-
Anordnung zur Überbrückung von Trennstellen in Hochspannungsanlagen
bei Hochfrequenzübertragung von Signalen bzw. Gesprächen längs Leitungen Bei Hochfrequenzübertragung
von Signalen bzw. Gesprächen mittels Hochspannungsleitungen ist man häufig vor die
Aufgabe gestellt, Trennstellen für die Hochspannung bzw. den Starkstrom bezüglich
der Trägerfrequenzen zu überbrücken.
-
Es ist bekannt, zu diesem Zweck an die zu verbindenden Hochspannungsleitungen
Hochspannungskondensatoren anzuschalten, die über ein einziges Abstimmgerät miteinander
verbunden werden. Das Abstimmungsgerät hat die Aufgabe, mittels Spannungsresonanz
den kapazitiven Widerstand der Hochspannungskondensatoren für die Trägerfrequenzen
durch Abstimmittel, deren Widerstand für diese Frequenzen als Induktivität wirkt,
zu kompensieren.
-
Ferner ist auch bekannt, die beiden an den Enden der Verbindungsleitung
befindlichen Kopplungskondensatoren durch zwei Drosseln zu kompensieren, die miteinander
fest gekoppelt und etwa in der Mitte der Verbindungsleitung angeordnet sind.
-
Die Benutzung dieser bekannten Schaltungen bei beträchtlicher Länge
der Zuführungsleitung bereitet in der Praxis häufig Schwierigkeiten, die dadurch
bedingt sind, daß die Kopplungskondensatoren, die mit den Abstimmgeräten auf Resonanz
abgestimmt sind, eine beträchtliche hochfrequente Resonanzspannung an ihren an die
Verbindungsleitung angeschlossenen Polen besitzen. Der ganze resultierende -hochfrequente
Spannungsabfall zwischen den Anschlußpunkten an die Hochs2annungsleitungen, bestehend
aus den Spanhungen der Kopplungskondensatoren, der Abstimmgeräte, und der Spannungsabfall
in der Verbindungsleitung ist praktisch klein, so daß die beiden erwähnten Anschlußpunkte
bzw. die an sie angeschlossenen Pole der beiden Kopplungskondensatoren eine nur
unbeträchtliche hochfrequente Spannungsdifferenz gegeneinander sowie gegen die Rückleitung
bzw. als Rückleitung dienende Erde aufweisen. Dagegen besitzen die anderen Pole
der Kopplungskondensatoren eine verhältnismäßig große Resonanzspannung der Kondensatoren.
Da bei den erwähnten bekannten Schaltungen diese Resonanzspannungen der Kopplungskondensatoren
nicht an beiden Enden durch Abstimmgeräte kompensiert sind, so wird hierbei einer
zwischen einem Kopplungskondensator und einem entfernt von diesem angebrachten Abstimmgerät
befindlichen langen Zuführungsleitung die große Resonanzspannung des Kondensators
des daran angeschlossenen Kondensatorpols aufgedrückt; dadurch werden große Ladeströme
hervorgerufen, die
zu erheblichen Verlusten führen und die Abstimmung
der Geräte wesentlich stören. Zur Vermeidung dieser Nachteile wird nun erfindungsgemäß
an beiden Enden der beträchtlich langen Überbrückungsleitung je ein Abstimmgerät
vorgesehen, von denen ein jedes den zugehörigen, der Abstimminduktivität unmittelbar
benachbarten Kopplungskondensator kompensiert. Infolgedessen wird die Trägerfrequenzspannung
auf der ganzen Übergangsleitung auf ein Minimum gebracht, und die Verluste werden
stark verringert.
-
Einige Ausführungsbeispiele der Schaltung nach der Erfindung sind
in der Zeichnung veranschaulicht Bei der prinzipiellen Schaltung nach Abb. i bezeichnen
L,, und L2 die zu verbindenden Hochspannungsleitungen, die durch Öffnung des Trennschalters
T betriebsmäßig voneinander getrennt sind. Die beiden für Hochfrequenz zu verbindenden
Freileitungen können natürlich auch verschiedenen betrieblich völlig voneinander
unabhängigen Freileitungssystemen angehören. Mit C1 und C2 sind die Hochspannungskopplungskondensatoren
und mit U die sie verbindende Übergangsleitung für die Trägerfrequenzen bezeichnet.
A1 und A2 sind die gemäß der Erfindung an die beiden Enden der Übergangsleitung
anzuschaltenden und je mit dem benachbarten Kondensator auf die Trägerfrequenz abzustimmenden
Abstimmgeräte.
-
Die Übertragung der Schaltung für die Benutzung einer zweiten Phase
als Rückleitung versteht sich von selbst, da sie nur in üblicher Weise spiegelbildlich
ergänzt zu werden braucht.
-
Es ist zweckmäßig, an die Übergangsleitung, wie dies in Abb. i dargestellt-
ist, eine Drossel T anzuschalten, durch die die statischen Aufladungen durch den
Betriebsstrom nach Erde abgeleitet werden. Es können natürlich mehrere derartige
Drosseln Verwendung finden, die beispielsweise nicht in der Mitte der Übergangsleitung,
sondern unmittelbar hinter die Kopplungskondensatoren geschaltet werden. - Außerdem
empfiehlt es sich, unter Umständen durch Verwendung von platten Funkenstrecken und
Schmelzsicherungen die Abstimmgeräte und die übergangsleitung vor dem Übertritt
der Hochspannung im Falle von Kondensatordefekten zu schützen.
-
Bei Anschaltung von Hochfrequenzgeräten an die Gberbrückungsstelle
empfiehlt es sich dringend, die Einführungen der Hochspannungsleitungen in die Werke
hinter dem Anschaltpunkt der Kondensatoren mittels abgestimmten oder unabgestimmten
Drosseln Dl und D2 abzusperren. Es wird dadurch vermieden, daß erhebliche Hochfrequenzenergien
uriausgenutzt in das Werk bzw. in Abzweigleitungen abfließen.
-
Die beschriebene Schaltungsanordnung ermöglicht es auch, in einfacher
Weise an der Überbrückungsstelle eine Hochfrequenzstation anzuschalten, ohne daß
die Bedingungen für die richtige Abstimmung der Abstimmgeräte geändert werden. Der
Energieverbrauch für die Trägerfrequenzen in der angeschalteten Hochfrequenzanlage
wirkt günstig in dem Sinne, als der Wellenwiderstand der Überbrückungsschaltung
dem der Freiteitung angenähert wird und dadurch Energieverluste durch Reflexion
von der Überbrückungsstelle vermindert werden.
-
Die Anschaltung einer Hochfrequenzstation St ist durch Abb. a und
3 veranschaulicht. Zweckmäßiger ist die Schaltung der Station St nach Abb. 3, wo
sie für die Trägerfrequenzen wie ein Ohmscher Widerstand (Resonanzwiderstand) im
Nebenschluß zur Übertragungsleitung wirkt. Durch geeignete Dimensionierung der Hochfrequenzkreise
der Station läßt sich erreichen, daß dieser Resonanzwiderstand des Gerätes ungefähr
auf die Größe gebracht wird, die notwendig ist, um dei- Überbrückungsschaltung zwischen
den Freileitungen L1 und I_2 angenähert den Charakter des Wellenwiderstandes der
Freileitungen zu geben.
-
In Abb. q. ist ein Ausführungsbeispiel der Anwendung der Erfindung
für den Fall dargestellt, wenn mehr als drei Hochspannungsfreileitungen für den
Trägerfrequenzbetrieb miteinander verbunden werden sollen. Auch hier wird nach der
Erfindung jeder Kopplungskondensator durch ein ihm zugeordnetes Abstimnigerät in
Spannungsresonanz mit diesem in bezug auf die Trägerfrequenzen geschaltet, wobei
die verschiedenen Übergangsleitungen UI-U3 miteinander verbunden sind.
-
Die Durchführung der oben geschilderten Maßnahmen gestattet es, als
Hochfrequenzübertragungsleitungen auch Kabel zu verwenden. In diesem Falle ist es
zweckmäßig, zur Verringerung der Verluste Kabel mit Papierluftisolation zu verwenden.
Zur weiteren Verminderung der Verluste können natürlich auch am Anfang und Ende
des Übertragungskabels Transformatoren zur Anpassung der Wellenwiderstände angeschlossen
werden, über die die Übergangsleitung angeschlossen ist. Die Verwendung von Übertragungskabeln
kann unter anderen Fällen dort in Frage kommen, wo die Hochspannungsleitungen in
Form von Kabel. Flußläufe zu überwinden haben; da aber die normalen Starkstromkabel
erhebliche Verluste für Hochfrequenz mit sich bringen, so würde es sich in diesem
Falle empfehlen, noch eine besondere Hochfrequenzverbindunsleitung (Frei-Z>
leiteng
oder Telephonkabel) unter Berücksichtigung der oben geschilderten Gesichtspunkte
anzuordnen. Die Abwanderung von Hochfrequenzenergien in das parallele Überführungsstück
des Starkstromkabels hinein wird hier wiederum durch Verwendung von Resonanzdrosseln
zu verhindern sein.
-
Im Falle von Gegensprechen auf zwei Wellen sollen die Abstimmgeräte
die erforderliche Spannungsresonanz möglichst für weide Wellen gleichzeitig erzeugen.
In manchen Fällen wird es aber ausreichen, die Spannungsresonanz für eine zwischen
den Trägerfrequenzen liegende Frequenz herzustellen, so daß für die Trägerfrequenzen
selbst die Kompensation des Kondensatorwiderstandes nicht vollständig erfüllt ist.