1.11 Základní způsoby využití vedení vvn a vn pro přenos zpráv

Výstavba robustních a mechanicky náročných dálkových silnoproudých vedení vn a vvn lákala hned na počátku rozvoje energetiky k myšlence využít je i pro přenos zpráv.

Stožárová konstrukce vedení vn a vvn umožňuje několik přístupů k jeho využití pro sdělovací účely. První možností bylo zavěšení přídavného sdělovacího vedení pod fázovými vodiči trasy vysokého napětí. Nejdříve bylo používáno dvou neizolovaných vodičů, později pak závěsného kabelu a toto uspořádání se obvykle označovalo termínem „provozní telefon“. Telefonní přístroje v koncových bodech, pracující v základním pásmu, byly však zvláštní konstrukce, protože musely být zhlediska ochrany obsluhy technologicky odolné vůči vysokému napětí. Zejména pro možnost rušení vyvolaného korónou se však pro tento účel nemohla využívat také vedení vvn.

Druhou možností byla realizace telekomunikačního kanálu spoužitím tzv. ochranného či zemního lana. Ochranné lano, instalované především z důvodů ochrany vedení před účinky blesku, je umístěno na vrcholu stožárové konstrukce a je obvykle na každém stožáru uzemněno. Po speciálních úpravách je však možno pro sdělování použít vf telekomunikační kanál v soustavě „ochranné lano – zem“. Princip je založen na tom, že jedno ochranné lano, které má omezovat přepěťové atmosférické vlivy, není na každém stožáru uzemněno přímo, nýbrž přes speciální tlumivky. Přenosový kanál se pak vytváří mezi ochranným lanem a zemí. Tento přenosový systém má pak některé výhody oproti systému užívajícímu pro přenos fázové vodiče. Vazební zařízení je mnohem méně technologicky náročné, je možné využívat ipásma od 10 Hz, ataké rušení koronou je menší. Ovšem provozní útlum takovéhoto kanálu je vyšší než u systému přenosu po fázových vodičích. Kromě toho však takováto vedení musí mít celkem dvě ochranná lana a lano použité pro přenos by nemělo být jen z ocelových vláken, nýbrž v kombinaci s hliníkovými. Experimentální nasazení těchto systémů probíhalo od r. 1957 v USA (stát Alabama) a následně v Evropě ve Francii, bývalé NDR, a od r. 1961 také u nás. Nikde však tento způsob nedoznal většího rozšíření.

Třetí a nejrozšířenější možností bylo vytváření vf telekomunikačního kanálu za použití fázových vodičů. To sice vyžadovalo poměrně drahé vazební zařízení, ale provozní útlumy takovýchto kanálů byly mnohem menší. Zcela novým přenosovým prostředkem se však později stalo ochranné lano se zabudovanými optickými kabely.

1.12 Koncepce výstavby vf telekomunikačních kanálů po fázových vodičích vedení vvn a vn

Přenosová zařízení byla vytvořena na principu známého z vf nosných telefonních systémů. Používala se amplitudové modulace s předmodulací nebo též frekvenční modulace. Tento prostředek byl vytvářen na základě evropské normy IEC EN 60495 – „ Koncová vf přenosová zařízení s jedním postranním pásmem pro přenos signálů po vedeních nad 1000V“. Tuzemská norma ČSN 33 4640 umožňovala, na základě výjimky zTelekomunikačního zákona, realizovat služební přenosy pro účely energetiky v pásmu 30 – 750 kHz a šířkou jednotlivých kanálů 2,5 kHz či 4 kHz. Zároveň definovala parametry vazebního zařízení a bezpečnostní požadavky. V tuzemských podmínkách byla později jejich výstavba a provoz regulována státní normou ČSN 38 2520 a jejími pozdějšími novelizacemi. V energetice se tyto systémy slangově nazývaly „vf elektrárenská telefonie“.

Telefonní kanály vzákladním pásmu mohly být dále děleny na subkanály sloužících kpřenosu např. šestnácti dálnopisných či telemetrických signálů. Jednotlivé kanály byly pak na principu zařízení nosné telefonie modulovány pomocí amplitudové modulace s jedním postranním pásmem a potlačenou nosnou do vf pásma 30 - 750 kHz. To umožnilo vytvořit řádově stovky telekomunikačních kanálů, které byly párovány do vf různopásmových okruhů. Přidělování kmitočtů pro jednotlivé trasy bylo ústředně řízeno státním energetickým dispečinkem, a to s ohledem na elektromagnetickou kompatibilitu s dlouhovlnnými rozhlasovými vysílači.

1.13 Uspořádání vf přenosového zařízení

Vlastní přenosové zařízení umožňovalo obvykle různopásmový přenos pouze jednoho dopředného a jednoho zpětného kanálu s odstupem 10 kHz a vysílání vf signálu až do výkonu 40 W. Systém automatické regulace úrovně s pilotním kmitočtem byl koncipován, s ohledem na značné změny útlumu vedení vlivem meteorologických podmínek tak, že umožňoval regulaci vysílací úrovně v rozsahu 26 dB a přijímací úrovně až 52 dB. Principiální blokové schéma ukazuje obrázek.

1.14 Způsoby vazby telekomunikačních zařízení na silnoproudá vedení vvn a vn

Vazební zařízení pro připojení sdělovacího zařízení na silnoproudá vedení musí zajišťovat několik základních parametrů. Především musí mít velký útlum pro technický kmitočet energetické sítě 50 Hz a co nejmenší útlum pro pásmo telekomunikačního signálu. Dále musí v sobě obsahovat prvky, které zajišťují bezpečnost obsluhy i zařízení, a to nejen před nominálním napětím fází, ale i před možnými přepěťovými jevy, resp. i před nominálními a zkratovými proudy. Často též musí obsahovat prvky pro směrování signálu (např. velký útlum pro směr k silnoproudému transformátoru a malý útlum ve směru k vedení). Během vývoje vznikla tak celá řada druhů vazebních zařízení.

Historicky nejstarší je anténní vazba, která je realizována drátovou anténou umístěnou souběžně se silnoproudým venkovním vedením v místech koncových telekomunikačních zařízení, napájenou signálem vysílače v pásmu dlouhých vln. Účinnost této vazby však byla velmi malá (max. do 10%), takže její použití bylo postupně redukováno jen na speciální aplikace (např. mobilní spojení údržbových čet na dlouhých trasách).

Induktivní vazba realizovaná pomocí vazebních transformátorů představuje jistý konstrukční problém. Transformátor musí být dimenzován na vysoké izolační napětí a značné proudy a přitom se pro síťový kmitočet má chovat jako proudový měnič s nepatrnou indukčností, ale pro ovládací frekvenci by měl být navržen jakožto výkonový sdělovací transformátor. Příslušný kompromis mezi těmito požadavky způsobuje nízkou účinnost takovéto vazby, takže se v praxi nepoužívá.

Nejčastěji se v praxi používá kapacitní vazba.

1.15 Kapacitní vazba na silnoproudá vedení vvn a vn

Po zvládnutí výrobní technologie vysokonapěťových kondenzátorů se nejčastěji začalo užívat vazby kapacitní, u které se dá dosáhnout účinnosti až přes 90%. Principiální uspořádání pěti nejznámějších způsobů kapacitní vazby ukazuje obrázek.

Principiální zapojení různých druhů kapacitní vazby na silnoproudé třífázové vedení ve vztahu vůči zdroji telekomunikačního signálu
(a – jednofázová, b – dvoufázová, c – mezifázová, d – mezisystémová, e – trojfázová)

Nejčastější aplikací byla vazba jednofázová a mezifázová. Vazby mezifázové či mezisystémové mají v daném pásmu nejvýhodnější přenosové vlastnosti.

---

---