DE2404094A1

DE2404094A1 - Verfahren zur ortung von leiterbruechen bei der zweistufigen verseilung von nachrichtenkabeln

Info

Publication number: DE2404094A1
Application number: DE2404094A
Authority: DE
Inventors: Peter Froescher; Horst Reil; Dieter Dipl Ing Vogelsberg
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1974-01-25
Filing date: 1974-01-25
Publication date: 1975-08-07
Also published as: DE2404094B2; ATA907974A; IT1030997B; AT332468B; US3979897A; FR2259421A1

Description

Verfahren zur Ortung von Leiterbrüchen bei der zweistufigen Verseilung von Nachrichtenkabel·!!

Bekanntlich werden elektrische Kabel und Leitungen nach ihrer Herstellung einer Güteprüfung unterworfen. Hierbei werden die Kabel beispielsweise auf Adervertauschungen, Aderkurzschlüsse und Leiterunterbrechungen hin geprüft. Besonders bei liachrichtenkabeln sind eine Vielzahl von Prüfungen, insbesondere bei der Ermittlung der Kopplungseigenschaften des Kabels, erforderlich. Hierzu sind Reihenmeßeinrichtungen und -verfahren entwickelt worden, die einen weitestgehend automatischen Ablauf der Einzelprüfungen ermöglichen (DT-OS 1 616 068, DT-AS 1 947 569).

Zur Feststellung von Adervertauschungen, -kurzSchlussen und - Unterbrechungen in mehradrigen elektrischen Kabeln ist es beispielsweise bekannt, die Einzeladern des Kabels in eine Anzahl von Gruppen in Reihe geschalteter Adern zu unterteilen und die Anschlußenden dieser Gruppen an je ein Prüfrelais anzuschließen, wobei die Schaltzustände der Prüfrelais durch Anzeigelampen angezeigt werden (DT-AS 2 012 900).

Bei einer anderen bekannten elektrischen Prüfeinrichtung für Leitungen werden die ermittelten Fehler, wie Unterbrechung, Leitungsund Erdschluß, automatisch optisch angezeigt. Hierzu werden die Einzeladern mit Prüfrelais in Reihe geschaltet. Über die Kontakte der Prüfrelais werden optische Anzeigeorgane für Fehlerart und Fehlerort bzw. die gleichzeitige Unterbrechung der Prüfung gesteuert (DT-PS" 974 746).

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Die erwähnten Prüf- und Meßverfahren haben gemeinsam, daß die Prüfung der Kabel und Leitungen erst nach deren Herstellung, also im Anschluß an einen Fertigungsvorgang, erfolgt. Die Beseitigung ermittelter Fehler, beispielsweise eines Leiterbruches, macht daher häufig einen weiteren Arbeitsgang, nämlich einen Umwickelvorgang, erforderlich. Um einen solchen zusätzlichen Arbeitsgang zu ersparen, ist daher bereits bekannt, bestimmte Prüfungen während der Herstellung eines Kabels, also während der Verseilung der Kabeladern, durchzuführen und bei der Ermittlung von Abweichungen und Fehlern gegebenenfalls in den Verseilvorgang einzugreifen. Beispielsweise zur Bestimmung von Kopplungen in adrig verseilten mehradrigen Fernmeldekabeln ist eine Anordnung zur Durchführung elektrischer Reihenmessungen bekannt, die eine Reihenmessung für alle Adern des Kabels während der Kabelherstellung ermöglicht, wobei bereits während der Fertigung Korrekturen am Verseilvorgang, beispielsweise eine Ortsänderung eines Platzwechsels der Adern, vorgenommen werden können oder aufgrund einer automatischen Auswertung der Meßergebnisse selbsttätig durchgeführt werden (DT-AS 1 202 370).

Mit einer anderen bekannten Anordnung werden bei der Verseilung von Adern Fehler in der Aderisolierung ermittelt, wobei die Ermittlung eines Fehlers zu einer optischen und/oder akustischen Anzeige und zum Stillsetzen des Verseilvorganges führt. Bei dieser Anordnung dient als Meßkreis ein über die Erdkapazitäten der Adern geschlossener Wechselstromkreis (DT-AS 1 441 168).

Die Ermittlung und Beseitigung von Fehlern bei der Verseilung von Adern zu Verseileinheiten hat sich in der Praxis nicht durchsetzen können, weil bei bestimmten Fehlern die Fehlerbeseitigung eine Stillsetzung des an sich mit hoher Geschwindigkeit ablaufenden Verseilvorganges erfordert. Abgesehen von der Schwierigkeit, hierbei die Fehlerstelle genau, zu orten, bringt die Stillsetzung des Verseilvorganges einen Produktionsausfall mit sich. Es hat sich daher in der Regel als rationeller erwiesen, wenigstens die Fehlerbeseitigung erst nach Abschluß des Verseil-

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Vorganges im Rahmen eines gesonderten Arbeitsganges durchzuführen, und zwar vor allem wegen der relativ geringen Fehler-.häufigkeit.

In neuerer Zeit entwickelte Verseiltechniken gestatten es, mehrere bisher getrennt durchgeführte Verseilvorgänge, insbesondere die Verseilung von Adern zu Verseileinheiten wie Paaren, Dreiern und Sternvierern und die anschließende Verseilung mehrerer solcher Verseileinheiten zu einer Verseilgruppe, beispielsweise einem Grundbündel, in einem einzigen Arbeitsgang zusammenzufassen. Bei diesen zweistufigen Verseilvorgängen wird wenigstens in der ersten Verseilstufe von einem sogenannten SZ-Verseilvorgang Gebrauch gemacht, bei dem Verseilelemente zu einer Verseileinheit mit wechselnder Drallrichtung verseilt werden. Die Erfindung geht von der Überlegung aus, daß bei derartigen zweistufigen Verseilvorgängen die Ermittlung und Beseitigung bestimmter Aderfehler, wie beispielsweise Leiterbrüche und Isolierfehler, bereits während des Verseilvorganges rationeller durchgeführt werden kann als nach Beendigung des Verseilvorganges mit Hilfe eines besonderen Umwickelvorganges.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein hierfür geeignetes Verfahren zu schaffen.

Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung demnach von einem Verfahren zum Prüfen der Adern von Nachrichtenkabeln während ihrer Verseilung und zur Beseitigung von Fehlern durch Eingriff in den Verseilvorgang aus, bei dem die an Meßeinrichtungen angeschalteten Adern von raumfest gelagerten Vorratsbehältern abgezogen und nach ihrer Verseilung zum fertigen Verseilverband auf eine Aufwickeltrommel aufgewickelt werden und der Eingriff in den Verseilvorgang in Abhängigkeit von den Meßwerten der Meßeinrich-

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tungen erfolgt. Gemäß der Erfindung wird zur Ermittlung von Leiterbrüchen bei der im gleichen Arbeitsgang erfolgenden zweistufigen Verseilung von Adern zu Verseileinheiten und von Verseileinheiten zu einer Verseilgruppe zunächst zur Feststellung einer fehlerhaften Ader an den Leiter jeder Ader eine elektrische Spannung angelegt und die an der Ader anliegende elektrische Spannung bzw. der durch die Ader fließende elektrische Strom ständig oder in kurzen Abständen überwacht, bei Änderung der elektrischen Spannung bzw. des elektrischen Stromes eine Signaleinrichtung und/oder eine Auswerteeinrichtung betätigt, die Geschwindigkeit des Verseilvorganges herabgesetzt oder der Verseilvorgang stillgesetzt und die fehlerhafte Ader angezeigt; für die Erfindung ist weiterhin wesentlich, daß anschließend zur Ortung der Fehlerstelle der fertige Verseilvorgang vor dem Auflaufen auf die Aufwickeltrommel über eine Strecke, die ein Vielfaches der Schlaglänge des Verseilverbandes beträgt, frei durch die luft geführt, an den Leiter der fehlerhaften Ader eine Dauerwechselspannung angelegt und dasPotential des fertigen Verseilverbandes im oder vor dem frei durch die Luft geführten Bereich abgetastet wird und daß der Verseilvorgang in Abhängigkeit von dieser Abtastung endgültig stillgesetzt wird; anschließen! wird der Fehler behoben.

Mit einem derartigen Verfahren lassen sich also während der Verseilung auftretende Leiterbrüche der Adern ermitteln und orten, "wodurch die Möglichkeit der Reparatur derartiger Leiterbrüche noch innerhalb der Verseilmaschine gegeben ist. Hierbei ist wesentlich, daß der Verseilverband vor dem Auflaufen auf die Aufwickeltrommel über eine genügend lange Strecke frei durch die Luft geführt wird, um beim Stillsetzen des Verseilvorganges zu gewährleisten, daß die Fehlerstelle nicht bereits auf die Aufwickeltrommel aufgelaufen ist. Beispielsweise bei der kombinierten

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Sternvierer-Grundbündel-Verseilung, die mit einer Abzugsgeschwindigkeit von ca. 60 m/rain arbeitet, genügt hierzu bei einer Grundbündel-Schlaglänge von ca. einem Meter eine Strecke von 6 m, d.h. nach Ortung der !Fehlerstelle am Anfang der frei durch die luft führenden Strecke stehen für die Stillsetzung des Verseilvorganges maximal 6 see, also ein genügend langer Zeitraum, zur Verfugung.

Die im Rahmen der Erfindung vorgesehene Ermittlung einer fehlerhaften Ader läßt sich in Weiterbildung der Erfindung auf verschiedene Weise durchführen. Eine geeignete Maßnahme besteht darin, daß vom auf der Aufwickeltrommel befindlichen Ende des Verseilverbandes her in schneller Folge nacheinander an jeden Leiter der Adern des Verseilverbandes eine Sendewechselspannung angelegt und die jeweils anderen leiter der Adern geerdet werden und daß das Potential jeder Ader vor deren Verseilung abgetastet und bei Fehlanzeige bzw. bei Unterschreiten einer Grenzspannung der Verseilvorgang beeinflußt wird. Die hierbei vorgesehene zeitlich wechselnde Beschaltung der Adern des Verseilverbandes mit einer vorgegebenen Wechselspannung kann auch durch eine gleichzeitige Beschaltung der verschiedenen Adern mit Spannungen unterschiedlicher Frequenzen ersetzt werden. Um hierbei eine kapazitive Überbrückung einer Leiterbruchstelle durch benachbarte Adern zu vermeiden, ist dafür zu sorgen, daß die Innenwiderstände der Sender genügend klein gegenüber den Scheinwiderständen zwischen den Adern sind.

Die Ermittlung einer fehlerhaften Ader kann auch über eine Gleichspannungsmessung erfolgen, indem in jeder Ader vom ablaufseitigen Ende her über jeweils ein Relais oder über einen mit einem Relais gekoppelten Vorwiderstand eine Gleichspannung eingespeist wird, die Leiter der Adern des Verseilverbandes am auf der Aufwickeltrommel befindlichen Ende miteinander elektrisch leitend verbunden werden und die Kontakte der Relais in Reihe in den Steuerstromkreis der Verseilmaschine geschaltet werden.

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Die eigentliche Fehlerortung erfolgt "bei den vorstehend erläuterten Arten der Ermittlung einer fehlerhaften Ader in der Weise, daß an den Leiter der fehlerhaften Ader vom auf der Aufwickeltrommel "befindlichen Ende des Verseilverbandes her eine Dauerwechselspannung angelegt und die Leiter aller übrigen Adern geerdet werden. Das Potential der in dem fertigen Verse ilverband befindlichen Ader wird dann in dem vor der Aufwickeltrommel vorgesehenen Bereich, in dem der Verseilverband frei durch die Luft geführt wird, abgetastet.

Eine besonders vorteilhafte Methode zur Ermittlung einer fehlerhaften Ader und zur Ortung der Fehlerstelle besteht darin, alle Leiter der Adern am auf der Aufwickeltrommel befindlichen Ende des Verseilverbandes kurzuschließen, die in die Verseileinrichtung einlaufenden Adern in zwei gleich große Gruppen aufzuteilen und die beiden Gruppen am einlaufseitigen Ende über hochohmige Vorwiderstände an die Pole einer erdsymmetrischen Wechselspannungsquelle anzuschließen und den Spannungsabfall an den Vorwiderständen abzutasten. Hierbei erfolgt also die Einspeisung der Meßspannung, die gleichzeitig sowohl zur Feststellung einer fehlerhaften Ader als auch zur Ortung der Fehlerstelle dient, vor der Einlaufseite der Verseileinrichtung her, d.h. über die Aderenden an den raumfest angeordneten Adervorräten. Für- die Einspeisung der Meßspannungen werden daher keinerlei Schleifringe benötigt. Darüber hinaus sind auch keine besonderenSchaltungsmaßnahmen zur elektrischen Heutralisierung unversehrter Adern im Verseilverband bei der Ortung der Fehlerstelle erforderlich.

Zur Durchführung des neuen Verfahrens ist in Weiterbildung der Erfindung eine Vorrichtung geeignet, bei der die Adern von raumfest angeordneten Adervorräten ablaufen und nach Durchlaufen einer Verseilvorrichtung einer Aufwickeltrommel zugeführt werden und bei der Meßeinrichtungen zum Prüfen, Anzeigen und Aus-

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werten von Fehlern an die Adern angeschaltet sind. Bei einer solchen Vorrichtung erfolgt die Ortung der Fehlerstelle zweckmäßig mittels kapazitiver Abtastung des Verseilverbandes vor der Aufwickeltrommel mit Hilfe einer dem Verseilverband zugeordneten elektrodenförmigen Sonde. Als Sonde kommt vorzugsweise eine von dem Verseilverband durchlaufene rohrförmige Elektrode in Betracht, die zweckmäßig als Differentialelektrode ausgebildet sein kann. Als Sonde kann aber auch eine als Elektrode ausgebildete metallene Umlenkrolle dienen, die von dem Verseilverband ein oder mehrfach umschlungen wird.

Für die Abtastung des Aderpotentials bei der Ermittlung einer fehlerhaften Ader unter Verwendung einer erdunsymmetrischen Wechselspannung sind insbesondere Elektroden geeignet, die aus einer metallenen Laufrolle bestehen und von der jeweiligen Ader ein oder mehrfach umschlungen sind. Diese Elektroden werden vor der eigentlichen Verseileinrichtung, d.h. zwischen den Adervorräten und der Verseilvorrichtung angeordnet. Es besteht aber auch die Möglichkeit, alle Adern um eine gemeinsame metallene Laufrolle bzw. eine metallene Walze herumzuführen, die als Elektrode dient.

Das neue Verfahren zur Ortung von Leiterbrüchen bei der zweistufigen Verseilung von Nachrichtenkabeln wird nachfolgend anhand von in den Figuren 1 bis 5 schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen von Vorrichtungen zur Durchführung des neuen Verfahrens näher erläutert.

Figur 1 zeigt in schematischer Darstellung eine zweistufige Verseileinrichtung mit der Ader 1, die von raumfest angeordneten" Adervorräten 11 ablaufen, über Verteilscheiben 12 einer Verseilvorrichtung zugeführt werden, die in der ersten Verseilstufe

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aus mehreren parallelarbeitend nebeneinander angeordneten SZ-Verseileinrichtungen 21 besteht, mit denen die Adern zu Verseileinheiten wie Paaren oder Sternvierern verseilt werden, und die weiterhin in der zweiten Verseilstufe ebenfalls eine SZ-Verseileinrichtung 22 enthält, mit der die parallelarbeitend hergestellten Verseileinheiten zum Grundbündel 3 verseilt werden. Das Grundbündel 3 wird anschließend mit Hilfe der Aufwickeleinrichtung 31, die die Aufwickeltrommel 32 enthält, aufgewickelt.

Bei der Ermittlung von Leiterbrüchen in den zu verseilenden Adern kann man davon ausgehen, daß die Leiterbrüche bereits vor dem Aufwickeln des Grundbündels 3 auf die Aufwickeltrommel 32 auftreten. Um einen festgestellten Fehler noch im Maschinenbereich beseitigen zu können, ist zwischen der Verseilvorrichtung 21/22 und der Aufwickeleinrichtung 31 eine gewisse Strecke vorgesehen, innerhalb der das Grundbündel 3 frei durch die Luft geführt wird. Diese Strecke A ist so lang gewählt, daß eine vor dem Einlaufen des Grundbündels in diese Strecke auftretende Leiterbruchstelle sich nach dem Stillsetzen des Verseilvorganges mit Sicherheit noch vor oder innerhalb der Strecke A befindet. Liegt die Fehlerstelle nochvor der Strecke A, so wird das Grundbündel bei geringer Abzugsgeschwindigkeit so weit fortbewegt, bis sich die Fehlerstelle innerhalb der Strecke A befindet.

Zur Ermittlung einer fehlerhaften Ader und damit zur Auslösung des Stillsetzens des Verseilvorganges wird an jeden Leiter des Grundbündels an dem auf der Aufwickeltrommel 32 innen liegenden Ende 33 des Grundbündels beispielsweise über nicht näher dargestellte elektronische Schalter und Schleifringe in schneller Folge nacheinander eine Sendewechselspannung gelegt. An der Einlaufseite der Verseilmaschine wird über Elektroden 13, die als Umlenkrollen ausgebildet sind, kapazitiv das Potential der Leiter der einlaufenden Adern abgetastet und die Verseilmaschine bei Fehlanzeige bzw. bei Unterschreiten einer bestimmten Grenzspannung an einer Ader stillgesetzt. Für diese Prüfmethode ist wesentlich, daß die gegebenenfalls einen Leiterbruch auf-

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weisende Ader am senderfernen Ende möglichst das Potential Null führt, d.h. daß die Unterbrechungsstelle nicht kapazitiv über die unversehrten Nachbaradern überbrückt wird. Deshalb werden am sendernahen Ende'33 des Grundbündels 3, abgesehen von der jeweils zu prüfenden Ader, alle anderen Adern des Grundbündels jeweils geerdet.

Eine fehlerhafte Ader ergibt sich aus einer Lücke im Impulsraster der an den Meßelektroden 13 abgetasteten Wechselspannung.

Zum Transport und zur Ortung einer Leiterbruchstelle im Bereich der Strecke A befindet sich am Einfang dieser Strecke eine weitere Meßelektrode 34, die mit dem gesamten Grundbündel 3 kapazitiv verkoppelt ist. Bei dieser Elektrode kann es sich ebenfalls um eine ein oder mehrfach umschlungene metallene Laufrolle oder um ein Rohr handeln, das von dem Grundbündel durchlaufen wird.

Sobald eine fehlerhafte Ader ermittelt ist, wird von der Aufwickeltrommel her an diese Ader eine Dauerwechselspannung gelegt, während alle anderen Adern geerdet werden. Das Potential der Meßelektrode wird geprüft. Liegt es über einem vorgegebenen Grenzwert, so befindet sich die Fehlerstelle noch vor dem Eingang der Strecke A, also vor der Meßelektrode 34 und muß erst in den Bereich der.Strecke A bewegt werden. Ist dagegen das Potential der Meßelektrode 34 Null bzw. kleiner als ein vorgegebener Grenzwert, so liegt die Fehlerstelle bereits im Bereich der Strecke A. . ■

Mit Vorteil läßt man den gesamten Meßvorgang selbsttätig ablaufen, so daß die von einem üblicherweise hinter den Aderabläufen angeordneten Rißwächtern nicht angezeigten Leiterbruchstellen -automatisch in den Bereich der Strecke A transportiert

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v/erden, die Verseilmaschine stillgesetzt und die fehlerhafte Ader angezeigt wird. Die hierfür notwendigen Steuerungsmittel sind dem Fachmann geläufig.

Nach Stillsetzen des Verseilvorganges verbleibt dem jeweiligen Macchinenführer die Aufgabe, beispielsweise mit einer beweglichen Sonde kapazitiv oder mit einer Nadelsonde galvanisch die Fehlerstelle feinzuorten und die Reparatur durchzuführen.

Das beschriebene Prinzip der Ermittlung einer fehlerhaften Ader und der Ortung der Fehlerstelle mit Hilfe einer Wechselspannung kann prinzipiell auch in der Weise durchgeführt werden, daß die Einspeisung der Wechselspannung und die Erdung der Adern von der Maschineneinlaufseite her, d.h. an den Adervorräten 11, vorgenommen wird. In diesem Fall wird mit einer einzigen Heßelektrode am Eingang der Strecke A gearbeitet. Diese Variante hat jedoch den Nachteil, daß ein Fehler in jedem Fall erst dann erkannt wird, wenn die Fehlerstelle bereits in die Strecke A einläuft.

Bei dem in den Figuren 2 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt die Verseilung der Adern 1 zu einem Grundbündel 3 in gleicher Weise wie bei dem an Hand der Fig. 1 beschriebenen Beispiel. Abweichend erfolgt jedoch die Ermittlung einer fehlerhaften Ader über eine Gleichspannungsmessung. Hierzu werden zunächst alle Leiter des Grundbündels 3 an dem auf der Aufwickeltrommel 32 befindlichen Ende 33 des Grundbündels kurzgeschlossen. An der Ablaufseite der Verseileinrichtung wird in die Aderenden 1 bis 1_U der Adern 1.. bis 1_?0 von den Polen 17 bzw. 18 einer Gleichspannungsquelle her über in Reihe mit den jeweiligen Adern geschaltete Relais D^ bis D₂₀ eine Gleichspannung eingespeist. Je ein Arbeitskontakt d., bis dp₀ der Relais D-j bis D₂₀ ist in

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Reihe in den Steuerstromkreis 16 der Verseilmaschine geschaltet. Die Verseileinrichtung kann daher nur dann angefahren werden, wenn alle Aderenden über Leitungen mit dem Relais verbunden worden sind und alle Relais angezogen haben. Tritt ein Leiterbruch auf, so wird der Stromkreis des jeweils zugehörigen Relais unterbrochen, das Relais fällt ab und öffnet den im Steuerstromkreis der Verseilmaschine angeordneten Arbeitskontakt, womit gleichzeitig die Verßeileinrichtung abgeschaltet wird. Die ermittelte fehlerhafte Ader kann über einen weiteren Kontakt des jeweiligen Relais angezeigt werden.

Anstelle der Relais können auch Widerstände in den Leitungszweig geschaltet werden. Die Spannungsabfälle an den Widerständen können über geeignete Verstärker zum Ansteuern der Relais verwendet werden.

Bei dem in Figur 5 dargestellten Beispiel erfolgt die Verseilung der Adern 1^ bis 1^q zu Sternvierern 2 mit Hilfe einer SZ-Verseileinrichtung 23, während die Verseilung der Sternvierer 2 zum Grundbündel 3 mit Hilfe einer um die Verseilachse rotierenden, nicht näher dargestellten Abzugeinrichtung sowie der ebenfalls um die Verseilachse rotierenden Aufwickeltrommel 35 erfolgt. Diese von den Beispielen in Figur 1 und 2 abweichende Verseilung der Adern ist jedoch ohne Einfluß auf den Meßvorgang zur Ermittlung einer Leiterbruchstelle.

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Zur Ermittlung einer Leiterbruchstelle und zur Ortung einer Fehlerstelle wird vorratsseitig, d.h. in die auf den Adervorräten 11 befindlichen Aderenden über hochohmige Vorwiderstände R^ bis R₂₀ von der Spannungsquelle 14 aus eine erdsymmetrische

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Wechse!spannung an Leiterschleifen angelegt, die durch Kurzschließen aller Adern am auf der Aufwickeltrommel 35 befindlichen Ende 33 des Grundbündels 3 gebildet werden. Die laufende Überwachung der Leiter erfolgt durch eine Mes-'sung der an den Vorwiderständen R.. bis Rp₀ abfallenden Spannungen mit Hilfe der Meßeinrichtung 15. Die Ortung einer gegebenenfalls auftretenden Leiterbruchstelle erfolgt durch Messung der Aderpotentiale im Grundbündel 3 mit Hilfe der zwischen der Verseilmaschine 23 und der rotierenden Abwickeleinrichtung angeordneten Meßeinrichtung 36, die die Meßelektrode 37 enthält. Bei dieser Meßelektrode handelt es sich um eine rohrförmige Kapazitätselektrode, die das Bündel umschließt. Als Meßelektrode können auch zwei gegen Erdpotential isolierte, vom Grundbündel umschlungene Rollen verwendet werden. Durchläuft eine zuvor an der Meßeinrichtung signalisierte Leiterbruchstelle die Meßelektrode 37, dann resultiert aus der Potentialdifferenz zwischen dem der Spannungsquelle zu- bzw. abgewandten Leiterende eine registrierbare Meßstromänderung, die zur Anzeige gebracht werden kann. Durch Verwendung einer erdsymmetrischen Spannungsquelle 14 und hochohmiger Vorwiderstände R^ bis Rp₀ liegen sämtliche unversehrten Adern des Bündels praktisch auf Erdpotential und liefern keinen Meßstromanteil. Zur Unterdrückung von Gleichaktstörungen wird als Meßelektrode 37 vorteilhaft eine Differentialelektrode verwendet.

Es empfiehlt sich, die von den Meßeinrichtungen 15 und 36 gelieferten Meßsignale dahingehend auszuwerten, daß bei Auftreten eines Leiterbruches die Verseilgeschwindigkeit der Verseilmaschine zuerst automatisch vermindert und die Maschine schließlich stillgesetzt wird, wenn die Fehlerstelle sich in der Meßelektrode 37 befindet.

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Die Ermittlung und Ortung von Leiterbruchstellen unter Verwendung einer erdsymmetrischen Wechselspannung ist im wesentlichen durch folgende Merkmale gekennzeichnet: Die Sendewechselspannung, die durch eine symmetrische Drossel auf Masse bezogen ist, wird über die Vorwiderstände R^ bis Rpn an die freien Leiterenden der feststehenden Adervorratstrommeln 11 angelegt. Die Adern sind in zwei gleich großen Gruppen an entgegengerichtete Pole der Spannungsquelle 14 geschaltet. Am Ende 33 des Grundbündels 3 auf der Aufwickeleinrichtung 35 sind sämtliche Leiter durch einfaches Verdrillen miteinander kurzgeschlossen. Zwischen der SZ-Verseileinrichtung 23 und der rotierenden Aufwickeleinrichtung 35 sind zwei rohrförmige Elektroden (auch zwei gegen Erdpotential isolierte Rollen kommen in Betracht) die die Meßelektrode 37 bilden, in festem Abstand . D zueinander ■ angeordnet. Mit diesen Elektroden werden die Potentiale der Adern im Grundbündel kapazitiv abgetastet. Beide Elektroden üind über einen Differentialübertrager gegeneinander geschaltet.

In den durch den Aderkurzschluß gebildeten Leiterschleifen fließen Teilströme, die an den Vorwiderständen R Spannungsabfälle erzeugen ■Diese Späimungsabfälle hängen überwiegend vom Zustand der Adern ab. Verwendet man hochohmige Widerstände, beispielsweise Widerstände, deren Widerstandswert wenigstens das 10fache des jeweiligen Aderwiderstandes beträgt, liegt im !"alle eines Leiterbruches die resultierende Spannungsänderung bei etwa 40$ der Sendespannungsamplitude und ist damit deutlich registrierbar. Die Auswertung des Spannungsabfalles kann mittels Gleichrichter und Komparator en,, die dem Vorwiderstand parallel geschaltet sind, erfolgen. Diese liefern den Adern zugeordnete digitale Signale, die die Bedeutung "Ader unversehrt" und "Ader gerissen" haben.

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Die Ortung einer Fehlerstelle erfolgt mit Hilfe der Meßelektrode 37, die aus zwei im festen Abstand zueinander angeordneten Kapazitätselektroden besteht. Sämtliche Adern sind mit diesen beiden Elektroden über praktisch gleiche Kapazitäten gekoppelt. Abhängig von den Aderpotentialen fließen meßbare Teilströme in die Different ialwicklungen eines nachgeschalteten Übertragers, wobei die Differenz dieser Teilströme ausgewertet wird. Da unversehrte Adern über die Länge der Kapazitätselektroden gemessen praktisch ein konstantes Potential aufweisen, sind - bei vorausgesetzter gleichmäßiger Verkopplung zwischen Adern und Elektroden - beide Teilströme gleich groß, d.h. die Differenz ist Null. Befindet sich im Falle eines Leiterbruches die Fehlerstelle innerhalb des Abstandes zwischen den beiden Kapazitätselektroden,"so ändert sich infolge der Potentialdifferenz zwischen beiden Leiterenden der Strom. Das der Aufwiekeleinrichtung zugewandte Leiterende liegt an der Spannung des Aderkurzschlusses, d.h. praktisch an Massepotential. Das andere Ende ist über den zugehörigen Vorwiderstand an die Sendespannung geschaltet. Daraus resultiert eine beim Durchlaufen der Fehlerstelle durch die Meßelektrode 37 eine meßbare Stromänderung gegenüber dem Normalfall, die mittels nachgeschalteter Verstärker und Komperatoren zu digitalen Signalen mit den Bedeutungen "Fehlerstelle außerhalb der Elektroden" und "Fehlerstelle innerhalb der Elektroden" ausgewertet werden kann.

Bei Ermittlung einer Leiterbruchstelle wird, wie bereits erwähnt, ein erstes Signal zum Herabsetzen der Abzuggeschwindigkeit an die Maschinensteuerung geliefert. Ein zweites Signal wird abgegeben, wenn die Fehlerstelle die Meßelektrode 36 passiert. Die Maschine kann dann endgültig stillgesetzt werden. Der Fehler läßt sich leicht auffinden, da er sich innerhalb eines markierten Abschnittes von beispielsweise 0,5 m zwischen den beiden Kapazitätselek-

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troden befindet. Die betroffene Ader wird durch eine Ziffernanzeige gekennzeichnet.

Als Meßelektrode 37 kommen vorzugsweise zwei Kapazitätßelektroden in Betracht, die aus zwei Rohren, deren Länge größer als die Drallänge des Grundbündels ist, im Abstand von etwa 0,5 m zueinander angeordnet sind. Es empfiehlt sich, zur optimalen Verkuppelung der Meßelektroden mit den Adern den Durchmesser der Elektroden an den Querschnitt des verseilten G-rundbündels anzupassen. Die Elektroden sollten daher leicht auswechselbar sein. Um dies sicherzustellen, empfiehlt es sich, längsgeteilte Elektroden zu verwenden, die federnd aufklappbar sind.

12 Ansprüche
5 Figuren

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Claims

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Pat en tansprüche

1.i/^erfahren zum Prüfen der Adern von Hachrichtenkabeln während ihrer Verseilung und zur Beseitigung von Fehlern durch Eingriff in den Verseilvorgang, bei dem die an Meßeinrichtungen angeschalteten Adern von raumfest gelagerten Vorratsbehältern abgezogen und nach ihrer Verseilung zum fertigen Verseilverband auf eine Aufwickeltrommel aufgewickelt werden und der Eingriff in den Verseilvorgang in Abhängigkeit von den Meßwerten der Meßeinrichtung erfolgt,
dadurch gekeimzeichnet,

a) daß zur Ermittlung von Leiterbrüchen bei der im gleichen Arbeitsgang erfolgenden zweistufigen Verseilung von Adern zu Verseileinheiten und der Verseileinheiten zu einer Verse ilgruppe

b) zunächst zur Feststellung einer fehlerhaften Ader an den Leiter jeder Ader eine elektrische Spannung angelegt und die an der Ader anliegende Spannung bzw. der durch die Ader fließende elektrische Strom ständig oder in kurzen Abständen überwacht, bei Änderung der elektrischen Spannung bzw. des elektrischen Stromes eine Signaleinrichtung und/oder eine Aunwerteeinrichtung betätigt, die Geschwindigkeit des Verfjoilvorganges herabgesetzt oder der Verseilvorgang stillgesetzt und die fehlerhafte Ader angezeigt wird,

c) daß anschließend zur Ortung der Fehlerstelle der fertige Verseilverband vor dem Auflaufen auf die Aufwickeltrommel über eine Strecke, die ein Vielfaches der Schlaglänge des Verseilverbandes beträgt, frei durch die Luft geführt, an den Leiter der fehlerhaften Ader eine Dauer-Y/echse!spannung angelegt und das Potential des fertigen Verseilverbandes im oder vor dem frei durch die Luft geführten Bereich abgetastet und der Verseilvorgang in Abhängigkeit von dieser Abtastung endgültig stillgesetzt wird

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d) und daß abschließend der Fehler behoben wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Feststellung einer fehlerhaften Ader vom auf der Aufwickeltrommel befindlichen Ende des Verseilverbandes her in schneller Folge nacheinander an jeden Leiter der Adern des Verseilverbandes eine Sende-Wechselspannung angelegt und
die jeweils anderen Leiter der Adern geerdet werden,

daß das Potential jeder Ader vor deren Verseilung abgetastet und bei Fehlanzeige bzw. bei Unterschreiten einer Grenzspannung der Verseilvorgang beeinflußt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

zur Feststellung einer fehlerhaften Ader vom auf der Aufwickeltrommel befindlichen Ende des Verseilverbandes her gleichzeitig an jeden Leiter der Adern des Verseilverbandes eine Sende-Wechselspannung angelegt v/ird, wobei für jeden Leiter eine andere Frequenz der Y/echselspannung vorgesehen ist, und daß das Potential jeder Ader vor deren Verseilung abgetastet und bei Fehlanzeige bzw. bei Unterschreiten einer Grenzspannung der Verseilvorgang beeinflußt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Feststellung einer fehlerhaften Ader in jede Ader vom ablaufseitigen Ende her über jeweils ein Relais oder über einen mit einem Relais gekoppelten Vorwiderstand eine Gleichspannung eingespeist, die Leiter der Adern des Verseilverbandes am auf der Aufwickeltrommel befindlichen Ende miteinander elektrisch leitend verbunden werden und die Kontakte der
Relais in Reihe in den Steuerstromkreis der Verseilmaschine geschaltet werden.

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5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Feststellung einer fehlerhaften Ader und zur Ortung der Fehlerstelle alle leiter der Adern am auf der Aufwickeltrommel "befindlichen Ende des Verseilverbandes kurzgeschlossen, die am einlaufseitigen Ende in zwei gleich große Gruppen aufgeteilten Adern über hochohmige Vorwiderstände an die Pole einer erdsymmetrischen Wechselspannungsquelle angeschlossen werden und daß der Spannungsabfall an denVorwiderständen abgetastet wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ortung der Fehlerstelle an den Leiter der fehlerhaften Ader vom auf der Aufwickeltrommel befindlichen Ende des Verseilverbandes her eine Dauer-Wechselspannung angelegt und die Leiter aller übrigen Adern geerdet werden.

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der die Adern von raumfest angeordneten Adervorräten ablaufen und nach Durchlaufen einer Verseilvorrichtung einer Aufwickeltrommel zugeführt werden und bei der Meßeinrichtungen zum Prüfen, Anzeigen und Auswerten von Fehlern an die Adern angeschaltet sind, dadurch gekennzeichnet,

daß zur Ortung der Fehlerstelle mittels kapazitiver Abtastung des Verseilverbandes vor der Aufwickeltrommel eine dem Verseilverband zugeordnete, elektrodenförmige Sonde angeordnet ist.

O. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Sonde eine von dem Verseilverband durchlaufene röhrförmige Elektrode vorgesehen ist.

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9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 0 zur Durchführung

des Verfahrens nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode als Differentialelektrode ausgebildet ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Sonde eine als Elektrode ausgebildete metallene Umlenkrolle vorgesehen ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7, 8 oder 10 zur
Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede Ader vor dem Einlaufen in die Verseileinrichtung über eine als Elektrode ausgebildete metallene laufrolle ein- oder mehrfach herumgeführt ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7, 8 oder 10 zur
Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2 oder 3₅ dadurch gekennzeichnet, daß alle Adern um eine gemeinsame metallene Laufrolle bzw. eine metallene V/alze herumgeführt sind.

50 98 3 2/(H 7 0