Verfahren zur Beseitigung induktiver Störungen in pupinisierten Kabeln. Die pupinisierten Kabel weisen im all gemeinen zwei Arten von Induktionsstörun gen auf. Die erste Art wird durch die Be einflussung der Sprechkreise des Kabels von benachbarten Starkstromleitungen und An lagen her gebildet, eine zweite Art von stö renden Induktionserscheinungen, die mau als Nebensprechen bezeichnet; wird durch die gegenseitige Beeinflussung der einzelnen Sprechkreise aufeinander verursacht. Die Be dingungen, welche erfüllt sein müssen, damit die Störungen nicht auftreten, sind für beide Arten verschieden.
Bei der Beseitigung der induktiven Stö rungen wird nun gemäss der Erfindung ein Verfahren angewendet, bei welchem die durch Starkstrom verursachten Störungen dadurch behoben werden, dass die Unsymmetrien zwi schen den Erdkapazitäten der Hin- und Rück leitungen durch Zerlegung der Kabelabschnitte (Spulenfelder) in zwei oder mehrere Unter abteilungen und Vertauschen der Adern aus geglichen werden.
Zur Erläuterung des der Erfindung zugrunde liegenden Gedankens mögen folgende Betrachtungen dienen Es ist bekannt, dass zur Verminderung der Induktion von einer Starkstromleitung auf eine Schwachstromleitung die magnetische und elektrostatische Kopplung zwischen bei den Leitungen möglichst klein gemacht wer den müssen. Man findet beispielsweise nähere Angaben über die hierbei auftretenden Be ziehungen bei F. Breisig "Theoretische Tele graphie" 1910, µ 187189.
Damit die Kopp lungen verschwinden, müssen gewisse Diffe renzen von Teilkapazitäten zwischen Stark- strorn- <I>und</I> Schwach.stronabeitung zu Null ge macht werden.
Die in der Erde liegenden Kabel weisen hinsichtlich der Starkstrominduktion ein be sonderes Verhalten auf. Die vollständige Umhüllung der Adern mit dem Kabelmantel (Bleimantel) bringt es mit sich, dass die elek trostatische Induktion zwischen einer Stark stromleitung und den Kabelstromkreisen voll kommen unterbunden ist. In die Erscheinung kann nur die magnetische Induktion treten. Diese äussert sich darin, dar die Kabeladern eine elektromotorische Kraft T7" gegen Eide aufweisen. Durch hinreichendes Verdrillen und Verseilen der einzelnen Doppelleitungen hat man es indessen erreicht, dass diese Spannung y8 für alle Adern hinreichend die gleiche ist.
Infolge davon besteht zwischen den beiden Adern einer Doppelleitung keine Spannungsdifferenz, d. h. es wäre keine Be einflussung derselben vorhanden, wenn hier nicht noch ein weiterer Umstand einspielen würde. Man betrachte zwei Adern<I>a</I> und<I>b</I> einer Doppelleitung; Abb. 2 zeigt den durch die Pupinspulen L gegebenen Leitungsab schnitt derselben. Die Kondensatoren C,., und C6 stellen die Erdkapazitäten der beiden Adern dar.
In den durch diese hergestellten Stromkreisen wirken die induzierten ElIIi T'8. Diese bewirken in den Spulen und Kon- densatoren Ströme I" und Ib von der Grrösse
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Dabei bedeutet
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und co die Fre quenz des betrachteten induzierenden Stromes bezw. einer harmonischen Oberschwingung desselben.
In den Punkten A und B be stehen demnach Spannungen gegen Erde, die als Spannungsfälle au den Kondensatoren Ca und C6 zu berechnen sind.
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Die Spannungsdifferenz in der Doppelleitung <I>ab</I> selbst erhält man durch Bildung der Differenz
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Man sieht, dass die in der Doppelleitung in duzierte Spannung .TA-TB demnach im all gemeinen, trotzdem Tre für beide Adern gleich ist, einen endlichen Wert besitzt, welcher um so grösser ist, je mehr Ca, von Cb abweicht.
Nur in dem Falle, dass i <B>1</B> = C6 (1@ verschwindet die Störung.
Bei dem betrachteten Fall einer Doppel leitung lässt sich nun die Gleichheit der Erd- kapazitäten Ca und C6 durch Zerlegen dieses Kabelabschnittes in zwei oder mehrere Unter abteilungen, zweckmässig Fabrikationslängen, und Vertauschen der<I>a-</I> und b-Adern eia- und derselben Doppelleitung erreichen.
Die Zahl der für jede Doppelleitung innerhalb des Spulenfeldes auszuführenden Vertauschungen richtet sich nach der Grösse der Erdkapazl- tätsdifferenzen, welche man in bekannter Weise durch eine Brückenmethode ermitteln kann.
Haben beispielsweise die einzelnen Ab schnitte die Differenzen 01=(C'a-O"b); Z#,:=(C."-Cb"); /,/\s - (Cä ",__ <B>ob</B> '') usw.
so kann man durch Vertauschen der a- und b-Adern die Vorzeichen umkehren, so dass man die Summe ""\1 --1= @3 -1= <B>......</B>
in einfacher Weise bilden kann, welche sich durch passende Auswahl der Vorzeichen zu Null oder nahezu Null machen lässt. Prak tisch genügt es zumeist, wenn man nur eine einfache Unterteilung des Spulenabschnittes; etwa in der Mitte, vornimmt.
In vollkommen entsprechender Weise, wie an dem Beispiel einer Doppelleitung gezeigt, lässt sich das Verfahren zum Beispiel auch auf einen Adervierer (Abb. 1) anwenden. Bei einem solchen dienen zur Verständigung einerseits die beiden Doppelleitungen 1 und 2 mit den Adern 1a, 16 bezw. <I>2a,</I> 2b, ander seits der ganze Vierer, bei welchem dann einer der Stämme als Hinleitung, der andere als Rückleitung dient.
Bezeichnet man die Kapazitäten gegen Erde mit Cia und Cib, Goa und "b, so ergibt sieh aus den vorher gehenden Betrachtungen, dass man zunächst die Differenzen r.@1 = C a --<B><I>Cl b</I></B> /\ --> - C2.- C2 b zurrr Verschwinden bringen muss. Auch der Viererkreis lässt sich als Doppelleitung auf fassen.
An Stelle der Adern der Doppellei tung treten dann die Stämme mit den Erd kapazitäten Cl p, + Cl b und (92"+("2b. Es muss also auch die Differenz Da = Cl <B><I>a</I></B> -j- Clb <I>-</I> (CL", + C2b) zum Verschwinden gebracht werden.
Durch Zerlegen in Unterabschnitte und zweckmässiges Vertauschen der Adern eines Stammes untereinander, anderseits der Stämme untereinander, können, die drei Diffe renzen /\i, 02, /\s gleich Null gemacht werden.
Bei einem derartigen Vierer treten aber noch die unter dem Namen Nebensprechen bekannten Störungen auf, die dadurch besei tigt werd-en können, dass man die Teilkapa zitäten xi, x2, x3 und x4 zwischen den einzelnen Adern einander gleich macht. Diese Bedingung Xl-X,2=x$-x4 (2) lässt sich nach dem Abgleich der Erdkapa zitäten in bekannter Weise mittelst dreier Kondensatoren erfüllen, welche zwischen die Adern des Vierers gelegt werden.
Die Güte des Nebensprechausgleichs wird also durch die Beseitigung der Starkstrom induktion nicht beeinträchtigt, wenn man die angegebene Reihenfolge einhält. Würde man umgekehrt verfahren und zuerst den Kon- densatorabgleich vornehmen, so würde man durch das Vertauschen der a- und b-Adern den Ausgleich des Nebensprechens wieder zerstören, wie aus den Bedingungen (1) und (2) hergeleitet werden kann.
Das Verfahren lässt sich in einfacher Weise mit der Mon tage des Kabels verknüpfen und hat noch den weitern Vorteil, dass man das Kreuzen innerhalb des Spulenzwischenstückes in ein und demselben Vierer vornehmen kann, wo durch die Zählweise des Kabels ungeändert bleibt, was besonders wichtig ist beim spä teren Auswechseln einer fehlerhaften Fabri kationslänge. -
Procedure for eliminating inductive interference in pupinized cables. The pupinized cables generally have two types of Induktionsstörun conditions. The first type is formed by influencing the speech circuits of the cable from neighboring power lines and systems, a second type of annoying induction phenomena, which is referred to as crosstalk; is caused by the mutual influence of the individual speech circles on one another. The conditions that must be met so that the interference does not occur are different for both types.
In eliminating the inductive interference, a method is now used according to the invention, in which the interference caused by high-voltage currents are eliminated by eliminating the asymmetries between the ground capacitances of the outgoing and return lines by splitting the cable sections (coil fields) into two or multiple subdivisions and interchanging the wires can be compensated.
The following considerations may serve to explain the idea on which the invention is based. It is known that the magnetic and electrostatic coupling between the lines must be made as small as possible in order to reduce the induction from a high-voltage line to a low-voltage line. For example, more detailed information on the relationships occurring here can be found in F. Breisig "Theoretische Tele graphie" 1910, µ 187189.
In order for the coupling to disappear, certain differences in partial capacities between high-voltage <I> and </I> low-voltage currents must be made zero.
The cables lying in the ground show a special behavior with regard to the induction of high currents. The complete sheathing of the wires with the cable sheath (lead sheath) means that the electrostatic induction between a power line and the cable circuits is completely prevented. Only magnetic induction can appear. This is expressed in the fact that the cable cores have an electromotive force T7 ″ against Eide. By twisting and stranding the individual double lines sufficiently, however, it has been achieved that this voltage y8 is sufficiently the same for all cores.
As a result, there is no voltage difference between the two wires of a double line, i. H. there would be no influence on the same if another circumstance did not come into play here. Consider two wires <I> a </I> and <I> b </I> of a double wire; Fig. 2 shows the line section given by the Pupin coils L thereof. The capacitors C,., And C6 represent the earth capacitance of the two wires.
The induced ElIIi T'8 act in the circuits produced by them. These cause currents I ″ and Ib of the same magnitude in the coils and capacitors
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Thereby means
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and co the frequency of the induced current under consideration BEZW. a harmonic of the same.
In points A and B there are therefore voltages to earth that are to be calculated as voltage drops on capacitors Ca and C6.
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The voltage difference in the double line <I> ab </I> itself is obtained by calculating the difference
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It can be seen that the voltage .TA-TB induced in the double line therefore generally has a finite value, despite the fact that Tre is the same for both cores, which is greater the more Ca deviates from Cb.
Only in the case that i <B> 1 </B> = C6 (1 @ does the disturbance disappear.
In the case of a double line under consideration, the equality of the ground capacitances Ca and C6 can now be established by dividing this cable section into two or more subdivisions, expediently manufacturing lengths, and swapping the <I> a </I> and b wires eia - and reach the same double line.
The number of swaps to be carried out for each double line within the coil field depends on the size of the earth capacitance differences, which can be determined in a known manner using a bridge method.
For example, if the individual sections have the differences 01 = (C'a-O "b); Z #,: = (C." - Cb "); /, / \ s - (Cä", __ <B> ob < / B> '') etc.
you can reverse the signs by swapping the a and b wires, so that you get the sum "" \ 1 --1 = @ 3 -1 = <B> ...... </B>
can form in a simple manner, which can be made zero or almost zero by suitable selection of the signs. In practice, it is usually sufficient if you only have a simple subdivision of the coil section; roughly in the middle.
In a completely corresponding way, as shown in the example of a double line, the method can also be applied to a vein (Fig. 1). In such a communication on the one hand the two double lines 1 and 2 with the wires 1a, 16 and respectively. <I> 2a, </I> 2b, on the other hand the whole foursome, in which one of the trunks then serves as an outgoing line and the other as a return line.
If one denotes the capacities to earth with Cia and Cib, Goa and "b, then from the previous considerations one can see that the differences r. @ 1 = C a - <B> <I> Cl b </ I > </B> / \ -> - C2.- C2 b must bring back the disappearance. The circle of four can also be understood as a double line.
Instead of the wires of the double line, the trunks with the earth capacitances Cl p, + Cl b and (92 "+ (" 2b. The difference Da = Cl <B> <I> a </I> </B> -j- Clb <I> - </I> (CL ", + C2b) can be made to disappear.
By breaking down into subsections and appropriately swapping the veins of one trunk with one another, on the other hand of the trunks with one another, the three differences / \ i, 02, / \ s can be made equal to zero.
With such a quad, however, the disturbances known under the name of crosstalk occur, which can be eliminated by making the partial capacities xi, x2, x3 and x4 between the individual wires equal to one another. This condition Xl-X, 2 = x $ -x4 (2) can be met in a known manner by means of three capacitors which are placed between the wires of the quad after the ground capacities have been adjusted.
The quality of the crosstalk compensation is therefore not impaired by the elimination of the high-voltage induction, if the specified sequence is followed. If one were to proceed in reverse and carry out the capacitor adjustment first, the crosstalk balance would be destroyed again by swapping the tip and ring wires, as can be deduced from conditions (1) and (2).
The method can be linked in a simple manner with the assembly of the cable and has the further advantage that the crossing within the coil spacer can be made in one and the same quad, where the counting of the cable remains unchanged, which is particularly important when later replacement of a faulty production length. -