IT8219463A1

IT8219463A1 - Impianto di trasmissione di segnali su conduttori di una. rete di distribuzione di energia elettrica

Info

Publication number: IT8219463A1
Application number: ITMI1982A019463A
Authority: IT
Original assignee: Gen Electric
Priority date: 1981-02-04
Filing date: 1982-02-04
Publication date: 1983-08-04
Also published as: IT1153417B; JPS57150238A; US4433326A; FR2499337A1; DE3203689A1; IT8219463A0; GB2094595A; CA1178354A

Description

"IMPIANTO DI TRASMISSIONE DI SEGNALI SU CONDUTTORI DI UNA RETE DI DISTRI*v * r, '

BUZIONE DI ENERGIA ELETTRICA".

GENERAL ELECTRIC COMPANY, a Soheneotady, New York (U.S.A.).

Inventore Designato: Edward Keith HOWELL

Depositata il - 4 FE B. 1982 <al 5?>? 1 ? 463 A/ 82

RIASSUNTO

In corrispondenza di un punto su un circuito di derivazione residenziale a valle dal centro di carico di entrata di servizio dove la terminazione del conduttore neutro di esso ? fermamente fissata a terra e il conduttore di terra ? terminato con connessione elettrica in comune con la terminazione del conduttore neutro, un trasformatore ? collegato con uno fra il conduttore neutro e il conduttore di terra.A valle dal trasformatare,un accoppiatore capacitivo e collegato fra i conduttori neutro e di ter ra del circuito di derivazione. Un trasmettitore di segnali di tensione di alta frequenza ? collegato o con il trasformatore o con l<f>accoppiatore capacitivo, ed un ricevitore di segnali ? collegato con l'altro, cesi da sta bilire un collegamento di comunicazione fra il trasmettitore ed il ricevitore impiegando i conduttori neutro e di terra del circuito di derivazione.

DESCRIZIONE

La presente invenzione riguarda impianti di comunicazione su linee di distribuzione di energia elettrica (PLC) e, in particolare, un impianto PLC per comunicare su collegamenti residenziali gi? esistenti.

Nel passato sono stati fatti numerosi tentativi di comunicare su conduttori di distribuzione di energia elettrica. Nielli pi? riusciti u di questi sono stati gli impianti di comunicazione utilizzanti conduttori di reti di distribuzione di energia elettrica suscettibili di essere facil-mente adattate per comunicazione riuscita, come ad esempio impianti ferroviari elettrificati e reti di distribuzione di energia elettrica primaria? Tuttavia, i tentativi fatti per comunicare sii linee di distribuzione di energia elettrica entro edifici, non hanno avuto generalmente successo. Il problema pi? significativo, incontrato era il rumore .Poich? le soluzioni della tecnica nota di comunicare su circuiti di derivazione residenziali utilizzavano convenzionalmente i conduttori di linea e neutro c?me collegamenti di; comunicazione, il rumore generato da carichi collegati costituisce un ostacolo notevole per una comunicazione di successo. La sorgente pi? comune di rumore nei circuiti di distribuzione di energia elettrica residenziali o per abitazioni, r ? _ costituita dai dispositivi commutatori di col<o>-rente i quali possono o essere di tipo meccanico oppure del tipo allo stato solido. Tipicamente tale rumore ? fondamentalmente di natura transitoria, ma pu? essere generato ripetitivamente, come ad esempio nel caso dei motori in serie e degli attenuatori: regolabili di luce ? o'^immer'.<1 >Il rumore pu? presentarsi sotto forma di tensioni fra i conduttori di linea e neutro, oo me pure sotto forma di correnti scorrenti attraverso di essi. I valori di tensione sono tipicamente nell'intervallo da 100 a 300 volt, con componenti di frequenza varianti da 60 Hz a centinaia di nega Hz. La reattanza interna del trasformatore di distribuzione delle societ? elettriche alimen tante i circuiti di distribuzione di energia elettrica residenziali determina un disturbo transitorio della tensione di l?nea con ciascuna apertura e chiusura degli interruttori o commutatori aventi componenti di frequen- 3 - \V, JS) za entro una banda di frequenza dei segnali PLC tipica. Hel caso di un ?-*V dimmer per lampade allo stato solido, tale disturbo pu? superare 100 volte per ciascun mezzo ciclo dell'onda di tensione a 60 Hz. La grande ampiezza, il piccolo tempo di salita (rispetto alla frequenza dei segnali PLC) e la natura ripetitiva del rumore dei dimmer per lampade sono particolarmente dannosi per una comunicazione di successo.

Inoltre, interruttori meccanici come ad esempio temporizzatori, termostati e spazzole di motori, divengono transitoriamente oscillatori a rilassamento nel traferro della scintili a ,pro ducenti tipicamente disturbi di 300 volt con frequenze di ripetizione entro la banda dei segnali PLC, e aventi componenti di frequenza eetendentisi a parecchie centinaia di nega Hz. Questo rumore pu? andare da treni di impulsi isolati della durata di po-<? >J chi millisecondi a treni ripetitivi come nel caso di motori tipo serie. Le grandi ampiezze e- l'ampio intervallo di frequenze di questi disturbi di xu more impongono un ostacolo reale alla progettazione dei ricevitori. v ?

Lb ulteriore fattore aggravante il. problema del rumore ? costi tulto dal fatto che l'intensit? del segnale PLC pu? variare ampiamente attraverso l'edificio, in particolare fra i due rami del servizio elettrico a 120/240 ed ? fortemente dipendente dai carichi collegati nei circuiti di derivazione. In generale, carichi induttivi, come ad esempio motori, presentano una impedenza relativamente alta per i segnali PLC. Carichi -resistivi possono variare ampiamente ad esempio da 144 ohm per una lampada ad incandescenza da 100 Watt fino a 12 ohm per un tostapane da 1200 Watt. La pre senza di ?r?a notevole capacit? in parallelo nei carichi residenziali, non era prevalente nel passato, ma si ritiene che essa aumenter?. Uh carico avenie un condensatore da 0,1 microfarad, detenaina uno shunt da 10 ohm <~ >- 1 segnali PLC ad una frequenza di 160 kHz.

L<f >aumento della potenza dei segnali del trasmettitore per migliti rare il rapporto segnai ?/ruao re e fornire ricezione di successo dei segna? li in tutto un edificio, accentua il problema costituito dal fatto che se gnali PLC sfuggano dall'edificio attraverso i cavi di linea e neutro della discesa di entrata di servizio. Quando questi segnali PLC raggiungono i trasformatori di distribuzione essi sono bloccati dall'alta impedenza interna del trasformatore. Tuttavia essi, possono facilmente propagarsi lungo discese di servizio collegato in comune in altri edifici alimentati da essi. Si noter? che quello che rappresenta segnale per un sistema o impianto PLC , , rappresenta rumore per tutti gli altri sistemi PLC e addirittura la peggior forma di rumore per;<' >essi. Perci?, segnali PLC sfuggenti da un sistema PLC <? >H ?. _ attraverso una discesa di servizio entranti in un altro sistema PLC attraverso una discesa di servizio cellegata in comune, pongono problemi paxti-? colar mente gravi per quest* ultimo sistema. Naturalmente, per bloccare ta-? * ?

li perdite di segnali possono essere utilizzate nelle discese delle entrate di servizio delle "trappole" di segnali; tuttavia per risultare efficaci,

\ tali trappole risultano necessariamente grandi e costose.

Un altro problema relativo all'impiego dei conduttori di linea e neutro del circuito di derivazione per la trasmissione di segnali ? la necessit? di avere un qualche tipo di impedenza di accoppiamento per con-* sentire comunicazione per i due rami del servizio elettrico a 120/240 volt installato nella maggior parte degli edifici. Questa impedenza di accoppiamento ? principalmente fornita da capacit? di cablaggio e da qualsiasi & ? carico a 240 volt corno ad esempio cucine economiche, scaldabagni , asciugaabiti ,e COB.1 via. L' impedenza interna del trasf ormatore di distribuzione ? in grado di fornire raramente la richiesta impedenza di accoppiamento di segnali fra i rami di servizio. Tuttavia, se un sistema PLC sfrutta di per s? stesso tale impedenza di accoppiamento del trasformatore di distribuzione,

*

allora i suoi segnali risultano disponibili per l'invasione <'>di altri edifici sotto forma di rumore per un qualsiasi impianto PLC installato in essi.

Nel contesto di impianti PLC per la comunicazione fra una Booie t? ?i distribuzione di energia elettrica e i suoi utenti-consumatori di sinergia per scopi come ad esempio lettura distanza dei contatori, ? stato proposto di utilizzare il conduttore neutro della rete di dietribuzione e il ritorno di terra come il collegamento di comunicazione. Si trova che ??? ta soluzione, esemplificata nei brevetti statunitense N. 3.702.460 e

<?>? 4.016.429 evita i problemi di ada*-ttamen'to di impedenza' e attenuazione di segnali imposti dai carichi di rete continuamente variabili collegati fra i conduttori di fase o linea e il neutro. Poich? tui collegamento di comunicazione utilizzante il conduttore neutro di una rete di distribuzione di una societ? elettrica comporta una molteplicit? di terre, il conduttore neutro essendo collegato a terra in corrispondenza del centro di carico dell'entrata di servizio di ciascun utente, gli impianti PLC descritti in questi brevetti non possono essere adattati per la comunicazione su circuiti di de rivazione entro un edificio, poich? il neutro dell'impianto ? necessariamen te messo a terra solo in corrispondenza di un punto.

Sono stati anche proposti impianti PLC per comunicare sui circui ti di derivazione entro un edificio di grandi dimensioni come ad esempio un hotel, in cui segnali PLC sono accoppiati sui conduttori neutri e relativamente a terra, come evidenziato dai brevetti statunitensi IT.

2.743*434 e 3*810.096. Gli impianti qui . descritti si basano sulla imposizione di una reattanza induttiva di impedenza trascurabile per l'energia elettrica a 60 Hz fra neutro e terra cosi da fornire, per la elevata frequenza dei segnali PLC, una impedenza sufficiente separante le terminazioni del conduttore neutro del circuito di derivazione in corrispondenza dell'entrata di servizio dal potenziale di terra per mantenere una adeguata tensione di segnali sui conduttori neutri del circuito in derivazione, rispetto a terra, ftittavia, (piando viene fatto ci?, i segnali PLC possono facilmente propagarsi all'esterno sul cavo neutro della discesa di servizio, e quindi r

al trasformatore di distribuzione dove essi sono accoppiati come rumore sugli altri cavi neutri della discesa di servizio collegati in comune. Poich? gli impianti PLC di questi brevetti prevedono l'impiego in edifici di grandi dimensioni, ci? probabilmente non rappresenta un problema poich?, certamente, non vi sono altre discese di servizio collegate in comune in corrispondenza del trasformatore di distribuzione.

Perci?, uno scopo della presente invenzione ? quello di fornire un impianto di comunicazione su linee di distribuzione di energia elettrica perfezionato per trasmettere segnali su circuiti di derivazione residenziali.

Un ulteriore scopo ? quello di fornire un impianto di comunicazione su linee di distribuzione di energia elettrica del tipo precedente, in cui l'integrit? dei segnali sia relativamente non influenzata dai carichi del circuitodi derivazione e da qualsiasi rumore generato da essi.

o Un ulteriore scopo ? quello di fornire un impianto di comuni? oazione su linee di distribuzione di energia elettrica del tipo precedente, in cui l'intensit? dei segnali possa essere resa essenzialmente uniforme attraverso tutto l'impianto dei circuiti di derivazione residenziali.

Ancora un altro scopo ? quello di fornire un impianto di comunicazione su linee di distribuzione di energia elettrica, in cui la deviazione o perdita di segnali sulla discesa dell'entrata di servizio sia effettivamen te evitatal

Un altro scopo ? quello di fornire un impianto di comunicazione su linee di distribuzione di energia elettrica del tipo precedente, il quale possa essere adattato in modo economico e conveniente a circuiti di distri?? busi cane di energia elettrica residenziali esistenti.

Altri scopi dell'invenzione risulteranno in parte ovvi; e in parte risulteranno chiari in s?guito. ;

Secondo la presente invenzionet ? fornito un impianto di comunica? zione su linee di distribuzione di energia elettrica (PI?) per segnalare sui circuiti di derivazione di un impianto di distribuzione di energia elettrica alternata entro un edificio come ad esempio un centro residenziale. I collegamenti di comunicazione utilizzati sono quei circuiti di derivazione dotati di /an conduttore di ...terra separato, in aggiunta ai conduttori di'<* >linea e neutro. Poich?, secondo la presente invenzione, per la comunicazione sono utilizzati solo i conduttori neutro e di terra del circuito di derivazione, gli ostacoli ad ??a comunicazione di successo imposti dai carichi collegati sui conduttori di linea e neutro del circuito di derivazione sono ampiamente evitati. Virtualmente, l'unico rumore visto dal presente <^ >- 0 - ^ l ui P_\ impianto PLC ? la caduta di tensione lungo il conduttore neutro provocat <N>a?**V dal passaggio attraverso di esso di correnti di carico e di rumore! la quale caduta ? ovviamente abbastanza piccola e pu? essere trascurata o facilmente compensata?

Poich? requisiti di codice richiedono che la terminazione del cavo neutro nella alimentazione o discesa di servizio abbia ad essere saldamente collegata ad un unico punto di messa a terra, cio? fissata al potenziale di terra? k in corrispondenza della apparecchiatura dell'entrata di servizio o centro di carico? con tutti i conduttori neutri e di terra dei cir^< cuiti di derivazione terminati in corrispondenza del centro di carico in connessione elettrica comune con il cavo neutro messo a terra, la presente .. invenzione utilizza mezzi induttivi par sviluppare, per la frequenza ^elevata selezionata dei segnali PLC , una impedenza separante effettivamente l'una dall'altra le campate d?i conduttori neutro e di terra, a valle di essi. Questa impedenza predominantemente induttiva, consente lo sviluppo di una '

? * i

- - ^ tensione di segnale PLC soddisfacente fra i conduttori neutro e di terra per la comunicazione sul circuito di derivazione di es<'>ni. In dipendenza da dove tale induttanza sia imposta, la quale, tra l'altro, presenta una impeden za trascurabile dalla frequenza dell .*?energia elettrica notevolmente pi? bassa, la tensione di segnale sviluppata? su di essi pu? apparire sulla por zione a valle del conduttore neutro del circuito di derivazione rispetto al potenziale di. terra del conduttore di terra del circuito di derivazione o sul conduttore di terra rispetto al potenziale di terra sul conduttore neutro

Pi? specificatamentet i mezzi induttivi sono sotto forma di un

Si )ol trasformatore di accoppiamento di segnali avente un nucleo circostante ?o un conduttore neutro del circuito di derivazione a valle dalla sua terminazione messa a. terra con il cavo neutro dell'entrata di servizio o un conduttore di terra del circuito di derivazione a valle dalla sua terminazione messa a terra in comune con il conduttore neutro e il cavo neutro dell'entrata di servizio per consentire comunicazione esclusivamente sulla porzione a valle di tale particolare oircuito di derivazione.

Avvolto sul nupleo del trasformatore di accoppiamento dei segnali ,vi ? un secondo avvolgimento per il collegamento elettrico o con un trasmettitore di segnali oppure oon un. ricevitore di segnali. In corrispondenza di una qualsiasi posizione a valle desiderata del collegamento di comunicazione del circuito di derivazione t un accoppiamento capacitivo di segnali! presentante un'alta impedenza alla frequenza di rete e tuia impedenza relativamente pi? bassa alla frequenza dei segnali PLC, collega o un ricevitore di segnali oppure un trasmettitore di segnali fra i conduttori neutro e di terra di esso. Questo accoppiamento capacitivo serve per mantenere i conduttori neutro e di terra a valle dal centro di carico effettivimente elettricamente isolati l 'imo dall'altro alla frequenza di rete, impedendo oos? il passaggio di una qualsiasi corrente di carico attraverso il conduttore meseo a terra.

In qualit? di una caratteristica importante della presente invenzione, indipendentemente da dove il trasformatore di acooppiamento di segnali sia concatenato nel circuito di potenza o energia elettrica residenziale, il conduttore neutro di ciascun collegamento di comunicazione di ciascun circuito di derivazione ? saldamente "fissato? al potenziale

di terra per tutte le frequenze, compresa la frequenza dei segnali PLC i?f? ^ corrispondenza del centro di carico dell'entrata di servizio. Conseguentemente, diversamente dalla situazione del summenzionato brevetto statunitense ?. 2.743*434? tensioni di segnale comparenti fra i conduttori neutro e di terra del collegamento di comunicazione del circuito di derivazione so_ no cortocircuitate in corrispondenza del centro di carico e quindi non si propagano fuori dall'edificio sul cavo neutro dell*entrata di servizio L'invenzione comprende perci? le caratteristiche strutturali, combinazioni di elementi e disposizioni di parti le quali saranno esemplificate nelle realizzazioni in seguito illustrate, e l'ambito protettivo dell'invenzione sar? definito nelle rivendicazioni.

Per una miglior comprensione della natura e degli scopi della Invenzione , sar? fatto riferimento alla seguente descrizione dettagliata, in unione con i disegni acclusi, nei quali:

la figura 1 ? uno schema circuitale di massima, parzialmente in forma di schema a blocchi, di un impianto di comunicazione su linee di / <? >' distribuzione di energia elettrica residenziali costruito secondo una forma di realizzazione della presente invenzione;

la figura 2 ? uno schema circuitale di massima ridotte ,<'>parzial mente in forma di schema a blocchi, di .un impianto PLC residenziale costruito secondo una foxma di realizzazione alternativa della presente in-?

venzione; e

la figura 3 ? uno schema circuitale di massima ridotto, parzialmente in forma di schema a blocchi, di ancora un'altra forma di realizzazione di un impianto PLC residenziale secondo la presente invenzione.

<?>?' * Numeri di riferimento corrispondenti si riferiscono a parti ti-gnali in tutte le varie figure dei disegni,

incendo ora riferimento alla figura 1, in essa ? illustrato un trasformatore di distribuzione 10 con il suo secondario a presa centrale per fornire servizio elettrico residenziale a 120/240 volt convenzionale. Collegate in comune con il secondario di tale trasformatore vi sono una pluralit?, di alimentazioni di entrata e discese di serv?zio estendentisi ai vari edifici che eono serviti, Tre di queste discese di servizio sono indicate da 12, 13 e 14? Ciascuna discesa ? un servizio a tre fili, monofase, costituito da una coppia di fili di rete pi? un cavo neutro. Come si nota nel carso della discesa di servizio 13, i fili di rete 16 e 18 sono elettricamente separatamente terminati in corrispondenza di dispositivi di protezione di circuiti principali oome ad esempio i terminali di linea di un interruttore di circuito principale bipolare 22 incluso nell<1>apparecchiatura della . entrata d? servizio di utente come ad esemplo un centro di carico 24. H ca-- ? to

vo neutro^di questa discesa di servizio ? terminato elettricamente nel centro di carico in corrispondenza di una sbarra neutra 26, la quale, a sua volta, ? saldamente collegata ad un punto di messa a terra esterno convenien te 27 come ad esempio un tubo per l*acqua, tramite un filo 28 di messa a terra. I terminali di carico dell<1>interruttore di circuito principale sono collegati ad una coppia di sbarre-collettrici principali 30 e 32 montate in modo isolato entro l'ambiente del centro di carico. I vari circuiti di derivazione a 120 volt, sevivizi di centro di carico hanno i loro conduttori di linea collegati separatamente attraverso dispositivi di protezione dei circuiti di derivazione individuali come ad esempio interruttori 34 - 12 - is: ? dei circuiti di derivazione a una o all'altra delle sbarre principali e hanno i loro conduttori neutri collegati in connine alla sbarra neutra 26.. Quei circuiti di derivazione alimentati dalla sbarra principale 32, come ad esempio quelli indicati da 36 e 37 # possono essere considerati come costituenti un ramo del servizio a tre fili monofase e quei circuiti di derivazione, come ad esempio 38 e 39? alimentati dalla sbarra principale 30 costituiscono l'altro ramo di essa. Bench? non sia illustrato, si noter? che un circuito di derivazione a 240 volt e alimentato da entrambe le sbarre principali attraverso un interruttore di circuito bipolare.

Per molti anni i collegamenti dei circuiti di derivazione residenziali includevano un conduttore di terra in aggiunta a conduttori di linea e neutro portanti la oorrente di carico. Questi conduttori di terra dei circuiti di derivazione eono stati terminati in comune in corrispondenza della sbarra neutra 26 entro il centro di carico ma, tuttavia, la moderna pratica di collegamento richiede che questi conduttori di terra abbiano ad essere terminati in corrispondenza di una o pi? sbarre di t?rra separate previste nel centr? di carico, una di esse essendo indicata da 40. Qpesta sbarra di terra ? quindi collegata elettricamente in comune con . la sbarra neutra messa a terra 26, o attraverso il contenitore metallico del centro di carico oppure mediante un conduttore di collegamento distinto, come ad esempio illustrato in 42.

Facendo ancora riferimento alla figura 1, si noter? che la for ma di realizzazione dell' impianto PLC secondo l'invenzione qui illustrato utilizza il circuito di derivazione 36 come il suo collegamento di comunicazione. Il conduttore di linea 36a, , e il conduttore neutro 36b di esso servono per fornire corrente di carico per alimentare vari carichi coll^-gati in parallelo fra di essi, come ad esempio lampade ad incandescenza 44 e un motore 46 per elettrodomestici. Il conduttore di terra 36c si coestende con i conduttori di linea e neutro del suo circuito di derivazione ed esso ? mostra to collegato alla terra dell'alloggiamento 46a dell'elettrodomestioo.Per aeoop piare i segnali eu tale' collegamento di comunicazione, ? previsto un trasformatore di accoppiamento di segnali includente un piccolo nucleo 48 disposto in modo da abbracciare il conduttore di terra 36c in corrispondenza di una posizione sul circuito di derivazione 36 adiacente al centro di carico 24 o anche entro di esso. Avvolto su questo nucleo vi ? un avvolgimento primario 30 a pi? spire che ? collegato ad un trasmettitore 32 di segnali PLC aventa, ad esempio, ma frequenza di 160 kHz . La porzione del conduttore di terra 36o concatenata dal nucleo costituisce un avvolgimento secondarlo ad unica spira in cui ? imposta una impedenza induttiva separante efficacemente, per la frequenza dei segnali PLC, il tratto a valle del conduttore di terra dal potenziale di terra a cui ? effettivamente fissata la sua terminazione in corrispondenza della sbarra di terra 40. Il trasmettitore 52 , nel pilotare l'avvolgimento primario 50? sviluppa una tensione di segnale attraverso .l'impedenza di tale avvolgimento secondario, la quale tensione di se- . guai e compare sul conduttore di terra a valle da esso ed ?, rispetto al potenziale di terra, sul conduttore neutro 46b?

Il numero di riferimento 54 indica una. presa da parete convenzionale disposta nel circuito di derivazione 36 a valle dal trasformatore di segnali. Il foro di linea e il foro neutro della presa sono rispettivstmente collegati ai conduttori di linea e neutro, mentre il foro o sede di terra ? collegato al conduttore di terra? Per ricevere i segnali di ten-sione comparenti sul conduttore di terra, un ricevitore $6 pu? essere sempli-cemente inserito in questa presa in modo da risultare oollegato fra i conduttori neutro e di terra attraverso mezzi di accoppiamento capacitivi rappresentati da un condensatore 58? H valore di questo condensatore ? scelto per fornire una bassa impedenza alla frequenza del segnale, ad esempio 10 ohm, e un'alta impedenza di molte migliala di ohm alla frequenza di rete. Preferibilmente il ricevitore ha una elevata impedenza interna cosi da man tenere tensione di segnale adeguata per altri ricevitori che possono essare accoppiati capacitivamente per il segnale sul circuito di derivazione 36,

Si osserver? che le tenni nazioni dei condutt 'ojri neutro e di ter 4 r

ra nel centro di carico a monte del trasformatore di accoppiamento dei segnali sono effettivamente cortocircuitate assieme e fissate al potenziale di terra alla frequenza del segnale, e perci? nessuna tensione di segnale pu? comparire sulla sbarra neutra 26 per la propagasi onerai di fuori sul cavo neutro 20 della discesa jdi servizio 13. Inoltre, g zie all'assenza di ogni raza di accoppiamento di segnale effettiva er i 1 conduttore di terra 36g ed il conduttore di linea 36a valle dal trasformatore di ac? coppiamento dei segnali t tranne per la capacit? parassita dei fili} segnali di tensione PLC di ampiezze notevoli non possono essere accoppiati sul conduttore di linea e quindi non possono propagarsi all'esterno sul conduttore di rete 18 della discesa di servizio. In tal modo, la presente invai zione intrappola intrinsecamente i segnali di tensione PLC entro il particolare impianto di distribuzione di energia- elettrica residenziale in cui ? installato il sistema o impianto PLC, eliminando cosi la necessit? di <? >Ut * \> avere trappole di segnali separate relativamente costose. Infatti, nella forma di realizzazione di figura 1 , si noter? che i segnali di tensione PLC sono confinati esclusivamente al circuito di derivazione 36 grazie all<1 >assenza di segnale sulla sbarra neutra 26 e sul conduttore di linea 36a? Si note r? inoltre che le posizioni del trasmettitore e del ricevitore: illustrate in figura 1 possono essere invertite, in modo tale che il trasmettitore risulti accoppiato capacitivamente fra i conduttori neutro e di terra in corrispondenza di ima posizione a valle sul circuito di derivazione 36 per la comunicazione con un trasformatore di ricevitore accoppiato -.ool conduttore di terra in corrispondenza di una posizione a monte. In aggiunta, risulte-

?

r? facilmente chiaro agli esperti del ramo che ciascuno fra il trasmettitore ed Jl^ricevitore di figura 1 pu? eesere costituito da un ricetrasmettitore per la comunicazione a due vie sul collegamento di comunicazione fornito dal circuito di derivazione 36. E* inoltre previsto che il ricevitore 36 di figura 1 possa pure essere collegato al conduttore di linea 36a con 11M condensatore di accoppiamento indicato con linee tratteggiate da C al fine di fornire la capacit? di annullare tensioni di rumore viste dal ricevitore risultanti da corrente di rumore scorrente attraverso l'impedenza del filo del conduttore neutro. Queste tensioni di rumore si presenteranno pure sul condutt?re di linea con ampiezze uguali, ma con polarit? opposta.

La forma di realizzazione dell'invenzione illustrata in figura 2 mostra ohe il nucleo 48 lei trasformatore di accoppiamento d? segnali pu? abbracciare il conduttore neutro 36b in modo da indurre segnali di ten sione PLC su eseo rispetto al conduttore di terra. Questi segnali sono rivelati mediante il ricevitore 56 accoppiato capacitivamente fra i condut? tori di terra e neutro in corrispondenza di una posizione a valle sul circu? to di derivazione 36. Come nella forma di realizzazione di figura 1 , i segnali di tensione non possono comparire sulla sbarra neutra 26 poich? essa ? fissata al potenziale di terra. L'inconveniente di questa forma di realizzazione di figura 2 ? costituita dal fatto che segnali possono essere accoppiati sul conduttore di linea 36a attraverso le impedenze di carichi collegati fra i conduttori di linea e neutro. Questi segnali possono quindi invadere altri circuiti di derivazione e disperdersi sul conduttore principale 18 della discesa di servizio diversamente dalla situazione della forma di realizzazione di figura 1.

Nella forma di realizzazione della presente invenzione illustrata in figura 3? il nucleo 48 del trasformatore di aocoppiamento dei segnali ? illustrato abbracciente il conduttore di linea 36a come <? >pure il conduttore neutro 36b del circuito di derivazione 36. In tal modo, segnali di tensione sono accoppiati ' sia sul conduttore di linea che sul conduttore neutro relativamente al conduttore di terra 360? In questo caso, il oondensatore C di eliminazione del rumore pu? essere impiegato per accoppiare capar? ci ti vanente il ricevitore 56 a entrambi i conduttori di linea e neutro, come ? mostrato, in modo d? <'>rivelare i segnali di tensione di modo comune comparenti su entrambi i conduttori rispetto al conduttore di terra 36c.

Poich? la maggior parte dei rumori sui conduttori di linea e neutro a fase oppostai pu? essere facilmente ottenuta reiezione del rumore di (piali t? superiore entro il ricevitore. Un altro vantaggio rispetto alla forma di rea lizzazione di figura 2 consiste nel fatto che i flussi sviluppati nel nu? - eleo 48 dalle correnti scorrenti in sensi opposti attraverso i conduttori ? ~ ) 0 |

?\ di linea e neutro si annullano. Conseguentemente, i segnali di tensione^i?^ PLC indotti sui conduttori di linea e neutro sono di tipo pi? "pulito?* e pi? puro. In aggiunta, l?accoppiamento di tensioni di segnale uguali sui condut tori di linea e neutro elimina la corrente di segnale dalla porzione a monte del conduttore di linea, come pure dalla sbarra principale 32 e dal conduttore di rete 18 dell'entrata di servizio come pu? verificarsi nella forma di realizzazione in figura 2 in cui la tensione di segnale accoppiata esclusivamente sul conduttore neutro mediante il trasformatore di accoppiamento pu? essere accoppiata sul conduttore di linea attraverso carichi collegati fra di essi. Che ci? sia impedito nella forma di realizzazione di figura 3 risulta evidente dal fatto che, poich? le tensioni di segnali sui conduttori di linea e neutro sono uguali, sia a monte che a valle del trarsf ormatore di accoppiamento i e poich? la tensione di segnale sulla porzione a monte del neutro deve essere zero (poich? essa ? fissata al potenziale di massa), allora la tensione di segnale sul conduttore di linea a monte del trasformatore di accoppiamento deve an eh? essa essere zero.

Come si ? indicato in connessione alla forma di realizzazione ' di figura 1, le posizioni del trasmettitore e del ricevitore nelle forme di realizzazione delle figure 2 e 3 possono essere invertite o ciascuno di essi pu? essere costituito da un ricetrasmettitore per la comunicazione nei due sensi sul circuito di diramazione 36. In aggiunta, nella forma di realizzazione di figura 2 pu? essere utilizzato il condensatore C di annullamento del rumore, Particolarmente nel caso delle forme di realizzazione delie figure 1 e 3, i conduttori appaiono al trasformatore di accoppiamento dei segnali come una linea aperta, supponendo di avere una impe denza di ingresso del ricevitore relativamente elevata. La corrente di se gnale e perci? bassa e vi ? una piccolissima attenuazione della tensione del segnale attraverso tutto il collegamento di comunicazione del circuito di derivazione. Si noter? che il nucleo 60 pu? essere utilizzato semplicemen te per introdurre una impedenza induttiva in uno dei conduttori neutro e di terra del circuito di derivazione concatenati con esso cos? da separare la porzione a valle del conduttore concatenato dall'altro fra i conduttori neutro e di terra per la propagazione di segnali di tensione attraverso di esso. Un trasmettitore ed un ricevitore oppure una coppia di ricetrasmettitori so no quindi accoppiati capacitivamente fra i conduttori neutro e di terra in corrispondenza di posizioni del circuito di derivazione a valle d ei nucleo.

Risulter? facilmente chiaro agli esperti del ramo ohe| utilizzan do i conduttori di comunicazione di terra e neutro del circuito di derivazione secondo la presente invenzione, ? poss?bile ottenere riduzioni nel?-le dimensioni e nei costi dei trasmettitori e dei ricevitori poich? questi ultimi non saranno sottoposti alla sollecitazione continua della tensione di linea e ad elevate tensioni transitorie comparenti fra la linea e il neutro. La medesima cosa vale per i condensatori di accoppiamento che possono avere tensioni nominali pi? basse cos? da avere una maggior durata? ed una maggior affidabilit?. Poich? i problemi del rumore sono fortemente ridotti, l'ampiezza del segnali PLC pu? essere ridotta pure essendo in grado di fornire comunicazione soddisfacente, e fornendo cos? ulteriori ga ranzie contro la fuoriuscita o perdita di segnali notevoli dal collegamento di comunicazione. L'uniformit? della tensione di segnale intrinseca attraverso tutto il collegamento di comunicazione riduce i costi del ricevie poich? l'intervallo di funzionamento dinamico ? ridotto. o A tor z <K Bench? le forme di realizzazione descritte dell'invenzione prevedano di eseguire la comunicazione esclusivamente su un unico circuito di derivazione residenziale, risulter? chiaro agli esperti del ramo che potrebbe essere realizzata comunicazione su circuiti di inter-derivazione ponendo in parallelo gli aw olgiomenti 50 di trasformatori di accoppiamento d? segnali separati rispettivamente concatenati con vari circuiti di derivazioi

ne.

Alt ornativamente, segnali ricevuti su un circuito di derivazione potrebbero essere ritrasmessi su un altro circuito di derivazione desiderato attraverso mezzi di accoppiamento <* >di segnali appropriati come ? stato descritto.

Tuttavia, per una soluzione pratica e quindi preferita alla comunicazione su circuiti di inter-derivazione, viene fatto riferimento alla domanda di brevetto copendente della medesima richiedente, portante il me? d esimo titolo i depositata Tcontemporaneamente alla.. -presente domanda? Si noter? che segnali ricevuti sul collegamento di comunicazione del circu? to di derivazione residenziale possono essere impiegati per una miriade<* >di scopi cane ad esempio commutazione a distanza di carichi o controllo in altro modo di carichi del circuito di derivazione, per fornire allarme di incendio e di intrusione, comunicazione vocale e cos? via?

Si noter? in tal modo che gli scopi precedentemente indicati, fra quelli resi apparenti nella descrizione precedente, sono stati raggiun ti in modo efficace e, poich? taluni cambiamenti possono essere apportati ' nella struttura precedente senza allontanarsi dall'ambito protettivo del? \ ,???-? 1* invenzione, risulta inteso che tutto quanto contenuto nella descrizione precedente o illustrato nei disegni acclusi abbia ad essere interpretato co-me illustrativo e non in senso limitativo.

Claims

RIVENDICAZIONI

1. Impianto di comunicazione su linee di distribuzione d? energia elettrica per trasmettere segnali sull? impianto di distribuzione di energia elettrica alternata a bassa tensione entro un edificio, in cui l'impianto di distribuzione di energia elettrica include un centro di carico e una pluralit? di circuiti di derivazione, il centro di carico avendo almeno.', una sbarra collettrice principale a cui ? collegata la rete dell ? alimentazione dell'entrata di servizio e una sbarra neutra a cui ? collegato un cavo neutro dell * alimentazione dell'entrata di servizio, la sbarra neutra essendo fissata felinamente al potenziale di terra, ciascun circuito di de ? ritrazione avendo un conduttore di linea collegato elettricamente con la sbarra principale ed un conduttore neutro terminato in connessione elettri-? ?

?*? - ea con la sbarra principale, detto impianto di comunicazione comprendendo,

U in c ambi nazione : \

A. un collegamento di comunicazione di segnali costituito da almeno uno dei circuiti di derivazione, detto un circuito di derivazione includendo, in aggiunta ad un conduttore di linea e a un conduttore neutro,

?

un conduttore di terra terminato entro il centro di carico in collegamento elettrico comune con la sbarra neutra ed il conduttore neutro e peraltro': elettricamente isolato, per la frequenza dell'energia di rete alternata, dal conduttore neutro a valle dal centro di carico;

<? >B. un trasmettitore di segnali di tensione avente una frequen A za maggiore della frequenza dell*energia elettrica di rete; o; 05

C. un ricevitore eint oni zzato per ricevere detti segnali di tensione;

D. un trasformatore di accoppiamento di segnali avente un nucleo concatenato con uno dei conduttori neutro e di terra di detto un circu? to di derivazione per fornire un avvolgimento di esso e un secondo avvolgimento avvolti su detto nucleo collegato con uno fra detto trasmettitore e detto ricevitore; e

E. mezzi di accoppiamento capacitivi colleganti l?altro fra detti trasmettitore e ricevitore fra i conduttori neutro e di terra di detto un circuito di derivazione in corrispondenza di una posizione a valle da detto trasformato re f detti mezzi di accoppiamento presentando una eleva ta impedenza per la frequenza dell?energia elettrica di rete, per cui segnali di tensione comparenti su uno fra i conduttori di terra e neutro rispetto all'altro si propagano lungo detto un circuito di derivazione fra detto trasmettitore e detto ricevitore? a detti segnali di tensione essendo impedito di propagarsi sul cavo neutro della alimentazione dell'entrata di w ' v servizio grazie al fatto che la sbarra neutra ? fissata al potenziale di <1 >? massa per Ila fre quenza dei segnali di tensione.

2. Impianto di comunicazione su linee di distribuzione di energia elettrica secando la rivendicazione 1 in cui detto nucleo del trasformatore abbraccia uno di detti conduttori neutro e di terra del circuito di derivazione per costituire un avvolgimento di trasformatore ad una sola spira.

3. Impianto di comunicazione su linee di distribuzione di enerE - 24 - o; *

eludendo^in aggiunta ad un conduttore di linea ed un conduttore neutro?un conduttore di terra terminato entro il centro di carico in collegamento elettri-co comune con la sbarra neutra ed il conduttore neutro e peraltro .elettricamente isolato,alla frequenza dell'energia elettrica alternata,dal conduttore neutro a valle del centro di carico;

B.

Mezzi induttivi per introdurre in serie un'impedenza in uno di detti conduttori di terra e neutro e detto un circuito di derivazione in corrispondenza di una posizione a valle dallorocollegamento comune ooh la ter-ra entro il centro di carico,detta impedenza induttiva avendo un impedenza trascurabile alla frequenza dell'energia elettrica di rete e una impedenza notevole per una frequenza elevata dei segnali;

C? Un trasmettitore accoppiato con detto collegamento di comunicazione per sviluppare segnali di tensione a detta frequenza di segnale attraverso detta impedenza per la propagazione esolusivamente sulla porzione di detto uno di detti conduttori di terra e neutro a valle da detta posizione di detta impedenza;

D.

Un ricevitore accoppiato con detto collegamento di comunica,-zione per rivelare detti segnali di tensione comparenti su detta porzione a valle di detto uno di detti conduttori di terra e neutro rispetto al potenziale di terra comparente sull'altro di detti conduttori di terra e neutro di

P

detto un circuito dLderivazione?

12. Impianto di comunicazione su linee di distribuzione di enologia elettrica secondo la rivendicazione 11, includente inoltre mezzi di accop? plamento capacitivi colleganti uno<? >fr.a dett<?>o tra vsmyetti?tore e detto ricevitore.fra detti conduttori di terra e neutro di detto un circuito di derivazio? \ ?p?\ yj gi? elettrica secondo la rivendicazione 1 oppure la rivendicazione 2 in. cui detto nucleo del trasformatore ? concatenato . con il conduttore di terra di detto un circuito di derivazione.

4 Impianto di comunicazione su linee di distribuzione di energia elettrica secondo le rivendicazioni 1 oppure 2t in cui detto nucleo del trasformatore ? concatenato con detto conduttore neutro di detto un circuito di derivazione.

5. Impianto di cozzoni cazione su linee di distribuzione di energia elettrica secondo le rivendicazioni 1 oppure 2, in cui detto nucleo del trasformatore ? concatenato sia con iconduttori di. linea che con il conduttore neutro di detto un oircuito di derivazione.

6. Impianto di comunicazione su linee di distribuzione di energia elettrica secondo la rivendicazione 1, in cui detto trasmettitore ? collegato per pilotare detto secondo avvolgimento del trasformatore e detti mezzi di accoppiamento capacitivi collegano detti ricevitori fra 1 condutto-? - ri neutro e di terra, di detto un circuito di derivazione, detto ricevitore avendo una, impedenza d'ingresso relativamente alta e detti mezzi di accop- , pia. mento capacitivi avendo una, impedenza relativamente bassa alla frequenza dei segnali

7. Impianto di comunicazione su linee di distribuzione di energia elettrica secondo la rivendicazione 6, in cui detto nucleo del trasfor matore abbraccia uno di detti conduttori neutro e di terra del circuito di derivazione per costituire l'avvolgimento di un trasformatore ad una sola spira.

8. Impianto di comunicazione su linee di distribuzione di enerl<tl Io) gi?elettrica secondo le rivendicazioni 6 oppure 7? in cui detto nucleo del trasformatore ? concatenato con il conduttore di terra di detto un circuito di derivazione?

9 Impianto di comunicazione su linee di distribuzione di energia elettrica secondo la rivendicazione 6 oppure la rivendicazione 7? in cui detto nucleo del trasformatore ?concatenato con detto conduttore neutro di detto un circuito di derivazione?

10 Impianto di comunicazione su linee di distribuzione di.energia elettrica secondo le rivendicazioni 6 oppure 7? in cui detto nucleo trasformatore ? concatenato con entrambi i conduttori di linea e neutro di detto un circuito di derivazione.

11 Impianto di comunicazione su linee di distribuzione di energia elettrica per trasmettere segnali sull<1>impianto di distribuzione di energia elettrica alternata a bassa tensione entro un edificio in cui l'impianto di distribuzione di energia elettrica include un centro di carico e una piu? ralit? di circuiti^di derivazione, il centro di carico avendo almeno una sbar? ra correttrice principale a cui ? collegata la rete di una alimentazione dell'entrata di servizio e una sbarra neutra a cui e collegato un cavo neutro della alimentazione dell'entrata di servizio. ^.a sbarra neutra essendo fissa? s

ta fermamente al potenziale di terra, ciascun circuito di derivazione avendo un conduttore di linea collegato elettricamente con la sbarra principale ed un conduttore neutro terminato con connessione elettrica con la sbarra neutra, detto impianto di comunicazione comprendendo, in combinazione;.

A? un collegamento di comunicazione di segnali costituito da almeno uno dei circuiti di derivazione, detto un circuito di derivazione in? iv ne in corrispondenza di un sito a valle da detta posizione di detta impeden? >

za, detti mezzi di accoppiamento capacitivi presentante un'altra impedenza per la frequenza dell'energia elettrica della rete.

13 Impianto di comunicazione su linee, di distribuzione di enepgia elettrica secondo le rivendicazioni 11 e 12, in cui detti mezzi di introduzione di impedenza includono un nucleo magnetico concatenato con detto imo di detti conduttori di terra e neutro di detto un circuito di derivazione.

14 Impianto di comunicazione su linee di distribuzione di enologia elettrica secondo la rivendicazione 11, in cui detti mezzi induttivi eoa? prendono un trasformatore di accoppiamento,di segnale avente un nucleo concatenato con imo tra detti conduttori di terra e neutro di detto un circuito di derivazione, ed un avvolgimento avvolto su detto nucleo,uno fra detti trasmet? titore e ricevitore essendo collegato con detto avvolgimento, detto impianto di comunicazione su linee di distribuzione di energia elettrica includendo inol . tre mezzi di accoppiamento capacitivi colleganti l'altro fra detto trasmettitore e detto ricevitore tra detti conduttori di terra e neutro di detto un -circuito di derivazione in corrispondenza di un sito a valle da detto nucleo, .

f

detti mezzi di accoppiamento capacitivi presentando un alta impedenza alla frequenza dell'energia elettrica.

Il Mandatario

'i&ti odiano

Mi

U Rogan?

<?V\ V?Uff<'>h'a

(r i rtlr?

= L