DE587305C

DE587305C - Verfahren zum Ausgleich der Kapazitaetsunsymmetrien der Adergruppen von Fernmeldekabeln

Info

Publication number: DE587305C
Application number: DE1930587305D
Authority: DE
Inventors: Dr Hans Walter Droste
Original assignee: KABEL und METALLWERKE NEUMEYER
Current assignee: KABEL und METALLWERKE NEUMEYER
Priority date: 1933-05-21
Filing date: 1930-06-08
Publication date: 1933-11-02
Also published as: DE611471C

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 2. NO YEMBER 1933

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

M587305 KLASSE 21c GRUPPE 4os

Patentiert im Deutschen Reiche vom 8. Juni 1930 ab

Es ist bekannt, die kapazitiven Ungleichmäßigkeiten innerhalb der Vierergruppen von Fernmeldekabeln durch Kreuzen oder durch den Einbau passend bemessener Ausgleichskondensatoren zu beseitigen.

Das in Amerika übliche Kreuzungsverfah-

' ren leidet unter dem Übelstand, daß von den aufeinanderfolgenden Kabellängen nur solche Gruppen aneinandergeschaltet werden köunen, deren Kopplungen sich aufheben. Dadurch ist es möglich, die Gruppen an den Verbindungsstellen so durchzuverbinden, wie sie nebeneinanderliegen. Der Abgleich mit Zusatzkondensatoren hat dagegen den Nachteil, daß an punktförmigen Stellen zusätzliche Schaltmittel eingebaut werden müssen, die verhältnismäßig teuer sind.

Neuerdings ist noch ein Verfahren bekanntgeworden, das darin besteht, besondere im Kabel angeordnete Adern mit den Hauptadern zu verbinden. Hierbei wird die zwischen zwei dieser im allgemeinen zu Doppeladern verseilten Ausgleichsadern wirkende Teilkapazität zum Ausgleich der kapazitiven Ungleichmäßigkeiten der Fernsprechadergruppen herangezogen. Bei diesem bekannten Kabel sind die Ausgleichsadern entweder in besonderen Lagen oder in derselben Lage mit den Fernsprechadergruppen verseilt. Diese Anordnung bedingt in jedem Fall eine unnötige Vergrößerung des Kabeldurchmessers, die mit Mehrkosten für Material verbunden ist.

Der Erfindung liegt nun ein Verfahren zugrunde, bei dem ein glattes Durchverbinden der einzelnen Gruppen möglich bleibt und bei dem Aufbaumittel der einzelnen die Gruppe bildenden Adern zum Ausgleich verwendet werden, ohne daß eine Vergrößerung des Kabeldurchmessers dadurch notwendig wird.

Zu diesem Zweck ist z. B. jeder Leiter einer S tern Vierergruppe mit einem isolierten metallischen Leiter schraubenförmig umwickelt. Darüber ist in bekannter Weise das Papierband, das die Aderisolation darstellt, gesponnen. Der isolierte, schraubenförmig gewickelte Metalleiter (Ausgleichsader) ersetzt also hier die Isolierstoffkofdel der bekannten Kordelader. Verbindet man den Leiter dieser Ausgleichsader mit dem Leiter der Hauptader, so wird die Teilkapazität zwischen dieser Ader und den beiden unmittelbar anliegenden Adern einer Vierergruppe, beispielsweise eines Sternvierers (Abb. 1), um einen Betrag erhöht, der von der Länge der schraubenförmig gewickelten Ausgleichsader abhängt.

Die Vergrößerung der Teilkapazität erfolgt hier also nicht durch Parallelschaltung der

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Dr. Hans Walter Droste in Nürnberg.

zwischen zwei Ausgleichsadern bestehenden Kapazität. Vielmehr wird die Teilkapazität zwischen zwei Adern α und b durch die Ausgleichsadern dieser beiden Adern in drei Teile, Leiter a—Ausgleichsleiter a, Ausgleichsleiter a—Ausgleichsleiter b des anderen" Leiters b, Ausgleichsleiter b—Leiter b aufgeteilt (Abb. 2) und die Erhöhung durch Kurzschluß eines dieser Teile bewirkt.

Es genügt, wenn die beschriebenen Ausgleichsadern nur auf einer kurzen Strecke am Anfang oder Ende oder an beiden Enden einer Kabellänge vorhanden sind. Da es am günstigsten ist, jede kapazitive Kopplung an

!■5 der Stelle ihres Bestehens auszugleichen, wird man, um diesem Zustand näherzukommen, die Ausgleichsstellen in der Mitte jedes Ausgleichsabschnittes anordnen.

Ist der eigentliche Leiter auf 10 m Länge mit einer Ausgleichsader besponnen, so beträgt die Kapazitätserhöhung etwa 35 μμΈ, wenn die Ausgleichsader mit dem eigentlichen Leiter verbunden wird.

Um die Größe der Kapazitätsänderung abstufen zu können, können mehrere isolierte Leiter nebeneinander oder übereinander um den Hauptleiter gewickelt sein. Bedeckt beispielsweise die längste Ausgleichsader 10 m des Hauptleiters und sind weitere 9 Ausgleichsadern vorhanden, so kann man die Länge der übrigen 9 Ausgleichsadern beispielsweise so abstufen, daß immer eine um ι m kürzere Strecke des Hauptleiters umsponnen ist.

Man wird nun nach der Messung der kapazitiven Kopplung denjenigen der 10 Drähte mit dem eigentlichen Leiter verbinden, dessen Länge die passendste Erhöhung der in Frage kommenden Teilkapazität ergibt.

In der Abb. 3 ist ein Ausführungsbeispiel eines mit isolierten Ausgleichsleitern umsponnenen Leiters veranschaulicht. 1 bedeutet diesen Leiter, α die Ausgleichsader, b eine über den Leiter 1 gewickelte, zur Isolierung der Ausgleichsleiter vom Hauptleiter dienende Lage Papier und c das zur Aderisolation dienende Papierband.

Um die einzelnen Ausgleichsadern voneinander unterscheiden zu können, empfiehlt es dich, bei einem oder zwei von ihnen die Isolierhülle durch besondere Färbung zu kennzeichnen. In diesem Falle hat also jeder Ausgleichsleiter eine eigene Isolierhülle.

Aus der Abb. 2 geht hervor, daß alle Teilkapazitäten zwischen einer Ader und allen anderen Adern erhöht werden, wenn man die Teilkapazität zwischen dieser Ader und einer ihrer Ausgleichsadern kurzschließt.

Dagegen wird man nur die Teilkapazität zwischen zwei Adern merklich ändern, wenn man die Teilkapazität zwischen den zwei Ausgleichsadern dieser Adern durch deren metallisches Verbinden kurzschließt.

Die Kapazitätserhöhung wird besonders groß, wenn einer der eigentlichen Leiter mit der Ausgleichsader einer anderen Ader verbunden wird.

Im folgenden soll die Änderung, die durch den Zusammenschluß von zwei Ausgleichsadern verschiedener Adern entsteht, an meh- reren Meßbeispielen besprochen werden.

Ein Vierer von 402 m Länge besaß ursprünglich die Kopplungswerte

k_t = — 15, k₂ = +224, Ze₃ = 4-155,

e_x:=z—105, e₂ =4-215, e₃ = +100 ,«,«F.

Nun wurde eine 5 m der ersten Ader bedeckende Ausgleichsader, die aus einem mit Baumwolle umsponnenen 0,4 mm Kupferleiter bestand, mit einer gleichartigen, ebenfalls 5 m deckenden Ausgleichsader der vierten Ader desselben Vierers durch Lötung verbunden. Die Nachmessung ergab folgende Werte:

=—175, k₂ = +37S. h — — 305, = —105, e₂ = -J-2i5, e_s=-\- 100 μμΈ.

Man erkennt, daß durch die beschriebene Maßnahme die Erdkapazitäten nicht merklich geändert sind. Wohl aber ist die Teilkapazität C₁₄ wesentlich vergrößert worden, nämlieh um 150 . . . 151 μμΈ, wie sich aus den bekannten Kopplungsgleichungen errechnen läßt. Da die Kopplungen Is₁ einerseits und k₂ und k_s andererseits sich um die voneinander verschiedenen Beträge —160 und +151 bzw. -—-i 50 μμΈ geändert haben, muß man schließen, daß sich auch die Teilkapazitäten C₁₃ und C₂₄ ein wenig geändert haben. Man kann errechnen, daß C₁₃ um 4,5 μμΈ und C₂₄ um S μμΈ kleiner geworden ist. Diese Änderung beträgt aber nur 3,3 °/₀ der Änderung von C₁₄, ist also nicht störend.

Wenn nun um jede Ader dicht nebeneinander mehrere, gegeneinander isolierte Ausgleichsleiter gesponnen sind, die verschiedene Längen haben, so kann man beispielsweise durch Verbindung einer langen Ausgleichsader mit einer oder mehreren kurzen viele und außerordentlich fein abgestufte Änderungen der Teilkapazität erzielen, wie folgende, durch Messungen erhaltenen Ergebnisse zeigen.

Wenn mit der 5 m der Ader 1 bedeckenden Ausgleichsader eine 0,5 m der Ader 4 bedeckende Ausgleichsader verbunden war, so änderten sich die ursprünglichen Werte in:

h — — 43> h = +249> h = —183, ^ = —105, e_g:=+2i5, e_s — + 100 μμΈ.

Man darf schließen, daß C₁₄ um 26,5 μμΈ größer und C₁₃ um 1,5 μμΈ kleiner geworden iao ist. War die 5 m der ersten Ader bedeckende Ausgleichsader mit vier nur 0,5 m der vierten

Ader bedeckenden Ausgleichsadern verbunden, so war:

k₁=z— 64, k₂ = + 269, k_a = —200,
-e_t = — 105, <?₂ = -j-2i5, i?3 = +100

Die Änderungen betrugen jetzt für C₁₄ +45 μμΈ, für C₁₃ und C₂₄ je —2 μμΡ.

Es hat sich gezeigt, daß man Kapazitätsänderungen unter 15 μμΈ nach diesem Aus-

gleichsverfahren nicht so leicht bewirken kann wie größere Kapazitätsänderungen, die im allgemeinen sehr fein abgestuft werden können. Man kann sich aber sehr gut dadurch helfen, daß man sämtliche vier Teilkapazitäten, die für den Kapazitätsabgleich innerhalb des Vierers wichtig sind, um einen hinreichenden Betrag erhöht. Man wird also in diesem Fall nicht drei, sondern vier Teilkapazitäten vergrößern müssen, um einen vollständigen Abgleich zu erzielen.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Ausgleich der Kapazitätsunsymmetrien der Adergruppen von Fernmeldekabeln, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilkapazitäten zweier Adern derselben oder verschiedener Gruppen durch je zwischen dem Leiter und seiner Isolation angeordnete, isolierte Metalleinlagen in mehrere Teilkapazitäten unterteilt und durch Kurzschließen der Teilkapazitäten geändert werden.

2. Metalleinlage zum Ausgleich der Kapazitätsunsymmetrien der Adergruppen von Fernmeldekabeln nach dem Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß'sie aus einem isolierten, metallischen Leiter (Ausgleichsader) besteht, der um den Leiter der· Hauptader gewickelt ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhöhung der Teilkapazitäten zwischen der mit einer Ausgleichsader nach Anspruch 2 ver- 4S sehenen Hauptader und allen anderen Hauptadern durch leitende Verbindung der Ausgleichsader mit dem Leiter der Hauptader erzielt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Umwicklung des Leiters einer Hauptader mit Ausgleichsadern nur auf einer kürzeren Strecke am Anfang oder Ende oder an beiden Enden einer Kabellänge oder nahezu in der Mitte eines Ausgleichsabschnittes stattfindet.

5. Metalleinlage zur Verwendung beim Ausgleichsverfahren nach Anspruch 1, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß um jeden Hauptleiter mehrere Ausgleichsadern gleicher oder verschiedener Länge in einer Lage nebeneinander schraubenförmig gewickelt sind.

6. Verfahren nach Anspruch 1, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere der Ausgleichsadern" zur Erhöhung bestimmter Teilkapazitäten mit ihrem eigenen oder anderen Hauptleitern oder mit anderen Ausgleichsadern leitend verbunden werden.

7. Fernmeldeader mit Metalleinlagen (Ausgleichsadern) nach Anspruch 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiedenen in einer oder mehreren Lagen angeordneten Ausgleichsadern zum Zwecke der Kennzeichnung verschiedenfarbige Isolierhüllen besitzen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen