METHOD FOR REMOTE POWER FEEDING ON COAXIAL CABLES, AND APPARATUS FOR CARRYING OUT THIS METHOD

Abstract: 1. A method for direct voltage or direct current remote power feeding on coaxial cables for cable-bound data transmission devices, using the inner and outer conductor for power feeding, characterized in that the polarity of the supply voltage is periodically reversed, in that the length of the cycle is set only long enough so that irreversible electrolytic occurrences on the coaxial cable are being prevented and is set short enough so that damaging effects of AC behaviour, for example the interfering influence of the charge exchange energy, operational disruptions because of harmonic waves, danger to personnel, are being minimized, and in that by rectification a continuous direct voltage is being generated for the power supply of remotely supplied intermediate repeaters.

Description: Verfahren zur Leistungsfernspeisung auf Koaxialkabeln sowie Anordnung zum Durchführen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Leistungsfernspeisung gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Bei der Leistungsfernspeisung unter Ausnutzung des Innen- und Aussenleiters eines Koaxialkabels zur Leistungsübertragung tritt bei Beschädigung des Isolationsmantels elektrolytische Korrosion auf, insbesondere bei erdverlegten Kabeln. Bei Wechselspannungsfernspeisung tritt eine elektrolytische Korrosion hingegen kaum auf (Hütte IV B, 28. Auflage, 1962, Seite 1476). Bei Gleichstromfernspeisung unter ausschliesslicher Benutzung des Innenleiters (Technische Mitteilungen, AEG-TELEFUNKEN, Beiheft "Neue Entwicklungen auf dem Gebiet der Trägerfrequenztechnik", Seiten 60 bis 64) zur Leistungs übertragung - Gleichstromreihenspeisung - tritt eine elektrolytische Korrosion ebenfalls nicht auf. Ein wirksamer elektrischer Korrosionsschutz ist bei herkömmlicher Leistungsfernspeisung unter Ausnutzung des Innen- und Aussenleiters zur Leistungsübertragung kaum möglich. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 anzugeben, welches die elektrolytische Korrosion wesentlich hemmt. Ausserdem soll eine geeignete Anordnung zur Durchführung dieses Verfahrens angegeben werden. Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Die Ansprüche 2 und 3 geben vorteilhafte Weiterbildungen dieses Verfahrens an. Anspruch 4 zeigt eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens auf. Es ist zwar prinz;ipiell bekannt, bei der Gleichstrom-Fernspeisung die Speisespannung umzupolen. Dies geschieht jedoch nur, um einen vom Fernspeisestrom unterscheidbaren Prüfstrom auswerten zu können (DE 32 16 497 Al). Eine Anregung, die Umpolung der Speisespannung zur Korrosionshemmung heranzuziehen, gibt die DE 32 16 497 Al nicht. Die Vorteile der Erfindung ergeben sich insbesondere dadurch, dass eine Korrosionshemmung bei gleichzeitiger Ausnutzung hoher Gleichspannungsgrenzwerte und damit eine Reduzierung des Fernspeisestromes möglich ist. Daraus resultiert eine grössere Übertragungsreichweite und im speziellen Fall eines Breitbandkommunikations-Übertragungsnetzes die Möglichkeit, bereits verlegte Koaxialkabelanlagen mit breitbandigeren ferngespeisten Zwischenverstärkern auszurüsten. Wegen der Personengefährdung sind gemäss VDE 0100 Teil 410 und VDE 0800 die Spannungsgrenzen auf 50 V für Wechselspannung und auf 120 Y für Gleichspannung gelegt worden. Die Gleichspannungsfernspeisung bietet die Möglichkeit, die höhere zulässige Gleichspannung zu nutzen, um damit - bei gleicher übertragener Leistung - den Kabelstrom zu reduzieren. Besonders vorteilhaft ist es, das Tastverhältnis der Umpolung 1:1 zu wählen. Da bei elektrolytischer Korrosion erdverlegter Kabel die Potentialdifferenzen der Kabelleiter gegen das Erdreich entlang der Leitung weder vom Vorzeichen noch vom Betrag im voraus bekannt sind, ist mit dem Tastverhältnis 1:t ein statistischer Mittelwert vorgegeben, der von der Wahrscheinlichkeit her den Optimalwert darstellt. Sollten jedoch genaue Messungen des Potential verlaufs entlang der erdverlegten Leitung vorliegen (Hütte IV B, 28. Auflage, 1962, Seite 1483), so kann das Tastverhältnis gezielt auf die Potentialdifferenz eingestellt werden. Die Untergrenze der Periodendauer, d.h. die maximal mögliche Umpolfrequenz, lässt sich leicht systembezogen auswählen. Anhand der Figur wird die Erfindung nun näher erläutert. Es zeigt die Figur eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung. In der Figur ist die Leistungsfernspeisung nach der Erfindung prinzipiell dargestellt, und zwar für den Fall der Glelchspannungs-Parallelspeisung in einem Breitband-Kommunikationsnetz. Prinzipiell ist die Erfindung auch bei jeder Art von Leistungsfernspeisung unter Verwendung des Koaxialaussen- und Innenleiters anwendbar, beispielsweise bei Gleichstromreihen- oder Parallelspeisung. Eine Gleichspannungsquelle Q ist über einen Polwender, bestehend aus den beiden Schaltern S1 und S2 und einer Steuereinrichtung St für diese beiden Schalter, an den Innenleiter I bzw. den Aussenleiter A eines Koaxialkabels angeschlossen. Über das Koaxialkabel wird neben dem Fernspeisestrom auch das von der Signalquelle SQ stammende Nachrichtensignal eingespeist. Bei jedem Zwischenverstärkerpunkt oder Endpunkt des Nachrichtenübertragungssystems, der eine Fernspeisespannung benötigt, nur zwei solcher Zwischenpunkte Sind in Figur 1 dargestellt, ist eine Dioden-Graetzbrücke D vorgesehen. Eine Brückendiagonale dieser Diodenbrücke D ist an Innenleiter I und Aussenleiter A des Koaxialkabels angeschlossen, wohingegen die andere Diagonale zu Ausgangsklemmen Al und A2 führt. An der Ausgangsklemme Al tritt so immer Pluspotential auf, egal ob der Aussenleiter A der Koaxialleitung Plus- oder Minuspotential führt. Die angebotene Fernspeisespannung mit wechselnder Polarität wird also mittels der Diodenbrücke D in eine kontinuierliche Gleichspannung U festgelegter Polarität umgewandelt und kann so direkt zur Stromversorgung der Zwischenverstärker ZV der Nachrichtenübertragungsanlage herangezogen werden (Eingangsklemmen Z1 und Z2 der Zwischenverstärker). Das zu verstärkende Nachrichtensignal wird über Entkoppelkondensatoren C aus dem Koaxialkabel ausgekoppelt, im Zwischenverstärker ZV verstärkt und in den weiteren Koaxialleiterabschnitt eingekoppelt. Die Entkoppelkondensatoren C sind so dimensioniert, dass das Nachrichtensignal ungehindert zu den Zwischenverstärkern ZV gelangt, der Fernspeisestrom aber abgeblockt wird. Demgegenüber stellen die Induktivitäten L einen Durchlass für den Fernspeisestrom dar und sperren das Nachrichtensignal. Mittels der Steuereinrichtung St wird die Polarität der Fernspeisespannung umgepolt, sodass während einer Halbperiode positives Gleichpotential und während der anderen Halbperiode negatives Gleichpotential am Aussenleiter A und umgekehrt dazu am Innenleiter I auftritt. Eine Korrosionsstelle K bildet sich bei Beschädigung der den Aussenleiter A umgebenden Iso lationshülle. Es könnte nun ohne die erfindungsgemässe Massnahme Elektrokorrosion zwischen dem Metall des Aussenleiters und dem Erdreich auftreten. Da die Potentialdifferenz zwischen Erdreich und dem Aussenleiter A weder vom Vorzeichen noch vom Betrag im allgemeinen voraussehbar ist, wählt man das Tastverhältnis für das Umpolen nach dem statistischen Gleichverteilungsgrundsatz 1:1. Für die Periodendauer wird ein Wert zwischen etwa maximal einer Stunde und minimal einer Sekunde gewählt. Die Wahl dieses Wertes ist systembezogen festzulegen. Der Maximalwert für die Periodendauer - etwa eine Stunde - ist ausreichend kurz, dass irreversible elektrolytische Vorgänge, beispielsweise Zerstörung des Aussenleiters durch Elektrokorrosion, verhindert werden kann. Der Minimalwert für die Periodendauer - etwa eine Sekunde - ist ausreichend lang, dass schädliche Auswirkungen eines Wechselstromverhaltens, wie z.8. der Einfluss von Umladeenergie, eventuell auftretende Betriebsstörungen, Oberwellenstörungen der Nachrichtenübertragung durch das Umpolen und Personengefährdung (Herzrhythmusstörungen) vernachlässigbar sind.

Claims: Patentansprüche: 1. Verfahren zur Leistungsfernspeisung auf Koaxialkabeln für leitungsgebundene Nachrichtenübertragungsanlagen unter Ausnutzung des Innen- und Aussen leiters zur Leistungsübertragung, dadurch gekennzeichnet, dass die Speisespannung periodisch umgepolt wird, und dass die Periodendauer einerseits maximal nur so lang gewählt wird, dass irreversible elektrolytische Vorgänge am Koaxialkabel verhindert werden, und andererseits maximal nur so kurz gewählt wird, dass schädliche Aus wirkungen eines Wechselstromverhaltens, z.B. 1Störein- fluss der Umladeenergie, Betriebsstörungen durch Ober wellen, Personengefährdung, zu vernachlässigen sind. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für die Periodendauer ein Wert zwischen etwa einer Stunde und einer Sekunde gewählt wird. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich- net, dass das Tastverhältnis zur periodischen Umpolung 1:1 gewählt wird. 4. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch einen mit der Speiseenergiequelle verbundenen Polwender (S1, S2, St) und einer verbraucherseitigen Diodenbrückenschal tung (D).

Inventors: PRISILLE, KLAUS, ING.-GRAD.
Applicants: ANT NACHRICHTENTECHNIK GMBH
Application year: 1985
Main classification: H04B3
IPC codes: H04B3