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Besonders für Fernmeldekabel 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. Die an der Leckstelle in der Kabelseele eintretende
Feuchtigkeit breitet sich an 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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Zur Überwachung von Kabeln gegenüber dem Eindringen von Feuchtigkeit
ist es an sich bekannt, Prüfadern im Kabel anzuordnen, deren Isolierung so ausgebildet
ist, daß die eindringende Feuchtigkeit den Isolationswiderstand zwischen den Prüfadern
bzw.
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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. Die zur Überwachung gegenüber dem Eindringen von Feuchtigkeit
-vorgesehenen Prüfadern bekannter Ausführung können über die ganze Länge des Kabels
mit der nicht feuchtigkeitsdichten Isolierung versehen werden. Es ist aber auch
bereits vorgeschlagen worden (deutsche Patentschrift 1 213 511), eine Überwachung
von kunststoffisolierten Kabeln lediglich im Bereich der Garnituren vorzusehen,
indem zwei durchlaufende, gegebenenfalls als Sprechadern benutzte Adern zwar innerhalb
des Garniturengehäuses, aber außerhalb der Kunststoffumhüllung der Kabelgarnitur
geführt und im Bereich der Kabelgarnitur nicht wasserdicht isoliert werden. Diese
Adern sind an eine den Isolationswiderstand messende t Überwachungseinrichtung angeschlossen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung zum Signalisieren des
Eindringens von Feuchtigkeit in ein mehradriges Kabel zu schaffen; die ein besonders
schnelles und sicheres Ansprechen gewährleistet. Die Erfindung geht von einer Anordnung
aus, bei der eine Überwachungseinrichtung in Abhängigkeit vom Isolationswiderstand
von innerhalb des Kabelzuges angeordneten, nicht feuchtigkeitsdicht isolierten Adern
anspricht. Gemäß der Erfindung sind die Prüfadern jeweils an den Eingang einer stromverstärkenden,
aus Halbleiterbauelementen aufgebauten Schaltungsanordnung angeschlossen, deren
Ausgang zu zwei mit der Überwachungseinnchtung in Verbindung stehenden Betriebsadern
des Kabels, beispielsweise mit einer Teilnehmerleitung in einem Ortskabel, parallel
geschaltet ist und deren Ausgangswiderstand beim Absinken des Isolationswiderstandes
der Prüfadern auf einen gegenüber dem Isolationswiderstand wesentlich kleineren
Wert absinkt. Durch diese Einschaltung von stromverstärkenden, aus Halbleiterbau-
elementen
aufgebauten Schaltungsanordnungen in der Nähe der zur Anzeige dienenden Prüfadern,
ist es möglich, das Absinken des Isolationswiderstandes der Prüfadern beim Eintreten
von Feuchtigkeit derart zu verstärken, daß die Überwachungseinrichtung mit Sicherheit
anspricht. Die Charakteristik der stromverstärkenden Schaltungsanordnung kann dabei
linear oder auch nicht linear sein. Selbst bei ungenügender Benetzung der Prüfadern,
bei der also der Isolationswiderstand der Prüfadern nur wenig absinkt, spricht die
Überwachungseinrichtung sofort an, da sich die eingeschaltete stromverstärkende
Schaltungsanordnung derart auswirkt, als ob die mit der Überwachungseinrichtung
in Verbindung stehenden Betriebsadern, also beispielsweise die Teilnehmerleitungen
eines Ortskabels, niederohmig überbrückt werden.
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Für die praktische Durchführung der Erfindung kommt es darauf an,
daß sich die aus Halbleiterbauelementen bestehenden, stromverstärkenden Schaltungsanordnungen
möglichst in der Nähe der Prüfadern befinden, damit die Verbindung zwischen den
Prüfadern und den stromverstärkenden Schaltungsanordnungeü derärt kurz ist, daß
ein Ansprechen der eingesetzten stromverstärkenden Schaltungsanordnungen auch bei
geringfügigem Absinken des Isolationswiderstandes zwischen den Prüfadern bzw. zwischen
Prüfader und Èrde sichergestellt ist. Werden also die nicht feuchtigkeitsdicht isolierten
Prüfadern beispielsweise in den Kabelmuffen angeordnet, so empfiehlt es sich, die
stromverstärkende Schaltungsanordnung ebenfalls in diesen Muffen - unterzubringen.
Es ist aber auch möglich, die an den Eingang einer stromverstärkenden Schaltungsanordnung
angeschlossenen Prüfadérn, welche sich in einer Kabelmuffe befinden, in den an diese
Kabelmuffe anschließenden Kabellängen unterzubringen. Auf diese Weise kann der gesamte
Kabelzug mit nicht feuchtigkeitsdichten Prüfadern versehen werden, ohne daß die
Verbindung zwischen einer möglichen Fehlerstelle und dem Eingang : der stromverstärkenden
Schaltungsanordnung länger als eine Kabellänge ist.
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Es ist natürlich auch möglich, lediglich an besonders gefährdeten
Stellen des Kabelzuges einzelne Muffen bzw. einzelne Kabellängen mit den Prüfadern
sowie mit den stromverstärkenden Schaltungsanordnungen zu versehen.
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Je nach den Erfordernissen können die stromverstärkenden Schaltungsanordnungen
aber auch in weiteren Abständen. vorgesehen werden. So ist es beispielsweise möglich,
diese Schaltungsanordnung auch allein in den Kabelverzweigern anzuordnen. Dies ist
in der Praxis meist deshalb durchführbar, weil die Entfernungen zwischen aufeinanderfolgenden
Kabelverzweigern beispielsweise eines Ortskabelnetzes nicht allzu"groß ist.
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Da die stromverstärkenden Schaltungsanordnungen aus Halbleiterbauelementen
aufgebaut sind, bleiben diese Anordnungen über lange Zeit betriebssicher.
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Dies gilt insbesondere für den Fall, daß also solche Schaltungsanordnung
eine Transistorschaltung verwendet wird, bei der die Prüfadern an die Basis-KollektorZtrecke
eines Transistors angeschlossen sind, während die Emitter-Kollektor-Strecke dieses
Transistors zu den beiden mit der Überwachungseinrichtung in Verbindung stehenden
Betriebsadern des Kabels parallel geschaltet ist.
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Zur Erläuterung der Erfindung ist in der F i g. 1 ein Ausführungsbeispiel
einer Anordnung zur Überwachung
eines Fernmeldeortskabels mit kunststoffisolierten
Adern schematisch dargestellt.
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An der zu überwachenden Stelle des Kabels, also beispielsweise einer
Verteilermuffe, einer Verbin--dungsmuffe oder auch einer besonders gefährdeten Kabellänge,
sind die Prüfadern I angeordnet, die in an sich bekannter Weise mit einer nicht
wasserdichten Isolierung beispielsweise aus einer locker aufgewickelten Kunststoffkordel
versehen ist. Die beiden Adern II des Kabels, die als Teilnehmerleitung dienen,
stehen mit der Überwachungseinrichtung A und der 60-V-Batterie des Amtes in Verbindung.
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In der gleichen Muffe wie die Prüfadern I bzw. in einer Muffe, welche
an die die Prüfadern I enthaltende Kabellänge anschließt, befindet sich die stromverstärkende
Schaltungsanordnung S. Diese Schaltungsanordnung besteht aus dem Transistor T, dessen
Basis B und dessen Kollektor C mit den Prüfadern I verbunden sind. Der aus Emitter
E und Kollektor C bestehende Ausgang ist parallel zu den Sprechadern II geschaltet.
Zur Begrenzung des Emitter-Kollektor-Stromes ist in der Kollektorzuleitung der Begrenzungswiderstand
Rt eingeschaltet.
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Die 60-V-Batterie, die sich im Amt befindet, treibt über die Emitter-Basis-Strecke
E-B den Basisstrom ig, dessen Größe dem Kehrwert des gestrichelt eingezeichneten
Isolationswiderstandes Rx der Prüfadern I proportional ist. Der Basisstrom iB ist
also gleich dem Isolationsstrom der Prüfadern I. Die Größe dieses Basisstromes iB
bestimmt die Größe des in der Emitter Kollektor-Strecke E-C - fließenden Stromes
Diese Emitter-Kollektor-Strecke E-C ist in Reihe mit dem Widerstand Rl zu den Sprechadern
II parallel geschaltet. Sinkt jetzt der Isolationswiderstand Rx der Prüfadern I,
so steuert der dann ansteigende Basisstrom iB die Emitter-Kollektor-Strecke des
Transistors T von dem zu sperrenden in den leitenden Zustand. Demzufolge sinkt der
Ausgangswiderstand der Schaltungsanordnung S in starkem Maße ab. Dieser Ausgangswiderstand
wird nach unten durch den Widerstand Rt begrenzt, damit eine Überlastung des Transistors
T vermieden wird. Der Widerstand R1, der zweckmäßigerweise einen Wert von einigen
Kiloohm hat, ist jedoch klein genug, damit die Überwachungseinrichtung A anspricht.
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Die in der Fig. 1 dargestellte Schaltungsanordnung S erfordert in
der Regel den Einsatz eines Siliziumtransistors. Mit einem solchen Siliziumtransistor
läßt sich ein Ausgangswiderstand in der Größenordnung von etwa 10 Megohm erzielen.
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Wird hingegen ein Germaniumtransistor verwendet, so läßt der Emitter-Kollektor-Reststrom
bei offener Basis (Rx = oo) nur einen Ausgangswiderstand zu, der um einige Größenordnungen
niedriger ist. Durch Einschaltung einer Diode in die Emitterzuleitung kann jedoch
die Basis des Transistors gegenüber dem Emitter eine solche positive Vorspannung
erhalten, daß auch bei Verwendung eines Germaniumtransistors der Emitter-Kollektor-Reststrom
derart verringert wird, daß sich ein Ausgangswiderstand von wenigstens 1 Megohm
erreichen läßt.
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Ein Ausführungsbeispiel einer solchen Schaltung ist in der F i g.
2 dargestellt. Diese Schaltung weicht von der Schaltung der Fig. 1 in der Weise
ab, daß in der Emitterzuleitung die Siliziumdiode D eingeschaltet ist und daß der
durch den Emitter-Kollektor-Reststrom erzeugte Spannungsabfall an dieser Siliziumdiode
D, die sogenannte Schwellspannung, mit Hilfe
des einige Kiloohm betragenden Widerstandes
R2 der Basis B eine positive Vorspannung gegenüber dem Emitter E gibt. In der Schaltung
der F i g. 2 wird der Transistor T leitend, sobald das Produkt aus Isolationsstrom
der Prüfadern I und dem Widerstand R2 die an der Diode D auftretende Schwellspannung
übersteigt.
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Für das Entstehen einer hinreichenden großen Vorspannung an der Siliziumdiode
D reicht der Emitter-Kollektor-Reststrom in der Größenordnung von einigen Mikroampere
aus. Infolge der positiven Vorspannung der Basis B gegenüber dem Emitter E ist der
Emitter-Kollektor-Reststrom sehr viel kleiner als ohne eine solche Vorspannung.
Infolgedessen wird das Sperrverhalten der Emitter-Kollektor-Strecke im Fall eines
unendlich großen Isolationswiderstandes der Prüfadern I wesentlich verbessert.
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Damit vom Amt aus eine Schadensstelle beispielsweise durch eine einfache
Widerstandsmessung ermittelt werden kann, ist es häufig erforderlich, daß der Ausgang
der stromverstärkenden Schaltungsanordnung niederohmig wird. Dies läßt sich dadurch
erreichen, daß man die stromverstärkende Schaltungsanordnung in an sich bekannter
Kaskadenschaltung ausführt. Gegebenenfalls ist es aber auch möglich, an den Ausgang
zusätzlich ein Relais anzuschließen, das in der mit der Überwachungseinrichtung
in Verbindung stehenden Ader des Kabels einen satten Kurzschluß hervorruft.