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Title:
COUPLING OF A HEAD STATION TO A LOW-VOLTAGE POWER SUPPLY NETWORK
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2001/067630
Kind Code:
A1
Abstract:
At least one head station (8) and a plurality of subscriber stations (16.1, 16.2, 16.3) are connected to a low-voltage power supply network (3) for distributing electricity from a transformer station (1) to a plurality of consumers in homes (12, 13) or factories (14). Said head station (8) is capacitively coupled to the distributor device (7) in the transformer station (1) and controls or monitors the exchanging of data between the subscriber stations (16.1, 16.2, 16.3). The head station (8) is also connected to other communications networks (10, 11) by a router (9), for information transmission (9). Through the low-voltage power supply network (3), the subscriber stations (16.1, 16.2, 16.3) can communicate a) with the head station (8) b) with each other, directly or indirectly through the head station (8) and c) with subscribers in the other communications networks (10, 11), through the head station.

Inventors:
WIDMER HANSPETER (CH)
Application Number:
PCT/CH2000/000130
Publication Date:
September 13, 2001
Filing Date:
March 08, 2000
Export Citation:
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Assignee:
ASCOM POWERLINE COMM AG (CH)
WIDMER HANSPETER (CH)
International Classes:
H04B3/56; H04B; (IPC1-7): H04B3/56
Domestic Patent References:
WO2000007304A22000-02-10
Foreign References:
US5684450A1997-11-04
Attorney, Agent or Firm:
Roshardt, Werner A. (Keller & Partner Patentanwälte AG Schmiedenplatz 5 Postfach Bern 7, CH)
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Claims:
Patentansprüche Schaltungsanordnung zum Ein-bzw. Auskoppeln eines hochfrequenten Nachrichten- signals von zumindest einer Kopfstation (8) in ein bzw. aus einem Niederspannungs- Stromversorgungsnetz (3), wobei das Niederspannungs-Stromversorgungsnetz einen Netzknoten (1) mit einer Verteilervorrichtung (7) zur Verteilung von Netzstrom auf eine Mehrzahl von Versorgungsleitungen (2.
1. 2.5) umfasst und die Kopfstation an die Verteilervorrichtung angeschlossen ist.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Kopfstation kapazitiv an die Verteilervorrichtung angekoppelt ist.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilervorrichtung einen Stromeingang (17), einen Verteiler (18) und zumindest einen Stromausgang (19. 23) aufweist und die zumindest eine Kopfstation an den Verteiler angeschlossen ist.
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Verteiler zumindest zwei Pole (28.1,28.2) und die zumindest eine Kopfstation zumindest zwei Anschlusskontakte (29.1,29.2) aufweist, wobei die zumindest eine Kopfstation mit je einem Anschlusskontakt an einen Pol des Verteilers angeschlossen ist.
5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilervorrichtung einen Stromeingang, einen Verteiler und zumindest einen Strom. ausgang aufweist und die zumindest eine Kopfstation an zumindest einen Stromaus. gang angeschlossen ist.
6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von Kopfstationen an je genau einen Stromausgang angeschlossen ist.
7. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Stromausgang zumindest zwei Stromleiter und die zumin. dest eine Kopfstation zumindest zwei Anschlusskontakte aufweist, wobei die zumin. dest eine Kopfstation mit den zumindest zwei Anschlusskontakten an je einen der zumindest zwei Stromleiter angeschlossen ist.
8. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Kopfstation über eine Schaltervorrichtung (31) an zumindest zwei Stromausgänge angeschlossen ist, wobei die Schaltervorrichtung Mittel aufweist zum wahlweisen Ankoppeln der zumindest einen Kopfstation an einen oder gleich. zeitig mehrere Stromausgänge.
9. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Stromausgang zumindest zwei Stromleiter umfasst und wenigstens ein Stromleiter über einen Überstromunterbrecher (25) an den Verteiler angeschlossen ist.
10. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Stromausgang zumindest zwei Stromleiter umfasst und wenigstens ein Stromleiter über ein Tiefpassfilter (30) an den Verteiler angeschlossen ist.
11. Schaltungsanordnung nach Anspruch 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Tiefpassfilter in den Überstromunterbrecher integriert ist.
12. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Nachrichtensignal mit einer Frequenz zwischen 1 MHz und 60 MHz erzeugt wird.
13. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von am Niederspannungs. Stromversorgungsnetz angeschlosse. nen Teilnehmerstationen (16.1. 16.3) vorgesehen ist und die zumindest eine Kopf. station derart ausgebildet ist, dass die Teilnehmerstationen Nachrichtensignale mit der zumindest einen Kopfstation sowie untereinander über die zumindest eine Kopf. station austauschen können.
14. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Kopfstation zur Nachrichtenübermittlung neben dem Nieder. spannungs. Stromversorgungsnetz an ein weiteres Kommunikationsnetz (10,11) an. geschlossen ist.
15. Verfahren zum Versenden bzw. Empfangen einer Nachricht von einer Kopfstation (8) über ein Niederspannungs. Stromversorgungsnetz (3) mit einem eine Verteilervor. richtung (7) zur Verteilung von Netzstrom auf eine Mehrzahl von Versorgungsleitun. gen (2.1. 2.5) umfassenden Netzknoten (1), wobei in der Kopfstation mittels Modula. tion eines hochfrequenten Trägersignals mit der Nachricht ein hochfrequentes Nach. richtensignal erzeugt und das Nachrichtensignal kapazitiv in die Verteilervorrichtung eingekoppelt wird bzw. ein über das Niederspannungs. Stromversorgungsnetz über. tragenes Nachrichtensignal kapazitiv aus der Verteilervorrichtung ausgekoppelt und die Nachricht in der Kopfstation mittels Demodulation des Nachrichtensignals zu. rückgewonnen wird.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilervorrichtung einen Stromeingang (17), einen Verteiler (18) und zumindest einen Stromausgang (19. 23) aufweist, der zumindest eine Stromausgang zumindest zwei Stromleiter um. fasst und in wenigstens einem der zumindest zwei Stromleiter zwischen dem Verteiler und der Kopfstation eine Tiefpassfilterung durchgeführt wird, wobei das Nachrichten. signal mit einer Frequenz insbesondere grösser als 1 MHz erzeugt wird.
17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteiler. vorrichtung einen Stromeingang, einen Verteiler und zumindest einen Stromausgang aufweist, der zumindest eine Stromausgang zumindest zwei Stromleiter umfasst und wenigstens einer der zumindest zwei Stromleiter zwischen dem Verteiler und der Kopfstation gegen Überströme abgesichert wird.
18. Verwendung einer Kopfstation (8) zum Ein. bzw. Auskoppeln eines hochfrequenten Nachrichtensignals in ein bzw. aus einem Niederspannungs. Stromversorgungsnetz (3) durch Anschiiessen der Kopfstation an eine Verteilervorrichtung (7), welche in einem Netzknoten (1) des Niederspannungs. Stromversorgungsnetzes zur Verteilung von Netzstrom auf eine Mehrzahl von Versorgungsleitungen (2.1. 2.5) dient.
Description:
Ankopplung einer Kopfstation an ein Niederspannungs-Stromversorgungsnetz

Technisches Gebiet Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Ein-bzw. Auskoppeln eines hochfre- quenten Nachrichtensignals von zumindest einer Kopfstation in ein bzw. aus einem Nieder- spannungs-Stromversorgungsnetz sowie ein entsprechendes Verfahren.

Stand der Technik Elektrische Energie wird typischerweise nicht dort produziert, wo sie benötigt wird. Nach der Erzeugung wird sie deshalb zum Transport auf Hochspannung transformiert und nach bzw. während der Verteilung in zumeist mehreren Netzknoten und verschiedenen Stufen wieder von Hoch-auf Niederspannung zurücktransformiert. Die Feinverteilung der Energie zu den verschiedenen Endverbrauchern erfolgt im Niederspannungs-Stromversorgungs- netz, welches hierzu eine baumartige Struktur aufweist. Das Versorgungssignal wird von der Wurzel, also einem zentralen Punkt aus, z. B. einer Transformator-Station in einem Wohnquartier, über eine Mehrzahl von Ästen zu den einzelnen Wohnblocks verteilt. Inner- halb eines Wohnblocks folgt eine weitere Verästelung zu den einzelnen Wohnungen und innerhalb einer Wohnung zu den verschiedenen Steckdosen und anderen Netzzugängen.

Es ist bekannt, über Niederspannungs-Stromversorgungsnetze auch Nachrichten wie Tele- fongespräche, Telekopien, digitale Daten usw. zu übertragen. Zu diesem Zweck werden die Nachrichten codiert und einem hochfrequenten Trägersignal in bekannter Weise, z. B. durch Frequenzmodulation aufgeprägt. Dieses Nachrichtensignal wird vom Sender in das Niederspannungs-Stromversorgungsnetz eingekoppelt und vom Empfänger wieder aus- gekoppelt und anschliessend decodiert. Nachrichtenübertragungssysteme, die auf diese Weise ein Stromversorgungsnetz benützen, sind z. B. in der WO A95/29537 beschrieben.

Um möglichst kurze Verbindungswege zu erhalten werden die Sender bzw. Empfänger möglichst nahe beieinander am Stromnetz angeschlossen. Dies erschwert jedoch die Kommunikation mit Stationen, welche an einem anderen Ast des Netzes angeschlossen sind. Zudem erfordert dies eine Mehrzahl von dezentralen Netzübergängen für die Daten- übertragung von oder zu anderen Kommunikationsnetzen.

Darstellung der Erfindung Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schaltungsanordnung der eingangs erwähnten Art anzu- geben, welche die beim Stand der Technik vorhandenen Probleme vermeidet und insbe- sondere eine energie-und aufwandseffiziente Nachrichtenübermittlung innerhalb eines Stromversorgungsnetzes wie auch von oder zu anderen Kommunikationsnetzen erlaubt.

Die Lösung der Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 definiert. Gemäss der Erfindung umfasst das Niederspannungs-Stromversorgungsnetz zum Ein-bzw. Auskoppein eines hochfrequenten Nachrichtensignals von zumindest einer Kopfstation in das bzw. aus dem Niederspannungs-Stromversorgungsnetz einen Netzknoten. Der Netzknoten, bei- spielsweise eine Transformator-oder eine Verteilerstation, weist eine Verteilervorrichtung zur Verteilung des Netzstroms auf eine Mehrzahl von Versorgungsleitungen auf. Die Kopf- station, über welche das Nachrichtensignal in das bzw. aus dem Niederspannungs-Strom- versorgungsnetz ein-bzw. ausgekoppelt wird, ist an die Verteilervorrichtung angeschlos- sen.

Die Übertragung des Nachrichtensignals erfolgt zwischen der Kopfstation und einer Mehr- zahl von Teilnehmerstationen, welche typischerweise im Bereich der Äste des Niederspan- nungs-Stromversorgungsnetzes, z. B. an einer Steckdose in einer Wohnung oder beim Ver- teilerkasten in einem Haus an das Niederspannungs-Stromversorgungsnetz angeschlos- sen sind. Die Kopfstation kommuniziert einerseits selber mit den Teilnehmerstationen und kontrolliert und steuert andererseits die Kommunikation der Teilnehmerstationen unter- einander. Über die Kopfstation erfolgt zudem die Datenübertragung von oder zu anderen Kommunikationsnetzen wie das Telefonnetz oder das Internet.

Mit der erfindungsgemässen Schaltungsanordnung können über eine Kopfstation alle Teil- nehmerstationen erreicht werden, die entweder am gleichen Ast oder sogar an verschie- denen Ästen des Niederspannungs-Stromversorgungsnetzes angeschlossen sind. Durch die zentrale Lage kann die Kopfstation in umgekehrter Richtung aber auch von allen Teil- nehmerstationen erreicht werden. Damit überdies alle Teilnehmer auch Nachrichten von

oder zu anderen Kommunikationsnetzen übertragen können, genügt somit ein einziger, bei der Kopfstation realisierter Netzübergang.

Über den Anschluss der Kopfstation an das Niederspannungs-Stromversorgungsnetz wird jedoch nicht nur das Nachrichtensignal übertragen, sondern gleichzeitig auch die Kopf- station mit elektrischer Energie aus dem Niederspannungs-Stromversorgungsnetz ver- sorgt.

Die Kopfstation ist vorzugsweise kapazitiv an die Verteilervorrichtung angekoppelt. Das hochfrequente Nachrichtensignal wird beispielsweise über ein Hochpassfilter in die Ver- teilervorrichtung ein-resp. daraus ausgekoppelt. Das Hochpassfilter verhindert darüber hinaus, dass der niederfrequente aber energiereiche Netzstrom in den Datenpfad der Kopfstation gelangt.

Zur Verteilung des Netzstromes weist die Verteilervorrichtung einen Stromeingang, einen Verteiler und zumindest einen Stromausgang auf. Über den Stromeingang wird der zu ver- teilende Netzstrom auf den Verteiler geführt. Über die vom Verteiler abzweigenden Strom- ausgänge wird der Netzstrom anschliessend auf die einzelnen Versorgungsleitungen ver- teilt, welche hierzu an jeweils einem Stromausgang angeschlossenen sind.

Bei mehrphasigen Netzströmen ist der Verteiler, beispielsweise eine Sammelschiene (engl. : busbar), entsprechend mehrpolig ausgebildet. Er weist z. B. je eine eigene Sammel- schiene für die drei Phasen sowie den Nullleiter eines dreiphasigen Netzstromes auf. Um einen Stromverbraucher resp. eine Teilnehmerstation an eine Versorgungsleitung an- schliessen bzw. ein Nachrichtensignal darüber übertragen zu können, muss sie zumindest zwei Stromleiter, d. h. einen Nulileiter und wenigstens einen Phasenleiter aufweisen. Dem- zufolge muss auch jeder Stromausgang der Verteilervorrichtung wenigstens zwei Strom- leiter aufweisen, welche jeweils mit einem entsprechenden Pol des Verteilers verbunden sind.

Je nachdem, mit welchen Teilnehmerstationen kommuniziert werden soll und an welchen Versorgungsleitungen diese angeschlossen sind, gibt es mehrere Möglichkeiten, wie die Kopfstation an das Niederspannungs-Stromversorgungsnetz angeschlossen sein kann.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Kopfstation an den Verteiler angeschlossen.

Zum Anschliessen der Kopfstation an den Verteiler weist dieser zumindest zwei Pole, einen für den Nullleiter und zumindest einen für einen Phasenleiter, und die Kopfstation zumin- dest zwei Anschlusskontakte auf. Die Kopfstation ist entsprechend mit je einem An- schlusskontakt an einem Pol der Verteilervorrichtung angeschlossen.

Bei einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Kopfstation an zu- mindest einen Stromausgang der Verteilervorrichtung, also in Richtung Teilnehmerstatio- nen quasi hinter dem Verteiler, angeschlossen.

Damit können von der Kopfstation problemlos alle Teilnehmer erreicht werden, die am gleichen Ast angeschlossen sind. Aber selbst Teilnehmerstationen, welche an einem anderen Ast angeschlossen sind, können entweder über den Verteiler erreicht werden, oder dasselbe Nachrichtensignal wird von einer an mehreren Stromausgängen angeschlos- senen Kopfstation gleichzeitig auf verschiedene Versorgungsleitungen ausgesendet.

Gleiches gilt selbstverständlich für die Erreichbarkeit der Kopfstation durch die Teil- nehmerstationen sowie die Kommunikation mit Teilnehmern anderer Netze.

Bei einer bevorzugten Variante dieser Ausführungsform ist eine Mehrzahl von Kopfstatio- nen an je genau eine Versorgungsleitung angeschlossen. Damit kann jeweils auf verschie- denen Ästen ein unterschiedliches Nachrichtensignal versendet werden.

Die Kopfstation weist wiederum zumindest zwei Anschlusskontakte auf und ein Stromaus- gang umfasst mindestens zwei Stromleiter, d. h. einen Nuilleiter und mindestens einen Phasenleiter. Die Kopfstation ist entsprechend mit je einem Anschlusskontakt an je einen Stromleiter einer Versorgungsleitung angeschlossen.

Bei einer weiteren Schaltungsanordnung ist die Kopfstation vorzugsweise an zumindest zwei Stromausgängen angeschlossen, wobei eine Schalteranordnung zwischen die Kopf- station und die Stromausgänge geschaltet ist. Die Schalteranordnung ist derart ausgebil- det, dass die Kopfstation wahlweise an ein oder an gleichzeitig mehrere Stromausgänge angekoppelt werden kann. Ein Nachrichtensignal kann von der Kopfstation somit wahl- weise auf einer oder gleichzeitig mehreren Versorgungsleitungen eingekoppelt werden.

Wie bereits erwähnt umfasst jeder Stromausgang zumindest zwei Stromleiter. Um bei Fehl- funktionen wie beispielsweise Kurzschlüssen Schäden zu vermeiden oder diese wenigstens zu begrenzen, sind mit Vorteil einzelne oder alle Stromleiter einer Versorgungsleitung mit einem Überstromunterbrecher gegen Überströme abgesichert. Der Überstromunter- brecher, d. h. die Sicherung befindet sich beispielsweise direkt beim Anschluss eines Stromausgangs an den Verteiler.

Durch Schaltvorgänge, Echos oder Übersprechen von anderen Versorgungsleitungen her können Störungen entstehen, die die Nachrichtenübertragung negativ beeinflussen kön- nen. Zur Unterdrückung solcher Störungen werden ein oder mehrere Stromleiter eines Stromausgangs vorzugsweise über ein Tiefpassfilter an den Verteiler angeschlossen.

Dieses Tiefpassfilter bewirkt aber nicht nur die Unterdrückung von Störungen von aussen, sondern verhindert gleichzeitig die Ausbreitung der in das Stromversorgungsnetz einge- koppelten Nachrichtensignale in unerwünschte Richtungen.

Bei Stromleitern, welche über einen Überstromunterbrecher und gleichzeitig über ein Tief- passfilter an den Verteiler angeschlossen sind, ist das Tiefpassfilter vorzugsweise in den Überstromunterbrecher integriert. Damit ist gemeint, dass das Tiefpassfilter, beispiels- weise eine Drosselspule mit geeigneter Induktivität, in das Gehäuse der Sicherung inte- griert ist oder allgemeiner gesagt, dass das Tiefpassfilter und der Überstromunterbrecher im gleichen Gehäuse untergebracht sind. Damit wird erreicht, dass beim Einbau eines Tief- passfilters in bestehende Anlagen kein zusätzlicher Aufwand entsteht, sondern nur die alte Sicherung durch eine neue Sicherung mit integriertem Filter ausgetauscht werden muss.

Die Induktivität der Drossel ist so gewähit, dass ihre Impedanz niederfrequente Signale wie

den Netzstrom kaum beeinflusst, aber für hochfrequente Signale wie das Nachrichten- signal oder entsprechende Störsignale sehr gross ist.

Für die Datenübertragung über ein Niederspannungs-Stromversorgungsnetz, z. B. ein 230V/400V Stromversorgungsnetz mit einer Netzfrequenz unter 1 kHz, weist das Nach- richtensignal bevorzugt eine Frequenz zwischen 1 MHz und 60 MHz auf. D. h. die Nach- richten werden einem Träger mit Trägerfrequenz zwischen 1 MHz und 60 MHz aufmodu- liert.

Bei einer bevorzugten Schaltungsanordnung ist neben der zumindest einen Kopfstation eine Mehrzahl von Teilnehmerstationen am Niederspannungs-Stromversorgungsnetz ange- schlossen.

Hierbei ist die Kopfstation mit Vorteil derart ausgebildet, dass die Teilnehmerstationen Nachrichtensignale einerseits mit der zumindest einen Kopfstation und andererseits über die zumindest eine Kopfstation auch untereinander austauschen können.

Für die Nachrichtenübermittlung von oder zu einer Kopf-oder einer Teilnehmerstation zu bzw. von externen (in Bezug auf das Niederspannungs-Stromversorgungsnetz) Teil- nehmern, ist die Kopfstation neben dem Niederspannungs-Stromversorgungsnetz vor- zugsweise an ein weiteres Kommunikationsnetz angeschlossen.

Zum Versenden bzw. Empfangen einer Nachricht von einer Kopfstation über ein Nieder- spannungs-Stromversorgungsnetz, welches einen Netzknoten mit einer Verteilervorrich- tung aufweist und bei welchem die Kopfstation im Netzknoten an die Verteilervorrichtung angeschlossen ist, wird bevorzugt ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 15 verwendet.

Die Verteilervorrichtung im Netzknoten dient zur Verteilung von Netzstrom auf eine Mehr- zahl von Versorgungsleitungen. Beim Netzknoten handelt es sich beispielsweise um eine Transformator-Station für die Energieversorgung eines Wohnquartiers oder um eine Ver- teilerstation für die Energieversorgung der einzelnen Häuser einer Strasse.

Beim Versenden einer Nachricht wird in der Kopfstation mittels Modulation eines hochfre- quenten Trägersignals mit der Nachricht ein hochfrequentes Nachrichtensignal erzeugt, welches kapazitiv in die Verteilervorrichtung eingekoppelt wird. Analog wird beim Empfangen eines über das Niederspannungs-Stromversorgungsnetz übertragenen Nach- richtensignals von der Kopfstation kapazitiv aus der Verteilervorrichtung ausgekoppelt und die Nachricht mitteis Demodulation des Nachrichtensignals zurückgewonnen.

Die zu versendenden Nachrichten werden typischerweise von einem Datenendgerät, bei- spielsweise einem an der Kopfstation oder an einer Teilnehmerstation angeschlossenen Computer generiert und werden vor der Modulation bzw. nach der Demodulation in der Regel codiert bzw. decodiert und schliesslich vom Empfänger beliebig weiterverarbeitet.

Das Verfahren kann insbesondere mit Schaltungsanordnungen der zuvor beschriebenen Art durchgeführt werden.

Ein über zwei Stromleiter eines Stromausgangs in das Niederspannungs-Stromversor- gungsnetz eingekoppeltes Nachrichtensignal, insbesondere ein Nachrichtensignal mit einer Frequenz grösser als 1 MHz, kann sich auf verschiedenen Wegen im Netz ausbreiten : direkt auf der Versorgungsleitung, welche an diesem Stromausgang angeschlossen ist, von diesem Stromausgang über den Verteiler auf andere Stromausgänge oder über den Ver- teiler gar in Richtung Stromeingang. Der Signalweg von einem Stromausgang zurück über den Verteiler zu den anderen Stromausgängen oder gar zum Stromeingang ist in der Regel unerwünscht. Deshalb wird vorzugsweise in wenigstens einem der zumindest zwei Strom- leiter des entsprechenden Stromausgangs mit einem zwischen dem Verteiler und dem Anschlusspunkt der Kopfstation liegenden Tiefpassfilter eine Tiefpassfilterung durchge- führt und das Nachrichtensignai weggefiltert. Gleichzeitig können mit diesem Tiefpassfilter auch unerwünschte Störungen, einerseits vom Verteiler her und andererseits vom Strom- ausgang her, unterdrückt werden.

Aber auch bei einer an den Verteiler angeschlossenen Kopfstation kann es sein, dass das eingekoppelte Nachrichtensignal nur über bestimmte Versorgungsleitungen übertragen werden soll. Auch in diesem Fall sind derart plazierte Tiefpassfilter nützlich. Zusätzlich

könnte in einem solchen Fall auch der Stromeingang der Verteilervorrichtung mit einem Tiefpassfilter versehen werden.

Durch die Verwendung mehrerer Kopfstationen, welche jeweils an einem oder auch meh- reren Stromausgängen angeschlossen werden, können gleichzeitig mehrere, an verschie- denen Ästen angeschlossene Teilnehmerstationen mit unterschiedlichen Nachrichten- signalen versorgt werden. Auch hierbei ist es von Vorteil, in den Stromleitern zwischen dem Verteiler und dem jeweiligen Anschlusspunkt der Kopfstation eine Tiefpassfilterung durchzuführen, damit sich die Nachrichtensignale nicht gegenseitig stören.

Um Schäden vorzubeugen, welche beispielsweise bei Kurzschlüssen oder anderen Fehl- funktionen entstehen können, werden die Stromausgänge, bzw. die einzelnen Stromleiter eines Stromausgangs bevorzugt zwischen dem Verteiler und der Kopfstation gegen Über- ströme abgesichert. D. h. in zumindest einen Stromleiter wird zwischen dem Verteiler und einem Anschlusspunkt der Kopfstation ein Überstromunterbrecher eingefügt.

Eine Kopfstation, wie sie zum Ein-bzw. Auskoppeln eines hochfrequenten Nachrichten- signals in ein bzw. aus einem Niederspannungs-Stromversorgungsnetz verwendet wird, entspricht wie bereits kurz beschrieben einer Sende/Empfangsvorrichtung mit zusätz- lichen Funktionen. Mit einer derartigen Sende/Empfangsvorrichtung werden elektrische Signale kapazitiv in ein bzw. aus einem Stromversorgungsnetz ein-bzw. ausgekoppelt. Die zusätzlichen Funktionen umfassen beispielsweise die Koordination der Kommunikation anderer Sende/Empfangsvorrichtungen untereinander.

Die Verwendung einer solchen Kopfstation zum Ein-bzw. Auskoppeln eines hochfrequen- ten Nachrichtensignals in ein bzw. aus einem Niederspannungs-Stromversorgungsnetz erfolgt bevorzugt durch Anschliessen der Kopfstation an eine Verteilervorrichtung, welche in einem Netzknoten des Niederspannungs-Stromversorgungsnetzes zur Verteilung von Netzstrom auf eine Mehrzahl von Versorgungsleitungen dient.

Aus der nachfolgenden Detailbeschreibung und der Gesamtheit der Patentansprüche er- geben sich weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Merkmalskombinationen der Er- findung.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen Die zur Erläuterung des Ausführungsbeispiels verwendeten Zeichnungen zeigen : Fig. 1 Eine schematische Darstellung eines Niederspannungs-Stromversorgungs- netzes mit einem Netzknoten und mehreren Versorgungsleitungen, Fig. 2 eine erfindungsgemässe Schaltungsanordnung mit einer Verteilervorrich- tung und einer am Verteiler angeschlossenen Kopfstation, Fig. 3 ein detaillierter Ausschnitt der Schaltungsanordnung aus Fig. 2, Fig. 4 eine erfindungsgemässe Schaltungsanordnung mit einer Verteilervorrich- tung und einer an einem Stromausgang angeschlossenen Kopfstation, Fig. 5 ein detaillierter Ausschnitt der Schaltungsanordnung aus Fig. 4, Fig. 6 eine erfindungsgemässe Schaltungsanordnung mit einer Verteilervorrich- tung und einer an mehreren Stromausgängen angeschlossenen Kopf- station, Fig. 7 eine erfindungsgemässe Schaltungsanordnung mit einer Verteilervorrich- tung und einer über eine Schaltvorrichtung an mehreren Stromausgängen angeschlossenen Kopfstation,

Fig. 8 eine erfindungsgemässe Schaltungsanordnung mit einer Verteilervorrich- tung und einer Mehrzahl von je an einem Stromausgang angeschlossenen Kopfstationen.

Grundsätzlich sind in den Figuren gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Wege zur Ausführung der Erfindung Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Niederspannungs-Stromversorgungs- netzes 3 mit einer Ortsnetz-Transformator-Station 1 und mehreren Versorgungsleitungen 2.1,2.2,2.3,2.4 und 2.5. Die Transformator-Station 1 wird gespiesen über eine Mittelspannungs-Leitung 5, wobei die Mittelspannung in der Transformator-Station 1 mit einem Transformator 6 auf Niederspannung heruntertransformiert wird. Die Niederspan- nung wird über eine Verteilervorrichtung 7 auf die einzelnen Versorgungsleitungen 2.1 bis 2.5 verteilt.

An der Verteilervorrichtung 7 ist eine Kopfstation 8 angeschlossen, welche über einen Router 9 mit zwei weiteren Kommunikationsnetzen 10 und 11 verbunden ist.

Die Versorgungsleitungen 2.1 bis 2.5 führen zu einer Mehrzahl von Stromverbrauchern.

Versorgungsleitung 2.1 führt beispielsweise in ein Wohnquartier mit zwei Häusern 12 und 13, deren Räume über entsprechende Stromleitungen mit elektrischer Energie aus dem Niederspannungs-Stromversorgungsnetz 3 versorgt werden. Versorgungsleitung 2.2 führt in ein Industriegebiet, was durch eine Fabrik 14 angedeutet ist, welche an das Nieder- spannungs-Stromversorgungsnetz 3 angeschlossen ist.

Weiter sind im Haus 12 ein Teilnehmer 15.1, im Haus 13 ein Teilnehmer 15.2 und in der Fabrik 14 ein Teilnehmer 15.3 dargestellt, welche jeweils über eine Teiinehmerstation 16.1,16.2, bzw. 16.3 an das Niederspannungs-Stromversorgungsnetz 3 angeschlossen sind. Damit bieten sich für die drei Teilnehmer 15.1 bis 15.3 (beispielsweise Computer mit ihren Benutzern oder andere Datenendgeräte) vielfältige Kommunikationsmöglichkeiten.

Jeder Teilnehmer 15.1 bis 15.3 kann über die Kopfstation 8 mit den anderen Benutzern Daten austauschen. Die Teilnehmer 15.1 und 15.2 können über die Versorgungsleitung 2.1 entweder über die Kopfstation 8 oder aber direkt miteinander kommunizieren und schliesslich können alle Teilnehmer 15.1 bis 15.3 über die Kopfstation 8 sowie den Router 9 Nachrichten zu Teilnehmern der anderen Kommunikationsnetze 10 und 11 übermitteln bzw. von diesen empfangen. Sind die Kommunikationsnetze 10 bzw. 11 beispielsweise ein Telefonnetz bzw. das Internet, können die Teilnehmer 15.1 bis 15.3 mit einem anderen Teilnehmer des Kommunikationsnetzes 10 ein Telefongespräch führen oder sie können über das Niederspannungs-Stromversorgungsnetz 3 die verschiedenen Dienste des Internet nutzen.

In Figur 2 ist als Ausschnitt der Transformator-Station 1 eine erfindungsgemässe Schal- tungsanordnung dargestellt. Die Verteilervorrichtung 7 umfasst einen Stromeingang 17, einen Verteiler 18 sowie eine Mehrzahl von Stromausgängen 19,20,21,22 und 23. Die Kopfstation 8 ist kapazitiv an den Verteiler 18 angeschlossen. Die kapazitive Kopplung ist angedeutet durch eine Kapazität 24 zwischen der Kopfstation und dem Verteiler. An den Stromausgängen 19 bis 23, welche jeweils durch Überstromunterbrecher 25 abgesichert sind, sind die Versorgungsleitungen 2.1 bis 2.5 angeschlossen.

Figur 3 zeigt einen Teil der Schaltungsanordnung aus Figur 2 am Beispiel eines einphasigen Stromnetzes. Der Stromeingang 17 der Verteilervorrichtung 7 umfasst einen Nuilleiter 26 und einen Phasenleiter 27. Beide sind mit je einer Sammelschiene 28.1 und 28.2 verbun- den, welche zusammen den Verteiler 18 bilden. Von jeder Sammelschiene 28.1 bzw. 28.2 zweigen mehrere Stromleiter, d. h. Nulleiter 26.1,26.2 und Phasenleiter 27.1,27.2 ab, welche jeweils durch einen Überstromunterbrecher 25 abgesichert sind. Je ein Nulleiter und ein Phasenleiter zusammen bilden einen Stromausgang. Nulleiter 26.1 mit Phasen- leiter 27.1 bilden den Stromausgang 22 und Nulleiter 26.2 mit Phasenleiter 27.2 bilden den Stromausgang 23. An je einem Stromausgang 22 bzw. 23 sind entsprechende Versor- gungsleitungen 2.1 bzw. 2.2 angeschlossen.

Die Kopfstation 8 weist zwei Anschlusskontakte 29.1,29.2 auf, welche je kapazitiv an eine Sammelschiene 28.1,28.2 angekoppelt sind. Auch in dieser Figur ist die kapazitive Kopp- lung durch je eine Kapazität 24 dargestellt.

Figur 4 zeigt eine andere Ankopplungsart für den Anschluss der Kopfstation 8 an die Ver- teilervorrichtung 7. Die Kopfstation 8 ist in diesem Beispiel nicht am Verteiler 18, sondern an einem Stromausgang 23 angeschlossen.

Wie in Figur 5 dargestellt, sind demzufolge die Anschlusskontakte 29.1 und 29.2 der Kopf- station 8 mit dem Nullleiter 26.2 bzw. dem Phasenleiter 27.2 des Stromausgangs 23 ver- bunden. Neben den Überstromunterbrechern 25 ist in jedem Stromleiter je ein Filter 30 eingezeichnet. Dieses verhindert, dass Nachrichtensignale von der oder zur Kopfstation 8 in die falsche Richtung, nämlich in Richtung Verteiler 18 gelangen.

In Figur 6 ist eine weitere Ankopplungsart für die Kopfstation 8 gezeigt. Die Kopfstation 8 ist gleichzeitig an mehrere Stromausgänge 19 bis 23 der Verteilervorrichtung 7 ange- schlossen. Die Ankopplung der Anschlusskontakte 29.1,29.2 der Kopfstation 8 an die einzelnen Stromleiter jedes Stromausgangs 19 bis 23 ist gemäss Figur 5 realisiert. Eine Filterung der Nachrichtensignale mit Filtern 30 wie in Figur 5 ist zwar in Figur 6 nicht dar- gestellt, wäre aber durch Zwischenschalten entsprechender Filter in einzelnen oder sämt- lichen Stromausgängen 19 bis 23 ohne weiteres zu realisieren.

Auch in Figur 7 ist die Kopfstation 8 an mehrere Stromausgänge 19 bis 23 angeschlossen.

Die Ankopplung erfolgt jedoch nicht direkt, sondern über eine Schaltvorrichtung 31. Die Kopfstation 8 ist auf einer Seite der Schaltvorrichtung 31 und die Stromausgänge 19 bis 23 sind auf der anderen Seite angeschlossen. Mit der Schaltvorrichtung 31 kann bei- spielsweise gesteuert werden, auf welche der an der Schaltvorrichtung 31 angeschlos- senen Stromausgänge 19 bis 23 ein von der Kopfstation 8 ausgesendetes Nachrichten- signal eingekoppelt werden soll oder mit welchem Stromausgang 19 bis 23 die Kopfstation 8 zwecks Empfang eines Nachrichtensignals verbunden werden soll. Die Steuerung der Schaltvorrichtung 31 kann dabei auch von aussen, d. h. durch die Kopfstation 8 selber oder durch andere Geräte oder Personen erfolgen.

In den Verbindungen zwischen den Stromausgängen 19 bis 23 und der Schaltvorrichtung 31 ist neben je einer Kapazität 24 für die kapazitive Ankopplung eine Verstärkerschaltung 32 dargestellt. Diese verstärkt einerseits die übertragenen Signale in beiden Richtungen und dient andererseits zur Anpassung der Abschlussimpedanz an die Leitungsimpedanz der Stromausgänge 19 bis 23 bzw. der daran angeschlossenen Versorgungsleitungen 2.1 bis 2.5.

Zu beachten ist, dass in jedem Stromausgang 19 bis 23 sowohl ein Überstromunter- brecher 25 als auch ein Filter 30 vorhanden ist. Das Besondere an der dargestellten Aus- führungsform ist, dass das Filter 30 jeweils in den entsprechenden Überstromunterbrecher 25 integriert ist.

In Figur 8 ist dargestellt, wie eine Mehrzahl von Kopfstationen 8.1,8.2,8.3,8.4,8.5 an je genau einen Stromausgang 19 bis 23 angeschlossen ist. Dies ermöglicht das Senden bzw.

Empfangen von unterschiedlichen Nachrichtensignalen durch je eine Kopfstation 8.1 bis 8.5 auf resp. von den verschiedenen Stromausgängen 19 bis 23 bzw. Versorgungslei- tungen 2.1 bis 2.5. Durch die in die Überstromunterbrecher 25 integrierten Filter 30 wird verhindert, dass sich die Nachrichtensignale, welche auf einem bestimmten Stromausgang eingekoppelt sind, über den Verteiler 18 ungewollt ausbreiten und die Nachrichtenüber- mittlung auf den anderen Stromausgängen stören.

Die Ankopplung der einzelnen Kopfstationen 8.1 bis 8.5 an den jeweiligen Stromausgang 19 bis 23 erfolgt analog zur Ankopplung der Kopfstation 8 an den Stromausgang 23 in Figur 4 bzw. Figur 5.

Selbstverständlich kann zum Schutz der Schaltungen zusätzlich ein Schutzleiter vorge- sehen sein. Die Vorgehensweise bei der Absicherung beispielsweise mit einer Schutzerde ist dem Fachmann bekannt. Der Übersichtlichkeit halber wurde in den Figuren jedoch auf die Darstellung der Erdleiter und der Erdungen der einzelnen Schaltungsanordnungen ver- zichtet.

Zusammenfassend ist festzustellen, dass es die Erfindung mit einer oder mehreren ent- sprechend plazierten und an ein Niederspannungs-Stromversorgungsnetz angeschlos- senen Kopfstationen erlaubt, dass eine Vielzahl von an diesem Niederspannungs-Strom- versorgungsnetz angeschlossenen Teilnehmern sowohl untereinander als auch über je einen Netzübergang zu jeweils einem anderen Kommunikationsnetz mit anderen Teil- nehmern jener Netze Daten elektronisch austauschen können.