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Die Erfindung betrifft eine Anordnung mit Wheatstonescher Brücke zur
Überwachung des Eindringen von Feuchtigkeit in Fernmeldekabel, die mit Hilfe :von
Prüfadern überwacht werden: -Um Kabel gegen das Eindringen von Feuchtigkeit
überwachen zu können, hat man im Kabel Prüfadern mit einer so ausgebildeten Isolierung
angeordnet, daß die eindringende Feuchtigkeit den Isolationswiderstand zwischen
den Prüfadern bzw. zwischen Prüfader und Erde absenkt. Diese Prüfadern können mit
Kunststoffbändern oder Kunststoffäden offen bewickelt werden. Ihre Isolierung kann
auch aus einem schwammartigen Kunststoff mit durchgehenden Poren oder auch aus einem
durchbrochenen Kunststoffschlauch bestehen. Als Isolierung für die Prüfadern kann
statt eines mit einem für den Durchtritt von Feuchtigkeit durchlässig gemachten
Kunststoffüberzuges .auch eine Papierisolierung verwendet werden, deren Isolationswiderstand
beim Eindringen von Wasser absinkt.
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Durch ein Überwachungsgerät wird eine Gleichspannung zwischen die
perforierten Adern und Erde oder zwischen zwei perforierte -Adern gelegt. Wenn der
Isolationswiderstand dieses Überwachungskreises durch Eindringen von Feuchtigkeit
absinkt, spricht das Gerät an und gibt Alarm. Mit einem solchen Gerät -werden jedoch
nur dann alle Feuchtigkeitseinbrüche längs der gesamten überwachten Strecke angezeigt,
wenn sichergestellt ist, daß die perforierten Prüfadern auch bis zu ihrem Ende ohne
Unterbrechung durchlaufen. Als Meldegerät ist eine Einrichtung mit einer Brückenschaltung
bekannt, an die der Überwachungskreis mit dem perforierten Element angeschlossen
ist. Die Brücke wird bei leerlaufendem perforiertem Paar und bei trockener Kabelseele
abgeglichen; - sie gerät außer Gleichgewicht, wenn Feuchtigkeit in das Kabel eintritt.
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Aus der deutschen Patentschrift 850163 ist eine Einrichtung bekannt,
die zur Feststellung von Isolationsschäden in zwei parallel zueinander verlegten
Fernmeldekabeln, z. B: in zwei Trägerfrequenzkabeln für die eine und die ändere
Gesprächsrichtung, dient: In jedem Kabel ist ein vorzugsweise innerhalb der Papierisolierung
verlaufender Prüfleiter vorgesehen; jeder dieser beiden jeweils erdunsymmetrisch
betriebenen Prüfleiter bildet einen Zweig einer Wheatstonesehen Brücke, deren Ausgleichsstrom
oder -spannung als Maß für eintretende Isolationsänderungen verwendet wird. Die
übrigen beiden Brückenzweige werden durch von Hand einstellbare hochohmige Abgleichwiderstände
gebildet. Die Abstimmung der Brücke erfolgt so, da.ß die Brücke im Gleichgewicht
ist, solange die Kabel-.-keine Isolationsschäden aufweisen. Zwecks gleichzeitiger
Verwendung des Anzeigegerätes zur Betriebsbereitschaftsanzeige hat-man -bei dieser
bekannten Einrichtung eine dauernde, gleichbleibende Brückenverstimmung eingestellt.
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Der erdunsymmetrische Betrieb der Prüfadern in der Brückenschaltung
hat jedoch nicht ganz befriedigt. Insbesondere war der Aufwand bei den bekannten
Anordnungen verhältnismäßig groß.
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Die- den bekannten Überwachungseinrichtungen anhaftenden Mängel werden
bei der Anordnung nach der Erfindung dadurch beseitigt, daß wenigstens drei der
Brückenzweige durch je ein erdsymmetrisch auf- 1 gebautes, am fernen Ende mit einem
ohmschen oder komplexen Widerstand abgeschlossenes Prüfaderpaar gebildet sind und
daß die Brückenschaltung eine Überwachungseinrichtung zur Fehleranzeige aufweist.
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Durch die Verwendung erdsymmetrischer Prüf-oder Überwachungsaderpaare
und durch den erdsymmetrischen Betrieb der Prüfadern kann die-Wirkung äußerer Beeinflussungsspannungen
sehr klein gehalten werden. Ferner kann man im Maximalfall an jeden der vier Brückenzweige
einen Überwachungskreis anschließen, d. h., die überwachungs-> kreise selbst als
Brückenzweige benutzen. Die Prüfaderpaare überwachen sich dabei also .gegenseitig.
Um auch den Durchgang der Überwachungsadern bis an ihr Ende praktisch ohne Mehraufwand
prüfen zu können, wird am fernen Ende jedes überwachungsabschnittes zwischen die
Adern eines überwachungspaares ein Widerstand mit vorzugsweise hohem Widerstandswert
geschaltet. Der Wert dieses Abschlußwiderstandes wird vorteilhafterweise so groß
gewählt, daß im Vergleich zu diesem- der Leitungswiderstand vernachlässigt werden
kann. Die Brückenschaltung braucht also im Prinzip an die Länge der Überwachungsstrecken
nicht angepaßt zu werden.
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Die Erfindung bringt gegenüber den früher benutzten Einrichtungen
zur Überwachung mehrerer Kabelabschnitte auch noch eine Ersparnis an Leitungen mit
sich; bisher hatten nämlich alle Überwachungskreise eine Leitung gemeinsam, die
-bis zur Zentrale durchgeschaltet war. Damit ergab sich auch -eine gewisse Verschlechterung
der Symmetrie. Da nun die Anordnung nach einer Weiterbildung der Erfindung -bei
vier Überwachungsabschnitten nur vier Leitungen benötigt, kommt man mit einer üblichen
vieradrigen Adergruppe aus. Ferner kann- ein hoher Grad an Symmetrie erzielt werden.
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Die Erfindung wird im folgenden an Hand von Ausführungsbeispielen
näher erläutert.
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In F i g. 1 ist eine Prinzipschaltung eines Überwachungsgerätes für
vier Kabel gezeigt, welches aus einer Brückenschaltung mit vier Brückenzweigen T
bis 4 besteht, an welche Prüf- oder überwachungsaderpaare I bis IV angeschlossen
sind. Die Brücke enthält eine Gleichspannungsquelle U und als Brückenindikator zwei
Relais A und B. Jedes überwachungsaderpaar ist über einen Umschalter
t1, t2, t3 und t4 an die Brücke angeschlossen und am fernen Ende mit je einem 200-kQ-Widerstand
5 abgeschlossen.
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Das Überwachungsgerät enthält noch einen in F i g. 2 gezeigten Bedienungsteil
oder Isolationsmelder, welcher eine Alarmlampe Al für das Anzeigen von Fehlern-
und eine Lampe Er aufweist, die an bereits festgestellte Fehler erinnern soll. Zwei
Lampen L1 und L2 dienen zur Anzeige von Unterbrechungsfehlern bzw. von Isolationsfehlern
in den Prüfadern. Mit einem Schalter S kann die Überprüfung der-Kabelanlage durchgeführt
werden.
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Das Überwachungsgerät arbeitet nach dem Ruhestromprinzip. Eine Brückenverstimmung;
die z. B. durch einen Aderbruch oder durch das Absinken des Isolationswiderstandes
in einem der perforierten Prüfaderpaare verursacht wird, läßt das richtungsempfindliche
Relais A bzw: B ansprechen. Dadurch -leuchtet am Isolationsmelder die Alarmlampe
Al auf. Der Kontakt z eines Relais löst .gleichzeitig einen akustischen Alarm
aus und schaltet die Stromversorgung für den Isolationsmelder ab, damit eine Korrosion
.der Prüfadern unter dem Einfluß des eingedrungenen Wassers verhindert wird. -Um
das sich meldende perforierte Aderpaar und
die Art des Fehlers zu
erkennen, wird der Schalter S von Stellung Betrieb Be zunächst in die Stellung I
für das erste Prüfaderpaar I gebracht, in der an Stelle der übrigen Prüfaderpaare
II bis IV entsprechende Ersatzwiderstände E2 bis E4 angeschaltet werden. Beim Verlassen
der Stellung Betrieb, also ersten Schaltschritt, wird der akustische Alarm abgestellt,
die Alarmlampe Al brennt jedoch weiter. Der Schalter S wird über seine Stellungen
I bis IV so lange weitergedreht, bis das im fehlerhaften Kabel liegende Prüfaderpaar
erreicht ist; dann leuchtet nämlich nach einer gewissen Verzögerungszeit entweder
die LampeLi zur Meldung eines Aderbruches oder die Lampe L, zur Meldung eines Isolationsfehlers
auf. Durch Betätigen der zugehörigen rastenden Taste T, bis T4 wird das betreffende
Prüfaderpaar durch den entsprechenden Umschalter t1 bis t4 abgeschaltet und durch
seinen Ersatzwiderstand El bis E4 (200 kQ) ersetzt. Dadurch kommt die Brücke wieder
ins Gleichgewicht, und die Alarmlampe Al erlischt. Zum Zeichen, daß mindestens
ein perforiertes Prüfaderpaar nicht überwacht wird, leuchtet die Erinnerungslampe
Er auf, die angibt, daß das Gerät auf Teilüberwachung geschaltet ist. Nach
Drehen des Schalters S in Betriebsstellung Be werden die übrigen Prüfaderpaare weiter
überwacht.
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Die Prüfaderpaare sind über Spannungsableiter 6 und Störspannungsfilter7
an das Gerät angeschlossen. Durch die Verwendung des Filters und durch eine Ansprechverzögerung
der beiden Relais A und B
wird eine außerordentliche Stabilität des
Gerätes gegen Beeinflussungsspannungen erreicht.
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In F i g. 3 ist eine besonders vorteilhafte Schaltungsanordnung gezeigt,
die sich besonders für lange Kabelstrecken mit mehreren überwachungsabschnitten
eignet. Die Kabelstrecke weist z. B. vier überwachungsabschnitte a, b, c
und d auf. Mit vier Leitungen 8 bis 11 sind zwei perforierte gestrichelt
gezeichnete Prüf- oder überwachungsadern 12 und 13 sowie zwei nicht für Prüfzwecke
dienende vollisolierte, als vollausgezogene Linien gezeichnete Adern 14 und 15 an
die Brückenpunkte 1 bis 4 angeschlossen. Wie F i g. 3 zeigt, ist die Prüfader 13
des Prüfaderpaares 12, 13 mit einer Prüfader 16 des nächsten überwachungsabschnittes
b verbunden -und die dazugehörige Prüfader 17 ist über die Ader 14 des vollisolierten
Aderpaares 14,15 mit .der Brückenschaltung verbunden. In gleicher Weise ist eine
Prüfader 18 des Prüfaderpaares 18, 19 im überwachungsabschnitt c an die Prüfader
17 des überwachungsabschnittes b angeschlossen, während eine zweite Prüfader 19
mit der vollisolierten Ader 15 verbunden ist. Eine Prüfader 20 des vierten
überwachungsabschnittes d ist an die Prüfader 19 des überwachungsabschnittes c angeschlossen,
während eine zweite Prüfader 21 des Prüfaderpaares 20, 21 über eine vollisolierte
Ader 22 mit der im ersten überwachungsabschnitt a befindlichen Prüfader 12 verbunden
ist. Die Verbindung der vier überwachungsabschnitte mit den Brückenpunkten der Überwachungsbrücke
kann also mit Hilfe von nur vier Leitungen erfolgen. Jedes einem überwachungsabschnitt
zugeordnete Prüfaderpaar ist mit je einem Widerstand 5 abgeschlossen. Zur Verbesserung
der Adersymmetrie kann an die Prüfader 16 noch eine vollisolierte Ader 23 angeschlossen
werden, die im Kabel ohnehin vorhanden ist, aber für überwachungszwecke nicht gebraucht
wird. In F i g. 4 ist die Anwendung der Anordnung nach der Erfindung für eine verzweigte
Kabelanlage dargestellt. Die Verzweigung erfolgt nach dem ersten überwachungsabschnitt
a; in ihm dienen zwei gestrichelt gezeichnete Prüfadern 24 und 25 der überwachung,
während ein in vollen Linien gezeichnetes vollisoliertes Aderpaar 26, 27 für die
Durchschaltung der Prüfadern der weiteren Überwachungsabschnitte benutzt wird. Eine
Prüfader 28 des überwachungspaares 28, 29 im abgezweigten überwachungsabschnitt
b ist an die Prüfader 25 des ersten überwachungsabschnittes a und eine zweite überwachungsader
29 des zweiten Überwachungsabschnittes b an die vollisolierte Ader 26 angeschlossen.
Das an der Verzweigungsstelle ferner noch abgezweigte Kabel mit seinen zwei Prüfadern
30 und 31 liegt im überwachungsabschnitt c; diese Prüfadern werden an die vollisolierten
Adern 26 und 27 angeschlossen. Der nicht abgezweigte vierte Überwachungsabschnitt
d weist zwei Prüfadern 32 und 33 auf; diese sind über die Adern 24 und 27 im ersten
Überwachungsabschnitt a mit den Brückenpunkten 1 und 3 der Brückenschaltung verbunden.
Alle Prüfaderpaare sind am Ende des betreffenden überwachungsabschnittes jeweils
mit einem Widerstand 5 abgeschlossen.
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In F i g. 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel gezeigt. Die Kabelstrecke
besteht aus den einzeln überwachten Teilabschnitten a bis d. Die Brückenschaltung
mit .den Brückenpunkten 1 bis 4 ist zur Erzielung hoher Symmetrie so geschaltet,
daß die Prüfadern der beiden am entferntesten liegenden überwachungsabschnitte c
und d auf zwei Prüfleiterpaaren ü, v und x, y laufen, die innerhalb
des Prüfleitersternvierers senkrecht aufeinander stehen; dieser Fall ist in F i
g. 6 gezeigt.
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Die gestrichelten Linien stellen Prüfadern dar; die ausgezogenen Linien
bedeuten vollisolierte Adern. Aus F i g. 5 ergibt sich nun die weitere Beschaltung:
Während die Prüfadern 34, 35 unmittelbar an die Brückenpunkte 3 und 4 angeschlossen
sind, führen die Prüfadern 36, 37 des Abschnittes b über vollisolierte Adern 38,
39 zu den Brückenpunkten 1 und 2. Bei dieser Vollausnutzung der überwachungsanordnung
sind also in jedem Leitungszug der Prüfadern zwei Abschnitte mit Prüfadercharakter,
z. B. 36 und 40, und mindestens ein Abschnitt, im Beispiel also zwei Abschnitte,
nämlich 38 und 41, mit einer vollisolierten Ader angeordnet. Jeder überwachungsabschnitt
ist mit je einem Widerstand 5 abgeschlossen.
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In F i g. 4 ist eine Kabelstrecke mit vier einzeln überwachten Abzweigungen
42 bis 45 skizziert. Auch hier ist die Brückenanordnung so beschaltet, daß die beiden
am entferntesten liegenden Abschnitte 43 und 45 auf zwei Prüfleiterpaaren u, v und
x, y laufen, die innerhalb des Prüfleitersternvierers senkrecht aufeinander stehen.
Die Prüfleiter sind gestrichelt gezeichnet. F i g. 7 läßt erkennen, daß ,die verschiedenen
überwachungsabschnitte verschieden lang gewählt sein können.