Hochfrequenz-Nachrichtentechnik für Elektrizitätswerke

216 Pages·1941·8.12 MB·German

by  Gerhard Dreßler (auth.)

Hochfrequenz
Nachrichtentechnik
für Elektrizitätswerke
Von
(;erhard l)reßler
Mit 159 Abbildungen
Springer-Verlag Berlin
Heidelberg GmbH
1941
Alle Remte, insbesondere das der Übersetzung
in fremde Spramen, vorbehalten.
© Springer-Verlag Berlin Heidelberg 1941
Originaly publish by Julius Springer in Berlin 1941
Softcover reprint of the hardcover 1st Edition 1941
ISBN 978-3-662-41628-0 ISBN 978-3-662-41627-3 (eBook)
DOI 10.1007/978-3-662-41627-3
Vorwort.
Die Nachrichtentechnik mit hochfrequenten Trägerströmen über
Hochspannungsleitungen findet im Dienste der Elektrizitätsversorgung
ständig wachsende Anwendung. Die Zahl der Hersteller von Hoch
frequenzkanälen auf Starkstromleitungen ist in der ganzen Welt nur
klein. Erfahrungen über den Einsatz solcher Anlagen sind daher nur
an einigen wenigen Stellen gesammelt worden. Daraus erklärt sich wohl
die verhältnismäßig geringe Zahl von Veröffentlichungen auf diesem
Gebiet, die zudem im Schrifttum noch weit verstreut sind. Die wenigen
zusammenfassenden Darstellungen gehen mit Ausnahme der Werbe
schriften der Hersteller meist von der rechnerischen Behandlung der
physikalischen (]rundlagen dieser Technik aus. Sie sind mehr für den
Fachmann auf dem Fernmeldegebiet als für Elektrizitätswerksleute
bestimmt.
Jedenfalls ist in den letzten Jahren an den Verfasser vielfach der
Wunsch nach einer zusammenhängenden Darstellung der Hochfrequenz
nachrichtentechnik auf Hochspannungsleitungen aus ElektrizitätswerkE
kreisen herangetragen worden, so daß er geglaubt hat, ihm durch eine
Buchveröffentlichung entsprechen zu sollen.
Diese versucht, den vordringlich mit anderen Aufgaben beschäftigten
Leiter von Elektrizitätsversorgungsunternehmungen, den starkstrom
mäßig orientierten Betriebsmann und den Bearbeiter der Nachrichten
anlagen bei den Elektrizitätswerken zunächst ohne engere spezial
fachliche Voraussetzungen oder rechnerische Behandlung in die Probleme
der Hochfrequenznachrichtentechnik auf Hochspannungsleitungen ein
zuführen. Dabei will sie ihn jedoch mit dem Stoff so vertraut machen,
daß er weiß, welche berechtigten Forderungen man an das EW-Nach
richtennetz nach dem heutigen Stande der Technik stellen kann, wohin
die künftige Entwicklung geht und welche Probleme noch einer Lösung
harren. Hierzu muß manchmal auch die vergangene Entwicklung ge
streift und Lösungsvorschläge, die sich nicht bewährt haben, müssen
erörtert werden. Soweit die rechnerische Behandlung einiger Probleme
der EW-Nachrichtentechnik zu deren Klärung beitragen oder die Be
griffsbestimmung deutlicher machen konnte, ist sie kurz in den An
merkungen bzw. im Anhang erfolgt.
Die Darstellung stützt sich auf Erfahrungen, die beim Vertrieb und
Einsatz solcher Anlagen in anderthalb Jahrzehnten gesammelt wurden.
Aus naheliegenden Gründen wurden als Ausführungsbeispiele vielfach
IV Vorwort.
Erzeugnisse der :Firma gebracht, bei der der Verfasser beruflich tätig
ist. Jedoch sind auch die Fabrikate anderer Hersteller zur Darstellung
der Gerätetechnik weitgehend herangezogen worden. Hierbei lassen
sich Wiederholungen nicht vermeiden. Die Beschreibung der Geräte
muß allerdings eine gewisse Kenntnis der Grundlagen der Funktechnik
im Zeitalter des Rundfunks voraussetzen.
Für freundliche Zurverfügungstellung von Bild- und Textunterlagen
bin ich den Herstellerfirmen zu Dank verpflichtet.
Das Schrifttumsverzeichnis zur Geschichte der EW-Hochfrequenz
technik (S. 6) enthält im wesentlichen die Entwicklung kennzeichnende
Veröffentlichungen und erhebt keinen Anspruch auf Vollständigkeit.
Ebenso ergänzen die angeführten Patentschriften nur den Schrifttums
nachweis - ohne Rücksicht auf den Prioritätsstandpunkt.
Bei der Bearbeitung des Stoffes haben mir Herr Professor Dr.-Ing.
Wolman, Dresden, und Herr Dipl.-Ing. Herrmann, Berlin, die nach
einander das Entwicklungslaboratorium einer der führenden Firmen auf
diesem Gebiet leiteten, wertvolle Ratschläge gegeben und mich durch
freundliche Mitarbeit unterstützt. Ich möchte ihnen hierfür meinen
aufrichtigen Dank aussprechen. Da in einem modernen großen Industrie
unternehmen jedes Aufziehen eines Arbeitsgebietes und damit auch die
Sammlung von Erfahrungen Gemeinschaftsarbeit im besten Sinne ist,
gilt dieser Dank auch allen meinen Mitarbeitern auf dem Gebiet der
EW-Nachrichtentechnik bei dem Unternehmen, in dem ich tätig bin.
Die Eigenart des Krieges erlaubte mir während der ruhigen Weih
nachtszeit 1939 im Felde die Arbeit einer Durchsicht zu unterziehen
und abzuschließen.
Hierbei war die Frage zu entscheiden, wieweit die Hochfrequenz
systeme der mit uns im Kriege befindlichen Länder berücksichtigt
werden sollten. Ich bin der Meinung, man sollte die gegnerischen
Systeme kennen. Wo allerdings die Hergabe von Unterlagen vor
Kriegsbeginn an die Zurverfügungstellung von Belegexemplaren ge
knüpft wurde, war es jetzt unmöglich, diese Unterlagen zu verwenden.
Sollten durch die eigenartige Fertigstellung des Buches sich Mängel
eingeschlichen haben, so muß ich bitten, mir dafür die besonderen
Kriegsverhältnisse zugute zu halten.
Herr Ing. Podszeck hat während meiner Abwesenheit im .Felde in
mühevoller Arbeit das Manuskript druckreif gemacht und die Druck
legung überwacht. Hierfür bin ich ihm zu besonderem Danke verpflichtet.
Der Verlagsbuchhandlung Julius Springer danke ich für ihr stets
bewiesenes Entgegenkommen und ihre große Geduld.
Im Felde, Neujahr 1940.
Gerhard Dreßler.
Inhaltsverzeichnis.
Einleitung.
~cite
A. Die Notwendigkeit werkseigener Nachrichtenanlagen für den Betrieb von
Elektrizitätsversorgungsunternehmungen . . . . . . . . . . . . . I
B. Geschichtlicher Überblick über die Hochfrequenztechnik im Dienste der
Elektrizitätsversorgung . . . 2
C. Gliederung der Darstellung . 5
D. Schrifttum zu B 6
Die Nachrichtentechnik für Elektrizitätswerke.
I. Welche anderen Nachrichtenmittel stehen außer der Hochfrequenzüber
tragung über Hochspannungsleitungen den Elektrizitätswerken zur Ver-
fügung? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
1 a. Drahtübertragungen mit Niederfrequenzströmen 8
()() Das öffentliche Fernsprechnetz. . . . . . . 8
ß) Werkseigene Fernmeldeeinrichtungen . . . . 9
I b. Hochfrequenzübertragungen über Hochspannungstelefonleitungen ll
2. Drahtlose Übertragungen . . . . . . . . . . . . . . . 11
II. Die Hochfrequenzübertragung über Hochspannungsleitungen I2
l. Die Leitungsausrüstung . I2
a) Ankopplung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I4
()() Luftdrahtkopplung . . . . . . . . . . . . . . . 14
ß) Benutzung vorhandener Hoehspannungsapparate zur Kopplung 15
y) Hochspannungskondensatorkopplung 15
i5) Prüfbedingungen 21
b) Sperren. . . . . . 25
()() Resonanzsperren 25
ß) Allwellensperren 30
y) Sperrung durch Eisenüberzug 32
i5) Tragbare Sperren . . . . . . 34
c) Die Sicherungseinrichtung 35
d) Die Überbrückung von Leitungstrennstellen 38
2. Der Übertragungsvorgang von hochfrequenten Wellen 40
a) "Leitungsgerichtete" Übertragung . . . 40
b) Erdrückleitung bei Einphasenkopplung . 42
c) Zwischenphasenkopplung . . . . . . . 43
d) Zwischensystemkopplung . . . . . . . 44
e) Vorteile und Nachteile der verschiedenen Kopplungen. 45
3. Der Frequenzbereich der HF-Übertragung auf Hochspannungs-
leitungen . . . . . . . . . 46
a) Die obere Frequenzgrenze 46
b) Die untere ]'requenzgrenze 46
c) Frequenzwahl . . . . . . 4 7
d) Zahl der übertragbaren Kanäle 49
VI
lnhaltsverzeichui~.
Seite
IIL Probleme der Frequenzersparnis . . . . . . . . . . . . . 52
1. Verringerung des Frequenzbedarfs einer Sprechverbindung 53
a) Übergang von Zweikanalsystemen auf Einkanalsysteme 53
0() Das Einkanalsprechsystem mit Handumschaltung . 55
ß) Das Einkanalsprechsystem mit Sprachsteuerung . . 56
b) Übergang von Zweiseitenbandübertragung auf Einseitenbandüber-
tragung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
0() Das Zweikanalsprechsystem mit Unterdrückung des Trägers und
eines Seitenbandes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
2. Die Kombination von Zweikanalsprechsystemen mit anderen Hoch-
frequenzfernmeldungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
a) Anderweitige Verwendung der Telefoniewellen während der Ge-
sprächspausen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
0() Fernmessung auf Anwahl und Dauermessung, unterbrochen
durch Gespräche . . . . . . . . . . . . . . 61
ß) Schalterstellungsmeldung und Schaltersteuerung . . . . 63
y) Fernschreibung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
b) Anderweitige Verwendung der Telefoniewellen gleichzeitig mit
dem Gespräch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
0() Überwachung der Hochspannungsübertragung durch die Träger-
wellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
ß) Unterlagerungsverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
y) Tonfrequenzübertragungen innerhalb des Sprachbandes . . . 70
c) Umfang der Trägerfrequenzersparnis durch die Kombination von
Telefonie und anderen Fernmeldeanlagen . 72
IV. Die Hochfrequenztelefoniegeräte 72
A. Grundsätzliches . . . 73
B. Ausführungsbeispiele . . . . 78
1. Die Einkanalgeräte . . . 78
a) System General Electric Co. Shenectady, USA. 78
0() Sender-Empfänger, Röhren und Filterteil 79
ß) Automatische Pegelregelung . 80
y) Sprachsteuerung SI
b) Rufeinrichtung 82
s) Speisung . . . 82
b) System Thomson-Houston 83
c) System Henry Lepaute . 83
2. Die Zweikanalgeräte . . . . 83
a) System Thomson-Houston . 83
0() Senderleistung 83
ß) Modulation 83
y) Empfang . . 84
!5) Anruf. . . . 85
b) System Henry Lepaute 85
1. Ausschließlich Sprechzwecken dienende HF-Geräte 85
2. Kombinierte Geräte für Telefonie, Fernmessung, Selek-
tivschutz und Fernsteuerung 85
3. Gemeinsame Eigenschaften 87
0() Frequenzstabilität 87
ß) Sendeleistung 87
y) Speisung . 87
!5) Selektivruf . 88
Inhaltsverzeichnis. VII
Seite
e) System Telefunken . . . 88
1. Großgerät . . . . . . 88
cx) Sender-Empfänger 89
ß) Automatik . . . . . . 91
y) Aufbau und Überwachung 91
ä) Speisung . . . . . . . 91
e) Röhren und Reichweite 92
2. Tragbares Gerät 93
d) System DeTeWc . 94
1. Großgerät . . . 94
2. Tragbares Gerät 97
e) System Perego . . 97
f) System Siemens . . 97
l. Hochfrequenzgroßgeräte vorwiegend für Sprechzwecke . 99
2. Hochfrequenzsprechgeräte, geeignet für Selektivschutz einer
Drehstromleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
3. Hochfrequenzsprechgeräte, geeignet für Fernmessung und
Selektivschutz zweier Drehstromleitungen . 102
4. Kleingerät. . . 104
5. Tragbares Gerät . . . . . . . . 104
g) System AEG . . . . . . . . . . . 105
l. HF-Großgeräte für Sprechzwecke 105
cx) Aufbau . . . . . . 105
ß) Sender-Empfänger . . . . . 106
y) Röhren. . . . . . . . . . . 107
l5) Filter und Leitungsabstimmkreise . 107
e) Automatik . . . . . . . . . . . 107
C) Meßeinrichtung und Netzanschlußteil 107
2. Hochfrequenzgerät für End- bzw. Linienverkehr. 107
3. Hochfrequenzgroßgeräte für kombinierte Zwecke 108
4. Kleingeräte . . . . . . . . . . . . 109
5. Tragbares Gerät . . . . . . . . . . llO
6. Zwischenverstärker ohne Sprechstelle llO
7. Zwischenverstärker mit Sprechstelle lll
3. Di.-. Eins.-.itenbandgeräte . . 113
System Siemens ll3
l. HF-Sprech-Endgeräte. ll3
cx) Sender . . 113
ß) Empfänger 114
y) Ruf . . . 115
l5) Automatik 115
e) Speisung . 115
2. HF-Zwischenverstärker mit Sprechstelle 117
V. Zusammenschaltung von Hochfrequenz- mit Niederfrequenzleitungen 118
VI Hochfrequenzfernmeldegeräte, die besondere Trägerfrequenzen für
Fernmessung, Fernzählung, Fernsteuerung, Fernregelung sowie für den
Selektivschutz benutzen . . . . . 121
A. Grundsätzliches . . . . . . . . 121
l. Tastsender und -empfänger. . 121
2. Mehrfach modulierbare Geräte 124
VIII Inhaltsverzeichnis.
Seite
B. Ausführungsbeispiele . . . . . . . . . 127
l. Tastgeräte Type Siemens & Halske . 127
2. Modulationsfähige Geräte . . . . . 128
a) Type Siemens & Halske. . . . . 128
rx) Vierfach modulationsfähiges Gerät . 12!l
ß) Sechsfach modulationsfähiges Gerät 130
b) Type AEG . . . . . . . . . . . . 131
3. HF-Gerät nach dem Interferenzverfahren Type Siemens & Halske 133
4. Zwischenverstärker für Fernhediennngs- (Fernwirk-) Anlagen 135
VII. Die HF-Netzgestaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136
I. Die Zusammenfassung von HF-Geräten zu Sprechbezirken . 136
a) Der Verkehr zwischen zwei Sprcchstellen 136
h) Der Verkehr zwischen mehr als zwei Sprechstellen 138
rx) Strahlenverkehr . . . 138
ß) Wellenwechselverkehr ..... '. . . 13!l
y) Linienverkehr . . . . . . . . . . . 140
c) Der Sprechbezirk als Teil des Hl1'-Netzes 141
2. Die Zusammenschaltung von Sprechbezirken zu HF-Netzen 142
a) Die Technik der Zusammenschaltung . . . . . . . . . 144
3. Die Berücksichtigung der Benutzung von Telefoniewellen fiir andere
Fernmeldezwecke bei der Netzaufteilung . . . . . . . . 14fi
VIII. Automatik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14S
l. Fernsteuerung des Hochfrequenzgerätes über zwei Adern 14H
a) Einschaltung und Ausschaltung. . . . . . . . . l4H
b) Wellenwechsel. . . . . . . . . . . . . . . . . 150
c) Verriegelung mehrerer angeschlossener Teilnehmer 150
2. Die Steuerung der selbsttätigen Pegelregelung. . . . 150
3. Wahlruf der Hochfrequenzgeräte mit vollständiger Signalgabe 151
a) Wahlruf in einem HF-Abschnitt 151
rx) Belegung der Leitung . . . . . 151
ß) Impulsgabe . . . . . . . . . . 152
y) Freizeichen und Besetztzeichen . 152
c5) Aufschaltmöglichkeit 152
e) Rufen des Teilnehmers . . . . 153
~) Schlußzeichengabe . . . . . . . 153
b) Wahlruf bei Zusammenschaltung mehrerer H:F-Abselmitte 153
4. Übergang auf Selbstanschlußzentralen . . . . . . . . . . 15ti
5. Übergang auf Wahlrufanlagen . . . . . . . . . . . . . . 157
6. Wahlweise Umschaltung von Fernsprechen auf andere Fernmelde-
dienste . . . . . . . . . . . . . . 157
IX. Die Mehrfachankopplung von HF-Geräten. 15S
X. Die Planung von HF-Netzen. . . . . . . 161
l. Notwendige technische Unterlagen . . . Hll
2. Wirtschaftlicher und technischer Vergleich mit anderen Fernmelde-
netzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164
XI. Meßgeräte für Hochfrequenzanlagen auf Hochspannungsleitungen 166
l. Trägerstrommeßgeräte . . . . . . . 168
a) Meßsender (Hochfrequenzsummer) . 168
b) Sendeverstärker . 170
c) Röhrenvoltmeter 170
d) Frequenzmesser . 172
Inhaltsverzeichnis. IX
Seite
2. Tonfrequenzmeßgeräte 174
a) Normalgenerator .. 174
b) Pegel- bzw. Dämpfungszeiger 179
XII. Messungen vor dem Einsatz, zur Abnahme und Überwachung von HF-
Anlagen ........................... . 180
1. Messung der Übertragungsleitung vor dem Einsatz der HF-Geräte
oder nach Leitungsänderung bzw. bei Störung der schon bestehenden
HF-Übertragung . . . . . . . . . . . . . . . . . . : . . . . 181
2. Messung an den Hochfrequenzgeräten, Kondensatoren, Sperren usw. 182
a) Spannungs- und Strommessung, Messung des Modulationsgrades 182
b) Prüfung der Automatik, Pegelregelung und Hochfrequenzdämp-
fung ............ . 182
c) Frequenzmessung . . . . . . . 183
d) Prüfung der Leitungsausrüstung . 183
cx) Kondensatoren .... . 183
ß) Sperren ....... . 183
e) Überwachung der Speisung . 183
f) Prüfung der Relais 184
3. Messung der gesamten Hochfrequenzverbindung . 184
Schlußwort . . . . . . 186
Anhang 187
Namenverzeichnis. 203
Sachverzeichnis .. 204