DE3228526C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Stromversorgungseinrichtung zur Stromversorgung elektronischer Geräte, die längs einer seismischen Empfangsvorrichtung großer Länge verteilt sind und über an einen Generator angeschlossene Versorgungskabel gespeist sind, wie beispielsweise in der US-PS 40 11 540 beschrieben.

Eine solche Stromversorgungseinrichtung dient insbesondere zur Versorgung von Datenerfassungseinrichtungen, die in regelmäßigen Intervallen längs einer seismischen Sonde angeordnet sind. Jede Erfassungseinrichtung kann die von verschiedenen Empfängern oder Gruppen von Empfängern in den benachbarten Abschnitten einer seismischen Sonde erzeugten Signale aufnehmen. Diese Signale werden in Abhängigkeit von Echos akustischer Wellen, die von einer seismischen Quelle emittiert werden, an den verschiedenen reflektierenden oder beugenden unterirdischen Schichten erzeugt. Jede Datenerfassungseinrichtung überträgt diese Signale sequentiell zu einem Empfangs- und Aufzeichnungssystem, das auf einem Fahrzeug angeordnet ist, sobald geeignete Befehlssignale empfangen werden. Einrichtungen dieser Art sind in der französischen Patentanmeldung 24 71 088 beschrieben.

Die Versorgung der elektronischen Einrichtungen, die in den seismischen Sonden enthalten sind, kann zum Beispiel durch einen Gleichspannungsgenerator erfolgen, der mit diesen Einrichtungen durch elektrische Versorgungskabel großer Länge verbunden ist. Die elektronischen Einrichtungen können zu diesen Versorgungskabeln direkt oder mittels Transformatoren, die die Versorgungsgleichspannung in eine Gleichspannung geringerer Amplitude umwandeln, parallel geschaltet sein.

Ein Nachteil dieser Versorgungsart liegt darin, daß die ohmschen Verluste der Versorgungskabel, die häufig eine große Länge haben, elektrische Spannungsabfälle hervorrufen, und daß die elektrischen Spannungen, die effektiv den elektronischen Einrichtungen zugeführt werden, die an diese Kabel an vom elektrischen Generator weit entfernten Stellen angeschlossen sind, um so geringer sind, je länger die seismische Sonde ist. Ein weiterer Nachteil der Gleichspannungsversorgung liegt darin, daß eine Elektrolyse auftreten kann, wenn sich Feuchtigkeit auf den elektrischen Kontakten absetzt.

Die Versorgung der elektronischen Einrichtungen, die in einer seismischen Sonde enthalten sind, kann zum Beispiel mit einem Wechselspannungsgenerator erfolgen, der an die elektrischen Versorgungskabel großer Länge angeschlossen ist. Die elektronischen Einrichtungen werden dabei von Wechselspannungsgeneratoren gespeist, deren Primärwicklungen zu den Versorgungskabeln parallell geschaltet sind. Diese Art der Versorgung hat ebenfalls den Nachteil, daß aufgrund der Impedanz der Versorgungskabel Spannungsabfälle auftreten, die um so größer sind, je länger die Kabel sind, und damit die in der seismischen Sonde in großem Abstand von dem Wechselspannungsgenerator angeordneten Einrichtungen ebenfalls nicht richtig versorgt werden können.

Andererseits sind bekannt (DE-OS 24 03 550) zum Eintauchen bestimmte Empfangsvorrichtungen für akustische Wellen. Hierbei zeigt die DE-OS 24 03 550 einen akustischen Quarzempfänger, der in einem länglichen Körper eingebaut ist, dessen Wandung für akustische Wellen durchlässig ist, in Zuordnung zu einem Adapter-Verstärker und einem Gleichstromgenerator zur Polarisierung des Quarzes und zum Speisen der Verstärkerstufe. Beschrieben wird die Verwendung eines Stromgenerators und hiermit zusammenhängende Vorteile zum Speisen elektronischer Geräte für relativ lange Leitungen der Größenordnung von beispielsweise 75 m.

Die weiterhin bekanntgewordene US-PS 40 11 540 betrifft eine sogenannte seismische Flöte (seismische Anordnung großer Länge), die nach deren Ausführungsbeispiel zwei koaxiale kontinuierliche Empfänger vom Elektrettyp umfaßt, die je einem elektronischen Modul mit einer Impedanzadapterfunktion und einer Modulationsfunktion zugeordnet sind. Die aufgefangenen Signale dienen dazu, ein Trägersignal hoher Frequenz frequenzzumodulieren. Die koaxialen Kabel dienen zur Speisung der elektronischen Modulen mit Strom sowie zur Übertragung der modulierten Signale. Der Generator liefert eine kontinuierliche Spannung über eine Entkopplungsselbstinduktionsspule.

Alle diese genannten Stromversorgungseinrichtungen für Empfängeranordnungen für seismische Signale haben die genannten Elektrolyseerscheinungen, die sich aufgrund der Feuchtigkeit an den elektrischen Kontakten einstellen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektrische Stromversorgungseinrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, die es ermöglicht, von einem Spannungsgenerator unter großem Abstand angeordnete elektronische Einrichtungen mit konstanter Spannung zu speisen, ohne daß die erwähnten ungünstigen Elektrolyseerscheinungen in Kauf zu nehmen wären.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß die Geräte jeweils an einen Stromregler angeschlossen sind, der drei Wechselspannungsgleichrichter aufweist, deren positive und negative Ausgangsschlüsse jeweils zusammengeschaltet sind und deren Eingangsschlüsse jeweils mit den Sekundärwicklungen dreier Wechselspannungstransformatoren verbunden sind, daß die Primärwicklungen der jeweiligen Transformatoren aller Stromregler durch drei Versorgungskabel jeweils in Reihe geschaltet sind, und daß diese drei Versorgungskabel jeweils mit dem als Konstantstromgenerator ausgelegten Generator, der drei phasenverschobene Ströme erzeugt, verbunden sind.

Zweckmäßig bestehen die drei Versorgungskabel jeweils aus den Mänteln dreier mehradriger Kabel, die in der Empfangsvorrichtung angeordnet sind und die Signale zwischen den verschiedenen elektronischen Geräten und einer zentralen Station übertragen.

Die Einrichtung nach der Erfindung ermöglicht es, die zuvor erwähnten Nachteile zu vermeiden, da den elektronischen Geräten mehrere Stromregler zugeordnet sind. Jeder der Stromregler hat drei Wechselspannungsgleichrichter, deren positive und negative Ausgangsanschlüsse jeweils miteinander verbunden sind, und deren Ausgangsanschlüsse jeweils mit den Sekundärwicklungen dreier Wechselspannungstransformatoren verbunden sind, deren entsprechende Primärwicklungen jeweils zu drei Versorgungskabeln in Reihe geschaltet sind, die in der seismischen Empfangsvorrichtung bzw. in der Sonde angeordnet sind und die jeweils mit einem Konstantstromgenerator zur Erzeugung von drei phasenverschobenen Strömen verbunden sind.

Die Verwendung eines Stromgenerators zur Versorgung der in Reihe geschalteten Primärwicklungen mehrerer Spannungstransformatoren ermöglicht es, die Spannungen an den Anschlüssen dieser Wicklungen konstant zu halten, und zwar unabhängig von der Anzahl der verbundenen Stromregler. Die seismische Vorrichtung bzw. Sonde, die von einer derartigen Einrichtung gespeist wird, kann daher sehr lang sein, ohne daß es notwendig ist, ihre Versorgung zu ändern.

Außerdem ermöglicht es die Versorgung mit Dreiphasenströmen, die Gesamtimpedanz der Kabel ebenso wie die parasitären Induktivitäten in den Übertragungskabeln der seismischen Daten in einer seismischen Vorrichtung bzw. Sonde zu verringern.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Fig. 1 und 2 beispielsweise erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 den jeder elektronischen Einrichtung einer seismischen Empfangsvorrichtung zugeordneten Stromregler und die mit einem Stromgenerator verbundenen Versorgungskabel und

Fig. 2 einen Querschnitt einer bevorzugten Ausführungsform der elektrischen Versorgungskabel, die in einer seismischen Empfangsvorrichtung angeordnet sind.

Die Einrichtung (Fig. 1) hat einen Konstantstromgenerator (1) in Form eines Dreiphasenstromgenerators, der an drei Versorgungskabeln 2, 3, 4 Ströme I₁ = I sin ω t, I₂ = I sin (ω t+2/3) und I₃ = I sin (ω t+4/3) abgibt. Der jedem elektronischen Gerät zugeordnete Stromregler 18 hat drei Spannungstransformatoren 5, 6, 7, deren Primärwicklungen jeweils zu den Stromversorgungskabeln 2, 3, 4 in Reihe geschaltet sind. Der Generator 1 kann unabhängig von der Anzahl der in Reihe geschalteten Stromtransformatoren mit konstanten Strömen speisen, und die an den Anschlüssen der Primärwicklungen auftretenden Ströme sind konstant. Die Sekundärwicklungen der drei Transformatoren 5, 6, 7 sind jeweils mit den Eingangsanschlüssen von drei Gleichrichter- Brückenschaltungen 8, 9, 10 verbunden. Die mit Plus und Minus bezeichneten Ausgangsanschlüsse der drei Gleichrichter- Brückenschaltungen sind jeweils mit zwei Anschlüssen 11 und 12 verbunden. Die an den Anschlüssen 11 und 12 auftretenden Spannungen werden zur Stromversorgung des jeder Versorgungseinrichtung zugeordneten elektronischen Gerätes verwendet.

Die drei Versorgungskabel 2, 3, 4 sind im Inneren einer seismischen Empfangsvorrichtung großer Länge (Fig. 2) angeordnet, die von einer Außenhülle 13 umgeben ist. Im allgemeinen sind mehrere Leitungen erforderlich, um die verschiedenen Datenerfassungseinrichtungen zu verbinden, die in regelmäßigen Intervallen längs der seismischen Empfangsvorrichtung angeordnet sind. In diesem Falle sind im Inneren der Empfangsvorrichtung bzw. Sonde drei Kabel 14, 15, 16 angeordnet, von denen jedes mehrere Leiter 17 aufweist, die von einem Mantel 18 umgeben sind, der zum Beispiel aus einem Drahtgeflecht besteht. Die verschiedenen Leiter 17 der drei Kabel werden als Übertragungsleitungen verwendet, und die flexiblen Mäntel 18 der Kabel 14, 15, 16 bilden die Versorgungskabel 2, 3, 4.

Die Verwendung der Mäntel der drei mehradrigen Kabel 14, 15, 16 zur Versorgung der elektronischen Geräte mit Dreiphasenströmen ermöglicht es gleichzeitig, die parasitären Induktivitäten zwischen den Übertragungsleitungen auf ein Minimum zu reduzieren und auf drei gesonderte Leiter für die Übertragung des elektrischen Stroms zu verzichten.

Claims (2)

1. Elektrische Stromversorgungseinrichtung zur Stromversorgung elektronischer Geräte, die längs einer seismischen Empfangsvorrichtung großer Länge verteilt und über an einem Generator angeschlossene Versorgungskabel gespeist sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Geräte jeweils an einen Stromregler (18) angeschlossen sind, der drei Wechselspannungsgleichrichter (8, 9, 10) aufweist, deren positive und negative Ausgangsschlüsse jeweils zusammengeschaltet sind und deren Eingangsschlüsse jeweils mit den Sekundärwicklungen dreier Wechselspannungstransformatoren (5, 6, 7) verbunden sind, daß die Primärwicklungen der jeweiligen Transformatoren aller Stromregler durch drei Versorgungskabel (2, 3, 4) jeweils in Reihe geschaltet sind, und daß diese drei Versorgungskabel jeweils mit dem als Konstantstromgenerator (1) ausgelegten Generator, der drei phasenverschobene Ströme erzeugt, verbunden sind.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die drei Versorgungskabel (2, 3, 4) jeweils aus den Mänteln (18) dreier mehradriger Kabel (14, 15, 16) bestehen, die in der Empfangsvorrichtung angeordnet sind und die Signale zwischen den verschiedenen elektronischen Geräten und einer zentralen Station übertragen.