DE2301234C3 - Ankopplungseinheit zum Ankoppeln vonTrägerfrequenzhochspannungsleitungen an Nachrichtengeräte oder Kabel mittels Kopplungskondensatoren und Übertragern - Google Patents

Description

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verbessern, daß auch im Falle von Blitzeinschlägen und/oder Kurzschlüssen auf der Energieleitung die elektrische Güte der trägerfrequenten drahtgebundenen Nachrichtenübertragung erhalten bleibt und Nachrichtengeräte gegen strom- und spannungsmäßige Überlastung abgesichert werden.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß zwischen die Mittenanzapfungen des den Trägerfrequenzleitungen zugeordneten Sparübertragers und die zugehörige Metallhaube ein strombegrenzendes Schaltelement und zwischen die Mittenanzapfungen der Sparübertrager und deren niederohmige und hochohmige Anschlüsse je ein Überspannungsableiter geschaltet ist. Eine derart aufgebaute Ankopplungseinheit erfüllt alle hochspannungs- und trägerfrequenten sowie alle übertragungstechnischen Erfordernisse. Überbrückt man die Mittenanzapfung des hochspannungsseitigen Sparübertragers und die hochspannungsseitige Metallhaube des Isolierkörpers nicht durch eine galvanische Verbindung, sondern mit einem strombegrenzenden Schaltelement, so wird es möglich, sowohl im Normalbetrieb als auch in dem Falle von Kurzschlüssen der Hochspannungsenergie führenden Bewehrung die Fernmeldeadern gefährdende Ströme zu unterdrücken. Restliche Spannungsspitzen von Stoßwellen, z. B. als Folge von Blitzeinschlägen, lassen sich mittels Überspannungsableitern auf eine hochspannungs- und trägerfrequenzseilig ungefährliche Spannung begrenzen. Je einer der bekannten Überspannungsableiter wird zu diesem Zweck zwischen die Miuonanzapfungen der Sparübertrager und deren niederohmige und hochohmige Anschlüsse geschaltet, ohne daß die Nachrichtenübertragung während des ungestörten Netzbetriebes dadurch beeinträchtigt würde.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Ankopplungseinheit kann darin bestehen, daß das strombegrenzende Schaltelement in der Ankopplungseinheit ein Schutzkondensator ist. Bei ungestörtem Netzbetrieb fließt über die bei 50 Hz relativ hohe Impedanz nur ein geringer Strom. Stoßspannungen mit ihrer hohen Flankensteilheit erzeugen über die Serienschaltung der Schutzkapazität und der vier Kopplungskapazitäten einen starken Stoßstrom, wodurch die Ladungen rasch zur Erde abfließen.

Weiterhin kann es von Vorteil sein, wenn der Schutzkondensator der Ankopplungseinheit eine Kapazität besitzt, üie etwa 50mal größer ist als die Kapazität eines einzelnen Kopplungskondensators. Ungestörten Netzbetrieb vorausgesetzt, soll der Strom des Schutzkondensators, d. h. auch seine Kapazität, klein sein. Umgekehrt ist bei Blitzeinschlägen in die Bewehrung der Trägerfrequenzhochspannungsleitung eine möglichst kleine Impedanz, d. h. eine große Kapazität, wünschenswert. Der angegebene Faktor stellt einen vorteilhaften Kompromiß aus der Erfahrung dar.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung kann es sein, wenn jeder der für eine Doppelader benötigten Kopplungskondensatoren eine Kapazität von etwa 1000 pF hat. Er ist dann bei dem in Nachrichtenanlagen üblichen Trägerfrequenzband von 15 bis 500 KHz mit nur geringen Verlusten behaftet und hält alle von der Trägerfrequenzhochspannungsleitung herrührenden, gefahrbringenden Überspannungen von der Nachrichtenanlage fern.

Des weiteren kann es je nach Netzspannung vorteilhaft sein, wenn als stnmbegrenzendes Schaltelement ein Kathodenfallableiter mit sei/iem spannungsabhängigen Widerstand verwendet wird. Bei ungestörtem Netzbetrieb sind die Fernmeldeadern, abgeblockt durch den im Ruhezustand hochohmigen Kathodenfallableiter, am Energietransport unbeteiligt. Im Falle eines Blitzeinschlages in der Bewehrung der Trägerfrequenzhochspannungsleitung oder in die Ankopplungseinheit zündet der Kathoden'allableiter. Der Blitzstrom fließt über die Kopplungskondensatoren zur Erde ab.

ίο Fernmeldeadern und Bewehrung sind, wenn auch nur während der Bogenentladung/Zündspannung des Kathodenfallableiters wegen seiner niederohmigen Entladestrecke parallel geschaltet Während dieser Periode übernehmen die Adern den Transport eines Teiles des um ein Vielfaches oberhalb des bei ungestörtem Betrieb ständig über Kabelkapazität und Kopplungskapazität vorhandenen 50-Hz-Stromes liegenden Entladestromes.
Es ist ein wesentlicher Vorteil, wenn der Kathodenfallableiter eine höhere Löschspannung besitzt als etwa die halbe verkettete Spannung des Drehstromsystems. Kommt es im Anschluß an einen Blitzeinschlag zu einem Erdkurzschluß, dann werden die beiden Kathodenfallableiter der Ankopplungseinheit wieder hochohmig. Die Fernmeldeadern sind am Transport des Kurzschlußstromes unbeteiligt, der Kurzschlußstrom fließt unter Umgebung des Kathodenfallableiters zur Erde ab.
Vielseitig wird die Ankopplungseinheit dadurch gestaltet, daß die Mittenanzapfungen der Sparübertrager hochspannungsseiüg galvanisch miteinander verbunden sind und zwischen die gemeinsame Verbindung aller Übertrager und die Metallhaube ein strombegrenzendes Schaltelement, insbesondere ein Schutzkondensator, geschaltet ist. Eine derartige Ankopplungseinheit trägt dem sich immer mehr ausbreitenden Bedarf an Fernmeldeverbindungen in den heutigen Verbundnetzen Rechnung und wird unabhängig vom vorhandenen Fernmeldenetz allen Anforderungen der Stromverbraucher wie Lieferanten ohne allzu große Mehrkosten gerecht.

An Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels v/ird die Erfindung näher erläutert:
Die Zeichnung zeigt das aus dem Hauptpatent bekannte grundsätzliche Schaltschema der Ankopplungseinheit, über welche die Trägerfrequenzströme den in der Bewehrung 7 der Trägerfrequenzhochspannungsleitung isoliert verlaufenden Doppeladern 6 zugeführt werden. Eine zweite gleichgeartete und daher nicht gezeichnete Ankopplungseinheit leitet die Trägerfrequenzströme aus der Trägerfrequenzhochspannungsleitung wieder gefahrlos ab. Die galvanischen Verbindungen zwischen Mittenanzapfung des Sparübertragers 4 und der Metallhaube 1 ist hochspannungsseitig aufgetrennt. Die Brücke zwischen diesen beiden bildet ein strombegrenzendes Schaltelement, z. B. der Schutzkondensator 8. Durch diese Maßnahme sind auch die Fernmeldedoppeladern 6 von der Hochspannungsenergieleitung galvanisch getrennt und zugleich 'St sichergestellt, daß bei stillgelegtem Hochspannungsbetrieb und/oder geerdeter Bewehrung 7 die Nachrichtenverbindung funktionstüchtig bleibt. Restspannungsspitzen bei Stoßvorgängen im Netz werden sowohl hoch- als auch niederspannungsseitig durch die Überspannungsableiter 9 begrenzt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Ankopplungseinheit zum Ankoppeln von im Phasenseil einer Hochspannungsleitung isoliert verlaufenden Doppeladern als Trägerfrequenzleitungen an Nachrichtengeräte oder Kabel mittels Kopplungskondensatoren und Übertragern, mit einem mit öl gefüllten Isolierkörper, der für jede Doppelader zwei elektrisch symmetrisch gebaute Kopplungskondensatoren enthält, wobei der Isolierkörper an den Stirnseiten durch je eine Metallhaube, in welchen für jede Doppelader je ein als Sparübertrager ausgebildeter Anpassungsübertrager untergebracht ist, abgeschlossen ist und wobei der niederohmige Anschluß des der Trägerfrequenzleitung zugeordneten Sparübertragers mit der Doppeiader, der hochohmige mit den einen Polen der Kopplungskondensatoren und die zugehörige Metallhaube mit dem Phasenseil galvanisch verbunden, der niederohmige Anschluß des den Nachrichtengeräten bzw. ausgehenden Adern zugeordneten Sparübertragers mit den ausgehenden Adern, der hochohmige mit den anderen Polen der Kopplungskondensatoren, die Mittenanzapfung mit der züge- hörigen Metallhaube und die Metallhaube mit Erde galvanisch verbunden sind, nach Patent 21 27 193, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Mittenanzapfungen des den Trägerfrequenzleitungen zugeordneten Sparübertragers (4) und die zugehörige Metallhaube (1) ein strombegrenzendes Schaltelement und zwischen die Mittenanzapfungen der Sparübertrager (4, 4') und deren niederohmige und hochohmige Anschlüsse je ein Überspannungsableiter (9) geschaltet ist.

2. Ankopplungseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das strombegrenzende Schaltelement ein Schutzkonden^ator (8) ist.

3. Ankopplungseinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schutzkondensator (8) eine Kapazität besitzt, die etwa 50mal größer ist als die Kapazität eines einzelnen Kopplungskondensators (3).

4. Ankopplungseinheit nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopplungskondensator (3) eine Kapazität von etwa 1000 pF besitzt.

5. Ankopplungseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das strombegrenzende Schaltelement ein Kathodenfallableiter ist.

6. Ankopplungseinheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kathodenfallableiter eine höhere Löschspannung besitzt als die halbe verkettete Spannung des Drehstromsystems.

7. Ankopplungseinheit mit wenigstens zwei in jeder Metallhaube untergebrachten Anpassungsübertragern zum Anschluß mehrerer Doppeladern, vornehmlich Vierergtuppen, nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittenanzapfungen der Sparübertrager (4) galvanisch mit· einander verbunden sind und zwischen die gemeinsame Verbindung und die Metallhaube (1) ein strombegrenzendes Schaltelement, insbesondere ein Schutzkondensator (8), geschaltet ist.

65 Die Erfindung betrifft eine Ankopplungseinheit zum Ankoppeln von im Phasenteil einer Hochspannungsleitung isoliert verlaufenden Doppeladern als Trägerfrequenzleitungen an Nachrichiengeräte oder Kabel mittels Kopplungskondensatoren und Übertragern, mit einem mit öl gefüllten Isolierkörper, der für jede Doppelader zwei elektrisch symmetrisch gebaute Kopplungskondensatoren enthält, wobei der Isolierkörper an den Stirnseiten durch je eine Meiallhaube, in welchen für jede Doppelader je ein als Sparübertrager ausgebildeter Anpassungsübertrager untergebracht ist, abgeschlossen ist und wobei der niederohmige Anschluß des der Trägerfrequenzleitung zugeordneten Sparübertragers mit der Doppelader, der hochohmige mit den einen Polen der Kopplungskondensatoren und die zugehörige Metallhaube mit dem Phasenseil galvanisch verbunden, der niederohmige Anschluß des den Nachrichtengeräten bzw. ausgehenden Adern zugeordneten Sparübertragers mit den ausgehenden Adern, der hochohmige mit den anderen Polen der Kopplungskondensatoren, die Mittenanzapfung mit der zugehörigen Metalihaube und die Metallhaube mit Erde galvanisch verbunden sind, nach Patent 21 27 193.

In dem Hauptpatent ist bereits beschrieben, welche Wirkung in mechanischer, hochspannungs- und übertragungstechnischer Hinsicht die im isolierkörper untergebrachten zur Trennung der Hochspannungsseite von der Trägerfrequenzspannung führenden Seite nötigen Kopplungskondensatoren und die mit der Hochspannungsleitung galvanisch verbundenen Anpassungsübertrager sowie die mit einem Fernmeldekabel oder mit Nachrichtengeräten zu verbindenden Anpassungsübertrager, welche auf Erdpotential liegen, auf die drahtgebundene, trägerfrequente Nachrichtenübertragung in Hochspannungsnetzen ausüben. Die in dem Hauptpatent beschriebene galvanische Verbindung zwischen den Mittenanzapfungen der Anpassungsübertrager und den stirnseitigen Gehäusen der Ankopplungseinheit lührt zu einer definierten Übernahme aller betrieblich auftretenden Hochspannungen durch die Kopplungskondensatoren und dient damit zum Schutz des Bedienungspersonals der Nachrichtengeräte und der Doppeladern.

Die galvanische Verbindung im hochspannungsseitigen Stirngehäuse der Ankopplungseinheit kann jedoch nachteilige Wirkung haben, weil sie zu einer Parallelschaltung der Fernmeldeadern und der starkstromführenden Bewehrung der Trägerfrequenzhochspannungsleitung auf der Übertragungsstrecke zwischen zwei Ankopplungseinheiten führt. Die Fernmeldeadern übernehmen damit den Transport eines Teiles der Hochspannungsenergie und können insbesondere bei Kurzschlüssen zwischen der Bewehrung der Trägerfrequenzhochspannungsleitung und Erde oder einer der Nachbarphasen durch unzulässig hohe Ströme überlastet werden.

Eine weitere Möglichkeit, die in dem Hauptpatent dargestellte Schaltung zu verbessern, liegt darin, die Wicklungen der Sparübertrager gegen Überspannungen zu schützen. Solche Überspannungen können auftreten, wenn Netzstoßspannungen sowohl atmosphärischer Natur als auch infolge von Schalthandlungen auf die Ankopplungseinheit auftreffen und eine unvermeidliche Restunsymmetrie der Sparübertrager zu unzulässig hohen Spannungsabfällen auf deren Wicklungen führt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ankopplungseinheit der eingangs genannten Art derart zu