Glimmspannungsableiter von den Geräten fernzuhalten (Siemens-Druckschrift 9650.5 »Nachrichtenübertragung über hochspannungsbeeinflußte Fernmeldeleitungen«).

In gewissen Anlagen, insbesondere bei Seilbergbahnen, können infolge direkter Blitzschläge oder durch nahe vorbeiziehende Gewitterwolken besonders hohe atmosphärische Überspannungen mit sehr steilen Spannungsfronten auftreten. Bei einer Anwendung der Erfindung wird die aus Zug- und Gegenseil gebildete Schleife für die Übermittlung von Steuerbefehlen zwischen den Berg- und Talstationen und den Kabinen benutzt. Solche Seilschleifen umfassen eine große Fläche, so daß die in der Schleife induzierten Spannungen hohe Werte annehmen können. Hinzu kommt, daß die Kommandogeräte in den Kabinen oder in den Stationen vorzugsweise mit Halbleitern (Transistoren) bestückt sind, die sehr empfindlich auch gegen kurz dauernde Überspannungen sind. Derartige Halbleiter reagieren nahezu trägheitslos auf Überspannungen mit steilen Fronten. Die bekannten Glimmspannungsteiler benötigen eine gewisse Zeit, bis die Zündung erfolgt und die volle Leitfähigkeit der Gasstrecken erreicht ist. Diese Verzögerungszeit ist ausreichend, um eine Gefährdung der Halbleiter herbeizuführen. Die bekannten Überspannungsschutzeinrichtungen sind demnach unzureichend, wenn es darum geht, Fernmeldegeräte mit Transistorbestückung gegen Überspannungen zu schützen.

Die Aufgabe besteht bei einer Einrichtung der eingangs erwähnten Art darin, daß Schutzeinrichtungen geschaffen werden, die einerseits einen sicheren Überspannungsschutz durch kurzschlußartige Überbrückung des Schutzobjektes herbeiführen und andererseits gegen steile Spannungsfronten so schnell reagieren, daß hochempfindliche Bauelemente, wie beispielsweise Transistoren, zu keinem Zeitpunkt von einer unzulässigen Spannung getroffen werden. Erfindungsgemäß wird diese Aufgäbe gelöst durch die gemeinsame Verwendung von einem Gasabieiter und von einer ein- oder mehrgliedrigen linearen, unmittelbar vor die jeweils zu schützende Hochfrequenz-Übertragungsanlage geschalteten Filteranordnung in Verbindung mit einer oder mehreren nichtlinearen Ableitungen. Als lineare Filteranordnung kann ein Bandpaß mit einem dem Signalfrequenzbereich entsprechenden Frequenz-Durchlaßbereich oder ein Tiefpaß oder ein Hochpaß mit einer der tiefsten bzw. der höchsten Signalfrequenz angepaßten Grenzfrequenz vorgesehen sein. Als nichtlineare Ableitungen können gegeneinandergeschal- tete Zenerdioden vorgesehen sein, denen zur · Begrenzung des Stoßstromes Schutzwiderstände vorgeschaltet sind. .

Eine solche Schutzeinrichtung hat den Vorteil, bei relativ geringem Aufwand einen sicheren Schutz von empfindlichen Bauelementen auch unter extremen Bedingungen zu ermöglichen.

In Fig. 1 ist die prinzipielle Anordnung einer Hochfrequenz-Übertragungsanlage bei einer Seilbergbahn dargestellt;

Fig. 2 gibt die Einrichtung zum Schutz gegen Überspannung gemäß der Erfindung in erdsymme-

• trischer Ausführung wieder.

In F i g. 1 ist ein über Umlenk- und Treibrollen geführtes, aus Zugseil 1 und Gegenseil 2 bestehendes Seil einer Seilbahn schematisch dargestellt. Die von den Seilen gebildete Seilschleife ist erdschlußfrei und gegenüber allen Konstruktionsteilen elektrisch isolliert. An jedem Seilteil 1 und 2 ist je eine Kabine 3

ao angehängt. Die Seilteile 1, 2 sind an den Kabinen 3 isoliert befestigt. Die Unterbrechungsstellen des Seiles bei den Kabinen werden . von für Niederfrequenz niederohmigen Drosseln 10 überbrückt, wodurch ein mit niederfrequentem Wechselstrom betriebener geschlossener Sicherheitsstromkreis zur Überwachung des Seiles hergestellt ist. Die Drosseln 10 sind Je^ weils von einem Glimmspannungsableiter 9 überbrückt. An den Anschlußstellen des Seiles, also parallel zu den Drosseln 10, ist je eine Hochfrequenz-Ubertragungsanlage 5 angeschlossen. Diesen Geräten ist die erdsymmetrische Schutzeinrichtung 4 gemäß der Erfindung vorgeschaltet. An jeder der beiden ortsfesten Stationen geschieht die Ankopplung der Hochfrequenzsignale über einen Seiltransformator 6.

Die in den Ankopplungswicklungen der Seiltransformatoren 6 induzierten Überspannungen werden zunächst von je einem Glimmspannungsableiter 8 gegen Erde kurzgeschlossen. Ein weiterer Schutz erfolgt durch die erdunsymmetrische Schutzeinrichtung 7.

Im Gegensatz zu dem Üb«wachungsstromkreis für das Seil, der mit Niederfrequenz betrieben wird, geschieht die eigentliche Steuerung mit Hochfrequenz, für die die Drosseln 10 einen hochohmigen Nebenschluß darstellen. ,,-,-:■

In F i g. 2 ist die erdsymmetrische Einrichtung 4 zum Schutz der Hochfrequenzübertragungsgeräte gegen Überspannungen im einzelnen dargestellt. Die entscheidende Maßnahme dieser Einrichtung besteht in der kombinierten Verwendung von Gasableitern, linearen Filteranordnungen und Zenerdioden als nichtlineare Ableitungen. Die Filteranordnung in Fig. 2 ist ein Bandpaß und besteht aus in den Zuleitungen symmetrisch angeordneten Hochfrequenzdrosseln Ii, 13 und aus Serienkondensatoren 14, 16.

Die erste Stufe wird durch eine Ableitdrossel 12 und einen Parallelkondensator 15 abgeschlossen. Parallel, dazu sind zwei gegeneinandergeschaltete Zenerdioden 19a, 196 in Serie mit einem Begrenzungswiderstand 17 angeschlossen. Die zweite Stufe dieser Filteranordnung besteht aus symmetrischen Hochfrequenzdrosseln 13 und Serienkondensatoren 16 sowie aus je zwei zu diesen in Reihe geschalteten Begrenzungswiderständen 18. Die zweite Stufe des Bandfilters wird durch zwei gegeneinandergeschaltete Zenerdioden 20 a, 20 b abgeschlossen. Die Hochfrequenz-Übertragungsanlage 5 ist über einen Ausgangstransformator 21 an die Schutzeinrichtung angeschlossen. Der Bandpaß ist so dimensioniert,

daß er mit steilen Flanken nur die Signalfrequenzen durchläßt. Damit wird das Spektrum der stoßartigen Überspannung so beschnitten, daß die Steilheit des Spannungsanstieges und die Amplitude erheblich begrenzt ist. An Stelle eines Bandpasses können auch ein Tiefpaß oder Bandpaß verwendet werden, die alle Frequenzen oberhalb bzw. unterhalb der Signalfrequenz unterdrücken und damit ebenfalls den Spannungsanstieg verflachen, nicht aber die Amplitude. Die Überspannung gelangt auf Grund der Filter nur in abgeschwächter Form an das Schutzobjekt. Auf diese Restspannung sprechen die Zenerdioden an, wodurch nur noch ein der Zenerspannung entsprechender Rest tatsächlich in das Fernmeldegerät gelangt. Die Zenerdioden haben gegenüber den Glimmspannungsableitern eine sehr kurze Ansprechzeit und eine wesentlich geringere Ansprechspannung. Durch Serienschaltung mehrerer Dioden läßt sich eine gewisse Abstufung der Begrenzungsspannung erreichen. Die Amplitude des Nutzsignals liegt naturgemäß unterhalb der Begrenzungsspannung und wird von der gesamten Schutzeinrichtung nur wenig gedämpft.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum Schutz von Hochfrequenz-Übertragungsanlagen gegen Überspannungen bei Seilbergbahnen, die mit einem erdschlußfreien, elektrisch isolierten Zugseil für die berührungslose Übertragung der Signal- und Sprachfrequenzen ausgerüstet sind, gekennzeichnet durch die gemeinsame Verwendung von einem Gasableiter (9) und von einer ein- oder mehrgliedrigen linearen, unmittelbar vor die jeweils zu schützende Hochfrequenz-Übertragungsanlage (5) geschalteten Filteranordnung (4) in Verbindung mit einer oder mehreren nichtlinearen Ableitungen.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als lineare Filteranordnung ein Bandpaß mit einem dem Signalfrequenzbereich entsprechenden Frequenz-Durchlaßbereich vorgesehen ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als lineare Filteranordnung ein Tiefpaß oder ein Hochpaß mit einer der tiefsten bzw. der höchsten Signalfrequenz angepaßten Grenzfrequenz vorgesehen ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß als nichtlineare Ableitungen gegeneinandergeschaltete Zenerdioden (19 a, 196; 20 a, 20 b) vorgesehen sind, deren Zenerspannungen über dem Scheitelwert des Signalpegels liegen.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß den Zenerdioden (19 a, 19 b; 20 a, 20 b) zur Begrenzung des Stoßstromes Schutzwiderstände (17; 18) vorgeschaltet sind, die in den Ableitzweig und/oder in die Hauptleitung der Filteranordnung gelegt sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen