Solche Steuer-und Versorgungssysteme sind beispielsweise bei der Erdgas-oder Erdöl- gewinnung im Einsatz. Dabei kann der Einsatz sowohl bei terrestrischen als auch maritimen Bohrungen erfolgen.

Bei maritimen Bohrungen ist ein Teil des Steuer-und Versorgungssystems auf einer Platt- form oberhalb des Meeresspiegels angeordnet. Dieser Teil ist insbesondere eine Span- nungsversorgungs-und Steuereinrichtung. Diese ist mittels eines Unterwasserkabels mit der Steuer-und Betätigungseinrichtung unterhalb des Meeresspiegels oder auch auf dem Meeresgrund verbunden. Über entsprechende Verbindungsleitungen ist die Steuer-und Betätigungseinrichtung mit verschiedenen elektrischen Einrichtungen, wie Motoren, elektri- schen Aktuatoren und dergleichen verbunden.

Bei einem solchen aus der Praxis bekannten Steuer-und Versorgungssystem wird über ein Unterwasserkabel Wechselspannung übertragen, wobei Amplitude und Frequenz der Wechselspannung bereits so ausgewählt sind, dass beispielsweise am den elektrischen Einrichtungen zugeordneten Kabelende eine entsprechende Versorgungsspannung für die Einrichtungen anliegt. Zur direkten Steuerung einer jeden Einrichtung kann entsprechend für jede Einrichtung ein separates Unterwasserkabel vorgesehen sein. Die Datenübertra- gung erfolgt ebenfalls über separate Unterwasserkabel.

Nachteilig bei diesem vorbekannten Steuer-und Versorgungssystem ist, dass beispielswei- se für eine Versorgung einer elektrischen Einrichtung mit 240 V AC und bei einer ursprüng- lichen Spannungseinspeisung von 600 V AC zur Übertragung der entsprechenden Leis- tung an die elektrischen Einrichtungen und bei beispielsweise einer Länge des Unterwas- serkabels von 30 bzw. 50 km ein Querschnitt von 100 bis 200 mm2 für das Kabel notwendig ist. Zusätzlich erforderlich sind noch die Datenleitungen, so dass sich ein Unterwasserkabel mit erheblichem Durchmesser ergibt.

Bei dem vorangehenden wurde davon ausgegangen, dass 240 V AC für die elektrischen Einrichtungen ausreichend sind. Allerdings wurde inzwischen festgestellt, dass höhere Spannungen erforderlich sind, um beispielsweise Servomotoren als elektrische Einrichtun- gen mit erhöhter Leistung betätigen zu können, um beispielsweise beim Verschließen von Ventilen bei der Erdgas-oder Erdölförderung diese in einer Maximalzeit von einer Minute zu schließen. Bei Verwendung solcher mit höherer Spannung versorgten elektrischen Ein- richtungen, würde sich der Querschnitt des Unterwasserkabels bei dem bekannten Steuer- und Versorgungssystem noch vergrößern.

Außerdem wurde in der Praxis festgestellt, dass bei Starten eines Servomotors als elektri- scher Einrichtung und insbesondere bei Servomotoren mit höherer Leistung selbst bei ei- nem langsamen Startvorgang über das Unterwasserkabel an die Spannungsversorgungs- und Steuereinrichtung eine Rückmeldung in der Art erfolgt, dass der Startvorgang des Ser- vomotors als Kurzschluss am Kabelende gedeutet wird. Dies führt zu einem Abschalten ei- nes gegen Kurzschluss automatisch geschützten Systems.

Des Weiteren ergibt sich bei dem bisher beschriebenen Steuer-und Versorgungssystem nur eine Effektivität des Gesamtsystems von 27 % gemessen bezüglich der Ausgangsleis- tung.

Bei einem weiteren aus der Praxis bekannten Steuer-und Versorgungssystem erfolgt ebenfalls eine Übertragung von Wechselspannung über das Unterwasserkabel. Allerdings wird bei diesem System eine Wechselspannung von beispielsweise 10000 V AC über das Unterwasserkabel übertragen und bei der Steuer-und Betätigungseinrichtung auf von den elektrischen Einrichtungen benötigte Spannungswerte durch beispielsweise einen Trans- formator herabgesetzt. Außerdem müssen eine Reihe von Leistungskondensatoren ver- wendet werden, um die Spannung nach dem Herabsetzen wieder entsprechend zu glatten.

Um bei diesem weiteren bekannten System die Leitungsquerschnitte für das Unterwasser- kabel gegebenenfalls reduzieren zu können, wird außerdem noch eine Leistungsfaktorkor- rektur durchgeführt, um eine ausreichende Effizienz für das Gesamtsystem zu erhalten. Für diese Korrektur werden weitere Einrichtungen benötigt, die sehr aufwendig und teuer sind.

Allerdings ergibt sich selbst bei vollständigem Ausbau des vorangehend genannten Sys- tems, dass die Effektivität in der Regel geringer als 70 % ist und Querschnittsflächen für ei- ne Leitung des Unterwasserkabels in etwa 16 bzw. 26 mm2 bei einer Länge von 30 bzw. 50 km betragen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Steuer-und Versorgungssystem der ein- gangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass mit geringerem Aufwand und mit höherer Effektivität sowie einer besseren Ausnutzbarkeit des Systems Versorgungen über größere Entfernungen möglich sind.

Diese Aufgabe wird in Zusammenhang mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass die Spannungsversorgungs-und Steuereinrichtung zur Erzeugung einer Gleichspannung zur Einspeisung ins Unterwasserkabel wenigstens einen AC/DC- Wandler aufweist, der Steuer-und Betätigungseinrichtung zur Umwandlung der über das Unterwasserkabel übertragenen Gleichspannung in eine Gleich-oder Wechselspannung wenigstens ein DC/DC-oder DC/AC-Wandler zugeordnet ist und die so erzeugte Span- nung über Verbindungsleitungen an die elektrischen Einrichtungen übertragbar ist.

Das heißt, erfindungsgemäß wird über die langen Unterwasserkabel Gleichspannung über- tragen, wobei nur an den Enden des Unterwasserkabels jeweils die Umsetzung von Wech- selspannung in Gleichspannung bzw. umgekehrt von Gleichspannung in Wechselspannung erfolgt. Bei Gleichspannung und entsprechend Gleichstrom wird über die Unterwasserkabel nur Wirkleistung übertragen und keine Scheinleistung. Das heißt, der Leistungsfaktor ist 1.

Aufgrund der Gleichspannungsübertragung entlang des Unterwasserkabels sind selbst bei hohen Spannungen nur geringe Verluste im Vergleich zu einer Übertragung von Wechsel- spannung bei den vorbekannten Systemen vorhanden.

Weiterhin ergeben sich für die Übertragung von Gleichspannung sehr geringe Querschnitte für eine Leitung des Unterwasserkabels, die nur ein Zehntel oder weniger der Querschnitte zur Übertragung von Wechselspannung betragen.

Durch den DC/DC-bzw. DC/AC-Wandier im Bereich der Steuer-und Betätigungseinrichtung erfolgt dann eine entsprechende Umsetzung der Gleichspannung in für die elektrischen Ein- richtungen, wie Motore, Aktuatoren und dergleichen benötigte Gleich-oder Wechselspan- nungswerte, wie beispielsweise 240 V oder 300 V mit entsprechend benötigter Frequenz.

Das erfindungsgemäße System zeichnet sich daher durch seine Einfachheit und gleichzeitig höhere Effektivität (mindestens 70 %) aus, wobei sich allein durch den erheblich verminder- ten Querschnitt für die Leitungen des Unterwasserkabels eine erhebliche Kostenersparnis ergibt.

Eine einfache in der Regel auch für andere Anwendungen verwendbare Spannungsquelle für das System kann darin gesehen werden, dass eine Wechselspannungsquelle mit der Spannungsversorgungs-und Steuereinrichtung zur Versorgung mit einer insbesondere drei- phasigen Wechselspannung verbunden ist.

Bei den vorbekannten Systemen ist es ebenfalls möglich, Daten zwischen Spannungsver- sorgungs-und Steuereinrichtung und Steuer-und Betätigungseinrichtung zu übertragen. In der Regel wird dazu ein separates Kabel verwendet.

Erfindungsgemäß ergibt sich als weiterer Vorteil, dass. die Gleichspannungsübertragung entlang des Unterwasserkabels frei von irgendwelchen Hochfrequenzen ist und daher in einfacher Weise direkt der Gleichspannung entsprechende Spannungsfrequenzen zur Da- tenübertagung aufmodulierbar sind. Dies kann insbesondere dadurch erfolgen, dass die Spannungs-und Steuereinrichtung und die Steuer-und Betätigungseinrichtung jeweils we- nigstens eine Datenmodulationseinrichtung aufweisen.

Eine besonders einfache und effektive Art der Dateneinspeisung kann darin erblickt werden, dass die Datenmodulationseinrichtung der Spannungsversorgungs-und Steuereinrichtung dem DC/DC-bzw. AC/DC-Wandler nachgeordnet ist.

Eine entsprechende Eingabe von Information oder Daten kann direkt im Bereich der Daten- modulationseinrichtung über entsprechende Eingabeeinrichtungen erfolgen. Es besteht al- lerdings ebenfalls die Möglichkeit, dass von einer weiter entfernten Stelle eine entsprechende Daten-und Signaleinspeisung erfolgt. Dazu kann die Spannungs-und Steuereinrichtung mit einer externen Datenübertragungseinrichtung verbunden sein. Durch diese sind die entspre- chenden Daten an die Datenmodulationseinrichtung übertragbar oder von dieser empfang- bar.

Um in analoger Weise auch im Bereich der Steuer-und Betätigungseinrichtung Daten in einfacher Weise empfangen oder einspeisen zu können, kann die Datenmodulationsein- richtung der Steuer-und Betätigungseinrichtung dem DC/DC-bzw. DC/AC-Wandler vorge- ordnet sein.

Auf diese Weise erfolgt die Dateneinspeisung und auch Datenrückgewinnung jeweils von der Gleichspannung her.

Um ein Auftreten zu hoher Ströme und gegebenenfalls eine Beschädigung der entsprechen- den elektrischen Einrichtungen insbesondere am Meeresgrund zu verhindern, kann dem DC/DC-bzw. DC/AC-Wandler eine Überstromsteuereinrichtung zugeordnet sein.

Bei einem DC/DC-Wandler am Meeresgrund wird die von der Meeresoberfläche zugeführte hohe Gleichspannung von mehreren 1000 V in entsprechende Gleichspannungen zur Ver- sorgung der einzelnen Einrichtungen am Meeresgrund aufgespalten.

Um sicher zu stellen, dass die elektrischen Einrichtungen mit entsprechenden Spannungs- werten versorgt werden, kann der DC/AC-Wandler mit einer Wechselspannungsmessein- richtung insbesondere mit einem Spannungs-Nebenschlussregler induktiv gekoppelt sein.

Durch den Spannungs-Nebenschlussregler kann beispielsweise das System auch vor Betä- tigung der elektrischen Einrichtungen unter voller Spannung laufen, wobei der Spannungs- Nebenschlussregler die dynamische Lastregulierung übernimmt und dann die Spannung auf entsprechend niedrigere Werte reduziert werden kann.

Durch die induktive Kopplung als weiterem Merkmal der Erfindung ist sichergestellt, dass entsprechende Steckverbindungen oder andere Verbindungen zwischen Unterwasserkabel und elektrischen Einrichtungen nicht mit Gleichspannung betrieben sind. Es ist allgemein be- kannt, dass bereits eine geringe Feuchtigkeit für Kontaktflachen zur Übertragung von Gleich- spannung gefährlich ist und insbesondere Salzwasser bei Gleichspannung als galvanische Element wirkt und metallische Verbindungsflächen sehr schnell zerstören würde. Um den Aufwand für solche Verbindungen gering zu gestalten, erfolgt die induktive Kopplung unter- halb des Meeresspiegels und die anschließende Weiterleitung der Spannung erfolgt über Wechselspannung, für die die üblichen bekannten maritimen elektrischen Verbinder ver- wendbar sind.

Durch die Verwendung der üblichen elektrischen Verbinder ist außerdem ermöglicht, dass alle angeschlossenen Teile wieder verwertbar sind und von unterhalb des Meeresspiegel zu- rückholbar und beispielsweise zu warten und später wieder einsetzbar sind. Gemäß der Erfindung ist eine feste und unlösbare Verbindung zwischen beispielsweise Unterwasserka- bel und entsprechende Einrichtungen nicht erforderlich.

Für die induktive Kopplung kann ein Transformator eingesetzt werden, der beispielsweise auch direkt die Umsetzung der Gleichspannung in die für die elektrischen Einrichtungen be- nötigten Wechselspannungswerte durchführt.

Ein solcher Transformator kann zwei trennbare, im Wesentlichen symmetrische und einander zuweisende Spurenkernhälften aufweisen.

Um über den Luftspalt zwischen den Spulenkernhälften gleichzeitig auch im Bereich des Transformators Daten austauschen zu können, kann jeder Spulenkernhälfte eine Datenmo- dulationseinrichtung zur Übertragung von Daten zugeordnet sein.

Um sowohl die Umsetzung der Gleichspannung in Wechselspannung sowie zumindest die entsprechenden Datenmodulationseinrichtungen der Spulenkernhälften zu steuern und zu überwachen, kann jeder Spulenkernhälfte eine Kopplungssteuereinrichtung entsprechend zur Steuerung der Datenmodulationseinrichtungen, des DC/AC-Wandlers und/oder der Wechselspannungsmesseinrichtung zugeordnet sein. Von der Wechselspannungsmessein- richtung kann ebenfalls eine Rückmeldung an die Spannungsversorgungs-und Steuerein- richtung zur Regulierung der Gleichspannung erfolgen, wobei die Rückmeldung über die entsprechenden Kopplungssteuereinrichtungen, Datenmodulationseinrichtungen der Spu- lenkernhälften, Datenmodulationseinrichtung der Steuer-und Betätigungseinrichtung, Unter- wasserkabel und Datenmodulationseinrichtung der Spannungsversorgungs-und Steuerein- richtung erfolgt. Auf diese Weise ist durchgehend ein bidirektionaler Datenaustausch zwi- schen Spannungsversorgungs-und Steuereinrichtung und Steuer-und Betätigungseinrich- tung möglich.

Bei einem einfachen Ausführungsbeispiel ohne weitere Steuereinrichtungen, kann die Wechselspannungsmesseinrichtung mit den elektrischen Einrichtungen zu deren Versor- gung verbunden sein.

Um in einfacher Weise durch die Wechselspannungsmesseinrichtung die von dem DC/AC- Wandler abgegebene Wechselspannung zu messen und die elektrischen Einrichtungen mit entsprechenden Spannungswerten zu versorgen, kann die Wechselspannungsmessein- richtung insbesondere eine Amplitude der Wechselspannung messen.

Vorteilhaft ist es in diesem Zusammenhang, wenn die vom DC/AC-Wandler abgegebene Wechselspannung beispielsweise eine Rechteckwellenspannung ist. Dadurch können die verschiedenen elektrischen Einrichtungen mit einer-stabilen Spannung und ausreichender Leistung versorgt werden.

Eine separate Spannungsstabilisierung beispielsweise mittels einer Zener-Diodenanordnung ist aufgrund der erfindungsgemäßen Wechselspannungsmesseinrichtung mit Spannungs- Nebenschlussregler nicht mehr notwendig, da die von dieser Schaltung abgegebene Wech- selspannung bereits statisch und dynamisch stabilisiert ist.

Zur Übertragung sowohl der Gleichspannung als auch der elektrischen Signale entlang des Unterwasserkabels kann dieses vorteilhafterweise aus Koaxial-Leitungen gebildet sein. Die- se weisen optimale Eigenschaften bezüglich Dämpfung und Immunität bezüglich abgegebe- nem Rauschen auf und erlauben eine hohe Datenübertragungsrate von zumindest 100 bis 600 kBaud. Weiterhin ist auch einfach eine bidirektionale Übertragung von Daten entlang des Unterwasserkabels durchführbar.

Der Transformator kann so ausgebildet sein, dass der Luftspalt zwischen den beiden Spu- lenkernhälften beispielsweise höchstens 4 mm oder insbesondere höchstens 2 mm beträgt.

Außerdem sind entsprechende Materialien für die Spulenkernhälften verwendbar, die durch insbesondere Meerwasser nicht angreifbar sind, wie Anordnungen von korrisionsresistenten Transformatorstahlblechen oder kunststoffvergossenen magnetischen Pulvermischungen für die entsprechenden Spulenkernmaterialien.

Um auch direkt von den elektrischen Einrichtungen bzw. der Wechselspannungsmessein- richtung Daten in Richtung Spannungsversorgungs-und Steuereinrichtung übermitteln zu können, kann der Spannungs-Nebenschlussregler bidirektional ausgebildet sein.

Aufgrund der erfindungsgemäßen Verwendung von Gleichspannung bzw. Gleichstrom und dem dadurch möglichen geringen Querschnitt der Leitungen des Unterwasserkabels besteht außerdem die Möglichkeit, dass für jede elektrische Einrichtung eine separate Verbindungs- leitung im Unterwasserkabel vorgesehen sein kann. In diesem Zusammenhang ist darauf zu achten, dass eine elektrische Einheit beispielsweise ein einzelner Motor oder ein einzelner Aktuator als auch eine entsprechende Baumstruktur oder Gruppe von elektrischen Motoren, Aktuatoren oder anderen elektrischen Einrichtungen sein kann.

Eine entsprechend einfache Einkopplung von Daten-auch mehrkanalig-, kann dadurch erfolgen, dass das System zur Datenübertragung eine Multiplexereinrichtung aufweist.

Im Folgenden wird ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der in der Zeichnung beigefügten Figuren näher erläutert.

Es zeigen : Fig. 1 a-c eine Prinzipdarstellung verschiedener Steuer-und Versorgungssysteme in Gegenüberstellung, wobei das erfindungsgemäße Steuer-und Versorgungs- system in Fig. 1c dargestellt ist ; Fig. 2 eine Blockschaltbilddarstellung des erfindungsgemäßen Steuer-und Versor- gungssystems nach Fig. 1c.

In Fig. 1 sind verschiedene Steuer-und Versorgungssysteme dargestellt, von denen die nach Fig. 1 (a) und (b) aus der Praxis vorbekannt sind.

Bei dem Steuer-und Versorgungssystem nach Fig. 1 (a) ist oberhalb eines Meeresspiegels 4 eine Spannungsversorgungs-und Steuereinrichtung 3 mit entsprechender Spannungs- quelle und Multiplexereinrichtung 25 angeordnet. Die Spannungsversorgung erfolgt über Wechselspannung, die direkt über ein Unterwasserkabel 5 an eine Steuer-und Betäti- gungseinrichtung 6 übertragen wird. Diese ist unterhalb des Meeresspiegels angeordnet und über Verbindungsleitungen 26 mit entsprechenden elektrischen Einrichtungen 2 oder elektrischen Einheiten 24 verbunden. Eine solche elektrische Einheit 24 kann durch eine Gruppe von elektrischen Einrichtungen 2 gebildet sein, die beispielsweise in Form einer Baumstruktur angeordnet sind und gemeinsam gesteuert und betätigt werden.

Zur Datenübertragung zwischen Spannungsversorgungs-und Versorgungseinrichtung 3 und Steuer-und Betätigungseinrichtung 6 ist ein Datenkabel 27 vorgesehen. Dieses ist vorzugsweise aus Koaxial-Leitungen zusammengesetzt.

Entlang des Unterwasserkabels 5 wird in der Regel eine Wechselspannung von maximal 600 V AC übertragen. Zur Versorgung der entsprechenden elektrischen Einrichtungen mit 240 V AC und entsprechender Leistung sind Querschnitte für entsprechende Leitungen des Unterwasserkabels für beispielsweise eine Länge von 50 km von mindestens 175 mm2 notwendig.

Die Steuer-und Betätigungseinrichtung 6 umfasst dabei zumindest eine Motorbetätigungs- einrichtung 31 und ein Steuersystem 32. Die verschiedenen Motoren als elektrische Ein- richtungen 2 können dabei zur Betätigung von Ventilen, BOP (Blowout Preventer) und der- gleichen dienen, welche Geräte alle für die Erdöl-oder Gasgewinnung am Meeresboden verwendet werden.

Bei dem weiteren vorbekannten Steuer-und Versorgungssystem nach Fig. 1 (b) erfolgt ebenfalls eine Übertragung von Wechselspannung entlang des Unterwasserkabels 5. In diesem Fall wird allerdings eine Spannung von maximal 10000 V AC übertragen, die vor der Steuer-und Betätigungseinrichtung 6 durch einen entsprechenden Transformator 33 auf für die elektrischen Einrichtungen benötigte Spannungswerte herabgesetzt wird. Auch bei diesem vorbekannten System ist eine separate Datenleitung 27 als Koaxialkabel oder dergleichen vorgesehen. Die Steuer-und Betätigungseinrichtung 6 nach Fig. 1 (b) benötigt aufwendige Leistungskondensatoren 34, um die herabgesetzte Wechselspannung ent- sprechend zu glätten. Außerdem sind bei diesem System als auch dem System nach Fig.

1 (a) Leistungsfaktorkorrektureinrichtungen notwendig, um die Scheinleistung des Systems zu senken. Solche Korrektureinrichtungen sind in der Regel recht aufwendig und bestehen aus Kondensatoren oder dergleichen.

Bei dem System nach Fig. 1 (b) ergeben sich für entsprechende Spannungswerte und Leistungen für die elektrischen Einrichtungen am Meeresboden Querschnitte für Leitungen des Unterwasserkabels von beispielsweise mindestens 75 mm2 bei 50 km Länge oder mit Leistungsfaktorkorrektur mindestens ein Querschnitt von 26 mm2 bei 50 km Länge.

Erfindungsgemäß wird nach Fig. 1 (c) nicht Wechselspannung sondern Gleichspannung über das Unterwasserkabel 5 übertragen. Die Spannungsversorgungs-und Steuereinrich- tung 3 weist dazu wenigstens einen AC/DC-Wandler 7 auf, der eine entsprechende Wech- selspannung einer Wechselspannungsquelle 9, siehe Fig. 2, in Gleichspannung umsetzt.

Im Bereich der Steuer-und Betätigungseinrichtung 6 ist analog ein DC/DC-bzw. DC/AC- Wandler 8 zur Umsetzung der Gleichspannung in eine Gleich-oder Wechselspannung vorgesehen. Da erfindungsgemäß eine Gleichspannung über das Unterwasserkabel 5 ü- bertragen wird, erfolgt entsprechend auch keine Übertragung von Hochfrequenzspannun- gen, so dass in einfacher Weise Signale zur Datenübertragung auf die Gleichspannung aufmodulierbar sind. Dies erfolgt durch die Multiplexereinrichtung 25 und durch einen ent- sprechenden Kabelkoppler 34. Im Bereich der Steuer-und Betätigungseinrichtung 6 erfolgt entsprechend eine Demodulation der Daten.

Bei Ausbildung des Wandlers 8 als DC/DC-Wandier erfolgt entsprechend eine Umsetzung der hohen, über das Unterwasserkabel 5 übertragenen Gleichspannung in zur Versorgung der entsprechenden Einrichtung am Meeresgrund notwendigen Gleichspannungen. In die- sem Zusammenhang ist zu beachten, dass bei einer Gleichspannungsversorgung der Ein- richtung auf dem Meeresspiegel ein entsprechender Datenaustausch mit diesen Einrich- tungen vereinfacht ist, da entsprechende Datensignale auf das Gleichspannungssignal in einfacher Weise aufmoduliert werden können.

Im Folgenden wird das erfindungsgemäße Steuer-und Versorgungssystem 1 nach Fig. 1 (c) im Detail anhand eines Blockdiagramms in Fig. 2 näher beschrieben.

Bei dem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel des Steuer-und Versorgungssystems 1 nach Fig. 2 ist eine Spannungsversorgungs-und Steuereinrichtung 3 oberhalb eines Mee- resspiegels 4 und eine Steuer-und Betätigungseinrichtung 6 unterhalb dieses Meeresspie- gels 4 angeordnet. Die Verbindung zwischen beiden erfolgt über ein Unterwasserkabel 5.

Die Spannungsversorgungs-und Steuereinrichtung 3 weist zumindest einen AC/DC-Wand- ler 7 und eine Datenmodulationseinrichtung 10 auf. Weiterhin ist beiden vorgenannten Ein- heiten eine Oberflächensteuereinrichtung 28 zugeordnet, durch die sowohl die Steuerung des AC/DC-Wandlers 7 als auch der Datenmodulationseinrichtung 10 erfolgt.

Die Spannungsversorgungs-und Steuereinrichtung 3 ist mit einer Wechselspannungs- quelle 9 verbunden, die dreiphasige Wechselspannung bereitstellt. Weiterhin ist die Span- nungsversorgungs-und Steuereinrichtung 3 mit einer Datenübertragungseinrichtung 11 verbunden, die entfernt zur Spannungsversorgungs-und Steuereinrichtung 3 angeordnet sein kann, aber noch Teil des Steuer-und Versorgungssystems 1 ist. Durch die Daten- übertragungseinrichtung 11 kann die Steuerung des Gesamtsystems wie dessen Überwa- chung erfolgen.

Die zwischen den verschiedenen Einheiten des Systems dargestellten Pfeile kennzeichnen durch die Pfeilrichtung eine Übertragung von Spannung bzw. Daten, wobei in der Regel ei- ne bidirektionale Datenübertragung möglich ist.

Die Steuer-und Betätigungseinrichtung 6 ist unterhalb des Meeresspiegels 4 und bei- spielsweise am Meeresgrund angeordnet. Sie weist eine Datenmodulationseinrichtung 12 zur Demodulation der über das Unterwasserkabel 5 übertragenen Daten aber auch zur Aufmodulation entsprechender Daten auf die über das Unterwasserkabel 5 übertragene Spannung auf, wenn solche Daten in umgekehrter Richtung von der Steuer-und Betäti- gungseinrichtung 6 zur Spannungsversorgungs-und Steuereinrichtung 3. übertragen wer- den.

Anschließend an die Dåtenmodulationseinrichtung 12 weist die Steuer-Betätigungsein- richtung 6 einen DC/AC-Wandler 8 auf. Durch diesen wird die über das Unterwasserkabel 5 übertragene Gleichspannung wieder in entsprechende Wechselspannung umgesetzt. Dem DC/AC-Wandler 8 ist eine Überstromsteuereinrichtung 13 zugeordnet. Anschließend an die Umsetzung der Gleichspannung in Wechselspannung durch den DC/AC-Wandler 8 erfolgt eine induktive Übertragung der Wechselspannung zu einer Wechselspannungsmessein- richtung 14. Die induktive Übertragung erfolgt durch einen Transformator 16 aus zwei Spu- lenkernhälften 17,18. Zwischen diesen ist ein Luftspalt 23 gebildet.

Die Wechselspannungsmesseinrichtung 14 dient zur Bestimmung insbesondere von Amp- litudenwerten der Wechselspannung und der Messeinrichtung ist ein Spannungs-Neben- schlussregler 15 zugeordnet. Durch diesen erfolgt entsprechend eine statische und dyna- mische Stabilisierung der Wechselspannung, wobei der Spannungs-Nebenschlussregler 15 bidirektional ist und zusammen mit der Wechselspannungsmesseinrichtung 14 am Aus- gang des Transformators 16 angeordnet ist. Anschließend erfolgt eine Weiterleitung der stabilisierten Wechselspannung an eine unterseeische Spannungsquelle 30, mit der über elektrische Verbindungsleitungen 26 die verschiedenen elektrischen Einrichtungen 2 bzw.

Einheiten 24 verbunden sind.

Jede Spulenkernhälfte 17,18 ist sowohl eine Datenmodulationseinrichtung 19,20 als auch eine Kopplungssteuereinrichtung 21,22 zugeordnet. Über die Datenmodulationseinrichtun- gen 19,20 erfolgt die Übermittlung von Daten und die Kopplungssteuereinrichtungen 21, 22 dienen zur Steuerung sowohl der verschiedenen Datenmodulationseinrichtungen 12, 19,20 als auch der Wechselsteuerungsmesseinrichtung 14 mit Spannungs- Nebenschlussregler 15. Weiterhin dienen die Kopplungssteuereinrichtungen 21,22 zum Austausch von Daten beispielsweise mit der Wechselspannungsmesseinrichtung 14 mit Spannungs-Nebenschlussregler 15 und beispielsweise mit einem unterseeischen Elektro- nikmodul 29. Dieses Elektronikmodul enthalt die entsprechende Elektronik zur Steuerung der verschiedenen Gerätschaften unterhalb des Meeresspiegels und insbesondere am Meeresboden, wie Ventile, Blow-out Preventer, Actuatoren und dergleichen. In der Regel ist die entsprechende Elektronik redundant im Elektronikmodul enthalten.-- Im Folgenden wird kurz die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Steuer-und Versor- gungssystems 1 anhand insbesondere der Fig. 2 beschrieben.

Erfindungsgemäß erfolgt eine Versorgung der Steuer-und Betätigungseinrichtung 6 mit Gleichspannung über das Unterwasserkabel 5. Dabei wird erst am Ende des langen Un- terwasserkabels die Gleichspannung wieder durch einen entsprechenden DC/AC-Wandler 8 in Wechselspannung umgesetzt. Oberhalb der Meeresoberfläche wird eine dreiphasige Wechselspannung durch einen AC/DC-Wandler in beispielsweise einer Ausgabespannung von 3000 bis 6000 V umgesetzt. Der Spannungswert hängt von den Leistungsanforderun- gen des Systems ab.

Anschließend wird die stabile und gefilterte Gleichspannung Koaxial-Leitungen des Unter- wasserkabels zugeführt, wobei vorher eine Aufmodulation von Datensignalen über eine entsprechende Datenmodulationseinrichtung, wie ein Modem oder dergleichen erfolgt.

Da Koaxial-Leitungen optimale Eigenschaften im Hinblick auf Dämpfung und elektrischem Rauschen aufweisen, sind hohe Datenübertragungsraten von wenigstens 100 bis 600 kBAUD über eine solche Leitungen möglich.

Am Meeresgrund bzw. unterhalb des Meeresspiegels erfolgt dann eine Demodulation der Datensignale durch eine entsprechende Datenmodulationseinrichtung, wie wiederum ein Modem. Anschließend erfolgt eine Umsetzung der Wechselspannung durch einen DC/AC- Wandler in beispielsweise eine Rechteckwellenspannung von 300 V mit einer Frequenz von 20 kHz. Diese Wechselspannung kann über übliche Verbindungseinrichtungen an die verschiedenen elektrischen Einrichtungen übertragen werden. Es ist nur eine geringe Filte- rung ohne große Elektrolytkondensatoren erforderlich. Der zur Umsetzung der Wechsel- spannung des DC/AC-Wandlers auf die entsprechenden Spannungswerte verwendete -Transformatoren 16 weist-zwei Spulenkernhälften 18, 19 auf,-die durch einen Luftspalt ge- trennt sind. Die Spulenkernhälften weisen einander zu, sind voneinander trennbar und symmetrisch zueinander ausgebildet. Durch diesen Transformator wird die induktive Kopp- lung erreicht.

Anschließend erfolgt eine Messung der Amplitude der Rechteckwellenspannung durch die Wechselspannungsmesseinrichtung 14, der weiterhin ein Spannungs-Nebenschlussregler 15 zugeordnet ist. Durch diese beiden Einrichtungen im Ausgang des Transformators er- folgt im Wesentlichen eine statische und dynamische Stabilisierung der Ausgabespannung.

Entsprechende Verlustleistungen des Transformators sowie der anderen Einrichtungen der Steuer-und Betätigungseinrichtung 6 können durch den Kontakt zum Meerwasser direkt über eine entsprechende Wandung der Einrichtung als Wärme abgegeben werden.

Zur Regulierung der Spannungsversorgung ist eine Datenübertragung von der Messein- richtung 14 über Datenmodulationseinrichtung 20 und 19 und über die weitere Datenmo- dulationseinrichtung 12 zurück zur Spannungsversorgung-und Steuereinrichtung 3 mög- lich.

Durch entsprechende Berechnungen für die benötigten Spannungswerte und Leistungen ergibt sich für das erfindungsgemäße Steuer-und Versorgungssystem ein Leitungsquer- schnitt für beispielsweise eine Länge von 50 km des Unterwasserkabels von nur ungefähr 2 mm2. Dies ist ein erheblich geringerer Querschnitt als bei den aus der Praxis bekannten Systemen, siehe Fig. 1 (a) und (b).

Außerdem sind hohe Datenübertragungsraten aufgrund der einfachen Aufmodulation und Demodulation bezüglich der Gleichspannung und des verwendeten Koaxialkabels möglich.

Durch die verwendeten Einrichtungen im erfindungsgemäßen System ergibt sich außerdem eine stabile Versorgungsspannung und eine hohe Zuverlässigkeit des Systems.