DE1153809B - Method for reducing the currents induced by an adjacent power line in the inner conductors of coaxial lines, in particular dwarf tubes, with remote direct current feed, which are arranged in telecommunication cables - Google Patents
Method for reducing the currents induced by an adjacent power line in the inner conductors of coaxial lines, in particular dwarf tubes, with remote direct current feed, which are arranged in telecommunication cablesInfo
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Description
DEUTSCHESGERMAN
PATENTAMTPATENT OFFICE
St 18006 Vmd/21cSt 18006 Vmd / 21c
BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UND AUSGABE DER AUSLEGESCHRIFT: 5. SEPTEMBER 1963NOTICE THE REGISTRATION AND ISSUE OF THE EDITORIAL: SEPTEMBER 5, 1963
In neuester Zeit werden sehr dünne Koaxialleitungen mit weniger als 5 mm Außendurchmesser, sogenannte Zwergtuben, zur Übertragung von mehreren hundert Trägerfrequenzkanälen in Femmeldekabeln verwendet. Solche Zwergtuben sind in Abständen von wenigen Kilometern mit ferngespeisten und daher unbemannten, z. B. in der Erde versenkten Transistor-Zwischenverstärkern verbunden, so daß es genügt, die bemannten Hauptverstärkerämter in großen Abständen von etwa 60 km und mehr anzuordnen. Die Fernspeisung erfolgt zweckmäßigerweise von den bemannten Verstärkerämtern aus mittels Gleichstrom auf den Innenleitern der Zwergtuben, wobei die Außenleiter isoliert bleiben, um Induktionswirkungen in den Stromkreisen Innenleiter—Außenleiter möglichst zu vermeiden. Die Innenleiter sind auf den langen Strecken zwischen den bemannten Ämtern durchgeschaltet, und es läßt sich deshalb nicht vermeiden, daß durch benachbarte, insbesondere parallel verlaufende Energieleitungen, insbesondere im Fall von Kurzschlüssen, trotz der als Abschirmung wirkenden isolierten Außenleiter in den Innenleitern Ströme induziert werden, deren Größe das für derartige Transistorschaltungen zulässige Maß weit übersteigt.Very thin coaxial lines with an outer diameter of less than 5 mm, so-called Dwarf tubes, for the transmission of several hundred carrier frequency channels in telecommunication cables used. Such dwarf tubes are fed remotely at intervals of a few kilometers and therefore unmanned, e.g. B. submerged in the ground transistor intermediate amplifiers connected, so that it is sufficient that the to arrange manned main amplifier offices at large distances of about 60 km and more. The remote supply expediently takes place from the manned booster offices by means of direct current to the Inner conductors of the dwarf tubes, whereby the outer conductors remain insulated to avoid induction effects in the Circuits inner conductor — outer conductor as close as possible avoid. The inner conductors are switched through on the long stretches between the manned offices, and it can therefore not be avoided that through adjacent, in particular parallel power lines, especially in the case of Short circuits, in spite of the isolated outer conductors acting as shielding in the inner conductors, currents are induced, the size of which far exceeds the permissible level for such transistor circuits.
Die Erfindung besteht in einem Verfahren zur Verminderung dieser Ströme mit dem Kennzeichen, daß zwischen die koaxialen Außenleiter und den metallenen Außenmantel des Fernmeldekabels bei den speisenden Hauptverstärkerämtern oder in möglichst gleichmäßigen Abständen auf die ganze Kabelstrecke verteilt Induktivitäten (Le) mit kleinen Wirkwiderständen (R e) geschaltet werden, deren Größe sich aus folgenden Bestimmungsgleichungen ergibt: The invention consists in a method for reducing these currents with the characteristic that inductances (L e ) with small effective resistances (R e ) are distributed between the coaxial outer conductor and the metal outer sheath of the telecommunication cable at the feeding main amplifier offices or at as uniform intervals as possible over the entire cable route ) , the size of which results from the following equations:
Le~ tfCÜI ' Le ~ tfCÜI '
^ 4Q ^ 4Q
worin Q das Verhältnis der Ströme für Re
und Re = 00 ist.where Q is the ratio of the currents for R e
and R e = 00.
Ein ähnliches Verfahren ist bisher nur bei mehradrigen Fernmeldekabeln mit isolierten metallenen
Außenmänteln zur Herabsetzung der Spannungen im Stromkreis Adernbündel—Kabelmantel vorgeschlagen
worden. Für die selektive Entstörung von durch Hochfrequenzsender beeinflußten konzentrischen
Breitbandkabeln mit gegen Erde isoliertem Außenleiter ist dagegen nur ein anderes Verfahren bekannt,
nämlich die Einschaltung eines Netzwerkes zwischen Verfahren zur Verminderung der durch eine
benachbarte Energieleitung induzierten
Ströme in den Innenleitern von Koaxialleitungen, insbesondere Zwergtuben,A similar method has so far only been proposed for multi-core telecommunication cables with insulated metal outer sheaths to reduce the voltages in the wire bundle-cable sheath circuit. In contrast, only one other method is known for the selective interference suppression of concentric broadband cables influenced by high frequency transmitters with outer conductors isolated from earth, namely the connection of a network between methods for reducing the energy induced by an adjacent power line
Currents in the inner conductors of coaxial lines, especially dwarf tubes,
mit Gleichstromfernspeisung,
die in Fernmeldekabeln angeordnet sindwith remote direct current supply,
which are arranged in telecommunication cables
Anmelder:Applicant:
Standard Elektrik Lorenz Aktiengesellschaft, Stuttgart-ZuffenhausenStandard Elektrik Lorenz Aktiengesellschaft, Stuttgart-Zuffenhausen
Dr.-Ing. Erwin Widl, Korntal (Württ.),
ist als Erfinder genannt wordenDr.-Ing. Erwin Widl, Korntal (Württ.),
has been named as the inventor
Außenleiter und Erde, mit dessen Hilfe die zwischen dem Außenleiter und Erde durch die Störquelle hervorgerufene Spannung selbst zur Erzeugung der in der Phase entgegengesetzt gerichteten Kompensationsspannung verwendet wird. Outer conductor and earth, with the help of which the interference between the outer conductor and earth caused by the source of interference Voltage itself is used to generate the compensation voltage which is opposite in phase.
Zur besseren Veranschaulichung der Erfindung sollen die Figuren der Zeichnung dienen.The figures of the drawing are intended to better illustrate the invention.
Fig. 1 zeigt die Einschaltung von Induktivitäten am Ende eines schematisch nur durch Linien dargestellten Fernmeldekabels mit nur einer Zwergtube;Fig. 1 shows the connection of inductances at the end of a shown schematically only by lines Telecommunication cable with only one dwarf tube;
Fig. 2 zeigt in Form einer räumlichen Skizze den Fall eines Fernmeldekabels mit vier Zwergtuben;2 shows in the form of a three-dimensional sketch the case of a telecommunication cable with four dwarf tubes;
Fig. 3 zeigt in Anlehnung an Fig. 1 die Einschaltung von Induktivitäten an jedem zweiten Zwischenverstärker; FIG. 3 shows, based on FIG. 1, the switching on of inductances at every second intermediate amplifier;
Fig. 4 zeigt schließlich das Ersatzschaltbild eines dadurch zwischen zwei überbenachbarten Zwischenverstärkerpunkten vorhandenen Teilvierpoles.Finally, FIG. 4 shows the equivalent circuit diagram of a repeater point that is thus between two superadjacent repeater points existing partial four-pole.
Fig. 1 zeigt im einzelnen schematisch die Verteilung des im Innenleiter 1 einer Zwergtube von der Energieleitung 0 induzierten Stromes, der sich dem Fernspeisungsgleichstrom überlagert und dadurch die Verstärker gefährdet. Die voll ausgezogene Stromkurve J1 betrifft den Fall des isolierten Außenleiters 2 ohne angeschaltete Induktivitäten und die gestrichelte Kurve J1 den Fall mit als komplexe Widerstände Re dargestellten Induktivitäten an den Kabelenden zwischen dem Außenleiter 2 und dem Kabelmantel 3. Es ist hier der Fall dargestellt, daß der KabelmantelsFig. 1 shows in detail, schematically, the distribution of the current induced in the inner conductor 1 of a dwarf tube by the power line 0, which is superimposed on the remote supply direct current and thereby endangers the amplifiers. The full current curve J 1 relates to the case of the insulated outer conductor 2 without connected inductances and the dashed curve J 1 to the case with inductances shown as complex resistances R e at the cable ends between the outer conductor 2 and the cable sheath 3. The case is shown here that the cable jacket
309 670/262309 670/262
von der Erde E isoliert ist; diese Isolierung ist jedoch nicht unbedingt erforderlich.is isolated from earth E; however, this isolation is not absolutely necessary.
Im Zuge des Innenleiters der Zwergtube, derenIn the course of the inner conductor of the dwarf tube, whose
Länge 2 -r-= 1 ist, liegt eine große Anzahl von Zwischenverstärkern T und an ihren beiden Enden je ein Hauptverstärker H. Infolge des in der Energieleitung 0 fließenden Stromes J0 wird im Innenleiter an dem Ort x, von der Streckenmitte aus gerechnet, der Strom / (x) erzeugt. In den bemannten speisenden Hauptverstärkerämtern H sind zwischen dem Außenleiter und dem metallenen Kabemantel die induktiven Widerstände S?e = Äe -f- jojLe mit möglichst kleinem Wirkwiderstand Re angeordnet, die gemäß dem neuen Verfahren bei geeigneter Wahl eine wesentliche Herabsetzung des Stromes / {x) in der durch die Kurve J1 angedeuteten Form bewirken.Length 2 -r- = 1, there is a large number of intermediate amplifiers T and a main amplifier H at each of their two ends. As a result of the current J 0 flowing in the power line 0, the inner conductor is calculated at location x, from the middle of the route, the current / (x) generates. In the manned main dining amplifier offices H are the inductive resistors S between the outer conductor and the metal Kabemantel? e = Ä e -f- jojL e arranged with the smallest possible effective resistance R e , which according to the new method, with a suitable choice, cause a significant reduction in the current / {x) in the form indicated by the curve J 1.
Zur Klärung der Wirksamkeit einer solchen Schaltung sei auf die Formel für den Strom / (x) bei elektrisch kurzen Leitungen verwiesen, wobei die Zugehörigkeit der Leitungsgrößen zu den Stromkreisen durch Fußindizes gekennzeichnet ist: Hat man es beispielsweise mit einer Anlage zu tun, bei der für / = 50 Hz und bei einer Hauptverstärkerfeldlänge / = 60 km z. B. ein kilometrischer Kapazitätswert To clarify the effectiveness of such a circuit, reference is made to the formula for the current / (x) for electrically short lines, where the line sizes belonging to the circuits are indicated by foot indices: For example, if you are dealing with a system in which for / = 50 Hz and with a main amplifier field length / = 60 km e.g. B. a kilometric capacity value
C23 = 0,1C 23 = 0.1
anzunehmen ist, und soll das Stromverhältnis Q nicht größer als 0,01 sein, was damit gleichbedeutend ίο ist, daß der induzierte Strom auf Vioo vermindert werden soll, so errechnet manis to be assumed, and the current ratio Q should not be greater than 0.01, which is tantamount to the fact that the induced current should be reduced to Vioo, so one calculates
Le = 6,7 Henry,
i?e ^ 21,2 0hm. L e = 6.7 henry,
i? e ^ 21.2 ohm.
Da es sich häufig um mehrere, also η Zwergtuben im gleichen Kabel handelt, deren Außenleiter miteinander direkten Kontakt haben, lauten für diese die ao obigen Formeln:Since there are often several, i.e. η dwarf tubes in the same cable, the outer conductors of which are in direct contact with each other, the ao above formulas for these are as follows:
Le =L e =
J(X) =J (X) =
<s<s
5 4ß 5 4ß
23'23 '
1·η1 · η
XkXk
1 + 211 + 21
(1)(1)
Da es sich um technischen Wechselstrom mit Frequenzen von 162Ia bis 60 Hz handelt, ist die Annahme elektrisch kurzer Längen berechtigt.Since it is technical alternating current with frequencies from 16 2 Ia to 60 Hz, the assumption of electrically short lengths is justified.
Für den Stromkreis Innenleiter—Außenleiter gilt angenähertThe following applies to the inner conductor — outer conductor circuit approximated
Ul12^R12, ©i2 f*>j.(o C12. (2) Ul 12 ^ R 12 , © i2 f *> j. (O C 12. (2)
Für den Stromkreis Außenleiter—Kabelmantel gilt angenähertThe following applies to the external conductor – cable sheath circuit approximated
3R23SoA23, ©23 sa j ω C23. (3)3R 23 SoA 23 , © 23 sa j ω C 23 . (3)
rK ist der Kabelreduktionsfaktor des Innenleiters, t12 ist der resultierende Reduktionsfaktor. Um die reduzierende Wirkung zu charakterisieren, genügt es, Das besagt, daß in diesem Fall die auf den rc-ten Teil verkleinerten Induktivitäten zwischen die in direktem Kontakt miteinander befindlichen Außenleiter und den metallenen Kabelmantel geschaltet werden. Handelt es sich beispielsweise um ein Viertubenkabel, wie Fig. 2 zeigt, so gilt für Zwergtuben bei den früher erwähnten rechnerischen Annahmen:r K is the cable reduction factor of the inner conductor, t 12 is the resulting reduction factor. In order to characterize the reducing effect, it is sufficient, This means that in this case the inductances reduced to the rc-th part are connected between the outer conductors, which are in direct contact with one another, and the metal cable sheath. If, for example, a four-tube cable is involved, as shown in Fig. 2, the following applies to dwarf tubes with the mathematical assumptions mentioned earlier:
Le= 1,68 Henry, Le = 1.68 henry,
Re < 5,3 Ohm. R e <5.3 ohms.
das Verhältnis Q der Ströme für Ste = 00 zu betrachten:consider the ratio Q of the currents for St e = 00:
J (* J (*
C2 JC 2 y
—J—J
Um also eine möglichst große Reduktionswirkung zu erzielen, muß man wählen:In order to achieve the greatest possible reducing effect, one must choose:
u- u- 44th
CO2C23/ 'CO 2 C 23 / '
Re < Re <
ω C23 / ω C 23 /
Der Wirkwiderstand der Induktivität soll, wie nochmals betont wird, möglichst klein sein. Auch eine Annäherung an die Werte dieser Formern würde bereits eine wesentliche Reduktionswirkung zur Folge haben. Es sei auch noch darauf verwiesen, daß bei nur teilweiser oder bei überhaupt ungleichmäßiger Beeinflussung durch die Energieleitung durch entsprechende ungleichmäßig gewählte Induktivitäten Le die gleiche Reduktionswirkung erzielt werden kann.The effective resistance of the inductance should, as emphasized again, be as small as possible. Even an approximation to the values of these formers would already have a significant reduction effect. It should also be pointed out that the same reduction effect can be achieved in the case of only partial or non-uniform influencing by the energy conduction by means of corresponding, non-uniformly selected inductances L e.
Das Verfahren gemäß der Erfindung ist zwar bei ; \(oLe und für 50 Fernmeldekabeln mit Zwergtuben von besonderem Interesse und deshalb an ihrem Beispiel dargestellt worden; es kann aber auch bei Koaxialleitungen mit größeren Querschnitten Verwendung finden, z. B. bei der vom CCITT genormten 2,6/9,5-Tube.The method according to the invention is true at; \ (oL e and for 50 telecommunication cables with dwarf tubes of particular interest and therefore shown in their example; however, it can also be used for coaxial cables with larger cross-sections, e.g. the 2.6 / 9.5- Tube.
Da es sich bei dünnen Koaxialleitungen um viele zugängliche Zwischenverstärkerpunkte handelt, besteht auch die Möglichkeit, die Querinduktivitäten möglichst gleichmäßig längs der ganzen Kabelstrecke zu verteilen und dadurch eine Art Querbespulungvorzunehmen. Fig. 3 zeigt einen solchen Fall, bei dem eine Querinduktivität Lq mit dem möglichst klein zu nehmenden Wirkwiderstand i?„ an jeden zweiten Zwischenverstärkerpunkt Tl... Tm zwischen Außenleiter und Kabelmantel geschaltet ist. Man hat es dann mit m kurzen Teilstrecken der Länge s zu tun, auf die entsprechend Fig. 4 alle Leitungsgrößen zu beziehen sind. Wenn I die Gesamtlänge ist, so sind m = Ils Teilstrecken vorhanden, wobei im vorliegen-Since there are many accessible intermediate amplifier points with thin coaxial lines, there is also the possibility of distributing the transverse inductances as evenly as possible along the entire length of the cable, thereby creating a kind of transverse winding. FIG. 3 shows such a case in which a shunt inductance L q with the effective resistance i? ", Which is to be made as small as possible, is connected to every second intermediate amplifier point Tl... Tm between the outer conductor and the cable sheath. One then has to deal with m short sections of length s , to which all line sizes are to be related according to FIG. 4. If I is the total length, then m = Ils subsections are available, where in the present-
(5)(5)
5 65 6
den Fall λ1 der Abstand zweier überbenachbarter Zwischenverstärker ist. Es gilt dann: 3ΐι..> sä s ■ R12,, the case λ 1 is the distance between two superadjacent repeaters. The following then applies: 3ΐι ..> sä s ■ R 12 ,,
Für den Strom J (χ) gilt dann die Gleichungsgruppe:The group of equations then applies to the current J (χ):
2 1 42 1 4
" Γι 2 , ~ 1 + St' '"Γι 2, ~ 1 + St ''
81' =81 '=
Das Verhältnis Q der .Ströme für iRg = Rg + jcoLs r=zjw La und 9tff = oo ist hier:The ratio Q of the currents for iR g = R g + jcoL s r = zjw L a and 9t ff = oo is here:
Um also eine möglichst große Reduktionswirkung zu erzielen, muß man wählen:In order to achieve the greatest possible reducing effect, one must choose:
1 η = ö 1 η = ö
ω·4· C23 co· C23 ω · 4 · C 23 co · C 23
Daß die Längsverteilung der Querinduktivitäten (Querbespulung) die Anwendung des Verfahrens auch für elektrisch lange Kabelstrecken ermöglicht, ergibt sich aus der allgemein gültigen Gleichungsgruppe für den Strom / (x):The fact that the longitudinal distribution of the transverse inductances (transverse winding) also enables the method to be used for electrically long cable sections results from the generally applicable group of equations for the current / (x) :
J(x)~ ΰ"Γ J (x) ~ ΰ " Γ
cosh γί2 cosh γί 2
τητη
cosh y23· -— · coshyi2 · x — cosh γ'ν, · ----- · cosh^3 · χ cosh y 23 · -— · coshyi2 · x - cosh γ ' ν , · ----- · cosh ^ 3 · χ
m , , mm,, m
Setzt man in dem Klammerausdruck γ23 «a O, was erlaubt ist, wenn man nicht nur die Bedingungsgleichung (10) für Lq erfüllt, sondern auch den Wirkwiderstand Rq und den Verlustwinkel des Dielektrih If one puts in the bracket expression γ 23 «a O, which is allowed if one not only fulfills the conditional equation (10) for L q , but also the effective resistance R q and the loss angle of the dielectric
kums zwischen Außenleiter und Kabelmantel möglichst klein wählt, so wird der Klammerausdruck unabhängig von χ angenähert gleich Null.If you choose as small as possible between the outer conductor and the cable sheath, the expression in brackets will be approximately zero regardless of χ.
In diesem Fall spielt es offenbar keine Rolle, ob es sich um eine gleichmäßige oder um eine ungleichmäßige, z. B. nur teilweise Beeinflussung durch die Energieleitung handelt.In this case, it doesn't seem to matter whether it is be a uniform or an uneven, z. B. only partially influenced by the Energieleitung acts.
Claims (5)
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BE619430D BE619430A (en) | 1961-06-27 | ||
NL301393D NL301393A (en) | 1961-06-27 | ||
DEST18006A DE1153809B (en) | 1961-06-27 | 1961-06-27 | Method for reducing the currents induced by an adjacent power line in the inner conductors of coaxial lines, in particular dwarf tubes, with remote direct current feed, which are arranged in telecommunication cables |
GB2417262A GB954826A (en) | 1961-06-27 | 1962-06-22 | A method of transmitting electrical signals along coaxial lines |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0014969A1 (en) * | 1979-02-19 | 1980-09-03 | Siemens Aktiengesellschaft | Input circuit for receiver-side line terminal apparatus of a telecommunication system |
US4885555A (en) * | 1987-12-21 | 1989-12-05 | Palmer Donald E | Interconnection for high fidelity signals |
-
0
- BE BE619430D patent/BE619430A/xx unknown
- NL NL279335D patent/NL279335A/xx unknown
-
1961
- 1961-06-27 DE DEST18006A patent/DE1153809B/en active Pending
-
1962
- 1962-06-22 GB GB2417262A patent/GB954826A/en not_active Expired
- 1962-06-27 CH CH774762A patent/CH403900A/en unknown
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---|---|---|---|---|
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB954826A (en) | 1964-04-08 |
NL279335A (en) | |
BE619430A (en) | |
CH403900A (en) | 1965-12-15 |
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