DE2615311B2

DE2615311B2 - Freileitungsseil mit Kommunikationskern

Info

Publication number: DE2615311B2
Application number: DE2615311A
Authority: DE
Inventors: Hans-Gerd Dipl.-Ing. 4100 Duisburg Dagefoerde; Guenter Dr.- Ing. 4019 Monheim Thoennessen
Original assignee: AEG Telefunken Kabelwerke AG
Current assignee: Kabel Rheydt AG
Priority date: 1976-04-06
Filing date: 1976-04-06
Publication date: 1979-06-28
Also published as: NO145449B; AT352199B; NO145449C; SE7703935L; BE853172A; ATA236877A; CH622652A5; CH614550A5; NL7703691A; SE441316B; US4158185A; DE2615311A1; NO771174L

Description

Die Erfindung betrifft ein Freileitungsseil mit einem Kommunikationskern, also ein Freileitungsseil, in dessen Innern eine Nachrichtenübertragungsleitung angeordnet ist.

Der Betrieb moderner Freileitungsnetze erfordert schnelle und zuverlässige Nachrichtenübertragungseinrichtungen, um den großen und ständig steigenden Informationsfluß bewältigen zu können.

Bekannt und noch allgemein gebräuchlich sind in Freileitungsnetzen die Kommunikationseinrichtungen, welche nach dem Lecher- bzw. TFH-Prinzip, also mit Doppelleitungen arbeiten. Die Nachrichten werden hierbei entlang zweier Freileitungsseile oder eines Freileitungsseils gegen Erde übertragen. Der Nachteil dieser Art der Nachrichtenübertragung besteht darin, daß nur ein ganz enger Frequenzbereich zur Verfügung steht, der durch gegenseitige Beeinflussung benachbarter Freileitungsnetze noch eingeengt wird. Ebenfalls nachteilig ist bei diesem System die Abstrahlung von Übertragungsenergie. Um diesen Nachteilen zu begegnen, sind in Freileitungsnetzen für die Nachrichtenübertragung auch schon gesonderte Luftkabel vorgesehen worden, die entweder an allen Masten der Freileitung isoliert aufgehängt werden (DE-PS 8 93 355) oder als Koaxialleitung mit hochspannungsfest isoliert-m Innenleiter ausgebildet sind und mit ihrem Rückleiter geerdet

ίο werden (DE-AS 19 33 813). Ein solches gesondertes Luftkabel im Zuge von Freileitungsnetzen, bietet den Vorteil, daß für die Nachrichtenübertragung ein weiter Frequenzbereich zur Verfugung steht, da eine Beeinflussung von außen nicht stattfindet Darüber hinaus ist eine

ι 5 Nachrichtenübertragung mit größerer Reichweite möglich, weil entlang der Ubertragungsstrecke keine Energie abgestrahlt wird. Die Übertragung von Nachrichten in Freileitungsnetzen über ein gesondertes Luftkabel hat aber dennoch Nachteile, da sie nur unter zusätzliehern technischem und wirtschaftlichem Aufwand realisierbar ist

Es ist auch bekannt, den Innenraum eines als Hohlseil ausgebildeten Phasenseils für die konzentrische Unterbringung eines Nachrichtenleiters zu nutzen (US-PS 18 55 288). Diese Möglichkeit ist naturgemäß auf Hohiseüe beschränkt, da Voiiseile keinen solchen Innenraum aufweisen. Abgesehen davon bedingt eine derartige Phasenleiterkonstruktion jedoch einen recht hohen Aufwand bei der Fertigung, da praktisch eine Koaxialleitung mit einem Außenleiter aus Profildrähten hergestellt werden muß. Die Verlegung solcher Phasenseile erfordert erhöhte Sorgfalt und Vorsicht, da die Gefahr besteht, daß die hohlen Seile abknicken. Darüber hinaus kann in den Hohlraum Wasser eindringen und Kurzschlüsse zwischen dem Zentralleiter und dem Rückleiter hervorrufen.

Schließlich ist als Stand der Technik zur Informationsübertragung in Energieübertragungsnetzen auch noch ein kombiniertes Trägerfrequenz- unJ Hochspannungsfreileitungsseil bekannt Im Zentrum eines der Energieübertragung dienenden Leiterseils ist eine ein- oder mehrpaarige kunststoffisolierte Trägerfrequenzleitung angeordnet (DE-PS 20 11016). Dieses Kabel besitzt hinsichtlich der Übertragungstechnik weitgehend die Vorteile der oben beschriebenen gesonderten Luftkabel. Es hat jedoch den Nachteil, daß der Außendurchmesser im Vergleich zu gleichwertigen Phasenseilen stark vergrößert wird, weil der Phasenleiter die Nachrichtenseele mit seinem vollen Leiterquerschnitt umgibt, d. h, daß es sich um ein Nachrichtenluftkabel handelt, auf welches der volle Phasenleiterquerschnitt zusätzlich aufgebracht ist. Der vergrößerte Außendurchmesser des Phasenseils hat eine wesentliche Zunahme der Zusatzlasten durch Eisbildung und Windkräfte zur Folge. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß der Kommunikationskern für das robuste Freileitungsseil zu weich ist, und daß das Kabel daher Schwierigkeiten bei der Aufhängung bereitet. Darüber hinaus ist der Kommunikationskern zu schwer, woraus

so sich eine unsymmetrische Gewichtsbelastung der Masten ergibt Die bekannte Konstruktion eines kombinierten Freileitungsseils eignet sich danach nur für große Seilquerschnitte, bei denen der Gewichts- und Querschnittsanteil des Nachrichtenluftkabels relativ klein sind. Schließlich bereitet die Verbindung von Seilabschnitten mittels Spannfeldmuffen mechanische Schwierigkeiten.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe

zugrunde, ein Freileitungsseil mit einem Kommunikationskern anzugeben, der so dünn und leicht ist, daß er auch in Freileitungsseilen mit geringem Seildurchmesser Verwendung Finden kann, daß er also auch für Freileitungsseile in Mittelspannungsnetzen geeignet ist

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß der Kommunikationskern aus einem Koaxialleitungselement mit einem Zentralleiter und einer diesen konzentrisch umgebenden Isolierhülle und einem reusenartig ausgebildeten Rückleiter besteht, der von ι ο den dem Koaxialleitungselement zugekehrten Umfangsflächenabschnitten der unmittelbar an ihm anliegenden Einzeldrähte des Freileitungsseils gebildet wird.

Die Kommunikationsseele des erfindungsgemäßen Freileitungsseils besteht also aus einem Koaxialelement is aus einem isolierten Zentralleiter ohne gesonderten Rückleiten Der Rückleiter ist vielmehr von den das Koaxialelement unmittelbar umgebenden Drähten des Phasenseils gebildet Er erhält dadurch eine reusenartige sternförmige Gestalt Der Außendurchmesser und das Gewicht des erfindungsgemäßen Freileitungsseils liegen nur unwesentlich über denen des Seils gleichen Leiterquerschnitts ohne Kommunikationsseeie. da alle Elemente, sowohl die Drähte als auch das Koaxialleitungselement, denselben Durchmesser haben können.

Das Koaxialleitungselement kann gemäß der Erfindung anstelle des Kerndraht es zentral im Innern des Freileitungsseils angeordnet sein. Es kann aber auch die Stelle eines jeden beliebigen Seildrahtes einnehmen. Die Isolierhülle des Koaxialleitungselements ist zweckmäßigerweise als Voll-Dielektrikum aus thermoplastischem Kunststoff ausgebildet Sie kann zur Verbesserung des Kopplungswiderstandes mit einer leitfähigen Schicht bedeckt sein. Der Zentralleiter des Kommunikationskerns wird nach der Erfindung vorteilhafterweise in den Leiterquerschnitt einbezogen, das heißt der Zentralleiter wird gleichzeitig für den Transport der elektrischen Energie und die übertragung von Nachrichten benutzt Das erfindungsgemäße Freileitungsseil kann als Pnasenseil oder als Erdseil vorgesehen sein. Der Zentralleiter des Koaxialleitungselements kann über eine Hochfrequenzdrossel mit dem Freileitungsseil für den technischen Wechselstrom kurzgeschlossen sein und über Abblockkondensatoren und einen Auskoppelübertrager an das zugehörige Fernmeldesystem angeschlossen sein.

Der besondere Vorteil des erfindungsgemäßen Freileitungsseils besteht darin, daß die Einbeziehung der Kommunikationsseele nur einen geringen Gewichtsund Durchmesserzuwachs verursacht Das ist insbeson- so dere durch die erfindungsgemäße Material-Mehrfachausnutzung ermöglicht Während bei dem bekannten kombinierten Trägerfrequenz- und Freileitungsseil das Gewicht bereits bei 70 mm² Leiterquerschnitt um ca. 68% und bei geringeren Querschnitten auf mehrere 100% ansteigen kann, beträgt der maximale Gewichtszuwachs beim erfindungsgemäßen Freileiturigsseil mit Kommunikationsseele bei 16 mm² Leite'querschnitt nur ca. 22% und bei 70 mm² Querschnitt nur ca. 6%. Der Reusenrückleiter der Kommunikationsseele des erfin- &o dungsgemäßen Freileitungsseils hat eine größere Oberfläche als die Rüokleiter der bekannten konzentrischen Kommunikationsleitungen in Freileitungsnetzen. Dadurch verringert sich die Skin-Effekt-Komponente und die Leitungsdämpfung wird herabgesetzt Die Verbindung der erfindungsgemäßen Freileitungsseile ist sehr einfach. Die Seile können im Feld gequetscht werden, nachdem in der Quetschzone ein Stahlröhrchen über den Koaxialleitungskern eingeführt worden ist Auf diese Weise kann von außen ein beliebiger radialer Druck angewendet werden. Fertigungstechnisch ist das erfindungsgemäße Freileitungsseil mit Kommunikationskern unproblematisch. Es erfordert nicht die technisch aufwendigeren Einrichtungen zur Herstellung von Koaxialkabeln, sondern es kann auf einer einfachen Seilmaschine hergestellt werden, wobei lediglich einer der Seildrähte durch eine Ader mit isolierender Umhüllung ersetzt wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird ,u folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Freileitungsseil mit Kommunikationskern:

Fig.2 einen Querschnitt durch den Kommunikationsk.-;rn;

Fig.3 eine schematische Darstellung der Ankopplung der Nachrichtenleitung.

In den F i g. 1 und 2 sind die Einzeldrähte des Freileitungsseils mit 1 bezeichnet 2 is\ der Kommunikationskern, der aus einem Koaxialleitungselement 3 und einem reusenartig geformten Rückleiter 6 besteht Das Koaxialleitungselement 3 seinerseits ist aus dem Zentralleiter 4 und der ihn konzentrisch umgebenden Isolierhülle 5 aufgebaut Es wird vom Reusenrückleiter 6 umfaßt der aus den dem Koaxialleitungselement zugekehrten Oberflächenabschnitten der benachbarten Einzeldrähte 1 gebildet ist Der Rückleiter der erfindungsgemäßen Kommunikationsseele ist daher im Querschnitt etwa sternförmig. Die resultierende Dielektrizitätskonstante des Volldielektrikums S verbessert sich durch die Zwickel-Luftanteile 7 auf einen niedrigeren Wert Wie die F i g. 1 und 2 deutlich erkennen lassen, ist für den Rückleiter 6 der unsymmetrischen Nachrichtenübertragungsleitung kein gesondertes Bauelement vorgesehen. Die Erfindung beruht daher wesentlich auf einer Material-Mehrfach-Ausnutzung. Der Zentralleiter 4 für die Nachrichtenübertragung ist gleichzeitig in den Energietransport einbezogen. Die inneren Einzeldrähte des Freileitungsseils bewirken neben dem Energietransport auch die Fortleitung von Nachrichten.

F i g. 3 zeigt eine gemäß der Erfindung vorteilhafte Kn der Ankopplung der Nachrichtenleitung. Der Zentralleiter 4 des Koaxialleitungselements 3 ist danach über eine Hochfrequenz-Drossel 9 mit dem Freileitungsseil 8 kurzgeschlossen. Der Informationsanteil des Übertragungsinhalts ist über einen Abblockkondensator 10 und übe/ einen Übertrager 11 ausgekoppelt und an das zugehörige Informationssystem angeschlossen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Freileitungsseil mit Kommunikationskern, dadurch gekennzeichnet, daß der Kommunikationskern aus einem Koaxialleitungselement (3) mit einem Zentralleiter (4) und einer diesen konzentrisch umgebenden Isolierhülle (5) und einem reusenartig ausgebildeten Rückleiter (6) besteht, der von den dem Koaxialleitungselement (3) zugekehrten Umfangsflächenabschnitten der unmittelbar an ihm anliegenden Einzeldrähte (1) des Freileitungsseils gebildet wird.

2. Freileitungsseil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des Koaxialleitungselementes (3) gleich dem der Einzeldrähte (1) ist

3. Freileitungsseil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Koaxialleitungselement (3) anstelle des Kerndrahtes zentral in seinem Innern oder ansteile eines beliebigen Seiidrahtes angeordnet ist

4. Freileitungsseil nach einem der Ansprüche 1 bis

3, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierhülle (5) des Koaxialleitungselements (3) als Voll-Dielektrikum aus thermoplastischem Kunststoff ausgebildet ist

5. Freileitungsseil nach einem der Ansprüche 1 bis

4, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierhülle (5) des Koaxialleitungselements (3) mit einer leitfähigen Schicht bedcjkt ist

6. Freileitungsseil p^ch eirvm der Ansprüche 1 bis

5, dadurch gekennzeichnet daß der Kommunikationskern (2) einschließlich &s Zentralleiters (4) gleichzeitig für den Transport der elektrischen Energie benutzt wird.

7. Freileitungsseil nach einem der Ansprüche 1 bis

6, dadurch gekennzeichnet, daß es als Phasenseil oder als Erdseil ausgebildet ist

8. Freileitungsseil nach einem der Ansprüche 1 bis

7, dadurch gekennzeichnet daß der Zentralleiter (4) des Koaxialleitungselements (3) über eine Hochfrequenz-Drossel (9) mit dem Freileitungsseil (8) für technischen Wechselstrom kurzgeschlossen ist und daß der Zentralleiter (4) über Abblockkondensatoren (10) und einen Auskopplungsübertrager (11) an das zugehörige Fernmeldesystem angeschlossen ist.