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Anordnung zur Uberwachung von Hochfrequenzenergieleitungen Zusatz
zum Patent 737877
Gemäß einem ausführungsbeispiel des Patents 737 877 ist eine Anordnung
zur Überwachung von Hochfreuqenzenergieleitungen beschrieben, die vorsieht, daj
an einem Punkt der Energieleitung eine der Hochfrequenzspannung zwischen Inncn-
und Aufßeleiter proportonale spannung abeleitetet wird, ferner durch Anwendung geeigneter
Transformatoren eine dem Strom auf der Energieleitung derart proportionale Spannung
gewonnen wird, daß im Anpassungsfall die beiden Spannungen einander gleich sind.
Es werden sodann diese Spannungen in getrennten Zweigen additiv und subtraktiv zusammengesetzt
und zur Gleichrichtung gebracht, worauf die durch die Gleichrichtung erhaltenen
Spannungen den Diagonalpunten einer Gleichstombrücke zugeführt werden und bei Zuführung
zu Quotienten- und' Produktenmeßinstrumenten die Anszeige der Fehlanpassung des
Kabels und der dem Kabel zugeleiteten Energie gestatten.
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Die Erfindung beschreibt eine für die genannten Zwecke besonders
geeignete konstruktive Aushildung für eine derartige Schaltunsanordunug. Der vorliegenden
Erfindung gemäß ist in einem metallischen Hohlkörper eine den Innenleiter umgebende
zylinderförmige kappzitätsfläche angeordnet. Dieelbe ist mit einer oder mehreren
Mittelrippen versehen, die mit einer entsprechenden Querrippe des metallischen Hohlkörpers
eine verhältnismäßig
starke kapazitive Kopplung darstellen, so dß
an dem genannten zylinderförmigen Hohlörper eine gegenüber der Spannung zwischen
kabelinnen-und -außenleiter stark herabgestzte Spannung sich ausbildet. Zu beiden
Seiten der Mittelrippe sind zwei Spulen vorgesehen, die die Abnahme einer dem Strom
auf dem Innenleiter proportionelen Spannung verschedenen Richtungssinnes gestatten
und in entsprechender Weise einseitig mit dem dei Kappzzitive Kopplung mit dem Innendsiter
bewirkenden zylindrischen hoblkörper verbunden sind. auf der Außensite des metallischen
Gehäusse sind entsprechende Abschirmiräume gebildet, in welchen die die Belastung
für die genannten spulen bildenden Widerstände angeordnet sind.
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Die Erfindung ist in vier Abbildungen näber veranschaulicht. Abb.
I zeigt das bei der Anordnung verfolgte schaltbild.
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Es handelt sich darum, and einem Punkt P, der zwschen den Kabelteilen
K und K' liegt, die für die Überwachung des Kabels erforderliche Meßspannung abzuleiten.
Das kabel bestzt den Inneleiter I, während der Außenmeantel geerdet ist.
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Zwischen dem Punkt P und der Erde sind zwei kapziäten C und C' andeordnet,
so daß sich an dem Punkt Q eine dem kapazitätsverhältnis von c und C' entsprechende
Spannung ausbildet. In der parktischen Ausführung wird der Kondensator C wesentlich
größer als der Kondensator c' gewählt.
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Zwei sprulen T1 und T2, die mit dem innenleiter gekoppelt sind. erzeugen
an ihren Belastungswiderständen R1 und R2 eine dem Strom auf dem Innenleiter I proportionale
Spannung. Dieselbe wird. wie im hauptpatnet auseinundergesetzt, additiv und subtraktiv
der in dem Punkt Q sich ausbildenden, der Spannung auf dem Innenleiter pro0-proteionalen
Spannun zugesetzt und über geeignete Koppelkapazitäten B1, B1' und B2, B2' den gleichrichtdioden
D1 und D2, die auf die Belastungswiderstände R1' und R2' arbeiten, augeführt. Durch
die Widerstände R1' und R2' fliefßen dadher die den in dem Hauptpatent mit UD bzw.
U1D bezeichneten Spannungen proportionalen Ströme, welche den Diagonalen einer Gleichstrombrücke
zugeführt werden und untEr Anwendung eines Ouotienten-bzw. produktenmeßinstrumentes
die Anzeige der Fehlanpassung bzw. der Durchgangsleistung des Kabels gestatten.
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Die Ausführungsform der Erfindung ist in der Abb.2 gezeigt. Mit K
und 1 sind Inner und Außenleiter der Hohlrohrleitung bezeichnet. In den Zugeg des
Kabesl s eine fügt bzw. an das eine Ende des kabels angeschlossen wird ein metallischer
Hohlärper M. Die in dem Ersatzschaltbild nach Abb. I durch die Kondeensatorn C'
un C bedingte kapazintive Aufteilun der Spannung zwischen inne-und Außenleiter wird
durch einen den Inneleiter I umgebenden zylinderförmigen Körper Z bedingrt, der
in dem metallischen Hohläörper M angeordnet ist. Derselbe ist mit zwei Rippen U
an dV ausgestattet, die mit einer entsprechenden Rippe W. die an der Innenwand,
des Hohlkörpers M angeordnet ist, eine verhältnismäßig starde, der Kapazität C (Abb.
I) entsprechende Kopplung bewirken.
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Dabei sind die zu beiden Seiten der Rippen U und T liegenden Raumteile
vom Innenleiter I wesentlich elektrostatisch abgeschrimt, was noch dadurch unterstützt
wird, daß die Ränder des hohlzylinders Z gleichzeitig im Interesse größerer Spannungssicherheit
umgebördelt sind. Zu beiden Seten der Rippen U und V sind die mit Hochfreuqenzeisenkern
ausgestatteten Transformatorspulen T1 und T2 angeordnet. Mit ihrem einen Ende sind
die Toroidspulen mit dem Hohlzylinder Z bzw. den ihnen benachbarten Teilen U und
V verbunden, An der Außenwand des metallischen Hohlkörpers M sind zwei abschirmräume
G1 und G2 gebildet, in welchen die die Belastung für die Transformatorwicklungen
T1 und T2 bildenden Widerstände R1 und R2 angeordnet sind Dieselben sind durch Parallenschalten
mehrerer Einzelwiderstände in noch näher zu beschreibender weise gebildet. Die mit
den Zylinder Z nicht verbundenen Enden der Transformatorwicklungen T1 und T2 sind
mit den freien Enden der Widerstände R1 und R2 verbunden, von welchem Verbindungspunkt
aus über die Kondensatoren B1, B1' und B2, B2' die Spannungen den Dioden D1 und
D2 mit ihren Belastungsweiderständer R1' und R2' zugeführt werden. letztere können
in besonderen Abschirmgehäusen untergebracht sein. die anderen Enden der Widerstände
R1' und R2[' sind direkt leitend mit dem Körper Z verbunden. Ferner kann an der
Außenwandung des Hlhläörpers M ein weiterer Abschirmraum vorgesehene sein, in welchem
sich die gleichstrombrücke befindet, der sie an den Belastungswiderständen R1' und
R2' sich ausbildenden Spannungen in geeigneter Weise zugeführt werden.
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Die Ausbildung der Widerstände R1, und R2' ist in der Abb. 3 dangestellt.
Es ist bekannt, dß sich wesentlich induktionsfreie widerstände dadurch ausbileden
lassen, daß dieselben die Form eines koaxialen leitersystems erhalten, welches gegenüber
die Nutzellenlänge kurz ist, wobei der Widerstand zu dem Wellenweiderstand des koaxialen
Leitersystems dich angenähert wie 1 werhält, strenger genommen wesentlich 3 beträgt.
Da auf diese Weise induntionsarme Widerstände nur verhältnismäßig groß herstellbar
sind, im Rahmen der vorliegenden Erfindung jedoch niedrige Widerstände anwendung
finden müssen, werden mehrere derartige Widerstände parallel geschaltet verwendet.
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Dabei sind die Widerstände aus Symmetrierungsgründen sternförmig auf
einer Grundplatte L angeordnet, Die Widerstände werden aus den Außenleitern A und
den Innenleitern S gebldet, die aus metallisierten oder karbonisierten Keramikstkben
bestehen mögen. die Grundplatte L ist direkt leitend mit den Rippe U und V des zylindrischen
Hohlkörpers Z verbunden. Die freien Klemmen der Widerstandsstäbe S werden durch
Lötfahnen F gebildet, die zusammengefajt der einen Belegung der Kopplungskondensatoren
B1 bzw. B2 zugefübrt werden. Dabei zeigt es sich, dj die Ausgansklemmen der Widestrände,
nämlich die Lötfahnen F, zusätzliche Kapaziäten Zeigen, welche die an-
gestrebte
Blindwiderstandsosigkeit der Widerstände beeinträchtigen. Die Zusammenfassung erfolgt
daher mittels geeignet gebogener Zuleitungen N, die derart ausgebildet sind, daß
ihre Induktivität zusammen mit der sich am Zusammenschlußpunkt gegenüber der Grundplatte
L srgebenden Kapazität und der Kapazität der Lötfahne gegenüber der Grundplatte
L, wie in Abb. 4 schematisch dargestellt ist, ein #-Netzwerk bilden, welches am
Zusammenschlußpunkt W1 die Widerstandselemnete wellenunabhängig als reine Ohmsche
Widerstände transformiert erscheinen läßt.
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Bei der konstruktiven, Ausführung ist möglichst dafür Sorge zu tragen,
daß der Wellenwiderstand des Kabels durch die Zweischenschaltung der Meßvorrichtung
keine Änderung erfährt. was durch geeignete Bemessung des metallichen Hohlkörpers.
des Zylinders Z und des Innenleiters zu erreichen ist.