主电台至低电压电力供应网络的耦接 【技术领域】
本发明涉及一种电路配置，用以从至少一主机站输入及输出一高频信息信号进出于一低电压电力供应网络，及其对应方法。
背景技术
典型的电能并非依所需要而产生。因此在产生之后，须转换成高电压以便传送，及在分配之后及/或当时，一般在多数网络节点及各级中，会再次从高电压转换成低电压。能量的细密分配引导低电压电力供应网络至不同的最终使用者，其具有一树状构造以达成此目的。供应信号由根分配，即由中心点，例如在一住宅区的变电所，经由多数支线分配至个别的住所区域。在住所区域中，网络再次分为个别住所及，在住所中，次分为各个插座与其他的网络接口。
已知的信息如电话通话，传真备份，数码信息等可经由低电压电力供应网络传送。为此目的，信息是经编码并以已知方式，例如经由频率调制，调制至高频率载波信号。此信息是从发送机输入至低电压电力供应网络，并由接收器再次输出，然后解码。以此方式，利用一电力供应网络的信息传输系统是描述在如WO A95/29537。
为获得尽可能短的连接路径，发送机与接收器尽可能彼此靠近连接至电力供应网络。但如此使其与连接到另一网络支线站的通信更加困难。另外，此需多个分散的网络传输通道，以供信息传输往来于其他通信网络。
发明描述
本发明目的是在给出前面首先提到的电路配置，其可避免现有技术存在的问题，以及特别是在电力供应网络内及往来于其他通信网络的信息传输，允许具有能源效率与成本效率的信息传输。
此目的的解决方法是由权利要求1的特征部分定义。根据本发明，低电压电力供应网络供输入及输出高频率信息信号，从至少一主机站进出于包含网络节点的低电压电力供应网络。网络节点，例如一变压器或配电站，具有一配电装置用以分配网络电流至多数供应线。主机站是连接至配电装置，而信息信号可经由主机站来输入及输出低电压电力供应网络。
信息信号是传送于主机站与多数用户站之间，典型位于低电压电力供应网络支线区域的用户站是连接，例如，至一住所的插座，或如果屋内有配电箱，则连接至低电压电力供应网络。主机站本身首先与用户站通信，其次，控制及监视用户站间的通信。另外，信息传输往来于其他通信网络，如电话网络或互联网，可经由主机站完成。
根据本发明的电路配置，允许所有用户站，经由连接于低电压电力供应网络的同一支线或甚至不同支线的主机站进出。但通过中心位置，主机站亦可经由所有用户站于相反方向进出。单一网络传输通道设于主机站中，因此，可更进一步充分允许所有用户，另外传送信息进出其他通信网络。
但并非仅是经由主机站连接传送信息信号至低电压电力供应网络，主机站亦可经由此连接同时从低电压电力供应网络供应电力。
主机站以电容耦合于配电装置是较佳地。高频率信息信号是经由，例如，一高通滤波器从配电装置输入与输出。高通滤波器另外可防止低频但高能量网络电流进入主机站的信息路径。
为了分配网络电流，配电装置有一电流输入、一配电器及至少一电流输出。将分配的网络电流是经由电流输入传至配电器。然后经由配电器分出的电流输出，将网络电流分配至个别供应线，为此目的，个别供应线是各自连接至一个电流输出。
在多相网络电流的情况，配电器，例如一汇流排，是设计成具有适当的极数。例如，在各种情况下，供三相网络电流的三相及中性导体，每一线有一专用汇流排。为了允许一电气负载或一用户站连接至一供应线，及允许在供应线上传送一信息信号，其必须至少有两电导体，即所谓的中性导体及至少一相导体。因而，配电装置的每一电流输出亦需有至少两电导体，是各自连接于配电器的适当的极。
根据用户站预期与哪一个通信及哪一条供应线是连接至用户站，有多数选择可如此连接主机站至低电压电力供应网络。
在本发明的较佳具体例中，主机站是连接至配电器。
为了连接主机站至配电器，后者至少有两极，其一为中性导体及至少一个是一相导体，及主机站有至少两连接接点。主机站在每一情况是由一连接接点对应连接至配电装置的一极。
在本发明的第二具体例中，主机站是连接至配电装置的至少一电流输出，即配电器在用户站方向的有效下游。
因此连接于相同支线的所有用户可从主机站毫无困难的进出。但即使是连接于不同支线的用户站亦可经由配电器进出，或从连接于多数电流输出的主机站，同时将相同信息信号传送至不同供应线。同样，当然可应用于从用户站至主机站的可进出性，及应用于与其他网络用户的通信。
在此具体例的较佳变化中，多数主机站是各自连接于一，且仅一供应线。因此，不同信息信号可在每一个不同的支线上传送。
主机站轮流具有至少两连接接点，及一电流输出包含至少两电导体，即所谓的中性导体及至少一相导体。主机站是通过个别情况中的连接接点装置对应连接至个别情况中的一供应线的一电导体。
在另一电路配置中，主机站较佳连接至至少两电流输出，其切换配置是连接于主机站与电流输出之间。切换配置是设计成主机站可选择耦合至一电流输出或同时至多数电流输出。一个信息信号能够从主机站可选择耦合至一个或者同时多个供应线。
如上面已说明的，每一电流输出包含至少两电导体。为避免损坏，或至少限制此种损坏，在如短路的故障情况中，个别电导体或所有供应线的电导体是有效的通过一过电流断路器保护其过电流故障。过电流断路器，即保护装置，是置于，例如直接邻接于电流输出至配电器的连接处。
干扰可能造成信息传输的负面影响，会因切换程度的结果，而由其他供应线的回音或串音所造成。为了抑制此种干扰，电流输出之一或多个电导体较佳经由一低通滤波器连接至配电器。但此种低通滤波器不仅抑制外来的干扰，同时可防止已输入至电力供应网络的信息信号传播于非预期的方向。
在电导体经由一过电流断路器连接至配电器且，同时，经由一低通滤波器的情况下，低通滤波器较佳整合于过电流断路器。此即表示低通滤波器，例如具有适当一感应线圈，是整合于保护装置壳体内或，更一般而言，低通滤波器与过电流断路器是容纳于同一壳体内。此即表示在现有系统中安装一低通滤波器并不牵涉额外的复杂性，仅需以一集成滤波器的新保护装置替换其旧保护装置即可。选择电感器的电感，使其阻抗对于例如网络电流的低频信号几无任何影响，但对于例如信息信号的高频率信号，或对应的干扰信号则有很大的影响。
对经由低电压电力供应网络的数据传输而言，便如，具有小于1KHz的网络频率的230/400V电力供应网络，信息信号频率较佳为1MHz与60MHz之间。此表示信息是调制至载波上于介于1MHz与60MHz之间的载波频率。
在较佳电路配置中，除了至少一主机站之外，多数用户站是连接至低电压电力供应网络。
在此情况，主机站是有效的设计成用户站一方面可与至少一主机站交换信息信号，而另一方面亦可经由至少一主机站互相互换信息信号。
信息传输往来一主机站或一用户站至或从外部(相对于低电压电力供应网络)用户，除了低电压电力供应网络之外，主机站是有效的连接至另外的通信网络。
一具有权利要求15特征部分的方法，可较佳的用来经由一低电压电力供应网络传送或接收主机站的信息，此低电压电力供应网络有一具有配电装置的网络节点，及其中主机站是于网络节点中连接至配电装置。
在网络节点中的配电装置是用来分配网络电流至多数的供应线。网络节点是，例如，一供应电能至一住所区域的变电所，或是一供应能量至街道中的个别房屋的配电站。
当传送信息时，在主机站通过将信息调制成一高频率载波信号而产生电容性输入至配电装置的高频率信号。依此类推，当主机站接收一经由低电压电力供应网络传送的信息信号时，信号是从配电装置电容性输出，及信息是从信息信号解调反馈。
将传送的信息是典型由一信息终端产生，例如一连接至主机站或用户站的电脑，一般是在调制之前编码及解调之后解码，及最后依接收器的需要而进一步处理。
此方法可特别利用已说明的电路配置类型进行。
一信息信号经由一电流输出的两电导体输入至低电压电力供应网络中，特别是在大于1MHz的频率下的信息信号，可用不同方式传播：直接连接至电流输出的供应线上，从此电流输出经由配电器至其他电流输出，或甚至经由配电器于电流输入方向。从电流输出经由配电器回至其他电流输出，或甚至到电流输入的信号路径，一般皆为非预期。故低通滤波因此较佳在对应电流输出的至少两电导体中的至少一个进行，利用连接于配电器与主机站连接点之间的低通滤波器，并滤除信息信号。同时，此低通滤波器亦可用来抑制非预期的干扰，一方面来自配电器及另一方面来自电流输出。
或者，如果主机站是连接于配电器，可能倾向将输入的信息信号仅经由特定供应线而加以传送。以此方式定位的低通滤波器在此情况亦很有用。另外，在此情况中，配电装置的电流输入亦可设置一低通滤波器。
通过利用多数的主机站，每一个连接至一个或多数的电流输出，可同时以不同信息信号供应连接于不同支线的多数用户站。同样在此情况，在配电器与主机站的个别连接点之间的电导体中进行低通滤波，以防止信息信号互相干扰。
为避免可能发生的损坏，例如，在短路或其他故障的事件中，电流输出，或电流输出的个别电导体，对于配电器与主机站之间的过电流较加应保护。此即为在配电器与主机站连接点之间，在至少一电导体中插入一过电流断路器。
一主机站，当用来输入及输出进出于一低电压电力供应网络的高频率信息信号，如前述说明，相对于一有额外功能的传送/接收装置。此种传送/接收装置是用来输入及输出电气信号，电容性进出于电力供应网络。其额外功能包含，例如，协调其他传送/接收装置之间的通信。
此主机站的用途是用来输入及输出一高频率信息信号，进出于低电压电力供应网络较佳经由连接主机站至于低电压电力供应网络中所使用网络节点的配电装置来达成，以便分配网络电流至多数供应线。
进一步有效的具体例与本发明特点的组合将由以下详细说明及其整体性的权利要求书而更为明了。
附图描述
在附图给出来用来解释举例的具体例：
图1显示具有一网络节点的低电压电力供应网络及多数供应线的
附图说明，
图2显示是根据本发明的具有配电装置的电路配置及一主机站连接于配电器，
图3显示图2电路配置的细部，
图4显示是根据本发明的具有配电装置的电路配置及一主机站连接至一电流输出，
图5显示图4电路配置的细部，
图6显示根据本发明的具有配电装置的电路和配置及一主机站连接至多数电流输出，
图7显示根据本发明的具有配电装置的电路配置及一主机站经由一切换装置连接至一数量电流输出，
图8显示根据本发明的具有配电装置的电路配置及多数主机站，是各自连接至一电流输出。
原则上，于附图中相同部分提供有相同元件编号。
【具体实施方式】
图1显示低电压电力供应网络3的附图说明，其具有一地域性网络变电所1与多数供应线2.1，2.2，2.3，2.4与2.5。变电所1是经由一中电压线5以中电压于变电所1中经由变压器6的装置降低变压至低电压来供应。低电压是经由一配电装置7分配至个别供应线2.1至2.5。
一主机站8是连接至配电装置7并经由一路由器9连接至另外两通信网络10与11。
供应线2.1至2.5接引至多数电力消费者。供应线2.1接引至，例如，一具有两间房子12与13的住所区域，其房间是经由适当电力线从低电压电力供应网络3供应电力。供应线2.2接引至一工业区，如工厂14所显示，是连接至低电压电力供应网络3。
更进一步，一用户15.1显示于房子12，一用户15.2在房子13内及一用户15.3在工厂14内，及其经由一个别用户站16.1，16.2，及16.3各自连接至低电压电力供应网络3。因此三个用户15.1至15.3有一通信选择的宽广范围(例如使用者或其他信息终端的电脑)。
各用户15.1至15.3可与其他用户经由主机站8互相交换信息。用户15.1与15.2可互相经由供应线2.1，或经由主机站8或直接通信，及最后，所有用户15.1至15.3可经由主机站8与路由器9，传送信息至于其他爱讯网络10与11中的用户，并由用户接收信息。如果通信网络10与11是，例如，一电话网络及个别的互联网，用户15.1至15.3可打电话至于通信网络10中的另外用户，或可经由低电压电力供应网络3使用各种互联网服务。
图2显示根据本发明的电路配置，即变电所1的细部。配电装置7包含一电流输入17，一配电器18及多数量电流输出19，20，21，22与23。主机站8是电容性连接至配电器18。电容耦合如主机站与配电器间的电容24所表示。供应线2.1至2.5是连接至电流输出19至23，各自经由过电流断路器25保护。
图3显示图2的部分电路配置，是使用单相电力系统的实施例。配电装置7的电流输入17包含一中性导体26与一相导体27。两导体是连接至个别汇流排28.1与28.2，而一起形成配电器18。多数的电导体，例如中性导体26.1，26.2与相导体27.1，27.2，从个别汇流排28.1与28.2支线出来，及各自通过一过电流断路器25保护。一中性导体与一相导体在每一情况是一同形成电流输出。中性导体26.1连同相导体27.1来形成电流输出22，及中性导体26.2连同相导体27.2来形成电流输出23。对应的供应线2.1与2.2是分别连接至个别的电流输出22与23。
主机站8有两接线接点29.1，29.2，各自以电容性耦合至一汇流排28.1，28.2。此图亦显示经由分别的电容24电容性的耦合。
图4显示连接主机站8至配电装置7的耦合的不同类型。于此实施例中，主机站8是连接至电流输出23，而非连接至配电器18。
如图5说明，主机站8的连接接点29.1与29.2是依序分别连接至电流输出23的中性导体26.2与相导体27.2。在过流断路器25之外，另有一滤波器30显示于各个电导体中。此可防止信息信号在进出主机站8时传输于错误方向，即配电器18的方向。
图6显示主机站8的另一类型耦合。在同一时间，主机站8是连接至配电装置7的多数电流输出19至23。主机站8的连接接点29.1，29.2是与各个电流输出19至23个别的电导体耦合，如图5所示。虽然图6并未显示信息信号，如图5通过滤波器30的装置加以滤波，但要这样做并无任何问题，只要在个别的电流输出19至23，或其全部之中，插入适当的滤波器即可。
图7亦同样，主机站8是连接至多数的电流输出19至23。但其并非直接耦合，而是经由一切换装置31。主机站8是连接于切换装置31的一侧，及电流输出19至23是连接于另一侧。可利用切换装置31，例如，控制电流输出19至23(其是连接至切换装置31)，从主机站8传送的信息信号至将要输入者，或电流输出19至23，从主机站8至将要连接者，以便接收信息信号。切换装置31在此情况亦可由外部控制，即由主机站8本身，或由其他设备或人。
除了供电容性耦合的个别电容24之外，放大器电路32显示于电流输出19至23及切换装置31之间的连接。另一方面，在此两方向放大传送的信号，而另一方面，可用以匹配电流输出19至23及与其连接的供应线2.1至2.5的线路阻抗与终端阻抗。
须注意每一电流输出19至23皆有一过电流断路器25与一滤波器30。所说明具体例的特别特点是滤波器30在每一情况皆整合于对应的过电流断路器。
图8说明多数主机站8.1，8.2，8.3，8.4，8.5如何连接至一，且仅一电流输出19至23。此允许通过个别主机站8.1至8.5，或通过各种电流输出19至23及个别的供应线2.1至2.5传送与接收不同的信息信号。整合于过电流断路器25的滤波器30可防止在特定电流输出上输入的信息信号任意经由配电器18传播及干扰信息传输于其他电流输出。
个别的主机站8.1至8.5耦合至个别电流输出19至23以类似于在图4及图5中的主机站8耦合至电流输出23的方式进行。
一接地导体当然也能提供保护电路。熟悉技术艺人士熟识保护程度，如例，利用保护接地的装置。但为求简洁，附图中并未显示接地导体或个别电路配置的接地。
综上所述，本发明旨在阐明可利用一或多个适当定位的主机站连接至供大量用户的低电压电力供应网络，连接于此低电压电力供应网络，以便以电子方式互相交换二者的信息及，经由一个别网络传输通道连接于每一个其他的通信网络，与网络中的其他用户互相交换。