DE2901360C3

DE2901360C3 - Remote feed device for alternating current parallel feed

Info

Publication number: DE2901360C3
Application number: DE19792901360
Authority: DE
Inventors: Alfred Dipl.-Ing. 8000 Muenchen Ziegler
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1978-12-11
Filing date: 1979-01-15
Publication date: 1981-10-22
Also published as: DE2901360A1; DE2901360B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine 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 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.The invention relates to a remote feed device for alternating current parallel feed, in which at least a group of electrical consumers via feed wires to at least one feed line to one common AC voltage source are connected, the feed line each having three feed wires contains, of which a first and a second via a winding of a choke on one and the same Connection of the AC voltage source are performed and the consumers each with a connection to the third feed wire and with the other connection via a winding each of a further choke to the first or second feeder wire are connected and the two windings of one and the same choke for the purpose of balancing each have the same number of turns and are brought together with unlike connections are, according to patent application P 28 53 425.0-32.

Dabei können die Drosseln bewickelte MagnetkerneThe chokes can have wound magnetic cores

ίο oder gleichwirkende elektronische Schaltungen sein.ίο or equivalent electronic circuits.

Eine derartige Fernspeiseeinrichtung hat den Vorteil, daß auch bei relativ großen Speisespannungen ein Personenschutz für den Fall einer unbeabsichtigten Berührung von Speiseadern gewährleistet ist Ferner ist dabei die Speisung von einer einzigen Speisestelle aus möglich. Ein Personenschutz bei Berührung von zwei beliebigen der drei verwendeten Speiseadern bzw. Leiter wird dabei auch für den Fall erreicht, daß in dem Fernspeisesysterr. Spannungen auftreten, die ohne besondere Maßnahmen im Hinblick auf den gewünschten Personenschutz als unzulässig zu erachten wären.Such a remote feed device has the advantage that even with relatively large feed voltages Personal protection in the event of inadvertent contact with the feeding lines is also guaranteed feeding from a single feeding point is possible. Personal protection when two people come into contact any of the three feed wires or conductors used is also achieved in the event that in the Remote feed system Tensions occur without special measures in view of the desired Personal protection would be considered inadmissible.

Derartige Fernspeiseeinrichtungen können insbesondere dazu dienen, Zwischenverstärkerstellen in elektrischen Nachrichtenübertragungseinrichtungen, insbesondere in Verteilnetzen der Nachrichtenübertragungstechnik mit elektrischer Energie zu versorgen. Such remote feed devices can be used in particular to repeater stations in electrical To supply communications equipment, in particular in communications technology distribution networks, with electrical energy.

Hinsichtlich der Verbraucher selbst ist vorgesehen, daß die berührbaren Gehäuse von den spannungsführenden Leitern durch Schutzisolation getrennt sind.With regard to the consumers themselves, it is provided that the accessible housing from the live Ladders are separated by protective insulation.

Wenn die Verbraucher an öffentlich zugänglichen Stellen angeordnet sind, ist es jedoch u. U. nicht ausgeschlossen, daß durch Fremdeinwirkung die Schutzisolation zerstört wird. Es ist dann der Fehlerfall denkbar, daß das Gehäuse Kontakt mit dem Hochspannungsanschluß des Verbrauchers erhält und — bei Undefiniertem Erdübergangswiderstand — im Berührungsfall gegen Erde unzulässig hohe Ströme fließen können.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den Personenschutz derart weiter zu vervollkommnen, daß auch tine Berührung bei fehlender oder fehlerhafter Schutzisolation eines Verbrauchers ungefährlich ist.If the consumers are located in publicly accessible places, however, it cannot be ruled out that the protective insulation is destroyed by outside influences. It is then conceivable that the housing comes into contact with the high-voltage connection of the consumer and - with undefined earth contact resistance - impermissibly high currents can flow in the event of contact with earth.
The invention is therefore based on the object of improving personal protection in such a way that even tine contact in the event of missing or defective protective insulation of a consumer is harmless.

Gemäß der Erfindung wird die Fernspeiseeinrichtung der eingangs genannten Art zur Lösung dieser Aufgabe derart ausgebildet, daß an wenigstens einer Stelle der Fernspeiseeinrichtung eine zusätzliche Drossel derart eingefügt ist, daß die in der ersten und zweiten Speiseader fließenden Ströme einerseits und der in der dritten Speiseader fließende Strom andererseits einander entgegengesetzt gerichtete Durchflutungen hervorrufen. According to the invention, the remote feed device of the type mentioned is used to solve this problem designed in such a way that at least one point of the remote feed device has an additional choke it is inserted that the currents flowing in the first and second feeder wires on the one hand and that in the third feeder current flowing on the other hand cause oppositely directed throughflows.

Bei Ausbildung der Fernspeiseeinrichtung als Mehrphasensystem mit mehreren gekoppelten Leitern sind auch die weiteren Leiterpaare über je eine oder zwei Wicklungen der Drossel zu führen, derart, daß sich im ungestörten Betrieb die Durchflutungen aufheben.When the remote feed device is designed as a multi-phase system with several coupled conductors also to lead the other pairs of conductors over one or two windings of the choke, in such a way that the cancel the flooding during undisturbed operation.

Durch diese Maßnahmen ergibt sich eine zusätzliche Symmetrierung des Stromflusses in der Fernspeiseleitung mit dem Vorteil, daß eine Berührung des Verbrauchergehäuses auch im Fehlerfall bzw. bei einem Masseschluß mit spannungsführenden Leitern ungefährlich ist. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß eine Erdung der leitungsseitigen Wicklung der zentralen Fernspeisetransformatoren beliebig, insbesondere an der Wicklungsmitte erfolgen kann. Somit läßt sich die Spannung gegen Erde, insbesondere auf den halben Wert, herabsetzen.
Die Erfindung wird anhand des in der FigurThese measures result in additional balancing of the current flow in the remote feed line with the advantage that contact with the consumer housing is not dangerous even in the event of a fault or if there is a short to ground with live conductors. Another advantage is that the line-side winding of the central remote feed transformers can be grounded as desired, in particular at the center of the winding. The voltage to earth can thus be reduced, in particular to half the value.
The invention is based on the in the figure

dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutertillustrated embodiment explained in more detail

Die Figur zeigt eine Fernspeiseeinrichtung, bei der mehrere elektrische Verbraucher über eine gemeinsame Speiseleitung an eine einzige Speisestelle t angeschlossen sind. Diese Speisestelle enthält eir-e Wechselspannungsquelle, an die ein Transformator 10 angeschlossen ist Dieser Transformator besitzt eine symmetrische Sekundärwicklung, deren Mittelanzapfung geerdet ist und deren äußere Anschlüsse mit 11 und 12 bezeichnet sind.The figure shows a remote feed device in which several electrical consumers have a common Feed line are connected to a single feed point t. This feed point contains an alternating voltage source, to which a transformer 10 is connected. This transformer has a symmetrical Secondary winding whose center tap is grounded and whose outer connections are designated 11 and 12 are.

Die Fernspeiseeinrichtung dient zur Wechselstrom-Parallelspeisung der als vollisolierte Geräte aufgebauten Verbraucher 41... 43. Die elektrischen Verbraucher 41 ... 43 sind über die als Dreileiterkabel ausgebildete Speiseleitung 5 an die Anschlüsse 11 und 12 der Speisestelle 1 angeschlossen, die eine konstante Wechselspannung abgibtThe remote feed device is used for alternating current parallel feed Consumers 41 ... 43, constructed as fully insulated devices. The electrical consumers 41 ... 43 are connected to the connections 11 and 12 of the via the feed line 5, which is designed as a three-wire cable Feed point 1 connected, which emits a constant alternating voltage

Die Speiseleitung 5 besteht aus drei Speiseadern a, b und c Die erste und die zweite Speiseader a bzw. b sind über je eine Wicklung 21a bzw. 21i> der als Symmetrierungsdrossel dienenden Drossel 21 an ein und denselben Anschluß 11 der Wechselspannungsquelle 1 angeschlossen. Die dritte Speiseader c ist an den anderen Anschluß 12 der Wechselspannungsquelle 1 gelegt.The feed line 5 consists of three feed wires a, b and c The first and second feed wires a and b are each connected to one and the same connection 11 of the AC voltage source 1 via a winding 21a or 21i> of the choke 21 serving as a balancing choke. The third feed wire c is connected to the other terminal 12 of the AC voltage source 1.

Die Verbraucher 41 ... 43 sind jeweils mit einem Anschluß an die dritte Speiseader c und mit dem anderen Anschluß sowohl an die erste als auch an die zweite Speiseader a, b angeschlossen, wobei die Verbindung mit der Speiseader a bzw. b über je eine Wicklung einer weiteren Drossel 31, 32, 33 vorgenommen ist. Weiterhin ist im Zuge der Speiseadern a, b eine Drossel 22 angeordnet Derart in das Dreileiterkabel eingefügte Drosseln können ggf. entfallen.The loads 41 ... 43 are each connected with one connection to the third feed wire c and with the other connection both to the first and to the second feed wire a, b , the connection to the feed wire a and b via one each Winding of a further choke 31, 32, 33 is made. Furthermore, a choke 22 is arranged in the course of the feed cores a, b . Chokes inserted in this way into the three-wire cable can optionally be omitted.

Für die Drosseln 21 und 31 bis 33 gilt, daß die beiden Wicklungen eines Kerns jeweils die gleiche Windungszahl haben und der Wicklungssinn so gewählt ist, daß die beiden Wicklungen zusammen eine angezapfte Symmetriewicklung bilden.For the chokes 21 and 31 to 33 it applies that the two windings of a core each have the same number of turns and the winding direction is chosen so that the two windings together form a tapped symmetry winding form.

Die Drosseln werden zweckmäßigerweise derart bemessen, daß der Magnetisierungsstrom einen ungefährlichen Wert, insbesondere von 9 mA, nicht übersteigt The chokes are expediently dimensioned in such a way that the magnetizing current is safe Value, in particular of 9 mA, does not exceed

Die gezeigte Fernspeiseeinrichtung hat den Vorteil, daß bei einer Berührung von zwei beliebigen Leitern des Fernspeisekabels über die dadurch geschaffene Verbindung praktisch kein Strom fließen kann und dies unabhängig davon, ob das Fernspeisekabel gerissen ist oder nicht. Diese Tatsache ergibt rieh für die verschiedenen Berührungsfälle aus den folgenden Zusammenhängen.The remote feed device shown has the advantage that when any two conductors touch the Remote power cable via the connection created practically no current can flow and this regardless of whether the remote feed cable is broken or not. This fact gives rieh for them different cases of contact from the following contexts.

Die Drossel 21 bewirkt als Symmetrierdrossel, daß in die beiden Speiseadern a und b praktisch gleich große und gleichphasige Wechselströme eingespeist werden. Andererseits wird durch die ebenfalls als Symmetrierdrosseln wirkenden Drosseln 31... 33 erreicht, daß die Verbraucher 41... 43 ihren Strom jeweils praktisch zur Hälfte der ersten Speiseader a und der zweiten Speiseader b entnehmen.The choke 21 acts as a balancing choke that practically equal and in-phase alternating currents are fed into the two feed wires a and b. On the other hand, is achieved by acting also as Symmetrierdrosseln chokes 31 ... 33, 41 ... 43 that virtually remove the consumer their electricity one half each of the first feeder wire a and the second feeder wire b.

Die Berührungssicherheit besteht auch für den Fall, daß ein einzelner Leiter abgerissen oder beide Leiter a und b unterbrochen sind.The contact security also exists in the event that a single conductor is torn off or both conductors a and b are interrupted.

Für die Verbraucher 41 ... 43 ist jeweils eine Schutzisolation vorgesehen. Zur Begrenzung eines bei fehlerhafter Schutzisolation gegen Erde fließenden Berührungsstromes ist eine zusätzliche Drossel 61 vorgesehen, die eine Begrenzung eines Berührungsstromes Jb bewirkt, der über den Erdkreis fließt Die zusätzliche Drossel 61 ist von der gleichen Art, wie die Drosseln 21,22 und 31... 33.Protective insulation is provided for each of the consumers 41 ... 43. An additional choke 61 is provided to limit a contact current flowing to earth in the event of faulty protective insulation, which limits a contact current Jb that flows via the earth circuit. 33.

In der Speisestelle 1, und zwar noch vor der Aufteilung des einen Leiters in die zwei parallelen Speiseadern a und b ist die Drossel 61 mit ihren beiden Wicklungen so in die zur Speiseleitung 5 führende Zuleitung eingefügt, daß die eine Wicklung in der Hin- und die andere Wicklung in der Rückleitung liegt und daß sich die Durchflutungen aufheben.In the feed point 1, even before the division of one conductor into the two parallel feed wires a and b , the throttle 61 with its two windings is inserted into the feed line leading to the feed line 5 that one winding is in the back and forth other winding is in the return line and that the flows cancel each other out.

Durch die zusätzliche Symmetrier-Drossel 61 wird der Rückstromweg im Leiter auch dann erzwungen, wenn einer der Verbraucher 41 ... 43 mit seinem spannungsführenden Anschluß bzw. seinem fehlerbedingt Spannung führenden Gehäuse 7 örtlich an Erde geführt wird. Auf diese Weise ergibt sich eine weitere Erhöhung der Berührungssicherheit des Fernspeisesystems. With the additional balancing choke 61, the return current path in the conductor is also forced, if one of the consumers 41 ... 43 with its live connection or its faulty condition Live housing 7 is performed locally to earth. In this way there is another Increasing the contact safety of the remote feed system.

Je nach Betriebsspannung und Erdkapazität der Fernspeiseleiter ist nach einer bestimmten Streckenlänge die Einfügung einer weiteren Symmetrier-Drossel 62 erforderlich. So darf z. B. bei einer Fernspeisespannung von 220 V- gegen Erde die Erdkapazität des Fernspeiseleiters nicht mehr als 130 nF betragen, wenn der Berührungsstrom gegen Erde unter 9 mA bleiben soll. Bei einer Erdkapazität des Leiters von z. B. 40 nF/km ist in diesem Fall nach 3 km Streckenlänge eine weitere Symmetrier-Drossel 62 vorzusehen.Depending on the operating voltage and earth capacity of the Remote feeder is the insertion of a further balancing choke 62 after a certain length of the route necessary. So z. B. with a remote supply voltage of 220 V to earth the earth capacity of the Remote feed conductor should not be more than 130 nF, if the contact current to earth should remain below 9 mA. With an earth capacitance of the conductor of z. B. 40 nF / km, a further balancing choke 62 must be provided after a 3 km route.

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 gespeistes Fernspeisenetz vor, so kann man, was in der Figur nicht näher dargestellt ist, die Speiseleitung 5 als 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 (vgl. 21) derart an die Stammleitung 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 zusammengeführt werden. In diesem Fall ist es zweckmäßig, an wenigstens ei.ier Stelle der Zweigleitung, vorzugsweise an der Abzweigstelle selbst, in gleicher Weise wie in der Speisestelle eine zusätzliche Drossel (vgl. 61) vorzusehen, bei der die in der ersten und zweiten Speiseader a, b fließenden Ströme einerseits und der in der dritten Speiseader andererseits fließende Strom einander entgegengesetzt gerichtete Durchflutungen hervorrufen.There are news, in particular television, distribution systems in which a large number of subscribers are connected to a common center via a tree-like distribution network. If an appropriately constructed remote feed network is provided for remote feeding of the intermediate repeater stations required in such a distribution network and is only fed from the control center, then, what is not shown in the figure, the feed line 5 can be used as the trunk line of a tree-like remote feed network and at any point Connect 5 branch lines to the trunk line for further groups of consumers. For this purpose, it is sufficient the branch lines each via a throttle (see FIG. 21) in such a way to be connected to the trunk line, that of the three supply wires of the branch line, the first and second via a respective winding of the choke to the first and second feed core a, b The trunk line is connected and the feed wires c are brought together directly. In this case it is advisable to provide an additional throttle (see 61) at at least one point of the branch line, preferably at the branch point itself, in the same way as in the feed point, in which the b , on the one hand, and the current flowing in the third feeder wire, on the other hand, cause flooding in opposite directions.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Remote feed device for alternating current parallel feed, in which at least one group of electrical loads are connected to a common AC voltage source via feed wires of at least one feed line, the feed line each containing three feed wires, a first and a second of which are connected via a winding of a choke one and the same connection of the AC voltage source are performed and the consumers are each connected with one connection to the third feeder wire and the other connection via a winding of a further choke to the first or second feeder wire and the two windings of one and the same choke for the purpose of balancing each have the same number of turns and are brought together with unlike connections, according to patent application P2853425.0-32, characterized in that an additional throttle (61; 62) is inserted at at least one point of the remote feed device in such a way that the first and the second feeder wire (a, b) on the one hand and the current flowing in the third feeder (c) on the other hand cause currents flowing in opposite directions.

2. Remote feed device according to claim 1, characterized in that the choke (61; 62) has two windings with the same number of turns and is inserted at a point on the feed line (5) at which the first and second feed wires (a, £,) together are connected in such a way that one winding is arranged in the supply line leading to the first and the second feed wire (a; b) and the other winding is arranged in the supply line leading to the third supply wire (c).

3. Remote feed device according to claim 1 or 2, wherein one of the plurality of feed lines (5) Trunk line and the other branch lines of a, in particular tree-like, remote feed network and the branch lines are each connected to the trunk line via a throttle are that of the three feeders of the branch line, the first and the second each have a winding of the The choke is connected to the first or second feed wire of the trunk line, characterized in that that an additional throttle is provided at at least one point of the branch line is, in which the currents flowing in the first and second feeder wire on the one hand and that in the third Feeder wires on the other hand cause currents flowing in opposite directions to one another.