DE526035C - Anordnung zum Zweck des Mehrfachverkehrs mittels hochfrequenter Traegerwellen auf Hochspannungsleitungen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung für Mehrfachhochfrequenzverkehr auf Hochspannungsleitungen, insbesondere auf gleichen Phasen über gemeinsame Kopplungskondensatoren für Nachrichtenverkehr und (oder) irgendeinen anderen Fernmeldeverkehr, z. B. für Fernmessung oder Fernsteuerung.

Gegenüber den in der Hochfrequenztelephonie auf gewöhnlichen Telephonleitungen üblichen Anordnungen ergeben sich hier für die verwendbaren Schaltungen grundsätzliche Unterschiede durch die Notwendigkeit der Zwischenschaltung von Hochspannungskondensatoren zwischen die Hochspannungsleitung und die Frequenzgeräte. Dieser Unterschied zwingt zur Verwendung abweichender Anordnungen, auch besonders deshalb, weil aus wirtschaftlichen Gründen danach gestrebt werden muß, den Mehrfachverkehr nicht nur über gemeinsame Phasen, sondern auch unter Ausnutzung gemeinsamer Hochspannungskondensatoren durchzuführen.
Man könnte nun so vorgehen, daß man den Hochspannungskondensator als erstes Glied in eine Kondensatorkette einreiht, und müßte dann verlangen, daß der Wellenwiderstand dieser Kondensatorkette dem der Hochspannungsleitung angepaßt wird und daß deren Grenzfrequenz unterhalb der für den Mehrfachverkehr erforderlichen Maximalfrequenz liegt. Der Ausgang dieser Kondensatorkette wäre dann elektrisch (bezüglich Wellenwiderstand) äquivalent dem Eingang der Hochspannungsleitung, aber mit dem Unterschied, daß er keine gefährliche Betriebshochspannung mehr führt, also ohne weiteres den Anschluß der Hochfrequenzgeräte wie in der Hochfrequenztelephonie auf gewöhnlichen Telephonleitungen in üblicher Weise gestattet. Die praktisch verwendbaren Hochspannungskondensatoren besitzen aber einen derartig kleinen Kapazitätswert, daß den Anpassungsbedingungen für den im Hochfrequenzverkehr auf Hochspannungsleitungen üblichen Frequenzbereich nicht genügt werden kann.

Es sind bereits in der Technik für die Zwecke der Mehrfachtelephonie auf mehreren Wellen Schaltungen bekannt geworden, bei welchen mehrfach abgestimmte Kopplungskreise in solcher Art zur Anwendung gelangen, daß einem bestimmten angekoppelten Empfangskreis nur Schwingungen einer bestimmten Frequenz zugeführt werden.

Gemäß vorliegender Erfindung erfolgt nun der Anschluß an die Hochspannungsleitung unter gleichzeitiger Abstimmung auf Spannungsresonanz für die verschiedenen Trägerfrequenzen, mit anderen Worten, der kapazitive Widerstand der Kopplungskonden-

satoren wird gleichzeitig für alle Trägerfrequenzen kompensiert.

Handelt es sich nicht um den Anschluß von mehreren Hochfrequenzeinrichtungen, ζ. Β. solchen für Telephonic, gemischt mit solchen für Fernmessung bzw. Fernsteuerung, an eine Hochspannungsleitung, sondern vielmehr um den Zusammenschluß von Hochspannungsleitungen verschiedenen Betriebes (beispielsweise Überbrückung von Trennschalterbrücken, Trennstellen), so wird auch die nur für Hochfrequenz durchlässige Übergangsleitung (Zusammenschlußleitung) nach genau denselben Grundsätzen abgestimmt. Als Abstimm- bzw. Phasenkompensationsmittel sind am besten unbelastete Kettenleiter zu benutzen, die im allgemeinen inhomogen sein werden, um eine beliebigeFrequenzeinstellung zu ermöglichen. Bezüglich des Widerstands-Charakters seiner Längszweige für sich sowie der Querzweige für sich wird der Kettenleiter zweckmäßig homogen ausgebildet, wobei aber die Beträge der einzelnen Widerstände je nach der Frequenzeinstellung variieren können.

Die Abb. 1 bis 4 erläutern die praktische Ausführung der eben angegebenen Grundgedanken für den Anschluß verschiedener Hochfrequenzgeräte G_n über gemeinsame Kopplungskondensatoren C₁, C₂ an gemeinsame Hochspannungsphasen L₁, L₂ (Abb. 1 und 2) bzw. für den Zusammenschluß verschiedener Hochspannungsleitungen für die bei dem Mehrfachverkehr benutzten Trägerströme (Abb. 3 und 4).

Die zur Abstimmung bzw. Phasenkompensation benutzten Abstimmittelschaltungen sind einheitlich in diesen Bildern mit A bezeichnet. Sie sorgen also dafür, daß der kapazitive Widerstand der Kopplungskondensatoren C für alle in Frage kommenden Trägerfrequenzen gleichzeitig kompensiert wird, so daß hinter ihnen (an den durch Kreuze angedeuteten Punkten) die Hochfrequenzeinrichtungen G so eingeschaltet werden können, als ob sie direkt an den Hochspannungsphasen angeschaltet wären.

In den verwendeten Schaltungen können

nun aber die in den Hochfrequenzeinrichtungen eingangsseitig enthaltenen Impedanzen ganz oder teilweise für die Abstimmung der Anschluß- bzw. Zusammenschlußleitung mit ausgenutzt werden, so daß sich dann in den entsprechenden Schaltungen nicht mehr bestimmte Punkte fixieren lassen, die den in den Abbildungen durch Kreuze bezeichneten Leitungspunkten äquivalent wären.

Die Verwendung besonderer, jeder Kopplungskapazität für sich zugeordneter Ab-Stimmschaltungen A empfiehlt sich besonders dann, wenn die Hochfrequenzeinrichtungen über mehr oder minder lange Zuführungsleitungen an die Kopplungskondensatoren angeschaltet werden müssen, weil dadurch dafür gesorgt wird, daß die Hochfrequenzspannungen auf den Zuführungsleitungen dann den kleinsten Betrag erreichen und dadurch die möglichen Verluste herabgesetzt werden.

In der Abb. 1 sind die Hochfrequenzeinrichtungen G_n, die also gemischt Telephoniceinrichtungen, insbesondere auch getrennte Sende- und Empfangseinrichtungen, sowie Hochfrequenzfernmeß- und -fernsteuerungseinrichtungen sein können, im Nebenschluß zueinander angeordnet, so daß die Kompensation der Hochspannungskondensatoren jeder Phase mit Hilfe je einer einzigen Abstimmschaltung A durchgeführt werden kann.

In der Abb. 2 ist eine abgeänderte Parallelschaltung angegeben, bei der jeder Hochfrequenzeinrichtung G_n für jede Phase L₁ bzw. L₂ besondere Abstimmittelschaltun- genA_n zugeordnet sind, die einerseits für die Abstimmung auf die zugeordnete Trägerfrequenz, andererseits aber auch für Sperrung der nicht zugeordneten Trägerfrequenz sorgen. Phasenkompensation und Frequenztrennung erfolgen zweckmäßig mit Hilfe der Abstimmschaltungen A gleichzeitig.

Es ist natürlich nicht unbedingt notwendig, go bei Benutzung zweier Phasen L₁, L₂ für den Hochfrequenzverkehr den Kopplungskondensator C₁ bzw. C₂ jeder Phase für sich durch Abstimmeinrichtungen A zu kompensieren, es genügt die Verwendung nur einer für beide Kopplungskondensatoren gemeinsamen Einrichtung^, wenn es auf eine Symmetrie gegenüber Erde nicht ankommt.

Wie bereits erwähnt, können die Eingangsimpedanzen der Hochfrequenzgeräte G_n ganz oder teilweise mit den Abstimmeinrichtungen A elektrisch und konstruktiv vereinigt werden.

In den Abb. 1 und 2 sind mit S₁ und S₂ die in den Hochspannungsanlagen üblichen Freileitungstrenn- und Erdschalter bezeichnet, über die die Hochspannungsleitungen L₁, L₂ mit den Einrichtungen des Werkes W (Sammelschienen, ölschalter, Spannungswandler usw.) verbunden werden, χχ₀ die bekanntlich für hochfrequente Trägerströme meistens einen kapazitiven Charakter besitzen, was durch gestrichelt eingezeichnete Kondensatoren in den Bildern angedeutet ist.

Die Unabhängigkeit von Schalthandlungen n₅ in diesen Werken W und an den Schaltern 5 verlangt Zwischenschaltung von für alle in Frage kommenden Trägerfrequenzen wirksamen Sperrdrosseln Sp, die zwecks Ersparnis von Kupfer möglichst als Resonanz- ia₀ drosseln (Kombination aus Drosseln und Kapazitäten in zweckentsprechender galva-

nischer oder induktiver Verbindung) ausgebildet werden.

In den Abb. 3 und 4 sind Schaltungsbeispiele für den Hochfrequenzzusammenschluß von Hochspannungsleitungen verschiedener Betriebssysteme gegeben.

In Abb. 3 handelt es sich um die Überbrückung eines Werkes, dessen Sammelschienen SS über die Schalter S₁ und S₂ mit den Hochspannungsleitungen L₁, L₂ verbunden werden können. Der Hochfrequenzbetrieb über dieses Werk hinweg soll funktionieren, selbst wenn einige oder alle Freileitungstrennschalter S₁ und 5"₂ geöffnet und die Erdschalter eingelegt sind. Die Verbindung der getrennten Hochspannungsleitungen erfolgt über die Hochspannungskondensatoren C, deren kapazitiver Widerstand unter Benutzung der bereits früher erwähnten Ab-Stimmeinrichtungen A kompensiert wird. Bei Anschaltung von Hochfrequenzeinrichtungen G, ζ. B. Hochfrequenztelephoniegeräten oder Fernmeßsendern und- empfängern u. dgl., an die Überbrückungsstelle empfiehlt sich Kompensation jeder Kopplungsseite für sich, damit die Hochfrequenzspannung längs der ganzen Zuleitung zwischen den Anschlußpunkten soweit wie irgend möglich reduziert wird. Werden solche Hochfrequenzeinrichtungen G an der Überbrückungsstelle nicht angeschaltet, so kann die Kompensation der beiden Hochspannungskondensatoren mit Hilfe nur einer Abstimmeinrichtung A vorgenommen werden. Ist die Verbindungsleitung der Hochspannungskondensatoren aber sehr lang, so empfiehlt sich trotzdem getrennte Phasenkompensation unmittelbar an den Hochspannungskondensatoren.

In der Abb. 4 ist der Zusammenschluß von mehr als zwei Hochspannungsleitungen L_n, z. B. verschiedenen Betriebes, schematisch angedeutet. Es finden wiederum Abstimmeinrichtungen A Verwendung, mit deren Hilfe die Kopplungskondensatoren jeder Phase für sich kompensiert werden können, so daß der mit P bezeichnete Zusammenschlußpunkt eine möglichst geringe Spannung führt. Sollen die einzelnen Trägerfrequenzen nicht gleichmäßig verteilt, sondern einige Leitungszweige für einzelne Trägerfrequenzen abgesperrt werden, so müssen die Abstimmeinrichtungen A auf Sperrung der entsprechenden Frequenzen abgestimmt werden. Dieses ist in der Abb. 4 angedeutet, dadurch, daß beispielsweise das Abstimmgerät A₁ alle in Frage kommenden Frequenzen durchläßt bzw. kompensiert, während die Abstimmeinrichtung A₂ nur /z-ßj-Frequenzen durchläßt bzw. kompensiert, die Frequenzen M₁ aber sperrt und die Abstimmeinrichtung A₃ die M-M₁-Frequenzen sperrt.

An den Kreuzungspunkt P können wiederum beliebige Hochfrequenzgeräte G angeschaltet werden.

Die Abb. 5 bis 9 beschäftigen sich nun mit den Abstimmeinrichtungen A im besonderen und erläutern den der Erfindung zugrunde liegenden Gedanken der Verwendung von unbelasteten Kettenleitern für die mehrwellige Abstimmung.

Die Anordnung kann so getroffen werden, daß die Hochfrequenz G an eine Induktivität L (vgl. Abb. 5) angekoppelt wird, die in der zum Anschluß an das Hochspannungsnetz dienenden Hochfrequenzzuleitung liegt. Die Parallelschaltung dieser Induktivität L mit einem aus Längswiderständen χ und Querwiderständen 3/ bestehenden unbelasteten Kettenleiter besitzt die für die verschiedenen Trägerfrequenzen zur Kompensation der Hochspannungskondensatoren erforderlichen Induktivitätswerte.

In der Abb. 6 werden die Hochfrequenzeinrichtungen G an besondere Induktivitäten L angekoppelt und in die Hochfrequenzanschlußleitung für die Phasen eine Parallelschaltung aus einem Kondensator C und Kettenleiter eingeschaltet, mit deren Hilfe ebenfalls die mehrwellige Abstimmung vorgenommen werden kann.

Die mehrwelligen Abstimmeinrichtungen A bestehen also wesentlich aus der Parallelschaltung eines Scheinwiderstandes (z. B. L in Abb. S oder C in Abb. 6) und eines unbelasteten Kettenleiters, wobei die Hochfrequenzgeräte G entweder mit dieser Parallelschaltung selbst (vgl. z. B. Abb. 5) oder mit der Anschlußleitung über besondere, z. B. in Serie geschaltete Scheinwiderstände (vgl. Abb. 6) gekoppelt werden können. ioo

In der Abb. 7 ist eine besonders zweckmäßige Abstimmeinrichtung angegeben, die also aus der Parallelschaltung eines beliebigen Scheinwiderstandes y mit einem unbelasteten Kettenleiter besteht, dessen Längswiderstände ζ aus Sperrkreisen für die einzelnen Trägerfrequenzen bestehen. Die Einschaltung dieser Abstimmeinrichtung in die Hochfrequenzanschlußleitung erfolgt an den Klemmen p, p des Widerstandes y. Die Verwendung von Sperrkreisen ermöglicht es, die Abstimmeinrichtung stufenweise auf die einzelnen Trägerfrequenzen abzustimmen. Z.B. kann mit Hilfe des Scheinwiderstandes y die Anschlußleitung zunächst auf die höchste Trägerfrequenz und alsdann nach stufenweiser Abstimmung der Sperrkreises mit Hilfe der Querwiderstände des Kettenleiters die Abstimmung der Anschlußleitung für die anderen Trägerfrequenzen stufenweise fortgesetzt werden.

Dasselbe ermöglicht auch eine Anordnung,

die in Abb. 8 angegeben ist. Diese Anordnung wird mit ihren Anschlußpunkten ρ, p in die Anschlußleitung eingeschaltet. Hier finden im unbelasteten Kettenleiter Kurzschlußkreise u als Ouerwiderstände Verwendung. Für stufenweise mehrwellige Abstimmung kann man hier zunächst U₁ direkt kurzschließen und mit Hilfe von X₁ die Anschlußleitung auf eine bestimmte Trägerfrequenz,

ίο etwa auf die größte, abstimmen, dann nach Aufhebung des direkten Kurzschlusses von U₁ diese Abstimmung durch Einstellung von Ii₁ auf Spannungsresonanz wiederherstellen. Die Abstimmung für die anderen Trägerfrequenzen erfolgt dann in analoger Weise stufenweise weiter.

Eine abgeänderte Anordnung, die eine Kombination von Resonanzschaltungen wiedergibt, ist in Abb. 9 dargestellt. Mit Hilfe der Kurzschlußschaltung U₁ wird auf eine extreme Trägerfrequenz abgestimmt, mit Hilfe von y_± auf die nächste und alsdann genau wie bei der Abb. 8 auf die weiteren stufenweise.

Aus Gründen möglichst gleichmäßiger Verteilung der Verluste für die verschiedenen Trägerfrequenzen empfiehlt es sich, die Abstimmeinrichtungen A, wenn sie als Serienabstimmittel für die Hochfrequenzanschlußleitung benutzt werden (vgl. Abb. 7 und 8), so zu dimensionieren, daß sie für die kleineren Trägerfrequenzen als Scheinwiderstand ζ. Β.

positiven Charakters, für die größeren Trägerfrequenzen aber als Scheinwiderstand negativen Charakters oder umgekehrt wirken.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   ι. Anordnung zu dem Zweck des Mehrfachverkehrs mittels hochfrequenter Trägerwellen auf Hochspannungsleitungen, welche einen auf die verschiedenen Frequenzen mehrwellig abgestimmten Anschluß oder Zusammenschluß der Hochspannungsleitungen unter Verwendung gemeinsamer Kopplungsmittel bzw. Hochspannungskondensatoren gewährleisten, gekennzeichnet durch die Verwendung von im allgemeinen inhomogenen und im allgemeinen unbelasteten Kettenleitern für die verschiedenen Trägerfrequenzen zur Kompensation der die Verbindung mit den Hochspannungsleitungen herstellenden Hochspannungskondensatoren.
2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung der unbelasteten Kettenleiter gleichzeitig als Mittel zur Frequenztrennung.
3. 3. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch Kettenleiter mit Resonanzschaltungen für die verschiedenen Trägerströme in den Längs- oder Querwiderständen zwecks stufenweiser Abstimmung.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen