DE19623912C1

DE19623912C1 - Schaltungsanordnung zur Fehlererkennung in Fernmeldeleitungen und -kabeln

Info

Publication number: DE19623912C1
Application number: DE19623912A
Authority: DE
Inventors: Andreas Adam
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-06-10
Filing date: 1996-06-10
Publication date: 1999-07-22
Anticipated expiration: 2016-06-11

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Fehlererkennung in Fernmeldeleitungen, insbesondere zur Feststellung in mehradrigen Fernmeldekabeln häufig auftretender Fehlerarten.

Zur Ermittlung der Lage und gegebenenfalls der Art der in Fernmeldekabeln und -leitungen bzw. in deren Adern auftretenden Fehler, wie Aderschluß, Erdschluß, Unterbre chung u. a. sind verschiedene, durch Messung an den zugänglichen Leitungsenden durchgeführte Meßverfahren bekannt, die sich nach der Fehlerart und der Art der Leitung richten.

Bei der beispielsweise angewendeten Laufzeitmessung - einem Impulsortungsverfahren - wird auf der Grundlage der Reflexion von Impulsen an Inhomogenitäten die Fehlerart aus dem Formunterschied von gesendeten und empfangenen Impulsen bestimmt. Üblicherweise werden die erforderlichen Meßimpulse zum Prüfen des Zustands zweiadriger Leitungen zwischen einer Teilnehmerstelle mit einem Handapparat und einer durch eine Sprechgarnitur gebildeten Abfrageeinheit erzeugt. Eine dementsprechende bekannte Schaltungsanordnung ist durch eine erste und eine zweite Prüfschaltung, denen am Eingang Prüfimpulse zugeführt werden und die an ihrem Ausgang in Abhängigkeit vom Potential der zu prüfenden Leitung Leseimpulse abgeben, durch eine Reihenschaltung einer Diode, eines Kondensators und einer weiteren Diode in jeder Prüfschaltung sowie durch einen an beide Prüfschaltungen angeschlossenen Differenzverstärker, der auf abweichende Impulse anspricht, gekennzeichnet, wobei an beide Prüfschaltungen eine Abfrageeinrichtung angeschlossen ist. Neben dem hohen schaltungstechnischen und apparativen Aufwand sind die bekannten Meßverfahren bzw. Schaltungsanordnungen insofern nachteilig, als die mit der Durchführung der Messung beauftragte Person auf die kollegiale Hilfe einer weiteren Person angewiesen ist, das heißt, zur Auslösung der notwendigen Impulse über den Handapparat an der Teilnehmerstelle bzw. die Abfrageein richtung jeweils zwei Personen benötigt werden.

Aus der DE-AS 13 03 661 ist des weiteren eine Schaltung zum Prüfen eines vieladrigen Kabels auf Aderschluß bekannt, bei der an dem einen Kabelende jede Ader über eine Diode und einen nachgeschalteten Widerstand mit den gleichnamigen Polen zweier Gleichspannungsquellen verbunden ist, von denen die als Sperrspannungsquelle dienende Gleichspan-nungsquelle einen höheren Widerstand aufweist als die als Prüfspannungsquelle fungierende andere Gleichspannungsquel-le. Von Ader zu Ader fortschreitend wird der freie Pol der Prüfspannungsquelle über einen Strommesser an die jeweils zu prüfende Ader und der freie Pol der Sperrspannungsquelle an die dieser Ader abgewandte Seite der Diode gelegt. Die Polung der Dioden ist so gewählt, daß sie durch die Sperr spannungsquelle in Sperrichtung belastet werden und an dem anderen Kabelende alle anderen Kabelenden frei bleiben. Mit dieser Schaltung ist es bereits möglich, alle Adern eines vieladrigen Kabels ohne dauerndes Umschalten der Adern-anschlüsse auf Aderschluß zu prüfen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine im Aufbau nicht aufwendige und bei der Leitungsprüfung auf einfache Weise und von nur einer Person zu handhabende Schaltungs anordnung anzugeben, mit der bei ein oder mehrere Adernpaar(e) enthaltenden Fernmeldeleitungen bzw. -kabeln Fehlerarten, wie Erdschluß, Aderschluß und Unterbrechung oder falsche Polarität und falsche Adernpaarreihenfolge festgestellt werden können.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Schaltungsan ordnung gelöst, bei der eine Mehrzahl paarweise angeord neter Meßanschlüsse zum Anschluß der zu prüfenden Adern paare jeweils über eine erste Diode verbunden ist und jedes Meßanschlußpaar über einen Meßwiderstand bestimmter Größe sowie eine zweite Diode mit einem Erdanschluß verbunden ist, während an der gegenüberliegenden Seite der (des) zu prüfenden Adernpaare(s) ein zwischen jeweils ein Adernpaar bzw. eine Ader und den Erdanschluß schaltbares spannungs-erzeugendes Meßinstrument zur Widerstandsmessung geschaltet ist.

Die Dioden sind mit dem Widerstand so in Reihe geschaltet, daß die Anoden (+) der Dioden in gleicher Richtung, vorzugsweise Richtung Erdanschluß, geschaltet sind.

Mit einer derartigen, mit geringem schaltungstechnischem Aufwand ausgebildeten Schaltung ist es einer einzigen Person - das heißt ohne kollegiale Hilfe - in einem sehr einfach durchzuführenden Meßvorgang möglich, zwei- oder mehradrige Fernmeldeleitungen hinsichtlich der Fehlerarten Kurzschluß, Leitungsunterbrechung, Erdschluß und falsche Polarität sowie bei mehradrigen Leitungen in bezug auf die korrekte Reihenfolge der Adernpaare zu untersuchen bzw. die entsprechend fehlerbehaftete Ader oder das falsch geschal tete Adernpaar exakt anzugeben.

Die Durchführung der Messung ist dabei denkbar einfach, indem zunächst an einem Ende des Kabels dessen einzelne Adernpaare mit den Meßanschlüssen verbunden werden. Vorzugsweise sind die Meßanschlüsse mit den zugehörigen ersten und zweiten Dioden sowie den Meßwiderständen als einstückiger, an Fernmeldekabelendverschlüsse angepaßter Steckaufsatz ausgebildet, der somit nur an einem Ende des zu überprüfenden Kabels aufgesteckt zu werden braucht. Am anderen Ende des Kabels wird nun an das jeweils zu prüfende Adernpaar bzw. an dessen eine oder andere Ader und die Erde das Meßinstrument angeschlossen und durch eine Widerstandsmessung festgestellt, welche der oben erwähnten Fehlerarten in welcher Ader oder welchem Adernpaar vorliegt.

Bei einer fehlerfreien Leitung (Adernpaar) wird in Durchgangsrichtung der ersten Diode ein geringer Widerstand gemessen und damit auch die richtige Polarität angezeigt, während die Anzeige eines unendlich hohen Widerstandes auf eine Messung in entgegengesetzter Richtung, d. h. in Sperrichtung der Diode, und damit auf eine falsche Polarität hinweist. Wird dagegen bei falscher Polarität oder - anders ausgedrückt - in beiden Richtungen mit einem Ohmmeter ein gegen Null gehender Widerstand gemessen bzw. mit einem Durchgangsprüfer in beiden Richtungen ein Stromdurchgang angezeigt, dann liegt ein Aderschluß vor.

Eine Aderunterbrechung wird festgestellt, indem das Meßinstrument mit der jeweils zu prüfenden Ader und der Erde verbunden wird. Bei intakter Ader und richtiger Polarität wird in Durchgangsrichtung der nun angeschlos senen zweiten Diode mit dem Durchgangsprüfer ein Stromdurchgang bzw. mit dem Ohmmeter ein sehr geringer Widerstand festgestellt. Ist hingegen die gemessene Ader unterbrochen, zeigt das Ohmmeter in beiden Richtungen einen unendlich hohen Widerstand bzw. mit dem Durchgangsprüfer wird kein Stromdurchgang registriert.

Ein Erdschluß einer Ader wird ebenfalls über die zu prüfende Ader, die Erde und die zweite Diode gemessen. Wenn nicht nur in Durchgangsrichtung sondern auch in Sperrichtung der zweiten Diode bei der Messung nur ein geringer Widerstand oder ein Stromdurchgang festgestellt wird, liegt an der gemessenen Ader eine Erdberührung vor, da die Stromverbindung nicht über die zweite Diode, sondern über den Erdschluß hergestellt worden sein muß.

Schließlich kann durch den jeder zweiten Diode zugeordneten Meßwiderstand bestimmter Höhe, der bei den bisher beschrie benen Messungen zur Fehlerbestimmung ohne Bedeutung war, auch festgestellt werden, ob die Adernpaare in der richtigen Reihenfolge geschaltet sind bzw. ob zusammengehö rende Adern tatsächlich zu einem Adernpaar verbunden sind. Zusammengehörende Adern mißt man außerdem an den Punkten A und B untereinander. Dazu wird jede einzelne Ader in Durchgangsrichtung der ersten bzw. der ersten und zweiten Diode über den Erdanschluß mit dem Meßinstrument verbunden. Da jedem Meßanschlußpaar ein Widerstand bestimmter Höhe zugeordnet ist, wird bei richtiger Schaltung in Diodendurchgangs-richtung für zusammengehörende Adern der gleiche und für aufeinanderfolgende Adernpaare ein jeweils anderer, vorherbestimmter Widerstand gemessen. Auf der Grundlage dieser Messung kann somit festgestellt werden, ob die Adern verschiedener Adernpaare vertauscht sind oder die Adernpaarreihenfolge eingehalten ist. (Zu berücksichtigen ist ein Differenzwiderstand von ca. 600 Ω zwischen a und b. Das ist der Durchlaßwiderstand einer Diode 1N4007).

Zweckmäßigerweise sind immer drei aufeinanderfolgende Meßanschlüsse zu einer Meßgruppe mit drei in der Höhe gleichmäßig abgestuften Meßwiderständen mit einem Widerstand von beispielsweise ein, zwei und drei Kiloohm zusammengefaßt. Eine weitergehende Widerstandabstufung für das vierte, fünfte usw. Adernpaar hat sich als nicht erforderlich erwiesen, da eine Vertauschung zwischen weiter voneinander entfernten Adern bzw. Adernpaaren nicht wahrscheinlich ist.

Die erfindungsgemäße Meßschaltung, die grundsätzlich bei der Neuinstallation und Reparatur von Kabeln zur Leitungs prüfung und Leitungsfehlersuche anwendbar ist, zeichnet sich durch einen einfachen, kostengünstigen Aufbau auf. Der Meßvorgang selbst kann schnell, mit geringem Arbeitskräfte aufwand und ohne die bei der Prüfung und Durchschaltung von digitalen Telekommunikationsanlagen überlicherweise erforderlichen fernmeldetechnischen Einrichtungen erfolgen.

Weitere Merkmale und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgeführt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Schaltung zur Überprüfung eines Adernpaares einer Fernmeldeleitung auf Kurzschluß und Polarität mit Hilfe der erfindungsgemäßen, hier mit einem Meßanschlußpaar dargestellten Prüfdiodenschaltung;

Fig. 2 eine Schaltung zur Überprüfung eines Adernpaares auf Stromdurchgang mit der in Fig. 1 dargestellten Schaltungsanordnung;

Fig. 3 eine Schaltung nach Fig. 2, jedoch zur Überprüfung der Erdberührung einer Ader; und

Fig. 4 eine Schaltung zur Prüfung aus einer Mehrzahl Adernpaare gebildeter Fernmeldekabel auf Erdschluß Aderschluß, Polarität und Unterbrechung einzelner Adern, insbesondere zur Überprüfung des Kabels hinsichtlich Adernvertauschung und richtiger Adernpaarreihenfolge.

Gemäß Fig. 1 sind zwei Meßanschlüsse a und b über eine erste Diode DM in Durchlaßrichtung von a nach b miteinander verbunden. Der Meßanschluß a ist über einen Meßwiderstand R und eine zweite Diode DE an einen Erdanschluß E angeschlos sen. Zur Prüfung der Adern A und B des Adernpaares AB eines Fernmeldekabels werden die Adern A und B mit den jeweiligen Meßanschlüssen a und b verbunden. Am anderen Ende des zu überprüfenden Meßabschnitts sind die beiden Adern A und B an ein Meßinstrument M, hier ein Ohmmeter, angeschlossen.

Bei Anzeige eines unendlich hohen Widerstandes (R = ∞) am Meßinstrument M erfolgt die Messung in Sperrichtung der ersten Diode DM, das heißt, es liegt kein Aderschluß vor, da ansonsten über die strichliert dargestellte Aderschluß verbindung Sa ein Strom fließen würde. Gleichzeitig wird mit einem unendlich hohen, nämlich in Sperrichtung der ersten Diode DM gemessenen Widerstand eine falsche Polarität und somit eine Adernvertauschung des Adernpaares AB angezeigt. Bei richtiger Polarität ist der gemessene Widerstand gering bzw. geht gegen Null, das heißt, erst wenn das Meßinstrument in beiden Richtungen einen geringen Widerstand anzeigt, ist ein Kurzschluß vorhanden.

Wenn bei der Schaltung nach Fig. 1 in Durchgangsrichtung der ersten Diode DM ein unendlich hoher Widerstand angezeigt wird, deutet das darauf hin, daß eine der beiden Adern A bzw. B - oder auch beide - unterbrochen sind.

Fig. 2 zeigt nun eine Schaltung, mit der nachgewiesen wird, welche der beiden Adern unterbrochen ist. Gleichzeitig kann mit dieser Schaltung gemäß Fig. 3 festgestellt werden, ob die eine oder die andere der beiden Adern A oder B mit der Erde in Berührung ist. Die Prüfung erfolgt beispielsweise für die Ader A in der Weise, daß vom Meßanschluß a über die Ader A, das Meßinstrument M, den Erdanschluß E und die zweite Diode DE eine elektrische Verbindung hergestellt wird. Wenn in diesem Fall in Durchgangsrichtung der zweiten Diode DE ein unendlich hoher Widerstand gemessen wird bzw. bei Feststellung eines unendlich hohen Widerstandes in beiden Richtungen, ist die Ader A, wie bei X angedeutet, unterbrochen. Analog hierzu erfolgt die Durchgangsprüfung für die Ader B, die nun anstelle der Ader A über das Meßinstrument M mit dem Erdanschluß E verbunden wird. Wieder deutet ein unendlich hoher Widerstand bei einer Messung in Durchlaßrichtung der ersten und der zweiten Diode DM und DE auf eine Leitungsunterbrechung in der Ader B hin. Wenn hingegen bei der gleichen Schaltungsanordnung für die jeweiligen Adern A oder B in Sperrichtung der zweiten Diode DE (bei Prüfung der Ader A in Fig. 3) bzw. der ersten und zweiten Diode DM und DE (bei Prüfung der Ader B) ein geringer Widerstand gemessen wird, dann liegt, wie mit der strichlierten Verbindung Se (Erdschlußverbin dung) in Fig. 3 dargestellt ist, eine Erdberührung der jeweiligen Ader A bzw. B vor, das heißt, der Strom fließt aufgrund des Erdschlusses über die Erde.

Fig. 4 zeigt schließlich eine Schaltung, mit der nicht nur, wie in den vorangegangenen Beispielen beschrieben, einzelne Adernpaare auf Kurzschluß und Polarität sowie Durchgang und Erdberührung geprüft werden können, sondern diese Prüfung für Fernmeldekabel mit einer Mehrzahl Adernpaare A_1-n und B_1-n vorgenommen und gleichzeitig die richtige Adernpaar reihenfolge bzw. die Vertauschung von Adern verschiedener Adernpaare festgestellt werden kann.

Zu diesem Zweck sind, wie Fig. 4 zeigt, mehrere Meßgruppen aus ersten und zweiten Dioden DM_1-n und DE_1-n sowie Meßanschlüssen a_1-n und b_1-n parallel zueinander angeordnet und mit dem Erdanschluß E verbunden, wobei drei aufeinan derfolgenden Meßgruppen jeweils unterschiedliche Meßwider stände R₁-R₃ in mit 1kΩ, 2kΩ und 3kΩ zueinander abgestuf ter, festgelegter Größe zugeordnet sind. In Fig. 4 sind der Einfachheit halber nur vier Meßgruppen dargestellt. Tat sächlich ist jedoch entsprechend der Anzahl der Adernpaare AB in einem Fernmeldekabel eine Mehrzahl solcher Meßgruppen, beispielsweise 12, vorgesehen.

Zur Durchführung der Messung wird das Meßinstrument M an den Erdanschluß E und an eine der Adern A_1-n oder B_1-n angeschlossen und der jeweilige Meßwiderstand R_A1, R_A2, R_A3 bzw. R_B1, R_B2, R_b3 gemessen. Anhand gleich großer Meßwiderstandswerte, z. B. R_A1 = R_B1, kann die Zusammenge hörigkeit eines Adernpaares oder die richtige Adernpaar reihenfolge, wenn nämlich R_A2/R_B2 ein Kiloohm größer als R_A1/R_B1 ist, festgestellt werden. Bei unterschiedlichen Widerstandswerten vermeintlich ein und desselben Adernpaa res liegt ansonsten eine Adernvertauschung vor und aus den unterschiedlich großen Widerstandswerten R_A1/R_A2 usw. kann die korrekte Reihenfolge der Adernpaare ermittelt werden.

Es hat sich im übrigen herausgestellt, daß die Einteilung in drei Meßgruppen mit drei unterschiedlich großen Meßwiderständen R₁-R₃ den Anforderungen an die Prüfung von Adern- bzw. Adernpaarvertauschungen vollauf genügt, da im Hinblick auf den üblichen Verdrallungsaufbau und die Farbkodierung von Fernmeldekabeln ein Vertauschen weiter voneinander entfernter Adernpaare nicht wahrscheinlich ist.

Darüber hinaus ist es erforderlich, die Messung der Wider standswerte R_A1 usw. zum Nachweis der richtigen Adernpaar reihenfolge bei unbeschalteten Kabeln durchzuführen, da andernfalls schon durch geringe induktive Überspannungen aus benachbarten Adernpaaren eine exakte Messung der Widerstandswerte nicht möglich ist bzw. unter dieser Voraussetzung die Meßergebnisse verfälscht werden würden. In einem solchen Fall empfiehlt es sich dann, die jeweiligen Meßanschlüsse a und b abwechselnd umgekehrt auf die Adern zu schalten und sich die Reihenfolge zu merken.

Die Meßwiderstände können eine Toleranz von 5% aufweisen, so daß noch mit Sicherheit zwischen verschiedenen Adern bzw. Adernpaaren unterschieden werden kann.

Als erste und zweite Dioden werden Gleichrichterdioden eingesetzt, die über eine eine hohe Spannungsfestigkeit (1000 V in Sperrichtung) verfügen. Dadurch ist es möglich, die mit der vorgeschlagenen Meßschaltung beschalteten Leitungen mit einem spannungserzeugenden Ohmmeter (z. B. Kurbelinduktor und dgl.) einzumessen.

Die Schaltung der Meßanschlüsse erfolgt im Ausführungs beispiel nach Fig. 4 auf zwei Reihen Lüsterklemmen. Es ist jedoch auch denkbar, diese Schaltungsanordnung als kompatiblen Steckaufsatz für Fernmeldekabelendanschlüsse auszubilden.

Gegenüber bekannten Lösungen zur Leitungsüberprüfung, die eine Kommunikationsmöglichkeit mit entsprechenden Fernsprechgeräten zwischen den am jeweiligen Leitungsende befindlichen Personen und darüber hinaus eine nicht durch Batteriebetrieb realisierbare, ausreichend hohe Spannung erfordern, arbeitet die vorliegende Prüfschaltung netzunabhängig und benötigt keine Kommunikationsgeräte.

Bezugszeichenliste

a (a_1-n

)Meßanschlüsse
b (b_1-n

)Meßanschlüsse
abMeßanschlußpaar
A (A_1-n

)Ader
B (B_1-n

)Ader
ABAdernpaar
EErdanschluß
DM (DM_1-n

)erste Diode
DE (DE_1-n

)zweite Diode
MMeßinstrument
SaAderschlußverbindung
SeErdschlußverbindung
R (R₁

, R₂

, R₃

)Meßwiderstand
XAderunterbrechung

Claims

1. Schaltungsanordnung zur Fehlererkennung in Fernmeldeleitungen, insbesondere zur Feststellung in mehradrigen Fernmeldekabeln häufig auftretender Fehlerarten, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl paarweise angeordneter Meßanschlüsse (a_1-n, b_1-n) zum Anschluß der zu prüfenden Adernpaare (A_1-n, B_1-n) jeweils über eine erste Diode (DM_1-n) verbunden ist und jedes Meßanschlußpaar (a, b) über einen Meßwiderstand (R) vorbestimmter Größe und eine zweite Diode (DM_1-n) mit einem Erdanschluß (E) verbunden ist, während an der gegenüberliegenden Seite der(s) zu prüfenden Adernpaare(s) ein zwischen jeweils ein Adernpaar (AB) bzw. eine Ader (A oder B) und den Erdanschluß (E) schaltbares, Meßinstrument (M) zur Widerstandsmessung vorgesehen ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßinstrument (M) ein Ohmmeter oder ein Multimeter ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßinstrument (M) ein Durchgangsprüfer mit an den Meßanschlüssen erkennbarer Polarität ist.

4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Dioden (DM, DE) Gleichrichterdioden mit hoher Spannungsfestigkeit sind.

5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßwiderstände (R) bei jeweils drei aufeinanderfolgenden Meßanschlußpaaren drei unterschiedliche, sich bei den jeweils folgenden drei Meßanschlußpaaren wiederholende Widerstandswerte aufweisen, wobei R₃ größer als R₂ und R₂ größer als R₁ ist.

6. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßanschlußpaare (a, b) mit den zugehörigen ersten und zweiten Dioden (DM, DE) und Meßwiderständen (R) als kompatibler, mit einem Erdanschluß (E) versehener Steckaufsatz für Fernmeldekabelendverschlüsse ausgebildet ist.