DE740030C

DE740030C - Anordnung zur Anpassung mittels Stichleitungen

Info

Publication number: DE740030C
Application number: DED82201D
Authority: DE
Inventors: Dr Otmar Stuetzer
Original assignee: MAX DIECKMANN DR; OTMAR STUETZER DR
Current assignee: MAX DIECKMANN DR; OTMAR STUETZER DR
Priority date: 1940-02-27
Filing date: 1940-02-27
Publication date: 1943-10-16

Description

Anordnung zur Anpassung mittels Stichleitungen Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Anpassung von Verbrauchern an beliebige Energieleitungen (Lecherleitungen, konzentrische Rohrleitungen, Hohlkabel). Verwendet wird das bekannte Prinzip der Blindstromkompensation, das zunächst an dem Leitungsschema der Abb. i erläutert sei.
Ein Abschlußw%derstand Ra, der vom Wellenwiderstand Z der Leitung verschieden ist, erzeugt auf der Leitung bekanntlich eine Widerstandsverteilung; die vom Ort z auf der Leitung abhängig ist und mit 42 periodisch ist. Der Realteil R dieser Verteilung ist in Abb. i in seinem ungefähren Verlauf dargestellt.
Um eine Anpassung zu erreichen, sucht man nun auf der Leitung einen Ort, an dem dieser Realteil R den Wert des Wellenwiderstandes Z annimmt. Ein solcher ist immer vorhanden. Der Kompensationsbügel wird nun in seiner Länge y so verändert, daß die dadurch an den Ort z gebrachte Blindwiderstandskomponente j -Z' tg a y den eventuellen Blindwert des Leitungswiderstandes gerade kompensiert. (a ist dabei das Phasenmaß der verlustfrei gedachten Leitung.) Man erkennt, daß bis auf additive Längen von d/2 die Größen,z und y ganz bestimmte, von Ra und Z abhängige Werte annehmen müssen, damit Anpassung erreicht ist. Üblicherweise werden die Stellungen z und y empirisch gefunden und die Anpassung dadurch kontrolliert, daß vor dem Kompensationsbügel die Welligkeit d gemessen wird, d. h. das Verhältnis der infolge der Widerstandsverteilung auftretenden Spannungs-bzw. Stromschwankungen, d = U,1RlU",.,;. Ist d = i, so ist angepaßt.

Gegenstand der Erfindung ist eine Anordnung zur Anpassung auf Energieleitungen mit Hilfe von Blindströme kompensierenden, in der Länge einstellbaren Stichleitungen bzw. Stutzen mit verstellbarem Bügel, die dadurch gekennzeichnet ist, daß eine, mechanische

Kupplung vorgesehen ist, derart, daß die

Länge der Stichleitung in Abhängigkeit von

ihrer Verschiebung auf der Energieleitung

aus der Lage eines Extremwertes der Span-

nung heraus gesetzmäßig selbsttätig geändert

wird. Damit wird das zeitraubende empi-

rische Einstellen der Kompensationsbügel

durch eine mechanische Anordnung völlig er-

setzt. Die Anordnung basiert auf folgender

Erkenntnis

Geht man nicht vom Abschlußwiderstand Ra,

sondern von einem beliebigen Spannungsmini-

mum oder -maximum auf der Leitung aus,

auf der durch einmalige Messung das An-

passungsmaß d bekannt ist, so ist die Stellung

des Kompensators x und die Kompensator-

länge y nur von d abhängi, nicht jedoch von

Betrag und Phase von R,'

Nimmt man zunächst Bezug auf das Span-

nungsminimum, so zeigt eine rechnerische

Überlegung, daß - sich die interessierenden

Größen x und y durch folgende einfache Be-

ziehungen ausdrücken lassen:

i. bei Parallelschaltung des Kompensations-

bügels (Abb. i)

x = x 277 arc tg I,` d

y -

2 7t arc etg T ' l/ @ - a-

2. l

bei Serienschaltung des` Kompensations-

bügels (Abb. 2) `

x = -- a 7 rc - arc tg T

y - , arc tg Z' \b vdl

Dabei bedeutet .i die auf der Leitung vor-

handene Wellenlänge, Z den Wellenwider-

stand der Leitung und Z' den des Kompensa-

tionsbügels. Durch Einsetzen der ersten in

die zweiten Gleichungen erkennt man, daß y

eine Funktion von x ist, die unabhängig von

Rd und d ist. Durch eine geeignete Schablone

läßt sich dann y mit x zwangsläufig richtig

ändern. Der Einstellvorgang wäre dann

folgender

Man sucht auf der Leitung ein Spannungs-

minimum, setzt in diesem den Kompensa-

tionsbügel an und verschiebt ihn längs der

Leitung, wobei sich seine Länge y durch die

Schablone automatisch richtig mitändert. In

einer ganz bestimmten Stellung wird der Ver-

braucher den meisten Strom aufnehmen, hier

herrscht Anpassung.

Die Anordnung gemäß der Erfindung hat

den Vorteil allgemeiner Brauchbarkeit; es ist

allerdings für jede Wellenlänge i eine eigene

Schablone erforderlich. Modifiziert man die

Anordnung daher und wählt den Wellen-

widerstand Z' der Stichleitung speziell, und

zwar

bei Parallelschaltung

Z'-Z.2;

wählt man dann die Entfernung x vom

Spannungsminimum aus, so ist

y--.-Zx,

bei Serienschaltung

Z'-2Z;

wählt man die Entfernung x vom Span-

nungsmaximum aus, so ist

y --2x.

Die Transformationsentfernungen sind also

linear voneinander abhängig und vollständig

unabhängig von der benutzten Wellenlänge.

Die Schablone kann durch eine Zahnradüber-

setzung ersetzt werden, die die Entfernung y

einfach doppelt so schnell wachsen läßt wie

die Größe x.

In der Praxis ist es oft lästig, Leitungen

verschiedenen Wellenwiderstands benutzen zu

müssen. Das läßt sich nach Abb.3 und d.

dadurch vermeiden, daß man zwei Bügel mit

dem ursprünglichen Leitungswiderstand Z

parallel bzw. hintereinanderschaltet.

Die Anordnung läßt sich auch für Hohl-

kabel verwenden. Die Beurteilung, ob ein

Stichkabel als Serien- oder Parallelschaltung

anzusehen ist, richtet sich nach den auf der

Hohlkabelinnenfläche fließenden Strömen.

Abb. 5 stellt für den Fall der einfachsten in

einem rechteckigen Hohlkabel möglichen

Schwingung, der Hl,- Welle, eine Parallel-

schaltung, Abb.6 eine Serienschaltung dar.

Für die Hohlkabel empfiehlt sich besonders

die Verwendungzweier Kompensationsstutzen,

wie es für Doppelleitungen in den Abb.3

bzw. 4. gezeigt ist. Der Wellenwiderstand

von Hohlkabeln ist nämlich frequenzabhängig.

Bei einer Anordnung mit zwei Kompensa-

tionsstutzen ist jedoch dieFrequenzabhängig-

keit ohne Einfluß, da die Ansatzstutzen ein-

zeln denselben Wellenwiderstand wie. die

Energieleitung und damit dieselben Quer-

schnittsabmessungen wie die Energieleitung

haben.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Anordnung zur Anpassung auf Ener- gieleitungen mit Hilfe von Blindströme kompensierenden, in der Länge einstell- baren Stichleitungen bzw. Stutzen mit verstellbarem Bügel, dadurch gekennzeich- net, daß eine mechanische Kupplung vor-

gesehen ist, derart, daß die Länge der Stichleitung in Abhängigkeit von ihrer Verschiebung auf der Energieleitung aus der Lage eines Extremwertes der Span- nung heraus gesetzmäßig selbsttätig ge- ändert wird. , 2. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zur Lagen- und Län- genänderung Schablonen benutzt werden, deren Form von der Wellenlänge ab- hängig ist. 3. Anordnung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Parallel- schaltung des Kompensationsbügels dessen Wellenwiderstand gleich dem halben Lei- tungswellenwiderstand gewählt ist, derart, daß beim Ausgehen von einem Spannungs- minimum die Bügellänge doppelt so groß ist wie der Bügelabstand. 4.. Anordnung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Serien- schaltung des Kompensationsbügels dessen Wellenwiderstand gleich dem doppelten Leitungswellenwiderstand gewählt ist, der-

art, daß beim Ausgehen von einem Spannungsmaximum die Bügellänge doppelt so groß ist wie der Bügelabstand. 5. Anordnung nach Anspruch i und 3, dadurch gekennzeichnet, daß statt eines Bügels mit halbem Wellenwiderstand zwei Bügel mit dem ursprünglichen Leitungswellenwiderstand parallel geschaltet werden. 6. Anordnung nach Anspruch i und q., dadurch gekennzeichnet, daß statt eines Bügels mit dem doppelten Wellenwiderstand zwei Bügel mit dem ursprünglichen Leitungswellenwiderstand in Seriegeschaltet werden. 7. Anordnung nach Anspruch i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung für Anpassung von Hohlkabeln verwendet wird. Zur Abgrenzung des Anmeldungsgegenstandes vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren keine Druckstücke. in Betracht gezogen worden.