DE60131365T2 - Drahtloses Kommunikationssystem mit Wellenleiter - Google Patents

Description

• Erfindungsgebiet
• Die Erfindung betrifft das Gebiet von Unterstationsautomatisierung, -steuerung und -überwachung. Sie betrifft eine Unterstation mit einer Kommunikationsvorrichtung zur Übertragen von Signalen zwischen einer Steuereinheit der Unterstation und einer Steuereinheit eines Feldes der Unterstation und sie betrifft weiterhin ein Verfahren zum Übertragen eines Signals zwischen einer Steuereinheit einer Unterstation und Steuereinheiten von Feldelementen der Unterstation.
• Hintergrund der Erfindung
• Die Hauptfunktion einer elektrischen Unterstation ist die Übertragung und Umformung von elektrischer Leistung. Eine typische Unterstation umfaßt eine Steuereinheit oder ein oder mehrere, aus einem oder mehreren Feldelementen bestehende Felder.
• Die Unterstations-Steuereinheit umfaßt gewöhnlich einen Überwachungsraum, von dem aus eine Person die Unterstation überwachen und steuern kann.
• Die Felder umfassen gewöhnlich Feldelemente wie beispielsweise Trenner, Leistungsschalter, Transformatoren usw. Diese Feldelemente werden Primärgeräte genannt. An einem einzigen Feld können mehrere unterschiedliche oder ähnliche Primärgeräte installiert sein. Diese Primärgeräte sind mit einer Steuereinheit verbunden, die die Primärgeräte regelt, steuert und überwacht.
• Für Steuerungs- und Überwachungszwecke weisen die Steuereinheiten der Feldelemente Signalnetzverbindungen untereinander und mit der Unterstations-Steuereinheit auf, über die z.B. Signale von den Steuereinheiten und Echtzeitdaten der Primärgeräte übertragen werden. Steuereinheiten können auch Kommunikationsschnittstellen aufweisen, an die ein Betriebsrechner angeschlossen werden kann und über die dienstbezogenen Zustandsdaten und Messungsdaten übertragen werden. Die Kommunikationsschnittstellen werden dazu benutzt, daß ein Betriebsrechner im Fall eines Fehlers oder während der Wartung der Primärgeräte mit der Steuerung verbunden werden kann. In der Steuerung gespeicherte Daten können dann mittels des Betriebsrechners ausgelesen werden, um beispielsweise die Ursache eines Fehlers zu bestimmen oder um einen Zustand der Primärgeräte auszuwerten.
• Hohe Ströme und Spannungen verursachen Störungen und elektromagnetisches Rausches in der Nähe der Unterstation. Die Niederpegelsignalverbindungen zwischen den Steuereinheiten bedürfen besonderer Aufmerksamkeit hinsichtlich elektromagnetischer Abschirmung gegen dieses Rauschen.
• Faseroptik ist bezüglich Störungen sicher und wird daher oft für Kommunikationszwecke in der Unterstation benutzt. Neben ihrem Widerstand gegen elektromagnetische Störung besitzt Faseroptik den Vorteil, elektrische nichtleitend zu sein. Es besteht daher keine direkte elektrische Verbindung zwischen zwei durch Faseroptik verbundenen Vorrichtungen. Der Nachteil der faseroptischen Signalverbindungen ist ihre komplizierte Behandlung und die Tatsache, daß ein Sammelanschluß (Bus) mit nur Faseroptik schwer zu implementieren ist. Das bedeutet, daß für jedes Feld einer Unterstation oder sogar für jedes Feldelement mit seiner eigenen Steuereinheit eine fest zugeordnete Faser benötigt wird, was zu einem ungeheuren Feldverdrahtungsaufwand führt.
• Die Erfindung betrifft eine solche Unterstation und ein Unterstationskommunikationssystem wie oben beschrieben und wird offenbart in dem Artikel von G. Schett et al., "Die intelligente GIS – grundlegender Wandel in der Kombination von Primär- und Sekundärtechnik", ABB Technik, Ausgabe 8/1996, S. 4–14. Die für die Steuerungs- und Kommunikationstechnik benötigten Datenleitungen bestehen aus leitfähigen Drähten und/oder faseroptischen Verbindungen. Für Redudanzzwecke können verdoppelte Datenleitungen bereitgestellt werden.
• WLAN-Netze (Wireless Local Area Networks – drahtlose Ortsnetze) wie z.B. vom Standard IEEE 802.11 beschrieben, benutzen z.B. elektromagnetische Hochfrequenzwellen zum Kommunizieren von Informationen von einem Punkt zu einem anderen ohne sich auf irgendwelche physikalische Verbindung zu verlassen. Hochfrequenzwellen werden oft als Funkträger bezeichnet, da sie einfach die Funktion der Ablieferung von Energie zu einem entfernten Empfänger durchführen. Die übertragenen Daten werden zu dem Funkträger überlagert, so daß sie am Empfangsende genau abgeleitet werden können. Dies wird allgemein als Modulation des Trägers durch die übertragene Information bezeichnet. Sobald Daten auf den Funkträger aufmodelliert werden, belegt das Funksignal mehr als eine einzige Frequenz, da die Frequenz oder Bitrate der modulierenden Informationen dem Träger hinzugeführt wird.
• In einer typischen WLAN-Konfiguration ist eine ein Zugangspunkt genannte Sende-/Empfängervorrichtung mit einem Server oder einem Drahtnetz verbunden. Als mindestes werden vom Zugangspunkt Daten empfangen, gepuffert und zwischen dem WLAN und dem Server oder der Drahtnetzinfrastruktur übertragen. Andere Komponenten greifen auf das WLAN über WLAN-Adapter zu. Diese Adapter bieten eine Schnittstelle zwischen dem Betriebssystem der Komponenten und den Luftwellen über eine Antenne.
• Signalverbindungen und Netze über ein Hochfrequenzsystem geben ein Maximum von Flexibilität und verringern die Kosten für Verdrahtung. Hochfrequenzsysteme des Standes der Technik wie Bluetooth, WLAN oder DECT erlauben Punkt-zu-Mehrpunkt-Datenübertragung mit kurzer Reichweite. Ihre nominellen Verbindungsbereiche betragen von 10 cm bis 10 m, lassen sich aber durch Anheben der Sendeleistung auf 100 m erweitern.
• Gewöhnliche Hochfrequenzsysteme besitzen jedoch immer noch eine ziemlich geringe Zuverlässigkeit aufgrund von Universalstörungen. Hersteller solcher Systeme versuchen, die Systemverfügbarkeit und Zuverlässigkeit durch Verwendung intelligenter Modulations- und Codierungssysteme zu erhöhen (z.B. FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum – Frequenzsprung-Breitspektrum) oder DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum – Direktsequenz-Speicherspektrum).
• Trotzdem ist die Übertragung kritischer Signale in der Gegenwart starker Störungen, so wie sie in einer Unterstation auftreten können, über Hochfrequenzsysteme immer noch nicht allgemein angenommen.
• In WO 94/14252 ist ein Kommunikationssystem beschrieben, in dem die Übertragung elektromagnetischer Wellen im Inneren von Gebäuden gegen Funkstörungen im Gebäude abgeschirmt ist. Für diesen Zweck sind mehrere rechteckige Wellenleitersegmente miteinander verbunden, um ein eingeschlossenes Übertragungsmedium zu bilden. Eine Mehrzahl von Sender/Empfängervorrichtungen sind zum Einkoppeln und Auskoppeln von Funkwellen an das Übertragungsmedium angekoppelt. Die Wellenleitersegmente sind in modulare Möbel wie beispielsweise Trennwände, Schreibtische, Tische und Schränke integriert.
• In JP 10266629 wird Funkkommunikation mit der gleichen Frequenz in einem Gebäude durch Aufteilen des Gebäudes in Räume ausgeübt, die elektromagnetisch abgeschirmt sind. Mehrere solcher Räume werden mittels eines Wellenleiters miteinander verbunden, um eine Zone zu bilden.
• Kurze Beschreibung der Erfindung
• Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine Unterstation mit einer verbesserten und vereinfachten Kommunikationsvorrichtung zum Übertragen von Signalen zwischen Steuereinheiten der Unterstation bereitzustellen und um ein verbessertes und vereinfachtes Verfahren zum Übertragen eines Signals zwischen Steuereinheiten einer Unterstation bereitzustellen.
• Diese Aufgabe wird durch eine Komunikationsvorrichtung zusammen mit einem Verfahren mit den Merkmalen der Patentansprüche 1 bzw. 17 gelöst.
• In einer Ausführungsform ist die vorliegenden Erfindung eine Unterstation mit einer Kommunikationsvorrichtung mit einem ersten Sender/Empfänger mit einer Antenne zum Senden/Empfangen von Hochfrequenzsignalen verbunden mit der Unterstations-Steuereinheit, zweiten Sender/Empfängern mit Antennen zum Senden/Empfangen von Hochfrequenzwellen verbunden mit den Feldelement-Steuereinheiten und einem Wellenleiter zum Übertragen der Hochfrequenzwellen, der die Antennen der ersten und zweiten Sender/Empfänger umschließt. Der Wellenleiter schirmt die Hochfrequenzwellen gegen Störungen in der Nähe der Unterstation ab und schirmt auch die Umgebung gegen vom Sender verursachte elektromagnetische Ausstrahlungen ab oder dämpft diese zumindest. Dies erlaubt auch die Erhöhung von Sendeleistung über Pegel hinaus, die normalerweise für nichtgeleitete Anwendungen benutzt werden oder die Verwendung von Frequenzen außerhalb normaler Bänder, weshalb eine erhöhte Bandbreite benutzt werden kann.
• Da mehrere Felder oder Feldelemente gewöhnlich physikalisch nebeneinander liegen, können ihre Steuereinheiten leicht durch einen Wellenleiter verbunden werden, der die mehreren Antennen umschließt. Mit sehr geringer Mühe kann ein drahtloser Sammelanschluß (Bus) realisiert werden. Auch können dem Sammelanschluß zusätzliche Felder oder Feldelemente durch einfaches Erweitern des Wellenleiters hinzugefügt werden. Es wird keine extra Verdrahtungs benötigt. Der Wellenleiter kann ein integraler Teil eines Feldes oder eines Feldelements sein, so daß der Sammelanschluß einfach durch Plazieren des Feldes oder des Feldelements an der richtigen Stelle erweitert werden kann.
• Beste Abschirmung gegen Störungen wird mit einem rohförmigen Wellenleiter mit rechteckigem Profil erreicht. An einer Seite des rechteckigen Profils weist der Wellenleiter eine Öffnung auf, durch die die Antennen in das Innere des Wellenleiters gesteckt werden. An beiden Seiten der Öffnung sind Strahlungsschutzvorrichtungen konstruiert, um Abschirmung zu verbessern und Strahlung zu verringern. Die Strahlungsschutzvorrichtungen sind vorzugsweise länger als die Längen der Öffnung, um Strahlung zu minimieren.
• In einer weiteren Ausführungsform ist die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Übertragen der Signale zwischen der Steuereinheit der Unterstation und den Steuereinheiten eines Feldes oder eines Feldelements. Das Signal wird in der ersten Sende-/Empfangsvorrichtungsfrequenz moduliert, als Hochfrequenzwelle in Wellenleiter geschickt und dann von der zweiten Sende-/Empfangsvorrichtung empfangen, in der das Steuersignal wieder in ein elektrisches Signal umgewandelt wird, das dann abschließend durch die Feldsteuereinheit verarbeitet wird.
• KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
• Einzelheiten und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlicher offenbar aus der nachfolgenden Beschreibung, den Ansprüchen und der beiliegenden Zeichnung, in der
• 1 einen Teil einer Unterstation mit Schaltanlagen, Feldelementen und einer Kommunikationsvorrichtung mit Sender/Empfängervorrichtungen gemäß der Erfindung zeigt, und
• 2a/b eine vergrößerte Ansicht von zwei Sender/Empfängervorrichtungen gemäß der 1 zeigen.
• Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
• 1 zeigt eine mögliche Ausführungsform eines Teils einer Unterstation mit drei Feldelementen 1, die sich an einem Feld befinden, und einer Unterstations-Steuereinheit 4. Die Schaltanlagenvorrichtungen 2 sind mit den drei Phasen einer primären Übertragungsleitung 10 und einer sekundären Übertragungsleitung 11 verbunden. Anstatt Schaltanlagenvorrichtungen könnten andere so genannte Primärgeräte wie beispielsweise Transformatoren an den Feldern installiert sein. Die Primärgeräte müssen nicht auf allen Feldern die gleichen sein und die Anzahl von Feldern oder Feldelementen ist auf keine Weise auf drei oder weniger begrenzt.
• Jedes der Feldelemente 1 besitzt eine Steuereinheit 3 zum Steuern und Überwachen der Primärgeräte. Die Feldelement-Steuereinheiten umfassen gewöhnlich eine Prozessoreinheit, einen Speicher zum Speichern von Überwachungsdaten und irgendeine Art von Schnittstelle, z.B. für Wartungszwecke und/oder ein Schutzrelais.
• Die Unterstations-Steuereinheit 4 umfaßt einen Rechnerbasierenden Server (und/oder ein Schutzrelais), der mit den Feldelement-Steuereinheiten 3 netzverbunden ist, um Daten und Steuersignale auszutauschen. Mit dem Server der Unterstations-Steuereinheit nach der Darstellung in 2B verbunden ist eine Sende/Empfangsvorrichtung 7, die als Zugangspunkt eines drahtlosen Netzes dient. An den Zugangspunkt angeschlossen ist eine Antenne 9 zum Senden von elektromagnetischen Funkwellen mit überlagerten Datensignalen.
• Die Feldelement-Steuereinheit 3 ist mit einer anderen Sende-/Empfangsvorrichtung 6 mit einer Antenne 9 nach der Darstellung in 2a zum Senden und Empfangen von Steuerungs- und Echtzeitüberwachungsdatensignalen verbunden. Diese Sende-/Empfangsvorrichtung 6 ist ein drahtloser Netzadapter, der als Schnittstelle zwischen den Funkwellen und der Feldelement-Steuereinheitenprozessoreinheit dient.
• Zum Abschirmen der übertragenen Signale gegen Störungen 12 verbindet ein Wellenleiter 5 die Antenne 9 der Sende-/Empfangsvorrichtungen 6 und 7. Der Wellenleiter weist im Grunde eine Röhrenform mit rechteckigem Profil auf. An einer Seite besitzt der Wellenleiter 5 eine Öffnung, durch die die Antennen der Sende-/Empfangsvorrichtungen 6 und 7 hineingesteckt werden. An beiden Seiten der Öffnung sind Strahlungsschutzvorrichtungen angeordnet. Die Länge t der Strahlungsschutzvorrichtungen ist länger als die Länge s der Öffnung, um die Strahlung auf vernachlässigbarem niedrigem Pegel zu halten.
• Der Wellenleiter 5 ist wie in 2a und 2b gezeigt mit Haltern 8 auf den Steuereinheiten befestigt.
• In den meisten Fällen verbindet der Wellenleiter Feldelelementsteuereinheiten, die physikalisch neben einander liegen. Selbst wenn die Steuereinheiten nicht zu 100 Prozent ausgerichtet sind oder etwas Versatz zwischen den festzugeordneten Vorrichtungen besteht, ist es möglich, auf zuverlässige Weise zu kommunizieren. Der Wellenleiter muß keine komplizierte Konstruktion aufweisen und ist sehr leicht zu installieren.
• Für den Wellenleiter kann beliebiges elektromagnetisches Abschirmmaterial, z.B. Aluminium oder Kupfer gewählt werden.
• Es können zuverlässige Wellenleiter für ein breites Band von Frequenzen konstruiert werden. Typische Werte eines solchen Wellenleiters sind

  Breite a des Wellenleiters	= 0,1 m
  Höhe b des Wellenleiters	= 0,05 m
  Länge s der Öffnung	= 0,03 m
  Frequenz	= 2-3 GHz
  Dämpfung	= 14 dB/km
  Koppeldämpfung	= 4-6 dB
  Werkstoff	= Aluminium Profil

• Der Wellenleiter 5 hält nicht nur die Störungen draußen sondern stellt auch sicher, daß die Funkwelle sich nicht oder nur in sehr begrenztem Ausmaß außerhalb des Wellenleiters ausbreitet. Es können daher im Grunde für diese Art von Kommunikation alle Frequenzen benutzt werden, die physikalisch Sinn ergeben, insbesondere andere als das sehr schmale unlizenzierte 2,4 GHz-Frequenzband, das für WLAN-Systeme des Standes der Technik benutzt wird. Durch Verwendung von zwei oder mehr unterschiedlichen Frequenzen können sehr hohe Datenraten erreicht werden, ohne irgendwie eine Frequenz auf eine Weise oder eine andere aufspalten zu müssen.
• Eine mögliche Anordnung könnte z.B. die Übertragung von Echtzeitdaten mit 2 GHz, Synchronimpulsen mit 2,5 GHz und normalen Überwachungsdaten mit 2,4 GHz umfassen.
• Durch Verwendung von mehr als nur einer Frequenz zur gleichen Zeit wird zusammen mit hoher Redundanz eine sehr gut Echtzeitsynchronisation erreicht.
• Die erfindungsgemäße Kommunikationsvorrichtung ist leicht auf zusätzliche Felder oder Feldelemente ohne irgendwelche Verdrahtung zwischen Feldern zu erweitern.
• Dank den Protokollen drahtloser Netze des Standes der Technik können leicht Kommunikationssammelanschlüsse (Busse) hohe Bandbreite implementiert werden.
• In der Kommunikationsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann jede beliebige handelsmäßige Technologie des drahtlosen Standards des Standes der Technik oder in der Entwicklung benutzt werden.
• Während in Hochspannungs-Unterstationen Kommunikation zwischen Feldelement-Steuereinheiten unterschiedlicher Elemente eines Feldes (feldintern) notwendig ist, kann diese Kommunikation in Mittelspannungs-Unterstationen auf Feld-Feld-Kommunikationen (zwischen Feldern) zwischen Feldsteuereinheiten und der Unterstations-Steuereinheiten reduziert werden.

1

Schaltfeldelemente

2

Schaltanlage

3

Feldelement-Steuereinheit

4

Unterstations-Steuereinheit

5

Wellenleiter

6

Sender/Empfänger, WLAN-Adapter

7

Sender/Empfänger, WLAN-Zugangspunkt

8

Befestigungsvorrichtung, Halter

9

Antenne

10, 11

Stromleitungen

12

Elektromagnetisches Rauschen, Störung

a, b, s, t

Dimensionen

Claims (22)

1. Mittel- oder Hochspannungs-Unterstation mit folgendem: – mindestens einem Feldelement (1) mit mindestens einem Primärgerät (2) und einer Feldelement-Steuereinheit (3), – eine Unterstations-Steuereinheit (4), und – eine Kommunikationsvorrichtung, wobei die Kommunikationsvorrichtung folgendes umfaßt – eine mit der Unterstations-Steuereinheit (4) verbundene erste Sende-/Empfangsvorrichtung (7), – eine mit der Feldelement-Steuereinheit (3) verbundene zweite Sende-/Empfangsvorrichtung (6), und – die ersten und zweiten Sende-/Empfangsvorrichtungen verbindende Signalübertragungsmittel (5), dadurch gekennzeichnet, daß – die erste (7) und zweite (6) Sende-/Empfangsvorrichtung Hochfrequenz-Modulations/Demodulationsvorrichtungen (7, 6) zum Aufmodulieren eines elektrischen Signals auf/Demodulieren eines elektrischen Signals von einer Hochfrequenzwelle, – die erste (7) und zweite (6) Sende-/Empfangsvorrichtung Antennen (9) zum Übertragen und/oder Empfangen von -Hochfrequenzwellen umfaßt, – das Signalübertragungsmittel eine Wellenleiter (5)-Vorrichtung zum Übertragen der Hochfrequenzwellen umfaßt und die Wellenleitervorrichtung (5) die Antennen (9) der ersten und zweiten Sende-/Empfangsvorrichtungen (7, 6) so umschließt, daß der Wellenleiter (5) die Hochfrequenzwellen gegen Störungen in der Nähe der Unterstation abschirmt und auch die Umgebung gegen durch die Sende-/Empfangsvorrichtungen (7, 6) verursachte elektromagnetische Abstrahlungen abschirmt.
2. Unterstation nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß – die Unterstation mindestens zwei Feldelemente (1) mit einer Steuereinheit (3) und eine zweite Sende-/Empfangsvorrichtung (6) mit einer Antenne (9) umfaßt und daß – die Antennen (9) der ersten Sende-/Empfangsvorrichtung (7) und die Antennen (9) der mindestens zwei zweiten Sende-/Empfangsvorrichtungen (6) durch den einen Wellenleiter (5) umschlossen sind.
3. Unterstation nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß – die Sendeleistung über die Pegel hinaus erhöht wird, die normalerweise für nichtgeleitete Anwendungen benutzt werden oder – Hochfrequenzen außerhalb normaler Bänder benutzt werden können.
4. Unterstationen nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß – der Wellenleiter (5) grundlegend eine Röhrenform mit rechteckigem Profil aufweist und – der Wellenleiter (5) an einer Seite eine Öffnung besitzt, durch die die Antennen (9) der Sende-/Empfangsvorrichtungen (7, 6) in das innere des rechteckigen Teils des Wellenleiters (5) gesteckt werden.
5. Unterstation nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß – der Wellenleiter (5) zwei erste entgegengesetzte Seiten und zwei zweite entgegengesetzte Seiten aufweist, und – eine der ersten entgegengesetzten Seiten die Öffnungen mit zwei entgegengesetzten vorstehenden Strahlungsschutzvorrichtungen aufweist, wobei die Strahlungsschutzvorrichtungen parallel zu den zwei zweiten entgegengesetzten Seiten sind.
6. Unterstation nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß – die Länge (t) der Strahlungsschutzvorrichtungen länger als die Länge (s) der Öffnung ist.
7. Unterstation nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß – der Wellenleiter (5) eine Breite von 0,1 m, eine Höhe von 0,05 m, eine Öffnungsbreite von 0,03 m aufweist und aus Aluminium besteht, und – eine Frequenz zwischen 2 GHz und 3 GHz benutzt wird.
8. Unterstation nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß – zwei oder mehr unterschiedliche Frequenzen benutzt werden, um sehr hohe Datenraten zu erreichen, und – daß insbesondere die Übertragung von Echtzeitdaten mit 2 GHz durchgeführt wird, Synchronimpulse mit 2,5 GHz übertragen werden und Überwachungsdaten mit 2,4 GHz übertragen werden.
9. Unterstation nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß – Protokolle des drahtlosen Netzes zum Implementieren eines Kommunikationsbusses mit hoher Bandbreite benutzt werden, oder – kommerzielle Technik des drahtlosen Standards benutzt wird.
10. Unterstation nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß – mehrere Felder oder Feldelemente (1) physikalisch nebeneinander angeordnet sind und ihre Steuereinheiten (4) durch einen Wellenleiter (5) verbunden sind, der die Antennen (9) einschließt, um einen drahtlosen Bus zu realisieren, und – daß insbesondere zusätzliche Felder oder Feldelemente (1) durch Verlängern des Wellenleiters (5) zum Bus hinzugefügt werden können.
11. Unterstation nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß – der Wellenleiter (5) ein integraler Teil eines Feldes oder eines Feldelements (1) ist, so daß der Bus verlängert werden kann, indem das Feld oder das Feldelement (1) einfach an die richtige Stelle gesetzt wird.
12. Unterstation nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß – der Wellenleiter (5) mit Haltern (8) an den Steuereinheiten (3, 4) befestigt ist.
13. Unterstation nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß – der Wellenleiter (5) aus elektromagnetischem Abschirmmaterial besteht, insbesondere aus Aluminium oder Kupfer.
14. Unterstation nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß – die Feldelement-Steuereinheit (3) eine Prozessoreinheit, einen Speicher zur Speicherung von Überwachungsdaten und eine Schnittstelle, insbesondere für Wartung, und/oder ein Schutzrelais umfaßt und – die Unterstations-Steuereinheit (4) einen rechnerbasierenden Server und/oder ein Schutzrelais umfaßt, das mit den Feldelement-Steuereinheiten (3) im Netz verbunden ist, um Daten und Steuersignale auszutauschen.
15. Unterstation nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß – die erste Sende-/Empfangsvorrichtung (7) mit dem Server der Unterstations-Steuereinheit (4) verbunden ist, und als Zugangspunkt des drahtlosen Netzes dient, und an den Zugangspunkt einer Antenne (9) zum Senden von elektromagnetischen Funkwellen mit überlagerten Datensignalen angeschlossen ist, und – die Feldelement-Steuereinheit (3) mit der zweiten Sende-/Empfangsvorrichtung (6) mit einer Antenne (9) zum Senden und Empfangen von Steuerungs- und Echtzeitüberwachungssignalen verbunden ist, wobei diese zweite Sende-/Empfangsvorrichtung (6) ein drahtloser Netzadapter ist, der als Schnittstelle zwischen den Funkwellen und der Prozessoreinheit der Feldelement-Steuereinheit (3) dient.
16. Unterstation nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß – die Unterstation eine Hochspannungs-Unterstation ist und eine feldinterne Kommunikation zwischen Feldelement-Steuereinheiten (3) unterschiedlicher Feldelemente (1) bewirkt wird, oder – die Unterstation eine Mittelspannungs-Unterstation ist und eine Kommunikation zwischen Feldelement-Steuereinheiten (3) und der Unterstations-Steuereinheiten (4) bewirkt wird.
17. Verfahren zum Übertragen eines Signals zwischen einer ersten und einer zweiten Steuereinheit (3, 4), wobei die Steuereinheiten (3, 4) die Steuereinheit einer Unterstation (4) und/oder die Steuereinheiten (3) von Feldelementen (1) der Unterstation sind, dadurch gekennzeichnet, daß Signalübertragungsmittel (5) benutzt werden, die eine Wellenleiter (5)-Vorrichtung zum Übertragen von Hochfrequenzwellen benutzen, und die Wellenleitervorrichtung (5) Antennen (9) der ersten und zweiten Sende-/Empfangsvorrichtung (7, 6) einschließt, so daß der Wellenleiter (5) Hochfrequenzwellen gegen Störungen in der Nähe der Unterstation abschirmt und auch die Umgebung gegen durch die Sende-/Empfangsvorrichtungen (7, 6) verursachten elektromagnetischen Abstrahlungen abschirmt, wobei – das elektrische Signal in einer ersten Sende-/Empfangsvorrichtung (7, 6) moduliert wird, die mit einer ersten Steuereinheit (3, 4) verbunden ist, – das Signal dann als modulierte elektromagnetische Welle von der Antenne (9) der ersten Sende-/Empfangsvorrichtung (7, 6) in den Wellenleiter (5) gesendet wird, – die modulierte elektromagnetische Welle dann von der Antenne (9) der zweiten Sende-/Empfangsvorrichtung (7, 6) empfangen wird, die mit einer zweiten Steuereinheit (4, 3) verbunden ist. – die elektromagnetische Welle dann wieder in ein elektrisches Signal umgewandelt wird, und – das umgewandelte elektrische Signal dann von der zweiten Steuereinheit (4, 3) verarbeitet wird.
18. Verfahren nach Anspruch 17, wobei – die Sendeleistung zwischen den Sende-/Empfangsvorrichtungen (7, 6) über die Pegel hinaus erhöht wird, die normalerweise für nichtgeleitete Anwendungen benutzt werden, oder – Hochfrequenzen außerhalb normaler Bänder benutzt werden.
19. Verfahren nach einem beliebigen der Ansprüche 17-18, wobei – zwei oder mehr unterschiedliche Frequenzen benutzt werden, um sehr hohe Datenraten zu erreichen, und – insbesondere die Übertragung von Echtzeitdaten mit 2 GHz durchgeführt wird, Synchronimpulse mit 2,5 GHz übertragen werden und Überwachungsdaten mit 2,4 GHz übertragen werden.
20. Verfahren nach einem beliebigen der Ansprüche 17-19, wobei – Protokolle drahtloser Netze zum Implementieren eines Kommunikationsbusses mit hoher Bandbreite benutzt werden, oder – kommerzielle Technik des drahtlosen Standards benutzt wird.
21. Verfahren nach einem beliebigen der Ansprüche 17-20, wobei – mehrere Felder oder Feldelemente (1) physikalisch nebeneinander angeordnet sind und ihre Steuereinheiten (4) durch einen die Antennen (9) umschließenden Wellenleiter (5) verbunden sind, um einen drahtlosen Bus zu realisieren, und – zusätzliche Felder oder Feldelemente (1) durch Verlängern des Wellenleiters (5) zum Bus hinzugefügt werden können.
22. Verfahren nach Anspruch 21, wobei – der Wellenleiter (5) ein integraler Teil eines Feldes oder eines Feldelements (1) ist, so daß der Bus verlängert werden kann, indem das Feld oder das Feldelement (1) einfach an die richtige Stelle gesetzt wird.