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Einrichtung zum Schutze von Fernmeldekabeln gegen induktive
Beeinflussung durch Starkstromanlagen
EMI1.1
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Spulen der Schutzeinrichtung angeschlossen, dass der in ihm fliessende Strom in den Spulen die Fremd- spannung in den Fernmeldeadern kompensiert, wobei dieser Hilfsleiter an den Enden der Beeinflussungs- zone gut geerdet ist, wodurch Nebenschlüsse der Spulen unwirksam werden.
Bei neu zu verlegenden Kabeln ist kein isolierter Hilfsleiter erforderlich, wenn der metallische Kai belmantel noch einen zusätzlichen Kunststoffüberzug erhält, der die Nebenschlüsse unterbindet ; der me- tallische Kabelmantel braucht dann nur an beiden Enden der Beeinflussungszone gut geerdet werden.
Bei vieladrigenKabeln bereitet die Umwicklung des Magnetkernes in der für eine ausreichende Kopp- lung erforderlichen Windungszahl erhebliche Schwierigkeiten ; bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemässen Schutz einrichtung sind daher die Femmeldeadem des Kabels in mehrere Bündel auf- geteilt und diese einzeln um die Eisenkerne im gleichen Sinne wie der Kabelmantel bzw. dessen Ersatz- leiter gewickelt.
Schutzeinrichtungen nach dem Grundprinzip der Erfindung sind auch bei Fernmeldekabeln anwend- bar, die nur einen äusseren Kunststoffmantel haben-d. h. also keinen Metallmantel mehr ; in diesem
Falle wird innerhalb der Beeinflussungszone im Fernmeldekabel - sei es in seinem Kern oder an der
Peripherie-lediglich ein gesonderter isol1erterLeiter bzw. eine Leitergruppe vorgesehen, die anstatt des metallischen Kabelmantels mit den Femmeldeadem gemeinsam um die Magnetkerne gewickelt und an den Enden der Beeinflussungszone gut geerdet werden.
Falls in bestehenden Kabelanlagen - die etwa durch neu erstellte Elektrifizierungen gefährdet wer- den-auf die entsprechende Anzahl vonAdem verzichtet werden kann, so können diese als Hilfsleiter zur
Verstärkung der Funktion des metallischen Kabelmantels herangezogen werden.
In der Zeichnung sind drei Ausführungsbeispiele der erfindungsgemässen Anordnung zum Schutze von
Fernmeldekabeln dargestellt, es zeigen : Fig. l ein Fernmeldekabel mit bisher üblicher Bewehrung ; Fig. 2 und 3 zwei Varianten von Kabeln mit metallischem Mantel, die in Abständen um Magnetkerne gewickelt sind; Fig.4 und 5 zwei Kabel mit Kunststoffmantel im Querschnitt und schliesslich Fig. 6 ein verglei- chendes Diagramm.
In Fig. l, 2 und 3 Ist mit 10 jeweils die induzierende Starkstromleitung bezeichnet ; der Pfeil deutet die Richtung des darin jeweils fliessenden Stromes an.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Fernmeldekabel mit metallischem Mantel 12 ist rein schematisch nur
Leitungsader 13 angedeutet ; über die Erdverbindung 26 des Kabelmantels fliesst ein durch Induktion von der Starkstromleitung 10 herrührender Strom Im'Fig. 1 zeigt das bisher vielfach angewandte Verfahren zur Herabsetzung des auf Induktion in den Kabeladern beruhenden Stromes : Es besteht darin, dass eine aus eine. m ferromagnetischen Material bestehende Bewehrung 25 um das Kabel gewickelt und so eine Verket- tung des im Kabelmantel 12 einerseits und des in derFernmeldeader 13 anderseits fliessenden Stromes be- wirkt wird.
Eine stärkere Kopplung zwischen den im Kabelmantel und in den Femmeldeadern fliessenden Strö- men wird gemäss der Erfindung bei derAnordnung nach Fig. 2 dadurch erreicht, dass das Femmeldekabel 11 mit dem Mantel 12 und den Fernmeldeadern 13 in gewissen Abständen um den Magnetkern 14 geführt wird. Fliesst in der induzierenden Stromleitung 10 der Strom in der auf Fig. 2 angegebenen Richtung, so gibt der Pfeil 18 die Richtung an, in der im Kabelmantel ein Strom fliesst, der von der durch die Stark- stromleitung induzierten Spannung herrührt. Der Pfeil 15 deutet den magnetischen Fluss im Kern an.
In Fig. 2 ist das Kabel nur mit zwei Windungen um den Kern geführt ; im allgemeinen muss die Win- dungszahl höher sein. Sie kann bei fünf, zehn oder fünfzehn Windungen ; sie kann auch wesentlich höher liegen. Da die Kopplung proportional etwa zum Quadrat der Windungszahl wächst, lassen sich auf diese
Weise sehr starke Verkettungen zwischen dem Kabelmantel und den Femmeldeadem erreichen. Die Form und das Ferromagnetikum des Magnetkernes 14 müssen so gewählt sein, dass für den in Frage kommenden
Spannungsbereich das Produkt aus Permeabilität des Magnetkernes und Amperewindungen des Mantelstro- mes möglichst gross ist.
Bei der Anordnung nach Fig. 3 ist wiederum das Kabel 11 in mehreren Windungen um den magneti- schenKern 14 geführt. Parallel zu dem Fernmeldekabel ist aber hier ein Hilfsleiter 16 verlegt. Dieser ist von Erde isoliert und hat einen geringen ohmschen Widerstand. Der Hilfsleiter 16 ist an den Enden geer- det. Seine einzelnen Teile sind in der Nähe des magnetischen Kernes 14 mit dem Kabelmantel 12 verbunden. Eine solche Anordnung kommt insbesondere dann in Frage, wenn andere in der Nähe des Fern- meldekabels befindliche Anlagen durch Nebenschluss den Mantelstrom von den Spulen fernhalten. Zusätzlich kann in diesem Fall. z. B. an den mit 17 bezeichneten Stellen, der Kabelmantel elektrisch unterbrochen sein, so dass der im Hilfsleiter fliessende Strom allein die Kompensation der Fremdspannungen in den Femmeldeadern bewirkt.
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Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemässen Anordnung besteht darin, dass man sie-wie schon er- wähnt - bei bereits verlegtenFernmeldekabeln nachträglich anbringen kann, z. B., wenn durch Errichtung einer induzierenden Starkstromanlage ein Bedürfnis dafür entsteht.
Bei Fernmeldekabeln ohne Metallmantel, d. h. bei Kabeln mit reinem Kunststoffmantel, kann man als Ersatz des metallischen Kabelmantels längs der Zone der Starkstrombeeinflussung einen besonderen isolierten Leiter oder eine Leitergruppe im Kern des Femmeldekabels verwenden. Ein solcher Leiter bzw. eine solche Leitergruppe übernehmen elektrisch die Funktion eines metallischen Kabelmantels.
In Fig. 4 ist ein Fernmeldekabel mit einem Kunststoffmantel 19 dargestellt ; der im Kern befindliche
Leiter 20 - bzw. allenfalls auch eine Leitergruppe - dient hier als Ersatz des metallischen Kabelmantels und wird mit den Femmeldeadern um die Magnetkerne gewickelt ; an den Enden der Beeinflussungszone werden diese besonders isolierten Leiter oder Leitergruppen 20 gut geerdet.
Fig. 5 zeigt ein anderes Kabel mit Kunststoffmantel 19 im Querschnitt ; hier werden die in der Peri- pherie des Leitungsstranges liegenden Adern 21-in gleicher Weise wie im vorigen Beispiel der Fig. 4 als
Ersatz des metallischen Mantels benutzt, indem sie mit den Fernmeldeadern um die Magnetkerne gewik- kelt und an den Enden der Beeinflussungszone gut geerdet werden.
In Fig. 6 ist die Wirkung einer Anordnung nach Fig. 2 der Wirkung einer normalen Stahlbandbeweh- rung 14 gemäss Fig. 1 gegenübergestellt : Auf der Abszisse ist die von einer Starkstromanlage im Mantel des Fernmeldekabels induzierte Spannung Em in Volt/km aufgetragen, auf der Ordinate der Rssduktionsfak- tor, d. h. der Quotient aus der Spannung der Fernmeldeader Ea und der Spannung im Mantel Em. Die
Wirkung der neuen Anordnung ist durch die Kurve 23, die Wirkung der alten Anordnung (nach Fig. l) mit stahlbandbewehrtem Kabel ist in Kurve 24 dargestellt. Es ergibt sich, dass durch die neue Anordnung die
Grösse r, der sogenannte Reduktionsfaktor, erheblich herabgesetzt wird.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zum Schutze von Fernmeldekabeln gegen induktive Beeinflussung durch Starkstrom- anlagen, wobei das Kabel einen metallischen Mantel oder einzelne, zusätzlich Isolierte elektrische Lei- ter enthält und ferner innerhalb oder ausserhalb der Beeinflussungszone der Starkstromanlagen mit einem
Aggregat aus ferromagnetischem Material zur Erhöhung der gegenseitigen Induktion zwischen den Fern- meldeadern und der Ummantelung bzw. deren Ersatzleitern versehen ist, wodurch sich in den Adern des
Femmeldekabels die durch den Starkstrom induzierte Spannung einerseits sowie die darin durch den von den Starkstromanlagen in der Ummantelung bzw.
in den zusätzlichen Leitern hervorgerufenen elektrischen
Strom induzierte Spannung anderseits weitgehend kompensieren, dadurch gekennzeichnet, dass dieses
Aggregat aus ferromagnetischem Material aus einem bewickelbaren Eisenkern (14) besteht, um dessen
Schenkel das Fernmeldekabel (11) in mehreren Windungen gelegt ist.