DE505807C - Verfahren und Anordnung zum feldweisen Ausgleich von Stoerungen und Unsymmetrien in Pupin-Fernmeldekabeln - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 26. AUGUST 1930

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21 c GRUPPE

in Pupin-Fernmeldekabeln

Patentiert im Deutschen Reiche vom 5. Juli 1929 ab

Da im Laufe der Zeit an den störungsfreien Betrieb von Fernmeldekabeln immer höhere Ansprüche gestellt werden, tritt vielfach der Zustand ein, daß vor Jahren verlegte und den damaligen Ansprüchen genügende Kabel nicht mehr den neuzeitlichen Ansprüchen entsprechen, wodurch ein nachträglicher Ausgleich während des Betriebes erforderlich wird. Auch können andere Ursachen, z. B. Umlegungen, Reparaturen oder irgendwelche Änderungen der elektrischen Kabeleigenschaften, eine Verschlechterung des ursprünglichen Zustandes herbeigeführt haben und einen nachträglichen Ausgleich bedingen.

Es ist bereits ein Verfahren bekannt, nach dem in Betrieb befindliche Pupinleitungen feldweise, beispielsweise für das Nebensprechen, ausgeglichen werden. Dieses Verfahren setzt das Vorhandensein von vier freien, also nicht in Betrieb befindlichen Vierern im Kabel voraus. Diese Vierer werden spulenfeldweise ausgeglichen und nachher durch besondere, eine Betriebsstörung möglichst vermeidende Umschalter mit vier anderen in Betrieb befindlichen Vierern desselben Spulenfeldes vertauscht; die dadurch frei werdenden vier Vierer werden wieder ausgeglichen, und das Verfahren wird wiederholt. Nach diesem Verfahren ist es jedoch nötig, die Spulenkasten zu öffnen und in denselben die Umschaltungen vorzunehmen, wodurch die Gefahr von Lötfehlern und Verschaltungen entsteht. Auch ist beispielsweise beim Nebensprechausgleich der Ausgleich der Nebenviererkopplungen erst durch weitere Umschaltungen möglich und das Auftreten von Echostörungen in etwa verwandten Zweidrahtleitungen nicht ausgeschlossen. In Fällen, in denen keiner der benötigten vier Vierer frei ist, kann dieses Verfahren vollends nicht angewandt werden.

Gemäß der Erfindung werden die vorhandenen Störungen oder Unsymmetrien, z. B. Nebensprech- (Gegennebensprech-) und Starkstromstörungen, Scheinwiderstands-, Erdkapazitäts- und Betriebskapazitätsabweichungen usw., in Pupinfernmeldekabeln während des Betriebes in der Weise ausgeglichen, daß die den unbefriedigenden Zustand des Kabels verursachenden kapazitiven, induktiven Wirk-Widerstands- oder Scheinwiderstandsunsymmetrien mit Hilfe einer oberhalb der Grenzfrequenz liegenden Frequenz gemessen werden, worauf der Ausgleich auf Grund der ge-

*.) Von dem Patentsiiclier ist als der Erfinder angegeben worden:

Dr.-Ing. Frit^ Haas in Wien.

messenen Resultate durch zusätzliche Ausgleichsmittel, z. B. durch Zuschalten von Kondensatoren, in an sich bekannter Weise bewirkt wird.

Nach dem Verfahren der Erfindung kann der Ausgleich der Unsymmetrien ohne Betriebsstörung, Umschaltarbeit und Abtrennen der Pupinkasten und ohne Zuhilfenahme von freien Vierern vorgenommen werden.

ίο Dem Verfahren gemäß der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß einerseits die Kabelabschnitte von Spulenfeldlänge auch bei höheren Frequenzen noch genügend genau als konzentrierte Kondensatoren aufgefaßt werden können, während andererseits durch die Drosselwirkung der Pupinspulen oberhalb der Grenzfrequenz der Einfluß der Kopplungen der Nachbarfelder praktisch vollkommen ausgeschaltet wird. Die Kopplungen der unmittelbar benachbarten Felder wirken, gleiche Pupinisierung vorausgesetzt, in einer Größe von e-^^+J^ — k-e-'^O'+J^^ — k-e-²¹, wenn b die Dämpfung, α das Phasenmaß eines Pupinfeldes bedeutet. Die übernächsten

as Felder fälschen nur mehr mit It · e~^lb usw. Da der Meßstrom eine oberhalb der Grenzfrequenz der Leitung gelegene Frequenz besitzt, wird durch ihn keine Betriebsstörung hervorgerufen. Durch zweckmäßige Ausgestaltung der Meßbrücke, vor allem durch Anschließen von Stromquelle und Meßhörer etwa vermittels Übertragerschaltungen, die bei der Meßfrequenz in Stromresonanz sind, niedrigerfrequenten Wechselströmen jedoch einen großen Widerstand bieten, sind auch Echostörungen leicht zu vermeiden.

Statt der in Stromresonanz befindlichen Übertragerschaltungen können auch Stromresonanzglieder in die Zuleitungen von Stromquellen und Fernhörer eingeschaltet werden. Zum Ausgleich des Nebensprechens, insbesondere der über Sprechkopplung, werden nach der Erfindung in den einzelnen Spulenfeldern die Adern in einer Brückenschaltung vereinigt, und es wird nach Messung der Übersprechkopplungen der Ausgleich durch Kondensatoren vorgenommen. Ebenso wie die Übersprechkopplung kann auch die Mitsprechkopplung bei Verwendung solcher Stromresonanzglieder in den Zuleitungen zum elektrischen Mittelpunkt des Abzweigewiderstandes der künstlichen Viererbildung gemessen und dann ausgeglichen werden.
Auch die Schwankungen der Betriebskapazitäten aufeinanderfolgender Spulenfelder können ohne Betriebsstörung gemäß der Erfindung ausgeglichen werden. Die Betriebskapazitäten der einzelnen Spulenfelder werden demnach mit einer oberhalb der Grenzfrequenz liegenden Meßfrequenz in einer Kapazitätsmeßbrücke gemessen; darauf wird der Ausgleich beispielsweise durch Zusatzkondensatoren vorgenommen. Das Verfahren läßt sich noch verbessern, indem man im Verlaufe der aufeinanderfolgenden Messungen der einzelnen Spulenfelder zunächst das übernächste vorläufig abgleicht und dann erst nach Messung im eigentlich auszugleichenden Feld den endgültigen Kondensator zuschaltet. Dadurch werden selbst die kleinen Fehler, die durch das Übergreifen der Kopplungen benachbarter Felder entstehen, vermieden. Diese Meßfolge kann wiederholt und somit der Abgleich beliebig verfeinert werden. Auf diese Weise können selbst bei modernen Kabelanlagen vorkommende Schwankungen der Betriebskapazität von 2 % um den Längsmittelwert auf 0,5 °/₀ her abgedrückt und dauernd gehalten werden.

Sowohl für die Nebensprech- wie für die Betriebskapazitätsmessungen ist die Lage der Meßstelle innerhalb des Spulenfeldes praktisch belanglos. Besonders eignen sich zur Messung die Kondensatormuffen, da bei ihnen gleichzeitig die zusätzlichen Abgleichkondensatoren untergebracht werden können. Für die Messungen empfiehlt sich eine Meßfrequenz, die mindestens i,5mal so groß ist als die Grenzfrequenz.

In den Abb. 1 bis 3 soll beispielsweise die Nebensprechmessung und in Abb. 4 die Betriebskapazitätsmessung gemäß der Erfindung erläutert werden. In den Abb. 1 bis 3 stellen die Kapazitäten X_x, X₂, x₃, χ\ die Kopplungen zwischen den einzelnen Adern a, b, c, d eines Vierers dar. Nach der Abb. 1 werden die Adern a, b, c, d eines Vierers zu einer Brücke vereinigt. Zwischen c und d liegt ein für die Meßfrequenz mit Hilfe von Kondensatoren C₁ auf Resonanz abgestimmter Übertrager M₁, der von dem Telephon t belastet ist. Zwischen α und b liegt ein ebenfalls mit Hilfe von Kondensatoren c₂ auf Resonanz abgestimmter Übertrager U₂, über den die Meßspannung zugeführt wird. Für die Sprechfrequenz bieten die Zweige C₁, U_x, C_x und C₂, U₂, C₂ einen großen Widerstand, so daß der Betrieb des Kabels nicht gestört wird. Nach Abb. 2 sind im Telephonzweige der von den vier Adern a, b, c, d gebildeten Brücke Stromresonanzglieder, bestehend aus Induktivitäten L₁ und Kondensatoren C₁, eingeschaltet. Ebenso befinden sich in dem Zuführungszweig der Meßstromquelle zwischen den Punkten a, b Stromresonanzglieder, die durch Induktivitäten L₂ und Kapazitäten C₂ gebildet werden.

In Abb. 3 ist eine entsprechende Schaltung zur Messung des Mitsprechens gezeigt. Zwischen dem elektrischen Mittelpunkt des Ab- iao zweigwiderstandes W_x und der Ader d befindet sich ein durch die Kondensatoren C_n auf Re-

sonanz abgestimmter Übertrager η mit der Me,ßstr.omquelle. Ein Widerstand W₂ dient zum Ausgleich des Abzweigwiderstandes W₁. Die Adern c und d sind für die Meßfrequenz durch ein Stromresonanzglied C₄, L_v C₁ praktisch kurzgeschlossen. Die Adern α und b sind mit den Enden des Abzweigwiderstandes W₁ über Stromresonanzglieder C_s, L₃ verbunden.

ίο Die Abb. 4 zeigt ein schematisches Schaltbild einer Meßanordnung zur erfindungsgemäßen Messung der Betriebskapazitäten, beispielsweise in einer pupinisierten Doppelleitung. Als Meßbrücke ist eine gewöhnliche Wechselstrombrücke benutzt mit den festen Kapazitäten C₁, C₂ und den veränderlichen Kapazitäten c_s und c₄. Als Meßgerät ist ein Fernhörer t unter Vermittlung eines Übertragers ν in die Ausgleichbrücke der Anordnung gelegt, die über den Übertrager u von der Stromquelle w aus gespeist wird. Das gerade zu messende Spulenfeld des Kabels ist mit m -f- ι bezeichnet und durch die Leitungen α und b und die anschließenden Pupinspulen s angedeutet. Die Nachbarfelder sind durch m und m + 2 angegeben. Die elektrischen Werte der Meßanordnung lassen sich durch Beachtung der Resonanzstelle der Übertrager u und ν für die Stromquelle w und den Fernhörer t so wählen, daß auch hier der durch die Meßanordnung gebildete Nebenschluß für das Spulenfeld praktisch außer Betracht bleiben kann. Infolgedessen können die Messungen und der Einbau der Zusatzkondensatoren bei in Betrieb befindlichen Stamm- und Viererleitungen erfolgen. Eine Verfeinerung des Abgleiche kann, wie bereits erwähnt, noch dadurch erzielt werden, daß, nachdem das Feld m auf den richtigen Wert gebracht wurde, zunächst das Feld in + 2 vorläufig abgeglichen und dann erst der endgültige Abgleich im Feld m -\- 1 vorgenommen wird.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum feldweisen Ausgleich von Störungen und Unsymmetrien, insbesondere Nebensprech-, Starkstromstörungen, Betriebskapazitäts-, Scheinwiderstands- und Erdkapazitätsabweichungen, in Pupin-Fernmeldekabeln, dadurch gekennzeichnet, daß die die Störungen bzw. Abweichungen verursachenden kapazitiven, induktiven Wirk- und Scheinwiderstandsunsymmetrien mit Hilfe einer oberhalb der Grenzfrequenz liegenden Frequenz gemessen und auf Grund der Meßergebnisse, insbesondere durch zusätzliche Ausgleichsmittel wie Zusatzkondensatoren, in an sich bekannter Weise ausgeglichen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßfrequenz mindestens das 1,5 fache der Grenzfrequenz beträgt. 6g

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder folgenden, insbesondere zum Betriebskapazitätsausgleich, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem endgültigen Abgleich des gerade zu messenden Feldes das nächstfolgende Feld vorläufig abgeglichen wird.

4. Anordnung zur Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Meßanordnung so gewählt ist, z. B. durch Resonanzschaltungen im Speise- oder Brückenzweig von Brückenschaltungen, daß der durch die Meßanordnung gebildete Nebenschluß klein ist und den Betrieb des Kabels nicht stört.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen