-
Verfahren zum Signalisieren von Wassereinbruchstellen in kunststoffummantelte
Fernmeldekabel mit kunststoffisolierten Adern Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,
Wassereinbruchstellen in kunststoffummantelte Fernmeldekabel mit kunststoffisolierten
Adern rechtzeitig festzustellen. Verglichen mit der Ermittlung anderer Störungsstellen
und auch mit der Ermittlung von Wassereinbruchstellen in Fernmeldekabel mit papierisolierten
Adern bereitet dies vor allem deswegen Schwierigkeiten, weil das in die Kabelseele
eindringende Wasser bei unverletzter Aderisolierung keine die Übertragungseigenschaften
des Kabels merkbar beeinträchtigenden Wirkungen zur Folge hat. Insbesondere der
Isolationswiderstand der Adern bleibt zunächst praktisch unverändert. Das an der
Wassereinbruchstelle in die Kabelseele eindringende Wasser breitet sich nach beiden
Seiten im Kabel aus und kann nach längerer Zeit an einzelnen Stellen auf Fehlerstellen
der Aderisolierung treffen, so daß eine Betriebsstörung der betreffenden Adern die
Folge ist.
-
Diese Fehlerstellen liegen aber in der Regel weit von der eigentlichen
Wassereinbruchstelle entfernt, so daß sie keinen Anhalt für die Lage dieser Stelle
geben können. Außerdem ist beim Eintreten dieser Störungen das Wasser bereits so
weit in die Kebelseele eingedrungen, daß die ganze betroffene Kabellänge ausgewechselt
werden muß.
-
Gegebenenfalls treten durch das eingedrungene Wasser auch Korrosionserscheinungen
an dem die Adern abschirmenden leitenden Schirm auf, durch die sich ein Wassereinbruch
bemerkbar macht. Diese Korrosionserscheinungen zeigen sich aber auch erst lange
Zeit nach dem Wassereinbruch.
-
Bei Femmeldekabeln mit kunststoffisolierten Adern muß daher an ein
Verfahren zum Signalisieren von Wassereinbruchstellen die Forderung gestellt werden,
daß die Meldung einer Wassereinbruchstelle möglichst frühzeitig erfolgt, also bereits
zu einem Zeitpunkt, zu dem das eingedrungene Wasser noch keine Zeit zur Ausbreitung
innerhalb der Kabelseele gefunden hat.
-
Es ist bekannt, Wassereinbruchstellen in Kabeln dadurch zu überwachen,
daß man im Kabel zusätzlich einen feuchtigkeitsempfindlichen Prüfleiter anordnet.
Beispielsweise kann dieser Prüfleiter mit einem für den Durchtritt von Feuchtigkeit
durchlässig gemachten Kunststoffüberzug versehen sein.
-
Beim Eindringen von Wasser kann dann der Ort festgestellt werden,
an dem der Isolationswiderstand zwischen dem Prüfleiter und dem Schirm des Kabels
ein Minimum hat. Das Signalisieren von Wassereinbruchstellen mittels solcher feuchtigkeitsempfindlicher
Prüfleiter hat jedoch den Nachteil, daß einmal ein zusätzlicher Leiter im Kabel
vorgesehen sein muß
und daß überdies der Wassereinbruch erst dann gemeldet wird,
nachdem das eingedrungene Wasser bereits bis zu diesem feuchtigkeitsempfindlichen
Prüfleiter vorgedrungen ist.
-
Zur Anzeige von in Fernmeldekabel eingedrungener Feuchtigkeit ist
es daher bereits bekanntgeworden, den Prüfleiter in Form eines auf die Kabelseele
aufgesponnenen Metallfolienbelages auszubilden. Mit Hilfe dieses derart ausgebildeten
Prüfieiters wird ein Kontrollstromkreis gebildet, der aus diesem Prüfleiter, einer
Prüfspannungsquelle, Begrenzungswiderständen, einem Anzeigeinstrument und Erde gebildet
ist und durch den ständig ein Kontrollstrom fließt, dessen Änderung das Eindringen
von Feuchtigkeit anzeigt. Abgesehen davon, daß die Überwachung des in diesem Kontrollstromkreis
fließenden Stromes einen zusätzlichen Aufwand bedeutet, ist in der Regel auch ein
zusätzlich auf die Kabelseele aufgebrachter Prüfleiter unerwünscht, da er die Kabelkonstruktion
verteuert.
-
Weiterhin ist zur Ortung von Wassereinbruchstellen in kunststoffummantelte
Fernmeldekabel mit kunststoffisolierten Adern und einem unter dem Kunsstoffmantel
angeordneten, gegenüber Erde isolierten leitenden Schirm bereits vorgeschlagen worden,
den Schirm an den Enden der die Wassereinbruchstelle enthaltenden Kabellänge zu
unterbrechen und die Wassereinbruchstelle durch eine Erdschlußmessung des Schirmes
mittels einer Widerstandsbrückenschaltung festzustellen. Bei diesem Verfahren wird
also zur Ortung der Wassereinbruchstelle das Widerstandsverhältnis des Schirmes
von der Wassereinbruchstelle zu den beiden Enden der betroffenen Kabellänge ausgenutzt.
-
Die Erfindung geht zum Signalisieren von Wassereinbruchstellen in
kunststoffummantelte Fernmeldekabel
mit kunststoffisolierten Adern,
unter deren Kunststoffmantel ein gegenüber Erde isolierter leitender Schirm angeordnet
ist, einen anderen Weg. Gemäß der Erfindung steht der leitende Schirm nur an einem
einzigen Punkt mit Erde in Verbindung; in diese Erdverbindung ist eine Spannungsquelle,
vorzugsweise eine niederohmige Gleichspannungsquelle in Reihe mit einem Überwachungsorgan,
beispielsweise einem Relais, eingeschaltet. Im Falle eines Wassereinbruchs wird
der Fehlerstrom, der durch den dann aus der Erdverbindung, dem Schirm, der Wassereinbruchstelle
und Erde gebildeten Fehlerstromkreis fließt zum Signalisieren der Wassereinbruchstelle
herangezogen. Das Verfahren nach der Erfindung nutzt also den Umstand aus, daß der
unter dem Kunststoffmantel eines kunststoffisolierten Fernmeldekabels angeordnete
leitende Schirm an sich gegenüber Erde isoliert ist und daß daher der im Fehlerstromkreis
fließende Strom beim Auftreten einer Wassereinbruchstelle, der durch die in die
Erdverbindung des Schirmes eingeschaltete Spannungsquelle hervorgerufen wird, erheblich
größer als der im fehlerfreien Zustand des Kabels fließende Erdstrom ist.
-
An sich ist es zur Überwachung eines Starkstromkabels, dessen drei
Leiter von einem leitenden oder schwach leitenden Schirm umgeben sind, bekannt,
zwischen diese Abschirmung und Erde eine Hilfsspannungsquelle in Reihe mit dem Steuerrelais
eines Ausschalters einzuschalten, der die Verbindung zwischen den Kabelleitern und
der Hauptstromquelle unterbricht, wenn sich ein Kurzschluß zwischen einem Leiter
und der Abschirmung oder der Abschirmung und Erde einstellt. Demgegenüber befaßt
sich die Erfindung jedoch mit der Lösung der Aufgabe, Wassereinbruchstellen in ein
kunststoffummanteltes Fernmeldekabel mit kunststoffisolierten Adern möglichst frühzeitig
zu melden.
-
Zur Erläuterung der Erfindung ist das Verfahren nach der Erfindung
in der F i g. 1 beispielsweise dargestellt.
-
Die Seele des Fernmeldekabels K besteht aus einer großen Anzahl von
kunststoffisolierten Sprechadern a, die an die Klemmleiste k geführt sind und die
nach außen von dem leitenden Schirm s abgeschirmt sind.
-
Der Schirms besteht in dem dargestellten Ausführungsbeispiel aus einem
längsverlaufenden überlappenden Metallband, beispielsweise einem Aluminiumband.
Der Schirm s ist an sich gegenüber Erde isoliert und nur zur Festlegung seines Potentials
an einer einzigen Stelle mit Erde verbunden. In Durchführung des Erfindungsgedankens
ist in diese Erdverbindung die niederohmige Gleichspannungsquelle S sowie das Relais
R in Reihe eingeschaltet.
-
Es sei angenommen, daß der Kunststoffmantel das Leck l aufweist,
so daß an dieser Stelle Wasser in das Kabel eindringt. Dadurch entsteht ein Fehlerstromkreis
über das Relais R, den Schirm s, das Leck I und Erde, der von der Gleichspannungsquelle
S gespeist wird. Infolgedessen spricht das Relais R an, so daß durch seinen Kontakt
r die als Signaleinrichtung dienende Glühlampe G eingeschaltet wird, zu deren Speisung
die Batterie b dient. Dieser letztgenannte Stromkreis wird im folgenden auch als
Signalstromkreis bezeichnet.
-
In F i g. 2 ist ein etwas speziellerer Fall dargestellt, bei dem
ebenfalls das im Prinzip in Fig. 1 dargestellte erfindungsgemäße Verfahren Anwendung
findet. Auch in dieser Figur ist mit K das Kabel be-
zeichnet, dessen Mantel m ein
Leck l aufweist, durch das - genügend große Feuchtigkeit des umgebenden Erdreiches
vorausgesetzt - der Schirm s in leitender Verbindung mit Erde steht. Wiederum ist
die Ausführungsform der Anordnung zur Durchführung des neuen Verfahrens angewendet,
bei der als Überwachungsorgan ein Relais R in Reihe mit einer niederohmigen Gleichspannungsquelle
S an die Stelle der direkten Erdverbindung des Schirmes s tritt.
-
Auch das Einschalten der als Überwachungsorgan dienenden Glühlampe
G. die wieder von der Batterie b gespeist wird, erfolgt in bereits angegebener Weise
über den Kontakts des Relais R. Das Neue gegenüber der in Fig. 1 dargestellten Anordnung
ist darin zu sehen, daß die eigentliche Überwachungseinrichtung im Kabelverteiler
KV angeordnet ist, während die Signaleinrichtung, in diesem Ausführungsbeispiel
die Glühlampe G, im Amt A vorgesehen ist, und daß der eigentliche Signalstromkreis
durch eine Leitung AL des Amtskabels gebildet wird.
-
In Fig.3 ist eine Weiterbildung des neuen Verfahrens für den Fall
mehrerer gleichzeitig zu überwachender Kabel schematisch dargestellt. Dabei werden
die direkten Erdverbindungen der Schirme der zu überwachenden Kabel durch eine gemeinsame
Erdverbindung über die gemeinsame niederohmige Spannungsquelle S und gemeinsame
tlberwachungsorgane, in dem figürlich dargestellten Ausführungsbeispiel wieder ein
Relais R, ersetzt. Die einzelnen Teile der Kabel sind in der bisherigen Weise bezeichnet
mit dem Unterschied. daß entsprechend der Numerierung des Kabels Indizes vorgesehen
sind. In bekannter Weise ist wiederum ein durch eine AmtsleitungAL dargestellter
Signalstromkreis vorhanden, der durch Schließen des Kontaktes r beim Ansprechen
des Relais R infolge einer Erdverbindung des Schirmes eines der Kabel durch ein
Leck 1 - im dargestellten Beispiel im Mantel des Kabels K3 - geschlossen wird. Die
Signaleinrichtung, im Ausführungsbeispiel die Glühlampe G, ist wiederum im Amt A
angeordnet.
-
Die Feststellung des von der Störung betroffenen Kabels kann dann
mittels eines auswählenden Organs, beispielsweise eines Wählers in Anrufsucherschaltung,
erfolgen. Durch dieses Organ werden zweckmäßig die Schirme der nicht von der Störung
betroffenen Kabel von der Spannungsquelle und den Überwachungsorganen abgeschaltet.
Eine entsprechende Anordnung kann in der Weise arbeiten, daß die Signalgabe bis
zum Abschalten erfolgt und/odel eine geeignete Anzeige des von der Störung betroffenen
Kabels vorgenommen wird. Als Gleichspannungsquelle für den über das auswählende
Organ verlaufenden Stromkreis kann vorteilhaft die Amtsbatterie b dienen.
-
Dieses Verfahren ermöglicht eine dauernde Überwachung mehrerer Kabel
mit automatischer Feststellung desjenigen Kabels, dessen Mantel eine Wassereintrittsstelle
aufweist.
-
In Fig. 4 ist eine Abänderung des in F i g. 3 schematisch dargestellten
Verfahrens beschrieben. Sie besteht darin, daß nicht mehr, wie in dem Ausführungsbeispiel
nach F i g. 3, die Schirme aller zu untersuchenden Kabel gleichzeitig an die Überwachungseinrichtung
angeschlossen werden, wodurch zusätzlich die Ermittlung des von der Störung betroffenen
Kabels erforderlich wird, sondern bei der Ausführungsform der Erfindung gemäß F
i g. 4 wird mittels
eines auswählenden Organs, beispielsweise eines
aus der Fernsprechtechnik bekanntenWählers, die direkte Erdverbindung des Schirmes
nur des jeweils zu prüfenden Kabels durch eine Erdverbindung über die niederohmige
Spannungsquelle und die Überwachungsorgane ersetzt. Dadurch wird einerseits eine
zusätzliche Feststellung des von dem Fehler betroffenen Kabels überflüssig, und
außerdem erübrigt sich die bisher zusätzlich erforderliche Gleichspannungsquelle
S. Als Gleichspannungsquelle dient, wie F i g. 4 erkennen läßt, nunmehr die Batterie
b, die ohnehin zum Betrieb der Signaleinrichtung erforderlich ist.
-
Man erkennt ferner, daß die an den bisherigen Ausführungsbeispielen
vorgenommene Trennung von Signalstromkreis und Fehlerstromkreis nunmehr hinfällig
geworden ist, denn der Fehlerstrom, der von der Batterie über das noch zu beschreibende
Überwachungsorgan U, die Amtsleitung AL, den Wähler W mit seinem Vielfach V, den
Schirm S3 über das Leck 1 zurück zur Batterie b fließt, ist identisch mit dem Signalstrom.
Da hierbei auch das Uberwachungsorgan U identisch mit der eigentlichen Signaleinrichtung
ist, muß man, um ein Fehlansprechen der Überwachungseinrichtung infolge der im fehlerfreien
Zustand des Kabels auftretenden Erdströme zu verhindern, eine Signaleinrichtung
U mit bestimmter Ansprechschwelle vorsehen.
-
Eine zur Ausübung dieses speziellen Verfahrens verwendbare Anordnung,
wie sie in Fig. 4 schematisch dargestellt ist, arbeitet im einzelnen folgendermaßen:
Über einen Wähler W, der die Arme I, II und III besitzt und der über die eine Ader
der Amtsleitung A L mittels des Wählerrelais WR gesteuert wird, kann man das zugleich
die Signaleinrichtung darstellende Überwachungsorgan U nacheinander an die Schirme
s1, s2 und s:3 der in diesem Beispiel drei zu überwachenden Kabel K1, K und K, anschalten.
-
Man erkennt, daß bei der in der Figur wiedergegebenen Stellung der
Arme des Wählers W lediglich der Schirm s1 mit der Überwachungseinrichtung U und
der mit ihr in Reihe geschaltete niederohmigen Gleichspannungsquelle b an Erde liegt,
während die beiden anderen Wählerarme II und III infolge des Aufbaues des Vielfachs
V die Schirme s und s. entsprechend den normalen Betriebsverhältnissen direkt an
Erde legen. Nimmt man nun an, daß der Wähler W entsprechend der Zahl der zu überwachenden
Kabel- drei Stellungen bzw. eine entsprechend verdrahtete Kontaktbank hat, so legt
er bei der nächsten, d. h. der mittleren Stellung seiner ArmeI, II und III wiederum
nur einen Schirm an die thberwachungsschaltung, nämlich in diesem Falle den Schirms,.
Dies geschieht wieder über den Wählerarm I, während der Wählerarm II nunmehr den
Schirm s1 und der Wählerarm III den Schirm si3 direkt mit Erde verbindet. Bei der
dritten Stellung der Wählerarme schließlich wird über den Wählerarm 1 der Schirms,
an die Überwachungseinrichtung gelegt; der Schirm s1 liegt über den Wählerarm II
und der Schirm s2 über den Wählerarm III direkt an Erde.
-
Die Einstellung des Wählers erfolgt, wie dies in F i g. 4 nur schematisch
angedeutet ist, in an sich bekannter Weise mittels eines Wählerrelais WR, das amtsseitig
durch eine mit WE bezeichnete Wähleinrichtung periodisch erregt wird. Die Wählimpulse
werden, wie bereits angedeutet, über die eine Ader
der Amtsleitung AL übertragen,
während die andere Ader die Verbindung zwischen dem tSberwachungsorgan U und dem
Wählerarm I darstellt.
-
Es ist einzusehen, daß die zuletzt beschriebene spezielle Weiterbildung
des neuen Verfahrens, bei der der Signalstromkreis mit dem Fehlerstromkreis identisch
ist, in entsprechender Vereinfachung auch dann Anwendung finden kann, wenn nur ein
einziges Kabel zu untersuchen ist.
-
Weiterhin ist die Anwendung des neuen Verfahrens nicht an eine bestimmte
Ausführungsform des Schirmes s des zu untersuchenden Kabels gebunden: in den Figuren
ist lediglich beispielsweise der Fall eines aus einem längsverlaufenden, glatten
Band gebogenen Schirmes dargestellt. Es ist aber ebensogut möglich, daß der Schirm
quergerillt oder aus einem gewickelten Band oder in anderer Weise hergestellt ist.