FI115876B - Pienjänniteverkon tiedonsiirtojärjestelmän lähetin etäyksiköllä - Google Patents

Description

115876

PIENJÄNNITEVERKON TIEDONSIIRTOJÄRJESTELMÄN LÄHETIN

ETÄYKSIKÖLLÄ

Keksintö soveltuu käytettäväksi estämään pienjänniteverkoissa tapahtuvaa tiedonsiirtoa 5 suorittavan tiedonsiirtojärjestelmän lähettimen pienjänniteverkkoon lähettämän signaalin tason pienenemistä pienillä kuormitusimpedanssin Zload (jännitekiskossa) arvoilla sekä suurilla pienjänniteverkon kaapelin ekvivalenttisen sarjaimpedanssin Zw arvoilla (pitkä tiedonsiirtoetäisyys). Keksinnön mukaisen menetelmän ja lähettimen rakenteen avulla saadaan lähettimen lähettämä signaali Uload kuormitusimpedanssin Zload yli jännite-10 kiskossa pysymään riittävän suurena vaikka lähetettävästä laitteesta pienjänniteverkon jännitekiskoon olisi monien kymmenien tai jopa yli sadan metrin matka. Ilman keksintöä luotettava toiminta em. olosuhteissa olisi ajoittain mahdotonta liian pienen lähetyssignaa-lin takia.

15 Perinteisissä ratkaisuissa on yleensä kaksi ongelmaa: 1) Lähetyssignaalin taso pienenee voimakkaasti, kun verkko impedanssi on hyvin pieni.

2) Sähköverkon esim. 230 V 50 Hz vaihe- ja nollakiskon välille (L-N) ei lähetysti- : : ’: 20 lanteessa saada riittävän suurta lähetyssignaalia Uload* koska vaihe- ja nollakis- l * •,: _: kon välille kytkeytyvät muut kulutuslaitteet aiheuttavat signaalitaajuudella hyvin suuren kuormituksen ts. pienen kuormitusimpedanssin Zload· Asiaan vaikuttaa • '1 · ’· se, että lähettävästä laitteesta on pitkä kaapeliyhteys (kaapelin ekvivalenttinen sarjaimpedanssi Ζψ on signaalitaajuudella ja suurella kuormituksella iso) em.

* » ’ s * f * » 25 vaihe- ja nollakiskoon. Jännitejakoperiaatteen mukaan Uload on tällöin pieni eli '.'. tilanne on paha. Kuvio 1 esittää kaapelin vaimennusvaikutusta perinteisessä rat- : ' : kaisussa kun Zload = 1 ohm.

;: Kehittyneimmässä nykytekniikassa kohdassa 1) esitetty ongelma on jo ratkaistu siten, että . /. 30 lähettimen lähtösignaali laitteen lähtöliittimessä pysyy lähes vakiona ts. verkkoimpedans- » » , ·, ; sista riippumattomana. Se ei kuitenkaan auta kohdan 2) ongelman ratkaisemisessa koska

« I

se johtuu sähköverkon kaapelin sarjaimpedanssista Z\v ja pienestä kuormitusimpedans- 2 115876 sista Zload vaihe- ja nollakiskon välillä sähköverkossa. Probleemaan on olemassa yllättävän hyvä ratkaisu esillä olevassa keksinnössä, jossa eliminoidaan sähkökaapelin saijaimpedanssin Zw signaalia vaimentava vaikutus lähes täysin.

Kuvio 2 esittää kaapelin vaimennusvaikutusta keksinnössä, kun Zload on 1 o hm.

Lähetystilanteessa on ratkaisevaa, että esim. kerrostalon huoneiston ryhmäkeskuksen ”kiskosignaali” Uload» joka on vaihekiskon L ja nollakiskon N välinen signaalijännite ryhmäkeskuksessa UL-n, on mahdollisimman suuri pienilläkin kuormitusimpedanssin Zload·'n arvoilla.

Keksinnön mukaiselle laitteelle on tunnusmerkillistä, että laitteisto on jaettu kahteen tai useampaan osaan, ainakin ensimmäiseen osaan, käsittäen signaalin muodostamis- ja säätämislaitteet 3 ja toiseen osaan TX/REMU, jolloin toiseen osaan TX/REMU sisältyy ainakin kytkentäyksikkö 50 sähköverkkoon kytkemiseksi sekä liitäntäkaapeli mainitun toisen osan kytkemiseksi sähköverkkoon, jolloin liitäntäkaapelin pituus Lw on alle 1 m.

Keksintö perustuu siihen, että pienjänniteverkossa liikennöivä laite jaetaan tavallaan kah- : Y: teen osaan, joista ensimmäinen osa käsittää sopivimmin signaalin muodostamis- ja säätä- : : : mislaitteet ja toinen osa käsittää lähettimen etäyksikön, josta myöhemmin käytetään ni- , t;: * niitystä TX/REMU. Lähettimen etäyksikkö TX/REMU sijoitetaan mahdollisimman lähelle • * Y-j sähköverkon 230 V, 50 Hz vaihe-ja jännitekiskoa esim. ryhmäkeskuksessa. Liitäntä- ' · “ kaapelin pituus pidetään mahdollisimman pienenä esim. Lw on alle 1 m Mahdollisesti ’... · lähettimen etäyksikkö TX/REMU voidaan asentaa jännitekiskoon kiinnikin, jos määräyk set sen sallivat. Laitteen ensimmäinen osa voidaan sijoittaa kauaskin etäyksiköstä, etäi-• · : syys voi olla kymmeniä tai satojakin metrejä. Toisaalta ensimmäinen osa voidaan sijoittaa ( I · Y‘‘ myös lähelle etäyksikköä jopa yhteiseksi yksiköksi etäyksikön kanssa.

:..,: Keksintöä selitetään lähemmin viittaamalla oheisiin piirustuskuvioihin, joissa ; ; Kuvio 1 esittää kaapelin vaimennusvaikutusta perinteisessä ratkaisussa, kun Zload ·; * on 1 ohm

Kuvio 2 esittää kaapelin vaimennusvaikutusta keksinnössä, kun Zload on 1 ohm 3 115876

Kuvio 3 esittää yksinkertaista sovellusta keksinnöstä.

Kuvio 4 esittää tehokasta sovellusta keksinnöstä.

Kuviossa 1 esitetään tavanomainen rakenne, jossa sähköverkkoon syötettävä signaali muodostetaan ja säädetään lohkossa 20,40,50 jonka etäisyys vaihe- ja nollakiskoista L, N on matka Lw, esim. 10 m. Lohkosta 20,40,50 lähtee signaalin syöttökaapelit, jotka on esim. 10 metrin etäisyyden päässä kytketty vaihe- ja nollakiskoihin. Lohko 20 on signaa-livahvistin, lohko 40 on ali- tai kaistanpäästösuodin ja lohko 50 on kytkentäyksikkö sähköverkkoon kytkemiseksi. Kuviossa 1 on myös esitetty matkan Lw johdosta syntyvä vaimennus lähetettyyn signaaliin jo ennen kytkentää vaihekiskoon L.

Kuviossa 2 esitetään keksinnön mukaiset signaalin muodostamis- ja säätämislaitteet 3 etäisyyden Ls = 9 m päässä vaihe- ja nollakiskoista L, N ja erillinen liitäntäyksikkö TX/REMU vietynä lähelle vaihe- ja nollakiskoja noin kaapelietäisyyden 1 metri päähän mainituista kiskoista. Lähetyssignaalin vaimeneminen on huomattavan vähäistä ennen signaalin liittämistä sähköverkkoon, kun kaapelipituus on vain 1 metri. Lähetettävän signaalin jännitetaso säädetään lähteväksi vasta TX/REMU -yksiköstä. TX/REMU-yksikössä on ainakin lohko 50, mutta voi olla myös lohkot 20 ja 40.

; ; Kuviossa 3a esitetään keksinnön mukainen kytkentä yksivaiheverkkoon, jossa laitteen : V: toinen osa TX/REMU on ryhmäkeskuksessa tai lähellä sitä kaapelietäisyyden 0,3 -1 • * • · metrin etäisyydellä vaihe- ja nollakiskoista L, N. Laitteen ensimmäinen osa 3 on edelleen *« · » ; ·. : kaapelipituuden 1 - 5 m päässä yksiköstä TX/REMU. Toisena kuviona esitetään sama " ’' 1 ratkaisu, mutta kytkentä on tehty kolmivaiheverkkoon.

• » *

• I

A

Kuviossa 4 esitetään tehokas ratkaisu, jossa ryhmäkeskuksen jännitekiskojen Ll,Nlä-heisyydessä on TX/REMU-yksikkö lohkojen 20,40, 50 kera, hyvin pienen kaapeliyhteyden (0.3 - 1 m) päässäjännitekiskostaLl. Laitteen ensimmäinen osa 3 on : : : kaapelietäisyyden Ls päässä (esim. 1 -40 m) : Lähettimen etäyksikkö TX/REMU saa toimintansa ohjauksen signaalikaapelin kautta kah- ·;··_: tiajaetun laitteen ensimmäisestä osasta. Signaalikaapelin pituus Ls voi olla kymmeniä metrejä ja jopa yli sata metriäkin eikä sillä ole mitään vaikutusta sähköverkkoon lähetettä- 115876 4 vän ”kiskosignaalin” Uload suuruuteen. Kts. kuviot 2 ja 4.

Lähettimen etäyksikkö TX/REMU sijaitsee esim. asuinhuoneistossa aivan ryhmäkeskuk-sen (sulakkeet ja vaihe- ja nollakisko ja kytkin) vieressä tai yhteydessä omassa kotelossaan. Siihen tulee sähkökaapeli ryhmäkeskuksen kiskoista sulakkeen kautta ja lisäksi sig-naalikaapeli laitteen ensimmäisestä osasta, jossa yleensä on laitteen toimintavalot ja -kytkimet.

Lähettimen etäyksikkö TX/REMU sisältää esimerkiksi signaalivahvistimen 20 (esim. 95 -125 kHz), ali- tai kaistanpäästösuotimen 40, mutta joka tapauksessa se sisältää kyt-kentäyksikön 50 sähköverkkoon kytkemiseksi. Etäyksikkö TX/REMU voi sisältää lisäksi monia muitakin toimintalohkoja ja toimintoja. Se voi sisältää myös verkkomuuntajan ja jänniteregulaattorin.

Laitteen ensimmäinen osa 3 voidaan esim. asuinhuoneistossa sijoittaa signaalikaapelin päähän vaikkapa olohuoneeseen. Yleensä siinä ovat laitteen merkkivalot ja käyttökytkimet ym. käyttöelimet.

Kuviossa 3 on esitetty yksinkertainen sovellus keksinnöstä ia kuviossa 4 on esitetty : Y: tehokkaampi sovellus keksinnöstä.

_ ; Lähettimen toisen osan, etäyksikön TX/REMU on oltava mekaanisesti mahdollisimman :1 pienikokoinen ja sopivan muotoinen, jotta sitä voitaisiin käyttää tarkoituksenmukaisella ' · ‘ : tavalla hyödyksi esim. asuinkerrostalon sähköpääkeskuksessa tai kWh-mittarikomerossa.

:,Y Tilaa ei useinkaan ole paljoa käytettävissä. Vaihe- ja nollakiskoon L, N johdettavan lihäntäkaapelin on oltava mahdollisimman lyhyt (esim. Lw = alle 1 m). Asennusta ra- • · : joittavat lait ja määräykset on otettava huomioon.

!

Claims (5)

5 115876

1. Lähetin tiedonsiirtosignaalin lähettämiseksi pienjänniteverkkoon, jolloin laite käsittää lähetettävän signaalin muodostamis- ja säätämislaitteet (3) sekä sähköverkkoon kytkentälaitteet (50) tarvittavine lisälaitteineen, kuten signaalinvahvistinlaitteet (20) ja liitäntä-kaapelin lähettimen ja pienjänniteverkon liitäntäpisteen välillä, kuten esim. sähköverkon 230 V, 50 Hz vaihekisko (L) ja nollakisko (N) liitäntäpisteinä, tunnettu siitä, että laitteisto on jaettu kahteen tai useampaan osaan, ainakin ensimmäiseen osaan käsittäen signaalin muodostamis- ja säätämislaitteet (3) ja toiseen osaan (TX/REMU), jolloin toiseen osaan (TX/REMU) sisältyy ainakin kytkentäyksikkö (50) sähköverkkoon kytkemiseksi sekä liitäntäkaapeli mainitun toisen osan kytkemiseksi pienjänniteverkkoon, jolloin liitäntäkaapelin pituus (Lw) on alle 1 m.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen lähetin tunnettu siitä, että ensimmäinen osa (3) ja toinen osa (TX/REMU) on sijoitettu samaan taseyksikköön.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen lähetin tunnettu siitä, että toinen osa (TX/REMU) on muodostettu etäyksiköksi ensimmäiseen osaan (3) nähden ja näiden keskinäinen välimatka (LS) on yli 1 m. : V:

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen lähetin tunnettu siitä, että signaalin syöttö ja _ liitäntäkaapeli on liitettävissä 1-vaihekiskoihin (L), (N) vaihto- tai tasasähköverkossa.

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen lähetin tunnettu siitä, että signaalin syöttöjä lii-... ·’ täntäkaapeli on liitettävissä 3-vaihekiskoihin (L1,L2,L3), (N). 1 « * » 6 115876