DE1765629A1

DE1765629A1 - Schutzschaltung von Fernmeldekabeln gegen Felder benachbarter Starkstromanlagen

Info

Publication number: DE1765629A1
Application number: DE19681765629
Authority: DE
Inventors: Walter Dipl-Phys Baum
Original assignee: BAUM ELEKTROPHYSIK GmbH
Current assignee: Kabelmetal Electro GmbH
Priority date: 1968-06-21
Filing date: 1968-06-21
Publication date: 1971-08-26
Also published as: FR2011360A1; CH499181A; ES365954A1; SE342344B; GB1237029A; BE730769A; NL6908679A; DE1765629B2; DE1765629C3; AT306112B

Description

Baum-Elektrophysik GmbH BE 2

Nürnberg l8. Juni 1968

Schutzschaltung von Fernmeldekabeln gegen Felder benachbarter S t arks tr omanl ag en -

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Schutzschaltung, die für solche Kabel geeignet ist, die mindestens über einen Teil ihrer Länge mit Eisen oder Stahl ummantelt oder armiert sind. Sie ist insbesondere für Fernmeldekabel mit einem Stahlwellmantel geeignet.

Es ist bereits bekannt, die durch Starkstromanlagen in Fernmelde- <äk kabeln induzierten Störspannungen dadurch zu kompensieren, daß eine punktförmige Induktion in den Kabelkreis eingeschaltet wird. Es ist weiterhin bekannt, daß diese punktförmige Induktion zur Kompensation der Störspannung benutzt wird, indem mittels Verstärker die Störspannung in geeigneter Weise phasenumgekehrt der eingeschalteten Induktion aufgedrückt wird.

Bei—den Systemen ist die Schwierigkeit gemeinsam, daß große und schwer zu handhabende und zu montierende sowie kostspielige Transformator- und gegebenenfalls Verstärkeranlagen verwendet werden müssen.

Der folgenden Erfindung liegt der Gedanke zu Grunde, von der' punktförmigen Induktion abzugehen und diese, über eine Teillänge des Kabels zu verteilen, wobei man sich des aus anderen Gründen bereits vorhan-e| denen Eisens oder Stahls bedient.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Schutzschaltung für Fernmeldekabel gegen Felder benachbarter Starkstromanlagen und unterscheidet eich von den bisher bekannten dadurch, daß das Kabel mindestens über einen Teil seiner Länge mit Eisen oder Stahl armiert

O oder ummantelt ist und daß die durch das Starkstromfeld induzierte (O

O₃ Spannung einer Ader entnommen und gegebenenfalls nach Verstärkung °* durch die Armierung oder den Mantel oder einen innerhalb der Armie— cn .

rung oder Ummantelung und parallel dazu verlaufenden Leiter im Sino
jsn ne einer Kompensation der Einwirkung des Starkstromfeldes geleitet

"φ wird. Die Armierung oder Ummantelung übernimmt in diesem Falle sinngemäß die Funktion des Kernes der bisher verwendeten Transformatoren.

Da bei der erfindungsgemäßen Schaltung die Leitfähigkeit der Armierung oder Ummantelung eine wesentliche Rolle spielt, ist im fol-. genden unter Armierung oder Ummantelung elektrisch auch ein dazu paralleler Leiter zu verstehen. Dieser kann z.B. aus chemischen Gründen gegen den Mantel isolieren, im übrigen aber in einem zu dem Mantel äquipotentialen Beilauf bestehen.

Die erfindungsgemäße Schutzschaltung kann auch auf solche Kabel angewendet werden, die über ihre ganze Länge mit Eisen oder Stahl armiert oder ummantelt sind. Jedoch ist in diesem Fall die Armierung oder Ummantelung in Abschnitte unterteilt und es kann ein Abschnitt als kompensierende Teillänge für den oder die Nachbarabschnitte dienen. In einem Sonderfall, der für vollständig mit Stahl armierte oder ummantelte Kabel zusätzliche Vorteile mit sich bringt, erfolgt die Unterteilung in einer Vielzahl von Abschnitten, wobei alternierend ein Abschnitt als Komp ens at ions länge für den vorherigen oder darauffolgenden Nachbarabschnitt dient.

Prinzipiell bestehen für die Anwendung der erfindungsgemäßen Schaltung mehrere Möglichkeiten, die im folgenden erörtert werden. So ist es zunächst möglich, die Kompensationsspannung durch einen die Störphase umkehrenden Transformator 1, wie in Figur 1 dargestellt, oder durch einen Verstärker 2, wie in Figur 2 im Prinzip dargestellt, zu erzeugen. In beiden Fällen ist entweder nur die kompensierende Länge mi Stahl oder Eisen ummantelt oder armiert, oder aber im Falle einer gänzlichen Bedeckung mit Stahl oder Eisen diese wie weiter oben bereits erörtert getrennt. In beiden Fällen ist es von besonderem Vorteil, Mittel vorzusehen, um an dem Transformator oder Verstärker die Kompensationsspannung nach Betrag und Phase stufenlos einzustellen. Bei Verwendung eines Transformators ist es von besonderem Vorteil, zur Einstellung der Kompensationsspannungnach Betrag und Phase einen Stelltransformator zu verwenden, der zur Phasenumkehr eine Mittelanzapfung hat und der weiterhin zwei verstellbare Abgriffe aufweist, deren einer zur kontinuierlichen Korrektur des Betrages der Kompensationsspannung und deren mdererüber einen parallel geschalteten Kondensator zur kontinuierlichen Einstellung der Phase der Kompensation·- spannung dient.

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Bei Verwendung eines Verstärkers hat es sich besonders bewährt, die !Compensationsspannung auf der leistungsschwachen Seite durch ein RC-Netzwerkzu beeinflussen. Bei der Prinzipschaltung nach Figur 1 wird die über der Gesamtlänge erzeugte Störspannung dem Transformator 1 zugeführt uv»d in die Kompensationslänge 2 eingespeist. Der hier verwendete Transformator ist jedoch nicht funktionsidentisch mit den Transformatoren wie sie bei der bisherigen Schaltung verwendet worden sind. Da sein Wickelvolumen wesentlich kleiner ist, ist er auch kleiner und leichter im Aufbau und handlicher in der Montage und Herstellung. Die eigentliche Funktion der vorbekannten Reduktionstransformatoren wird durch die Armierung der Kompensationslänge 2 übernommen. Das gleiche gilt sinngemäß auch für das in Figur 2 skizzierte Prinzip der Verwendung eines Verstärkers. Der Transformator 1 ist mit einem Kondensator 3>wie in der Figur 1 dargestellt, abgestimmt, wobei sein Übersetzungsverhältnis die Größe des Kondensators bestimmt. Diese Abstimmung ist zur Korrektur des Phasenwinkels der Kompensationsspannung vorteilhaft. Bei der Ausf uhr ungs form nach Figur 2 ist es außerdem möglich, die induzierte Störspannung einer Lockader zu entnehmen.

Ein weiterer Weg besteht darin, erfindungsgemäß die Störspannung über einen außerhalb der Armierung oder Ummantelung verlaufenden Leiter gegunsinnig in die Armierung oder Ummantelung der kompensierenden Teillänge einzuführen, wie in Figur 3 dargestellt ist. In dieser Ausführungsform bedarf es also keiner besonderen Mittel um die Phase umzukehren, da dies bereits durch den Gegensinn der StörspHnnungsführung erfolgt. Zur Phasenkorrektur wird hier mit besonderem Vorteil ein Kondensator k parallel oder in Reihe zu der durch den Leiter und den Mantel bzw. die Armierung gebildeten Schleife geschaltet. Wesentlich ist dabei, daß die Kapazität des Kondensators und die Induktivität des Mantels oder der Armierung als LC-Glied aufzufassen ist.

Ein dritter Weg, den die erfindungsgemäße Schutzschaltung bietet, ist im Prinzip in Figur 4 dargestellt. Im Gegensatz zu dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen ist der Mantel bzw. die Armierung am Anfang der kompensierenden Teillänge nicht aufgetrennt, sondern wie bei 5 dargestellt, geerdet. Die Kompensfonsspannung wird

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aus der nach der Kompensation verbleibenden Restspannung durch Verstärkung gewonnen und dem Mantel oder der Armierung oder einem dazu parallelen Leiter zugeführt, während das andere En-de der kompensierenden Länge der Armierung oder Ummantelung geerdet ist.

Dabei ist zu berücksichtigen, daß stets nur eine Reststörspannung •als Grundlage für die Kompensation erforderlich ist, während bei den vorher beschriebenen Beispielen die Gesamtstörspannung das Maß bildet. Dies ist darauf zurückzuführen, d'aß eine gewisse Rückkoppelung zwischen der kompensierenden Spannung und der Störspannung besteht, die nur einen Rest der Störspannung an der Lockader zur Verfugung stellt, mit anderen Worten, daß auch die Lockader in der kompensierenden Strecke der Kompensation unterliegt.

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Claims

Baum-Eleitrophysik GmbH BE 2 Nürnberg Ik. Juni I968 Patentansprüche

1. Schutzschaltung für Fernmeldekabel gegen Felder benachbarter Starkstromanlagen, dadurch gekennzeichnet, daß das Kabel mindestens über einen Teil seiner Länge mit Eisen oder Stahl armiert oder ummantelt ist und die durch das Starkstromfeld induzierte Störspannung einer Ader entnommen und gegebenenfalls nach Verstärkung durch die Armierung oder den Mantel oder einen innerhalb der Armierung oder Ummantelung und parallel dazu verlaufenden Leiter im Sinne einer Kompensation der Einwirkung des Starkstromfeldes geleitet wird.

2. Schutzschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kabel über seine ganze Länge mit Eisen oder Stahl armiert oder ummantelt ist und die Armierung oder Ummantelung in Abschnitte unterteilt ist, wobei ein Abschnitt als kompensierende Teillänge für den oder die Nachbarabschnitte dient.

3. Schutzschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompensationsspannung durch einen die Störphase umkehrenden Transformator oder Verstärker erzeugt wird.

k. Schutzschaltung nach Anspruch 3« dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, um die Kompensationsspannung nach Betrag und Phase stufenlos einzustellen.

5. Schutzschaltung nach Anspruch k unter Verwendung eines Transformators, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einstellung der Kompensation» spannung nach Betrag und Phase ein Stelltransformator verwendet ist, der

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a) zur Phasenumkehr eine Mittelanzapfung hat,

b) einen ersten verstellbaren Abgriff zur kontinuierlichen Korrektur des Betrages der Kompeasationsspannung aufweist,

c) einen zweiten verstellbaren Abgriff aufweist, über den durch Parallelschalten einer Kapazität die Kompensationsspannung nach der Phase kontinuierlich eingestellt wird.

6. Schutzschaltung nach Anspruch k unter Verwendung eines Verstärkers, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompensationsspannung in dem Verstärker auf der leistungsschwachen Seite durch ein RC-Netzwerk nach Bertrag und Phase eingestellt wird.

7« Schutzschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Störspannung über einen außerhalb der Arisierung oder Ummantelung verlaufenden Leiter gegensinnig in die Armierung oder Ummantelung oder einen dazu parallelen Leiter der kompensierenden Teillänge eingeführt wird.

8. Schutz s c hai tu: '■ nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Phasenkorrektur ein Kondensator parallel oder in Reihe zu der durch den Leiter und den Mantel oder die Armierung gebildeten Schleife geschaltet wird.

9. Schutzschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine die Kompensationsspannung aus der Reststörspannung bildende Restspannung mindestens an einem Ende des Kabels einer Lockader entnommen, verstärkt und der Ummantelung oder Armierung bzw. den dazu parallelen Leiter der kompensierenden Teillänge an dem betreffenden Ende des Kabels zugeführt wird, während das andere Ende der kompensierenden Teillänge der Ummantelung oder Armierung oder des Leiters geerdet ist.

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