DE202005007632U1

DE202005007632U1 - PLC system coupler uses transmit receiver connected to metal tube antenna close to mains supply circuit in switch installation

Info

Publication number: DE202005007632U1
Application number: DE200520007632
Authority: DE
Original assignee: Eichhoff GmbH
Current assignee: Eichhoff GmbH
Priority date: 2005-05-10
Filing date: 2005-05-10
Publication date: 2005-08-25
Anticipated expiration: 2015-05-11

Abstract

A PLC (Power Line Communication) system coupler uses a transmit receiver connected (29) to a metal tube antenna (28) close (d) to the mains supply circuit (27) in a switch installation (26) and matching it in shape.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kopplung von PLC-Signalen an eine Spannungsversorgungsleitung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.The The invention relates to a device for coupling PLC signals to a power supply line according to the preamble of the claim 1.

Es ist seit geraumer Zeit bekannt, Daten oder Informationen in Form von PLC- (powerline communication)-Signalen über eine Spannungsversorgungsleitung zu übertragen. Hierfür sind Signalsende- und Empfangseinheiten vorgesehen, so genannte Modems, die an bestimmten Stellen eines Spannungsversorgungsnetzes mit diesem verbunden sind. Die Verbindung kann galvanischer, kapazitiver oder induktiver Art sein. Während die Spannungsversorgungsleitung dazu dient, elektrische Verbraucher mit Betriebsspannung, also niederfrequenter Wechselspannung, beispielsweise im Bereich einiger 10 Hz, zu versorgen, können die PLC-Signale in einem hochfrequenten Frequenzbereich aufmoduliert werden. Die vorhandenen Spannungsversorgungsleitungen können so als Übertragungsmedium für die hochfrequenten PLC-Signale verwendet werden.It has been known for some time, data or information in the form of PLC (powerline communication) signals via a power supply line transferred to. Therefor signal transmission and receiving units are provided, so-called Modems that are in certain places of a power supply network associated with this. The connection can be galvanic, capacitive or be inductive type. While the power supply line serves to provide electrical consumers with Operating voltage, ie low-frequency AC voltage, for example in the range of some 10 Hz, the PLC signals can be used in a high-frequency Frequency domain be modulated. The existing power supply lines can as a transmission medium for the high-frequency PLC signals are used.

Aus der DE 102 46 261 A1 der Anmelderin ist beispielsweise eine Vorrichtung zur Kopplung von PLC-Signalen an eine Spannungsversorgungsleitung bekannt, bei der die Ankopplung auf induktive Weise erfolgt. Je nachdem, ob die Spannungsversorgungsleitung eine Niederspannungs-, eine Mittelspannungs- oder eine Hochspannungsleitung ist, und je nach Ausgestaltung des Ortes, an dem die Ankopplung der PLC-Signale an die Leitung erfolgen soll, werden unterschiedliche Ankopplungsarten bevorzugt. Dabei spielen sowohl die zur Verfügung stehenden Bauräume, der Schwierigkeitsgrad der Montage, die Art und der Aufbau der Spannungsversorgungsleitung, Sicherheitserwägungen und Kostenaspekte eine Rolle. Schließlich sind auch EMV- (elektromagnetische Verträglichkeit)-Grenzwerte zu berücksichtigen.From the DE 102 46 261 A1 The Applicant is known, for example, a device for coupling PLC signals to a power supply line, in which the coupling takes place in an inductive manner. Depending on whether the voltage supply line is a low-voltage, a medium-voltage or a high-voltage line, and depending on the design of the location at which the coupling of the PLC signals to the line, different types of coupling are preferred. In this case, both the available installation space, the degree of difficulty of assembly, the type and structure of the power supply line, safety considerations and cost aspects play a role. Finally, EMC (electromagnetic compatibility) limits must also be considered.

Eine besondere Problematik tritt auf, wenn eine Ankopplung von PLC-Signalen an eine Spannungsversorgungsleitung erfolgen soll, die einen Abschnitt aufweist, der innerhalb einer Schaltanlage verläuft. Dabei kann es sich insbesondere um eine Mittelspannungsschaltanlage handeln, die somit einen Schalter aufweist, der eine Mittelspannungsleitung, typischerweise zur Übertragung von Spannung im Bereich zwischen 1 und 36 kV, schalten oder trennen kann. Bei den bekannten Schaltanlagen kann infolge der vorgegebenen Geometrie der vorhandenen Bauteile der Schaltanlage, zu denen beispielsweise Erdleiter, Befestigungselemente, Stützerdurchführungen, Abschirmgitter, Wandelemente, Stromschiene, Schalter oder andere Bauteile gehören können, eine Leiterschleife gebildet werden. Diese Leiterschleife kann, je nachdem auf welche Art und an welchem Punkt der Leiterschleife die Ankopplung der PLC-Signale bzw. die Verbindung mit dem Modem vorgenommen wird, zu größeren Pegelverlusten und zu ungünstigen EMV-Werten führen.A special problem occurs when a coupling of PLC signals to a Power supply line to be made, which has a section, which runs within a switchgear. This can be especially to act a medium-voltage switchgear, which thus a switch comprising a medium voltage line, typically for transmission of voltage in the range between 1 and 36 kV, switch or disconnect can. In the known switchgear can due to the predetermined Geometry of the existing components of the switchgear, for example earth conductors, Fasteners, strut bushings, Shielding grid, wall elements, busbar, switches or others Components belong can, one Conductor loop are formed. This conductor loop can, depending on in what way and at what point of the conductor loop the coupling the PLC signals or the connection with the modem is made, to larger level losses and too unfavorable EMC values.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 derartig weiterzubilden, dass sie mit geringem Bauaufwand herstellbar und auf einfache Weise montierbar ist.Of the Invention is based on the object, a device according to the preamble of claim 1 such that they are low Construction costs can be produced and mounted in a simple manner.

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruches 1, insbesondere mit denen des Kennzeichenteils, und ist demgemäß dadurch gekennzeichnet, dass eine in ihrer Form der Leiterschleife nachgebildete Antenne vorgesehen ist, die benachbart der Leiterschleife angeordnet ist.The Invention solves This object with the features of claim 1, in particular with those of the license plate part, and is accordingly characterized in that provided an emulated in their shape of the conductor loop antenna is, which is arranged adjacent to the conductor loop.

Das Prinzip der Erfindung besteht im Wesentlichen darin, anstelle der bekannten induktiven Ankopplung von PLC-Signalen an die Spannungsversorgungsleitung sowie anstelle der bekannten kapazitiven Ankopplung der PLC-Signale an die Spannungsversorgungsleitung nunmehr eine Antennenkopplung vorzusehen. Die in der Schaltanlage vorhandene Leiterschleife wird als erste Antenne benutzt und die gesonderte, in ihrer Form der Leiterschleife nachgebildete Antenne wird als zweite Antenne vorgesehen, wobei die beiden Antennen zusammen ein Antennensystem bilden. Jede der Antennen kann als Sendeantenne und/oder als Empfangsantenne fungieren. Für den Fall, dass eine PLC-Signal-Kopplung an die Spannungsversorgungsleitung im Sendebetrieb eines Modems erfolgen soll, wirkt die Antenne als Sendeantenne und fungiert die Leiterschleife als Empfangsantenne. Im umgekehrten Fall, in dem eine PLC-Signalankopplung an die Spannungsversorgungsleitung derart erfolgen soll, dass ein Modem PLC-Signale, die über die Spannungsversorgungsleitung übertragen werden, empfängt, fungiert die Leiterschleife als Sendeantenne und fungiert die Antenne als Empfangsantenne.The The principle of the invention is essentially to replace the known inductive coupling of PLC signals to the power supply line as well as the known capacitive coupling of the PLC signals to the power supply line now an antenna coupling provided. The existing conductor loop in the switchgear becomes used as the first antenna and the separate, in their form of Conductor loop simulated antenna is provided as a second antenna, wherein the two antennas together form an antenna system. each The antenna can be used as a transmitting antenna and / or as a receiving antenna act. For the case that a PLC signal coupling to the power supply line is to take place in the transmission mode of a modem, the antenna acts as Transmit antenna and the conductor loop acts as a receiving antenna. In the opposite case, in which a PLC signal coupling to the power supply line should be done so that a modem PLC signals over the Transfer power supply line be, receive, the conductor loop acts as a transmitting antenna and acts as the antenna as a receiving antenna.

Die Antenne kann im einfachsten Falle ein ringförmig verlaufender Leiter sein, der mit dem Modem verbunden ist. Der Leiter kann vor Ort, also am Einsatz- oder Montageort in der Schaltanlage, in eine Form gebogen werden, die der Form der Leiterschleife nachgebildet ist, das heißt zu der Form der Leiterschleife im Wesentlichen identisch ist oder einer solchen Form angenähert ist. Die in der Schaltanlage vorhandene Leiterschleife ist in der Geometrie der dort vorhandenen Bauteile begründet und somit vorgegeben.The Antenna can be in the simplest case a ring-shaped conductor, which is connected to the modem. The conductor can work on site, ie at the or mounting location in the switchgear, to be bent into a shape, which is modeled on the shape of the conductor loop, that is to the Form of the conductor loop is substantially identical or one approximated to such form is. The conductor loop present in the switchgear is in the Geometry of existing components justified and thus given.

Die Leiterschleife bildet eine im Wesentlichen geschlossene Stromschleife für hochfrequente Wechselspannungen, ist aber für den niederfrequenten Strom unterbrochen. Die Leiterschleife wird von einem Abschnitt der Spannungsversorgungsleitung gebildet, an die die PLC-Signale angekoppelt werden sollen, sowie von weiteren Bauteilen der Schaltanlage. Bestandteil der Leiterschleife können demnach beispielsweise in der Schaltanlage vorhandene Schalter oder Teile eines Schalters, insbesondere eines Mittelspannungsschalters, sein. Auch elektrische Verbindungen zwischen dem Schalter und anderen Bauteilen, insbesondere in Form von Stromschienen, können Bestandteil der Leiterschleife sein. Auch so genannte Stützerdurchführungen, die im Fachjargon als Bottle bezeichnet werden und mit Öl gefüllt dauerhaft eine funktionierende elektrische Isolierung der ölgetränkten Papierschichten der Spannungsversorgungsleitung gewährleisten, können Teil der Leiterschleife sein. Schließlich sind auch Montageschienen für die Stützerdurchführung, die zugleich auch geerdet sein können, Bestandteil der Leiterschleife. Auch Wand- oder Bodenelemente der Schaltanlage, beispielsweise auch Abschirmgitter, die ebenfalls aus Metall bestehen und typischerweise geerdet sind, bilden gemeinsam mit den vorgenannten Bauteilen und dem Abschnitt der Spannungsversorgungsleitung die Leiterschleife aus.The conductor loop forms a substantially closed current loop for high-frequency alternating voltages, but is interrupted for the low-frequency current. The conductor loop is from a portion of the power supply line to which the PLC signals are to be coupled, and of other components of the switchgear. Component of the conductor loop can therefore be, for example, in the switchgear existing switch or parts of a switch, in particular a medium-voltage switch. Also, electrical connections between the switch and other components, in particular in the form of busbars, may be part of the conductor loop. Also so-called supporter bushings, which are referred to in the jargon as a bottle and filled with oil permanently ensure a functioning electrical insulation of the oil-soaked paper layers of the power supply line can be part of the conductor loop. Finally, mounting rails for the support bushing, which can also be earthed at the same time, are part of the conductor loop. Also wall or floor elements of the switchgear, for example, shielding grids, which are also made of metal and are typically grounded, form together with the aforementioned components and the portion of the power supply line, the conductor loop.

Die Erfindung erkennt, dass aufgrund der gegebenen Geometrie einer Schaltanlage dort für hochfrequente Wechselspannung eine Leiterschleife besteht. Die vorhandene Leiterschleife macht sich die Erfindung zunutze, indem durch Anordnung einer Antenne ein Antennensystem aufgebaut wird, was mit denkbar geringem Aufwand möglich ist. Hierzu muss im einfachsten Falle die Antenne nur vor Ort, dem durch die Position der Bauteile vorgegebenen Verlauf der Leiterschleife folgend, gebogen werden und befestigt werden.The Invention recognizes that due to the given geometry of a switchgear there for high-frequency alternating voltage consists of a conductor loop. The existing one Conductor loop makes use of the invention, by arrangement An antenna antenna system is built, which is conceivable little effort possible is. For this purpose, in the simplest case, the antenna only on site, the through the position of the components predetermined course of the conductor loop following, to be bent and fastened.

Das Funktionsprinzip des Antennensystems ist wie folgt: Wird ausgehend von dem Modem eine hochfrequente Wechselspannung an die Antenne angelegt, wird hierdurch ein elektromagnetisches Feld in Umfangsrichtung der Antenne erzeugt und abgestrahlt, welches in der Leiterschleife einen entsprechenden, in Gegenrichtung gerichteten Strom hervorruft. Das von dem Modem ausgesandte und an der Antenne anliegende PLC-Signal kann auf diese Weise, praktisch ohne Sendeverluste, auf die Spannungsversorgungsleitung angekoppelt werden, wobei der Begriff „Signalankopplung" im Sinne der Erfindung bi-direktional zu verstehen ist.The Operating principle of the antenna system is as follows: Starting a high-frequency AC voltage is applied to the antenna by the modem, is thereby an electromagnetic field in the circumferential direction of the Antenna generated and emitted, which in the conductor loop a corresponding counter-current. The transmitted by the modem and applied to the antenna PLC signal can in this way, with virtually no transmission losses, on the power supply line be coupled, the term "signal coupling" within the meaning of the invention bi-directional to understand.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Kopplung von PLC-Signalen an eine Spannungsversorgungsleitung umfasst solche Vorrichtungen, die PLC-Signale auf eine Spannungsversorgungsleitung aufkoppeln, solche Vorrichtungen, die PLC-Signale von einer Spannungsversorgungsleitung auskoppeln und solche Vorrichtungen, die sowohl aufkoppeln als auch auskoppeln können und damit bi-direktional arbeiten können. Die unterschiedlichen, möglichen Signalübertragungsrichtungen sind unter dem Begriff „Signalankopplung" zusammengefasst.The inventive device for coupling PLC signals to a power supply line includes such devices that couple PLC signals to a power supply line, such devices, the PLC signals from a power supply line decouple and such devices that both up and down can decouple and thus can work bi-directionally. The different, potential Signal transmission directions are summarized under the term "signal coupling".

Der zuvor beschriebene Effekt bewirkt zugleich, dass die EMV-Werte der Schaltanlage insgesamt deutlich reduziert werden, da sich die Ströme in der Leiterschleife und in der Antenne sowie die zugehörigen elektromagnetischen Felder grundsätzlich zu kompensieren versuchen.Of the previously described effect also causes the EMC values of the Switchgear overall be significantly reduced, since the currents in the Conductor loop and in the antenna as well as the associated electromagnetic Fields basically try to compensate.

Anzumerken ist, dass die PLC-Signale etwa in einem Frequenzbereich zwischen 2 MHz und 50 MHz liegen können. Die über die Spannungsversorgungsleitung übertragene Wechselspannung zur Versorgung von Haushalten liegt hingegen im niederfrequenten Spannungsbereich, beispielsweise einiger 10 Hz. Für diese niederfrequente Wechselspannung ist die Leiterschleife selbstverständlich nicht geschlossen und spielt bei diesen geringen Frequenzen auch überhaupt keine Rolle. Erst für Wechselspannung höherer Frequenzen, wie sie für die PLC-Signale relevant sind, stellt sich die vorhandene Leiterschleife als im Wesentlichen geschlossene Leiterschleife dar.It should be noted is that the PLC signals in about a frequency range between 2 MHz and 50 MHz. The above transmitted the power supply line AC voltage to supply households, however, lies in Low-frequency voltage range, for example, a few 10 Hz. For this Of course, low-frequency AC voltage is not the conductor loop closed and plays at these low frequencies at all not matter. Only for AC voltage higher Frequencies as they are for the PLC signals are relevant, the existing conductor loop arises as a substantially closed conductor loop.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Antenne mit einer Signalsende- oder Signalempfangseinheit verbunden. Eine derartige Signalsende- oder Signalempfangseinheit kann von einem herkömmlichen Modem bereitgestellt sein, welches beide Betriebsarten, also sowohl Sendebetrieb als auch Empfangsbetrieb durchführen kann. Die Antenne kann entweder so ausgebildet, insbesondere geschaltet sein, dass sie sowohl einen Sende- als auch einen Empfangsbetrieb durchführen kann. Es kann auch vorgesehen sein, dass durch einen wahlweise kontaktierbaren Anschluss oder durch einen entsprechenden Schalter eine Einstellung der Antenne vorgenommen werden kann, ob sie in Sende- oder in Empfangsbetrieb arbeiten soll.According to one advantageous embodiment of the invention, the antenna with a Signal transmission or signal receiving unit connected. Such Signal transmission or signal receiving unit may be of a conventional Be provided modem, which both modes, both Transmit operation as well as receiving operation can perform. The antenna can either so designed, in particular, that they are switched can perform both a transmit and a receive operation. It can also be provided that by an optional contactable Connection or by a corresponding switch a setting the antenna can be made, whether in transmit or in receive mode should work.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Leiterschleife für hochfrequente Wechselspannungen geschlossen und für niederfrequente Wechselspannungen offen. Dies bedeutet, dass die hochfrequenten PLC-Signale entlang der Leiterschleife fließen können und auf die Spannungsversorgungsleitung aufmoduliert werden können bzw. ohne Weiteres von der Spannungsversorgungsleitung abgekoppelt werden können, ohne dass dies die Weiterleitung der niederfrequenten Wechselspannung beeinträchtigt.According to one Another advantageous embodiment of the invention is the conductor loop for high frequency AC voltages closed and for low-frequency AC voltages open. This means that the high-frequency PLC signals along the conductor loop flow can and can be modulated onto the power supply line or be disconnected from the power supply line easily can, without this, the forwarding of the low-frequency AC voltage impaired.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung verläuft die Antenne im Wesentlichen parallel zu der Leiterschleife. Dies bedeutet, dass die Antenne eine Form aufweist, die dem Verlauf der Leiterschleife im Wesentlichen folgt. Eine parallele Anordnung bedeutet zugleich auch, dass der Abstand der Antenne von der Leiterschleife entlang dem Verlauf der Antenne im Wesentlichen konstant ist. Dies ermöglicht ein Antennensystem mit geringen Sendeverlusten.According to a further advantageous embodiment of the invention, the antenna runs substantially parallel to the conductor loop. This means that the antenna has a shape that essentially follows the course of the conductor loop. A parallel arrangement means at the same time that the distance of the antenna from the conductor loop ent long the course of the antenna is substantially constant. This allows an antenna system with low transmission losses.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Antenne in einem Abstand zwischen 4 cm und 17 cm, vorteilhafterweise zwischen 6 cm und 15 cm zu der Leiterschleife angeordnet. Dies ermöglicht einerseits einen besonders sicheren und verlustarmen Betrieb des Antennensystems und zugleich eine hohe Durchschlagsicherheit, z.B. für den Fall, dass die Spannungsversorgungsleitung eine Mittelspannungsleitung ist. Befindet sich die Antenne in einem Abstand von weniger als etwa 10 cm zu der Leiterschleife, kann vorteilhafterweise eine Isolierung, beispielsweise nach Art eines an der Außenumfangsseite der Antenne aufbringbaren Isolierschlauches, vorgesehen werden, wohingegen bei größeren Abständen, beispielsweise oberhalb von 10 cm, auf eine elektrische Isolierung der Außenfläche der Antenne, die metallisch ausgebildet sein kann, verzichtet werden kann.According to one Another advantageous embodiment of the invention is the antenna at a distance between 4 cm and 17 cm, advantageously between 6 cm and 15 cm to the conductor loop arranged. This allows one hand a particularly safe and low-loss operation of the antenna system and at the same time a high breakdown safety, e.g. in the case, that the power supply line is a medium voltage line is. Is the antenna at a distance of less than about 10 cm to the conductor loop, can advantageously insulation, for example, in the manner of one on the outer peripheral side of the antenna Applicable insulating tube, are provided, whereas at larger distances, for example above 10 cm, on an electrical insulation of the outer surface of the Antenna, which may be formed metallic, are dispensed with can.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Antenne von einem metallischen Rohr gebildet. Dies ermöglicht eine besonders einfache Bauform und Montage der Antenne, da das Rohr am Montageort in seine endgültige Form biegbar ist und somit in seiner Form der Leiterschleife nachgebildet werden kann. Das metallische Rohr kann beispielsweise aus Kupfer bestehen und im einfachsten Falle die Antenne darstellen. Weiter vorteilhafterweise ist das Rohr allerdings hohl ausgebildet und weist in seinem Inneren einen Leiter auf, der elektrisch von dem metallischen Rohr isoliert ist.According to one Another advantageous embodiment of the invention is the antenna formed by a metallic tube. This allows a particularly simple Design and installation of the antenna, since the pipe is in place at the installation site final Shape is bendable and thus modeled in its shape of the conductor loop can be. The metallic tube can be made of copper, for example exist and in the simplest case represent the antenna. Further Advantageously, however, the tube is hollow and has in its interior on a conductor which is electrically from the Metallic pipe is isolated.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das Rohr zwei Enden auf, die sich nicht berühren. Im montierten Zustand ist das Rohr somit zu einem nicht gänzlich geschlossenen Ring geformt, wobei im Bereich der beiden offenen Enden ein Anschluss vorgesehen sein kann. Durch diese offene Stelle können die Leiter auf einfache Weise in das Innere des Rohres hinein bzw. aus dem Inneren des Rohres herausgeführt werden.According to one further advantageous embodiment of the invention, the tube two ends that do not touch. In the assembled state is the tube thus not completely formed in a closed ring, being in the area of two open Ends a connection can be provided. Through this vacancy can the ladder in a simple way into the inside of the tube or be led out of the interior of the tube.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist im Bereich der zwei Enden des Rohres wenigstens ein Anschluss, insbesondere ein Steckanschluss vorgesehen. Der Anschluss ermöglicht insbesondere eine einfache Verbindung der Antenne mit dem Modem. Die Antenne kann auf diese Weise unter Umständen auch als handhabbare Baueinheit zumindest teilweise vorgefertigt werden, was insbesondere vorteilhaft ist, wenn die Geometrie der Leiterschleife im Vorfeld bekannt ist und somit eine werkseitige Biegung des Rohres vorgenommen werden kann.According to one Another advantageous embodiment of the invention is in the field the two ends of the tube at least one connection, in particular a Plug connection provided. The connection allows in particular a simple Connection of the antenna to the modem. The antenna can be on this Way under circumstances also prefabricated as a manageable unit at least partially be, which is particularly advantageous if the geometry of the Conductor loop is known in advance and thus a factory Bending of the pipe can be made.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist innerhalb des Rohres ein Leiter mit mindestens einer Windung geführt. Der Leiter ist elektrisch von dem Rohr isoliert.According to one further advantageous embodiment of the invention is within of the tube a conductor with at least one turn out. Of the Conductor is electrically isolated from the pipe.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist innerhalb des Rohres ein Leiter mit zwei Windungen geführt. Dies ermöglicht eine angepasste Impedanz der Antenne an die Impedanz der Leiterschleife.According to one further advantageous embodiment of the invention is within of the tube a conductor with two turns led. This allows a adapted impedance of the antenna to the impedance of the conductor loop.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Antenne richtungsneutral geschaltet. Dies bedeutet, dass die Antenne bzw. das Antennensystem aus Antenne und Leiterschleife, ohne dass irgendeine Wahl der Betriebsart vorgenommen werden muss, sowohl im Empfangsbetrieb als auch im Sendebetrieb arbeiten kann. Arbeitet die Antenne im Sendebetrieb, wird das PLC-Signal somit richtungsunabhängig in die Leiterschleife eingespeist und fließt zur Hälfte entlang der Spannungsversorgungsleitung hin zu einer anderen Schaltanlage als auch zu einem anderen etwa hälftigen Anteil über den Schalter zu einer Sammelschiene. Zwar ist bei dieser Ausführungsform der Erfindung mit ca. 50prozentigen Signalpegelverlusten zu rechnen. Andererseits kann auf Betriebswahlschalter oder gesonderte Anschlüsse verzichtet werden.According to one Another advantageous embodiment of the invention is the antenna switched neutral. This means that the antenna or the Antenna system of antenna and conductor loop, without any Choice of operating mode must be made, both in receive mode as can also work in broadcast mode. Works the antenna in transmission mode, the PLC signal is thus independent of the direction in the conductor loop fed and flows in half along the power supply line to another switchgear as well as to another about half Share over the Switch to a busbar. Although in this embodiment to expect the invention with about 50 percent signal level losses. On the other hand, can dispense with operation selector switch or separate connections become.

In diesem Zusammenhang sei angemerkt, dass eine Vorrichtung zur Ankopplung von PLC-Signalen, insbesondere eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit einer Antenne, vorzugsweise bei jeder Schaltanlage eingesetzt wird, die einen Transformator aufweist, um eine Transformation der hochfrequenten PLC-Signale zu vermeiden. Somit weist ein Spannungsversorgungsnetz typischerweise in regelmäßigen Abständen, beispielsweise etwa alle 300 m bei Betrachtung einer Mittelspannungsleitung, eine Vorrichtung mit einem Verbindungspunkt für ein Modem auf.In In this context, it should be noted that a device for coupling of PLC signals, in particular a device according to the invention with an antenna, preferably used in each switchgear is having a transformer to a transformation of the to avoid high-frequency PLC signals. Thus, a power supply network typically at regular intervals, for example about every 300 m when considering a medium voltage line, a device with a connection point for a modem on.

Gemäß einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist die Antenne als Richtantenne geschaltet und arbeitet entweder im Sendebetrieb oder im Empfangsbetrieb. Eine entsprechende Schaltung der Antenne als Richtantenne kann auf einfache Weise erfolgen und ermöglicht eine richtungsabhängige Einspeisung der PLC-Signale in die Spannungsversorgungsleitung beispielsweise derart, dass die PLC-Signale praktisch ausschließlich über die Spannungsversorgungsleitung hin in Richtung einer anderen Schaltanlage abfließen und nicht über den Schalter zur Sammelschiene oder zu einem Transformator. Gleichermaßen kann für den Fall, dass die Antenne im Falle einer Schaltung als Richtantenne im Empfangsbetrieb verwendet wird, dafür gesorgt werden, dass auch hier keine Pegelverluste auftreten.According to one Alternative embodiment of the invention, the antenna is a directional antenna switched and works either in transmit mode or in receive mode. A corresponding circuit of the antenna as a directional antenna can easy way done and allows a directional feed the PLC signals in the power supply line, for example such that the PLC signals are almost exclusively via the power supply line go towards another switchgear and no over the switch to the busbar or to a transformer. Likewise for the Case that the antenna in the case of a circuit as a directional antenna used in reception, be taken care of that too no level losses occur here.

Zur Wahl der gewünschten Betriebsart der Antenne können an der Antenne entweder zwei gesonderte Anschlüsse, die beispielsweise als Sendebetriebsanschluss oder Empfangsbetriebsanschluss gekennzeichnet sind, vorgesehen sein, oder alternativ ein Schalter, der z.B. manuell betätigbar sein kann und eine entsprechende Einstellung der Betriebsart zulässt.To select the desired mode of operation of the antenna ge either two ge separate connections, which are marked, for example, as transmit operating terminal or receiving operating terminal, be provided, or alternatively a switch, which may be, for example, manually operable and allows a corresponding adjustment of the operating mode.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den nicht zitierten Unteransprüchen sowie anhand der nun folgenden Beschreibung der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele. Darin zeigen:Further Advantages of the invention will become apparent from the non-cited subclaims and with reference to the following description of the illustrated in the drawings Embodiments. In this demonstrate:

1 ein schematisches Blockschaltbild eines Ausschnittes eines Spannungsversorgungsnetzes mit einer Hochspannungsschaltanlage und einer Mittelspannungsschaltanlage, 1 a schematic block diagram of a section of a power supply network with a high-voltage switchgear and a medium-voltage switchgear,

2 in einer schematischen, teilgeschnittenen Seitenansicht einen Teil einer Mittelspannungsschaltanlage gemäß 1, 2 in a schematic, partially sectioned side view of a part of a medium voltage switchgear according to 1 .

3 in einer schematischen Darstellung drei Phasen der Mittelspannungsschaltanlage der 2 gemäß Ansichtspfeil III in 2, 3 in a schematic representation of three phases of the medium voltage switchgear of 2 in accordance with arrow III in 2 .

4 in einer Darstellung gemäß 2 die Mittelspannungsschaltanlage mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer Antenne, 4 in a representation according to 2 the medium-voltage switchgear with a device according to the invention with an antenna,

5 die Mittelspannungsschaltanlage der 4 in einer Darstellung gemäß 3, 5 the medium voltage switchgear of 4 in a representation according to 3 .

6 die Antenne der 5 in schematischer Einzeldarstellung, 6 the antenna of 5 in a schematic individual representation,

7 einen Querschnitt durch die Antenne etwa entlang Schnittlinie VII-VII in 6 in schematischer Darstellung, und 7 a cross-section through the antenna approximately along section line VII-VII in 6 in a schematic representation, and

8 in einer schematischen blockschaltbildartigen Darstellung die Antenne und ein Modem zur Erläuterung der erfindungsgemäßen Schaltung. 8th in a schematic block diagram-like representation of the antenna and a modem to explain the circuit according to the invention.

Zunächst soll anhand der 1, die lediglich sehr schematisch einen Ausschnitt aus einem insgesamt mit 10 bezeichneten Spannungsversorgungsnetz andeutet, erläutert werden, was im Rahmen der vorliegenden Erfindung unter einer Schaltanlage zu verstehen ist. Angemerkt sei schon jetzt, dass gleiche oder vergleichbare Teile oder Elemente in der nachfolgenden Figurenbeschreibung der Einfachheit und der Übersichtlichkeit halber mit gleichen Bezugszeichen, teilweise unter Hinzufügung kleiner Buchstaben bezeichnet sind.First, based on the 1 that only very schematically a section of a total with 10 indicated supply network indicates, be explained what is meant in the context of the present invention under a switchgear. It should already be noted that the same or comparable parts or elements in the following description of the figures for the sake of simplicity and clarity are designated by the same reference numerals, partially with the addition of small letters.

Das Spannungsversorgungsnetz 10 dient der Versorgung von elektrischen Verbrauchern in Industrie und Haushalten mit einer Betriebsspannung einer Niederfrequenz von beispielsweise 50 Hz oder 60 Hz. Von einem nicht dargestellten Kraftwerk wird Elektrizität erzeugt, die über Hochspannungsleitungen 11a, 11b beispielsweise als Wechselspannung von ca. 110 kV übertragen wird. Die Hochspannungsleitungen 11a, 11b münden in eine gestrichelt dargestellte Hochspannungsschaltanlage 12, die Schalter 13a, 13b sowie 15a und 15b, gegebenenfalls Sammelschienen 14 und Transformatoren 16a, 16b aufweist, die die Hochspannung von beispielsweise 110 kV auf eine Mittelspannung im Bereich von beispielsweise 10 kV bis 36 kV heruntertransformieren. Die Schalter 13a, 13b, 15a, 15b sind vorgesehen, um eine redundante Spannungsversorgung sämtlicher Teilnehmer des Spannungsversorgungsnetzes 10 zu gewährleisten, um beispielsweise Umschaltungen vornehmen zu können oder Leitungszweige zu- oder abschalten zu können, wenn Störungen, beispielsweise durch Blitzschlag oder im Rahmen von Wartungsarbeiten, auftreten. Sämtliche Schalter in 1 sind der Übersichtlichkeit halber in ihrer Offenstellung dargestellt, wobei dem Betrachter deutlich wird, dass dies eine unrealistische Betriebssituation ist, da in diesem Falle das Spannungsversorgungsnetz 10 bis auf die Hochspannungsleitungen 11a, 11b nicht spannungsführend ist.The power supply network 10 Serves for the supply of electrical loads in industry and households with an operating voltage of a low frequency of, for example, 50 Hz or 60 Hz. By a power plant, not shown, electricity is generated via power lines 11a . 11b For example, as an AC voltage of about 110 kV is transmitted. The high voltage lines 11a . 11b open into a dashed high voltage switchgear 12 , the switches 13a . 13b such as 15a and 15b , if necessary busbars 14 and transformers 16a . 16b which down-converts the high voltage of, for example, 110 kV to a medium voltage in the range of, for example, 10 kV to 36 kV. The switches 13a . 13b . 15a . 15b are provided to a redundant power supply of all participants of the power supply network 10 to ensure, for example, to be able to make switches or line branches or can turn off when disturbances, such as lightning or during maintenance occur. All switches in 1 are shown in their open position for the sake of clarity, whereby the viewer becomes clear that this is an unrealistic operating situation, since in this case the power supply network 10 except for the high voltage lines 11a . 11b is not energetic.

Eine realistische Betriebssituation könnte z.B. eintreten, wenn die Schalter 13a, 15a, 15b und die später noch zu erläuternden Schalter 18a, 18b und 18c geschlossen sind.A realistic operating situation could occur, for example, if the switches 13a . 15a . 15b and the switches to be explained later 18a . 18b and 18c are closed.

Die Hochspannungsschaltanlage 12 weist ausgangsseitig zwei Mittelspannungsleitungen 17a und 17b auf. Die Mittelspannungsleitung 17a ist lediglich abgebrochen dargestellt und führt zu nicht dargestellten Netzbereichen des Spannungsversorgungsnetzes 10, z.B. zu einer nicht dargestellten Schaltanlage. Die Mittelspannungsleitung 17b führt zu einer Mittelspannungsschaltanlage 20, die gemäß dem Ausführungsbeispiel der 1 Schalter 18a, 18b und 18c, eine gemeinsame Sammelschiene in Form eines Abschnittes 21 innerhalb der Schaltanlage 20 und einen Transformator 19 umfasst, der die Mittelspannung von beispielsweise 10 kV auf eine Niederspannung in Höhe von beispielsweise 0,4 kV heruntertransformiert. Eine Niederspannungsleitung 42 kann beispielsweise zu den entsprechenden Haushalten zur Versorgung der elektrischen Verbraucher führen. Die Mittelspannungsschaltanlage 20 gemäß 1 kann aufgrund des Vorhandenseins des Transformators 19 auch als Ortsnetz-Transformatorstation bezeichnet werden.The high voltage switchgear 12 has on the output side two medium voltage lines 17a and 17b on. The medium voltage line 17a is only shown aborted and leads to not shown network areas of the power supply network 10 , For example, to a switchgear, not shown. The medium voltage line 17b leads to a medium voltage switchgear 20 , which according to the embodiment of the 1 switch 18a . 18b and 18c , a common busbar in the form of a section 21 inside the switchgear 20 and a transformer 19 which down-converts the medium voltage of, for example, 10 kV to a low voltage of, for example, 0.4 kV. A low voltage line 42 can for example lead to the corresponding households to supply the electrical consumers. The medium voltage switchgear 20 according to 1 may be due to the presence of the transformer 19 Also referred to as a local network transformer station.

Die Mittelspannungsschaltanlage 20 ist mit einer weiteren Mittelspannungsleitung 17c verbunden, die zu nicht dargestellten weiteren Mittelspannungsschaltanlagen führen kann oder zu anderen Bereichen des Netzes. Ein Abschnitt der Mittelspannungsleitung, der innerhalb der Mittelspannungsschaltanlage 20 verläuft, ist in 1 mit 17d bezeichnet und befindet sich auf der dem Schalter 18c zugewandten Seite des Schalters 18b.The medium voltage switchgear 20 is with another medium voltage line 17c connected, which can lead to not shown further medium-voltage switchgear or other areas of the network. A section of the medium voltage line inside the medium voltage switchgear 20 runs, is in 1 With 17d Marked net and is on the switch 18c facing side of the switch 18b ,

Obwohl die Mittelspannungsschaltanlage 20 der 1 aufgrund des vorhandenen Transformators 19 eine Transformatorstation zeigt, bezieht sich die Erfindung aber auch auf Schaltanlagen, die keinen Transformator 19 aufweisen. Eine Schaltanlage im Sinne der Erfindung ist jede Schaltanlage für eine Spannungsversorgungsleitung, die einen Schalter aufweist, mit dem die Spannungsversorgungsleitung unterbrochen werden kann.Although the medium voltage switchgear 20 of the 1 due to the existing transformer 19 shows a transformer station, but the invention also relates to switchgear that no transformer 19 exhibit. A switchgear according to the invention is any switchgear for a power supply line having a switch, with which the power supply line can be interrupted.

2 verdeutlicht, wiederum sehr schematisch, aber detaillierter, einen Bereich einer Mittelspannungsschaltanlage 20 gemäß 1. Ein Teil 17d einer ankommenden Mittelspannungsleitung ist, wie dies gleichermaßen für die in 1 dargestellten Mittelspannungsleitungen 17a, 17b und 17c gilt, von einem Kabel gebildet, welches entweder eine innere Seele oder drei innere Seelen aufweist, die jeweils von ölgetränkten Papierschichten umgeben und auf diese Weise von einer metallenen, z.B. Blei oder Aluminium enthaltenden, äußeren Abschirmung isoliert sind. Die in der Schaltanlage 20 ankommende Mittelspannungsleitung 17d mündet in eine Stützerdurchführung 22a, die eine tannenbaumartige Struktur aufweist und als Bottle bezeichnet wird. Sie dient der Aufrechterhaltung der Isolierfunktion der ölgetränkten Papierschichten der Mittelspannungsleitung 17d. Hierzu weist die Bottle 22a einen Ölspeicher auf und sorgt aufgrund der Kapillarwirkung für eine dauerhafte Benetzung der Papierschichten mit Öl. Die Stützerdurchführung 22a ist über eine Montageschiene 25 an einer metallischen Rückwand 26 der Schaltanlage 20 befestigt und erdet zugleich die in 2 nicht dargestellte Abschirmung des Kabels 17d über diese Erdungsschiene 25. 2 illustrates, again very schematically, but in more detail, an area of a medium-voltage switchgear 20 according to 1 , A part 17d an incoming medium voltage line is, as is equally the case for in 1 shown medium voltage lines 17a . 17b and 17c is formed by a cable having either an inner core or three inner cores, each surrounded by oil-soaked paper layers and thus isolated from a metal, such as lead or aluminum containing outer shield. The in the switchgear 20 incoming medium voltage line 17d flows into a supporter implementation 22a which has a fir tree-like structure and is referred to as a bottle. It serves to maintain the insulating function of the oil-soaked paper layers of the medium voltage line 17d , For this purpose, the bottle 22a an oil reservoir and ensures due to the capillary action for a permanent wetting of the paper layers with oil. The supporter implementation 22a is via a mounting rail 25 on a metallic back wall 26 the switchgear 20 attached and grounded at the same time in 2 not shown shielding the cable 17d over this grounding rail 25 ,

Aus dem bezüglich 2 oberen Kopfbereich der Bottle 22a tritt ein Abschnitt 21 der Mittelspannungsversorgungsleitung 17d aus, der unisoliert ist und im Fachjargon als Stromschiene bezeichnet wird. Es handelt sich um einen mehrfach gegenläufig gebogenen, große Durchflussströme erlaubenden Leiter, der die innere Seele der Mittelspannungsversorgungsleitung 17d mit einem Schalter 18c verbindet, der in 2 lediglich schematisch dargestellt ist. Der Schalter 18c kann zwischen einem in 1 dargestellten offenen Zustand und einem in 1 nicht dargestellten geschlossenen Zustand geschaltet werden. Im geschlossenen Zustand verbindet der Schalter 18c den Abschnitt 21 der Mittelspannungsleitung 17d über eine Zuleitung 24 mit einer in den 1 und 2 nicht dargestellten Sammelschiene der Schaltanlage 20 oder beispielsweise auch mit dem Transformator 19 gemäß 1.From the respect 2 upper head area of the bottle 22a enters a section 21 the medium voltage supply line 17d aus, which is uninsulated and is referred to in the jargon as a busbar. It is a multiple countercurrently curved, large flow streams permitting conductor, the inner soul of the medium voltage supply line 17d with a switch 18c that connects in 2 is shown only schematically. The desk 18c can be between a in 1 illustrated open state and one in 1 not shown closed state are switched. When closed, the switch connects 18c the section 21 the medium voltage line 17d via a supply line 24 with one in the 1 and 2 not shown busbar of the switchgear 20 or for example with the transformer 19 according to 1 ,

Die in 2 dargestellte Geometrie der Bauteile 22a, 25, 26, 18c, 21 und 23a der Mittelspannungsschaltanlage 20 ist vorgegeben und dient in herkömmlicher Weise der Befestigung eines Endes 17d einer Mittelspannungsleitung, der Anbindung und Befestigung sowie der Erdung einer Bottle 22a und der spannungs- und stromfesten Verbindung der Seele, das heißt dem Phasenleiter, der Mittelspannungsleitung mit einem Schalter 18c.In the 2 illustrated geometry of the components 22a . 25 . 26 . 18c . 21 and 23a the medium voltage switchgear 20 is predetermined and used in a conventional manner the attachment of an end 17d a medium voltage line, the connection and attachment as well as the grounding of a bottle 22a and the voltage and current-resistant connection of the soul, that is, the phase conductor, the medium voltage line with a switch 18c ,

2 verdeutlicht, dass die Bauteile 25, 26, 18c, 23a bzw. 21 und 22a in erster Näherung einen Ring darstellen. Dieser stellt für hochfrequenten Wechselstrom einen geschlossenen Stromkreis dar. Dieser Stromkreis ist in 2 als mit 27 bezeichnete Leiterschleife angedeutet. 2 clarifies that the components 25 . 26 . 18c . 23a respectively. 21 and 22a represent a ring in a first approximation. This represents a closed circuit for high frequency alternating current. This circuit is in 2 as with 27 indicated conductor loop indicated.

Zum besseren Verständnis sei darauf hingewiesen, dass die Montageschiene 25 und die Rückwand 26 geerdet und insoweit mit der Abschirmung der Mittelspannungsversorgungsleitung 17d verbunden sind, wohingegen der Schalter 18c und der Abschnitt 21 mit dem Phasenleiter der Mittelspannungsversorgungsleitung 17d verbunden sind.For a better understanding, it should be noted that the mounting rail 25 and the back wall 26 grounded and so far with the shielding of the medium voltage supply line 17d whereas the switch 18c and the section 21 with the phase conductor of the medium voltage supply line 17d are connected.

3 zeigt in einer gleichermaßen lediglich sehr schematischen Darstellung einen Bereich der Mittelspannungsschaltanlage 20 gemäß 2, etwa gemäß Ansichtspfeil III in 2. Aus dieser Darstellung wird deutlich, dass typischerweise, aber nicht zwingend, in einer Mittelspannungsschaltanlage 20 drei Phasen einer Mittelspannungsversorgungsleitung 17 geschaltet sind. Möglich ist dabei, dass eine einzige Mittelspannungsversorgungsleitung 17 eine gemeinsame Abschirmung und drei innere Seelen, das heißt drei Phasenleiter aufweist. Alternativ ist auch möglich, dass zu einer Mittelspannungsschaltanlage 20 drei gesonderte Mittelspannungsleitungen 17d, 17e und 17f führen, wie dies 3 andeutet. 3 shows in an equally only very schematic representation of an area of the medium-voltage switchgear 20 according to 2 , as shown in arrow III in 2 , From this representation it becomes clear that typically, but not necessarily, in a medium-voltage switchgear 20 three phases of a medium voltage supply line 17 are switched. It is possible that a single medium voltage supply line 17 a common shield and three inner souls, that is three phase conductors. Alternatively, it is also possible that to a medium voltage switchgear 20 three separate medium voltage lines 17d . 17e and 17f lead, like this 3 suggests.

3 zeigt, dass drei Enden von Mittelspannungsversorgungsleitungen 17d, 17e und 17f, jeweils enthaltend eine einzige Phase und eine eigene, nicht dargestellte Abschirmung, über gesonderte Stützerdurchführungen 22a, 22b und 22c, die jeweils eine eigene Montageschiene 25a, 25b und 25c aufweisen, über eigene Stromschienen 23a, 23b, 23c mit einem zugehörigen Schalter 18c, 18d und 18e verbunden sind. Mithin befinden sich drei Anordnungen gemäß 2 nebeneinander bzw. bei Betrachtung der Blickrichtung der 2 hintereinander. 3 shows that three ends of medium voltage supply lines 17d . 17e and 17f , each containing a single phase and a separate shield, not shown, via separate Stützerdurchführungen 22a . 22b and 22c , each with its own mounting rail 25a . 25b and 25c have their own busbars 23a . 23b . 23c with an associated switch 18c . 18d and 18e are connected. Thus, there are three arrangements according to 2 next to each other or when looking at the line of sight 2 behind each other.

Die Ankopplung von PLC-Signalen an die Spannungsversorgungsleitung 17d bzw. an den Abschnitt 21 der Spannungsversorgungsleitung 17d, der innerhalb der Mittelspannungsschaltanlage 20 verläuft, bereitet nun nicht unerhebliche Probleme. Grundsätzlich könnte z.B. eine kapazitive Ankopplung unmittelbar an die unisolierte Stromschiene 23a erfolgen. Gleichermaßen könnte auch ein induktiver Koppler unmittelbar an der Stromschiene 23a angebracht werden. Beide Möglichkeiten führen aber einerseits zu einem relativ schlechten Hochfrequenzverhalten und bedürfen andererseits auch einer spannungsfesten Auslegung bis 60 kV sowie, im Falle eines induktiven Kopplers, einer großen Robustheit gegenüber Betriebsströmen von 400 A bis 600 A und Stromstößen von bis zu 20 kA.The coupling of PLC signals to the power supply line 17d or to the section 21 the power supply line 17d inside the medium voltage switchgear 20 runs, now prepares not insignificant problems. In principle, for example, a capacitive coupling directly to the uninsulated busbar 23a respectively. Equally, an inductive coupler could be located directly on the busbar 23a be attached. Both options lead but egg On the other hand, to a relatively poor high-frequency behavior and on the other hand require a voltage-resistant design up to 60 kV and, in the case of an inductive coupler, a great robustness against operating currents of 400 A to 600 A and surges of up to 20 kA.

Außerdem treten Probleme auf, weil sich die Übertragungseigenschaft in Abhängigkeit von der Schalterstellung des Schalters 18c ändern kann.In addition, problems arise because the transmission characteristic changes depending on the switch position of the switch 18c can change.

Die erfindungsgemäße Lösung sieht nun eine in 6 verdeutlichte Vorrichtung mit einem nur sehr schematisch dargestellten, erfindungsgemäßen Antennenelement 28 vor, welches im Wesentlichen rechteckförmig gebogen ist und vier Rahmenschenkel 30a, 30b, 30c und 30d aufweist. Das Antennenelement 28 besteht aus einem metallischen, beispielsweise aus Kupfer bestehenden, Rohr, welches innen hohl ist und welches, wie erst später erläutert wird, innenseitig angeordnet einen Leiter aufweist. Das metallische Rohr weist zwei Enden 32a, 32b auf, die voneinander beabstandet sind und in dem Beabstandungsbereich einen Anschluss 29 bereitstellen, worauf ebenfalls erst später eingegangen wird.The solution according to the invention now sees an in 6 clarified device with an antenna element according to the invention shown only very schematically 28 which is bent substantially rectangular and four frame legs 30a . 30b . 30c and 30d having. The antenna element 28 consists of a metallic, for example made of copper, tube, which is hollow inside and which, as will be explained later, arranged inside has a conductor. The metallic tube has two ends 32a . 32b which are spaced apart from each other and one terminal in the spacing area 29 which will also be discussed later.

Zunächst soll anhand der 4 verdeutlicht werden, dass die Antenne 28 eine Form aufweist, die der Form der vorhandenen Leiterschleife 27 in der Mittelspannungsschaltanlage 20 angenähert ist. 4 zeigt in einer Darstellung gemäß 2 die Mittelspannungsschaltanlage 20, bei der zusätzlich das Antennenelement 28 gezeigt ist. Dieses ist fest relativ zu der Schaltanlage 20 angebracht und weist einen Verlauf auf, der an den Verlauf der Leiterschleife 27 angenähert ist. Es wird deutlich, dass der Rahmenschenkel 30d der Antenne 28 parallel zu der geerdeten Montageschiene 25 verläuft. Der Vertikalschenkel 30c der Antenne 28 verläuft parallel zu dem Abschnitt der Rückwand 26 der Schaltanlage 20. Der Rahmenschenkel 30b der Antenne 28 verläuft angenähert parallel zu dem Schalter 18c und parallel zu einem Abschnitt der Stromschiene 23a, wobei lediglich ein Abweichungsbereich 31d besteht, in dem die Kontur der Antenne 28 geringfügig von der Kontur der Leiterschleife 27 abweicht. Der vertikale Rahmenschenkel 30a der Antenne 28 verläuft gleichermaßen im Wesentlichen parallel zu der Leiterschleife 27, wobei im Bereich der Schutzdurchführung 22a ein nahezu identischer Verlauf erreicht wird und im Bereich des vertikalen Abschnittes der Stromschiene 23a ein Abweichungsbereich 31a entsteht, in dem eine gewisse, geringe Abweichung des Konturverlaufes besteht.First, based on the 4 be clarified that the antenna 28 has a shape corresponding to the shape of the existing conductor loop 27 in the medium voltage switchgear 20 is approximated. 4 shows in a representation according to 2 the medium voltage switchgear 20 , in addition to the antenna element 28 is shown. This is fixed relative to the switchgear 20 attached and has a course that is connected to the course of the conductor loop 27 is approximated. It becomes clear that the frame leg 30d the antenna 28 parallel to the earthed mounting rail 25 runs. The vertical leg 30c the antenna 28 runs parallel to the section of the rear wall 26 the switchgear 20 , The frame leg 30b the antenna 28 runs approximately parallel to the switch 18c and parallel to a portion of the bus bar 23a , where only one deviation range 31d exists in which the contour of the antenna 28 slightly off the contour of the conductor loop 27 differs. The vertical frame leg 30a the antenna 28 likewise runs substantially parallel to the conductor loop 27 , where in the field of protective execution 22a a nearly identical course is achieved and in the region of the vertical section of the busbar 23a a deviation area 31a arises, in which there is a certain, slight deviation of the contour.

Bei Betrachtung der 2 wird deutlich, dass die Form der Antenne 28 der Form der vorhandenen Leiterschleife 27 sehr nahe kommt bzw. nahezu identisch zu der vorgegebenen Geometrie ist. Der von der Antenne 28 umschlossene Flächeninhalt sowie der von der Leiterschleife 27 umschlossene Flächeninhalt beträgt etwa zwischen 0,1 m² und 1 m², vorzugsweise zwischen 0,25 m² und 0,5 m².Looking at the 2 it becomes clear that the shape of the antenna 28 the shape of the existing conductor loop 27 is very close or nearly identical to the given geometry. The one from the antenna 28 enclosed surface area as well as that of the conductor loop 27 enclosed area is approximately between 0.1 m ² and 1 m ² , preferably between 0.25 m ² and 0.5 m ² .

Das Metallrohr 33 kann auf seiner Außenseite mit einem spannungsfesten Isolierschlauch als durchschlagsfeste und durchschlagverhindernde Isolierung versehen sein oder, bei ausreichendem Abstand der Antenne 28 zu der Leiterschleife 27, auch blank gehalten sein. 5 verdeutlicht, dass ein Abstand d zwischen der Antenne 28 und der Leiterschleife 27 besteht, wobei der Abstand d vorzugsweise zwischen 6 cm und 15 cm gewählt wird.The metal pipe 33 may be provided on its outside with a voltage-resistant insulating tube as a breakdown-proof and penetration-preventing insulation or, with sufficient distance of the antenna 28 to the conductor loop 27 , also be kept bare. 5 clarifies that a distance d between the antenna 28 and the conductor loop 27 consists, wherein the distance d is preferably selected between 6 cm and 15 cm.

Anhand der 7 und 8 soll nun die erfindungsgemäße Beschaltung der Antenne erläutert werden:Based on 7 and 8th Now the circuit of the antenna according to the invention will be explained:

7 zeigt, dass das Metallrohr 33 im Inneren hohl ausgebildet ist und zur Aufnahme eines Leiters bzw. bei dem Ausführungsbeispiel zur Aufnahme zweiter Windungen 34a und 34b eines Leiters 34 dient. Die beiden Windungen 34a, 34b des Leiters 34 sind isoliert. 7 shows that the metal pipe 33 is formed hollow inside and for receiving a conductor or in the embodiment for receiving second turns 34a and 34b a leader 34 serves. The two turns 34a . 34b of the leader 34 are isolated.

8 zeigt die Antenne 28 bzw. das metallische Rohr 33 in gestrichpunkteter Darstellung. Die Antenne 28 ist über einen Anschluss 29 mit einem Modem 35, beispielsweise über eine Koaxialleitung 39, verbunden. Die Beschaltung ist derart gewählt, dass die innere Seele 40 des Koaxialkabels 39 die erste Windung 34a des innerhalb des Rohres 33 verlaufenden Leiters 34 darstellt und die Abschirmung 41 des Koaxialkabels 39 mit dem entsprechenden Ende der zweiten Windung 34b des Leiters 34 verbunden ist. Zugleich ist die zweite Windung 34b über einen massiven Erdleiter 38 mit der Masse 36 verbunden. Eine Drossel 37 sorgt für eine hochfrequente Trennung, so dass die hochfrequenten Signale nicht zur Masse 36 abfließen. 8th shows the antenna 28 or the metallic tube 33 in dash-dot representation. The antenna 28 is about a connection 29 with a modem 35 , for example via a coaxial line 39 , connected. The wiring is chosen such that the inner soul 40 of the coaxial cable 39 the first turn 34a within the tube 33 extending conductor 34 represents and the shield 41 of the coaxial cable 39 with the corresponding end of the second turn 34b of the leader 34 connected is. At the same time, the second turn 34b over a massive earth conductor 38 with the crowd 36 connected. A throttle 37 ensures a high-frequency separation, so that the high-frequency signals are not grounded 36 flow away.

5 deutet an, dass für den Fall, dass in der Antenne 28 ein erster Strom I₁ erzeugt wird, infolge der elektromagnetischen Kopplung in der Leiterschleife 27 ein entgegengerichteter Strom I₂ erzeugt wird. Die aus den beiden Strömen I₁ und I₂ verursachten elektromagnetischen Felder um die beiden Leiter (Antenne 28 und Leiterschleife 27) herum kompensieren sich im Wesentlichen zu Null, so dass die EMV-Werte der Mittelspannungsschaltanlage 20 insgesamt sehr gering gehalten werden können. Die EMV-Werte einer herkömmlichen Schaltanlage 20 können auf diese Weise deutlich reduziert werden, da die auftretenden Feldstärken viel geringer sind. Andererseits entsteht zwischen der Antenne 28 und der Leiterschleife 27 eine Kopplung, so dass von dem Modem 35 (8) auf die Antenne 28 aufgespielte hochfrequente PLC-Signale durch diese Kopplung unmittelbar auf die Leiterschleife 27 und damit auf die Spannungsversorgungsleitung 17d aufmoduliert werden. 5 indicates that in the event that in the antenna 28 a first current I _{1 is} generated due to the electromagnetic coupling in the conductor loop 27 an opposing current I _{2 is} generated. The electromagnetic fields caused by the two currents I ₁ and I ₂ around the two conductors (antenna 28 and conductor loop 27 ) compensate each other substantially to zero, so that the EMC values of the medium-voltage switchgear 20 overall can be kept very low. The EMC values of a conventional switchgear 20 can be significantly reduced in this way, since the field strengths are much lower. On the other hand arises between the antenna 28 and the conductor loop 27 a pairing, so from the modem 35 ( 8th ) on the antenna 28 uploaded high-frequency PLC signals through this coupling directly on the conductor loop 27 and thus to the power supply line 17d modulated become.

Anzumerken ist, dass das Metallrohr 33 über die hochbelastbare Erdleitung 38 geerdet ist. Die zwei Windungen 34a, 34b des Leiters 34 innerhalb des Metallrohres 33 sind vorgesehen, da sich hieraus rechnerisch ein ungefährer Widerstand von 50 Ohm ergibt, der dem Widerstand der Stromschleife 27 entspricht, so dass eine Impedanzanpassung zur Minimierung von Pegelverlusten erreicht wird.It should be noted that the metal tube 33 over the heavy-duty earth cable 38 is grounded. The two turns 34a . 34b of the leader 34 inside the metal tube 33 are provided, since this results in a mathematical approximate resistance of 50 ohms, the resistance of the current loop 27 so that impedance matching is achieved to minimize level losses.

Der Anschluss 29 kann, was in 8 nicht dargestellt ist, auch als Steckanschluss ausgebildet sein und beispielsweise zwei BNC-Steckkontaktbuchsen nach Art eines Bajonettverschlusses aufweisen. Das Modem 35 kann über das Koax-Kabel 39 auf diese Weise denkbar einfach mit der Antenne 28 verbunden werden.The connection 29 can, what in 8th is not shown, also be designed as a plug connection and, for example, have two BNC plug-in sockets in the manner of a bayonet lock. The modem 35 can via the coax cable 39 This way it's really easy with the antenna 28 get connected.

Die Schaltung der Antenne 28 gemäß 8 ermöglicht eine richtungsunabhängige Ankopplung von PLC-Signalen an den Abschnitt 21 der Spannungsversorgungsleitung 17d. Eine richtungsabhängige Kopplung kann erreicht werden, wenn die Anschlüsse der Seele 40 und der Abschirmung 41 des Koaxialkabels getauscht werden.The circuit of the antenna 28 according to 8th enables direction-independent coupling of PLC signals to the section 21 the power supply line 17d , A directional coupling can be achieved when the connections of the soul 40 and the shield 41 of the coaxial cable.

Der Anschlusseinheit 29 kann dann auch ein Schalter zugeordnet sein, der eine Umschaltung in den gewünschten Betrieb (Sendebetrieb oder Empfangsbetrieb) der Antenne ermöglicht. Gleichermaßen können auch zwei BNC-Steckbuchsen vorgesehen sein, so dass das Modem 35 durch Wahl der gewünschten Steckbuchse in die gewünschte Betriebsart schaltbar ist.The connection unit 29 can then be assigned a switch that allows switching to the desired operation (transmission or reception mode) of the antenna. Similarly, two BNC sockets can be provided, allowing the modem 35 can be switched by selecting the desired socket in the desired operating mode.

Anzumerken ist, dass die Länge des Metallrohres 33 der Antenne 28 ungefähr in der Größe der Wellenlänge der PLC-Signale liegt. Die Vertikal-Rahmenschenkel 30a und 30c der Antenne 28 können beispielsweise eine Länge von 15 cm und die horizontalen Rahmenschenkel 30b und 30d der Antenne 28 können beispielsweise eine Länge von 20 cm aufweisen, wobei dies lediglich ungefähre Maßangaben sind, die beispielhaft zu verstehen sind.It should be noted that the length of the metal tube 33 the antenna 28 is about the size of the wavelength of the PLC signals. The vertical frame legs 30a and 30c the antenna 28 For example, a length of 15 cm and the horizontal frame legs 30b and 30d the antenna 28 For example, they may have a length of 20 cm, which are merely approximate dimensions, which are to be understood by way of example.

Die in 2 erläuterte Leiterschleife 27 kann in Abhängigkeit von der gegebenen tatsächlichen Situation in der Schaltanlage 20, auch von anderen Bauteilen gebildet sein. So kann beispielsweise die Montageschiene 25 für die Bottle 22a gemäß 2 auch durch einen massiven Metallboden ersetzt sein. Die Metallwand 26 kann gleichermaßen entweder massiv ausgebildet oder von einem Drahtgitter gebildet sein.In the 2 explained conductor loop 27 can depend on the given actual situation in the switchgear 20 , be formed by other components. For example, the mounting rail 25 for the bottle 22a according to 2 also be replaced by a solid metal floor. The metal wall 26 may equally be either solid or formed by a wire mesh.

Der Einspeisepunkt in Form des Anschlusses 29 kann zwar an beliebiger Stelle der Antenne 28 platziert sein. Vorteilhafterweise ist dieser aber aus Sicherheitsgründen sowie aus Praktikabilitätsgründen möglichst weit beabstandet von der Bottle 22a angeordnet.The entry point in the form of the connection 29 Although it can be at any point of the antenna 28 be placed. Advantageously, this is as far as possible spaced apart from the bottle for safety reasons and reasons of practicality 22a arranged.

Die erfindungsgemäße Ankopplung von PLC-Signalen über eine Antenne 28 an die bestehende Leiterschleife 27 der Schaltanlage 20 ist insgesamt unanfällig für die Stellung des Mittelspannungsschalters 18c und kann insoweit eine dauerhafte PLC-Signalankopplung gewährleisten. Im Falle einer richtungsabhängigen Einstrahlung der PLC-Signale über die Antenne 28 in die Mittelspannungsversorgungsleitung 17d können die elektrischen Bauteile der Schaltanlage 20 auf der der Bottle 22a abgewandten Seite des Schalters 18c gemäß 2 von Hochfrequenz- Signalen entlastet werden. Auch dies trägt zur Minderung der EMV-Werte bei.The inventive coupling of PLC signals via an antenna 28 to the existing conductor loop 27 the switchgear 20 Overall, it is not susceptible to the position of the medium-voltage switch 18c and can ensure a permanent PLC signal coupling in this respect. In the case of a direction-dependent irradiation of the PLC signals via the antenna 28 into the medium voltage supply line 17d can the electrical components of the switchgear 20 on the bottle 22a opposite side of the switch 18c according to 2 be relieved of high-frequency signals. This also contributes to the reduction of the EMC values.

Eine Biegung des Rohres 33 findet vor Ort statt, so dass eine optimale Anpassung der Rahmenform der Antenne 28 an die vorhandene Geometrie der Leiterschleife 27 erfolgen kann. Weiter vorzugsweise wird das metallische Rohr 33 erst dann mit dem Leiter 34 bzw. mit den Windungen 34a, 34b des Leiters 34 bestückt, wenn das Rohr 33 bereits vor Ort gebogen ist. Hierfür können bekannte Einfädelhilfen verwendet werden. Dabei besteht auch die Möglichkeit, die beiden Windungen 34a, 34b des Leiters 34a gemeinsam, in unverbundenem Zustand als zwei Leiterabschnitte, durch das Rohr 33 hindurchzuführen und erst nachfolgend entsprechend anzuschließen.A bend of the pipe 33 takes place on site, allowing an optimal adaptation of the frame shape of the antenna 28 to the existing geometry of the conductor loop 27 can be done. More preferably, the metallic tube 33 only then with the conductor 34 or with the turns 34a . 34b of the leader 34 stocked when the pipe 33 already bent on site. For this purpose, known threading aids can be used. There is also the possibility of the two turns 34a . 34b of the leader 34a together, in unconnected state as two conductor sections, through the tube 33 pass through and only subsequently connect accordingly.

Eine Schaltanlage 20, die mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Ankopplung von PLC-Signalen versehen ist, kann unterschiedliche Schalter 18c aufweisen, die manuell oder alternativ auch motorisch betätigbar sind. Es kann sich dabei um Strahlennetz-Schalter oder Ringschalter, je nach Art der Schaltung der Mittelspannungsversorgungsleitung 17, handeln. Es können sowohl Trennschalter als auch Leistungsschalter sein.A switchgear 20 , which is provided with the device according to the invention for coupling PLC signals, may have different switches 18c have, which are manually or alternatively motor-operated. These may be radiating network switches or ring switches, depending on the type of circuit of the medium voltage supply line 17 , act. It can be both circuit breaker and circuit breaker.

Ergänzend sei angemerkt, dass die in den 2 bis 5 schematisch dargestellten Schaltanlagen 20 an einer beliebigen Stelle eines Spannungsversorgungsnetzes 10 gemäß 1 angeordnet sein können. Der in 2 mit 18c bezeichnete Schalter kann beispielsweise auch ein in 1 mit 18a oder mit 18b bezeichneter Schalter sein. Zu der Leiterschleife 27 der Schaltanlage 20 können auch mehrere Schalter gehören.In addition, it should be noted that in the 2 to 5 schematically illustrated switchgear 20 at any point of a power supply network 10 according to 1 can be arranged. The in 2 With 18c designated switch, for example, a in 1 With 18a or with 18b be designated switch. To the conductor loop 27 the switchgear 20 can also include several switches.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst zunächst die Antenne 28, die bei dem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel auch nur aus einem einfachen, in Ringform gebogenen Leiter stehen kann. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann auch einen antennenseitigen Anschluss 29, sowie gegebenenfalls ein Verbindungskabel 39, sowie weiter gegebenenfalls auch ein Modem 35 umfassen.The device according to the invention initially comprises the antenna 28 , which may be in the embodiment not shown, only from a simple, curved in a ring shape ladder. The device according to the invention can also have an antenna-side connection 29 , and optionally a connection cable 39 , as well as further possibly also a modem 35 include.

Im Falle einer drei Phasenleiter 17d, 17e, 17f aufweisenden Mittelspannungsschaltanlage 20, wie dies 3 zeigt, ist vorzugsweise vorgesehen, dass lediglich eine Phase 17d der Mittelspannungsleitung mit PLC-Signalen beaufschlagt wird, so dass die beiden anderen Mittelspannungsleitungen 17e und 17f keine PLC-Signale übertragen. Bei einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel können aber auch mehrere Antennen 28 in einer Mittelspannungsschaltanlage 20 zur Ankopplung von PLC-Signalen an mehrere Phasen-Leiter einer Mittelspannungsleitung 17 oder an unterschiedliche Mittelspannungsleitungen 17d, 17e, 17f vorgesehen sein.In the case of a three phase conductor 17d . 17e . 17f having medium voltage switchgear 20 , like this 3 shows, it is preferably provided that only one phase 17d the medium-voltage line is supplied with PLC signals, so that the two other medium-voltage lines 17e and 17f no PLC signals transmitted. In one embodiment, not shown, but also several antennas 28 in a medium voltage switchgear 20 for coupling PLC signals to several phase conductors of a medium voltage line 17 or to different medium voltage lines 17d . 17e . 17f be provided.

Claims

Device for coupling PLC signals to a power supply line ( 17d ), which has a section ( 21 ), which within a switchgear ( 20 ), in particular within a medium-voltage switchgear, and which, together with other electrically conductive components of the switchgear, such as earth conductors ( 25 ), Fasteners, strut bushings ( 22a ), Screening grilles, wall elements ( 26 ), Busbars ( 23a ), Switches ( 18c ) or the like, a conductor loop ( 27 ), characterized in that one in its shape of the conductor loop ( 27 ) simulated antenna ( 28 ) is provided, which is arranged adjacent to the conductor loop.

Device according to claim 1, characterized in that the antenna ( 28 ) with a signal transmission and / or signal reception unit ( 35 ) connected is.

Device according to claim 1 or 2, characterized in that the conductor loop ( 27 ) is closed for high-frequency AC voltages.

Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the conductor loop ( 27 ) is open for low-frequency alternating voltages.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the antenna ( 28 ) substantially parallel to the conductor loop ( 27 ) runs.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the antenna ( 28 ) at a distance (d) between 4 and 17 cm from the conductor loop ( 27 ) is arranged.

Apparatus according to claim 6, characterized in that the antenna ( 28 ) at a distance (d) between 6 and 15 cm from the conductor loop ( 27 ) is arranged.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the antenna ( 28 ) of a metallic tube ( 33 ) is formed.

Apparatus according to claim 8, characterized in that the tube ( 33 ) at the installation site in its final form ( 6 ) is bendable.

Apparatus according to claim 8 or 9, characterized in that the tube ( 33 ) two ends ( 32a . 32b ) that do not touch.

Apparatus according to claim 10, characterized in that in the region of the two ends ( 32a . 32b ) at least one connection ( 29 ), eg a plug connection, in particular for the signal feed, is provided.

Device according to one of claims 8 to 11, characterized in that the tube ( 33 ) formed on its outside isolated, in particular is provided with voltage-resistant insulating tube.

Device according to one of claims 8 to 11, characterized in that the tube ( 33 ) is uninsulated on its outside.

Device according to one of claims 8 to 13, characterized in that inside the tube ( 33 ) a ladder ( 34 ) with at least one turn ( 34a . 34b ) is guided.

Device according to claim 14, characterized in that inside the tube ( 33 ) a ladder ( 34 ) with two turns ( 34a . 34b ).

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the antenna ( 28 ) is directionally neutral ( 8th ).

Device according to one of claims 1 to 15, characterized in that the antenna ( 28 ) is connected as a directional antenna, and works either in the transmit mode or in the receive mode.

Apparatus according to claim 17, characterized in that for selecting the desired operating mode of the antenna ( 28 ) two terminals are provided on the antenna.

Apparatus according to claim 17, characterized in that for selecting the desired operating mode of the antenna ( 28 ) A switch is provided.