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Anordnung für Untersuchungen an in Betrieb stehenden Fernmeldeleitungen.
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sators C parallel liegt. Diese steht mit der Induktivität der Spule L1 in Parallelresonanz in Bezug auf eine Betriebsfrequenz, mit jener der Spule L2 (unter Berücksichtigung der Parallelinduktivität L1) in Reihenresonanz in Bezug auf die Messfrequenz. Der Widerstand der Schaltung ist daher für die Betriebsströme der Leitung wesentlich hoher als für die an der Mittelanzapfung der Abzweigspule L1 zugeführten Messströme.
Die zwischen den Adern a und b liegenden Schaltglieder müssen ausserordentlich symmetrisch sein, u. zw. sowohl in Bezug auf die Messstromquelle als auch in Bezug auf die in Betrieb stehende Leitung, damit die Messung, besonders die Mitsprechmessung, mit der erforderlichen Genauigkeit und ohne Störung des Fernmeldebetriebes ausgeführt werden kann.
Unter Umständen genügt für die Anschaltung der Stromquelle W schon ein einfacher Spannungsteiler ohne Resonanzglieder, wenn er der Bedingung entspricht, dass er den in ihn abzweigenden Betriebsströmen der Leitung einen wesentlich höheren Widerstand bietet als dem Strom der Messstromquelle.
Hochohmige Abzweigwiderstände sind hiefür weniger geeignet, weil der Spannungsverbrauch in ihnen zu gross wäre. Günstiger wäre in dieser Beziehung eine Abzweigschaltung aus zwei genau gleich grossen Kondensatoren, deren Spannungsverbrauch bei der Messfrequenz bedeutend kleiner ist als bei der obersten Betriebsfrequenz. Damit die unvermeidlichen zeitlichen Änderungen zweier zusammengehöriger Kondensatoren möglichst genau gleich verlaufen, kann man sie z. B. in einem Block so zusammenbauen, dass sich Druck und Temperatur für beide Kondensatoren gleichermassen ändern.
Von induktiven Bauteilen lassen sich Abzweigspulen oder Ausgleichs (Differential-) übertrager am besten symmetrisch herstellen. Auch ist der Spannungsverbrauch in ihnen für die Differentialschaltung nur gering. Zugleich kann ihr Widerstand für den Strompfad von der einen Ader einer Doppelleitung zur andern selbst für die niedrigste Betriebsfrequenz leicht ausreichend hoch gehalten werden ; aber dieser Widerstand ist ohne Verwendung von Resonanzgliedern für die oberhalb der Grenzfrequenz liegende Messfrequenz umso höher und würde in vielen Fällen die Messströme zu sehr schwächen oder eine falsche Messpotentialverteilung hervorrufen. Auch können zwischen der Spulen-oder Übertrager- induktivität und irgendwelchen Teilkapazitäten des Kabels unerwünschte Resonanzerscheinungen auftreten.
Es ist also für viele Messungen, u. zw. vor allem bei grösseren Unsymmetrien, notwendig, diesen hohen Scheinwiderstand zwischen den beiden Adern der Doppelleitung für die Messfrequenz wesentlich zu verringern. Hiezu dienen Kondensatoren in der Art des Kondensators C nach Fig. 1, die mit der Induktivität des Spannungsteilers oder besser mit einem Teil L2 davon in Reihe und zu einem andern Teil L1 parallel geschaltet sind. Die Spule L2 ist nach Fig. 1 in zwei symmetrische Hälften unterteilt, dagegen ist es vorteilhaft, den Kondensator a und ähnliche Kondensatoren nicht symmetrisch aufzuteilen, sondern so anzuordnen, dass sie für die Differentialschaltung der Abzweigspule (des Übertragers) unwirksam sind.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 liegt die aus zwei Spulen L1, L2 und einem Kondensator C bestehende Schaltung an der Sekundärwicklung s eines symmetrischen Ausgleichsübertragers p, s, dessen Wicklungen vorteilhaft statisch abgeschirmt sind. Auch hier ist für niedrige Frequenzen die Reihenschaltung aus L1 und L2 wirksam ; für eine mittlere unter der Messfrequenz liegende Frequenz herrscht Parallelresonanz zwischen Li und C, für die Messfrequenz selbst besteht Reihenresonanz zwischen
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Für Messungen, bei denen zwischen den beiden Adern a und b der Leitung nur hochohmig Schaltglieder liegen sollen, kann durch Öffnen der Kondensatorzuleitung durch einen Schalter u in einfacher Weise die Reihenresonanz aufgehoben werden.
Die Spulen L1 und L2 können auch auf einem einzigen Spulenkern untergebracht werden, wobei
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falls mit magnetisierbaren Stoffen ausgefüllten Zwischenraum die Wicklung für L2 aufgebracht wird.
Man kann auch z. B. einen ringförmigen Kern mit einer magnetisierbaren Querverbindung (Streujoeh) verwenden, wobei die Wicklung für L1 beiderseits dieser Querverbindung, jene für L2 aber nur auf einer Seite davon angeordnet ist.
Nach Fig. 3 ist parallel zu einer Induktivität L3 eine Reihenschaltung aus einer Induktivität L4 und einer Kapazität K angeordnet. Vorteilhaft wird die Differentialwicklung des Übertragers so bemessen, dass sie zugleich die Induktivität La bildet, wie dies in Fig. 4 gezeigt ist. In diesem Falle wirkt dann zwischen den Adern a und b der Leitung für die niedrigen Betriebsfrequenzen praktisch nur der Leerlaufwiderstand des Differentialübertragers (die Induktivität L3), für mittlere und hohe Betriebsfrequenzen der Parallelwiderstand aus der Induktivität L3 und der (übersetzten) Kapazität K (bei einer bestimmten Frequenz tritt Parallelresonanz ein) und bei der Messfrequenz die Reihenschaltung aus der Kapazität K und der Induktivität L4 (Reihenresonanz).
Diese Reihenresonanz kann in den Ausfilrungsformen nach Fig. 3 und 4 sowohl durch Öffnen des Unterbrechers u im Stromzweig der
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Durch die letzte Massnahme wird die Parallelresonanz für die mittleren oder höheren Betriebsfrequenzen praktisch nicht beeinträchtigt.
Fig. 5 zeigt ein Sehaltungsbeispiel für die Messung der Übersprechkopplung zwischen zwei Aderpaaren a, b und e, d einer Fernmeldeleitung mittels einer an sieh bekannten Brückenschaltung X,... X4 sind die Kapazitäten zwischen den Leitungsadern a... cl. Damit der zwischen a und b durch die Messanordnung zugeschaltet wirksame Widerstand bei den Betriebsfrequenzen genügend gross, bei der Messfrequenz dagegen ausreichend niedrig wird, ist dem Übertrager v ein Kondensator R vorgeschaltet.
Dieser setzt bei geeigneter Bemessung nicht nur den Betriebsströmen, sondern auch niederfrequenten Rufströmen einen hohen Widerstand entgegen, ist dagegen für die höhere Messfrequenz durchlässig.
Er kann auch unmittelbar vor der Stromquelle liegen, wenn der Übertrager v den Betriebsströmen einen hinreichend grossen induktiven Widerstand bietet. Ähnliche Vorkehrungen lassen sich sinngemäss auch für den Empfänger E, z. B. das Messinstrument, an dem das Brückengleichgewicht beobachtet wird, anwenden, wenn dieser nicht schon an sich einen sehr hohen Widerstand hat.
Ein Beispiel für eine Anwendung der Schaltung nach Fig. 4 für die Messung der Mitspreehkopplung zwischen einem Phantomkreis a, b, e, d und dem Aderpaar e, d ist in Fig. 6 wiedergegeben. Durch die aus La, L4 und K gebildete Schaltung wird der Widerstand zwischen a und b für die Messströme genügend klein gehalten. Wenn innerhalb eines Vierers sowohl die Übersprechkopplung als auch die beiden Mitsprechkopplungen sehr genau ausgeglichen werden, so kann darauf verzichtet werden, L4 und X auf Reihenresonanz abzustimmen. Allerdings wird man dann, besonders bei grossen auszugleichenden Kopplungen, nur schrittweise die für den Ausgleich erforderlichen Zusatzkondensatoren bestimmen können.
In ähnlicher Weise kann eine der Schaltungen nach Fig. 1 --4 oder eine sonstige den gleichen Zweck erfüllende Schaltung, etwa eine solche mit mehreren Resonanzstellen, oder ein kapazitiver Spannungsteiler, auch zum Ausgleich der Übersprechkopplung zwischen Nachbarvierern oder zwischen Vierer und benachbartem Stamm angewendet werden. Eine besondere Anpassung von Stromquelle W und Empfänger E an den Kabelwiderstand und an Betriebs-und Messfrequenz kann hier zumeist entfallen.
Der Eintritt eines niederfrequenten Rufstromes in die Messanordnung, wodurch der nutzbare Anteil des Rufstromes unzulässig geschwächt wurde, kann durch symmetrisch aufgeteilte, in Fig. 6 nicht eingezeichnete Kondensatoren erfolgen ; diese sind so bemessen, dass sie mit der Induktivität Lg eine hinreichend weit unterhalb der niedrigsten Betriebsfrequenz liegende Reihenresonanz ergeben.
Fig. 7 enthält ein Schaltbild zur Messung der Betriebskapazität des Vierers a, b, e, d für den zwischen zwei Spulenpunkten Sm, Sm + 1 liegenden Kabelabschnitt. Die Messbrücke besteht aus
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Kondensator C'g parallel geschaltet ist. Die Schaltung bedient sieh beispielsweise wieder der Anordnung nach Fig. 4 und ist so zu bemessen, dass der für die Betriebsfrequenzen wirksame Nebenschluss zum Kondensator Cg ausreichend klein bleibt, so dass sieh die Messanordnung und die in Betrieb stehende Leitung gegenseitig nicht beeinflussen.
Die Wechselstromquelle W und der Empfänger E können, wie schon bei Fig. 5 besprochen, Vorschaltkondensatoren R erhalten, die, wie dargestellt, auf der der Leitung zugekehrten Übertragerseite, aber auch unmittelbar in Reihe mit W oder E liegen können.
Die beschriebenen Schaltungen lassen sich in der verschiedensten Weise kombinieren. Es kann etwa die Messstromquelle nach einem Schaltungsbeispiel, der Empfänger nach einem andern Sehaltungsbeispiel angeschlossen werden. Ebenso kann der gleichzeitige Anschluss der Messanordnung an mehrere Adernpaare in verschiedenen Schaltungen erfolgen, wenn es für den besonderen Fall zweckmässig ist.
PATENT-ANSPRÜCHE : 1. Anordnung für Untersuchungen (Messungen, Ausgleiehsarbeiten u. dgl. ) an in Betrieb stehenden Fernmeldeleitungen, dadurch gekennzeichnet, dass die an die zu untersuchende Leitung angeschlossene Anordnung von Schaltgliedern (Messanordnung) den in sie abzweigenden Betriebsströmen der Leitung einen wesentlich höheren Widerstand bietet als dem Strom der Messstromquelle.