DE1487416C - Überspannungsschutzschaltung für gleichstromferngespeiste Transistor-Zwischenverstärker - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Überspannungsschutzschaltung für gleichstromferngespeiste Transistor-Zwischenverstärker in Weitverkehrssystemen unter Verwendung von Spaniiungsableitern.

Die mit Gleichstrom ferngespeisten Transistor-Zwischenverstärker von Weitverkehrssystemen müssen gegen Überspannungen bei Gewitter- oder Starkstrombeeinflussung besonders geschützt werden. Es ist bekannt, an den Ein- und Ausgängen der Verstärker hierzu Schutzeinrichtungen vorzusehen, die im wesentlichen aus einem Grobschutz mittels gasgefüllter Überspannungsableiter und aus einem Feinschutz mittels Zenerdioden oder aus sonstigen Maßnahmen innerhalb der Verstärkerschaltung bestehen.

Ein Überspannungsableiter für den Grobschutz wird meistens innerhalb der Stromversorgungsweiche zwischen die Anschlüsse für den Innen- und Außenleiter eines Koaxialpaares geschaltet. Diese Schaltung hat den Vorteil, daß der Hochpaßkondensator der Weiche nur mit der Fernspeisespannung belastet ist und gegen Überspannungen vom Ableiter geschützt wird. Für den Hochpaßkondensator ist daher nur eine geringere Spannungsfestigkeit erforderlich. Da aber die Fernspeisespannung direkt auch am Spannungsableiter dauernd anliegt, muß sichergestellt sein, daß dieser nach dem Ansprechen auf eine Überspannung nicht mit dem Fernspeisestrom oder einem Teil desselben weiterglimmt, nachdem die Überspannung bereits wieder abgeklungen ist. Diese Gefahr ist in verstärktem Maße dann gegeben, wenn zur Erzielung großer Speisestellenabstände jede Gesprächsrichtung für sich von einem Fernspeisegerät mit Strom versorgt wird. In diesem Falle wird stets an einem der Ableiter die Beeinflussungsspannung die gleiche Polarität wie die Fernspeisespannung aufweisen. Bei Wechselstrombeeinflussung ist dabei nur die letzte Halbwelle zu betrachten. An diesem Spannungsableiter tritt nach Ende der Beeinflussung kein Spannungsnulldurchgang auf, und es hängt nur noch von der Geschwindigkeit des Spannungsanstieges an den Klemmen des Spannungsabieiters ab, ob die zum Glimmen erforderliche Klemmenspannung noch vor oder erst nach der Entionisierung der Gasstrecke erreicht wird.

Fi g. 1 zeigt die Verwendung von Spaniiungsableitern im Prinzip. In der Figur ist der Gleichstromweg über die Innen- und Außenleiter eines Übertragungssystems mit zwei Fernspeisekreisen I und II dargestellt. Die Speisequellen Vl und V 2 versorgen die in getrennten Stromschleifen angeordneten Verstärker in der Hin- bzw. Rückleitung. Die Richtung des Fernspeisestromes ist durch ausgezogen und die des Beeinflussungsstromes durch gestrichelt gezeichnete Pfeile angedeutet. Die Kabel- und Weichenkapazitäten sind durch Kondensatoren C dargestellt. Parallel dazu sind die Spannungsableiter Sp angeordnet. Die auf dem Außenleiter durch Gewitteroder Starkstrombeeinflussung entstehende Längsspannung soll durch die Spannungsquelle E angedeutet werden. Nach Ende der Beeinflussung durch die EMK löscht zunächst der Spannungsableiter, da der Fernspeisestrom zum Aufrechterhalten des Lichtbogens nicht ausreicht. Die bis auf dieBrennspannuns von 20 bis 30 V entladenen Kabel- und Weichenkapazitäten werden nun vom Fernspeisestrom wieder aufgeladen, wobei die Geschwindigkeit des Spannungsanstieges von der Größe des Fernspeisestromes und der Kabel- und Weichenkapazität abhängt. Im allgemeinen wird schon in kurzer Zeit eine Spannung erreicht, bei welcher das Glimmen der Gasstrecke mil dem Fernspeisestrom oder einem Teil desselben möglich wäre. Es ist nun entscheidend, ob bis zum Erreichen des kritischen Glimmspannungswertes die Entionisierung der Gasstrecke soweit fortgeschritten ist, daß der Glimmeinsatz ohne erneutes Zünden nicht mehr erfolgen kann. Um das Weiterglimmen zu vermeiden, muß also die Entionisierung beendet sein, ίο bevor der kritische Glimmspannungswert an den Klemmen der Spannungsableiter erreicht ist. Bei vorgegebenem Fernspeisestrom wird Biese Bedingung um so sicherer erfüllt, je größer die dem Spannungsableiter parallelliegenden Kapazitäten sind. Diese sind jedoch in der Praxis durch das Koaxialpaar und durch die übertragungstechnische Dimensionierung der Weichenkondensatoren ebenfalls vorgegeben. Es muß auch berücksichtigt werden, daß die Entionisierungszeit mit der Strombelastung der Elektroden zunimmt. Wenn nun die dem Fernspeisestrom entsprechende Glimmspannung nur wenig über der Brennspannung liegt, so kann bei hoher Strombelastung der Spannungsableiterelektroden der Fall auftreten, daß die zum Vermeiden des Weiterglimmens erforderlichen Kapazitäten wesentlich größer sein müßten als die vorhandenen Strecken- und Weichenkapazitäten. Das Parallelschalten von zusätzlichen Kondensatoren ist aber aus übertragungstec'hnischen Gründen meistens nicht möglich.

Eine Schaltung, die sicheres Löschen der Überspannungsableiter gewährleistet, besteht gemäß der Erfindung darin, daß an den Ein- und Ausgängen der Verstärker zwischen den Stromversorgungsleitungen zwei oder mehrere Spannungsableiter mit entsprechend geringeren Ansprechwerten in Reihe geschaltet sind und daß einem der Spannungsableiter ein Kondensator solcher Kapazität parallel geschaltet ist, daß nach Fortfall der Überspannung ein Weiterglimmen dieses Ableiters mit dem Fernspeisestrom verhindert wird.

Die Kapazität des Parallelkondensators kann dann ohne Rückwirkung auf die Ubertragungseigenschaften der Strecke so groß gewählt werden, daß der zugehörige Spannungsableiter mit Sicherheit löscht. Damit ist auch ein Weiterglimmen dieses oder der anderen Spannungsableiter wegen der Reihenschaltung ausgeschlossen. Die Schaltung bietet außerdem den Vorteil, daß ihre Ansprechstoßspannung niedriger ist als die des bisher vorgesehenen einzelnen Spannungsabieiters.

Die Auswahl der Spannungsableiter erfolgt so, daß die Summe der Nenn-Ansprechspannungen aller in Reihe geschalteten Spannungsableiter gleich ist dem für die Übertragungsstrecke erforderlichen Nenn-Ansprechwert. Für die einzelnen in Reihe geschalteten Spannungsableiter ist eine Potentialaufteilung vorgesehen, die mittels hochohmiger Widerstände, die in Reihenschaltung zwischen den Fernspeisespannung führenden Leitungen angeordnet sind, durchgeführt wird.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist bei Verwendung von Spannungsableitern mit unterschiedlichen Ansprech- und/oder Glimmspannungen dem Spannungsableiter mit der größten Glimmspannung ein Kondensator parallel geschaltet. Dabei erfolgt die Bemessung des Kondensators so, daß dessen kapazität um so größer ist, je kleiner die Glimmspannung der Spannungsableiter ausfällt.

Ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung wird an Hand der F i g. 2 näher erläutert.

In F i g. 2 ist ein Abschnitt eines Fernspeisekreises mit der Überspannungsschutzschaltung unter Auslassung der Zwischenverstärker dargestellt. Die Außenleiter α 1, al der beiden Koaxialpaare I, II für die Hin- und Rückleitung sind leitend miteinander verbunden. Der Überspannungsschutz ist zwischen dem Innenleiter il bzw. il und den zusammengeschalteten Außenleitern al, al beider Leitungen iö eingeschaltet. Es sind jeweils zwei Überspannungsableiter Sp 1 und Sp 1 zwischen den spannungsführenden Leitern in Reihe geschaltet. Dem Span- nungsableiter SpI ist der Kondensator Cl parallel geschaltet, der bei richtiger Bemessung den Spannungsanstieg an diesem Ableiter nach dessen Löschung so stark verlangsamt, daß ein erneutes Zünden der Ableiterstrecke nicht möglich ist. Der Reihenschaltung der Ableiter Sp 1 und Sp 1 ist der hochohmige SpannungsteilerR1, Rl zur Potentialaufteilung parallel geschaltet. Der Widerstand liegt in der Größenordnung von etwa 10⁶ bis ΙΟ⁷ Ω.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Überspannungsschutzschaltung für gleichstromferngespeiste Transistor-Zwischenverstärker in Weitverkehrssystemen unter Verwendung von Spannungsableitern, dadurch gekennzeichnet, daß an den Ein- und Ausgängen der Verstärker zwischen den Stromversorgungsleitungen zwei oder mehrere Spannungsableiter mit entsprechend geringeren Ansprechwerten in Reihe geschaltet sind und daß einem der Spannungsableiter ein Kondensator solcher Kapazität parallel geschaltet ist, daß nach Fortfall der Überspannung ein Weiterglimmen dieses Spannungsabieiters mit dem Fernspeisestrom verhindert wird.

2. Überspannungsschutzschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Summe der Nenn-Ansprechspannungen der in Reihe geschalteten Spannungsableiter gleich ist dem für die^; . Ubertragungsstrecke erforderlichen Nenn-Ansprechwert.

3. Überspannungsschutzschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß für die in Reihe geschalteten Spannungsableiter eine Potentialaufteilung mittels hochöhmiger Widerstände erfolgt.

4. Überspannungsschutzschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von zwei oder mehreren in Reihe geschalteten Spannungsableitern mit unterschiedlichen Ansprech- und/oder Glimmspannungen dem Spannungsableiter mit der größten Glimmspannung ein Kondensator parallel geschaltet ist.

5. Überspannungsschutzschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapazität des parallelgeschalteten Kondensators um so größer bemessen ist, je kleiner die Glimmspannung der Spannungsableiter ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen