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Schaltanlage
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Die Erfindung betrifft eine Schaltanlage E mindestens einer zentralen
Schaltwarte und mehreren dezentralen - auch Kleinwarten genannten Steuerungs- und
Überwachungseinrichtungen, wobei die Schaitwarte mit den Steuerungs- und Überwachungseinrichtungen
und die Steuerungs- und üDerwachungseinrichtungen untereinander durch eine Ringleitun3
verbunden sind.
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Schaltanlagen der zuvor in ihrem grundsätzlichen Aufbau beschriebenen
Art sind vielfach bekannt. Dabei sind die Schaitwarten gleichsam aktive Steuerungs-
und Überwachungseinrichtungen, von denen in die Schaltanlagen eingegriffen werden
kann. Demgegenüber sind die dezentralen -auch Kleinwarten genannten - Steuerungs-
und Überwachungseinrichtungen in Bezug auf die Schaltanlagen insoweit gleichsam
passiv, als von ihnen in der Regel
nicht in die Schaltanlagen eingegriffen
werden kann, zumeist wohl aber durch sie in die Schaltanlagen eingegriffen wird.
Jedenfalls werden bei Schaltanlagen der in Rede stehenden Art Steuerungs- und Überwachungssignale
zwischen der Schaltwarte und den Steuerungs- und Überwachungseinrichtungen sowie
zwischen den Steuerungs- und Überwachungseinrichtungen untereinander übertragen,
- und zwar häufig mit Hilfe von Ringleitungen, die dabei aus Kupferkabel bestehen.
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Bei Schaltanlagen der in Rede stehenden Art haben aus Kupferkabel
bestehende Ringleitungen den Nachteil, daß sie induktiv und kapazitiv, vor allem
induktiv beeinflußbar sind. Insbesondere werden durch transiente Überspannungen,
wie sie z. B. bei Schaltvorgängen oder Blitzeinschlägen auftreten, auf den aus Kupferkabel
bestehenden Ringleitungen Störsignale erzeugt, die Steuerungs- oder Überwachungssignale
vortäuschen können, so daß die FuDktiorlz- und Betriebssicherheit der Schaltanlagen
gefährdet werden kann.
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Der Erfindung liegt folglich die Aufgabe zugrunde, eine Schaltanlage
der zuvor in ihrem grundsätzlichen Aufbau beschriebenen Art anzugeben, bei derdie
Ringleitung weder induktiv noch kapazitiv beeinflußbar ist.
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Die erfindungsgemäße Schaltanlage, bei der die zuvor hergeleitete
und dargelegte Aufgabe gelöst ist, ist dadurch gekennzeichnet, daß die Ringleitung
aus Lichtleitkabel besteht und an der Schaltwarte und an jeder Steuerungs-und Überwachungseinrichtung
eine Lichtein- und auskoppeleinheit vergesehen ist. Vorzugsweise ist das Lichtleitkabel,
aus dem die Ringleitung besteht, aus einer Mehrzahl von Lichtleitfasern aufgebaut.
Erfindungsgemäß ist also bei einer Schaltanlage der in Rede stehenden Art für die
Ringleitung anstelle des induktiv und kapazitiv beeinflußbaren Kupferkabels Lichtleitkabel
vorgesehen, das weder induktiv noch kapazitiv beeinflußbar ist, so daß insbesondere
auch transiente Überspannungen auf der Ringleitung keine Störsignale erzeugen können.
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Eingangs ist bereits erläutert worden, daß bei Schaltanlagen der in
Rede stehenden Art die Schaltwarte mit den Steuerungs- und Überwachungseinrichtungen
und die Steuerungs- und Überwachungseinrichtungen untereinander verbunden sind,
und zwar durch eine Ringleitung. Eine solche Ringleitung ist für die Verbindung
einer Schaltwarte mit mehreren Steuerungs- und Überwachungseinrichtungen und für
die Verbindung von mehreren Steuerungs-und Überwachungseinrichtungen untereinander
aus mehreren Gründen vorteilhaft. Einerseits ist der Aufwand für die Verbindungen
einer Schaltwarte mit mehreren Steuerungs- und Überwachungseinrichtungen und für
die Verbindungen von mehreren Steuerungs- und Überwachungseinrichtungen untereinander
relativ gering, wenn diese Verbindungen über eine Ringleitung erfolgen. Andererseits
hat eine Ringleitung den Vorteil, daß die durch sie realisierten Verbindungen zwischen
einer Schaltwarte und mehreren Steuerungs- und Überwachungseinrichtungen und zwischen
mehreren Steuerungs-und Überwachungseinrichtungen untereinander auch dann noch existent
sind, wenn die Ringleitung - gewollt oder ungewollt - an einer Stelle aufgetrennt
ist, aus dem zunächst geschlossenen Ring also eine offene Kette geworden ist.
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Damit eine Ringleitung in der zuvor erläuterten Form funktioniert,
ist es erforderlich, daß die Schaltwarte und alle Steuerungs- und Überwachungseinrichtungen
"aktiv" und "passiv" an die Ringleitung angeschlossen sind.
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"Aktiv angeschlossen" soll dabei bedeuten, daß die Schaltwarte bzw.
die Steuerungs- und Überwachungseinrichtungen Steuerungs- und Überwachungssignale
in die Ringleitung einspeisen können, während "passiv angeschlossen" die Bedeutung
hat, daß die Schaltwarte bzw. die Steuerungs- und Überwachungseinrichtungen von
der Ring leitung Steuerungs- und Überwachungssignale abnehmen können. Bei der erfindungsgemäßen
Schaltanlage sind nun die Schaltwarte und die Steuerungs- und Überwachungseinrichtungen
mit Hilfe der Lichtein- und auskoppeleinheiten "aktiv" und"passiv" an die aus Lichtleitkabel
bestehende Ring leitung angeschlossen.
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Im einzelnen gibt es verschiedene Möglichkeiten, die erfindungsgemäße
Schaltanlage auszugestalten und weiterzubilden, was im folgenden nur beispielhaft
erläutert werden soll.
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Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltanlage
ist dadurch gekennzeichnet, daß jede Lichtein- und auskoppeleinheit mindestens ein
Lichtübertragungselement, ein Lichteinkoppelelement und ein Lichtauskoppelelement
aufweist. Dabei dient das Lichtübertragungselement gleichsam dazu, die Ringleitung
geschlossen zu halten; mit Hilfe des Lichtübertragungselementes sind also die einer
Lichtein- und auskoppeleinheit "rechts" und "links" benachbarten Lichtein- und auskoppeleinheiten
miteinander verbunden. Demgegenüber dienen das Lichteinkoppelelement dem "aktiven
Anschluß", das Lichtauskoppelelement dem "passiven Anschluß11 der Schaltwarte bzw.
einer Steuerungs- und Überwachungseinrichtung an die Ringleitung. Selbstverständlich
ist die Aussage, daß jede Lichtein-und -auskoppeleinheit mindestens ein Lichtübertragungselement,
ein Lichteinkoppelelement und ein Lichtauskoppelelement aufweist, nur funktional
zu verstehen, kann also das Lichtübertragungselement, das Lichteinkoppelelement
und das Lichtauskoppelement als Baueinheit ausgeführt sein.
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Nach einer weiteren Lehre der Erfindung besteht die Ringleitung im
Bereich der Lichtein- und -auskoppeleinheiten aus mindestens drei Lichtleitkabelelementen,
nämlich aus einem Lichtleitkabelelement, das an der Steuerungs-und Überwachungseinrichtung
vorbeigeführt ist, und aus zwei Lichtleitkabelelementen, die von der Steuerungs-
und Überwachungseinrichtung kommen bzw.
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zu der Steuerungs- und Überwachungseinrichtung führen. Im Sinne der
weiter oben gemachten Erläuterungen ist bei dieser Ausführungsform das Lichtleitkabelelement,
das an der Steuerungs- und Überwachungseinrichtung vorbeigeführt ist, das Lichtübertragungselement
oder ein Teil des Lichtübertragungselementes, während die Lichtleitkabelelemente,
die von der Steuerungs- und Überwachungseinrichtung kommen bzw. zu der Steuerungs-
und Überwachungseinrichtung führen, das Lichteinkoppelement bzw. das Lichtauskoppelelement
oder jeweils einen Teil des Lichteinkoppelelementes bzw. des Lichtauskoppelelementes
darstellen.
Ist das Lichtleitkabel, aus dem die Ringleitung besteht, aus einer Mehrzahl von
Lichtleitfasern aufgebaut, so ist eine bevorzugte Ausgestalung der zuvor beschriebenen
Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltanlage dadurch gekennzeichnet daß ein
erster Teil der Lichtleitfasern das Lichtleitkabelelement bildet, das an der Steuerungs-und
Überwachungseinrichtung vorbeigeführt ist, und daß ein zweiter Teil der Lichtleitfasern
jeweils das Lichtleitkabelelement bildet, das von der Steuerungs- und Überwachungseinrichtung
kommt bzw. zu der Steuerungs-und Überwachungseinrichtung führt Bei aus Kupferkabel
bestehenden Ringleitungen ist der "aktive Anschluß" und der "passive Anschluß" der
Schaltwarte und der Steuerungs- und Überwachungseinrichtungen an die Ringleitung
relativ einfach möglich, nämlich galvanisch, induktiv oder kapazitiv realisierbar.
Wesentlich schwieriger gestaltet sich dagegen der "aktive Anschluß" und der Passive
Anschluß" der Schaltwarte und der Steuerungs- und Überwachungseinrichtungen an eine
Ringleitung, wenn diese aus Lichtleitkabel besteht. Hier ist weder ein glavanischer
noch ein induktiver noch ein kapazitiver Anschluß sondern nur ein optischer Anschluß
möglich, wobei der optische Anschluß unterschiedlich ausgeführt sein kann.
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Bei der Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltanlage, bei der
die Ringleitung im Bereich der Lichtein- und auskoppeleinheiten aus mindestens drei
Lichtleitkabelelementen besteht, geht nun eine weitere Lehre der Erfindung dahin,
zwischen den Lichtleitkabelelementen und dem ankommenden Teil der Ringleitung bzw.
dem abgehenden Teil der Ringleitung jeweils eine Lichtmischkupplung vorzusehen.
Lichtmischkupplung bedeutet dabei eine Ausführung der Verbindungsstellen zwischen
den Lichtleitkabelelementen und dem ankommenden Teil der Ringleitung bzw. dem abgehenden
Teil der Ringleitung derart, daß Lichtsignale, die Steuerungs- und/oder Überwachungssignale
darstellen, von der Ringleitung auf beide an dieser Verbindungsstelle vorhandenen
Lichtleitkabelelemente übertragen bzw. von den
beiden an dieser
Verbirldungsstelle vorhandenen Lichtleitkabelelementen auf die Ringleitung übertragen
werden können.
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Bei der erfindungsgemäßen Schaltanlage treten auf der aus Lichtleitkabel
bestehenden Ringleitung natürlich auch Verluste auf, wie sie auch bei Schaltanlagen
auftreten, bei denen die Ringleitungen aus Kupferkabel bestehen. Insbesondere treten
im Bereich des Anschlusses der Schaltwarte und der Steuerungs- und Überwachungseinrichtungen
an die Ringleitung Verluste auf. Um diese Verluste möglichst klein zu halten, ist
eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltanlage dadurch gekennzeichnet,
daß der Bereich der Verbindungsstellen zwischen den Lichtieitkabelelementen und
dem ankommenden Teil der Ringleitung bzw. dem abgehenden Teil der Ringleitung bzw.
der Bereich der Verbindungsstellen zwischen den Lichtleitkabelelementen und der
jeweiligen Lichtmischkupplung bzw. zwischen dem ankommenden Teil der Ringleitung
bzw. dem abgehenden Teil der Ringleitung und der jeweiligen Lichtmischkupplung mit
einem den Lichtaustritt aus dem Lichtleitkabel bzw. aus den Lichtleitfasern erleichternden
und Feuchtigkeitseintritt verhindernden oder einschränkenden Medium, insbesondere
mit einem Schutzgas oder mit einer Halogenverbindung gefüllt ist.
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Trotz der zuvor beschriebenen Maßnahmen kann bei der erfindungsgemäßen
Schaltanlage die Länge der Ringleitung und/oder die Notwendigkeit, an der Schaltwarte
und an jeder Steuerungs- und Überwachungseinrichtung eine Lichtein- und -auskoppeleinheit
vorsehen zu müssen, dazu führen, daß die Steuerungs- und Überwachungssignale darstellenden
Lichtsignale der Verstärkung bedürfen, so daß es zweckmäßig oder gar notwendig sein
kann, bei der erfindungsgemäßen Schaltanlage Lichtverstärker vorzusehen, und zwar
zweckmäßigerweise im Bereich der Lichtein- und -auskoppeleinheiten. Insbesondere
können die Lichtübertragungselemente, die Lichtkoppelelemente, die Lichtauskoppelemente
und/oder die Lichtmischkupplungen zugleich als Lichtverstärker ausgeführt sein.
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Weiter oben ist ausgeführt worden, daß bei Schaltanlagen der in Rede
stehenden Art eine Ringleitung für die Verbindung der Schaltwarte mit den Steuerungs-
und Überwachungseinrichtungen und für die Verbindung der Steuerungs-und überwachungseinrichtungen
untereinander unter anderem deshalb vorteilhaft ist, weil diese Verbindungen auch
dann noch existent sind, wenn die Ringleitung - gewollt oder ungewollt - an einer
Stelle aufgetrennt ist, aus dem zunächst geschlossenen Ring also eine offene Kette
geworden ist.
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Das gilt auch dann, wenn erfindungsgemäß die Ringleitung aus Lichtleitkabel
besteht. Also kann bei der erfindungsgemäßen Schaltanlage die Ringleitung an mindestens
einer Steuerungs- und Überwachungseinrichtung eine Trennstelle aufweisen.
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Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel
darstellenden Zeichnung näher erläutert; es zeigt Fig. 1 schematisch eine erfindungsgemäße
Schaltanlage, Fig. 2 wiederum schematisch, eine Lichtein- und -auskoppeleinheit
einer erfindungsgemäßen Schaltanlage und Fig. 3 eine bevorzugte Ausführungsform
einer Lichtein- und -auskoppeleinheit einer erfindungsgemäßen Schaltanlage.
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Die Fig. 1 zeigt eine Schaltanlage mit einer zentralen Schaltwarte
1 und mehreren dezentralen - auch Kleinwarten genannten - Steuerungs- und Überwachungseinrichtungen
2. Durch eine Ringleitung 3 sind die Schaltwarte 1 mit den Steuerungs- und Überwachungseinrichtungen
2 und die Steuerungs-und überwachungseinrichtungen 2 untereinander verbunden.
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Erfindungsgemäß besteht die Ringleitung 3 aus Lichtleitkabel und sind
an der Schaltwarte 1 und an jeder Steuerungs- und Überwachungseinrichtung 2 eine
Lichtein- und -auskoppeleinheit 4 vorgesehen. Die Lichtein- und -auskoppeleinheiten
4
sind in Fig. 1 nur angedeutet, während Fig. 2 schematisch eine einzelne Lichtein-
und -auskoppeleinheit 4 zeigt. Dabei ist in der Fig. 2 angedeutet, daß jede Lichtein-
und -auskoppeleinheit 4 ein Lichtübertragungselement 5, ein Lichteinkoppelelement
6 und ein Lichtauskoppelelement 7 aufweist.
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Die Fig. 3 verdeutlicht nun insoweit eine bevorzugte Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Schaltanlage, als die Ringleitung 3 im Bereich der Lichtein-
und -auskoppeleinheiten 4 aus drei Lichtleitkabelelementen 8, 9, 10 besteht, nämlich
aus einem Lichtleitkabelelement 8, das an der Steuerungs-und Überwachungseinrichtung
2 vorbeigeführt ist, und aus zwei Lichtleitkabelelementen 9, 10, die von der Steuerungs-
und Überwachungseinrichtung 2 kommen bzw. zu der Steuerungs- und Überwachungseinrichtung
2 führen. Im übrigen zeigt die Fig. 3, daß zwischen den Lichtleitkabelelementen
8, 9 bzw.
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8, 10 und der ankommenden bzw. abgehenden Ringleitung 3 jeweils eine
Lichtmischkupplung 11 vorgesehen ist. Die Lichtmischkupplungen 11 stellen eine Ausführung
der Verbindungstellen zwischen den Lichtleitkabelelementen 8, 9 bzw. 8, 10 und der
ankommenden bzw. der abgehenden Ringleitungen 3 derart dar, daß Lichtsignale, die
Steuerungs- und Überwachungssignale darstellen und mit Pfeilen 12 verdeutlicht sind,
von den beiden an dieser Verbindungsstelle vorhandenen Lichtleitkabelelementen 8,
9 auf die Ringleitung 3 bzw. von der Ringleitung 3 auf die beiden an dieser Verbindungsstelle
vorhandenen Lichtleitkabelelemente 8, 10 übertragen werden können.
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