Verfahren zuin Ausgleich der Kapazitätsunsymmetrien der Adergruppen -von Fernmeldekabeln. Es ist bekannt, dass die Kapazitäts- unsymmetrien der Adergruppen von Fern meldekabeln durch Auskreuzen der Adern oder durch den Einbau passend bemessener Ausgleichskondensatoren beseitigt werden können.
Das übliche Auskreuzverfahren leidet aber unter dem Nachteil, dass von den aufeinander folgenden Kabellängen nur solche Verseil- gruppen aneinander geschaltet werden kön nen, deren Kopplungen sich aufheben. Da durch ist es unmöglich, die Verseilgruppen an den Verbindungsstellen so durchzuverbin den, wie sie nebeneinander liegen. Die Schalt verbindungen werden daher unübersichtlich und geben bei späteren Ausbesserungsarbeiten leicht zu Irrtümern und Fehlern Anlass.
Fer ner muss der Ausgleichsabschnitt in zahlreiche kurze Teilstrecken unterteilt =erden, um die Wahrscheinlichkeit zu erhöhen, dass die Kopplungen von einer gewissen Zahl dieser Teilstrecken durch die entgegengesetzten Kopplungen der übrigen Teilstrecken des Ausgleichsabschnittes möglichst vollständig aufgehoben werden. Es müssen also mehr Verbindungsstellen hergestellt werden als bei einem Verfahren, bei dem sich das Kreuzen erübrigt. Dadurch wird der Aufwand an Zeit und Material erhöht. Hinzu kommt noch, dass sich während des Kreuzens der Fort gang der Arbeiten an dem ganzen Ausgleichs abschnitt nach dem Arbeitstempo des lang samsten Arbeiters, der an einer Verbindungs stelle zweier Teilstrecken beschäftigt ist, richten muss.
Der Ausgleich mit Zusatzkondensatoren besitzt diese Nachteile zwar nicht, dafür aber den, da_ss bei ihm an punktförmigen Stellen zuätzliche Schaltmittel eingebaut werden müssen, die verhältnismässig teuer sind und sich unter Umständen in ihren Eigenschaften (Kapazität, Isolationswiderstand) ändern kön- nen. Ausserdem ist der Einbau dieser Zu satzkondensatoren mit einem beträchtlichen Zeitaufwand für Vorbereitungsarbeiten ver bunden, da man zunächst an die Kabel leitungen verhältnismässig lange Zuleitungen anlöten muss, an deren Ende die Zusatz kondensatoren angeschaltet werden.
Bei dem Verfahren nach der vorliegen den Erfindung bleibt ein glattes Durchver binden der einzelnen Verseilgruppen ebenfalls möglich. Die Aderteilkapazitäten werden nach diesem Verfahren dadurch beeinflusst, dass in jedem Ausgleichsabschnitt mindestens eine Kabellänge eingebaut wird,
bei welcher die Aderteilkapazität zwischen zwei Adern durch auf mindestens einen Teil ihrer Länge zwischen dem Leiter jeder Ader und seiner äussern Aderisolation eingefügte Einlagen in mehrere hintereinander geschaltete Ein lageteilkapazitäten unterteilt ist, wobei durch Kurzschliessen mindestens eines Teils mindestens der einen dieser Einlageteil kapazitäten, zum Beispiel mittelst Schalt drähten, die Aderteilkapazität geändert wird.
Dabei ist mit dem Ausdruck Ausgleichs abschnitt eine aus mindestens zwei mitein ander verspleissten Kabellängen bestehende Kabelstrecke bezeichnet, in der durch Aus gleichsmassnahmen die Aderteilkapazitäten ausgeglichen sind. Es hat sich gezeigt, dass trotz der zusätzlichen Einlagen und der zum Kurzschliessen angeordneten Schaltdrähte bei geeigneter Ausführung derselben eine Vergrösserung des Kabels nicht eintreten muss.
Als solche Einlagen werden vorzugsweise zwischen dem Leiter der Ader und der äussern Aderisolation jederVerseilgruppe leitende oder halbleitende Röhren angeordnet. Durch diese wird jede der Aderteilkapazitäten zwischen zwei Leitern (Fig. 1) in drei hintereinander geschaltete "Einlageteilkapazitäten" unter teilt (Fig. 2), von denen eine oder mehrere, meist aber die mittlere, durch Kurzschliessen ausgeschaltet wird.
Dadurch wird die Ader teilkapazität zwischen den betreffenden Lei tern erhöht. In Fig. 1 sind nur die vier Teilkapazi täten dargestellt, die den grössten Einfluss auf das Nebensprechen haben. Dabei ist ange nommen, dass die Teilkapazitäten nach Erde für das Nebensprechen bedeutungslos sind. Tatsächlich ist das nicht der Fall; aber man kann bekanntlich ja die Teilkapazität nach Erde in die eingezeichneten Teilkapazitäten einbeziehen (X. Küpfmüller, Arch. Elektro- techn., 1923, S.160).
In Fig. 2 bedeuten a die Spuren von vier leitenden oder halbleitenden Zylindern Z, in deren Mitten die Leiter 1, 2, 3 und 4 ver laufen.
Die eine Teilkapazität, beispielsweise zwischen dem Leiter 1 und dem Leiter 4, die wir mit C" bezeichnen, wird durch die leitenden oder halbleitenden Zylinder Z auf geteilt in drei Einlageteilkapazitäten, näm lich: 1. in die Einlageteilkapazität zwischen dem Leiter 1 und dem um 1 befindlichen Zy linder Z, 2. in die Einlageteilkapazität zwischen dem Zylinder Z um den Leiter 1 und dem Zylinder Z um den Leiter 4 und 3. in die Einlageteilkapazität zwischen diesem zuletzt erwähnten Zylinder und dem Leiter 4.
Durch das Vorhandensein der leitenden oder halbleitenden Hüllen Z wird zunächst die Aderteilkapazität zwischen den Adern 1 und 4 noch nicht merklich geändert. Erst wenn man eine von den drei aufgezählten Einlageteilkapazitäten kurzschliesst, tritt eine Erhöhung der Aderteilkapazität C" ein.
Würde man die Einlageteilkapazität zwischen dem Leiter 1 und dem Zylinder Z, der den Leiter 1 umhüllt, kurzschliessen, so würde dadurch neben der Aderteilkapazität C,4 auch die Aderteilkapazität C" geändert. Nun ist es aber erwünscht, dass die Aderteilkapazi- täten unabhängig voneinander geändert wer den können.
Das ist ohne weiteres möglich, wenn die mittlere der drei Einlageteilkapa- zitäten, nämlich die Einlageteilkapazität zwischen je zwei leitenden Einlagen Z des Bildes 2 durch Kurzschluss überbrückt wird. Da die Kapazitätunsymmetrien zwischen den Adergruppen der neuzeitlichen Fern meldekabel nicht gross sind, so genügt es vielfach, da.ss die leitenden Einlagen nur auf einigen Metern an beiden Enden oder nur an einem Ende jeder Ader eines Kabels vor handen sind.
Zieht man die leitenden Ein lagen am Ende des Kabels ganz oder nur teilweise aus den Adern heraus, so lässt sich die durch den Kurzschluss der zwischen ihnen vorhandenen Einlageteilkapazitä_t bewirkte Kapazitätserhöhung zwischen den Leitern der betreffenden Adern nach Wahl abstufen.
Die Einlagen können aus einem oder meh reren dünnen, voneinander isolierten Leitern, die la.genweise um die Leiter der Adern ver- seilt sind, bestehen. Am besten eingeführt haben sich aber die leitenden oder halbleiten den Rohre. Diese werden am besten aus me tallisierten oder graphitierten Bändern ge wickelt. Nun wird es im allgemeinen nur bei ganz kurzen Rohren möglich sein. sie aus den zu Gruppen verseilten Adern her auszuziehen, ohne-dass sie abreissen. Deshalb ist es empfehlenswert, die Rohre in Ringe zu unterteilen, die durch nichtleitende Zwischen räume voneinander getrennt sind.
Die leitende Verbindung zwischen den einzelnen Ringen wird am besten durch einen oder mehrere die Ringe berührende Drähte von etwa 0,3 mm Durchmesser, sogenannte "Ziehdrähte", oder durch leitende Bänder bewirkt. Will man die Aderteilkapazität zwischen zwei Adern derselben Gruppe oder zwischen zwei Adern verschiedener Gruppen erhöhen, so verbindet man ihre Ziehdrähte miteinander. Zieht man die Ziehdrähte an den Enden der Adern her aus, so wird ein Ring nach dem andern abgeschaltet. Mit jedem abgeschalteten Ring wird die durch den Kurzschluss der zwischen den Ringen vorhandenen Teilkapazität ver mittelst der Ziehdrähte bewirkte Kapazitäts erhöhung wieder um einen kleinen Betrag ver ringert.
So hat man die Möglichkeit, sehr fein abgestufte Kapazitätsänderungen vorzu nehmen.
In entsprechender Weise kann die Teil kapazität einer Ader nach Erde erhöht. wer- den. Es muss dann der Ziehdraht der be treffenden Ader mit einem Leiter, der Erd- potential besitzt, verbunden werden.
Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer solchen Ader. a bedeutet den Leiter, b ein um ihn gewickeltes Papier, c ein darüber ge wickeltes Papier mit leitendem oder halb leitendem Belag, der so das Papierband be deckt, dass' nach der Umwicklung voneinander isolierte leitende oder halbleitende Ringe ent stehen, d einen Draht, der die elektrische Verbindung zwischen den Ringen vermittelt, und e die obere Papierlage der Ader, die mit der Aderkennzeichnung versehen ist und die weitere Aufgabe zu erfüllen hat, den Draht d fest an die auf c vorhandenen leitenden oder halbleitenden Ringe zu pressen.
Damit eine aus den Leitern 1, 2, 3 und 4 bestehende Vierergruppe kupplungsfrei wird, muss eine oder mehrere der vier Teilkapazitäten zwi schen den Leitern 1 und 3, 1 und 4, 2 und 3 und 2 und 4 erhöht werden. Sehr häufig muss also jede der beiden Teilkapazitäten zwi schen einer Ader und zwei andern erhöht wer den. Für diesen Fall muss' jede Ader zwei mit einander möglichst wenig kapazitiv gekoppelte Einlagen und zwei nicht miteinander in Ver bindung stehende "Ziehdrähte" enthalten. Es empfiehlt sich, die Ziehdrähte so weit wie möglich herauszuziehen, um die sich durch die Verbindung der Einlagen ergebende Er höhung der Betriebskapazität klein halten zu können.
Fig. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer solchen Ader mit zwei kapazitiv sehr wenig gekoppelten Einlagen und zwei Ziehdrähten. Dabei bedeutet: a den Leiter, b ein um ihn gewickeltes Papier, c das Papierrohr mit den leitenden oder halbleitenden Ringen; dieses ist nun so hergestellt, dass sich auf einer Strecke die Belegung auf der Innen seite, auf der anschliessenden Strecke auf der Aussenseite befindet. Dementsprechend liegt der eine Ziehdraht d zwischen dem Leiter und diesem Rohr, der andere zwischen dem Rohr und der äussern Aderisolation. e ist die obere Papierlage der Ader, wel- ehe mit der Kennzeichnung der Ader ver sehen ist.
Den Ausgleich der Aderteilkapazitäten kann man in der Fabrik in jeder einzelnen Kabellänge oder aber auch nun an einer ein zigen oder auch mehreren Längen eines Ausgleichsabschnittes vornehmen. Er kann natürlich auch nach der Verlegung auf der Strecke ausgeführt werden. Wird er nur an einzelnen Längen durchgeführt, so sind möglichst die Längen zu wählen, die der Mitte des Ausgleichsabschnittes am nächsten sind.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, in der Fabrik an einer Länge des Ausgleichs abschnittes den Ausgleich nur grob durch zuführen und ihn nach der Verlegung der Kabel auf der Strecke durch Ausgleich an derselben oder einer andern Kabellänge dieses Ausgleichsabschnittes fein zu ge stalten.
Bei Erdkabelstrecken wird es zweckmässig sein, kurze Kabelstücke von etwa 8 bis 15 m Länge, welche die beschriebenen Ausgleichs adern enthalten, in der Mitte eines aus meh reren Normalkabellängen bestehenden Aus gleichsabschnittes anzuordnen und sie mit diesen durch gewöhnliche Verbindungsmuffen zu verbinden.
In diesem Falle genügt es, in jeder Ader nur eine einzige leitende oder halbleitende Einlage anzuordnen und den Ziehdraht in der Mitte des Gegenkopplungs- kabels in zwei Hälften zu teilen, von denen die eine nach der einen Seite, die andere nach der andern Seite nach Bedarf heraus gezogen wird.
In Fig. 3 ist eine Vierergruppe eines solchen kurzen Kabelstückes, das mit "Gegen- kopplungskabel" (Gk-Kabel) bezeichnet wer den soll, dargestellt. Es sind die Kapazi täten zwischen den Leitern und den Ringen, sowie diejenigen zwischen den Ringen durch die Sinnbilder von Kondensatoren veran schaulicht.
Nur die Kapazitäten zwischen den Ringen der Umhüllung um den Leiter 1 und den Ringen der Hülle um den Leiter 4 sind der einfachern zeichnerischen Darstellung wegen nicht versinnbildlicht worden. Soll zum Beispiel die Teilkapazität zwi schen Leiter 1 und 3, sowie zwischen Leiter 1 und 4 erhöht werden, so verbindet man auf der einen Seite des kurzen Ausgleichs kabels den Ziehdraht der Ader 1 mit dem jenigen der Ader $ und auf der andern Seite den zweiten Ziehdraht der Ader 1 mit einem der beiden Ziehdrähte der Ader 4 (Fig. 3).
In dem durch Fig. <B>3</B> dargestellten Falle sind die Teilkapazitäten C" und C24 durch Verbinden der entsprechenden herauszieh- baren Schaltdrähte rechts und die Teil kapazitäten C" und C23 durch den Kurz- schluss'der entsprechenden Schaltdrähte links erhöht.
Wenn die Teilkapazitäten der Adern be nachbarter Gruppen geändert werden sollen, so wird am besten in dem Ausgleichsabschnitt ein weiteres Gegenkopplungskabel angeord net, dass so viele Verseilgruppen mit so viel voneinander isolierten Ziehdrähten enthalten muss, dass durch Verbindung der Ziehdrähte der verschiedenen Verseilgruppen alle Teil kapazitäten geändert werden können.
Die für die Gegenkopplungskabeladern benötigten Papierbänder mit leitendem oder halbleitendem Belag erhält man etwa da durch, dass man auf einer Papierbahn mittelst eines Klebemittels Querstreifen aus dünner Metallfolie aufklebt (Fig. 6), oder unter Verwendung einer Schablone Graphit- oder Kohlestreifen oder dergleichen aufwalzt und einpoliert. Die beklebte Bahn wird mittelst einer Papierschneidemaschine in Bänder zer schnitten.
Diese durch die Ränder f der Fig. 6 begrenzten Bänder werden schraubenlinien- förmig über die Papierisolation b (Fig. 4 und 5) der Ader gewickelt, so dass sie Rohre bilden. Es ist auch möglich, die mindestens halbleitenden Ringe auf das aus dem Pa pier c der Fig. 4 gewickelte eingelegte Rohr beim Durchgang durch die Aderspinnmaschine vermittelst eines Spritzverfahrens aufzu bringen.
Procedure to compensate for the unbalanced capacitance of the core groups of telecommunication cables. It is known that the capacitance asymmetries of the wire groups of telecommunication cables can be eliminated by crossing the wires or by installing appropriately sized equalizing capacitors.
The usual cross-over method, however, suffers from the disadvantage that, of the successive cable lengths, only those stranding groups can be connected to one another whose couplings cancel each other. As a result, it is impossible to connect the stranding groups at the connection points as they are next to one another. The circuit connections are therefore confusing and easily give rise to errors and mistakes in later repair work.
Furthermore, the compensation section must be divided into numerous short sections = grounding in order to increase the likelihood that the couplings of a certain number of these sections will be canceled as completely as possible by the opposing couplings of the remaining sections of the compensation section. This means that more joints have to be made than with a method in which crossing is unnecessary. This increases the expenditure of time and material. In addition, the progress of work on the entire compensation section during the crossing must be based on the work speed of the slowest worker who is employed at a connection point between two sections.
The compensation with additional capacitors does not have these disadvantages, but the fact that additional switching means have to be installed at punctiform points, which are relatively expensive and may change in their properties (capacitance, insulation resistance). In addition, the installation of these additional capacitors requires a considerable amount of time for preparatory work, since you first have to solder relatively long leads to the cables, at the end of which the additional capacitors are connected.
In the method according to the present invention, a smooth through-connection of the individual stranding groups is also possible. According to this method, the partial wire capacities are influenced by installing at least one cable length in each compensation section,
in which the partial capacitance between two cores is subdivided into several partial capacities connected one behind the other by inserts inserted over at least part of their length between the conductor of each core and its outer core insulation, whereby by short-circuiting at least one part of at least one of these partial inserts, for example medium Jumper wires, the wire section capacitance is changed.
The term compensation section denotes a cable section consisting of at least two mutually spliced cable lengths, in which the partial wire capacities are balanced by compensating measures. It has been shown that, in spite of the additional inserts and the jumper wires arranged for short-circuiting, with a suitable design, the cable does not have to be enlarged.
As such inserts, conductive or semiconducting tubes are preferably arranged between the conductor of the wire and the outer wire insulation of each strand group. Through this, each of the wire part capacitances between two conductors (Fig. 1) is divided into three "insert part capacities" connected in series (Fig. 2), of which one or more, but mostly the middle one, is switched off by short-circuiting.
This increases the vein partial capacity between the respective Lei tern. In Fig. 1 only the four partial capacities are shown that have the greatest influence on the crosstalk. It is assumed that the partial capacities to earth are meaningless for crosstalk. In fact it is not; but it is well known that the partial capacity to earth can be included in the drawn partial capacities (X. Küpfmüller, Arch. Elektro-techn., 1923, p.160).
In Fig. 2, a mean the traces of four conductive or semiconductive cylinders Z, in the middle of which the conductors 1, 2, 3 and 4 run ver.
The one partial capacitance, for example between the conductor 1 and the conductor 4, which we denote by C ", is divided by the conductive or semiconducting cylinder Z into three insert capacities, namely: 1. into the insert capacitance between the conductor 1 and the um 1 cylinder Z, 2. into the insert part capacity between the cylinder Z around the conductor 1 and the cylinder Z around the conductor 4 and 3. into the insert part capacity between this last-mentioned cylinder and the conductor 4.
Due to the presence of the conductive or semiconductive sheaths Z, the partial capacitance between the wires 1 and 4 is not yet noticeably changed. Only when one of the three enumerated insert part capacitances is short-circuited does an increase in the core part capacitance C ″ occur.
If the insert partial capacitance were to be short-circuited between the conductor 1 and the cylinder Z, which envelops the conductor 1, this would change not only the core capacitance C, 4 but also the core partial capacitance C ". Now, however, it is desirable that the core capacities are independent of one another can be changed.
This is easily possible if the middle of the three insert part capacities, namely the insert part capacitance between each two conductive inserts Z of the image 2, is bridged by a short circuit. Since the capacitance asymmetries between the wire groups in modern telecommunications cables are not great, it is often sufficient that the conductive inserts are only a few meters at both ends or only at one end of each wire of a cable.
If the conductive inserts at the end of the cable are wholly or partially removed from the cores, the increase in capacity between the conductors of the cores in question caused by the short circuit of the insert part capacitance between them can be graded as required.
The inlays can consist of one or more thin conductors insulated from one another, which are stranded in layers around the conductors of the cores. The conductive or semi-conductive pipes are best introduced. These are best wound from metalized or graphitized tapes. Now it will generally only be possible with very short pipes. pull them out of the cores stranded in groups without tearing them off. It is therefore advisable to divide the pipes into rings that are separated from each other by non-conductive spaces.
The conductive connection between the individual rings is best effected by one or more wires of about 0.3 mm diameter touching the rings, so-called "pull wires", or by conductive strips. If you want to increase the partial capacitance between two cores of the same group or between two cores of different groups, you connect their pull wires to one another. If you pull out the pulling wires at the ends of the veins, one ring after the other is switched off. With each disconnected ring, the increase in capacity caused by the short circuit of the partial capacitance between the rings by means of the pull wires is again reduced by a small amount.
So you have the opportunity to make very finely graduated changes in capacity.
In a corresponding manner, the partial capacity of a wire to earth can be increased. will. The pull wire of the relevant core must then be connected to a conductor that has earth potential.
Fig. 4 shows an embodiment of such a wire. a means the conductor, b a paper wrapped around it, c a paper wrapped over it with a conductive or semi-conductive coating, which covers the paper tape in such a way that conductive or semiconducting rings isolated from one another are created after the wrapping, d a wire, which mediates the electrical connection between the rings, and e the upper paper layer of the wire, which is provided with the wire identification and has the further task of pressing the wire d firmly against the conductive or semiconducting rings on c.
In order for a group of four consisting of conductors 1, 2, 3 and 4 to become clutch-free, one or more of the four partial capacities between conductors 1 and 3, 1 and 4, 2 and 3 and 2 and 4 must be increased. Very often, therefore, each of the two partial capacitances between one core and two others must be increased. In this case, each wire must contain two inserts that are capacitively coupled to one another as little as possible and two "pull wires" that are not connected to one another. It is advisable to pull the puller wires out as far as possible in order to keep the increase in operating capacity small resulting from the connection of the deposits.
Fig. 5 shows an embodiment of such a wire with two capacitively very little coupled inserts and two pulling wires. Here: a denotes the conductor, b a paper wrapped around it, c the paper tube with the conductive or semi-conductive rings; this is now made in such a way that the allocation is on the inside on one route and on the outside on the subsequent route. Accordingly, one pull wire d lies between the conductor and this tube, the other between the tube and the outer core insulation. e is the upper paper layer of the wire, which is provided with the identification of the wire.
The compensation of the partial wire capacities can be done in the factory in each individual cable length or now on one or more lengths of a compensation section. It can of course also be carried out after the route has been laid. If it is only carried out on individual lengths, the lengths that are closest to the center of the compensation section should be selected.
It has been found to be advantageous in the factory on a length of the compensation section to only roughly carry out the compensation and fine-tune it after the laying of the cables on the route by compensating for the same or a different cable length of this compensation section.
For underground cable routes, it will be useful to arrange short pieces of cable of about 8 to 15 m in length, which contain the compensating wires described, in the middle of a compensating section consisting of several normal cable lengths and to connect them to these by common connecting sleeves.
In this case it is sufficient to arrange only a single conductive or semiconductive insert in each core and to divide the pull wire in the middle of the counter-coupling cable into two halves, one on one side and the other on the other as required is pulled out.
In Fig. 3, a group of four of such a short piece of cable, which is referred to as "counter-coupling cable" (Gk cable) who should be shown. The capacities between the conductors and the rings, as well as those between the rings, are illustrated by the symbols of capacitors.
Only the capacities between the rings of the sheath around the conductor 1 and the rings of the sheath around the conductor 4 have not been symbolized for the sake of simpler drawing. If, for example, the partial capacitance between conductors 1 and 3 and between conductors 1 and 4 is to be increased, connect the pulling wire of wire 1 to the one of wire $ on one side of the short compensation cable and the second on the other Pull wire of core 1 with one of the two pull wires of core 4 (Fig. 3).
In the case illustrated by FIG. 3, the partial capacitances C ″ and C24 are increased by connecting the corresponding pull-out connecting wires on the right and the partial capacitances C ″ and C23 are increased by shorting the corresponding connecting wires on the left .
If the partial capacities of the cores of adjacent groups are to be changed, it is best to arrange another counter-coupling cable in the compensation section so that it must contain so many stranding groups with so many pull wires that are isolated from one another that all partial capacities are changed by connecting the pull wires of the different stranding groups can be.
The paper tapes with conductive or semiconductive coating required for the negative feedback cable cores are obtained by gluing transverse strips of thin metal foil onto a paper web by means of an adhesive (Fig. 6), or by rolling on graphite or carbon strips or the like using a template and polishing them in . The pasted web is cut into ribbons by means of a paper cutting machine.
These tapes, bounded by the edges f of FIG. 6, are wound in a helical manner over the paper insulation b (FIGS. 4 and 5) of the wire so that they form tubes. It is also possible to bring the at least semiconducting rings onto the inserted tube wound from the paper c of FIG. 4 by means of a spraying process as it passes through the vein spinning machine.