DE3203689A1 - Netzleitungs-nachrichtenverbindungssystem unter verwendung der null- und erdschutzleiter einer haushalt-zweigleitung - Google Patents

Netzleitungs-nachrichtenverbindungssystem unter verwendung der null- und erdschutzleiter einer haushalt-zweigleitung

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DE3203689A1
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Edward Keith Simsbury Conn. Howell
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Description

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Beschreibung
Netzleitun'ga^achrichtenverbindungssystem unter Verwendung der Null- und Erdschutzleiter einer Häushaits-
Zweigleitung
Die Erfindung bezieht sich auf Netzleitungs-Nachrichtenverbindungs-(NNV) τ-Systeme und insbesondere auf ein NNV-System für eine Nachrichtenverbindung über das bestehende Haushaltsnetz-
Gemäß der Erfindung wird ein Netzleitungs-Nachrichtenverbindungs-(NNV)-System geschaffen für die Signalübertragung über die Zweigleitungen bzw. Stromkreise eines Wechselstrom-Ver-■ teilungsnetzes innerhalb eines Gebäudes, wie beispielsweise einer häuslichen Wohnung. Die verwendeten Nachrichtenverbin- " düngen sind diejenigen Zweigleitungen, die mit einem getrennten •Erdleiter zusätzlich zu den Phasen- und Nulleitern ausgerüstet sind. Da gemäß der Erfindung nur die Null-;· und Erdschutzleiter für die Nachrichtenverbindung verwendet werden, sind die Hindernisse für eine erfolgreiche Nachrichtenverbindung, die durch Lasten gebildet werden, die mit den Phasen-.und Nullleitern verbunden sind, weitgehend vermieden.· Tatsächlich ist das von dem NNV-System gesehene einzige -Rauschen der Spannungsabfall entlang dem Nulleiter, der durch die hindurchfließenden Last- und Störströme hervorgerufen wird. Dieser Spannungsabfall ist offensichtlich recht klein und kann vernachlässigt oder auf einfache Weise kompensiert werden.
Da die Vorschriften erfordern, daß das neutrale Kabel in dem Versorgungseingang endet und fest mit einem einzigen Erdungspunkt verbunden ist, d. h. an den Versorgungseingang oder Last-
verteiler an Erdpotential geklemmt ist, wobei alle Null- und Erdschutzleiter der Zweigleitungen an dem Lastverteiler in einer gemeinsamen elektrischen Verbindung mit den geerdeten neutralen Kabel enden, wird erfindungsgemäß eine induktive Einrichtung verwendet, um bei der gewählten erhöhten NNV-Signalfrequenz eine Impedanz zu entwickeln, wie stromabwärts davon die Nulleiter und Erdschutzleiter auf wirksame Weise voneinander trennt. Diese weitgehend induktive Impedanz übernimmt die Entwicklung einer zufriedenstellenden NNV-Signalspannung zwischen den Null- und ■ ■ Erdschutzleitern für eine Nachrichtenverbindung über ihre Zweigleitung. In Abhängigkeit davon, wo diese Induktivität angebracht wird, die übrigens bei der wesentlich niedrigeren Netzfrequenz eine vernachlässigbare Impedanz darstellt, kann die darüber entwickelte Signalspannung auf den stromabwärtigen Teil des Nullleiters der Zweigleitung in bezug auf das Erdpotential des Erd-.schutzleiters der Zweigleitung auftreten oder sie kann auf dem Erdschutzleiter in bezug auf das Erdpotential des Nulleiters auftreten. Genauer gesagt, hat die induktive Einrichtung- die Form eines Signalskopplungstransformators mit einem Kern, der entweder den Nulleiter stromabwärts von seiner geerdeten Verbindung mit dem neutralen Kabel der Versorgungsleitung umschließt oder der den Erdschutzleiter stromabwärts von seinem gemeinsam mit. dem Nulleiter und dem neutralen Kabel der Versorgungsleitung geerdeten Abschluß umschließt, um eine Nachrichtenverbindung ausschließlich über dem stromabwärtigen Teil dieser speziellen Zweigleitung herzustellen.
Auf diesen Signalkopplungs-Transformatorkern ist eine zweite Wicklung gewickelt für eine elektrische Verbindung mit entweder einem Signalsender oder einem Signalempfänger. An irgendeiner gewünschten stromabwärtigen Stelle auf der Nachrichtenverbindung der Zweigleitung verbindet eine kapazitive Signalkopplung, die eine hohe Impedanz bei der Netzfrequenz und eine niedrige Impedanz bei der NNV-Arbeitsfrequenz darstellt, entweder einen · Signalempfänger oder einen Signalsender über ihre Null- und Erdleiter. Diese kapazitive Kopplung sorgt dafür, die Null- und
-β. ♦ *-- ι
Erdschutzleiter stromabwärts von dem Lastverteiler bei der NeLz-"frequenz auf wirksame Weise elektrisch voneinander zu isolieren, wodurch irgendein Laststromfluß durch den Erdleiter verhindert wird.
Unabhängig davon, wo der Signalkopplungstransformator in das Haushaltsnetz eingeschleift ist, ist gemäß einem wichtigen Merkmal der Erfindung der Nulleiter von jeder Nachrichtenverbindung der Zweigleitung an dem eingangsseitigen Lastverteiler fest auf Erdpotential geklemmt, und zwar bei allen Frequenzen einschließlich der NNV-Signalfrequenz. Infolgedessen werden im · Gegensatz zur US-PS 2 743 434 die Signalspannungen, die über den Null- und Erdschutzleitern der Nachrichtenverbindung der Zweigleitung auftreten, an dem Lastverteiler kurzgeschlossen und breiten sich nicht außerhalb des Gebäudes auf das neutrale Kabel am Versorgungseingang aus.
Die Erfindung wird nun mit weiteren Merkmalen pnd Vorteilen anhand der- folgenden Beschreibung und der Zeichnung "von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Figur 1 ist ein schematisches, teilweise in Blockform dargestelltes Schaltbild von einem Haushaltsnetz-Nachrichtenverbindungssystem gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Figur 2 ist ein schematisches, teilweise in Blockform dargestelltes Teilschaltbild von einem Haushaltsnetz-Nachrichtenverbindungssystem gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Figur 3 ist eine schematisches, teilweise in Blockform dargestelltes Teilschaltbild von einem Haushaltsnetz-Nachrichten-Verbindungssystem gemäß einem weiteren Äusführungsbeispiel der Erfindung.
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Figur 1 zeigt einen Verteilertransformator 10, dessen Sekundärwicklung in der Mitte angezapft ist, um ein übliches 120/240 V Ilaushaltsnetz zu bilden. Üblicherweise sind mit dieser Sekundärwicklung des Transformators mehrere Eingangsleitungen oder Unterverteilungen verbunden, die zu verschiedenen, zu versorgenden Gebäuden laufen. Drei derartige Versorgungsver.teiler sind bei 12, 13 und 14 gezeigt. Jede Versorgungsleitung ist eine dreiadrige einphasige Leitung, die aus drei Netzleitern plus einem neutralen' Kabel bestehen. Wie bei dem Versorgungsverteiler 13 zu ersehen ist, sind die Netzleiter 16 und 18 elektrisch getrennt an Schutzeinrichtungen abgeschlossen, wie beispielsweise den Netzanschlüss.en eines zweipoligen Hauptschalters 22, der in dem Versorgungseingang, wie beispielsweise einem Lastverteiler 24, eines Stromabnehmers enthalten ist. Das neutrale Kabel 20 dieser Verteilung endetelektrisch in dem Lastverteiler an einer neutralen Schiene 26, die durch einen Erdungsdraht 28 massiv bzw. galvanisch mit einem-üblichen externen Erdungspunkt 27/ wie beispielsweise einer Wasserleitung, verbunden ist. Die Lastklemmen des Hauptschalters sind mit zwei Stromschienen 30 und 32 verbunden, die in dem Stromanschlußkasten isoliert angebracht sind. Die verschiedenen " Netzzweigleitungen von 120 bzw. 220 V, die durch den Lastverteiler versorgt, werden, sind mit ihren Phasenleitern getrennt über einzelne Schutzeinrichtungen, wie beispielsweise Schalter. 34·, mit der einen oder der anderen Stromschiene verbunden, und ihre Nulleiter sind gemeinsam mit der neutralen Sammelschiene 26 verbunden. Diejenigen Zweigschaltungen, die von der Hauptsammei- · schiene 32 gespeist werden, wie sie bei 36 und 3? angedeutet sind, können als ein Schenkel der einphasigen, dreiadrigen Versorgung betrachtet werden, und diejenigen Zweigschaltungen, wie sie bei 38 und 39 gezeigt sind, die von der Hauptsammeischiene 30 gespeist werden, können als der andere Schenkel betrachtet werden. Auch wenn es nicht dargestellt ist, so wird doch deutlieh, daß eine'240 Volt-Zweigschaltung von beiden Hauptsammelschienen über einen zweipoligen Schalter gespeist wird.
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Seit vielen Jahren nun enthält die Verdrahtung einet; llaushaitsnetzes einen Erdschutzleiter zusätzlich zu den laststromführenden Phasen- und Nulleitern. Diese Erdschutzleiter enden üblicher-' weise an der neutralen Sammelschiene 26' innerhalb des Lastverteilers, jedoch erfordert die moderne Verdrahtungspraxis, daß diese Erdschutzleiter an einer oder mehreren getrennten Erdungsschienen enden, die in dem Lastverteiler vorgesehen sind, wobei eine von 40 gezeigt ist. Diese Erdungsschiene wird dann elektrisch mit der geerdeten" neutralen Sammelschiene 26 verbunden, und zwar entweder über das metallische Gehäuse des Lastverteilers oder durch einen diskreten Verbindungsleiter, wie er
beispielsweise bei 42 dargestellt ist.
Wie weiterhin aus Figur 1 ersichtlich ist, verwendet das dort dargestellte Ausführungsbeispiel eines Netzleitungs-Nachrichteh-Verbindungssystem die Zweigschaltung 36 'als ihre Nachrichtenverbindung. Der Phasenleiter" 36a und der Nulleiter 36b davon
dienen zur Stromzufuhr zu den verschiedenen Lasten, die parallel geschaltet sind, wie beispielsweise die Glühlampen 44 und ein . Gerätemotor 46. Der Erdleiter 36c verläuft in gleicher Weise
wie seine Phasen- und Nulleiter und ist gemäß der Darstellung . in Figur 1 so verbunden, daß er das Gerätegehäuse 46a erdet.
Um auf diese Nachrichtenverbindung Signale· einzukoppeln, ist · ein Signalkopplungsformator vorgesehen, der einen kleinen Kern 4.8 aufweist, der den Erdleiter 36c an einer Stelle auf dem Zweigkreis 36 neben oder sogar innerhalb des Lastverteilers 2 4 umschließt. Auf diesen Kern ist eine.viele Waldungen aufweisende Primärwicklung 50 gewickelt, die mit einem Sender 52 von NNV-Signalen mit einer Frequenz von beispielsweise 160 kHz verbunden ist. Der mit dem Kern verbundene Teil des Erdleiters 36c
bildet eine eine Windung aufweisende Sekundärwicklung in der
eine induktive Impedanz ausgebildet wird, die bei der NNV-Signalfrequenz auf wirksame Weise den stromabwärtigen Verlauf des Erdleiters vom Erdpotential trennt, auf das sein Abschluß an der Erdschiene 40 geklemmt ist.
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Der Sender 52 entwickelt beim Speisen der Primärwicklung 50 eine Signalspannung über dieser Impedanz der Sekundärwicklung, und diese Signalspannung erscheint auf dem Erdleiter stromabwärts davon und steht in' bezug zu dem Erdpotential auf dem Nulleiter 36b.
Die Bezugszahl 54 bezeichnet eine übliche Wanddose, die in dem Zweigkreis 36 stromabwärts von dem Signalwandler angeordnet ist. Deren Phasen- und Nullanschlüsse sind auf ent-' sprechende Weise mit den Phasen- und Nulleitern verbunden, während ihr Erdanschl'uß mit dem Erdleiter verbunden ist. Zum Empfangen der auf dem Erdleiter auftretenden Spannungssignale .kann auf einfache Weise ein Empfänger 56' in diese Dose gesteckt werden, um so über eine kapazitive Kopplungseinrichtung, -die durch einen Kondensator 5'8 dargestellt ist, mit den Null- und Erdleitern verbunden zu werden. Der Wert dieses Kondensators ist so gewählt, daß er bei der Signalfrequenz eine kleine Impedanz von beispielsweise 10 Ohm und bei der Netzfrequenz eine hohe Impedanz von vielen tausend Ohm bildet. Vorzugsweise hat der Kmpi'clnger eine hohe InnenLmpedanz, um so eine angemessene Signalspannung -.für andere Empfänger aufrecht zu erhalten, die mit dem Zweigkreis 36 kapazitiv gekoppelt werden kann.
Es-wird deutlich, daß die Enden der Null- und Erdungsleiter in · dem Lastverteiler stromaufwärts von dem Signalkopplungstransformator effektiv miteinander verbunden und bei der Signalfrequenz auf Erdpotential gelegt sind, und deshalb kann keine Signalspannung auf der neutralen Sammelschiene 26 auftreten, um sich auf das neutrale Kabel 20 der Versorgungsstelle 13 auszubreiten. Da ferner irgendeine effektive Signalkopplungsimpedanz -zwischen dem Erdungsleiter 36c und dem Phasenleiter 36a stromabwärts von.dem Signalkopplungstransformator fehlt, abgesehen von einer Drahtstreukapazität, können NNV-Spannungssignale von signifikanter Größe nicht auf den Phasenleiter gekoppelt werden und sich von dort auf die Hauptversorgungsleitung 18 ausbreiten. Somit werden erfindungsgemäß die NNV-Spannungssignale innerhalb des bestimmten Haushaltsnetz-Verteilungssystems eingeschlossen, in dem das Netzleitungs-Nachrichtenverbindungssytem
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installiert ist, und dadurch wird das Erfordernis -.für ye In -nut ι >, rülativ teure Signal«*f allen eliminiert, in der Tat ist bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 ersichtlich, daß die NNV-Spannungssignale ausschließlich auf den Versorgungskreis 36 begrenzt sind, da auf der neutralen Sammelschiene 26'und dem Phasenleiter 36a kein Signal Vorhand2n ist. Ferner wird deutlich, daß die Positionen des Senders und Empfängers, wie sie in Figur 1 gezeigt sind, umgekehrt werden können, so daß der Sender mit den NuIl- und Erdleitern an einer stromabwärtigen Stelle der Zweigschaltung 36 kapazitiv gekoppelt ist für eine Nachrichtenverbindung mit einem Empfängertransformator, der an einer stromaufwärtigen Stelle mit dem Erdungsleiter gekoppelt ist. Weiterhin wird deutlich, daß der Sender und der Empfänger gemäß Figur 1 jeweils Sender-Empfänger für eine Zweiweg-Kommunikation über die durch die Zweigschaltung 36 gebildete Nachrichtenverbindung sein können. Weiterhin kann auch der Empfänger 56 gemäß Figur 1 mit .dem Phasenleiter 36a über einen Kopplungskondensator, der gestrichelt bei C angedeutet ist, verbunden sein, damit Rauschspannungen beseitigt werden können, die für den Empfänger aus Streuströmen resultieren, welche durch die Drahtimpedanz des Nulleiters fließen. ·. Derartige1 Rausch- bzw. Streuspannungen würden auch auf dem Phasenleiter in gleicher Größe aber mit entgegengesetzter Polarität auftreten.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 kann der Kern 48 des Signalkopplungstransformators den neutralen oder Nulleiter 26b umschließen, um so NNV-Spannungssignale in bezug auf den Erdschutzleiter zu induzieren. Diese Signale werden durch den Empfänger 56 abgetastet, der an einer stromabwärtigen Stelle der Zweigleitung zwischen.den Erd- und Nulleitern kapazitiv gekoppelt ist. Wie in dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 können die Spannungssignale nicht auf der neutralen Sammelschiene 26 erscheinen, da sie auf Erdpotential geklemmt ist. Ein gewisser Nachteil dieses Ausführungsbeispieles gemäß Figur 2 besteht darin, daß Signale auf dem, Phasenleiter 36a über die Impedanzen der Lasten gekoppelt werden können, die zwischen die Phasen-und Nullleiter geschaltet sind. Diese Signale können dann in andere Zweig-
leitungen wandern und auf die Hauptverteilungsleitung 18 austreten- Dies ist anders als bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1. In dem Ausführungsbeispiel gemäß der Figur 3 umgibt der Kern 48 des Signalkopplungstransformators den Phasenleiter 36a und zugleich den Nulleiter 36b der Zweigleitung 36. Somit werden Spannungssignale sowohl auf den Phasenleiter als auch den Nulleiter in bezug auf den Erdleiter 36c gekoppelt. In diesem Fall kann der Rauschunterdrückungskondensator C verwendet werden, um den Empfänger 56 sowohl mit dem Phasenleiter als auch dem Nullleiter kapazitiv zu koppeln, wie es in Figur 3 gezeigt ist, um die gemeinsamen Spannungssignale abzutasten, die auf beiden Leitern in bezug auf den Erdleiter 36c auftreten. Da die meisten Störspannungen auf den Phasen- und Nulleitern entgegengesetzte Phasen besitzen, kann eine Rauschunterdrückung auf einfache Weise • in dem Empfänger eingebaut werden. Ein weiterer Vorteil gegen- . über dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 liegt darin, daß die Flüsse, die in dem Kern 48 durch die Ströme, die in entgegenge- ' setzten Richtungen durch die Phasen- und Nulleiter fließen, entwickelt werden, sich aufheben. Infolgedessen sind die NNV-Span- · nungssignale, die auf den Phasen- und Nulleitern induziert wer^ den, sauberer und reiner. Weiterhin eliminiert die Kopplung gleicher Signalsp'annungen auf den Phasen- und Nulleitern Signalströme von dem stromaufwärtigen Teil des Phasenleiters und auch von der Hauptsammeischiene 32 und der Versorgungseingangsleitung 18, wie sie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 auftreten können, wo die Signalspannung, die durch den Kopplungstransformator allein auf den Nulleiter gekoppelt ist, über die dazwischen geschalteten Lasten auf den Phasenleiter gekoppelt werden kann. Daß dies bei dem Ausführungsbeispiel gemäß.Figur 3 verhindert ist, ist aus der Tatsache ersichtlich, daß, weil dia Signalspannungen auf den Phasen- und Nulleitern sowohl stromaufwärts als auch stromabwärts von dem Kopplungstransformator gleich sind und die Slgnalspannung auf dem stromaufwärtigen Teil des Nulleiters null sein muß (weil er auf Erdpotential geklemmt ist), dann auch die Signalspannung auf dem Phasenleiter stromaufwärts von dem Kopplungstransformator null sein muß.
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Wie bereits in Verbindung mit .dem Ausführungsbeispiel der Figur. 1 ■ausgeführt wurde, können die Positionen der Sender und' Empfänger in den Ausführungsbeispielen gemäß Figuren 2 und 3 umgekehrt sein oder jeder kann ein Sender-Empfänger für eine Zweiweg-Kommu-· nikation über die Zweigleitung 36 sein. Weiterhin kann auch ein Rauschunterdrückungskondensator C in dem Ausführungsbeispiel ge- · maß Figur 2 verwendet werden« Insbesondere im Falle der Ausführungsbeispiele gemäß den Figuren 1 und 3 erscheinen die Leiter .für den Signalkopplungstransformator als eine offene Leitung-, wobei eine relativ hohe Eingangsimpedanz des Empfängers angenommen wird. Der Signalstrom 1st deshalb klein und es besteht eins sehr kleine Signalspannungsdämpfung auf der Zweigleitung Nachrichtenverbindung. Somit wird deutlich, daß der Kern 50.einfach dazu verwendet wird, eine induktive Impedanz auf einen der damit verbundenen Null- und Erdschutzleiter des Zweigsystems zu geben, um so den stromabwärtigen Teil des verbundenen Leiters von den anderen Null- und Erdschutzleitern für die Ausbreitung . von SpannungsSignalen über diese Leiter zu trennen. Ein Sender und Empfänger oder zwei Sender-Empfänger werden dann mit den Null- und Erdschutzleitern an stromabwärts von dem Kern· gelegenen Stellen der Zweigschaltüng kapazitiv gekoppelt.
Somit wird deutlich,, daß die Verwendung der Erdschutz- und Nullleiter der Zweigschaltung zur Kommunikation gemäß der vorliegenden Erfindung eine Senkung der Größe und Kosten der Sender und Empfänger ermöglichen, da sie nicht der kontinuierlichen Beanspruchung durch die Netzspannung und die hohen transienten Spannungen ausgesetzt sind, die zwischen dem Netζleiter und dem Nullleiter auftreten. Das gleiche gilt für die·Kopplungs-Kondensa-'toren, die niedrigere Nennspannungen besitzen können und eine längere Lebensdauer und eine höhere Betriebssicherheit aufweisen. Da die Rauschprobleme wesentlich gemildert sind, kann die Amplitude der NNV-Signale verkleinert werden und trotzdem ist für eine erfolgreiche Kommunikation gesorgt, so daß eine weitere Sicherheit gegen den Austritt von merklichen Signalen aus der Kommunikation-Verbindung geschaffen ist. Die natürliche Gleichförmigkeit der Signalspannungen auf der Koinmunikä^tions-Verbin-
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bindung senkt. «lie Kmpfängerkosten, da der dynamische Betricbsboroi.ch vcrkleinerh ist.
Die beschriebenen Ausführungsbeispiele zeigen zwar nur eine Kommunikationsverbindung über eine einzelne Haushalts-Versorungsschaltung, es könnte aber auch für eine Kommunikation zwischen •verschiedenen Versorgungsschaltungen gesorgt werden, indem· Wicklungen 5Ö von getrennten Signalkopplungstransformatoren parallelgeschaltet werden, die auf entsprechende Weise mit mehreren Zweigleitungen verbunden sind. Alternativ könnten Signale, die über eine Zweigleitung empfangen sind, über eine geeignete Kopplungseinrichtung, wie sie hier vorgeschlagen ist, erneut auf eine gewünschte andere Zweigleitung ausgesendet werden.
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Claims (14)

  1. Patentansprüche
    Netzleitungs-Nachrichtenverbiridungssystem zur Signalübertragung über das Niederspannungs-Wechselstrom-Verteilersystem innerhalb eines Gebäudes, wobei das Verteilernetz einen Lastverteiler und mehrere' Zweigleitungen bzw. Stromzweige aufweist, von denen der Lastverteiler wenigstens eine Hauptsammelschiene, mit der die Verbraucherleitung eines Versorgungsstelleneingangs verbunden ist, und eine neutrale Sammelschiene aufweist, mit. der ein neutrales Kabel des Versorgungsstelleneingangs verbunden ist und die massiv bzw. galvanisch auf Erdpotential geklemmt ist, wobei jede Zweigleitung einen Phasenleiter, der elektrisch mit der Hauptsammelschiene verbunden ist, und einen Nullleiter aufweist, der in einer elektrischen Verbindung mit der neutralen Sammelschiene endet,
    gekennzeichnet durch
    A) eine Signalnachrichtenverbindung, die aus wenigstens einer der Zweigleitungen besteht, wobei diese Zweigleitung zusätzlich zu einem Phasenleiter und einem Nulleiter einen Erdschutzleiter aufweist, der innerhalb des Lastverteilers in einer gemeinsamen elektrischen Verbindung mit der neutralen Sammelschiene und dem Nulleiter endet und ansonsten bei der Wechselstrom-Netzfrequenz von dem Nullleiter stromabwärts von dem Lastverteiler elektrisch isoliert ist,
    B) einen Sender für Spannungssignale mit einer Frequenz, die größer als die Netzfrequenz ist,
    C) einen.Empfänger, der zum Empfang der Spannungssignale abgestimmt ist,
    D) einen. Signalkopplungstransformator mit einem Kern, der mit einem der Null— und Erdleiter der Zweigleitung gekoppelt . ist zur Bildung einer Transformatorwicklung, und mit einer zweiten, auf den Kern gewickelten Windung, die ' mit dem Sender oder dem Empfänger verbunden ist,
    E) eine kapazitive Kopplungseinrichtung, die den anderen Teil, d. h. den Empfanger oder den Sender, mit den NuIl- und Erdleitern der Zweigschaltung an einer Stelle stromabwärts von.dem Transformator verbindet, wobei die Kopp-■lungseinrichtung bei der Netzfrequenz eine hohe Impedanz •bildet, so daß Spannungssignale, die auf dem einen der ' Erd- und Nulleiter in bezug auf den anderen auftreten, sich entlang dieser Zweigschaltung zwischen dem Sender · und Empfänger ausbreiten und die Spannungssignale daran gehindert sind,· sich auf das. neutrale Kabel des Versorgungsstelleneingangs auszubreiten, da die neutrale Sammelschiene bei der Spannungssignalfrequenz auf Erdpotential geklemmt ist.
  2. 2. Nachrichtenverbindungssystem nach Anspruch 1, •dadurch gekennzeichnet, daß der Transformatorkern einen der Null- und Erdschutzleiter der Zweigschaltung umschließt zur Bildung einer Transformator- · wicklung mit einer Windung.
  3. 3. Nachrichtenverbindurigssystom nach Anspruch T oder 2,
    d ad urch gekennzeichnet, daß der Transformatorkern mit dem Erdschutzleiter der einen Zweigschaltung verbunden ist. · '
  4. 4. Nachrichtenverbindungssystem nach Anspruch 1 oder 2;.· dadurch gekennzeichnet,, daß der Transformatorkern mit dem Nulleiter der einen Zweigschaltung verbunden ist. ' ■ : ■ ■ . ·
  5. 5. Nachrichtenverbindungssystem nach Anspruch 1 odor 2, dadurch gekennzeichnet, .daß der Transformatorkern sowohl mit dem Phasenleiter als auch dem Nulleiter der einen Zweigschaltung verbunden ist.
  6. 6. Nachrichtenverbindungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet/ daß der Sender zum Speisen der zweiten Transformatorwicklung verbunden ist und die kapazitive Kupplungseinrichtung den Empfänger über die Null- und Erdschutzleiter der einen Zweigschaltungschaltet, wobei der Empfänger eine relativ hohe Eingangsimpedanz und die kapazitive Kupplungseinrichtung eine relativ niedrige Eingangsimpedanz bei der Signalfrequenz aufweist.
  7. 7. Nachriehtenverbindungssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Transformatorkern einen der Null- und Erdschutzleiter der einen Zweigschaltung umschließt zur Bildung einer Transformatorwicklung mit einer Windung.
  8. 8. Nachrichtenverbindungssystem nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Transformatorkern mit dem Erdschutzleiter der einen Zweigschaltung verbunden ist.
  9. 9. Nachrichtenverbindungssystem nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Transformatorkern mit dem Nulleiter der einen Zweigschaltung verbunden ist.
  10. ,10. Nachrichtenverbindungssystem nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Transformatorkern sowohl mit dem Phasenleiter als auch dem Nulleiter der einen Zweigschaltung verbunden ist.
  11. 11. Netzleitungs-Nachrichtenverbindungssystem zur Signalübertragung über das Niederspannungs-Wechselstrom-Verteilersystem innerhalb eines Gebäudes, wobei das Verteilernetz einen Lastverteiler und mehrere Zweigleitungen bzw. Stromzweige aufweist, von denen der Lastverteiler wenigstens ■ eine Hauptsammeischiene, mit der die Verbraucherleitung eines Versorgungsstelleneingangs verbunden ist, und eine neutrale Sammelschiene aufweist, mit der ein neutrales Kabel des VersorgungsStelleneingangs verbunden ist und die massiv bzw. galvanisch auf Erdpotential geklemmt ist, wobei jede Zweigleitung einen Phasenleiter, der elektrisch mit der Hauptsammeischiene verbunden ist, und einen Nulleiter aufweist,- der in einer elektrischen Verbindung mit der neutralen Sammelschiene endet,
    gekennzeichnet durch
    A) eine Signalnachrichtenverbindung, die aus wenigstens einer der Zweigleitungen besteht, wobei diese Zweigleitung zusätzlich zu einem Phasenleiter und einem Null- '. leiter einen Erdschutzleiter aufweist, der innerhalb des Lastverteilers in einer gemeinsamen elektrischen Verbindung mit der neutralen Sammelschiene und dem Nullleiter endet und ansonsten bei der Wechselstrom-Netzfrequenz von dem Nulleiter stromabwärts von dem.Lastverteiler elektrisch isoliert ist,
    B) eine induktive Einrichtung zur Bildung einer Reihenimpedanz in einem der Erd- und Nulleiter der einen Zweigschaltung an einer Stelle stromabwärts von ihrer gemein- ■
    samen Verbindung mit Erde innerhalb des T.astverteilers, wobei die induktive Impedanz eine verna^hlässigbare Impedanz bei der Netzfrequenz und eine merkliche Impedanz bei einer erhöhten Signalfrequenz besitzt,
    C) einen Sender, der mit der Nachrichtenverbindung gekoppelt ist zum Entwickeln von Spannungssignalen bei der.Signalfrequenz über" der Impedanz für eine Ausbreitung aus-. schließlich über demjenigen Abschni t von einem der Erd- und Nulleiter, der stromabwärts von der Impedanz liegt,
    . und
    D) einen Empfänger, der mit der Nachrichtenverbindung gekoppelt ist zum Abtasten der Spannungssignale, die auf dem
    '*"*' stromabwärt igen Teil von einem der Erd- und Nulleiter in
    bezug auf Erdpotential auftritt, das auf dem anderen der Erd- und Nulleiter der einen Zweigschaltung erscheint.
  12. 12. Nachrichtenverbindungssystem nach Anspruch 11, dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t,, daß ferner eine kapazitive Kopplungseinrichtung vorgesehen ist, die den Sender oder Empfänger über die Erd- und Nulleiter der einen Zweigschaltung an einer Stelle stromabwärts von der impedanz schältet, wobei die kapazitive Kopplungseinrichtung, eine hohe Impedanz bei der Netzfrequenz aufweist.
  13. 13. Nachrichtenverbindungssystein nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die die Impedanz bildende Einrichtung einen Magnetkern aufweist,
    . · der mit einem der Erd- und Nulleiter der einen "Zweigschal-, tung verbunden ist.
  14. 14. Nachrichtenverbindungssystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die induktive Einrichtung einen Signalkopplungstransformato.r mit einem Kern, der mit einem der. Erd- und Nulleiter der einen Zweigschaltung verbunden ist, und eine Wicklung aufweist, die auf den Kern gewickelt ist, der Sender oder Empfänger mit der Wicklung verbunden ist, und die kapazitive Kopplungseinrichtung den anderen Teil, d. h. den Empfänger
    oder Sender, mit den Erd- und Nulleitern der einen Zweigschaltung an einer Stelle stromabwärts von dem Kern verbindet, wobei' die kapazitive Kopplungseinrichtung bei der Netzfrequenz eine hohe Impedanz aufweist.
DE19823203689 1981-02-04 1982-02-04 Netzleitungs-nachrichtenverbindungssystem unter verwendung der null- und erdschutzleiter einer haushalt-zweigleitung Withdrawn DE3203689A1 (de)

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US06/231,631 US4433326A (en) 1981-02-04 1981-02-04 Power line communication system using the neutral and ground conductors of a residential branch circuit

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GB (1) GB2094595A (de)
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