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Hochfrequenzübertragung längs Hochspannungsleitungen.
Bei der Hochfrequenziibertragung von Signalen bzw. Gesprächen längs Hochspannungsleitungen muss man von Hochfrequenzhilfsleitungen Gebrauch machen. Zuführungsleitungen sind nötig, um die Hochfrequenzgeräte an die Hochspannungsleitungen mittels Hoehspannungskopplungskondensatoren anzuschliessen. In den Hochspannungsleitungen befinden sich Trennstellen für die Hochspannung bzw. den Starkstrom ; diese müssen für die Hochfrequenz überbrückt werden : das geschieht durch Überbrückungsleitungen, die an beiden Enden ebenfalls über Hochspannungskopplungskondensatoren mit den Hochspannungsleitungen verbunden werden.
Derartige Übergangsleitungen können auch da benutzt werden, wo es sich darum handelt, Leitungsabsehnitte, die nicht demselben Hochspannungs1eitungs- strang angehören, und auch mehr als zwei Freileitungen für den Hochfrequenzsprechbetrieb miteinander zu verbinden.
Die Erfindung befasst sich mit der Art der Anbringung des Abstimmgerätes in diesen Hilfsleitungen, besonders für den fast immer vorhandenen Fall, dass diese Hoehfrequenzleitungen eine beträchtliche
Länge haben. Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass es nicht gleichgültig ist, an welcher Stelle der Leitung das Abstimmgerät angeordnet wird. Wollte man z.
B. bei der Zuführungsleitung vom Hoch- frequenzgerät zur Hochspannungsleitung das Abstimmgerät - was wohl das naheliegendste wäre- am Anfang der Zuführungsleitung an der Anschlussstelle der Hochfrequenzgeräte einschalten, so würde dies zur Folge haben, dass die zwischen dem Abstimmgerät und dem Kopplungskondensator liegende lange Zuführungsleitung beträchtliche Spannungen gegenüber der Rückleitung oder der als Rückleitung dienenden Erde hätte ; dadurch werden grosse Ladeströme hervorgerufen, die zu erheblichen Verlusten führen und die Abstimmung der Geräte wesentlich stören.
Dasselbe gilt für die ëberbrückungsleitungen bei Trennschalter und andern Übergangsleitungen. Bei diesen hat man ein einziges Abstimmgerät am einen Ende der Leitung eingeschaltet, während man das andere Ende unmittelbar an den zugehörigen Hochspannungskondensator angeschlossen hat. Für den grössten Teil der Übergangsleitung nach dieser letzteren Seite hin besteht dann derselbe Nachteil, wie bei der Zuführungsleitung beschrieben.
Gemäss der Erfindung werden diese Nachteile dadurch beseitigt, dass für jedes Ende einer Hochfrequenzhilfsleitung, das an eine Hochspannungsleitung angeschlossen ist, zwischen dem Leitungsende selbst und dem Kopplungskondensator ein Abstimmgerät vorgesehen wird. Durch jedes derartige Abstimmgerät wird mittels Spannungsresonanz der kapazitive Widerstand jedes zugehörigen Kopplungskondensators kompensiert. Für die Zuführungsleitung wird hiedurch die Hoehfrequenzspannung auf der ganzen Länge gegenüber der Umgebung auf ein Minimum reduziert ; dasselbe gilt für eine beiderseits kompensierte Übergangsleitung.
Einige Ausführungsbeispiele der Schaltung nach der Erfindung sind in der Zeichnung veranschaulicht. Dabei zeigt Fig. 1 die Schaltung des Abstimmgerätes in einer Zuführungsleitung, Fig. 2 eine Überbrückungsleitung für einen Trennschalter, Fig. 3 und 4 die gleichzeitige Anschaltung einer Hochfrequenzsprechstelle an die Überbrüekungssehaltung und Fig. 5 den Übergang zwischen drei Hochspannungsfreileitungen.
In Fig. 1 ist Leine Hoehspannungsfreileitung, HF das daran über eine lange Zuführungsleitung 1 mittels Hochspannungskopplungskondensator C angeschlossene Hochfrequenzgerät. A ist das nach
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der Erfindung am Ende der Zuführungsleitung 1 unmittelbar am Anschluss derselben an den Kopplungkondensator C anzuordnende Abstimmgerät zur Kompensierung des Kondensatorwiderstandes.
Bei der Schaltung nach Fig. 2 bezeichnen Li und L2 die zu verbindenden Hochspannungsleitungen, die durch Öffnung des Trennschalter T betriebsmässig voneinander getrennt sind. Die beiden für Hochfrequenz zu verbindenden Freileitungen können natürlich auch verschiedenen betrieblich völlig voneinander unabhängigen Freileitungssystemen angehören. Mit 01 und O2 sind die Hochspannungskopplungskondensatoren und mit U die sie verbindende Übergangsleitung für die Trägerfrequenzen bezeichnet. i und/2 sind die gemäss der Erfindung an die beiden Enden der Übergangsleitung anzuschaltenden und je mit dem benachbarten Kondensator auf die Trägerfrequenz abzustimmenden Abstimmgeräte.
Die Übertragung der Schaltung für die Benutzung einer zweiten Phase als Rückleitung versteht sich von selbst, da sie nur in üblicher Weise spiegelbildlich ergänzt zu werden braucht.
Es ist zweckmässig, an die Übergangsleitung, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist, eine Drossel J anzuschalten, durch die die statisch enAufladungen durch den Betriebsstrom nach Erde abgeleitet werden.
Es können natürlich mehrere derartige Drosseln Verwendung finden, die beispielsweise nicht in der Mitte der Übergangsleitung, sondern unmittelbar hinter die Kopplungskondensatoren geschaltet werden.
Ausserdem empfiehlt es sich, unter Umständen durch Verwendung von Plattenfunkenstrecken und Schmelzsicherungen die Abstimmgeräte und die Übergangsleitung vor dem Übertritt der Hochspannung im Falle von Kondensatordefekten zu schützen.
Bei Anschaltung von Hoehfrequenzgeräten an die Uberbrückungsste1le empfiehlt es sich dringend, die Einführungen der Hochspannungsleitungen in die Werke hinter dem Anschaltpunkt der Kondensatoren mittels abgestimmten oder unabgestimmten Drosseln D und D2 abzusperren. Es wird dadurch vermieden, dass erhebliche Hochfrequenzenergien unausgenutzt in das Werk bzw. in Abzweigleitungen abfliessen.
Die beschriebene Schaltungsanordnung ermöglicht es auch, in einfacher Weise an der Über- brückungsstelle eine Hochfreqüenzstation anzuschalten, ohne dass die Bedingungen für die richtige Abstimmung der Abstimmgeräte geändert werden. Der Energieverbrauch für die Trägerfrequenzen in der angeschalteten Hochfrequenzanlage wirkt günstig in dem Sinne, als der Wellenwiderstand der Überbrückungsschaltung dem der Freileitung angenähert wird, und dadurch Energieverluste durch Reflexion von der Überbrücktingsstelle vermindert werden.
Die Anschaltung einer Hoehfrequenzstation St ist durch Fig. 3 und 4 veranschaulicht. Zweckmässiger ist die Schaltung der Station St nach Fig. 4, wo sie für die Trägerfrequenzen wie ein Ohmscher Widerstand (Resonanzwiderstand) im Nebenschluss zur Übertragungsleitung wirkt. Durch geeignete Dimensionierung der Hochfrequenzkreise der Station lässt sich erreichen, dass dieser Resonanzwiderstand des Gerätes ungefähr auf die Grösse gebracht wird, die notwendig ist, um der Überbrüekungsschaltung zwischen den Freileitlmgen LI und L2 angenähert den Charakter des Wellenwiderstandes der Freileitungen zu geben.
In Fig. 5 ist ein Ausführungsbeispiel der Anwendung der Erfindung für den Fall dargestellt, wenn mehr als zwei Hochspannungsfreileitungen für den Trägerfrequenzbetrieb miteinander verbunden werden sollen. Auch hier wird nach der Erfindung jeder Kopplungskondensator durch ein ihm zugeordnetes Abstimmgerät in Spannungsresonanz mit diesem in bezug auf die Trägerfrequenzen geschaltet, wobei die verschiedenen Übergangsleitungen bis U3 miteinander verbunden sind.
Die Durchführung der oben geschilderten Massnahmen gestattet es, als Hochfrequenzübertragungs- leitungen auch Kabel zu verwenden. In diesem Falle ist es zweckmässig, zur Verringerung der Verluste Kabel mit Papierluftisolation zu verwenden. Zur weiteren Verminderung der Verluste können natürlich auch am Anfang und Ende des Übertragungskabels Transformatoren zur Anpassung der Wellenwiderstände angeschlossen werden, über die die Übergangsleitlmg angeschlossen ist. Die Verwendung von Übertragungskabeln kann unter andern Fällen dort in Frage kommen, wo die Hochspannungsleitungen in Form von Kabeln Flussläufe zu überwinden haben ;
da aber die normalen Starkstromkabel erhebliche Verluste für Hochfrequenz mit sich bringen, so würde es sich in diesem Falle empfehlen, noch eine besondere Hochfrequenzverbindungsleitung (Freileitung oder Telephonkabel) unter Berücksichtigung der oben geschilderten Gesichtspunkte anzuordnen. Die Abwanderung von Hochfrequenzenergien in das parallele Überführungsstück des Starkstromkabels hinein wird hier wiederum durch Verwendung von Resonanzdrosseln zu verhindern sein.
Im Falle von Gegensprechen auf zwei Wellen sollen die Abstimmgeräte die erforderliche Spannungresonanz möglichst für beide Wellen gleichzeitig erzeugen. In manchen Fällen wird es aber ausreichen, die Spannungsresonanz für eine zwischen den Trägerfrequenzen liegende Frequenz herzustellen, so dass für die Trägerfrequenzen selbst die Kompensation des Kondensatorwiderstandes nicht vollständig erfüllt ist.