DE2901358B2 - Fernspeiseeinrichtung für Wechselstrom-Parallelspeisung - Google Patents
Fernspeiseeinrichtung für Wechselstrom-ParallelspeisungInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Fernspeiseeinrichtung für Wechselstrom-Parallelspeisung gemäß dem
Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine derartige Fernspeiseeinrichtung hat den Vorteil, daß auch bei relativ großen Speisespannungen, wie sie
bei der Speisung von einer einzigen Speisestelle aus erforderlich sind, ein Personenschutz für den Fall einer
unbeabsichtigten Berührung von zwei Speiseadern gewährleistet ist.
Die Fernspeiseeinrichtung kann insbesondere dazu dienen, Zwischenverstärkerstellen in elektrischen Nachrichtenübertragungseinrichtungen
mit elektrischer Energie zu versorgen. In manchen Fällen, insbesondere in Verteilnetzen der Nachrichtenübertragungstechnik,
kann es sich dabei als zweckmäßig erweisen, für die Fernspeisung eigene Fernspeisekabel zu verlegen.
Durch die Teilung je eines Leiters einer symmetrischen einphasigen einer zwei- oder mehrphasigen
Wechselstromleitung in je zwei Liter a und b, die durch Symmetrierungsdrosscln miteinander gekoppelt sind,
kann die Berührungsspannung am Körperwiderstand auf ein ungefährliches Maß vermindert werden. Eine
fehlerhafte Verbindung der ersten und der zweiten Speiseader, die bei gewissen Anwendungsfällen nicht
ganz auszuschließen ist, hebt jedoch die Schutzwirkung der Symmetrier-Drosseln auf.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den Personenschutz dadurch noch weiter zu vervollkomm-
nen, daß fehlerhafte Verbindungen zwischen der ersten und zweiten Speiseader gemeldet werden. Insbesondere
soll im Kurzschlußfall eine selbsttätige Abschaltung der Speisespannung erfolgen.
Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 -,
gekennzeichneten Merkmale gelöst.
Die zwischen Wechselspannungsquelle und Speiseleitung angeordnete Drossel gewährleistet in Verbindung
mit den den Verbrauchern vorgeschalteten weiten η
Drosseln, daß an jeder Stelle der Speiseleitung auf der ω ersten und zweiten Speiseader praktisch gleich große
Ströme fließen. Für den Fall, daß die auf diese Weise erzielte Symmetrie die beiden nicht direkt verbundenen
Leiter durch eine unzulässige Verbindung zwischen der ersten und der zweiten Speiseader personenschutzun- π
wirksam werden sollte, wird dies von der Meßeinrichtung festgestellt und gemeldet, so daß Maßnahmen zur
Behebung des Fehlers getroffen werden können.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der F.rfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. >o
Die Erfindung wird anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Es zeigen
• F i g. 1 eine Fernspeiseein.richtung, bei der an einer in
der Speisestelle vorgesehenen Synimetrier-Drossel eine r.
Einrichtung zum Einspeisen und Messen von Prüfsignalen angeschlossen ist,
Fig. 2 weitere Einzelheiten der Einrichtung zum
Einspeisen und Messen der Prüfsignale,
F i g. 3 und 4 Fernspeiseeinrichuingcn, bei denen eine jn
Speiseleitung in mehrere Prüfabsdinitte unterteilt ist.
Die in der Fig. 1 gezeigte Kernspeiseeinrichtung
dient zur Wechselstrom-Parallelspeisung der als vollisolierte Geräte aufgebauten Verbraucher 41 ... 44. Die
elektrischen Verbraucher 41 ... 44 sind über die als si
Dreileiterkabel ausgebildete Speiseleitung 5 an die gemeinsame Wechselspannungsquelle 1 angeschlossen,
die eine konstante Wechselspannung abgibt. Die Speiseleitung 5 besteht aus drei Speiseadern a, b und c.
Die erste und die zweite Speiseader ;( bzw. b sind über je
eine Wicklung 21a bzw. 21ö der als Symmetrierungsdrossel
dienenden Drossel 21 an ein und denselben Anschluß der Wechselspannungsquelle 1 angeschlossen.
Die dritte Speiseader c ist an den anderen Anschluß der Wechsclspannungsquclle 1 und an l'iide gelegt. 1 >
Die Verbraucher 41 ... 44 sind jeweils mit einem Anschluß an die dritte Speiseader c und mit dem
anderen Anschluß sowohl an die erste als aurh an die zweite Speiseader a. b angeschlossen, wobei die
Verbindung mit der Speiseader .·/ bzw. b über je eine to Wicklung einer weiteren Drossel 31, 32, 33 bzw. 34
vorgenommen ist.
Für alle Drosseln 21, 31 ... 34 gilt, daß die beiden Wicklungen eines Kernes jeweils die gleiche Windungszahl
haben. Der Wicklungssinn ist bei den Drosseln 21 5t und 31 ... 34 so gewählt, daß die beiden Wicklungen
zusammen eine angezapfte Syinmctricwicklung bilden, deren Anzapfung mit dem betreffenden Verbraucher
verbunden ist.
Die Drosseln werden zweckmüßigerweise derart w)
bemessen, daß der Magneüsierungsstrom einen ungefährlichen Wert von insbesondere etwa 9 mA nicht
übersteigt.
Die gezeigte l'ernspeiseeinnchlung hat den Vorteil,
daß bei einer Berührung von zwei beliebigen Leitern des n5
Fernspcisekabels über die dadurch geschaffene Verbindung
praktisch kein Strom fließen kann und dies unabhängig davon, ob das Ferjispeisekabel gerissen ist
oder nicht. Diese Tatsache ergibt sich für die verschiedenen Berührungsfälle aus den folgenden
Zusammenhängen.
Die Drossel 21 bewirkt als Symmetriedrossel, daß in die beiden Speiseadern a und b praktisch gleich große
und gleichphasige Wechselströme eingespeist werden. Andererseits wird durch die ebenfalls als Symmetrierungsdrosseln
wirkenden Drosseln 31 ... 34 erreicht, daß die Verbraucher 41 ... 44 ihren Strom jeweils
praktisch zur Hälfte der ersten Speiseader a und der zweiten Speiseader b entnehmen.
Werden zwei der Speiseadern, z. B. der Leiter a und der geerdete Leiter c, über eine Impedanz, z. B. einen
Körperwiderstand der Größe 2 VSi, miteinander verbunden,
so kann über diese Impedanz praktisch kein Strom fließen. Dies gilt auch für den Fall, daß beide
Leiter a und b unterbrochen oder hinter der Impedanz eine oder mehrere Speiseadern abgerissen sind.
Voraussetzung hierfür ist allerdings, daß die erste und
zweite Speiseader nicht fälschlich miteinander verbunden werden und auf diese Weise die Schutzwirkung der
Symmetrierungsdrosseln verlorengeht. Die in F i g. 1 gezeigte Anordnung ermöglicht es, einen derartigen
Fehler festzustellen und auszuwerten.
Die am Leitungsanfang gelegene Drossel 21 hat eine Zusatzwicklung 21d An dieser Zusatzwicklung 21c/ ist
eine Schutzschaltung 9 angeschlossen, die in Fig. 2 näher dargestellt ist. Die Schutzschaltung 9 besteht
gemäß F i g. 2 aus einem Generator 73 für die Prüfwechselspannung, aus einer Strommeßschaltung 72
mit Ansprechschwe Ie und einem Hochpaß, dargestellt durch den Kondensator 71. Kondensator 71, Strommeßschaltung
72 und Prüfspannungsgenerator 73 sind in Serie geschaltet. Der Hochpaß erlaubt das Einkoppeln
der Prüfwechselspannung und sperrt die Spannung mit der Betriebsfrequenz der Speisequelle 1, die im Falle
eines Erdschlusses, z. B. zwischen Punkt Sund Erde, am
Transformator 21 liegt. Der in Serie zur Speisequelle 1 angeordnete Schalter 81 wird durch die Strommeßschal'.ung
72 betätigt.
Die Frequenz der Prüfwechselspannung beträgt ein Vielfaches der Betriebsfrequenz der Speisequelle 1.
Ferner ist die Amplitude der Prüfwechselspannung wenigstens eine Größenanordnung kleiner als die
Amplitude der Betriebsspannung, und zwar für die an der Wicklung 21a oder 216 auftretenden Spannungen.
Die Frequenz der Prüfspannung wird jedoch nur so hoch gewählt, daß der Blindwiderstand der Kapazitäten
zwischen den Leitern a und b und zwischen den Wicklungen der im Prüfstromkreis wirksamen Symmetrier-Drosseln
21 ... 23, 31 ... 34 wesentlich über dem Widerstand der Leiterschleife a. b liegt.
Der eingekoppelte Prüfstrom ist klein, solange die Leiter a und b nur über die Transformatoren 31 ... 34
verbunden sind. Kommt dagegen eine fehlerhafte Verbindung der geteilten Leiter a und b z. B. zwischen
den Punkten A und B in F i g. 1 zustande, dann steigt der eingekoppelte Prüfstrom merklich an. Die Strommeßschaltung
72 stellt dies fest und löst das Öffnen des Schalters 81 aus, der in Serie zu Betriebsspeisequelle 1
angeordnet ist. Die Betriebsspeisequelle 1 wird daher selbsttätig abgeschaltet, wenn die Schutzwirkung der
Drosseln aufgehoben ist.
Sofern der Prüfspannungsgenerator 73 hochohmig ausgeführt ist, wird eine fehlerhafte Verbindung der
Leiter a und b nicht durch Prüfstrom-, sondern durch Prüfspannungsmessung festgestellt.
Für Anwendungsfälle, bei denen der mit Hilfe der
Drossel 21 erzielte Grad der Übereinstimmung für die auf den Leitern a und b fließenden Ströme noch nicht
ausreicht bzw. durch Kabelkapazitäten oder dergleichen beeinträchtigt wird, ist es zweckmäßig, im Zuge
der beiden Speiseadern a und b wenigstens eine weitere Drossel anzuordnen. Fig.3 zeigt eine Fernspeiseeinrichtung,
bei der irn Zuge der Speiseleitung 5 zwei weitere Drosseln 22 und 23 vorgesehen sind. Diese
Drosseln 22 und 23 sind jeweils in zwei Teildrosseln 221, 222, 231, 232 aufgeteilt. Jede der Teildrosseln 221, 222;
231, 232 besitzt zwei Wicklungen 221a, b; 222a, b\ 231a,
b\ 232a, b gleicher Windungszahl, die gleichsinnig in
Serie geschaltet sind und von denen jeweils eine in der a-Ader und die andere in der i>-Ader angeordnet ist.
Zwischen den Symmetriemitten zweier zusammengehörender Teildrosseln 221,222 bzw. 231,232 ist jeweils ein
Schalter 82 bzw. 83 eingefügt, mit dessen Hilfe der nachfolgende Speiseabschnitt der Fernspeiseeinrichtung
abgeschaltet werden kann.
Die am Anfang eines Speiseabschnittes befindliche Teildrossel 222 bzw. 232 ist jeweils mit einer nicht
bezeichneten Zusatzwicklung versehen, an die eine Speise- und Meßeinrichtung 92 bzw. 93 angeschlossen
ist. Die Speise- und Meßeinrichtung 92; 93 öffnet jeweils den der betreffenden Teildrossel vorgeschalteten
Schalter 82 bzw. 83 für den Fall, daß ein Kurzschluß im nachfolgenden Speiseabschnitt festgestellt wird.
Der erste Speiseabschnitt beginnt mit der Drossel 21. Mit jeder weiteren Drossel 22 bzw. 23 beginnt ein neuer
Speiseabschnitt.
Bei der Fernspeiseeinrichtung nach Fig.4 ist in jedem Überwachungsabschnitt eine einem Verbraucher
vorgeschaltete Drossel 32 bzw. 33 mit einer Zusatzwicklung versehen. An die Zusatzwicklung der Drossel 32
bzw. 33 ist die Einspeise- und Meßeinrichtung 92' bzw. 93' angeschlossen. Beide Einrichtungen 92' und 93' sind
mit einer Meldeleitung an die Speisestelle 10 geführt. Außerdem ist in der Speisestelle 10 die Einspeise- und
Meßeinrichtung für den ersten Prüfabschnitt vorgesehen. Meldet eine der drei Einrichtungen 91, 92' oder 93'
einen Kurzschluß, so wird das Relais 94 in der Speisestelle 10 betätigt und der in Serie zur Wechselstromquelle
1 angeordnete Schalter 81 geöffnet, so daß die durch den fehlerhaften Kurzschluß bedingte Gefahr
selbsttätig beseitigt wird.
Anstelle einer Abschaltung der gesamten Speiseleitung kann durch die Einrichtung 92' und 93' jeweils eine
z. B. zweiadrige Abschaltung des zugehörigen Überwa-
ίο chungsabschnittes ausgelöst werden.
Es gibt Nachrichten-, insbesondere Fernseh-Verteilsysteme, bei denen eine Vielzahl von Teilnehmern über
ein baumartiges Verteilnetz an eine gemeinsame Zentrale angeschlossen sind. Sieht man zur Fernspeisung
der in einem solchen Verteilnetz erforderlichen Zwischenverstärkerstellen ein entsprechend aufgebautes
und nur von der Zentrale aus gespeisten Fernspeisenetzes vor, so kann man, was in den Figuren
nicht näher dargestellt ist, die Speiseleitung 5 als
2« Stammleitung eines baumartigen Fernspeisenetzes verwenden und an beliebigen Stellen der Stammleitung
5 Zweigleitungen für weitere Gruppen von Verbrauchern anschließen. Hierfür genügt es, die Zweigleitungen
jeweils über eine Drossel derart an die Siammleitung anzuschließen, daß von den drei Speiseadern der
Zweigleitung die erste und die zweite über je eine Wicklung der Drossel an die erste bzw. zweite
Speiseader a. b der Stammleitung angeschlossen wird und die Speiseadern c unmittelbar zusammengefühn
werden.
Auch in diesem Fall haben die Wicklungen dei Drossel die gleiche Windungszahl und bewirker
einander entgegengesetzt gerichtete Durchflutungen irr Drosselkern. Sie sind bei der Bemessung der Prüffre
Vi quenz in gleicher Weise wie die weiteren Drosseln 31..
34 zu berücksichtigen und für den Anschluß einei Schutzschaltung an eine Zusatzwicklung ebenfall!
geeignet.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (10)
1. Fernspeiseeinrichtung für Wechselstrom-Parallelspeisung,
bei der wenigstens eine Gruppe von elektrischen Verbrauchern über Speiseadern wenigstens
einer Speiseleitung an eine gemeinsame Wechselspannungsquelle angeschlossen sind, wobei
die Speiseleitung jeweils drei Speiseadern enthält, von denen eine erste und eine zweite über je eine
Wicklung einer Drossel an ein und denselben Anschluß der Wechselspannungsquelle geführt sind
und die Verbraucher jeweils mit einem Anschluß an die dritte Speiseader und mit dem anderen Anschluß
über je eine Wicklung einer weiteren Drossel an die erste bzw. zweite Speiseader angeschlossen sind
und/oder weitere Speiseleitungen jeweils über eine Drossel an die Speiseleitung angeschlossen sind,
wobei die beiden Wicklungen ein und derselben Drossel zwecks Symmetrierung jeweils die gleiche
Windungszahl haben und mit ungleichnamigen Anschlüssen zusammengeführt sind, nach Patentanmeldung
P 28 53 425.0-32, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Speiseeinrichtung zur Einspeisung eines Prüfsignals, dessen Frequenz ein
Vielfaches der Betriebsfrequenz der Wechselspannungsquelle beträgt, in die erste und zweite
Speiseader und eine Meßeinrichtung zum Messen der Prüfsignale vorgesehen sind, daß am Orte der
Einspeisung die erste und zweite Speiseader zumindest für das Prüfsignal miteinander verbunden
sind und daß ein dem Fehlerfall zugeordnetes Meßergebnis als Kriterium für eine Fehlermeldung
und/oder eine Abschaltung der Wechselspannungsquelle dient.
2. Fernspeiseeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der
Drosseln (21) oder der weiteren Drosseln (32,33) mit
mindestens einer Zusatzwicklung (2Id) versehen ist, und daß eine Speiseeinrichtung (73) zur Einspeisung
des Prüfsignals und eine Meßeinrichtung (72) zum Messen der Prüfsignale jeweils an eine eigene oder
an eine gemeinsame Zusatzwicklung (2Id) angeschlossen sind.
3. Fernspeiseeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Speiseeinrichtung
(73) und die Meßeinrichtung (72) an eine Zusatzwicklung (2Id) der mit der Wechselspannungsquelle (1)
verbundenen Drossel (21) angeschlossen sind.
4. Fernspeiseeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der
weiteren in den Speiseadern (a, b) liegenden Drosseln (22, 23) in zwei selbständige, einpolige
miteinander verbundene Teildrosseln (221, 222: 231, 232) unterteilt ist und daß wenigstens eine der
Teildrosseln (222,232) mit einer Zusatzwicklung und einer daran angeschlossenen Speise- und Meßeinrichtung
(92,93) versehen ist (F i g. 3).
5. Fernspeiseeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß für den Fall, daß bei den
an ein und denselben Anschluß der Wechselspannungsquelle (1) angeschlossenen Speiseadern (a, b)
wenigstens eine weitere in den Speiseadern (a. b) liegende Drossel (22, 23) angeordnet ist, jedem der
zwischen zwei benachbarten weiteren in den Speiscadern (a. b) liegenden Drosseln (22, 23)
vorhandenen Abschnitte der Speiseleitung (5) eine eigene, an eine Zusatzwicklung einer einem Verbraucher
(42, 43) vorgeschalteten weiteren Drossel (32, 33) angeschlossene Speise- und Meßeinrichtung
(92',93') zugeordnet ist (F i g. 4).
6. Fernspeiseeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in Serie zur
Wechselspannungsquelle (1) ein Schalter (81) angeordnet ist, der durch wenigstens eine Meßeinrichtung
(9) bei einem Kurzschluß geöffnet wird.
7. Fernspeiseeinrichiung nach Anspruch 4, dadurch
gekennzeichnet, daß in die einpolige Verbindung der beiden Teildrosseln (221,222: 231,232) ein
Schalter (82; 83) eingefügt ist, der durch die an eine der Teildrosseln (222, 232) angeschlossene Meßeinrichtung
(92,93) bei einem Kurzschluß geöffnet wird.
8. Fernspeiseeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß, bezogen
auf die in die erste und die zweite Speiseader (a; b) eingefügten Drosselwicklungen (21a, 21b), die
Amplitude der Prüfwechselspannung wenigstens eine Größenordnung kleiner als die Amplitude der
Betriebswechselspannung ist.
9. Fernspeiseeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die
Frequenz der Prüfwechselspannung derart bemessen ist, daß der Blindwiderstand der zwischen der
ersten und zweiten Speiseader (a. b) und zwischen den Wicklungen der weiteren Drosseln (31 ... 34)
wirksamen Kapazität wesentlich größer als der Wiaerstand der aus der ersten und zweiten
so Speiseader (a, ^gebildeten Leiterschleife ist.
10. Fernspeiseeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein in Serie zur
Betriebswechselspannungsquelle (1) angeordneter Schalter (81) durch die Einrichtungen (92', 93') zum
Messen der Prüfsignale bei einem Kurzschluß geöffnet wird.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19792901358 DE2901358C3 (de) | 1978-12-11 | 1979-01-15 | Fernspeiseeinrichtung für Wechselstrom-Parallelspeisung |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19782853425 DE2853425C3 (de) | 1978-12-11 | 1978-12-11 | Fernspeiseeinrichtung für Wechselstrom-Parallelspeisung |
DE19792901358 DE2901358C3 (de) | 1978-12-11 | 1979-01-15 | Fernspeiseeinrichtung für Wechselstrom-Parallelspeisung |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2901358A1 DE2901358A1 (de) | 1980-07-17 |
DE2901358B2 true DE2901358B2 (de) | 1981-02-05 |
DE2901358C3 DE2901358C3 (de) | 1982-10-28 |
Family
ID=25776788
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19792901358 Expired DE2901358C3 (de) | 1978-12-11 | 1979-01-15 | Fernspeiseeinrichtung für Wechselstrom-Parallelspeisung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2901358C3 (de) |
-
1979
- 1979-01-15 DE DE19792901358 patent/DE2901358C3/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2901358C3 (de) | 1982-10-28 |
DE2901358A1 (de) | 1980-07-17 |
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