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OE2XHM -- Hochkönig 70cm

 
 
     

***AKTUELL***

Das Hochkönigrelais OE2XHM befindet sich nun bereits seit Juni 2005 auf der neuen Frequenz 438,825 MHz.

Nach mehrjährigem (!) Probebetrieb erfolgte die endgültige Bewilligung zum dauerhaften Betrieb durch Bescheid der Fernmeldebehörde vom 13.02.2009.

Unser besonderer Dank gilt OM Andreas OE5PON, dem Betreuer des Relais Breitenstein, der für seine Station extra einen neuen Kanal ausfindig gemacht hat
und so den Fortbestand des Relais am Hochkönig überhaupt erst ermöglicht hat.
 
Da in Österreich das 70cm-Amateurfunkband seit geraumer Zeit mit 439,100 MHz endet, musste die ursprüngliche Sendefrequenz 439,350 MHz geräumt werden.
Das Finden einer dauerhaften und vor allem kollisionsfreien Lösung für die Zukunft war eine große Herausforderung und konnte letztlich nur durch den äußerst
entgegenkommenden Frequenzwechsel des Breitensteinrelais bewältigt werden.
 
Wir bedanken uns bei allen weiteren Mitwirkenden, vor allem beim Fernmeldebüro Linz und den UKW-Frequenzkoordinatoren für Österreich und Deutschland,
für die kooperative Zusammenarbeit.
 
Das Relais selbst funktioniert nach wie vor störungsfrei und trotzt sowohl winterlichen Schneestürmen als auch sommerlichen Blitzen.
Während der Bewirtschaftungssaison von von Ende Juni bis Anfang Oktober kann es vereinzelt vorkommen, dass die Stromversorgung durch den Hüttenwirt bei
akuter Gewittergefahr abgeschaltet wird. Bitte um Verständnis.

 An dieser Stelle auch einen ganz herzlichen Dank an unseren Hüttenwirt Roman für sein Engagement!


73 und viel Freude beim Funkbetrieb über das Hochkönigrelais!

Christoph, OE2WCL
Betreuer von OE2XHM

P.S.: Von der Inbetriebnahme auf 439,350 MHz im August 2002 bis zum Frequenzwechsel im Juni 2005
 wurde das Relais 78.000mal aufgetastet
und leistete ohne eine einzige Funktionsstörung über 3200 Sendebetriebsstunden
(lt. Statistik der Relaissteuerung).

Hoffentlich kann das Relais auch in Zukunft derart zuverlässig zur Verfügung stehen.
Für Kritik, Kommentare und etwaige Störungsmeldungen bitte um e-mail an oe2wcl@oevsv.at Diese E-Mail-Adresse ist gegen Spambots geschützt! Sie müssen JavaScript aktivieren, damit Sie sie sehen können. .

 
Nach umfangreichen Planungen und Vorarbeiten ging am 27. August 2002 am Hochköniggipfel (2941 m über NN) in exzellenter funktechnischer Lage die 70cm-Relaisfunkstelle in Betrieb. Der Aufbau dieser Station an diesem außergewöhnlichen Standort gestaltete sich sehr schwierig und hätte ohne die Unterstützung des Österreichischen Touristenklub, welcher das Haus besitzt, sowie der des Hüttenwirtes Roman DC1ROM wohl nicht realisiert werden können.



Diese Relaisstelle dient Funkamateuren aus Westösterreich (hier vor allem Salzburg) sowie dem benachbarten Bayern im Frequenzbereich des 70cm-Amateurfunkbandes (430-439,100 MHz) wesentlich zur Vergrößerung ihrer Reichweiten, insbesondere bei mobilem Funkbetrieb. Außergewöhnlich schwierig ist die Erreichbarkeit des Standortes. Es gibt (mit Ausnahme des Helikopters) keinerlei Aufstiegshilfe. Ein etwa 5-stündiger Fußmarsch über 1500 Höhenmeter und 10 km Wegstrecke mit Gletscherüberquerung führt vom Berghotel Arthurhaus bei Mühlbach am Hochkönig auf das Matrashaus.

Ausführliche Berichte über den Aufbau der Relaisstation gab es in der ÖVSV-Vereinszeitschrift qsp in den Heften 12/01 und 10/02.


Besonders zu beachten gilt, dass diese Amateurfunkrelaisstation zu den wenigen in Österreich gehört welche vollkommmen unabhängig von einer externen (öffentlichen) Stromversorgung arbeiten. Im (hoffentlich nie eintretenden) Not- und Katastrophenfall können solche Anlagen von immenser Bedeutung sein.

 
   
Technische Daten: 
Fotolink dazu  
 
QTH:
HOCHKÖNIG, MATRASHAUS
Gemeindegebiet 5450 Werfen
Locator: JN67MK
geographische Koordinaten:
47°25'53''Nord/ 13°02'39''Ost

Auftasten*
:
1750 Hz Tonruf oder DTMF "1"
QRG: R77 (Rx: 438,825 Tx: 431,225 MHz) seit 4. Juli 2005 (zuvor R98)

Sendeleistung:
10 Watt an der Antenne

Seehöhe:
2941 m

Antennen: Dipol 70 cm vertikal (Relais OE2XHM) Dipol 2 m vertikal (APRS OE2XHR)
Stromversorgung: 24 Volt, Fotovoltaik 2400 Ah Nennkapazität
Betreiber:
Amateurfunkverband Salzburg
Inbetriebnahme: 27. August 2002

Verantwortlich:
Christoph OE2WCL

Technik: OE7DA, OE8PTK, OE2PML, OE2IJL, OE2WCL u.a.

* Nach einmaligem Auftasten ist der  Tonruf erst dann wieder erforderlich, wenn nach Abfall des letzten Signals über 30 Sekunden vergangen sind. Dieser 30 Sekunden-Timer wird mit jedem langen Roger-Beep ("k", da-di-dah) neu gestartet.

Bitte auch die Sprechzeitbegrenzung von 10 Minuten zu beachten! Der Timer dieser "Quasselsperre", der zur automatischen Senderabschaltung führt, wird erst dann wieder neu gestartet, wenn der Rogerbeep ertönt. Kurze bzw. keine Umschaltpausen können zu einer Kumulation der einzelnen Sprechzeiten und zu einem Ansprechen der Sprechzeitbegrenzung führen. Hat die Quasselsperre einmal angesprochen, so lässt sich das Relais erst wieder (mit Tonruf) auftasten, wenn das Signal am Empfängereingang abgefallen ist. Diese Begrenzung ist keine Schikane, sondern ein Schutz vor einem permanenten Offenhalten des Relais, beispielsweise durch ein dauernd am Empfänger anliegendes Störsignal.
 

 

Für die Betreuung des Hochkönigrelais werden natürlich laufend Helfer gesucht. Wer will dieses Vorhaben (aktiv) unterstützen?'
Kontaktperson: OE2WCL Diese E-Mail-Adresse ist gegen Spambots geschützt! Sie müssen JavaScript aktivieren, damit Sie sie sehen können. (ist auch für entsprechende Rapporte dankbar)

 
 

Hochköniggipfel
Das Matrashaus steht am höchsten Punkt des Hochkönig. Ein herrlicher Rundumblick belohnt den Bergsteiger. Viele Relaisstationen sind von hier aus hörbar. Siehe Fotolink !

 

OE2WCL
Relaisbetreuer OE2WCL
OE2WCL (oben) und OE2SNL bei der Endmontage der Antennen in ihrer ursprünglichen Konfiguration mit der später durch Blitzschlag zerstörten Sperrtopfantenne für 2m. Das Montageteam (von links): OE2SNL, DC1ROM (Hüttenwirt), OE2WCL und OE2WUL. Nicht im Bild: SWL Siegfried

Es ist vollbracht: OE2XHM ist in der Luft! (27. August 2002)

 

Wintereinbruch während der Bewirtschaftung


Man sieht den gefrorenen Schnee auf den Solarpanels.

Es ist sensationell, dass den ganzen Winter über Strom vorhanden war.

 

 

Quelle: http://www.bergsteiger.de/


September 2003: Umbau der Antennenanlage für den neuen APRS-Digipeater

Anstatt des durch Blitzschlag zerstörten Sperrtopfs an der Mastspitze wurde eine Fangstange aus Rundstahl montiert,
die 2m-Antenne (für den APRS-Digipeater OE2XHR) wurde als Dipol ausgeführt und unterhalb der 70cm-Antenne des Relais befestigt. Rechts Christoph OE2WCL bei der Demontage der vom Blitz getroffenen Sperrtopfantenne.
    
"Tiefe Einblicke" in die Relaisstation OE2XHM
Linkes Bild: links die Gerätelogik, rechts die DTMF-Steuerung; rechtes Bild: Platinen von oben nach unten: RX, TX, PA.
Das Gerät wurde in dieser Ausführung von OE7DA entwickelt und gebaut. Es bewährt sich hervorragend!
Die Station ist ausschließlich durch Fotovoltaik stromversorgt. Zur Verfügung steht die 24V-Schiene des Matrashauses mit einer Akkukapazität von 2400 Ah. Außerhalb der Bewirtschaftungssaison ist die Relaisstation der einzige Verbraucher und man kann behaupten, dass die Selbstentladung der Akkus größer sein dürfte als der Stromverbrauch des Umsetzers. Links ein Bild von der Thermobox des Umsetzers (Danke an OE2REP!). Eigene Heizung gibt es keine.
Akkus 24V 2400Ah  
 


Hier noch ein paar weitere aktuelle Bilder:

Die Schlüsselstelle knapp unterhalb des Gipfels ist gut gesichert.

Schlüsselstelle

Das Messprotokoll zeigt die Durchlasskurve der Antennenweiche auf der Empfangsfrequenz. Die Sperrdämpfung gegenüber der Sendefrequenz beträgt 89 dB, wobei die Einfüge- bzw. Durchgangsdämpfung lediglich 0,9 dB beträgt. Danke OE6SFG und OE6AMG für die Abstimmung!

Messprotokoll 

 
 
 



Hier sollen Schritt für Schritt weitere Einblicke in die Technik der Relaisstation am Hochkönig entstehen.
 

Ein erstes Thema sind Aspekte zur Blitzschutztechnik: von OE2WCL


Durch seine exponierte Lage ist das Matrashaus extremen Witterungseinflüssen ausgesetzt. Bei der Planung der Relaisstation war die Erstellung eines Blitzschutzkonzepts eine der anspruchsvollsten Aufgaben. Man bewegt hier vorwiegend auf experimentellen Wegen. Die Meinungen von Fachleuten klaffen häufig sehr weit auseinander. Eine Pauschallösung gibt es hier nicht - zu viele nur schwer berechenbare Faktoren müssen in die Überlegungen miteinbezogen werden. Fels und Stein bieten Blitzen zwar keine gute Bodenleitfähigkeit und dennoch wird das Haus jedes Jahr von zahlreichen direkten Einschlägen getroffen. Dass dabei das Relais noch nie einen Schaden erlitten hat, ist vielleicht bis zu einem gewissen Grad ein Wunder, bestätigt jedoch vielmehr die bisherige Wirksamkeit der Schutzmaßnahmen.
    
Bilder von Blitzeinschlagspuren ins Matrashaus

Fangstange OE2XHM

Hier ist der Zustand der Blitzfangstange an der Mastspitze nach ein paar sommerlichen Gewittersaisonen zu sehen. Es ist ziemlich verwunderlich, dass durch keinen einzigen der zahlreichen direkten Blitztreffer die elektrischen bzw. elektronischen Einrichtungen der Relaisstation beschädigt wurden. Insgesamt dürfte einzig die Fangstange selbst einfach eine Spur kürzer geworden sein.

Hier ist eine Sperrtopfantenne der Fa. Kathrein zu sehen welche im Sommer 2003 von einem Blitz zerstört wurde. Die Antenne befand sich an der Mastspitze. Heute nimmt eine Fangstange ihren Platz ein und eine neue Dipolantenne steht für APRS zur Verfügung.

 

Wie unberechenbar die Wege von Blitzen sind, zeigt dieses Bild vom Einschlag in die Dachbedeckung (!) – trotz einem Netz von Fangstangen und sternförmigen Ableitungen in allen Richtungen (der Grundriss des Matrashauses ist ein 12-Eck).

 

Wie kann man eine Relaisstation an einem derartigen Standort vor Schäden durch Blitzeinschläge schützen?
 
Das Gesamtkonzept am Matrashaus macht sich die bauliche Struktur des Objektes zu Nutze, da das Gebäude an sich bereits Idealvorstellungen entspricht: Komplette Metallbedeckung des kuppelförmigen Daches und der Außenfassade zusammen mit einem Netzwerk aus Fangstangen und sternförmigen Ableitungen sowie Erdern bilden eine Art Faradaykäfig. In dessen Inneren würde es somit keine Gefahr weder für Leben noch für Elektronik geben, wenn es da nicht „undichte Stellen“ gäbe durch die Teile der Blitzenergie eindringen können. Das sind im Wesentlichen alle (elektrisch leitfähigen) Leitungen die von außen in das Innere des Gebäudes führen und die gibt es praktisch bei jedem Haus: Strom, Telefon, Datenkabel, ev. Wasserleitungen etc. Am Matrashaus sind es hauptsächlich Stromzuleitungen der Fotovoltaikanlage sowie die Antennenkabel der Relaisstation.

Genau an diesen Punkten der Leitungseinführungen liegt oft der Knackpunkt. Antennenkabel werden direkt ins Innere geführt. Das kann zu einem Abfließen eines Teiles des Blitzstromes durch das Gebäude und seine Installationen führen. Um dadurch entstehende Schäden systematisch zu vermeiden, gibt es das sogenannte " Schachtelmodell", in der Fachsprache " Blitzschutzzonenkonzept" (BSZ) genannt (vgl. folgende Abbildung).

 
Quelle: http://www.blitzkugel.de/blitzschutz.htm


Die äußerste Schachtel am Hochkönig stellt das Matrashaus selbst dar. Es ist vollkommen metallbedeckt und schützt das Innere vor elektrischen Feldern. Problematisch sind oben genannte Leitungseinführungen in das Haus. Wichtig ist, dass an jedem solchen Übergang entsprechende Maßnahmen getroffen werden müssen, um die Blitzenergie nicht in das Innere des Hauses zu verschleppen.
Auf der Fotovoltaikseite sind an allen Kabeleinführungen unmittelbar an der Durchführung ins Innere des Hauses leistungsfähige Blitzstromableiter montiert.
Antennenseitig gibt es folgende Charakteristika: Die robuste Dipolantenne (Fa. Kathrein, Modell K 75 29 21) selbst bietet von sich aus bereits erhebliche Vorteile gegenüber anderen Antennenbauformen. Über die Anpassung sind Innen- und Außenleiter gleichstrommäßig kurzgeschlossen, sodass zwischen den beiden Leitern hier keine gefährliche Potentialdifferenz auftreten kann. An der Durchtrittsstelle der Koaxialkabel durch das Dach sind die Kabelschirme mit speziellen Schirmanschlussklemmen (Fa. Pflitsch) leitend mit der Dachhaut bzw. dem äußeren Blitzschutz verbunden. Diese Maßnahme wird bei manchen Relaisstationen bzw. Funkanlagen vernachlässigt, ist aber blitzschutztechnisch enorm wichtig.

Die nächstinnere Schachtel ist der Metallkasten der Relaisstation der wie das Haus selbst quasi als Faraday-Käfig wirkt. Wiederum werden an der Durchtrittsstelle entsprechende Maßnahmen notwendig, um die Blitzenergie vom Inneren dieser Schachtel fernzuhalten. Die Relaisstation wird vom Keller aus (Batterieraum) mit 24 Volt Gleichstrom versorgt. Die Minusseite der Fotovoltaik dient im Hausnetz gleichzeitig als Potentialausgleich und ist mit dem äußeren Blitzschutz verbunden. Plusseitig kommen sowohl batterie- als auch relaisseitig Überspannungsableiter mit Hochleistungsvaristoren (Phoenix Contact, Valvetrab, 40 kA max. Ableitstoßstrom Typ 8/20 µs, <25 ns Ansprechzeit, optische Defektanzeige) zum Einsatz. Diese sollen Wechselwirkungen zwischen dem Relaissystem und dem hauseigenen Netz verhindern. In den Jahren seit der Inbetriebnahme hat noch keiner der Ableiter einen Defekt gezeigt. Das lässt auf eine geringe Beanspruchung und damit vor allem auf wirksame vorgelagerte Maßnahmen schließen.
Antennenseitig sind wiederum die Kabelschirme mit dem Blechkasten verbunden. Zusätzlich sind hochwertige Überspannungsableiter mit Gaspatronen (Phoenix Contact, Coaxtrab, 20 kA Nennableitstoßstrom Typ 8/20 µs, 100 ns Ansprechzeit)  eingebaut.
Da Innen- und Außenleiter des Koaxkabels durch Antenne sowie Weiche (zumindest gleichstrommäßig) kurzgeschlossen sind, ist unwahrscheinlich, dass diese Gaspatronen überhaupt beansprucht werden.

Die innerste Schachtel stellt das Relais (der Baugruppenträger) selbst dar. Gleichstromseitig sind im Spannungswandler 24/12 Volt (Input 12-60 Volt) fünf parallel geschaltete Varistoren vom Typ S20K75. eingebaut. Um zu verhindern, dass diese „schwächeren“ Varistoren (niedrigere Ansprechspannung) vor den „starken“ Ableitern im Gleichstromanschluss ansprechen, ist in die Zuleitung zum Spannungswandler eine sogenannte Entkopplungsinduktivität zwischengeschaltet. Diese besteht aus einem 60mm-Ringkern mit einfacher, teflonisolierter Wicklung.
Antennenseitig stellt am Relais selbst die Antennenweiche den besten Schutz vor Überspannung dar. Genauso wie am Dipol sind hier Innen- und Außenleiter gleichstrommäßig kurzgeschlossen. Dadurch wird verhindert dass der empfindliche Empfängereingang zerstört wird.

An den (geschirmten) Verbindungsleitungen zwischen Spannungswandler, Sender-, Empfänger- sowie Steuerungsplatine sind an allen gefährdeten Leitungen Varistoren (z.B. S20K14) bzw. Suppressordioden (Überspannungsschutzdioden) eingebaut. Letztere kommen vor allem bei empfindlichen Signalleitungen (z.B. Ein-/Ausgänge der DTMF-Steuerung) zum Einsatz.

Durch dieses verschachtelte Netzwerk wird die Gefahr durch einwirkende Überspannungen schrittweise reduziert. Generell ist die Dimensionierung der Schutzelemente eine schwierige Aufgabe, weil nicht zuletzt auch Leitungslängen einen nicht unerheblichen Einfluss haben (vgl. Entkopplungsinduktivität). Zudem spielt der Kostenfaktor eine nicht unwesentliche Rolle. Die größte Schwierigkeit liegt wohl darin, mit den begrenzten zur Verfügung stehenden Mitteln einen maximalen Schutzeffekt zu erzielen.

In den letzten Jahren gab es immer wieder direkte Blitzeinschläge in das Matrashaus am Hochkönig. Einmal wurde ein auf der Mastspitze befindlicher 2m-Sperrtopf (Fa. Kathrein) zerstört und an dessen Stelle befindet sich nunmehr eine Fangstange. Wie oft der Antennenträger selbst direkt getroffen wurde lässt sich schwer ermitteln. Einschlagspuren lassen sich an mehreren Stellen der Fangstange erkennen (siehe Bild oben). Dennoch gab es bisher noch keine einzige Funktionsstörung am Umsetzer. Offenbar lässt das den Schluss zu, dass die eingesetzten Schutzeinrichtungen effektiv genug arbeiten. Wahrscheinlich leistet die vorhandene bauliche Struktur des Hauses (komplette Metallbedeckung) den größten Beitrag dazu.

Vor einem verheerenden Blitztreffer ist kein Relais(betreuer) gefeit und an dieser Stelle kann auch kein Anspruch auf eine "vollendete" Ausführung gestellt werden. Das hier beschriebene System des Blitzschutzes für eine Relaisstation im Hochgebirge ist bestimmt vielmehr "nach Gefühl" als durch technisch-physikalisches Fachwissen entstanden. Nichtsdestotrotz zeigt die mittlerweile mehrjährige Erfahrung seine praktische Wirksamkeit.

Empfohlene Literatur:
Vojtech Kopecky, EMV, Blitz- und Überspannungsschutz von A - Z: Sicher planen, prüfen und errichten, Hüthig & Pflaum, 2. Auflage, 2005.






Interessant sind ebenfalls Überlegungen z.B. zur Wahl der Antennen sowie zu allgemeinen Ausführungsdetails der Anlage:

Koaxialkabel: H2000 (ohne Luftkammern im Dielektrikum), verlegt in einem zusätzlichen Schutzmantel.

zusätzlicher Schutzmantel: Führung der Kabel im Metallrohr bzw. im Kautschuk-Gewebeschlauch (Semperit) - siehe Bilder oben bzw. unter "Fotolink". "Fliegende" Installation im Freien und eine Befestigung mit Isolierband, billigen Kabelbindern oder Elektroinstallationsrohren aus Kunststoff haben an einem derart exponierten Standort keine hohe Lebenserwartung.

Befestigungen: selbstsichernde Kabelbinder aus rostfreiem Stahl

Stromzuleitungen: 24 Volt DC über Fotovoltaik, Minusleitung ist gleichzeitig Potentialausgleich 16 qmm Kupfer, Plusleitung 10 qmm Kupfer, jeweils 35 Meter. Der große Querschnitt der Plusleitung hält einerseits den Spannungsabfall gering, und lässt andererseits einen ausreichenden Kurzschlussstrom zu sodass im Fehlerfall eine Schutzsicherung zuverlässig ansprechen kann.

Antenne: Dipol vertikal, Kathrein K 75 29 21, feuerverzinkter bzw. rostfreier Stahl, Montage vormast, Abstand lambda/4, Richtung Norden, großer vertikaler Öffnungswinkel von 78° - essentiell zur Versorgung der nahen Tallagen! Gestockte Rundstrahler mit hohem Gewinn durch starke vertikale Bündelung sind für so exponierte Standorte ungeeignet! Sie mögen zwar große Reichweiten erzielen, strahlen jedoch über den Nahbereich einfach hinweg.

Antennenweiche: Celwave bzw. Procom DPF 70/6-7/9, die Sperrdämpfung liegt bei 85 dB bei einer Masse von nur 1 kg und einer Durchgangsdämpfung von unter 1 dB (vgl. Filterkurve oben).

DTMF-Steuerung: "µP-Steuereinheit für Relaisfunkstellen REL05 V1.5" nach Jean Thilges DJ0VL/LX1OX, ca. 50 Konfigurationsparameter, über 100 Fernsteuerbefehle, von Auftastsperre bis Tonruf-Empfindlichkeit. Außerdem lässt sich eine detaillierte Nutzungsstatistik bei Verbindung zum PC auslesen.

Reservegerät: Für rasche Abhilfe im Störfall steht ein komplettes Zweitgerät inkl. Antennenweiche zur Verfügung. Allerdings kann ein Gerätetausch nur manuell und deshalb nicht außerhalb der Bewirtschaftungszeit (etwa von Ende Juni bis Ende September) erfolgen.

Temperatur: Es gibt neben der Abwärme der Geräte keine zusätzliche Heizung im Relaisschrank. Allerdings bietet eine Isolierbox im Winter Schutz vor Kälte. Der Baugruppenträger "verbrät" im Standbybetrieb bei 12 V etwa 300 mA womit zumindest ein paar Watt ständig in Wärme umgesetzt werden. Sonstige Bauelemente werden durch die Kälte nicht beeinträchtigt oder sind dementsprechend spezifiziert (z.B. Antennenweiche -30 bis +60°C).
 
...wird fortgesetzt...
 
Christoph Winter, OE2WCL.
Anregungen, Kommentare und Kritik jederzeit erwünscht!
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Alle Bilder, sofern keine andere Quelle angegeben, © Christoph Winter.
Zuletzt aktualisiert am Freitag, 31. Juli 2009 um 23:37 Uhr
 
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