DE1950542C3 - Schaltung zum Schutz gegen Störspannungen - Google Patents

Description

Weitverkehrs-Kabelstrecken und die zugehörigen Einrichtungen sind der Gefahr ausgesetzt, daß außer einer im allgemeinen vorher bestimmbaren ständigen Beeinflussung, z. B. durch parallel geführte Hochspannungsleitungen, kurzzeitig sehr hohe Überspannungen, insbesondere durch Kurzschlüsse auf den Hochspannungsleitungen oder durch Blitzschläge, auftreten können. Da in Fernspeisegeräten, welche die Zwischenverstärker mit Gleichstrom versorgen, der Ausgangskreis galvanisch mit den Kabeladern verbunden ist, muß dieser gegen die hohen Überspannungen geschützt werden. Diese Überspannungen treten nicht nur zwischen den Fernspeisestrompfaden und Erde (unsymmetrisch) auf, sie können auch in erdsymmetrisch geführten Fernspeisekreisen dann auftreten, wenn zwischen den Strompfaden und Erde Überspannungsableiter geschaltet sind, die nicht gleichzeitig ansprechen. Auch durch Überschläge im Kabel, z. B. bei Blitzschlägen, kann eine nur einseitige Erdverbindung eines Strompfades und damit eine Spannungsbelastung des Ausgangskreises des Gerätes Zustandekommen.

Während man den Ausgangskreis vor Überspannungen gegen Erde durch konstruktive Maßnahmen, nämlich durch einen gegen den Eingangskreis und gegen Masse hochspannungsfest isolierten Aufbau der Schaltung sicher schützen kann, müssen gegen Überspannungen im Fernspeisekreis besondere Schaltungsmaßnahmen getroffen wurden.

Es ist bereits eine Schaltung zum Schutz gegen Störspannungen auf Wertverkehrs-Kabelstrecken unter Verwendung einer in den Fernspeisekreis eingeschleiften Drossel bekannt (DT-AS 13 00 975).

Die Verwendung derartiger Drosseln birgt jedoch eine andere Gefahr in sich. Während einerseits zwar der Ausgangskreis des Speisegenerators geschützt ist, sind andererseits die Streckeneinrichtungen im Falle einer Streckenunterbrechung der Gefahr ausgesetzt, daß die StreckenkaDazitäten nicht nur vom Fernspeisegerät auf dessen maximale Ausgangsspannung, sondern darüber hinaus noch von der Feldenergie der Drossel auf weit höhere Spannungswerte aufgeladen werden. Hierdurch können z. B. Spannungsableiter zum Zünden gebracht oder in den Verstärkern befindliche Schaltzusätze beim Schließen der unterbrochenen Fernspeiseschleife übermäßig beansprucht werden.

Dieser Nachteil wird gemäß der Erfindung dadurch vermieden, daß in jeder speisenden Verstärkerstelle ίο zur Unterdrückung kurzzeitiger Überspannungen unter Verwendung der Drossel eine selbstinduktionsfreie Schutzschaltung derart gebildet wird, daß eine Diode oder Diodengruppe für den Fernspeisestrom in Durchlaßrichtung in Reihe mit der Drossel und eine weitere Diode oder Diodengruppe entgegengesetzt gepolt parallel zur Drossel angeordnet sind.

Durch Verwendung dieser Schutzschaltung läßt sich die Schutzwirkung der Drossel ohne Spannungsüberhöhung auf der Strecke ausnützen, da die der Drossel

ίο parallel geschaltete Diode im Falle einer Streckenunterbrechung die induzierte Spannung kurzschließt und die der Drossel in Reihe geschaltete, entgegengesetzt gepolte Diode die für die Gegenrichtung erforderliche Sperrwirkung an Stelle der kurzgeschlossenen Drossel übernimmt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher beschrieben.

Die Zeichnung zeigt im Prinzip eine Verstärkerstelle V und die z. B. aus zwei Koaxialpaaren a I, b 1 und a 2, b 2 bestehenden Leitungen einer Weitverkehrs-Kabelstrecke.

Die Verstärkerstelle V enthält unter anderem das Fernspeisegerät Fsp mit den an seinem Ausgang angeschlossenen Symmetriewiderständen R 1 und R2. Die Fernspeiseschleife wird von den Innenleitern a I und a 2 der Koaxialpaare gebildet. Die Außenleiter b 1 und 62 sind miteinander verbunden. Die Zwischenverstärkerstellen der Übertragungsstrecke sind durch Überspannungsableiter Ü geschützt. Die auf die Übertragungsleitungen einwirkende Beeinflussung ist durch die Spannungsquellen Ub angedeutet. Zum Schutz des Fernspeisekreises gegen hohe kurzzeitige Überspannungen ist zwischen di 1 Ausgang des Fernspeisegerätes Fsp und dem Innenleiter a 1 die Drossel Dr in den Fernspeisekreis eingeschleift. Sie ist wegen der Vormagnetisierung durch den Fernspeisestrom mit einem Luftspalt versehen. Zur Bildung der selbstinduktionsfreien Schutzschaltung sind Dioden D1 und D 2 vorgesehen. Die der Drossel parallel geschaltete Diode D1 verhindert, daß bei Streckenunterbrechung an der Drossel Dr gefährliche Induktionsspannungen entstehen. Gleichzeitig hat die Diode D1 jedoch die nachteilige Wirkung, daß sie die Drossel für die in Durchlaßrichtung dieser Diode auftretenden Halbwellen eines Überspannungsimpulses kurzschließt. Die mit der Drossel in Reihe geschaltete Diode D 2 ist so gepolt und so bemessen, daß sie die in dieser Richtung auftretenden Überspannungen unterdrückt. Wenn es die Höhe der zu erwartenden Überspannungen erfordert, können die Dioden Di und D 2 durch je eine Reihenschaltung aus mehreren Dioden ersetzt werden. Wird dabei berücksichtigt, daß sich die Beeinflussungsspannung zur Fernspeisespannung auf den Leitungen addieren bzw. davon subtrahieren kann, muß die Sperrspannung der Diode D1 bzw. die Summe der Sperrspannungen bei Verwendung einer Gruppe von Dioden größer sein als die der Diode D 2 bzw. einer entsprechenden Gruppe von Dioden.

Falls es aus Symmetriegründen wünschenswert ist, kann die Schutzschaltung aus Drossel und Dioden mit halbierten elektrischen Werten auf beide Leitungen aufgeteilt und deren zweiter Teil sinngemäß in die Zuleitung zum Innenleiter a 2 eingefügt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnung :n

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Schaltung zum Schutz gegen Störspannungen auf Weitverkehrs-Kabelstrecken unter Verwendung einer in den Fernspeisekreis eingeschleiften Drossel, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder speisenden Verstärkerstelle zur Unterdrückung kurzzeitiger Überspannungen unter Verwendung der Drossel eine selbstinduktionsfreie Schutzschaltung derart gebildet wird, daß eine Diode oder Diodengruppe für den Fernspeisestrom in Durchlaßrichtung in Reihe mit der Drossel und eine weitere Diode oder Diodengruppe entgegengesetzt gepolt parallel zur Drossel angeordnet sind.

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dioden jeder Gruppe in Reihe geschaltet sind

3. Schaltung nach Anspiuch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrspannung bzw, die Summe der Sperrspannungen der der Drossel parallel geschalteten Diode(n) größer ist als die Sperrspannung der anderen Diode(n).