DE2853425C3

DE2853425C3 - Fernspeiseeinrichtung für Wechselstrom-Parallelspeisung

Info

Publication number: DE2853425C3
Application number: DE19782853425
Authority: DE
Inventors: Heinrich Dipl.-Ing. 8000 Muenchen Keil
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1978-12-11
Filing date: 1978-12-11
Publication date: 1981-06-25
Also published as: DE2853425A1; DE2853425B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Fernspeiseeinrichtung für Wechselstrom-Parallelspeisung, bei der wenigstens eine Gruppe von elektrischen Verbrauchern über Speiseadern wenigstens einer Speiseleitung an eine gemeinsame Wechselspannungsquelle angeschlossen sind.

Derartige Fernspeiseeinrichtungen sind bekannt (Frequenz, 28 [1974], S. 326-333) und können insbesondere dazu dienen, Zwischenverstärkerstellen in elektrischen Nachrichtenübertragungseinrichtungen mit elektrischer Energie zu versorgen. In manchen Fällen, insbesondere in Verteilnetzen der Nachrichtenübertragungstechnik, kann es sich dabei als zweckmäßig erweisen, für die Fernspeisung eigene Fernspeisekabel zu verlegen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Fernspeiseeinrichtung für Wechselstrom-Parallelspeisung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß auch bei relativ großen Speisespannungen ein Personenschutz für den Fall einer unbeabsichtigten Berührung von Speiseadern gewährleistet ist. Ferner soll dabei die Speisung von einer einzigen Speisestelle aus möglich sein.

Gemäß der Erfindung wird die Fernspeiseeinrichtung der eingangs genannten Art zur Lösung dieser Aufgabe derart ausgebildet, daß die Speiseleitung jeweils drei Speiseadern enthält, von denen eine erste und zweite über je eine Wicklung einer Drossel an ein und denselben Anschluß und die dritte an den anderen Anschluß der Wechselspannungsquelle geführt sind und daß die Verbraucher jeweils mit einem Anschluß an die dritte Speiseader und mit dem anderen Anschluß über je eine Wicklung einer weiteren Drossel an die erste bzw. zweite Speiseader angeschlossen sind und daß die

ία beiden Wicklungen ein und derselben Drossel zwecks Symmetrierung jeweils die gleiche Windungszahl haben und mit ungleichnamigen Anschlüssen zusammengeführt sind. Dabei kana die Drossel ein bewickelter Magnetkern oder eine gleichwirkende elektronische

is Schaltung sein. Die Zusammenführung der ungleichnamigen Anschlüsse kann unmittelbar oder mittelbar sein. Durch diese Maßnahmen ergibt sich der Vorteil, daß ein Personenschutz bei Berührung von zwei beliebigen der drei verwendeten Speiseadern bzw. Leiter auch für den Fall erreicht wird, daß in dem Fernspeisesystem

Spannungen auftreten, die ohne besondere Maßnahmen

im Hinblick auf den gewünschten Personenschutz als unzulässig zu erachten wären.

Die zwischen Speiseleitung und Wechselspannungs-

quelle angeordnete Drossel gewährleistet in Verbindung mit den den Verbrauchern vorgeschalteten weiteren Drosseln, daß an jeder Stelle der Speiseleitung auf der ersten und zweiten Speiseader praktisch gleich große Ströme fließen. Für Anwendungsfälle, bei denen

jo der auf diese Weise erzielte Grad der Übereinstimmung noch nicht ausreicht, wird zweckmäßigerweise im Zuge der beiden an ein und denselben Anschluß der Wechselspannungsquelle angeschlossenen Speiseadern wenigstens eine weitere Drossel angeordnet.

Insbesondere Zwischenverstärkerstellen einer Punkt zu Punkt-Verbindung lassen sich mit Hilfe einer einzigen Speiseleitung der genannten Art versorgen. Sind die Verbraucher dagegen flächenmäßig angeordnet, was insbesondere bei Zwisökpnverstärkerstellen eines Nachrichtenverteilsystems der Fall ist, so wird die Speiseeinrichtung in weiterer Ausgestaltung der Erfindung derart ausgebildet, daß von mehreren Speiseleitungen eine die Stammleitung und jeweils die weitere eine Zweigleitung eines, insbesondere baumartigen, Fernspeisenetzes ist und daß die Zweigleitungen jeweils über eine Drossel derart an die Stammleitung angeschlossen sind, daß von den drei Speiseadern der Zweigleitung die erste und die zweite über je eine Wicklung der Drossel an die erste bzw. zweite

so Speiseader der Stammleitung angeschlossen ist Dabei ergibt sich der besondere Vorteil, daß der gewünschte

Personenschutz bei der Stammleitung und bei den Zweigleitungen in gleicher Weise gewährleistet ist. Es ist bereits ein Gleichstrom-Fernspeisesystem

bekannt (DE-PS 12 85 560), bei dem in die Fernspeisestrompfade Drosseln hoher Induktivität eingeschleift sind. Diese Drosseln dienen zur Verringerung der Starkstrombeeinflussung durch Erhöhung des Scheinwiderstandes.

Die Erfindung wird anhand des in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Die Figur zeigt eine Fernspeiseeinrichtung, bei der mehrere elektrische Verbraucher über eine gemeinsame Speiseleitung an eine einzige Wechselspannungsquelle

h'> angeschlossen sind.

Die in der Figur gezeigte Fernspeiseeinrichtung dient zur Wechselstrom-Parallelspeisung der als vollisolierte Geräte aufgebauten Verbraucher 41 ... 43. Die

elektrischen Verbraucher 41 ... 43 sind über die als Dreileiterkabel ausgebildete Speiseleitung 5 an die gemeinsame Wechselspannungsquelle 1 angeschlossen, die eine konstante Wechselspannung abgibt. Die Speiseleitung 5 besteht aus drei Speiseadern a, b und c Die erste und die zweite Speiseader a bzw. b sind über je eine Wicklung 21a bzw. 21 b der als Saugdrossel dienenden Drossel 21 an ein und denselben Anschluß 11 der Wechselspannungsquelle 1 angeschlossen. Die dritte Speiseader c ist an den anderen Anschluß 12 der Wechselspannungsquelle 1 gelegt

Die Verbraucher 41 ... 44 sind jeweils mit einem Anschluß an die dritte Speiseader c und mit dem anderen Anschluß sowohl an die erste als auch an die zweite Speiseader a, b angeschlossen, wobei die Verbindung mit der Speiseader a bzw. b über je eine Wicklung einer weiteren Drossel 31, 32, 33 bzw. 34 vorgenommen ist. Weiterhin sind im Zuge der Speiseadern a, b die weiteren Drosseln 22 und 23 angeordnet Diese in das Dreileiterkabel zusätzlich eingefügten Drossein 22 und 23 können gegebenenfalls entfallen.

Für alle Drosseln 21, 31 ... 34 gilt, daß die beiden Wicklungen eines Kernes jeweils die gleiche Windungszahl haben. Der Wicklungssinn ist bei den Drosseln 31 ... 34 so gewählt, daß die beiden Wicklungen zusammen eine angezapfte Symmetriewicklung bilden, deren Anzapfung mit dem betreffenden Verbraucher verbunden ist Für die Drosseln 21... 23 gilt, daß die von aen beiden Wicklungen herrührenden Durchflutungen einander entgegengesetzt gerichtet sind Beispielsweise liegt die Drossel 21 mit ungleichnamigen Wicklungsenden am Anschluß 11 der Wechselspannungsquelle 1.

Die Drosseln werden zweckmäßigerweise derart bemessen, daß der Magnetisierungsstrom einen ungefährlichen Wert von insbesondere etwa 9 mA nicht übersteigt

Die gezeigte Fernspeiseeinrichtung hat den Vorteil, daß bei einer Berührung von zwei beliebigen Leitern des Fernsehkabels über die dadurch geschaffene Verbindung praktisch kein Strom fließen kann und dies unabhängig davon, ob das Fernspeisekabel gerissen ist oder nicht Diese Tatsache ergibt sich für die verschiedenen Berührungsfälle aus den folgenden Zusammenhängen.

Die Drossel 21 bewirkt daß in die beiden Speiseadern a und b praktisch gleich große und gleichphasige Wechselströme eingespeist werden. Andererseits wird durch die ebenfalls als Saugdrosseln wirkenden Drosseln 31... 34 erreicht, daß die Verbraucher 41... 44 ihren Strom jeweils praktisch zur Hälfte der ersten Speiseader a und der zweiten Speiseader b entnehmen. Für die in der Figur angegebenen Ströme gelten daher die folgenden Beziehungen

Λ — h und /3 = t»

/5 -	/to	It	= .«!
k =	/\|4	/Il	- in
/13 =

10

Hieraus folgt

Legt man bei der in Betrieb befindlichen Fernspeiseeinrichtung andererseits die Impedanz 52 zwischen die Leiter b und c, und bezeichnet man den durch diese Impedanz 52 fließenden Strom mit /» so gilt nach der Knotenpunktsregel

Hieraus folgt wiederum

20

45

so

55

Ist die Fernspeiseeinrichtung in Betrieb und wird so zwischen den Speiseadern a und b die Impedanz 51 angeschlossen und bezeichnet man den durch die Impedanz 51 fließenden Strom mit /,, so gilt nach der Knotenpunktsregel

15 Andererseits gilt für den Fall, daß hinter der Impedanz 51 ein oder mehrere Leiier abgerissen sind, nach dem Durchflutungsgesetz

/5 = /6 = 0

Hieraus folgt wiederum

25

30

35

40 Weiterhin gilt für den Fall, daß hinter der Impedanz 52 einer oder mehrere Speiseadern abgerissen sind

Al = /io=O
/5 = /?

Hieraus folgt wiederum

/z=0

Die Berührungssicherheit besteht auch für den Fall, daß ein einzelner Leiter abgerissen ist Ist beispielsweise die Speiseader b hinter einer Impedanz 51 bzw. 52 unterbrochen, so gilt

/5 = /6

A) = /!0

Aus /'io=O folgt 4=0, d.h., es gelten dieselben Verhältnisse wie für den Fall, daß beide Leiter a und b unterbrochen sind.

Es gibt Nachrichten-, insbesondere Fernseh-Verteilsysteme, bei denen eine Vielzahl von Teilnehmern über ein bauartiges Verteilnetz an eine gemeinsame Zentrale angeschlossen sind. Sieht man zur Fernspeisung der in einem solchen Verteilnetz erforderlichen Zwischenverstärkerstellen ein entsprechend aufgebautes und nur von der Zentrale aus gespeistes Fernspeisenetzes vor, so kann man, was in der Figur nicht näher dargestellt ist, die Speiseleitung 5 als Stammleitung eines baumartigen Fernspeisenetzes verwenden und an beliebigen Stellen der Stammleitung 5 Zweigleitungen für weitere Gruppen von Verbrauchern anschließen. Hierfür genügt es, die Zweigleitungen jeweils Ober eine weitere Drossel derart an die Stammleitung anzuschließen, daß von den drei Speiseadern der Zweigleitung die erste und die zweite über je eine Wicklung der Drossel an die erste bzw. zweite Speiseader a, b der Standleitung angeschlossen wird und die Speiseadern c unmittelbar zusammengeführt werden. Auch in diesem Fall haben die Wicklungen der Drossel die gleiche Windungszahl und bewirken einander entgegengesetzt gerichtete Durchflutungen im Drosselkern.

Da bei Unterbrechune einer der Soeiseadern die

Stromversorgung nicht von den verbleibenden Adern übernommen wird, überwacht sich die Einrichtung dadurch gleichsam selbst, daß der Ausfall von Verbrauchern Festgestellt wird, beispielsweise durch einen Pilotalarm im gespeisten Übertragungssystem.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Fernspeiseeinrichtung für Wechselstrom-Parallelspeisung, bei der wenigstens eine Gruppe von elektrischen Verbrauchern über Speiseadern wenigstens einer Speiseleitung an eine gemeinsame Wechselspannungsquelle angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Speiseleitung (5) jeweils drei Speiseadern (a, b, c) enthält, von denen eine erste und eine zweite (a, b) über je eine Wicklung (21a, 2\b) einer Drossel (21) an ein und denselben Anschluß (12) der Wechselspannungsquelle (1) geführt sind und daß die Verbraucher (41 ... 44) jeweils mit einem Anschluß an die dritte Speiseader (c) und mit dem anderen Anschluß über je eine Wicklung einer weiteren Drossel (31 ... 34) an die erste bzw. zweite Speiseader (a, b) angeschlossen sind und daß die beiden Wicklungen ein und derselben Drossel (21, 31 ... 34) zwecks Symmetrierung jeweils die gleiche Windungszahl haben und mit ungleichnamigen Anschlüssen zusammengeführt sind.

2. Fernspeiseeinrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß im Zuge der bei den an ein und denselben Anschluß (|1) der Wechselspannungsquelle (1) angeschlossenen Speiseadern (a, b) wenigsetns eine weitere Drossel (22,23) angeordnet ist

3. Fernspeiseeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß von mehreren Speiseleitungen (5) eine die Stammleitung und jeweils die weitere eine Zweigleitung eines, insbesondere baumartigen, Fernspeisenstzes ist und daß die Zweigleitungen jeweils über eine Drossel derart an die Stammleitung angeschlossen sind, daß von den drei Speiseadern der Zweigleitung die erste und die zweite über je eine Wicklung der Drossel an die erste bzw. zweite Speiseader der Stammleitung angeschlossen ist