DE197079C - - Google Patents

Description

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KAISERLICHES

PATENTAMT.

M I97079

KLASSE

Die bei den Fernsprechbetrieben üblichen Spannungssicherungen vermögen mit genügender Betriebssicherheit durch momentane elektrische Ladungen auftretende Überspannungen von mehr als 400 Volt gegen Erde auszugleichen und bieten dadurch auch einen Schutz des Personals insofern, als unmittelbare elektrische Einwirkungen auf das Nervensystem des Betreffenden eingedämmt erscheinen.

Eine Beseitigung von unmittelbaren elektrischen Einwirkungen bei solchen momentanen Ladungen, welche Spannungserhöhungen bis 400 Volt zur Folge haben könnten, ist aber bisher nicht gelungen. Die hier zu beschreibende Einrichtung gestattet. nun auch bei solchen momentanen elektrischen Ladungen einen Schutz gegen direkte elektrische Einwirkungen.

Daß beim Auftreten von Überspannungen in Fernsprechleitungen Stromübergänge in den menschlichen Körper stattfinden, wenn auch die einzelnen Teile der Anlage vollständig in Ordnung sind, ergibt sich durch die Erwägung, daß ein Telephon wie ein Kondensator wirken muß, bei welchem die Kupferwicklung die eine Belegung, der menschliche Körper die andere Belegung bildet, und das aus einem Isoliermaterial bestehende Gehäuse das Dielektrikum darstellt. Die auf Grund dieser Überlegung angestellten Versuche erbrachten vollen Beweis für die Richtigkeit der gemachten Annahme, indem sich der Ladestrom des so gebildeten Kondensators direkt nachweisen ließ. Der Versuch kann in folgender Weise ausgeführt werden: Einer Fernsprechleitung mit zwei Stationen wird eine elektrische Ladung erteilt durch momentane Berührung einer Leitung mit dem einen Pole einer isoliert aufgestellten Akkumulatorenbatterie von 200 Volt. In dem an das Ohr gelegten Telephon tritt ein Knacken auf, und der menschliche Körper, welcher mehr oder weniger gut mit der Erde leitend verbunden ist, wird von einem elektrischen Strom durchflossen, der sich durch empfindliche Instrumente direkt nachweisen läßt. Am einfachsten ist es, hierzu wieder ein Telephon zu benutzen. Ist die Person isoliert von der Erde und berührt sie mit einer Hand die Klemme eines Meßtelephons, dessen andere Klemme geerdet ist, so zeigt ein Knacken in diesem Telephon den durchgehenden Strom an. Derartige Versuche wurden unter verschiedenen Variationen, auch bei Ersatz des Meßtelephons durch ein empfindliches Galvanometer, immer mit dem gleichen Erfolge ausgeführt. Eine momentane Berührung der Fernsprechleitung mit dem einen Pol einer Starkstromleitung ergab dieselbe Erscheinung. Aus diesen Versuchen ergibt sich also die Tatsache, daß bei auftretenden Überspannungen in der Fernsprechleitung infolge der Kondensatorwirkung des Telephons elektrische Ströme durch den Körper des das Telephon Benutzenden zur Erde fließen, auch wenn kein Durchschlagen der Telephonhülse oder sonst eine Verletzung der Anlage nicht statt- -65 findet. Die Entladungen in der Fernsprechleitung können so schwach sein, daß sie sich durch ein besonders unangenehmes Geräusch

im Telephon nicht bemerkbar machen, die Kondensatorwirkung ist doch vorhanden. Daß solche den Körper durchfließende elektrische Ströme, wenn sie auch nur von geringer Stärke sind, bei sehr häufiger Wiederholung und bei sehr empfindlichen Personen gesundheitsschädlich wirken können, ist nicht ausgeschlossen. In der gewitterreichen Jahreszeit werden derartige Überspannungen sehr häufig

ίο auftreten und bei ausgedehnten Fernsprechleitungen auch in solchen Fällen, wo aus dem lokalen Witterungscharakter auf atmosphärische Vorgänge kein Schluß gemacht werden kann.

Die bei Benutzung des Telephons auftretenden Stromübergänge durch den menschlichen Körper können zunächst dadurch verringert werden, daß eine kondensatorische Schutzerdung vorgenommen wird. Der so erzielte Schutz wird unter der Annahme einer bestimmten ladenden Elektrizitätsmenge offenbar um so größer sein, je größer die Kapazität des erdenden Kondensators ist, weil die Ladung sich auf die an die Leitung angeschalteten Kondensatoren im Verhältnis von deren Kapazität verteilt. §.. Ein solcher Kondensator wird, wie erwähnt/ durch das Telephon selbst schon gebildet; die den menschlichen Körper durchfließende Elektrizitätsmenge wird wesentlieh geringer, wenn ein Kondensator größerer Kapazität dazu parallel geschaltet wird. Zu diesem Zwecke kann das Telephon mit einer metallenen Hülse H umgeben werden, die geerdet ist (Fig. 1). Eine solche Einrichtung ist bereits früher ausgeführt worden, sie sollte allerdings nur dazu dienen, ein bei hohen Spannungen stattfindendes Durchschlagen der Telephonhülse ungefährlich zu machen. Der so gebildete Kondensator muß, soll er wirksam sein, eine Kapazität besitzen, die größer ist als die durch Telephon und menschlichen Körper K gebildete Kapazität, muß aber so gewählt werden, daß sie im Verhältnis zu der natürlichen Kapazität telephonischer Leitungen vollkommen vernachlässigt werden kann, weil sie nur in einem solchen Falle die Sprechverständigung des Telephons nicht schädigen wird. Es kann aber auch zur Erzielung einer besonderen Schutzwirkung in bekannter Weise eine besondere Kapazität dem Telephon parallel geschaltet werden durch Anlegung zweier geerdeter Kondensatoren C an die Klemmen des Telephons T (Fig. 2 und 3). Die Kapazität dieser beiden Kondensatoren C muß, soll sie die schädliche Kondensatorwirkung des Telephons T vermindern, so bemessen sein, daß zunächst die [Sprechverständigung dadurch nicht beeinflußt wird und daß sie im richtigen Verhältnis steht zu der durch Telephon und Körper gebildeten Kapazität. Es wird dann bei richtiger Wahl dieser Kondensatoren der größte Teil der bei Überspannungen die Leitung durchfließenden Elektrizitätsmenge durch diese Schutzkondensatoren C zur Erde E fließen und durch den menschlichen Körper nur ein geringer Teil. Um nun den so erreichbaren Schutz noch weiter zu erhöhen, können bei einer solchen Anordnung auch noch vor die sekundären Spulen S des im primären Kreise das Mikrophon M\ die Batterie B und die Wicklung P enthaltenden Mikrophontransformators erdende Schutzkondensatoren C in gleicher Weise angelegt werden (Fig. 4). Denn es wird dadurch die Elektrizitätsmenge, welche dennoch durch den menschlichen Körper fließen könnte, noch weiter vermindert, da der größte Teil der bei momentanen Ladungen die Leitung durchfließenden Elektrizitätsmenge bei der großen Impedanz des Mikrophontransformators, wenn bei diesem, wie in neueren Fern-Sprechstationen üblich, die Sekundärspule zweiteilig angeordnet ist, schon durch diese Kondensatoren zur Erde abgeleitet wird und die geringe die Impedanzspule durchfließende Elektrizitätsmenge durch die mit dem Telephon Γ selbst verbundenen Schutzkondensatoren C zur Erde geführt wird; das Auftreten von schädlichen Überspannungen wird also nach Möglichkeit vermindert. Es wird so der Schutz, welchen die Mikrophonspulen an und für sich schon bieten, noch vergrößert. Die infolge der Kondensatorwirkung des Telephons durch den menschlichen Körper stattfindenden Stromübergänge können aber auch, wie ebenfalls bekannt, dadurch verringert werden, daß die durch Telephon und menschlichen Körper gebildete Kapazität kleiner gemacht wird, was dadurch erreicht wird, daß der menschliche Körper von der Erde durch eine isolierende Unterlage / getrennt wird (Fig. 2). Es sind dann zwei Kondensatoren (Telephon-menschlicher Körper und menschlicher Körper-Erde) hintereinander geschaltet (Fig. ia), die Kapazität ist also wesentlich kleiner gemacht und der den Körper durchfließende Strom schwächer.

Durch keine dieser bekannten Einrichtungen kann aber die Kondensatorwirkung des Telephons aufgehoben werden, sondern immer nur vermindert werden; erst durch gleichzeitige Anwendung beider Mittel, und.darin besteht das Wesen vorliegender Erfindung, nämlich Vergrößerung der erdenden Schutzkapazität und gleichzeitige Verkleinerung der durch Telephon und Körper gebildeten Kapazität, ist eine ausreichende Behebung der Kondensatorwirkung des Telephons und ein möglichst vollkommener Schutz gegen diese erreichbar.

Claims (2)

1. Patent-Ansprüche:

   i. Einrichtung für schädlichen Überspannungen ausgesetzte Fernsprechanlagen zur Verminderung der durch die Konden-

   satorwirkung des Fernhörers erfolgenden Stromübergänge auf den menschlichen Körper, gekennzeichnet, durch die gleichzeitige Verwendung einer isolierenden Unterlage (J), welche den Fernsprechenden von der Erde isoliert hält, und eines Fernhörers, bei dem entweder beide Wicklungsenden über Kondensatoren ,.geerdet sind, welche hinsichtlich ihrer Kapazität s.o bemessen sind, daß sie eine möglichst große Elektrizitätsmenge zur Erde ableiten können, ohne die telephonische Verständigung wesentlich zu beeinträchtigen, oder welcher eine leitende und mit der Erde leitend verbundene Hülse besitzt, oder bei welchem diese beiden Einrichtungen gleichzeitig getroffen sind.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß außer den nach Anspruch 1 verwendeten Anordnungen geerdete Schutzkondensatoren auch vor die sekundären Spulen des Mikrophontransformators geschaltet werden.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.