DE965139C - Hochspannungsbeeinflusste und blitzgefaehrdete Oberflaechenwellenleitung - Google Patents

Description

Bei der leatüngsgebundenien Übertragung von hochfrequenten elektromagnetischen' Welten ist es vielfach erforderlich, die Leitungsformen innerhalb eines Übertragungsweges in zweckentsprechender Weise zu ändern und an den. Übergangsstellen von einer Lekungsform zu anderen Leitungsform geeignete Kopplungssysteme anzuordnen·, durch die eine möglichst verlustfreie Umwandlung der den verschiedenen Leitungsformen entsprechenden Wellentypen bewirkt wird·. So ist beispielsweise ein' System zur Kopplung von Oberflächenwelllenr leitungen, ζ. B. Draihtwelllenleitungen oder dielektrische Leitungen, an koaxiale Leitungen oder Rohrleitungen bekannt, welches im wesentlichen aus einem an den Außenleiter der koaxialenLeitung oder an die Rohrleitung angeschlossenen Kopplungstridhter besteh*.

Es wurde erkannt, daß ein derartiges Kopplungssystem ungeeignet ist, wenn die Oberflädhemwellenleitung im Wirkungsbereich eines Hochspannungsfeldes liegt oder erhöhter Blitzgefabr ausgesetzt ist. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn die Oberflädheßweillen/Ieitunig als Zuleitung zu erhöht aufgestellten Antennen benutzt wirdi,

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oder wenn eine Oberflächenwellenleitung zur Telephonic zwischen Elektrizitätswerken (EW-Telephonie) verwendet werden soll und dazu auf denselben Masten wie die Hochspannungsleitung 5 oder in enger Nachbarschaft zu ihr auf eigenem Gestänge verlegt wird.

Durch die Influenzwirkung des Hochspannungsfeldes wird eine von Erde isolierte Oberflächenwellenleitung auf ein Potential aufgeladen, welches ίο besonders bei Ausfall einer oder mehrerer Phasen einer benachbarten Hochspannungsleitung sehr hohe Werte annehmen kann·, so daß man mit erheblichen Gefährdungen der angeschlossenen Hochfrequenzgeräte und mit der Möglichkeit von selbständigen Corona-Entladungen, .insbesondere an den Trichterverengungen und den Trichterrändern oder aber auch von rückwärtigen Überschlägen von: der Oberflächenwellenteitung auf das Gestänge rechnen muß. Das Anbringen von Hochspannungssperren im Zuge der Oberflächenwellenleitung ist hodhfrequenztechnisch unbefriedigend, da die Forderung nach Reflexionsfreiheit der Oberfläöhenwellenleitung hierbei schwer zu erfüllen ist.

Eine weitere Schwierigkeit rein konstruktiver Natur ist bei dem bekannten Kopplungssystem der oben beschriebenen Art darin begründet, daß der im allgemeinen an einem Abspannmast befestigte Kopplungstrichter den Zug der Oberflächenwellenleitung aufzunehmen bat, der insbesondere bei der Verlegung der Oberflächenwelfenleitung an den Masten einer Hochspannungsleitung entsprechend den hierbei auftretenden großen Spannweiten hohe Werte aufnehmen kann.

Der Erfindung -liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Kopplungsanordnung für hochspannungsbeeinflußte Oberflächenwellenleitungen zu schaffen, bei.

welcher die vorstehend genannten Schwierigkeiten· beseitigt sind.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird von dem bekannten Ergebnis einer theoretischen Untersuchung über die Wechselwirkung zweier parallel geführter Oberflächenwellenleitungen Gebrauch gemacht. Hiernach findet bei parallel geführten. Oberflächenwellenleitungen nach einer bestimmten Strecke, die von der gegenseitigen Entfernung der beiden Oberflächemwellenleitungen und dem Grenzradius abhängt, ein vollständiger Energieaustausch von 'der einen Oberflädhenwellenleitung auf die andere Oberflächenwellenleitung statt, sofern beide Oberflächenwellenileitungen dieselbe Fortpflanzungskonstante besitzen. Mit anderen Worten· besagt dieses Ergebnis, daß unter bestimmtem Voraussetzungen Energie von einer Oberflächenweillemleitung vollständig auf eine andeire Oberflächenwellenleitung übergekoppelt werden kann. Es ist deshalb im Zusammenhang mit diesem Ergebnis auch schon der Gedanke geäußert worden, eine Oberflächienwellentleitung geeigneter Länge als Kopplungsleitung zu verwenden und sie in einem geeigneten Abstand zu der eigentlichen Obernächenwellenleitung anzuordnen.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die Verwendung einer Oberflächenwelfervleitung als Kopplungsleitung die Möglichkeit bietet, alle Schwierigkeiten in einfacher und eleganter Weise zu beseitigen, die sich bei den gebräuchlichen Kopplungssystemen ergeben., wenn die für die Übertragung vorgesehene Oberflächenwellenileitung im Einflußbereich eines Hochspannungsfeldes liegt. Die Erfindung besteht darin, daß an den Kopplungsstellen jeweils eine weitere Oberflächenwellenleitung gleicher Beschaffenheit als Kopplungsleitung mit für einen möglichst vollständigen Energieaustausch geeigneter Parallelfüfarungslänge und geeignetem Abstand zur Oberflächenwellenleitung vorgesehen ist, wobei sowohl die Oberflächenwellenleitung als auch, die Kopplungsleitungeni galvanisch gieerdet sind.

Für die Erfindung ist somit die Verwendung einer Obernächenwellenileitung als Kopplungsleitung und die Erdung sowohl der Übertragungs-Oberflächenwellenleitung als· auch, der Kopplungs-Oberflächenwellenleitungen wesentlich. Erst durch die kombinierte Anwendung dieser Merkmale wird der durch die Erfindung angestrebte Zweck in vollkommener Weise erzielt.

Durch die Erfindung ist die Oberflächenwellen" leitung der influenzierenden Wirkung des Hochspannungsfeldes entzogen, so daß allein durch die Erdung bereits die Schwierigkeiten beseitigt sein wurden, die sich bei einer von Erde isoliertem Oberflächenwellenleitung infolge ihrer Aufladung durch das Hochspannaingsfeld ergeben. Die Erdung der Oberflächenwellenleitung ohne gleichzeitige galvanische Trennung der Oberflächenwellenleitung von den Sende- und Empfangsanlagen kann aber nicht als befriedigend angesehen werden, da auch· dann die Gefahr bestehenbteibt, daß die angeschlossenen Sende- und Empfangsanlagen infolge von Gewitterentladungen oder Wanderwellen über die geerdete Oberflächenwellenleitung beschädigt werden können. Diese Gefahr ist besonders dann groß, wenn die geerdete Oberflädhenwellenileitung einen bevorzugten Ansatzpunkt für die Entladung. darstellt, wie es z. B. bei· ihrer Verwendung als Antennenzuleitung der Fall ist. Durch die Kopplung der Oberflächenwellenleitung an die Sende- und Empfangsanlagen über von ihr getrennte Kopplungsleitungen ist auch diese Gefahr beseitigt.

An Hand der Figuren soll die Erfindung näher erläutert und weitere die Erfindung ausbauende Einzelheiten angeführt werden.

Die Fig. 1 zeigt im Prinzip eine Kopplungsanordnung gemäß der Erfindung, beispielsweise bei einer im Gegensprechverkehr betriebenen Oberflädhenwellenileitung, die sich im Einflußbereich eines Hochspannungsfeldes befindet. Die zur Fernübertragung bestimmte Oberflädhenwellenleitung ist in der Figur mit 1 und die jedem Gesprächsteilnehmer zugeordneten Sende- und Empfangseinridh^· tungen mit 2 und 3 bzw. 4 und 5 bezeichnet. Sinngemäß kann man sich an Stelle der rechten Teilnehmereinirichtung auch· eine Sende- und Empfangsantenne denken und hat dann den Fall einer Funk-Relaisstation. Sendung unid Empfang erfolgt über jeweils eine Bandpaßweiche 6 bzw. 7 mit getrennter

Frequenzlage. An den vorgesehenen Koppkmgsstellen, die bei dem gewählten Ausführungsbeispiel an den Endpunkten 8 und g der Oberflädheitiwellenleitung ι liegen, ist erfindungsgemäß jeweils eine weitere Oherflächenwellenleitung io bzw. ii als Kopplungsleitung angeordnet. Die Parallel führungslänge der Kopplungsleitung und ihr jeweiliger Abstand von der Oberflächenwellenleitung ι ist dabei so gewählt, daß ein möglichst vollständiger Energieaustausch zwischen der Oberfläehenwellenleitung und den Kopplungsleitungen stattfindet. Eine genaue Abstandeinhaltung der Kopplungsleitungen von der Oberflädhenwellenleitung auf ihrer Parallelführungslänge mit dieser kann· durch dielektrische Abstandhalter in Form von Streben od. dgl. erreicht werden. Der Anschluß jeder Kopplungsleitung an die zugehörige Empfangs- und Sendeeincichtung erfolgt in bekannter Weise beispielsweise über einen Kopplungstrichter 12 bzw. ao 13, der sich in genügend großer Entfernung von dem Hochspannungsfeld ζ. B. in Erdbodenhöhe befindet. Die Endpunkte 8 und 9 der Oberflächenwellenleitung 1 und die freien Enden der Kopplungsleitungen 10 und 11 sind geerdet. Hochfrequenzmäßig sind die Leitungen trotz des Leerlaufs angepaßt, sofern für vollständigen Energieentzug gesorgt ist.

Um ein Weiterlaufen von Streustrahlung über die Endpunkte 8 und 9 der Oberflächenwellenleitung hinaus zu verhindern, können an die Endpunkte Strahlungsabsorber angeschlossen werden. Eine beispielhafte Ausführung eines Strahlungsabsorbers zeigt die Fig. 2.

Gemäß dieser Figur besteht der Strahlungsabsorber im wesentlichen aus einer konzentrisch zur Oberfläehenwellenleitung 1 angeordneten Widerstandsmasse 14 mit trichterförmiger Öffnung. Die Widerstandsmasse ist bis auf die trichterförmige öffnung von einem metallischen Behälter 15 umschlossen, der mit dem Metallkern der Oberfläehenwellenleitung metallisch verbunden ist. Mittels des in der Figur als Ring dargestellten metallischen Befestigungsorgans 17 für die Oberfläehenwellenleitung an Masten od. dgl. erfolgt zugleich die Erdung des Leiterkerns.

Die Anwendung derartiger Straihlungsabsorber ist ferner in den Fällen zweckmäßig, wo aus baulichen oder sonstigen Gründen die zum vollständigen Energieaustausch erforderliche Parallelfüh^ rungslänge der Kopplungsleitung nicht untergebracht werden kann.

Um beispielsweise an jeder beliebigen Stelle ineine bestehende Oberflädhenwellenleitung ohne große Schwierigkeiten Übertragungskanäle einkoppeln zu können, was z. B. für die EW-Telephonie Bedeutung haben kann, wenn bewegliche Stationen sich eine Leitungsverbindung über große Strecken verschaffen wollen, so werden hierzu die Kopplungsleitungen in· ihrer Parallelführungslangie zweckmäßig kürzer bemessen als zur vollständigen Kopplung nötig wäre und auf Kurbelmasten montiert. In diesen Fällen sind zur Anpassung der Leitungen auch die Kopplungsleitungen am geerdeten Ende mit einem Straihlungsabsorber abzuschließen. Der Energieverlust in den Strahlungsabsorbern muß dann in Kauf genommen werden. Die Kopplungsleitungen der beweglichen Stationen können auf Kurbelmasten montiert sein.

Claims (10)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Kopplungsanordnung für hochspannungsbeeinflußte und blitzgefährdete Oberflächenwellenleitungen, dadurch gekennzeichnet, daß an den KopplungssteMen jeweils eine weitere Oberflächenwellenleitung¹ gleicher Beschaffenheit als Kopplungsleitung mit für einen möglichst vollständigen Energieaustausch geeigneter Parallelfüforungslänge und geeignetem Abstand zur Oberflächenwellenleitung vorgesehen ist, wobei sowohl die Oberflächenwellenleitung als auch- d'ie Kopplungsleitungen galvanisch geerdet sind.

2. Kopplungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplungsleitungen in an sich bekannter Weise über Kopplungstrichter angeregt werden, die in ausreichender Entfernung vom Hodbspannungsfeld angeordnet sind.

3. Kopplungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ^d'ie Oberfläohenwellenleitung und die Kopplungsleitungen auf ihrer Parallelführungslangie durch dielektrische Abstandhalter in Form von Streben od. dgl. in Abstand gehalten sind.

4. Kopplungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der Oberflächenwellenleitung jeweils mit einem Strahlungsabsorber abgeschlossen sind.

5. Kopplungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Kopplungsleitungen mit kürzerer als zum vollständigen Energieaustausch erforderlichen Parallelführungslänge das freie Ende derselben mit einem Strahlungsabsorber abgeschlossen ist.

6. Kopplungsanordnung nach Anspruch: 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlungsabsorber im wesentlichen aus einer konzentrisch zur Oberflächenwellenleitung oder Kopplungsleitung angeordneten Widerstandsmasse mit trichterförmiger öffnung besteht.

7. Kopplungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstandsmasse bis auf die trichterförmige Öffnung von einem metallischen Behälter vorzugsweise in Form eines Zylinders umschlossen: ist, der mit dem Metallkern der Oberflächenwellenleitung bzw. Kopplungsleitung metallisch verbunden ist.

8. Kopplungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die an den Enden der Oberflächenwellenleitung bzw. an dem freien Ende der Kopplungsleitung zur Abspannung der Leitung vorgesehenen Befestigungsorgane aus Metall bestehen und sowohl mit

Erde als auch mit dem Metallkern der Oberflädhenwellenleitung bzw. der Kopplungsleitung leitend verbunden sind.

9. Kopplungsanordnung vorzugsweise, nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplungsleitungen in beweglichen Sende- und/oder Empfangsstationen untergebracht sind.

10. Kopplungsanordnung nadb. Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplungsleitungen auf Kurbelmasten montiert sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 609 736/280 12.56 (709 532/167 5. 57)