MXPA97001467A - Metodo y aparato para la transmision de telecomunicaciones en una red de energia - Google Patents

Metodo y aparato para la transmision de telecomunicaciones en una red de energia

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MXPA97001467A
MXPA97001467A MXPA/A/1997/001467A MX9701467A MXPA97001467A MX PA97001467 A MXPA97001467 A MX PA97001467A MX 9701467 A MX9701467 A MX 9701467A MX PA97001467 A MXPA97001467 A MX PA97001467A
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Abstract

La presente invención proporciona una red de transmisión de energía y/o de distribución de la electricidad (1201) compensada, aérea, la red incluye medios de entrada (1301) para la entrada sobre la red de la señal de telecomunicaciones que tiene una frecuencia portadora mayor que aproximadamente 1 MHz desde una fuente no compensada y medios de salida (1301) para remover la señal de telecomunicaciones de la red, en donde los medios de entrada y los medios de salida proporciona una compensación de la impedancia entre la red y la fuente. Así, la propagación de las señales de comunicación de HF sobre tales redes es optimizada, y los medios de entrada y salida ("unidades de acondicionamiento") proveen la interconexión entre una fuente por ejemplo una terminación de HF no compensada de impedancia relativamente baja (posiblemente coaxial) y una EDN OH compensada de impedancia elevada, y proporciona una terminación y transformación de la impedancia, de compensada a no compensada, eficiente.

Description

MÉTODO Y APARATO PARA LA TRANSMISIÓN DE TELECOMUNICACIONES EN UNA RED DE ENERGÍA CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a un método de inyección, transmisión, interconexión (terminación) y detección de señales, y a una red de transmisión de energía, es decir una red de transmisión y/o distribución de la electricidad, principal, y a un filtro para la misma. En particular la misma se refiere al uso de líneas y/o redes de electricidad principales, aéreas, para la transmisión de telecomunicaciones (por ejemplo señales vocales, datos, imágenes y/o señales de video). ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN En el Reino Unido, es convencional describir una red de energía para 33kV y anteriormente como una "red de transmisión", y una para una cantidad menor que 33kV como una "red de distribución". En esta especificación el término "red de transmisión de la energía y/o de distri-bución de la electricidad" (EDN) es utilizado normalmente, pero las referencias generales a redes de energía y a la transmisión de señales van a estar propuestas para que apliquen a la totalidad de tales redes. Tradicionalmente , las señales de telecomunicacio-nes han sido transmitidas sobre redes independientes Ref .24154 por ejemplo líneas telefónicas. Más recientemente, para simplificar e incrementar la eficiencia de los servicios de telecomunicaciones para instalaciones domésticas o industriales, se han hecho investigaciones sobre el uso de las redes de transmisión y distribución de la electricidad existentes para llevar servicios de telecomunicaciones. Ya se conoce la utilización de líneas de energía arriba del suelo (aéreas) (OH) para la transmisión de señales vocales, de control y de datos, adicionales. Sin embargo, con tales transmisiones, en el pasado el espectro de frecuencia ha sido distribuido para y restringido para aplicaciones particulares, para evitar la interferencia con otros servicios de telecomunicaciones. Además, la fuerza de las señales las cuales podrían ser transmitidas, se enseñó generalmente que va a estar limitada, puesto que la cantidad de radiación producida por la transmisión está relacionada con la fuerza de la señal y esta radiación debe ser mantenida en un mínimo. Tales señales de transmisión han sido por lo tanto de una potencia baja y están confinadas dentro de una banda de frecuencia específica asignada por los acuerdos internacionales para tales propósitos, de modo que este mecanismo se ha enseñado que no va a ser adecuado para la transmisión de datos y/o señales vocales a gran escala, en donde las señales se extienden bien hacia el espectro de la radio (por ejemplo 150 kHz y arriba). Además, si las señales van a ser transmitidas sobre redes de energía aéreas, entonces se necesitan superar otros problemas, tales como los problemas del ruido sobre las redes, hacer variar las cargas de los clientes o abonados fijados o conectados a la red, y adaptar o compensar la impedancia entre el equipo de comunicaciones fijado o conectado a la red y la propia red. Ya se conoce la utilización de técnicas de espectro extendido para transmitir datos en frecuencias portadoras de entre 6kHz y 148kHz en EDNs subterráneas (UG) y aéreas (OH). Nuevamente, en esta banda de frecuencia asignada tales transmisiones padecen de capacidades de tráfico lento y de velocidades bajas de transmisión de los datos debido a las características del ruido de la línea de energía. Debido al espectro limitado disponible y a los niveles elevados de ruido encontrados, las señales de telecomunicaciones de banda extendida no han sido enviadas. Aunque los artículos tales como aquel de J.R. Formby y R.N. Adams, ("The mains network as a high frequency signalling médium" ("La red principal como un medio de señalización de frecuencia elevada", The Electricity Council, Enero de 1970) sugieren un potencial de comunicaciones para las redes de voltaje bajo y medio, no se ha emprendido ningún trabajo adicional. Aún en núes-tros días, con el prospecto de la lectura de medidores a control remoto y el control selectivo de la carga, las soluciones tienden a emplear técnicas tales como la telefonía y las comunicaciones de radio, evitando así la red principal en donde sea posible. Se han adelantado ideas pero pocas han superado la etapa teórica, debido al medio ambiente hostil presentado por la red principal. Los problemas que van a ser superados incluyen el ruido eléctrico, (tanto el ruido de fondo constante como las puntas transientes) y la atenuación elevada de señales de frecuencia elevadas debido a efectos superficiales y de proximidad. Los señores Formby y Adams sugieren utilizar frecuencias en el intervalo de 80 a 100 kHz. 100 kHz se ha recomendado como un máximo a causa de la teoría sugiere que las frecuencias más elevadas podrían padecer de una atenuación excesiva. Otros artículos recomiendan un máximo de 150 kHz debido al hecho de que las señales radiadas más elevadas que 150 kHz podrían interferir con las señales de radio difundidas. Una situación adicional en donde las líneas de energía también son utilizadas para la transmisión de señales vocales y de datos, es sobre el cableado de la electricidad dentro de los edificios. En tales confi-guraciones el cableado principal de 240V interno es utili-zado para la transmisión de datos, con la filtración apropiada que es provista para agregar y separar las señales de datos de las señales de energía. Adicionalmente un filtro, tal como el filtro Emlux descrito en la Solicitud de Patente Europea 141673, puede ser provisto para prevenir que las señales de datos dejen el edificio y se introduzcan a la red de suministro de energía externa al edificio. El filtro Emlux descrito, consiste de un anillo de ferrita sintonizado el cual actúa efectivamente como un filtro eliminador de b a n d a. Para que sea efectivo, el filtro e l i m i n a d o r de banda debe ser de anchura de banda estrecha y por lo tanto no es adecuado para su uso con las comunicaciones de datos de velocidad elevada, puesto que un gran número de tales filtros eliminadores d e banda podría ser requerido. Como se describió anteriormente, en general existen dos arquitecturas de EDN básicas especialmente subterránea (UG) y aérea (OH). Las redes subterráneas están compuestas general-mente de un número de tipos diferentes de cables "seudo-coaxiales" los cuales son tipos seleccionados de cables que se proveen para la propagación de señales de comunicaciones de frecuencia elevada (HF) entre el(los) conducto-ríes) y el(los) forro(s) del conductor externo de un modo no compensado. Los valores típicos de la impedancia carac-terística para los cuales los cables UG pueden variar desde 10 hasta 75 ohmios. En particular, la transmisión de señales de telecomunicaciones sobre tales redes se describe en la solicitud PCT previa del solicitante, publi-cada como WO 94/09572, la descripción de la cual es incorporada aquí para referencia. Para proporcionar una transferencia de potencia máxima y una buena compensación o igualación de la impedancia entre la EDN y un punto de terminación coaxial de HF, se utiliza un diseño de unidad acondicionadora no compensada, como se muestra en la figura 9. La aplicación de un dispositivo acondicionador a todos los puntos de terminación de una EDN subterránea (UG) conducirá a que la EDN sea optimizada para la propaga-ción de las señales de comunicaciones de HF sin ningún daño de la capacidad de la EDN para suministrar eficientemente la energía eléctrica a frecuencias ultra bajas (ULFs), es decir de 50 a 60 Hz . Como se describió en la patente W0 94/09572, tal EDN acondicionada y encerrada tendrá preferiblemente características de HF, arriba de 1 MHz, que incluye:- 1. Un piso de ruido de HF mínimo. 2. Inmunidad a las cargas variables en ULFs, es decir de 50 a 60 Hz.
Un punto de seguridad de interconexión para las señales de comunicación de HF de amplitud baja. La propagación direccional de las señales de comunicación de HF. 5 Puntos de terminación del servicio de la red, adecuados, para la provisión del servicio de telecomunicaciones y de distribución de la electricidad.
Las redes aéreas (OH) están compuestas general-mente de alimentadores de alambres abiertos los cuales son desplegados sobre postes de madera o torres metálicas. Los conductores generalmente corren paralelos ya sea en configuraciones horizontal, vertical o triangular y, como tales, son similares a líneas de transmisión de alambres abiertos, las cuales son utilizadas comúnmente para propagar las señales de comunicaciones de HF, es decir entre un transmisor de radiodifusión de HF de potencia elevada y un arreglo aéreo de HF localizado remotamente. El espaciado del conductor típico sobre tales estructuras de soporte de EDN OH es de aproximadamente 1 metro, con diámetros de conductor relativamente pequeños. Como resultado, la impedancia característica de tales redes es elevada con relación a las redes UG similares. Los valores típicos de la impedancia característica para las redes OH se extiende desde 300 hasta 1000 ohmios. Las EDNs OH típicas tienen condensadores de corrección del factor de potencia equipados a intervalos regulares para compensar el efecto neto de las cargas de potencia inductivas a 50/60 Hz . Estos bancos condensadores usualmente consisten de un condensador por conductor de fase conectado entre el conductor de fase y la red neutral y/o el conductor a tierra. Los condensadores producen corrientes reactivas relativamente elevadas a frecuencias de potencia de 50 a 60 Hz las cuales hacen avanzar los fasores de la corriente más cercanos a los fasores de voltaje mejorando así la eficiencia de la EDN a las frecuencias de la potencia o energía. El efecto de tales condensadores a las frecuencias de señalización principales, tradicionales, de 3kHz hasta 148.5kHz es que atenúan severamente las señales portadoras de la línea de energía, frecuentemente a niveles bajos tales que hacen al sistema inoperativo. Se puede enseñar que este problema podría ser superado simplemente elevando las señales de comunicaciones arriba de 1 MHZ, cuando el efecto de los condensadores llega a ser insignificante debido a la reactancia inductiva de los cables de interconexión (saltador) y la construcción interna de los condensadores. La reactancia total de los condensadores parece inductiva a frecuencias arriba de 1MHZ y como resultado su impedancia en paralelo llega a ser mayor que la impedancia característica de las líneas de OH conduciendo a una carga mínima y de aquí a una pérdi-da mínima de la línea en HF. Sin embargo, un problema resultante es que a tales frecuencias los transformadores de potencia aparecen como cargas inductivas, de impedancia elevada, arriba de 1MHz y su impedancia resultante llega a ser mucho más grande que la impedancia característica de las líneas OH. Por consiguiente, utilizando frecuencias arriba de 1MHz, el transformador de potencia no reduce signifícativaménte el nivel de la señal de comunicaciones o proporciona una derivación de HF entre los devanados primario y secundario del transformador de potencia. Los transformadores de potencia pueden ser considerados como filtros de paso bajo con frecuencias de corte muy abajo de 1 MHZ. Otro problema con algunas secciones de las EDNs OH es que las mismas pueden tener secciones de fase única alimentadas fuera de la red polifásica principal. Esto puede conducir a una descompensación de la red creando una adaptación errónea de la impedancia y la radiación subsiguiente de la(s) señal(es) de HF desde la red. Esto hace a la red muy perdedora y reduce la propagación de las señales de telecomunicaciones. Una unidad de acoplamiento ("unidad acondicionadora") se describe en la patente WO 94/09572 para el aco-plamiento o conexión de señales de frecuencia elevadas a una EDN. Sin embargo, tal unidad de acondicionamiento no es particularmente muy adecuada ya sea para el acoplamiento o conexión de las señales de comunicación de HF a través de los transformadores de potencia en una EDN OH como se describió anteriormente o para desacoplar o desconectar cualquier alimentación de las secciones de fase única fuera de la red polifásica principal. La presente invención busca proporcionar un método y aparato para la transmisión de telecomunicaciones sobre una red de energía, Ice ojales alivian algo o la totalidad de los problemas anteriores. En consecuencia, en un primer aspecto, la presente invención proporciona una red de transmisión de potencia y/o de distribución de la electricidad, compensada o adap-tada, la red incluye medios de entrada para la entrada sobre la red de una señal de telecomunicaciones que tiene una frecuencia portadora mayor que aproximadamente 1MHz desde una fuente no compensada o no adaptada y medios de salida para remover la señal de telecomunicaciones desde la red en donde los medios de entrada y los medios de salida proporcionan la igualación de la impedancia entre la red y la fuente. Por consiguiente, la propagación de las señales de comunicación de HF sobre tales redes es optimizada, y los medios de entrada y salida ("unidades de acondicio-namiento") están provistos para la interconexión entre una fuente por ejemplo una terminación de HF (posiblemente coaxial) no compensada, de impedancia relativamente baja, y una EDN OH compensada, de impedancia elevada, y propor-ciona una transformación y terminación de una impedancia no compensada o adaptada a una impedancia compensada o adaptada, eficiente. De esta manera tanto las señales vocales como de datos pueden ser transmitidas a frecuencias portadoras mayores que aproximadamente 1 MHz, permitiendo un espectro disponible más grande y una capacidad de transmisión más grande. La frecuencia portadora puede ser de hecho menor que 1MHz es decir 800KHz o aún tan baja como 600KHz , pero cuando la misma es reducida también se reduce la anchura de banda. Una pluralidad de señales de telecomunicaciones puede ser provista, teniendo cada una frecuencias portadoras diferentes. El término "frecuencia portadora" se refiere a la frecuencia no modulada de la señal portadora, y no a la frecuencia de la señal de telecomunicaciones una vez modulada. Sobre, por ejemplo, una red de 400V la frecuencia portadora puede ser preferiblemente de entre l-10MHz, y sobre, por ejemplo, una red de llkV puede ser por ejemplo de entre l-20MHz, o posiblemente de 5-60MHz . Sin embar-go la frecuencia puede ser de hasta cientos de MHZ depen-diendo de la red y la aplicación. Por ejemplo, sobre distancias cortas (10-20m) un intervalo de frecuencia por ejemplo de l-600MHz o l-800MHz puede ser utilizado. La red de potencia puede incluir una o más fases. Preferiblemente la red es una red polifásica que incluye por ejemplo una cualquiera o más de 2, 3, 4, 5, 6, 7, etc., fases. Las diferentes secciones de la red pueden incluir diferentes números de fases. La red puede ser típicamente una red de transmi-sión de potencia y/o de distribución de la electricidad de puntos múltiples (o de puntos múltiples a un punto) de línea principal y ramificaciones o derivaciones. Preferiblemente la red está compensada, es decir, proporciona características de transmisión compensadas o adaptadas. La red puede ser una red "aérea" es decir el(los) cable(s) de la red pueden estar colocados arriba del suelo, por ejemplo extendidos o estirados entre torres metálicas . Preferiblemente al menos una parte (o la totali-dad) de la red de transmisión es externa a cualquier construcción o establecimientos tales como una oficina o casa y la(s) señal(es) es/son transmisibles a lo largo de la parte externa. Dentro de tales construcciones, las distancias de transmisión son cortas típicamente y por lo tanto las pérdidas de atenuación son relativamente no importan-tes . Preferiblemente la red de potencia o energía es una red de potencia o energía principal (por ejemplo subterránea) que incluye por ejemplo cualquiera o la totalidad de las secciones de 132kV, 33kV, llkV, 415V y 240V. Las señales de telecomunicaciones pueden ser transmitidas sobre cualquiera o la totalidad de las secciones de la red de potencia o energía por la detección, amplificación y/o regeneración y reintroducción adecuadas como y cuando sea necesario. Preferiblemente la red incluye medios de conexión localizados en al menos uno, y preferiblemente la totalidad, de los puntos de interconexión entre la EDN OH y cualquiera de las EDNs UG de interconexión. Los medios de conexión proporcionan una conexión de HF igualada o adaptada en la impedancia entre las EDNs OH y UG para permitir una propagación eficiente de las señales de comunicación de HF entre las secciones de la red OH y UG. Esto ayuda a asegurar que la potencia de la señal de comunicación de HF pueda ser mantenida a un mínimo para reducir el nivel de la radiación de cualesquiera secciones de EDN OH no seleccionadas . Para superar el problema del acoplamiento o la conexión de señales de comunicación de HF a través de transformadores en varios niveles de voltaje, preferí-blemente es provista una unidad de derivación de HF la cual puede proveer ya sea una derivación balanceada a balanceada o balanceada a no balanceada en cualquier dirección, es decir los lados primario a secundario o secundario a primario del transformador de potencia. La unidad de derivación puede utilizar cualquiera o la totalidad de: protección con fusibles, acoplamiento capacitivo, una igualación de la impedancia con un transformador de ferrita o de hierro en polvo y una capacidad de terminación compensada o no compensada. La respuesta de frecuencia de los materiales de ferrita en 50 a 60 Hz es despreciable y por la toma o derivación del centro, adecuada, de los devanados primario y/o secundario junto con el aislamiento adecuado de los materiales del núcleo, se puede proveer una buena protección contra los brincos de la corriente. Se debe señalar que utilizando las señales de comunicaciones de HF arriba de 1 MHz junto con materiales del núcleo inductores tales como la ferrita y el hierro en polvo, llega a ser posible fabricar tanto condensadores de alto voltaje como elementos inductivos de impedancia elevada, los cuales son suficientemente pequeños en su tamaño físico para que sean retroequipados a las estructuras de soporte de EDN OH existentes y en muchos casos puede remplazar simplemente los cables de empalme existentes.
En una modalidad preferida, las instalaciones dobles completas son provistas utilizando, por ej.emplo, las técnicas de acceso múltiple y/o multiplexión de la de la división de la frecuencia (FDD), del tiempo (TDD) y/o del código (CDMA), es decir las señales pueden ser transmitidas y/o recibidas en todas las direcciones simultáneamente. Una red de acuerdo con la presente invención puede ser utilizada para muchos propósitos de transmisión de datos y/o de señales vocales, tales como una lectura a control remoto de los medidores de electricidad, compras y operaciones de banco a control remoto, sistemas de manejo de la energía, telefonía (señales vocales), telefonía conmutada, sistemas de seguridad y/o servicios de datos interactivos, servicios de medios múltiples y televisión. Una gama amplia de técnicas de transmisión diferentes están disponibles para su uso con comunicaciones de línea de potencia eléctrica, cada una utilizando varios métodos de modulación incluyendo la multiplexión de la división de la frecuencia, el tiempo y el código. Se ha determinado que el método del espectro extendido ofrece una seguridad inherente y buenas características de rechazo de la interferencia. Estas propiedades son logradas utilizando una anchura de banda grande y por consiguiente requiere el diseño de un filtro específico. Los métodos de modulación incluyen el de la amplitud, la frecuencia, de la fase; la banda lateral única, doble y residual, la posición del impulso, la anchura y la amplitud; la regulación del desplazamiento de la frecuencia (FSK), la FSK filtrada Gaussiana (GFSK), la regulación del desplazamiento mínimo Gaussiano (GMSK), la regulación del desplazamiento de la fase cuaternaria (QPSK), la regulación del desplazamiento de la fase cuaternaria ortogonal (OQPSK), la modulación de la amplitud de la cuadratura (QAM), Pi/4 QPSK, etc. Un número grande de técnicas de comunicación radiofónica inalámbrica, móvil, celular, estándares, puede ser adecuada para efectuar la transmisión de la señal sobre una red acondicionada. De acuerdo con un aspecto adicional, la presente invención proporciona un método de transmisión de la señal que incluye la entrada de una señal de telecomunicaciones que tiene una frecuencia portadora mayor que aproximadamente 1MHz desde una fuente no compensada sobre una red de transmisión y/o distribución de la potencia eléctrica, compensada y la recepción subsiguiente de la señal. Preferiblemente, la señal es transmitida utilizando técnicas de multiplexión de la división de la frecuencia, el tiempo y/o el código. En un aspecto adicional, la presente invención proporciona un aparato de comunicaciones (conocido aquí posteriormente como una "unidad de acondicionamiento de la red") para su uso con una red de acuerdo con el primer aspecto de la presente invención. La unidad acondicionadora de la red incluye un par de porciones filtrantes de paso bajo compensadas para filtrar externamente la señal de potencia principal de amplitud elevada, de frecuencia baja, es decir, separarla de la(s) señal(es) de telecomunicaciones y permitirle que pase a través de la unidad de acondicionamiento. La unidad también incluye un par de elementos de acoplamiento o conexión de paso elevado, compensados, para la entrada y la remoción de las señales de telecomunicaciones desde la red y, preferiblemente, un elemento de terminación de impedancia similar a la impedancia característica de la red en este punto. El uso de tal unidad permite que las señales de HF sean introducidas sobre la red y el LF marca las señales para que pasen a través de la unidad. Tal unidad también puede ser utilizada para asegurar que las señales de telecomunicaciones de frecuencia elevada puedan pasar alrededor de los transformadores sobre la EDN y/o puedan o no puedan (cuando sea apropiado) ser acopladas para la conexión a las EDNs UG . Preferiblemente, los efectos de la carga eléctrica variable (es decir las impedancias de la carga) de todos los artículos que están acoplados sobre la red de tiempo en tiempo y que utilizan la energía eléctrica (es decir las cargas eléctricas) están aislados de las señales de comunicaciones por la acción del (de los) elemento(s) del filtro de paso bajo de la(s) unidad(es) de acondicionamiento . Preferiblemente, la unidad de acondicionamiento puede estar conectada a la red en una configuración tanto compensada como no compensada. Preferiblemente la unidad de acondicionamiento de la red proporciona una igualación de la impedancia entre los dispositivos de recepción/transmisión y la red de potencia o energía. Adicionalmente, la unidad de acondicionamiento de la red puede llevar una corriente de cortocircuito o de carga completa en las frecuencias de potencia o energía, mientras que todavía llevan las señales vocales y de los datos . En un tercer aspecto, la presente invención proporciona un método de transmisión de la señal utilizando una red como se describió aquí. En donde las señales están siendo transmitidas a lo largo de una red de potencia eléctrica polifásica (por ejemplo de tres fases), la propagación de la señal puede ser entre cualquiera o la totalidad de las fases y tierra. En las modalidades preferidas la señal es inyectada entre cualesquiera dos de las fases, o entre una de las fases y un conductor neutral.
En donde las señales están siendo transmitidas a lo largo de un cable de servicio de distribución de la electricidad de una sola fase, se puede obtener un efecto seudo-coaxial . Los cables de una sola fase típica-mente pueden ser ya sea concéntricos o concéntricos divididos. En el caso de un cable concéntrico dividido, un medio (tal como un acoplamiento capacitivo entre las partes del forro concéntrico dividido) puede ser provisto de modo que a la frecuencia deseada el cable se comporte como un cable concéntrico estándar. Por consiguiente un efecto seudo-axial es lograble y el cable proporciona una característica de transmisión no compensada. Preferiblemente, cualquier auto-resonancia parásita en los elementos capacitivos o inductivos es evitada. Cuando la frecuencia de corte inferior de la unidad de acondicionamiento es incrementada, los valores mínimos de la inductancia y la capacitancia pueden ser reducidos proporcionalmente. En un aspecto adicional, la presente invención proporciona una red de transmisión de potencia y/o de distribución de la electricidad, aérea, que tiene un número de fases, el número es elegido de la lista de 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, ...n (en donde n es un número entero mayor que 9), pero que tiene preferiblemente 1, 2 o 3 fases, y que incluye medios de entrada para la entrada de una señal de telecomunicaciones que tiene una frecuencia portadora mayor que aproximadamente 1MHz sobre al menos uno de los conductores de la fase de la red y medios de salida para remover la señal de telecomunicaciones de al menos otro conductor de fase de la red. En un aspecto adicional, la presente invención proporciona una red de transmisión de potencia y/o de distribución de la electricidad, compensada, la red incluye medios de entrada para la entrada sobre la red de una señal de telecomunicaciones que tiene una frecuencia portadora mayor que aproximadamente 1MHz y medios de salida para remover la señal de telecomunicaciones desde la red. En un aspecto adicional, la presente invención proporciona un método de transmisión de la señal que inclu-ye la entrada de una señal de telecomunicaciones que tiene una frecuencia portadora mayor que aproximadamente 1MHz sobre al menos un conductor de fase de una red de transmisión y/o de distribución de la potencia eléctrica, aérea y/o compensada, y la recepción subsiguiente de la señal desde al menos uno de los otros conductores de fase de la red, la red tiene un número de fases, el número es elegido de la lista de 1,2,3,4,5,6,7,8,9, n (en donde n es un número entero mayor que 9), pero que tiene preferiblemente 1, 2 o 3 fases. Cualquiera o la totalidad de los aspectos ante-riores puede incluir las características descritas en cualquier parte de esta especificación. Las modalidades de la presente invención serán descritas ahora con referencia a los dibujos que se acompa-ñan, en los cuales: La Figura 1 es un diagrama esquemático de una parte de una red en la cual se pueden utilizar los aspectos de la presente invención; la Figura 2 es un diagrama esquemático de un primer sistema de transmisión para una red de acuerdo con la figura 1 ; la Figura 3 es un diagrama esquemático de un segundo sistema de transmisión para una red de acuerdo con la figura 1; la Figura 4 es un diagrama esquemático de un tercer sistema de transmisión para una red de acuerdo con la figura 1 ; la Figura 5A es una sección transversal a través de un cable de tres fases típico; la Figura 5B es una sección a través de un cable coaxial típico; la Figura 6 es una primera modalidad de una unidad de acondicionamiento de la red de acuerdo con la presente invención; la Figura 7 es una segunda modalidad de una parte de una unidad de acondicionamiento de la red de conformidad con la presente invención; la Figura 8 es una tercera modalidad de parte de una unidad de acondicionamiento de la red de acuerdo con la presente invención; la Figura 9 es un diagrama esquemático de una unidad de acondicionamiento no compensada de la técnica previa . La Figura 10 es un diagrama en sección transver-sal de un cable de EDN de tipo neutral, flotante. Las Figuras HA, 11B y 11C muestran vistas en sección a través de un cable concéntrico, concéntrico-dividido y seudoconcéntrico , respectivamente; la Figura 12 es un diagrama esquemático de una red de transmisión y/o distribución de la energía, compensada, de dos alambres, de acuerdo con un aspecto de la presente invención; la Figura 13 es un diagrama esquemático que muestra una distribución típica de los componentes de transmisión/recepción de la señal en un polo terminal de una red de transmisión y/o distribución de energía; la Figura 14 es un diagrama esquemático de una modalidad de una interconexión para conectar el aparato de telecomunicaciones a una red de voltaje elevado; la Figura 15 es un diagrama esquemático de un circuito para proporcionar una interconexión entre los cables de energía aéreo y subterráneo.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La Figura 1 muestra en general una red 40. La electricidad principal se introduce a la red desde una línea de transmisión 42 de llkV (por ejemplo una EDN OH, por medio de un transformador 44 y sobre una red de tres fases 46. La red de tres fases de 400V es suministrada a un número de localizaciones, tales como los edificios o construcciones 48. Cada uno de estos edificios puede recibir solamente un suministro de electricidad de una fase o alternativamente puede recibir un suministro de energía de tres fases. Las señales vocales y de datos pueden ser inyectadas en la red (o alternativamente recibidas de la red) en un punto 50, para que sean transmitidas y/o recibidas por los usuarios en los establecimientos 48. Para separar las señales de comunicación de los datos y las señales vocales desde la señal de potencia o energía de amplitud elevada, de baja frecuencia, cada fuente de la señal y/o destino es provista con una unidad de acondicionamiento 52 no compensada - mostrada con mayor detalle en la figura 9. Esta unidad de acondicionamiento de la red incluye un filtro de paso bajo para la separación externa de las dos señales. La presente invención está relacionada principalmente con la propagación de las señales de HF sobre la EDN OH 42. Una unidad de acondicionamiento 51 (de corriente elevada) adicional, puede ser adaptada o equipada entre el transformador de distribución de la electricidad 44 y el punto de inyección 50 para remover adicionalmente el ruido del transformador de la red acondicionada 40. La unidad 51 está adaptada o equipada con un inductor de corriente elevada. La Figura 2 muestra una porción de una red 42 de tres fases de llkv, OH (aérea) dentro de la cual y a partir de la cual las señales de los datos pueden ser transmitidas y recibidas utilizando las unidades 52 de acondicionamiento de la red. Si el cable de la red 40 está abajo del suelo, el mismo está revestido, es decir rodeado por un forro 41 por ejemplo a lo largo de la tota-lidad o substancialmente la totalidad de su longitud. Sin embargo, si el conjunto de cables son aéreos (como es el caso con la mayoría de las modalidades de la presente invención), tal forro es omitido. Como un ejemplo, las señales de los datos podrían ser transmitidas sobre la fase amarilla de la red por la unidad de acondicionamiento de la red 52 es decir, la señal es aplicada entre la fase amarilla y tierra/neutral como es mostrado. Los datos transmitidos pueden ser recibidos entonces por cualquiera o la totalidad de las unidades de acondicionamiento 52B, 52C y 52D las cuales están conectadas a las fases amarilla, roja y azul, respectivamente. En otras palabras los datos transmitidos pueden ser absorbidos o recibidos por cualquier fase del cable, incluyendo las fases sobre las cuales las señales no fueron inyectadas por la unidad transmisora. Como se puede observar, los datos pueden ser transmitidos y recibidos por cada unidad. Cada fase de la red 42 se muestra que incluye un transformador 43. Típicamente esto es efectuado por una unidad transformadora de tres fases, única, para todas las tres fases, y no por tres transformadores de una sola fase, separados - aunque esto último puede ser posible. La Figura 3 muestra una porción de una red 42 de tres fases dentro de la cual y a partir de la cual las señales de los datos pueden ser transmitidas y recibidas utilizando cuatro unidades 52 de acondicionamiento de la red. Como es mostrado, las señales de los datos son transmitidas a través de dos fases de la red de tres fases - en este caso las fases roja y azul. Este ejemplo también podría aplicar a una red compensada, utilizando las unidades de acondicionamiento 1301 compensadas. Si una o más fases no están en uso (por ejemplo la fase amarilla en la Figura 3), la(s) fase(s) no utiliza-da(s) puede(n) ser terminada(s) para proporcionar una impedancia apropiada. Esto se puede hacer utilizando un circuito "L" es decir un inductor en serie con un condensador de derivación sobre el lado del transformador. Esto proporciona una impedancia óptima y asegura que una señal de RF la cual está acoplada o enlazada por ejemplo entre las fases roja y amarilla, no sea derivada descendentemente por una conexión del transformador de impedancia baja. Esto es particularmente útil si existe una reactancia inductiva insuficiente en, por ejemplo, el punto de conexión del transformador de la fase amarilla. En la Figura 4 se muestra un sistema de transmisión alternativo a la Figura 2, en el cual las señales de datos son transmitidas a través de todas las tres fases, es decir, azul, roja y amarilla, de la red de tres fases 40. La Figura 5A muestra una sección transversal simplificada de un cable de potencia o energía 54 subterráneo, de tres fases, típico, que incluye la fase roja 56, la fase amarilla 58, y la fase azul 60. Las señales de los datos son transmitidas entre la fase azul 60 y tierra 62, y son inyectadas en la red por medio de la unidad de acondicionamiento de la red 52. A frecuencias elevadas, la capacitancia mutua entre las fases produce en forma efectiva un efecto de acoplamiento estrecho. Por lo tanto, tal sistema de transmisión proporciona una característica seudo-coaxial , equivalente aproximadamente al cable coaxial mostrado en la Figura 5B. La capacitancia mutua entre cualesquiera dos de las fases en el cable de tres fases es mostrada esquemáticamente como 64 en la Figura 5A - similar a la capacitancia mutua que existe entre otros conductores paralelos dentro de los cables multiconductores de construcción única. Así es como las señales de HF son propagadas sobre las EDNs UG conectadas a una EDN OH. Refiriéndose a la Figura 6, una modalidad de una unidad de acondicionamiento balanceada de acuerdo con un aspecto de la invención está indicada por la referencia numérica 10. La unidad de acondicionamiento 10 tiene conexiones de la señal de frecuencia elevada, dobles, compensadas o adaptadas alrededor de Ov y/o tierra. Las conexiones de la EDN se hacen por medio de las terminales 1 y 5 y pueden ser por ejemplo la terminal 1 de HOv, la terminal 3 de Ov y la terminal 5 de 110V, o la terminal 1 de 230V, la terminal 3 de Ov y la terminal neutra 5. Los fusibles Fl y F4 protegen a los condensadores Cl y C4 respectivamente en el caso de falla, teniendo trayectorias de frecuencia baja hasta Ov y/o tierra a través de Ll y L4 respectivamente. Cl junto con Ll, y C4 junto con L4, forman elementos filtrantes de paso elevado, que permiten que las señales de frecuencia elevada arriba de 1MHZ sean aplicadas en las terminales 2 y/o 4, para el acoplamiento o enlace a través de Cl, Fl y C , F2 a las terminales EDN en 1 y 5 respectivamente. Los inductores L2 y L5, junto con los condensadores C2 y C5, proporcionan secciones filtran-tes de paso bajo que tienen cada una, una protección del condensador por medio de los fusibles F2 y F5 respectivamente. Dos unidades filtrantes similares son colocadas en cascada y están formadas similarmente con L3 y L6 junto con los condensadores C3 y C6 con una protección del con-densador similar por medio de los fusibles F3 y F4 respectivamente. Estas unidades filtrantes de paso bajo permiten que la frecuencia ultra baja de 50 a 60 Hz de los componentes de potencia, pasen sin distorsión y para que sea conectada al cableado del cliente o abonado por medio de las espigas de contacto 6 y 7. Las señales de comunicaciones pueden estar interconectadas en un modo balanceado o compensado por medio de las terminales 2 y 4 o los modos no balanceados divididos entre las terminales 2 y 3 o 4 y 3 respectivamente. Los valores absolutos de los componentes capaciti-vos e inductivos dependerá de la impedancia característica de la EDN pero los valores típicos para una EDN de impedancia de 50 ohm son L2 = L3 = L5 = L6 = 16 A_H; C2 = C3 = C4 = C5 - C6 = 0.01 i_Fd. Fl - F2 - F3 - F4 = F5 = F6 = 500mA; Ll = L4 = 150 UR ; Cl - C4 - 0.01 / Fd . Para acoplar o enlazar eficientemente las líneas de transmisiones de telecomunicaciones (TTL) es importante asegurar : - 1. Una impedancia correcta en el punto de la interconexión . Que las características de propagación de la red permanezcan constantes.
Cuando se utilice una EDN para llevar o transportar las señales de comunicación de frecuencia elevada, se hace o establece una interacción eficiente entre la TTL y la EDN por medio de una unidad de acondicionamiento. Siempre que la TTL esté no compensada, es decir sea coaxial o seudo coaxial y la EDN sea en forma semejante coaxial o seudo coaxial (por ejemplo una EDN UG), entonces resultará una interconexión eficiente y la propagación transversal de la señal de comunicaciones . Sin embargo, si se requiere la interconexión entre digamos una TTL coaxial o seudo coaxial no compensa-da, y digamos una EDN aérea compensada, alámbrica, abierta, o una EDN del tipo neutral flotante, ya sea aérea o subterránea (como es el caso con la presente invención), entonces una unidad de acondicionamiento tal como aquella mos-trada en la Figura 6, es requerida para la transformación eficiente entre las secciones de la red compensadas y no compensadas. Las Figuras 7 y 8 muestran modalidades, respectivamente, de elementos filtrantes de paso bajo y paso alto los cuales podrían componer una unidad de acondicionamiento de acuerdo con la presente invención. La Figura 7 muestra como se pueden combinar los inductores y condensadores para formar elementos filtrantes compensados de paso bajo y como se pueden colocar los mismos en cascada para mejorar el funcionamiento. Para las frecuencias arriba de 1MHZ los inductores y los condensadores pueden ser fabricados con dimensiones físicas suficientemente pequeñas para que sean incluidos en EDNs aéreas sin la necesidad de una reestructuración mayor de los componentes montados al poste o a la torre, existentes. Un valor típico para un elemento inductor de LPF, digamos LIO o Lll, para una EDN aérea con una impedancia de la línea d, de fase a fase, digamos de 600 ohmios, es del orden de 50 L H . Tal inductor puede ser formado sobre un núcleo de ferrita para reducir adicionalmente su tamaño físico y proporcionar una frecuencia de corte de LPF abajo de 1 MHZ. El elemento inductivo también está diseñado para llevar una carga del EDN completa y corrientes de cortocircuito. Si la frecuencia de corte baja del filtro es elevada a digamos 5 MHZ entonces el valor del inductor puede ser reducido proporcionalmente a 10 ? con la reducción adicional en el tamaño físico del elemento. Dos inductores de valor similar deben ser utilizados, mostrados en la Figura 7 como LIO y Lll, para mantener un equilibrio o balance de los parámetros de la línea de transmisión agrupados . En forma similar, los condensadores de desacoplamiento de LPF CIO y Cll tienen valores típicos entre 0.01 y 0.001 /tFds. Los condensadores de estos valores pueden ser de un tamaño físico relativamente pequeño para voltajes de trabajo de hasta 33kV y son montados fácilmente en los puntos apropiados sobre las torres o postes de la EDN aérea, sin la reestructuración de los componentes existentes. Tales elementos de LPF pueden formar parte de un diseño de la unidad de acondicionamiento de EDN compensada, como se muestra en la Figura 6. La Figura 8 muestra como se pueden combinar los inductores y condensadores para formar elementos filtrantes de paso alto (HPF), compensados, y como los mismos pueden ser colocados en cascada para mejorar el funcionamiento. Para las frecuencias arriba de 1 MHZ, los inductores y condensadores pueden ser fabricados con dimensiones físicas suficientemente pequeñas para que sean incluidos en EDNs aéreas sin la necesidad de la reestructuración mayor de los componentes montados a los postes o torres existentes. Un valor típico para un elemento inductor de HPF, digamos L13 o L14, para una EDN aérea con una impedancia de la línea de fase a fase digamos de 600 ohmios, es del orden de 250 ÍX H . Tal inductor puede ser formado sobre un núcleo de ferrita para reducir adicionalmente su tamaño físico y proporcionar una respuesta de amplitud de HF plana arriba de 1 MHZ, con una atenuación mínima, cuando se combina con C13 y C14. El objeto principal de estos elementos inductivos de derivación es proporcionar trayectorias de impedancia baja hacia tierra y/o neutral de la EDN en el caso de que un elemento capacitivo falle. La corriente resultante elevada a 50/60Hz provocará entonces que los dipositivos protectores tales como los fusibles lineales en serie se enlacen y se fundan para proteger a la EDN de acuerdo con esto. Los inductores también hacen más intensa la respuesta de frecuencia de las unidades de HPF.
Un valor típico para los condensadores de acoplamiento de HPF C13 y C14 se encuentra entre 0.01 y 0.001 ¿¿Fds. Los condensadores de estos valores pueden ser relativamente pequeños en su tamaño físico para voltajes de trabajo de hasta 33kV y son montados fácilmente en los puntos apropiados sobre los postes o torres de la EDN aérea sin la reestructuración de los componentes existentes. Los valores dados para estos componentes solamente son ejemplares, y los valores preferidos diferentes serán apropiados para otras frecuencias de diseño. La Figura 10 muestra una sección transversal a través de un cable de EDN 100 el cual está diseñado para proveer un punto neutral flotante. Uno de los conductores (101, 102) lleva el voltaje de la fase de 50/60Hz, el otro lleva el potencial del punto de estrella/bifurcación. Cada conductor está aislado por ejemplo por medio de papel impregnado o un medio de tipo polimérico 103 y el cable está cubierto por ejemplo por un forro de plomo, cobre o aluminio 104, el cual puede ser protegido adicio-nalmente por una armadura de alambre de acero. El forro de plomo está normalmente en un potencial de tierra y en el Reino Unido, está fijado a tierra en el punto del transformador de distribución. Los conductores pueden ser de una construcción de cobre o aluminio y bajo condiciones normales las corrientes neutral y de la fase de 50/60Hz deben ser iguales en magnitud y opuestas en la fase, es decir compensadas. A frecuencias elevadas arriba de 1 MHZ el cable puede ser tratado como un cable seudo-seleccionado con la propagación de la señal entre el forro de conexión a tierra y el conductor de la fase, el forro de conexión a tierra y el conductor neutral o entre los conductores neutral y de la fase. En el Reino Unido, las EDNs UG usualmente tienen el punto neutral unido a tierra en el punto del transformador, por lo tanto las señales de HF podrían ser propagadas normalmente entre el conductor de la fase y el forro del cable conectado a tierra. Entonces, cuando se conecta a una unidad de acondicionamiento como se muestra en la Figura 6, el forro del cable conectado a tierra está fijado a la unidad de acondicionamiento en el punto 3, el conductor de la fase en, digamos, el punto 1 y el conductor neutral en el punto 5; las señales de comunicación de HF son aplicadas por medio del punto 2 y del punto 3 (tie-rra). Todos los componentes de la señal de HF sobre tanto el conductor de la fase como aquellos inducidos capacitivamente sobre el conductor neutral, serán atenuados por las secciones del filtro de paso bajo creadas por L2 + C2, L3 + C3, L5 + C5 y L6 + C6 respectivamente. Por lo tanto, en el punto 6 solamente el voltaje de la fase de 50/60Hz requerido, con respecto al voltaje neutral en el punto 7, está presentado en el punto del medidor de la electricidad del cliente o abonado. Refiriéndose a la Fig. 9, una unidad de acondicionamiento no compensada de la técnica previa - como se muestra en WO 94/09572 - está indicada generalmente por la referencia numérica 10 y está conectada entre una entrada de electricidad principal 12 y una salida de elec-tricidad principal 14. Una línea de entrada/salida de la señal 16 también está conectada en el filtro. La línea de potencia principal es un suministro de potencia eléctrica principal de 50Hz estándar, que proporciona una fuente de potencia eléctrica doméstica de 240v a una corriente máxima de 100 amperios para el uso normal. El filtro 10 está ensamblado en una caja metálica la cual previene la radiación de las señales de comunicación a los aparatos localizados externamente y la cual proporciona una conexión 18 a tierra para la línea de entrada/salida de la señal 16. El filtro 10 incluye un primer inductor o inductor principal 20 formado por ejemplo de alambre de 16mm2 enrollado sobre una varilla de ferrita de 200mm de longitud, de lOmm de diámetro,, con 30 vueltas de alambre alrededor de la misma. Esto proporciona una inductancia de aproximadamente 50 ¿X.H. Esto puede ser un mínimo para las características de la señal utilizadas. El uso de mejores materiales o una pluralidad de inductores en serie podría incrementar la inductancia del inductor hasta, por ejemplo, aproximadamente 200 H. Cada extremo del inductor principal 20 está provisto con una conexión a la línea de entrada/salida 16 de la señal, una primera conexión 22 entre la entrada de electricidad principal 12 y la línea de entrada/salida de la señal 16 comprende un primer condensador o condénsador de acoplamiento 24 que tiene una capacitancia de entre 0.01 y 0.50 UL.Y , y preferiblemente alrededor de 0.1 ¿F. Este condensador de acoplamiento 24 está conectado a un primer fusible 26 el cual está colocado para fundirse en el caso de falla o que un cortocircuito se desarrolle en el condensador 24. Una segunda conexión 28 incluye un segundo condensador 30 que tiene una capacitancia de entre 0.001 y 0.50 lit-F , preferiblemente alrededor de 0.1 LíF . Este condensador proporciona una atenuación adicional de las seña-les de comunicación haciendo una derivación a tierra o al suelo 18. Un segundo fusible 32 es provisto para fundirse si un cortocircuito se desarrolla en el segundo condensador 30, por lo cual se previene el daño adicional a la unidad. La línea de entrada/salida de la señal 16 está conectada a un segundo inductor 34 que tiene una inductancia de aproximadamente 250 ?j,H como mínimo. Este inductor es provisto como un limitador del daño en el caso de una falla del condensador de acoplamiento 24. En el caso de tal falla, este inductor proporciona una trayectoria hasta el suelo 18 para la frecuencia de potencia eléctrica principal de 50Hz, por lo cual se funde el fusible 26. El inductor no tiene efecto sobre las señales de frecuencia de la comunicación presentes en la línea de entrada/salida de la señal 16. Se va a señalar que el conductor neutral no es filtrado, y por lo tanto si esta unidad va a ser utilizada con un sistema de fase/neutral, entonces las señales indeseables todavía podrían pasar a través del mismo. Las Figuras HA, HB y 11C muestran vistas en sección a través de los cables concéntricos, concéntricos-divididos y "seudo"-concéntricos de fase única, respectivamente. Un cable de fase única, concéntrico, típico (como se ilustra en la Figura HA) consiste de un núcleo conduc-tor metálico central (típicamente de aluminio) 110 rodeado por una capa aislante 112 (típicamente de PVC). Alrededor de la capa aislante 112 están depositados una pluralidad de conductores metálicos 114 (típicamente de cobre) sobre los cuales descansa o se apoya un forro protector y aislan-te 116 (típicamente de PVC). En el uso, las conexiones neutral y de tierra son combinadas en el forro externo de los conductores metálicos 114. Un cable concéntrico-dividido (como se ilustra en la Figura 11B) es similar al cable concéntrico excepto que la capa externa de los conductores metálicos está dividida en dos porciones - por ejemplo una porción superior 115 y una porción inferior 117. Estas porciones están divididas por aisladores 118, 120 y en el uso las conexiones de neutral y tierra están divididas de modo que una porción del forro metálico externo lleve solamente uno de ellos. Para mantener un efecto seudo-coaxial en los cables de servicio concéntricos-divididos , en las frecuencias de transmisión deseadas (por ejemplo arriba de 1MHz), uno o más condensadores 122 pueden ser conectados entre las porciones superior e inferior 115, 117 del forro metálico externo 114. Estos condesador (es) pueden ser equipados por ejemplo en los puntos de terminación y/o acondicionamiento del cable. La Figura 12 muestra el concepto de acondicionamiento de HF de acuerdo con la presente invención, aplicado a una sección de, digamos, una EDN compensada OH. La unidad de acondicionamiento mostrada comprende una sección filtrante LP y una HP (LPF y HPF respectivamen-te) conectadas para permitir el acoplamiento direccional de las señales de comunicaciones de HF a la sección de la red 1201 acondicionada, es decir la sección de la EDN entre las dos unidades de acondicionamiento. F1 y F- son típicamente fusibles de línea protec-tora que proporcionan la interconexión a la unidad filtrante de HP la cual a su vez está acoplada a un transformador de aislamiento 1202 que consiste de, digamos, un material de núcleo de ferrita para dar un buen acoplamiento de frecuencia elevada, de los devanados primarios a secúndarios, entre digamos 1 y 30 MHZ. El transformador está conectado a su vez a una unidad transmisora/receptora de radio 1203 la cual transmite y recibe señales en la modulación y desmodulación de HF de las señales portadoras de HF cuando sea apropiado por medio de una unidad de modem 1204 la cual hace entrar y salir las señales vocales/datos y/o las señales de la imagen cuando sea apropiado. Las señales vocales pueden ser derivadas al modem y pueden ser interconectadas directamente a la unidad TX/RX en una forma análoga si se re-quiere. Si las señales introducidas al modem son presentadas en un formato digital común, entonces las mismas pueden ser multiplexadas fácilmente o combinadas para la transmisión sobre la red. Los transceptores pueden operar en una forma simple, doble o semidoble como sea requerido. Con una sección acondicionada de la EDN compensa-da, como es mostrada, el enlace común de comunicaciones de HF así formado es inmune a los efectos de la carga de 50/60Hz variable, es decir los componentes del ruido de HF generados por ciertos tipos de cargas eléctricas de 50/60 Hz . El acoplamiento direccional de las señales de comunicaciones de HF arriba de 1 MHZ sobre cualquier sección de la EDN OH o UG compensada, es permitido por medio de esto. Se debe señalar que utilizando frecuencias ele-vadas arriba de 1 MHZ, los componentes de la sección del filtro HP y LP, los cuales forman las unidades de acondicionamiento, llegan a ser suficientemente pequeñas, en su tamaño físico, para que sean montadas por ejemplo a las estructuras de acero o postes de madera de la EDN OH sin una modificación mayor a los elementos físicos de la EDN existente. En forma similar sobre las EDNs UG , los componentes de la unidad de acondicionamiento pueden ser incorporados en alojamientos de juntas de los cables, columnas a la orilla del camino, columnas de iluminación de las calles y semejantes. La Figura 13 ilustra los puntos de localización potencial para los componentes de acondicionamiento de HF de la EDN OH 1301 como se aplican a un poste de soporte de madera 1302. Los conductores aéreos 1303, 1304 están conectados a la cabeza o punta del poste de madera 1302. Una trampa de la línea o inductor 1305 puede ser incluido en la línea de cada uno de los conductores 1303, 1304, y un condensador de desacoplamiento 1306 puede conectar cada conductor a la tierra local 1307. Un alambre de deri-vación 1308 es tomado desde uno o ambos de los conductores 1303, 1304 hasta la unidad de acoplamiento de RF 1301 la cual está montada sobre el poste 1302. Una alimentación coaxial 1309 conecta entonces la unidad de acoplamiento de RF 1301 al equipo de TX/RX 1310. La Figura 14 ilustra una unidad de acondicionamiento de EDN, OH, compensada, bidireccional, tal como puede ser el poste montado como en la Figura 13. J. y J- se conectan sobre los conductores de dos fases de una EDN OH polifásica. La protección es producida por el enlace de los fusibles F.. y F- y el acoplamiento de HF es provisto por los condensadores C. y C-. El acoplamiento electromagnético de HF es provisto entonces por T.. , el cual tiene típicamente un núcleo de ferrita o de hierro en polvo. El núcleo tiene la rela-ción de espiras apropiada, del primario al secundario, para proporcionar la igualación o adaptación de la impedancia requerida entre los conductores de fase compensada de la EDN OH y el cable coaxial 1401 no compensado el cual se interconectará por medio de la caja de seguridad 1402 a la(s) unidad(es) receptoras transmisoras de HG . Los devanados de T? pueden ser bifilares o trifi- lares (dos o tres hilos) para proporcionar los requerimientos de terminación compensada a no compensada. Los devanados primario y secundario están unidos a tierra para proporcionar trayectorias de protección para F.. y F- . Los enlaces de fusibles F„ y F, opcionales pueden ser incluidos en la caja de seguridad. Los valores de los componentes típicos para una unidad de acondicionamiento bidireccional de EDN OH de 25kV podrían ser:- J, = J- = alambre de enlace o conexión F. = F- = enlaces de fusible GEC HRC tipo VTF 15/3 C? - C- = HVC tipo TLC150AC - 102, O.OOl/ -F + 20%, 15kV RMS a 50/60Hz, 50kVdc entre las terminales.
T. = 17 vueltas o espiras, con derivación central, primario: 5 vueltas o espiras secundario, núcleo tipo Hawnt Electronics 3C11.
RFC1 - RFC2 - 50 /¿H enrollado sobre un núcleo de ferrita para disipar el potencial de la corriente de cortocircuito de 50/60 Hz y enlace(s) de fusible de HRC de ruptura F„ y o Y La Figura 15 muestra una sección de la red de distribución de electricidad (EDN) 1501 , polifásica ( 3 f ases y tierra), aérea (OH). Por la interconexión adecuada, una señal de comunicaciones de frecuencia elevada arriba de 1 MHZ puede ser impresa sobre la red, por ejemplo entre los factores de la fase negra y azul. Para propagar las señales de HF eficientemente entre tal sección de EDN OH y una sección de fase a neutral de la red UG , llega a ser necesario un arreglo de acoplamiento de HF adecuado para superar los problemas de igualación de la impedancia y de la terminación de la red compen-sada a no compensada. Para proporcionar el acoplamiento de HF a la red OH, la interconexión por medio de un elemento transformador TI de ferrita, de frecuencia elevada, se hace por medio de los fusibles protectores Fl , F2 y los condensado-res de acoplamiento de HF Cl y C2. El transformador de HF TI está diseñado típicamente para igualar o adaptar una línea compensada de impedancia de 600 ohmios con un cable UG no compensado, de impedancia de 50 ohmios, con el acoplamiento por medio del condensador de acoplamiento de HF C3 y el fusible protector F3. Para prevenir que el conductor seudo axial subterráneo (UGC) no compensado cargue la red OH compensada, un filtro T que comprende L.. , L- y C-, es utilizado, en donde L. es típicamente 16.5 H, C-, es típicamente 0.01 lFd y L- es típicamente 50 ¿¿-H. Estas modificaciones pro-porcionan el acondicionamiento de HF de la EDN y permite que la red distribuya en forma eficiente y segura tanto la energía eléctrica a frecuencia ultra baja, es decir 50 a 60 Hz , como las señales de comunicación arriba de 1 MHZ. Nótese que el transformador T. tiene un primario derivado central el cual proporciona una trayectoria de ULF para los fusibles F. y/o F-, debiendo llegar a estar en corto circuito el condensador C. y/o el condensador C-. El cable de UG alimenta un número de transformadores montados en el suelo, de fase única, cada uno de los cuales tiene una unidad de acondicionamiento de derivación de HF equipada. Las señales de HF impresas sobre el primario del T~ son acopladas por medio del fusible de seguridad F, y el condensador C, sobre el devanado primario del transformador de HF T2 el cual tiene un núcleo de ferrita y está conectado en serie con tierra (Ov). Por consiguiente, la señal de HF no compensada, presente sobre el alimentador de UG y a través del primario T- también es impresa sobre el primario T-. Se debe señalar que la impedancia primaria del transformador de potencia T„ es relativamente elevada a HF. La relación de las espiras y los devanados de T2 son tales que el devanado secundario presenta un acoplamiento de HF del transformador de impedancia compensada por medio de C , , C- y los fusibles de seguridad F- y Fft al secundario derivado central, compensado, de T y sobre los cables principales secundarios fuera del secundario de T- hasta los alojamientos del cliente o abonado junto con los componentes de potencia de amplitud elevada, de ULF. Se debe señalar que los devanados secundarios de T„ representan una impedancia relativamente baja a las frecuencias de la potencia, es decir de 50 a 60 Hz. La invención no está limitada a los detalles precedentes y se pueden hacer variaciones a la misma dentro del alcance de la invención.
Se hace constar que con relación a esta fecha el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.
Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes

Claims (20)

R E I V I N D I C A C I O N E S
1. Una red de transmisión de la potencia y/o de distribución de la electricidad, compensada, la red está caracterizada porque incluye medios de entrada para la entrada sobre la red de una señal de telecomunicaciones que tiene una frecuencia portadora mayor que aproximadamente 1MHz desde una fuente no compensada y medios de salida para remover la señal de telecomunicaciones de la red, en donde los medios de entrada y los medios de salida proporcionan la igualación o adaptación de la impedancia entre la red y la fuente.
2. Una red de conformidad con la reivindica-ción 1, caracterizada porque los medios de entrada incluyen medios para conectarse a una fuente la cual es una fuente coaxial de HF no compensada, de impedancia relativamente baja .
3. Una red de conformidad con la reivindicación 1 o la reivindicación 2, caracterizada porque la red es una red aérea.
4. Una red de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque al menos una parte de la red es externa a cualquier edificio y la señal es transmisible a lo largo de la parte externa .
5. Una red de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la red incluye medios de conexión localizados en un punto de interconexión entre la red y una red no compensada de interconexión, los medios de conexión proporcionan una conexión de HF de impedancia compensada entre las dos redes para permitir la propagación eficiente de las señales de comunicación de HF entre las mismas.
6. Una red de conformidad con la reivindica-ción 5, caracterizada porque la red no compensada de interconexión es una red de energía subterránea.
7. Una red de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque incluye dos secciones de la red separadas por un transformador de energía, incluyendo además medios de derivación de HF para transmitir la señal desde una de las secciones de la red hasta la otra, derivando el transformador.
8. Una red de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la frecuencia portadora está entre aproximadamente l-60MHz.
9. Un método para la transmisión de señales, caracterizado porque incluye la entrada de una señal de telecomunicaciones que tiene una frecuencia portadora mayor que aproximadamente 1MHz desde una fuente no compensada sobre una red de transmisión y/o de distribución de la potencia eléctrica compensada, y la recepción subsi-guíente de la señal, en donde la fuente y la red son acopladas por medios de acoplamiento los cuales proporcionan una igualación o adaptación de la impedancia entre las mismas .
10. Un aparato de comunicaciones para su uso con una red de transmisión de la potencia y/o de distribución de la electricidad, compensada, caracterizado porque incluye una porción filtrante de paso bajo, compensada, para permitir, durante su uso, que una señal de potencia eléctrica principal de amplitud elevada, de frecuencia baja, pase a través del aparato, y una porción filtrante de paso elevado, compensada, para el acoplamiento de las señales de HF que tienen una frecuencia portadora mayor que 1MHz sobre la red.
11. El aparato de comunicaciones de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque incluye medios de igualación o adaptación para la igualación o adaptación de la impedancia entre los dispositivos de recepción/transmisión y la red de transmisión y/o distribución de la potencia eléctrica.
12. El aparato de comunicaciones de conformidad con la reivindicación 10 o la reivindicación 11, caracterizado porque incluye medios para conectar el aparato a una red de transmisión y/o distribución de la electricidad, tanto compensada como no compensada, y permitir que la señal de electricidad principal de amplitud elevada, de frecuencia baja, pase entre las mismas.
13. El aparato de comunicaciones de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 9-12, caracterizado porque incluye medios para conectar una señal de HF compensada y no compensada a la red .
14. El aparato de comunicaciones de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 10 a 13, caracterizado porque está conectado a una red de transmisión y/o distribución de la potencia eléctrica.
15. El aparato de comunicaciones de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque la red es una red de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8.
16. El uso de un aparato de comunicaciones con una red de transmisión de la potencia y/o de distribución de la electricidad, compensada, el aparato incluye una porción filtrante de paso bajo, compensada, para per-mitir, durante su uso, que una señal de potencia eléctrica principal de amplitud elevada, de frecuencia baja, pase a través del aparato y una porción filtrante de paso alto, compensada, para el acoplamiento de las señales de HF que tienen una frecuencia portadora mayor que IMHz sobre la red.
17. El uso de un aparato de telecomunicaciones para la transmisión o recepción de una señal de telecomunicaciones que tiene una frecuencia portadora mayor que aproximadamente IMHz sobre una red de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8.
18. Una red de transmisión de la potencia y/o de distribución de la electricidad, caracterizada porque substancialmente es como se describió aquí con referencia las Figuras 1-8 y 10-15 de los dibujos anexos,
19. Un aparato de comunicaciones, caracterizado porque substancialmente es como se describió aquí con referencia a las figuras 1-8 y 10-15 de los dibujos anexos.
20. Un método de transmisión de señales, caracterizado porque substancialmente es como se describió aquí con referencia a las figuras 1-8 y 10-15 de los dibujos anexos.
MXPA/A/1997/001467A 1994-08-26 1997-02-26 Metodo y aparato para la transmision de telecomunicaciones en una red de energia MXPA97001467A (es)

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