DE1277399B - Arrangement for the protection of telecommunication cables against inductive influences from high voltage systems - Google Patents

Description

Anordnung zum Schutz von Ferumeldekabeln gegen induktive Beeinflussung durch Starkstromanlagen In Fernmeldekabeln, die sich in der Nähe von Starkstrornanlagen befinden, werden Spannungen induziort, die so hoch werden können, daß sie Gefahren für die Vorrichtungen und das Personal der Fernmeldeanlagen mit sich bringen. Es ist deshalb notwendig, Mittel vorzusehen, um diese durch Starkstromanlagen hervogerufenen Spannungen herabzusetzen. Die Herabsetzung der induzierten Spannungen kam dadurch erfolgen, daß das Fernmeldekabel mit einem Mantel versehen ist, dessen elektrische und magnetische Eigenschaften die Kabeladern gegen die induzierenden elektromagnetischen Wechselfelder abschirmt. Es ist auch bekannt, diese Schutzvorrichtungen punktförmig zu konzentrieren, indem innerhalb oder außerhalb des induktiven Einflußbereiches der Starkstromanlage die Ferameldeadern zusammen mit dem metallischen Kabelmantel oder dessen geeignetem. Ersatz in mehreren Windungen um einen Magnetkern gelegt werden. Bei diesen Anordnungen erzeugt der im Mantel induzierte Strom im Magnetkern einen magnetischen Fluß, durch den der Kabelmantel mit den Fernmeldeadern verkettet ist, so daß in den Fernmeldeadern Spannungen induziert werden, die den durch die Starkstromanlagen in den Adern induzierten Spannungen entgegengesetzt gleich sind und diese weitgehend kompensieren. Diese Vorrichtungen wurden in der Praxis als Reduktionstransformatoren bekannt und haben sich hervorragend gut bewährt, Es ist auch bekannt, bei Fernmeldekabeln mit mehmren Simultanstromkreisen die Störspannungen dadurch zu kompensieren, daß die in einem der Simultaustromkreise induzierten Störspannungen den weiteren Simultanstromkreisen gegenphasig zugeführt werden. Zur Durchführung dieses bekannten Verfahrens müssen aber die dem einen Simultanstromkreis entnommenen Störspannungen, ehe sie den anderen Simultanstromkreisen zugeführt werden, verstärkt werden, die Entsörung erfolgt somit unter Aufwand von Fremdenergie. Die erforderlichen Einrichtungen können deshalb nur an den Enden der Kabel angebracht werden, sind aber nicht anwendbar, wenn an einer oder mehreren Stellen des Kabels Kompensationsspannungen zur Beseitigung oder Verminderung von Störspannungen erzeugt werden sollen. Es Ist ferner bekannt, zur selektiven Entstörung von durch Hochfrequenzsender beeinflußten Kabeln zwischen Außenleiter und Erde ein Netzwerk einzuschalten, das zur Erzeugung der Kompensationsspannung verwendet wird, Auch hierbei handelt es sich um ein Verfahren, bei dem Fremdenergie aufgewandt werden muß und das zur Beseitigung der durch Starkstromanlagen hervorgerufenen Störungen nicht anwendbar ist. Es ist ferner bekannt, in elektrischen Leitungen auftretende Schwingungen dadurch zu kompensieren, daß durch einen röhrengesteuerten Schwingkreis Schwingungen erzeugt werden, die den zu kompensierenden Schwingungen entgegenwirken. Auch hierbei handelt es sich um eine mit Fremdenergie betriebene Vorrichtung.Arrangement to protect remote signaling cables against inductive interference through high-voltage systems In telecommunication cables that are located in the vicinity of high-voltage systems are, voltages are induced which can become so high that they are dangerous for the devices and personnel of the telecommunication systems. It It is therefore necessary to provide means to prevent this from being caused by high voltage systems To reduce tensions. The reduction in the induced voltages came about as a result take place that the telecommunication cable is provided with a jacket whose electrical and magnetic properties of the cable cores against the inducing electromagnetic Shields alternating fields. It is also known that these guards are punctiform focus by being inside or outside the inductive sphere of influence the high voltage system the Ferameldeadern together with the metallic cable sheath or its suitable. Replacement placed in several turns around a magnetic core will. In these arrangements, the current induced in the jacket generates in the magnetic core a magnetic flux through which the cable jacket is chained to the telecommunication wires is, so that voltages are induced in the telecommunication wires, which by the Power systems in the cores induced voltages are opposite and equal and largely compensate for this. These devices were in practice called Reduction transformers are known and have proven themselves to be excellent, It is also known, in telecommunication cables with multiple simultaneous circuits, the interference voltages to compensate by the fact that the interference voltages induced in one of the Simultaustromkreise are fed to the other simultaneous circuits in phase opposition. To carry out this known method must be taken from the one simultaneous circuit Interference voltages are amplified before they are fed to the other simultaneous circuits The disposal is therefore carried out with the use of external energy. The necessary Devices can therefore only be attached to the ends of the cables but not applicable if there are compensation voltages at one or more points on the cable to be generated to eliminate or reduce interference voltages. It is also known for selective interference suppression of influenced by high frequency transmitters Cables between the outer conductor and earth to switch on a network that is used to generate the compensation voltage is used, This is also a method in which external energy has to be used and that for the elimination of the high-voltage systems caused disturbances is not applicable. It is also known in electrical Lines to compensate for vibrations that occur through a tube-controlled Oscillating circuit oscillations are generated, which are the oscillations to be compensated counteract. This is also one operated with external energy Contraption.

Bei Verwendung der bekannten Reduktionstransformatoren müssen zur Erzielung eines niedrigen Reduktionsfaktors möglichst viele Windungen auf den Transformatorkem aufgebracht werden, da die Wirksamkeit des Reduktionstransformators dem Quadrat der aufgebrachten Windungszahl proportional ist. Die Windungszahl ist jedoch durch das Fassungsvermögen des Eisenkernes begrenzt. Bei niederpaarigen, also dünnen Kabeln kann zwar eine relativ große Windungszahl aufgebracht werden, handelt es sich aber um die Entstörung einer bestehenden Kabelanlage, so wird eine zusätzliche auf den Eisenkein aufgewickelte Kabellänge eingeschaltet, die eine zusätzliche Leitungsdämpfung darstellt. Beim Neubau von Pupinkabelanlagen muß die Spulenfeldlänge um einen bestimmten Betrag verkürzt werden, wenn die durch den Einbau eines Reduktionstransformators in das Spulenfeld eingebrachte Änderung der elektrischen Übertragungseigenschaften nicht in Kauf ge,-nommen werden soll. Beim Einbau von Reduktiens, transformatoren in vorhandene pupinisierte Kabelanlagen werden die elektrischen übertragungseigenschaften durch Vergrößerung der Spulenfeldkapazität und des Spulenfeldwiderstandes, verändert. Der Querausgleich des Spulenfeldes wird gestört und muß überholt werden. Schwierig ist der Bau von Reduktionstransformatoren für Trägerfrequenzkabelanlagen, da Wickelkabel mit Trägerfrequenzqualität bezüglich ihrer Kopplungsfreiheit und Wellenwiderstandsanpassung einen besonderen Aufwand erfordern.When using the known reduction transformers have to Achieving a low reduction factor as many turns as possible on the transformer core applied as the effectiveness of the reduction transformer squared is proportional to the number of turns applied. However, the number of turns is through the capacity of the iron core is limited. With low-pair, i.e. thin cables a relatively large number of turns can be applied, but it is To suppress interference in an existing cable system, an additional one is added to the No coiled cable length switched on, which means additional line attenuation represents. When building new pupin cable systems, the length of the coil field must be a certain amount Amount can be reduced if the installation of a reduction transformer change in the electrical transmission properties introduced into the coil field should not be accepted. When installing reductants, transformers The electrical transmission properties are incorporated into existing pupinized cable systems by increasing the coil field capacitance and the coil field resistance. The cross compensation of the coil field is disturbed and must be overhauled. Difficult is the construction of reduction transformers for carrier frequency cable systems, as winding cables with carrier frequency quality regarding their freedom of coupling and Wave resistance adjustment require a special effort.

Um eine günstige Reduktionswirkung zu erzielen, ist ferner von Bedeutung, daß der Gleichstrommantelwiderstand des zu schützenden Kabels möglichst niedrig ist. Aus diesem Grunde muß eventuell bei neuen Anlagen, um die angestrebten Schutzfaktorwerte zu erzielen, die Leitfähigkeit des Mantels z. B. durch Kupferbeilauf erhöht werden. Eine solche Erhöhung des Gleichstrommantelleitwertes wäre nicht erforderlich, wenn die Möglichkeit gegeben wäre, beim Reduktionstransformator höhere Windung-szahlen zu verwenden.-Der optimalen Ausbildung der Reduktionstransformatoren stehen somit folgende einander widersprechende Bedingungen entgegen.In order to achieve a favorable reduction effect, it is also important that the DC jacket resistance of the cable to be protected is as low as possible is. For this reason, it may be necessary to achieve the desired protection factor values in new systems to achieve the conductivity of the jacket z. B. be increased by copper drainage. Such an increase in the direct current jacket conductance would not be necessary if it would be possible to use a reduction transformer with a higher number of turns to use.-The optimal design of the reduction transformers are thus available the following contradicting conditions.

1. Guter Reduktionsfaktor erfordert hohe Windungszahlen, 2. hohe Windungszahl bewirkt Beeinträchtigung der übertragungs'eigenschaften einer Anlage, 3. hohe Windungszahl führt in der Praxis zu unförmigen und schweren Reduktionstransformatoren. 1. A good reduction factor requires a high number of turns, 2. A high number of turns has an adverse effect on the transmission properties of a system, 3. In practice, a high number of turns leads to bulky and heavy reduction transformers.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zum Schutze von Fernmeldekabeln gegen induktive Beeinflussung durch Starkstromanlagen zu schaffen, bei welcher ein ausreichender Reduktionsfaktor erzielt werden soll, ohne die Übertragungseigenschaften zu beeinträchtigen und unter Umgehung unförmiger und schwerer Reduktionstransformatoren.The invention has for its object to provide an arrangement for the protection of telecommunications cables to inductive interference by high-voltage installations, in which a sufficient reduction factor to be achieved, without impairing the transmission characteristics and shapeless bypassing and severe reduction transformers.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die in der Sekundärwicklung des Reduktionstransformators erzeugten Spannungen durch Übertragungsglieder in die einzelnen Ferumeldeadern oder Doppeladem eingespeist werden. Dabei ist es nicht erforderlich, die diä Fernmeldeströme führenden Adern über die Wicklung des die Kompensationsspannung erzeugenden Reduktionstransformators zu führen, sondern die Fernmeldeströme können durch elektrische Weichen an der Wicklung des Reduktionstransformators vorbeigeführt werden. Dabei wird also nicht, wie bei den bekannten Reduktionstransformatoren, die Kopplung zwischen den Kabehnantel und den Fernmeldeadem dadurch erreicht, daß sämtliche Fernmeldeadern zusammen mit dem metallenen Mantel oder dessen Ersatz in mehreren Windungen um einen gemeinsamen Magnetkem gelegt werden, sondern die Verkettung des, durch den Mantelstrom erzeugten magnetischen Flusses mit den Fernmeldeadem erfolgt indirekt.This object is achieved in that the in the Secondary winding of the reduction transformer generated voltages through transmission elements fed into the individual Ferumeldeadern or Doppeladem. It is there not necessary, the wires carrying the telecommunication currents over the winding of the to lead the compensation voltage generating reduction transformer, but the telecommunication currents can be switched through electrical switches on the winding of the reduction transformer be led by. In this case, unlike the known reduction transformers, the coupling between the cable jacket and the telecommunications core achieved in that all telecommunication wires together with the metal jacket or its replacement in several turns around a common magnet core, but rather the chaining of the magnetic flux generated by the sheath current with the telecommunications core is done indirectly.

Als Übertragungsglieder können in die Doppeladern Leitungsübertrager eingeschaltet sein, wobei die Mitten der beiden Wicklungen jedes Leitungsübertrages mit den Enden der Sekundärwicklung des Reduktionstransformators verbunden sind. Es können aber als übertragungsglieder in die Fernmeldeadem auch Kondensatoren eingeschaltet sein, die für die Fernmeldeströme durchlässig und für die durch die Starkstromanlagen induzierten Wechselströme nicht merklich durchlässig sind. In diesem Fall können die Doppeladern durch Drosselspulen überbrückt sein, die für die Fernmeldeströme undurchlässig sind und deren Mitten mit der Sekundärwicklung des Reduktionstransformators verbunden sind. Als übertragungsglied kann ferner in jede Doppelader eine bezüglich der Doppelader bifilar gewickelte Wicklung eines Zwischenübertragers eingeschaltet sein, in dessen Primärwicklung die Kompensationsspannung aus der Sekundärwicklung des Reduktionstransformators eingespeist wird. In allen diesen Fällen kann im Reduktionstransformator für jede Ader bzw. Doppelader eine Sekundärwicklung vorgesehen sein.Line transformers can be used as transmission links in the twin cores be switched on, the centers of the two windings of each line transfer connected to the ends of the secondary winding of the reduction transformer. However, capacitors can also be switched on as transmission links in the telecommunications adem be that permeable for the telecommunications currents and for those through the high-voltage systems induced alternating currents are not noticeably permeable. In this case you can the twin cores must be bridged by choke coils, which are responsible for the telecommunication currents are impermeable and their centers with the secondary winding of the reduction transformer are connected. As a transmission link, one can also be used in each pair the twin wire bifilar wound winding of an intermediate transformer switched on be, in its primary winding the compensation voltage from the secondary winding of the reduction transformer is fed in. In all of these cases, the reduction transformer a secondary winding can be provided for each core or twin core.

Ausführungsbeispiele für Anordnungen nach der Erfindung sind in den Figuren schematisch dargestellt, wobei jeweils nur eine oder wenige Doppeladem gezeichnet sind.Embodiments of arrangements according to the invention are shown in Figures shown schematically, with only one or a few Doppeladem drawn in each case are.

Bei der in F i g. 1 dargestellten Anordnung wird durch den Strom in der Starkstromleitung I", eine Störspannung im benachbarten Femmeldekabel erzeugt. Das vom Starkstrom erzeugte Magnetfeld induziert im Mantel I. des Fernmeldekabels einen Strom. Dieser Strom durchfließt die Wicklung W", des Reduktionstransforinators. Dadurch entsteht in der Sekundärwicklung W, eine Spannung U, Als Übertragungsglied ist bei der Ausführungsforin nach F i g. 1 in die Fernmeldedoppelader FMD ein Leitungsübertrager Lii eingeschaltet. Die Mittelanzapfungen der beiden übertragungswicklungen sind an die Sekundärwicklung W, angeschlossen, und auf diese Weise wird die in der Sekundärwicklung erzeugte Spannung gegenphasig zu der in der Doppelader induzierten Störspannung dieser aufgedrückt, wodurch die Störspannung kompensiert wird.In the case of the in FIG. 1 , an interference voltage is generated in the neighboring telecommunication cable by the current in the power line I ". The magnetic field generated by the power current induces a current in the sheath I. of the telecommunication cable. This current flows through the winding W" of the reduction transformer. This creates a voltage U in the secondary winding W, As a transmission element in the embodiment according to FIG. 1 a line transformer Lii switched into the telecommunications double wire FMD. The center taps of the two transmission windings are connected to the secondary winding W, and in this way the voltage generated in the secondary winding is applied in phase opposition to the interference voltage induced in the pair, whereby the interference voltage is compensated.

F i g. 2 zeigt schematisch eine Anordnung, bei der als übertragungsglied ein Hochpaß dient. Das in der Fernmeldedoppelader FMD übertragene Femmeldesignal kann die Kondensatoren C des Hochpasses passieren, die in der Sekundärwicklung W, des Reduktionstransformators erzeugte Kompensationsspannung wird über die Mittelanzapfungen der Drosselspulen D, der gestörten Fernmeldedoppelader symmetrisch aufgedrückt. Dabei müssen die Kondensatoren C in der Kapazität so bemessen sein, daß sie keinen merklichen Kurzschluß für die Störspannungen darstellen, die in der Regel eine Frequenz von 16 2/3 oder von 50 Hz besitzen.F i g. 2 schematically shows an arrangement in which a high-pass filter is used as the transmission element. The telecommunication signal transmitted in the telecommunications twin wire FMD can pass through the capacitors C of the high-pass filter, the compensation voltage generated in the secondary winding W of the reduction transformer is symmetrically pushed on via the center taps of the choke coils D of the disturbed telecommunications twin wire. The capacitance of the capacitors C must be such that they do not represent a noticeable short circuit for the interference voltages, which as a rule have a frequency of 16 2/3 or 50 Hz.

Bei der Anordnung nach F ig.3 dient als übertragungsglied eine im Leitungszug der Ferruneldeadem FMD liegende bifilar bewickelte Spule Wl, in der die in der Sekundärwicklung W,. des Reduktionstransformators erzeugten Spannungen über eine Hilfswicklung Wh die Kompensationsspannung erzeugen. Durch die bifilare Wicklung wird eine Beeinträchtigung der Fernmeldeströme und somit eine Veränderung der übertragungseigenschaften der Femmeldeanlage weitgehend vermieden, während die Störspannungen, die ja bei einer Doppelader im Gegensatz zu den Fernmeldeströmen in beiden Adern gleiche Richtung haben, kompensiert werden können.In the arrangement according to FIG. 3, a bifilar wound coil W1, located in the line of the Ferruneldeadem FMD and in which the secondary winding W,. of the reduction transformer generated voltages via an auxiliary winding Wh generate the compensation voltage. The bifilar winding largely avoids impairment of the telecommunication currents and thus a change in the transmission properties of the telecommunication system, while the interference voltages, which, in contrast to the telecommunication currents in a twin wire, have the same direction in both wires, can be compensated.

F i g. 4 zeigt schematisch, wie die einzelnen Leitungsübertrager Lü nach F i g. 1 parallel geschaltet werden können, um für jede der Fernmeldeadem FMD" FMD 23 FMD, usw. des Fernmeldekabels den Störsäutz zu erzielen.F i g. 4 shows schematically how the individual line transformer Lü according to FIG. 1 can be connected in parallel in order to achieve the interference for each of the telecommunications cables FMD "FMD 23 FMD, etc."

Es kann aber auch, wie in F i g. 5 dargestellt, ein Reduktionstransformator verwendet werden, mit einer Primärwicklung W., die in den Kabelmantel eingeschaltet ist und mit einer der Zahl der Doppeladem entsprechenden Zahl Sekundärwicklungen W, 1, W,2J W., usw., wobei dann jedes der übertragungsglieder beispielsweise jeder LeitungsübertragerLü" Lii2, Lü, usw. der Doppeladem FMD" FMD2, FMD 3 an eine dieser Sekundärwicklungen angeschlossen ist. Auch in diesem Fall können statt der Leitungsübertrager nach F i g. 1 auch übertragungsglieder nach F i g. 2 oder nach F i g. 3 an die einzelnen Wicklungen angeschlossen sein.But it can also, as shown in FIG. 5 , a reduction transformer can be used, with a primary winding W., which is switched into the cable jacket and with a number of secondary windings W, 1, W, 2J W., etc. Line transformerLü "Lii2, Lü, etc. the Doppeladem FMD" FMD2, FMD 3 is connected to one of these secondary windings. In this case, too, instead of the line transformer according to FIG. 1 also transfer elements according to fig. 2 or according to FIG. 3 must be connected to the individual windings.

F i g. 6 zeigt eine Anordnung, bei der als Übertragungsglied in jeder der Einzeladern A., A29 A, ein Hochpaß vorgesehen ist, der aus dem Kondensator C und den beiden Drosselspulen D, besteht. Jeder dieser Hochpässe ist in diesem Fall an eine der Sekundärwicklungen W", WI»21 W,." usw. des Reduktionstransformators angeschlossen.F i g. 6 shows an arrangement in which a high-pass filter, which consists of the capacitor C and the two choke coils D, is provided as a transmission element in each of the individual wires A., A29 A. Each of these high passes is in this case to one of the secondary windings W ", WI» 21 W ,. " etc. of the reduction transformer connected.

Claims (2)

Patentansprüche: 1. Anordnung zum Schutz von Fernmeldekabeln gegen induktive Beeinflussung durch Starkstromanlagen durch Vergrößerung der magnetischen Kopplung zwischen dem Kabeknantel und den Fernmeldeadem unter Verwendung eines Reduktionstransformators, dessen Primärwicklung in den Kabelmantel eingeschaltet ist, d a d u r c h gekennzeichnet, daß die in der Sekundärwicklung des Reduktionstransformators erzeugten Spannungen durch übertragungsglieder in die einzelnen Femmeldeadern oder Doppeladern eingespeist werden. Claims: 1. An arrangement for protecting communication cables against inductive interference by high-voltage installations, by increasing the magnetic coupling between the Kabeknantel and Fernmeldeadem using a reducing transformer, whose primary winding is connected in the cable jacket, d a d u rch in that in the secondary winding of the Reduction transformer generated voltages are fed into the individual Femmeldeadern or twin cores through transmission links. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als übertragungsglieder in die Doppeladern Leitungsübertrager (Lii) eingeschaltet sind und die Mitten der beiden Wicklungen jedes Leitungsübertragers mit den Enden der Sekundärwicklung des Reduktionstransformators. (Re Tra, F ig. 1) verbunden sind. 3. Anordnung nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß als übertragungsglieder in die Fernmeldeadern Kondensatoren (C) eingeschaltet sind, die für die Fernmeldeströme durchlässig und für die durch die Starkstromanlagen induzierten Wechselströme nicht durchlässig sind. 4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Doppeladern durch Drosselspulen überbrückt sind, die für die Fernmeldeströme undurchlässig sind und deren Mitten mit der Sekundärwicklung des Reduktionstransformators verbunden sind. 5. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als übertragungsglied in jede Doppelader eine bezüglich der Doppelader bifilar gewickelte Wicklung (W, in F i g. 3) eines Zwischenübertragers eingeschaltet ist, in dessen Primärwicklung die Kompensationsspannung (U,) aus der Sekundärwicklung des Reduktionstransforinators eingespeist wird. 6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß für jede Ader bzw. Doppelader eine Sekundärwicklung im Reduktionstransformator vorgesehen ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 693 236,.379 016; deutsche Auslegeschrift Nr. 1014 174.2. Arrangement according to claim 1, characterized in that line transformers (Lii) are switched on as transmission elements in the twin cores and the centers of the two windings of each line transformer with the ends of the secondary winding of the reduction transformer. (Re Tra, F ig. 1) are connected. 3. Arrangement according spoke 1, characterized in that capacitors (C) are switched on as transmission elements in the telecommunications wires, which are permeable to the telecommunications currents and not permeable to the alternating currents induced by the high-voltage systems. 4. Arrangement according to claim 3, characterized in that the twin wires are bridged by choke coils which are impermeable to the communication currents and whose centers are connected to the secondary winding of the reduction transformer. 5. Arrangement according to claim 1, characterized in that a bifilarly wound with respect to the twin wire winding (W, in F i g. 3) of an intermediate transformer is switched on as the transmission element in each pair of wires, in the primary winding of which the compensation voltage (U,) from the secondary winding of the reduction transformer is fed. 6. Arrangement according to one of claims 1 to 5, characterized in that a secondary winding is provided in the reduction transformer for each core or twin core. Considered publications: German Patent Specifications No. 693 236, .379 016; German interpretative document No. 1 014 174.