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Schaltung zum Prüfen des Meldeleiterpaares eines kunststoffummantelten
elektrischen Kabels oder einer solchen Leitung auf Unterbrechung Besonders für Ferumeldekabel
mit kunststoffisolierten Adern ist man an Anordnungen interessiert, die ein Eindringen
von Feuchtigkeit in das Kabel möglichst rechtzeitig melden. Bei Fernmeldekabeln
mit kunststoffisolierten Adern besteht nämlich die Schwierigkeit, daß die in die
Kabelseele eindringende Feuchtigkeit bei unverletzter Aderisolierung zunächst keine
die Übertragungseigenschaft des Kabels merkbar beeinträchtigende Wirkung zur Folge
hat. Insbesondere bleibt der Isolationswiderstand der kunststoffisolierten Adern
zunächst praktisch unverändert.
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Die an der Leckstelle in der Kabelseele eintretende Feuchtigkeit breitet
sich nach beiden Seiten im Kabel aus und trifft erst nach längerer Zeit auf eine
Fehlerstelle der Aderisolierung, so daß erst dann eine Betriebsstörung der betreffenden
Adern die Folge ist. Zu diesem Zeitpunkt ist aber bereits ein längerer Kabelabschnitt
vollgelaufen.
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Um das Eindringen von Feuchtigkeit in ein Kabel, insbesondere in
ein vieladriges Nachrichtenkabel mit kunststoffisolierten Adern, rechtzeitig zu
erlrennen, hat man daher im Kabel Meldeleiter vorgesehen, deren Isolationswiderstand
überwacht wird. Als Meldeleiter können zwei besonders ausgebildete Adern oder aber
auch eine solche Ader und der metallische Schirm oder Mantel des Kabels verwendet
werden. Die Meldeleiter können beispielsweise mit einer Isolierung versehen werden,
deren Isolationswiderstand bei Eindringen von Feuchtigkeit absinkt. Meldeleiter
dieser Art können auch über die Länge des Kabelzuges nur stellenweise, beispielsweise
nur innerhalb der Muffen, mit einer nicht feuchtigkeitsdichten Isolierung versehen
werden.
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Auch ist bereits vorgeschlagen worden, zur Üb erwachung eines Kabels
über die Kabellänge verteilt feuchtigkeitsempfindliche Schalter zwischen zwei Meldeleiter
zu schalten. Beim Eindringen von Feuchtigkeit lösen diese Schalter aus und verbinden
an der betreffenden Stelle die Meldeleiter entweder unmittelbar oder über einen
Widerstand vorgegebener Größe.
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Diese Überwachungseinrichtung für Kabel, die auf der Messung des
Isolationswiderstandes von Meldeleitern beruhen, setzen voraus, daß die Meldeleiter
nicht unterbrochen werden. Nun ist die Forderung, mit Hilfe zweier Meldeleiter den
Isolationswiderstand und gleichzeitig durch einen Ruhestrom die Unterbrechungsfreiheit
dieser Meldeleiter zu überwachen, ohne Zuhilfenahme von Umschalteinrichtungen und
weiteren Leitern nicht durchführbar.
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Die Erfindung geht von einer Schaltung zum Prüfen des an eine mit
Gleichspannung arbeitende
Isolationsüberwachungseinrichtung angeschlossenen Meldeleiterpaares
eines aus einem kunststoffummantelten elektrischen Kabel oder einer solchen Leitung
bestehenden Prüflings auf Unterbrechung aus. Gemäß der Erfindung ist das Meldeleiterpaar
an seinem der Isolationsüberwachungseinrichtung abgewandten Ende durch einen Gleichrichter
abgeschlossen, der bei der Isolationsüberwachung in Sperrrichtung von der Gleichspannung
beaufschlagt wird; ferner sind Mittel vorgesehen, die eine kurzzeitige Umpolung
der Gleichspannung im Sinne einer dabei erfolgenden Ausnutzung der Iselationsüberwachungseinrichtung
für die Durchgangsprüfung ermöglichen.
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Trotz der angelegten Gleichspannung fließt also in den Meldeleitern
kein Strom, da der die Meldeleiter abschließende Gleichrichter die angelegte Gleichspannung
sperrt. Das Fließen eines Stromes in den Meldeleitern ist also nach wie vor nur
dann möglich, wenn infolge Eindringens von Feuchtigkeit der Isolationswiderstand
der Meldeleiter an einer Stelle absinkt oder ein im Nebenschluß zum Meldeleiterpaar
geschalteter feuchtigkeitsempfindlicher Schalter anspricht.
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An sich ist die Anwendung von Gleichrichtern zum paarigen Abschluß
der Aderenden von Leitungsschnüren zum Ermöglichen einer Überprüfung der Leitungsschnüre
auf Durchgang, Nebenschluß (Isolation) und Vertauschung ihrer Adern bekannt.
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Dabei wird ebenfalls ein und dieselbe Überwachungseinrichtung verwendet.
Eine Umpolung der Prüfgleichspannung zum Übergehen von einer Isolationsauf eine
Durchgangsprüfung ist hierbei jedoch nicht vorgesehen.
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Gerade diese Umpolung der Prüfgleichspannung zum Zwecke der Durchgangsprüfung
der Meldeleiterpaare ist jedoch für die Erfindung, die sich mit
dem
Prüfen von mit einem Meldeleiterpaar ausgerüsteten kunststoffummantelten elektrischen
Kabel oder solchen Leitungen befaßt, wesentlich. Eine gemäß der Erfindung ausgebildete
Schaltung kann daher in bekannter Weise zur Überwachung eines Kabels eingesetzt
werden. Wird nun die zur, aber wachung des Isolationswiderstandes benutzte Gleichspannung
kurzzeitig umgepolt, so zeigt das Fließen des dann in Durchlaßrichtung des Gleichrichters
gerichteten Stromes an, daß die Meldeleiter funktionsfähig, also nicht unterbrochen
sind.
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Zur Erläuterung der Erfindung ist in der F i g. 1 das durch einen
in Sperrichtung hochohmigen Gleichrichter abgeschlossene Meldeleiterpaar eines Kabels
schematisch dargestellt. Die beiden Meldeleiter A und B sind an dem Ende, das der
die Ùberwachungseinrichtung enthaltenden Vermittlungsstelle VSt abgewandt ist, über
einen Gleichrichter GI verbunden. Der Gleichrichter Gl ist in Sperrichtung derart
hochohmig, daß trotz der in der Vermittlungsstelle VSt an die Meldeleiter A und
B angelegten Gleichspannung, deren Richtung der Durchlaßrichtung des Gleichrichters
entgegengesetzt ist, in dem aus den Meldeleitern A und B gebildeten Stromkreis kein
Strom fließt. Dieser Stromkreis kann daher in üblicher Weise durch. Messung seines
Isolationswiderstandes zur Überwachung eines Kabels verwendet werden. Zur Überprüfung
der Meldeleiter wird die angelegte Gleichspannung kurzzeitig umgepolt.
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Bei intakten Meldèleiterii muß dann ein Strom in dem aus den Meldeleitern
A und B sowie aus dem Gleichrichter Gl gebildeten Stromkreis fließen. Diese Überprüfung
der Funktionsfähigkeit der Meldeleiter kann in einem Ortsr'e"tz' beispielsweise
einmal pro Tag vorgenommen werden.
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Wird eine gemäß der Erfindung ausgebildete Anordnung zur Überwachung
einer von einer zentralen, die Überwachungseiltrichtung enthaltenden Stelle ausgehenden
Kabelänlage verwendet,-von der an einer oder mehreren Abzweigstellen Kabelzweige
sternförmig abzweigen; so empfiehlt es sich, jedem Kabelzweig ein mit einem in Sperrichtung
hochohmigen Gleichrichter abgeschlossenes Meldeleiterpaar zuzuordnen.
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Die den Kabelzweigen zugeordneten Meldeleiterpaare können an den
Abzweigstellen den beiden von der zentralen Stelle ausgehenden Meldeleitern unter
Berücksichtigung ihrer'Polung parallel geschaltet werden. Ein Ausführungsbeispiel
hierfür ist in der Fig. 2 schematisch wiedergegeben. Die beiden Meldeleiter A und
B, die in der Vermittlungsstelle VSt mit einer Gleichspannung beaufschlagt werden,
sind an ihrem der Vermittlungsstelle VSt abgewandten Ende mit einem Gleichrichter
G11 abgeschlossen, dessen Durchlaßrichtung der angelegten Gleichspannung entgegengerichtet
ist. An der Abzweigstelle KV sind den dort abzweigenden Kabelzweigen jeweils ein
Meldeleiterpaar zugeordnet, die durch Gleichrichter G12 und G18 abgeschlossen werden.
Alle Meldeleiterpaare sind unter Berücksichtigung der durch die Durchlaßrichtung
der Gleichrichter bestimmten Polung an der AbzweigstelleKV miteinander parallel
geschaltet. Um die Schleifenwiderstände der einzelnen Meldeleiterpaare auf gleichen
Wert abzugleichen, sind in, die Meldeleiterpaare Widerstände Wt, W2 und W3 eingeschaltet.
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Wird bei einer solchen Anordnung die von der Üb erwachungs einrichtung
abgegebene Gleichspan-
nung zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit der Meldeleiter
kurzzeitig umgepolt, so ist der an der AbzweigstelleKV wirksame Leitwert der Zahl
der nicht unterbrochenen Meldeleiter proportional. Der Nachteil einer solchen Anordnung
liegt darin, daß bei Auftreten eines Fehlers nicht erkannt werden kann, welcher
Meldeleiter unterbrochen ist und daß überdies die Überwachungseinrichtung in der
Vermittlungsstelle VSt nicht allein zwischen Strom und Nichtstrom, sondern zwischen
Strömen über und unter bestimmten Grenzen unterscheiden muß. Die Anordnung der F
i g. 2 läßt sich zwar durch die Anwendung zusätzlicher Schaltmittel, beispielsweise
von Wählern oder Wählerrelais, beliebig vervollkommnen, gleichzeitig steigt jedoch
der durch die Schaltmittel bedingte Aufwand.
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Eine Verbesserung der in der F i g. 2 dargestellten Anordnung, bei
der die in der Vermittlungsstelle untergebrachte Überwachungseinrichtung zur Üb
erprüfung der Funktionsfähigkeit der Meldeleiter allein zwischen Strom und Nichtstrom
zu unterscheiden braucht, ist in der F i g. 3 wiedergegeben. Diese Anordnung entspricht
hinsichtlich der Messung des Isolationswiderstandes der Schaltungsanordnung der
F i g. 2, d. h., die durch die Gleichrichter GI, bis G13 abgeschlossenen Meldeleiterpaare
sind an der Abzweigstelle KV einander parallel geschaltet. Beim Ansprechen eines
abfallverzögerten Relais R werden die den einzelnen Kabelzweigen zugeordneten Meldeleiterpaare
in Reihe geschaltet. Parallel zum Relais R ist ein Gleichrichter G1' geschaltet,
dessenDurchlaßrichtung der Richtung der zur Isolationsprüfung verwendeten Gleichspannung
entspricht.
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Durch einen Fehlerstrom, wie er durch das Absinken des Isolationswiderstandes
der Meldeleiter beim Eindringen von Feuchtigkeit verursacht wird, kann das Relais
R nicht erregt werden, da es für einen in dieser Richtung fließenden Strom durch
den GleichrichterGI' kurzgeschlossen ist. Wird die zur Überwachung des Isolationswiderstandes
benutzte Gleichspannung hingegen umgepolt, so wird durch den dann fließenden Strom
das Relais R erregt, so daß die Meldeleiter in Reihe geschaltet werden. Sind die
Meldeleiter unterbrechungsfrei, bleibt das Relais R erregt; ist hingegen einer der
Meldeleiter unterbrochen, fließt in der Reihenschaltung der Meldeleiter so lange
kein Strom, bis das verzögerte Relais R wieder abfällt. Da das Relais R nach dem
Abfall wegen der dann vorliegenden Parallelschaltung der Meldeleiter erneut anspricht,
kommt es zu periodischen Stromunterbrechungen in der Größenordnung der Abfallzeit
des Relais, welche die Überwachungseinrichtung in der Vermittlungsstelle VSt zum
Auslösen bringen.
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Um bei der Überprüfung der Funktionsfähigkeit der Meldeleiter den
unterbrochenen Meldeleiter anzuzeigen und um den mit dem Einsatz von Schaltmitteln
verbundenen Aufwand zu vermeiden, kann man auch den Weg gehen, daß die den einzelnen
Kabelzweigen zugeordneten Meldeleiterpaare zwischen der zentralen Stelle und den
Abzweigstellen unter Berücksichtigung ihrer Polung zu zwei die gleiche Anzahl von
Leitern enthaltenden Gruppen derart zusammengefaßt werden, daß ein Leiter der einen
Gruppe und ein Leiter der zweiten Gruppe nur mit einem einzigen Meldeleiterpaar
direkt verbunden sind. Auf diese Weise werden für jedes Meldeleiterpaar voneinander
unabhängige Stromkreise geschaffen,
an die jeweils eine gesonderte
Überwachungseinrichtung angeschaltet wird.
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Werden je Gruppe n Leiter vorgesehen, so können hieraus insgesamt
n2 Meldeleiterpaare gebildet werden, so daß n2 Kabeizweige auf diese Weise überwacht
werden können. Zwischen der zentralen Stelle und den Abzweigstellen sind dennoch
höchstens 2n Leiter erforderlich, die als Meldeleiter verwendet werden. Diese verhältnismäßig
geringe Zahl von Meldeleitern steht in einem vieladrigen Nachrichtenkabel in der
Regel ohne weiteres zur Verfügung.
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Zur Erläuterung ist in der Fig. 4 als Ausführungsbeispiel das Schaltungsbild
einer solchen Schaltung wiedergegeben, bei der die beiden Gruppen von Meldeleitern
zwischen der zentralen Stelle und den Abzweigstellen jeweils vier Leiter enthalten.
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Die erste Gruppe enthält also die Meldeleiter A bis A4 und die zweite
Gruppe die Meldeleiter Bj bis B4. An diese beiden Gruppen können in der in der F
i g. 4 dargestellten Weise die durch die Gleichrichter Glt bis Glts abgeschlossenen
Meldeleiterpaare angeschlossen werden. Die Anschaltung der Meldeleiterpaare ist
dabei nach folgendem Schema vorgenommen worden:
| Das Meldeleiterpaar Meldeleiterpaar, angeschlossen an |
| abschließender Leiter aus Gruppe |
| Gleichrichter A [ B |
| G11 A1 Bt |
| Gl2 A1 B2 |
| Gl3 A1 B3 |
| 01 A B4 |
| Gl4 A1 B4 |
| 015 A2 B1 |
| GlÇ A2 B2 |
| Gl7 A2 B8 |
| Gl8 A2 B4 |
| GID I As Bt |
| 0110 A3 B2 |
| GGi° A3 Bs |
| 0112 A3 B4 |
| 0118 A4 B1 |
| Gl14 A4 B2 |
| 0115 A4 ß3 |
| Gltl6 A4 B4 |
Die den einzelnen Meldeleiterpaaren zugeordneten Üb erwachungs einrichtungen in
der Vermittlungsstelle VSt sind nach dem gleichen Schema mit den Leitern A3 bis
A4 und Bt bis B4 verbunden.