Verfahren zur Verminderung der durch eine benachbarte Energieleitung induzierten Ströme in den Innenleitern koaxialer Leitungen mit Gleichstromfernspeisung in Fernmeldekabeln Das Hauptpatent betrifft ein Verfahren zur Ver minderung von durch eine benachbarte Energieleitung induzierten Störströmen in den Innenleitern von Ko- axialleitungen mit Gleichstromfernspeisung in Fern meldekabel, wobei insbesondere ferngespeiste Zwi schenverstärker zwischen den Hauptverstärkerämtern vorausgesetzt werden, mit dem Kennzeichen,
dass zwi schen die Aussenleiter und den metallenen Aussen mantel des Fernmeldekabels entweder an Kabelab- schnitts-Endstellen, die speisenden Hauptverstärker ämtern zugeordnet sind, oder an möglichst gleichmäs sig auf die ganze Kabelstrecke verteilten Stellen Induk- tivitäten mit Wirkwiderständen geschaltet werden.
Die Grössen dieser mit L, bzw. L, bezeichneten Induktivi- täten und ihrer Wirkwiderstände sollen vorzugsweise nach den Gruppen 5, 6 und 10 der in der Hauptpa- tentschrift angegebenen und näher erläuterten Be stimmungsgleichungen gewählt werden.
In diesen Gleichungen hat der kilometrische Kapa zitätswert C23 bzw. der Teilstreckenkapazitätswert C'23 der Kapazität zwischen dem Aussenleiter 2 oder bei Mehrtubenkabeln den Aussenleitern 2 und dem me tallischen Kabelmantel 3 einen massgeblichen Einfluss. Nach den bisherigen Erfahrungen konnten die Kapa zitäten C23 bzw. C'23 als im Verlauf der durchgeschal teten Kabelstrecke gleichmässig verteilt angenommen werden.
Die inzwischen mit Erfolg durchgeführte prakti sche Anwendung des Verfahrens gemäss dem Haupt patent hat nun zu der Erkenntnis geführt, dass diese Annahme nicht immer berechtigt ist, sondern dass es Fälle mit ungleichmässiger Verteilung der Kapazitä ten C23 bzw. C'23 längs der zu entstörenden Kabel- strecke gibt.
Es wäre umständlich und auch schwierig, in diesen Fällen die Grössen der einzuschaltenden In- duktivitäten gemäss der im Prinzip auch hier ungeän- dert anzuwendenden Lehre des Hauptpatents mittels der zu ihrer Ausführung im Einzelfall angegebenen Bestimmungsgleichungen rechnerisch zu ermitteln.
Das erfindungsgemässe Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass die Grösse der entweder an Kabel- abschnitts-Endstellen, die den Hauptverstärkerämtern zugeordnet sind, oder an auf die Kabelstrecke ver teilten Stellen zwischen die Aussenleiter und den Ka belmantel einzuschaltenden Induktivitäten mittels einer Resonanzmethode empirisch bestimmt wird.
Es ist zweckmässig, diese Massnahme nacheinan der auf jeweils nach den örtlichen Verhältnissen aus gewählte Teilstrecken der beeinflussten Gesamtstrek- ke anzuwenden. Das neue Verfahren lässt sich ge- mäss weiterer Erkenntnis auch in den rechnerisch be herrschbaren Fällen anwenden. Der Erfindung liegen die folgenden t?berlegungen zugrunde.
Es lässt sich nachweisen, dass unabhängig von Ort und Länge der Beeinflussungsstrecke folgende Glei chungen gelten: für den Strom im Innenleiter bei gleichmässig ver teilten Leitwerten: J1 = K, G'12 G'23, (1) für den Strom im Aussenleiter J2 = K2.
G'23. (2) K1 ist ein dimensionsbehafteter Ausdruck, der sich aus der Gleichungsgruppe 8 der Hauptpatent schrift nach Eliminierung der Grössen G'12 und G'23 ergibt. K2 ist ein anderer, aber ähnlich abzuleitender Ausdruck.
Die Grössen K1 und K2 sind dabei für den glei chen Beeinflussungsfall konstant. G'12 und G'23 sind die aus der Hauptpatentschrift übernommenen, auf kurze Kabelteilstrecken (s der Hauptpatentschrift) be zogenen Leitwerke.
Der Leitwert G'23 soll durch Einschaltung einer Resonanzinduktivität L', auf einen möglichst kleinen Wert gebracht werden. Es gilt dabei für die kurzen Teilstrecken die Gleichung
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wobei insoweit abweichend von der Hauptpatent schrift L', die auf kurze Teilstrecken bezogene In duktivität und<B>IV,</B> der ebenfalls auf kurze Teilstrek- ken bezogene Wirkwiderstand der Induktivität sein sollen.
Die Grösse G'23 und damit auch die Grössen J1 und J2 werden für den Resonanzfall
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ein Minimum. Da es sich um die Beeinflussung durch technische Frequenzen handelt, kann man statt kur zer Teilstrecken auch grössere Strecken betrachten, bei denen an einer zu wählenden Stelle eine kon zentrierte Induktivität L" mit einem Wirkwiderstand R, zwischen Aussenleiter und Erde eingeschaltet wird.
Aus (1) und (2) ergibt sich, wie oben schon er wähnt, dass eine Verkleinerung des Stromes J2 gleichzeitig eine Verkleinerung des Stromes J1 zur Folge hat. Da J2 wesentlich grösser ist als J1, lässt sich mit Hilfe des erstgenannten Stromes der Reso nanzfall viel genauer ermitteln. Dies gilt auch bei ungleichmässig verteilten Leitwerten.
Zur weiteren Erläuterung im Sinne eines Aus- führungsbeispiels der vorliegenden Erfindung sollen nunmehr die beiden Figuren der Zeichnung dienen.
In beiden Figuren bedeuten übereinstimmend mit den Figuren der Hauptpatentschrift 0 die störende Energieleitung, 1 den Innenleiter, 2 den Aussenleiter und 3 den Kabelmantel. Der Kabelmantel wird in den nachfolgend behandelten Beispielen als geerdet ange nommen, so dass die Erde E nicht besonders darge stellt ist.
Abweichend von der Hauptpatentschrift wird fer ner angenommen, dass die Störbeeinflussung nur auf einer kurzen Strecke erfolgt, was durch den geknick ten Kurvenzug für 0 dargestellt wird; dieser Fall einer kurzstreckigen und dabei starken Störbeeinflussung ist nämlich kritischer als der Fall gleichmässiger Be einflussung, lässt sich jedoch mit der Erfindung be handeln. Der Schwerpunkt der Beeinflussung ist an der Stelle B der Kabelstrecke AC von der Länge 1 = a + b angenommen.
Um die Resonanzmethode unabhängig von der natürlichen Beeinflussung anwenden zu können, emp fiehlt es sich, an der Schwerpunktstelle B in den Lei- tern künstliche Wechsel-Längsspannungen zu induzie ren, die in den Figuren durch Symbole üblicher Art angedeutet sind.
In Fig. 1 werden gleich grosse Längsspannungen in beiden Leitern 1 und 2 indu ziert, in Fig. 2 dagegen nur eine Längsspannung im Leiter 2. In beiden Figuren soll die Einschaltung der Resonanzinduktivität L, für die (grosse) Teilstrecke AB - a der Gesamtstrecke AG - 1 gezeigt wer den. Die Grösse dieser Resonanzinduktivität wird in Ausführung der Erfindung empirisch auf folgende Weise bestimmt.
In Fig. 1 werden bei B, dem Schwerpunkt der beeinflussten Gesamtstrecke, der Innenleiter 1 und der Aussenleiter 2 in Richtung C mit dem Kabelman- tel 3 verbunden und damit an Erde gelegt. An einem geeignet erscheinenden Ort zwischen A und B wird zwischen den Aussenleiter 2 und den Kabelmantel 3 eine veränderbare Induktivität L, eingeschaltet. Durch Verändern der Induktivität L, wird der Strom J2 auf Minimum gebracht.
Hierbei kann die Strom stärke in dem nicht unterbrochenen Aussenleiter 2 z. B. mit einem Zangenstromwandler abgelesen wer den. Der zugehörige Wert von Lq ist dann schon die gesuchte Resonanzinduktivität.
Fig. 2 zeigt eine Schaltung, bei der nur eine künstlich induzierte Längspannung im Aussenleiter 2 erforderlich ist. Da sich hierbei im Abschnitt AB die Leiter 1 und 2 am gleichen Potential befinden, ist der Strom J2 nur eine Funktion vom Leitwert der Strecke AB.
In entsprechender Weise kann man die Resonanz induktivitäten auch für die anderen Teilstrecken der beeinflussten Koaxialkabelstrecke bestimmen. Man kann auch mehrere Induktivitäten auf verschiedene Orte der jeweiligen Teilstrecke verteilt einschalten.
Process for reducing the currents induced by an adjacent power line in the inner conductors of coaxial lines with remote direct current supply in telecommunication cables The main patent relates to a process for reducing interference currents induced by an adjacent energy line in the inner conductors of coaxial lines with remote direct current supply in telecommunication cables, in particular remotely powered Intermediate amplifiers between the main amplifier offices are required with the indicator
that between the outer conductor and the metal outer sheath of the telecommunication cable either at the cable section end points assigned to the main power amplifier, or at points as evenly distributed as possible over the entire cable route, inductivities with active resistances are switched.
The sizes of these inductances, denoted by L or L, and their effective resistances should preferably be selected according to groups 5, 6 and 10 of the determining equations specified and explained in more detail in the main patent.
In these equations, the kilometric capacitance value C23 or the partial line capacitance value C'23 of the capacitance between the outer conductor 2 or, in the case of multi-tube cables, the outer conductors 2 and the metallic cable sheath 3 have a significant influence. Based on previous experience, capacities C23 and C'23 could be assumed to be evenly distributed over the course of the connected cable route.
The practical application of the method according to the main patent, which has meanwhile been successfully carried out, has now led to the realization that this assumption is not always justified, but that there are cases with an uneven distribution of the capacities C23 and C'23 along the cables to be suppressed - route there.
It would be cumbersome and also difficult in these cases to calculate the magnitudes of the inductivities to be switched on in accordance with the teaching of the main patent, which in principle also remains unchanged here, by means of the determining equations specified for their execution in the individual case.
The method according to the invention is characterized in that the size of the inductances to be switched on either at cable section end points assigned to the main amplifier offices or at points distributed on the cable route between the outer conductor and the cable jacket is determined empirically by means of a resonance method.
It is advisable to apply this measure one after the other to sections of the affected total route selected according to the local conditions. According to further knowledge, the new method can also be used in computationally controllable cases. The invention is based on the following considerations.
It can be demonstrated that the following equations apply regardless of the location and length of the influencing path: for the current in the inner conductor with evenly distributed conductance values: J1 = K, G'12 G'23, (1) for the current in the outer conductor J2 = K2.
G'23. (2) K1 is a dimensional expression that results from equation group 8 of the main patent after eliminating the sizes G'12 and G'23. K2 is a different, but similarly derived expression.
The quantities K1 and K2 are constant for the same influencing case. G'12 and G'23 are the tail units taken over from the main patent specification and related to short cable sections (see the main patent specification).
The conductance G'23 should be brought to the lowest possible value by switching on a resonance inductance L '. The equation applies to the short sections
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where in this respect, in deviation from the main patent, L 'should be the inductance related to short sections and <B> IV, </B> the real resistance of the inductance also related to short sections.
The size G'23 and thus also the sizes J1 and J2 are used for the case of resonance
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a minimum. Since it is about the influence of technical frequencies, instead of short stretches you can also consider longer stretches in which a concentrated inductance L "with an effective resistance R between the outer conductor and earth is switched on at a point to be selected.
From (1) and (2) it follows, as already mentioned above, that a reduction in current J2 simultaneously results in a reduction in current J1. Since J2 is much larger than J1, the resonance case can be determined much more precisely with the aid of the first-mentioned current. This also applies to unevenly distributed master values.
The two figures of the drawing are now intended to serve for further explanation in terms of an exemplary embodiment of the present invention.
In both figures, consistent with the figures of the main patent specification, 0 denotes the disruptive power line, 1 denotes the inner conductor, 2 the outer conductor and 3 the cable jacket. The cable sheath is assumed to be earthed in the following examples, so that the earth E is not particularly shown.
In contrast to the main patent specification, it is also assumed that the interference occurs only over a short distance, which is represented by the kinked curve for 0; this case of a short-distance and at the same time strong interference is namely more critical than the case of uniform interference, but can be treated with the invention. The center of gravity of the influence is assumed at point B of the cable section AC with the length 1 = a + b.
In order to be able to use the resonance method independently of the natural influence, it is recommended to induce artificial alternating longitudinal voltages in the conductors at the center of gravity B, which are indicated in the figures by symbols of the usual type.
In Fig. 1 equal longitudinal voltages are inducted in both conductors 1 and 2, in Fig. 2, however, only a longitudinal voltage in conductor 2. In both figures, the activation of the resonance inductance L is intended for the (large) section AB - a of the total route AG - 1 are shown. The size of this resonance inductance is determined empirically in the embodiment of the invention in the following manner.
In FIG. 1, at B, the center of gravity of the affected total route, the inner conductor 1 and the outer conductor 2 are connected to the cable jacket 3 in direction C and are thus connected to earth. A variable inductance L 1 is switched on between the outer conductor 2 and the cable jacket 3 at a location between A and B that appears to be suitable. By changing the inductance L, the current J2 is brought to a minimum.
Here, the current strength in the uninterrupted outer conductor 2 z. B. read with a clip-on current transformer who the. The associated value of Lq is then already the sought-after resonance inductance.
Fig. 2 shows a circuit in which only an artificially induced longitudinal voltage in the outer conductor 2 is required. Since conductors 1 and 2 are at the same potential in section AB, current J2 is only a function of the conductance of section AB.
In a corresponding way, the resonance inductances can also be determined for the other sections of the coaxial cable section that is influenced. It is also possible to switch on several inductors distributed across different locations on the respective section.