CH196773A

CH196773A - Fernmeldekabel zur Uebertragung von Trägerfrequenzströmen.

Info

Publication number: CH196773A
Authority: CH
Inventors: Elektricitaets-Gese Allgemeine
Original assignee: Aeg
Priority date: 1936-06-23
Filing date: 1937-05-18
Publication date: 1938-03-31

Description

Fernmeldekabel zur Uebertragung von Trägerfrequenzströmen. Die Erfindung bezieht sich auf vieladrige Fernmeldekabel mit symmetrisch verseilten, ungeschirmten und unbelasteten Sprechkreisen zur gbertragung von Trägerfrequenzströmen über 10 kHz. Derartige Kabel hat man bisher mit einer Betriebskapazität Cvon etwa 33 bis 36 nF/km (10-s F/km) gebaut. Der Wellen widerstand Z derartiger Kabel beträgt bei 50 kHz etwa 140 Ohm.

Der Wellenwider stand Z ist bekanntlich für dieses Frequenz zebiet näherungsweise durch den Ausdruck
EMI0001.0012
gegeben, in dem L die Indukti- vität der Leiterschleife pro Kilometer in Henry und C die Betriebskapazität der Leiterschleife pro Kilometer in Farad bedeutet.

Die Dämpfung eines Kabels ist durch den Ausdruck
EMI0001.0016
gegeben, worin B den Wirkwiderstand pro Kilometerschleife und G die Ableitung pro Kilometerschleife bedeutet. Da das Ableitungs glied klein gegen das Widerstandsglied ist, ergibt sich für die Dämpfung näherungsweise die Formel
EMI0001.0021
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass bei höheren Frequenzen innerhalb gewisser Grenzen die Dämpfung unabhängig von dem Durchmesser der einzelnen Kupferleiter ist, sofern man den Durchmesser der isolierten Ader konstant hält. Diese Erscheinung ist folgendermassen zu erklären.

Die Selbstinduktion L einer Leiterscbleife berechnet sich bekanntlich zu
EMI0001.0024
<I>(d =</I> Kupferdurchmesser, a = Abstand der Leiter von Mitte zu Mitte).

Zu diesem zwischen den Leitern befindlichen sogenannten Aussenfeld addiert sich noch das sogenannte Innenfeld, das bei tiefen Frequenzen maximal 0;1 mH/km beträgt, mit höheren Frequenzen infolge- Verdrängung. der Strom fäden nach der Leiteroberfläche entsprechend der Zunahme des Wirkwiderstandes durch den Skineffekt kleiner und kleiner wird.

Verringert man nun den Durchmesser der Kupferleiter, ohne den Durchmesser der iso lierten Adern zu verkleinern, so ergibt sich eine Erhöhung der Induktivität. Diese ist einmal durch die Vergrösserung der Leiter schleife und zum andern durch die geringere Abnahme des Innenfeldes bei höheren Fre quenzen bedingt. Gleichzeitig verringert sieh die .Betriebskapazität. Beides wirkt sich im Sinne einer Erhöhung des Wellenwiderstandes und damit einer Dämpfungsverminderung aus.

Nun wird zwar andererseits durch die Verringerung des Kupferdurchmessers der Wirkwiderstand R, der ebenfalls irr die Dämp- fungsformel eingeht, vergrössert. Es wurde jedoch gefunden, dass die Vergrösserung des Wellenwiderstandes bei höheren Frequenzen die Vergrösserung des Wirkwiderstandes völlig kompensieren kann. Dies beruht z.T. auch darauf, dass die durch den Skineffekt bedingte Erhöhung des Wirkwiderstandes im Verhältnis zum (xleichstromwiderstand bei dünnen Leitern nicht so gross ist, wie bei dicken Leitern.

Ausserdem wird die zusätzliche Wirkwider- standszunahme durch die sogenannte NTähe- wirkung infolge des grösseren relativen Ab standes der Leiter verringert.

Auf Grund dieser Erkenntnis wird erfin- dungsgemäss vorgeschlagen, ein vieladriges Fernmeldekabel mit symmetrisch verseilten, urigeschirmten und unbelasteten Sprechkreisen, welches zur Uebertragung von Trägerfrequenz strömen über 10 kHz bestimmt ist, so aufzu bauen, dass der Wellenwiderstand der Sprech kreise bei 50 kHz grösser ist als 155 Ohm. Zweckmässig wählt man der) Wellenwiderstand noch grösser, etwa zu 160 oder 170 Ohrn.

Solche Kabel weisen den Vorteil auf, dass sie bei gleichem Kabeldurchmesser und gleicher Dämpfurig für die Betriebsfrequenzen rnit wesentlich dünneren Leitern auskommen und somit Kupfer eingespart wird. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Frequenzab- hängigkeit der Dämpfung geringer ist als bei einem Kabel bisheriger Bauart.

Das Ausmass der Kupferersparnis soll für folgenden an einem Beispiel erläutert werden. Bei einem Kabel bisheriger Bauart betrug der Leiterdurchmesser beispielsweise 1,5 nrnr, die Betriebskapazität 34 nF;/km und der Wellen widerstand bei 50 kHz 140 Ohnr. Die Dämpfung eines solchen Kabels betrügt bei 50 kHz 0,142 N/km. Setzt man nun beispielweise bei gleichbleibendem Aderdurchmesserden Leiter durchmesser auf 1,2 rnm herab, so erhöht sich der Wellenwiderstand auf 172 Ohm;

gleichzeitig sinkt die Betriebskapazität auf \?6,5 nF/km, und die Dämpfung ergibt sich zu 0,138 N/km, liegt also noch niedriger als bei dem Vergleichskabel. Dabei wird eine Kupferersparnis von 35 % erzielt. Das unter- suchte Beispiel zeigt, dass man zur Erzielung genau gleicher Dämpfung den Kupferdurch- messer noch weiter herabsetzen könnte.

Die weiteren Untersuchungen haben gezeigt, dass sich bei stärkeren Leitern noch höhere Er sparnisse ohne Dämpfungserhöhung erzielen lassen, die 50 /o überschreiten können.

Die der Erfindung zugrunde liegenden Untersuchungen wurden in erster Linie an Sternviererkabeln durchgeführt ; der Erfin dungsgedanke ist jedoch nicht auf Sternvierer beschränkt, sondern kann auch auf DM-Vierer und andere Adergruppen angewendet werden.

Claims

PATENTANSPRUCH: Vieladriges Fernmeldekabel mit symme trisch verseilten, ungeschirmten und unbe lasteten Sprechkreisen zur Übertragung von Trägerfrequerrzströmen über 10 kHz, dadurch gekennzeichnet, dassder Wellenwiderstand der Sprechkreise bei 50 kHz grösser ist als 155 Ohrn. UNTERAN SPRüCHE 1. Fernmeldekabel nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass der Wellen widerstand der Sprechkreise bei 50 kHz grösser als 160 Ohm ist. 2.

Fernmeldekabel nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet. dass der Wellen- widerstand der Spreebkreise grösser als 170 Ohm ist.