Vieladriges Schwachstromkabel. Schwachstromkabel, welche Wechselströme
auf größere Entfernungen übertragen sollen, werden meistens mit hauptsächlich aus
trokkenem Papier und trockener Luft bestehendem Dielektrikum hergestellt. Die Leitungsdrähte
in solchen Kabeln sind mit Papierbändern umgeben, die um die Drähte geschlossene,
Hohlräume einschließende Rohre bilden. Eine genügend bemessene Überlappung der Bänder
sichert die Erhaltung der Form des geschlossenen Rohres und verhindert zufällige
Berührung benachbarter Drähte.Multi-core low-voltage cable. Low power cable, which alternating currents
to be transferred to greater distances are mostly made with
dry paper and dry air. The lead wires
in such cables are surrounded with paper tapes, which are closed around the wires,
Form tubes enclosing cavities. A sufficient amount of overlap between the bands
ensures the preservation of the shape of the closed tube and prevents accidental
Touching neighboring wires.
Zur Unterdrückung der gegenseitigen Induktion werden die Adern paarweise
verseilt. Im Interesse einer erhöhten Wirtschaftlichkeit werden die Kabel häufig
so hergestellt, daß die Leitungsdrähte verschiedenen Stromkreisen angehören und
in diesen ohne gegenseitige Störung gleichzeitig benutzt werden können. Man erreicht
diesen Zweck bekanntlich dadurch, daß man entweder je zwei Aderpaare oder je vier
sternförmig zusammengelegte Einzeladern zu Vierern verseilt, wobei im zweiten Fall
j e zwei einander diagonal gegenüberliegende Adern je ein Paar bilden. In einem
solchen Vierer gehört jedes Paar einem Stromkreis für sich an, während in einem
dritten Stromkreis das eine Paar als Hin-, das andere als Rückleitung dient. Durch
wiederholte Verseilungen können aus den Einzeladern auch Gruppen höherer Stufen,
wie Achter, Sechzehner usw. hervorgehen, wobei allgemein n Einzeladern die Bildung
von x - r Stromkreisen ermöglichen. Die Adergruppen werden in konaxialen
Schichten zur Kabelseele verseilt. In solchen Kabeln müssen nicht nur die Gebilde
gleicher Verseilungsstufen, sondern auch solche verschiedener Stufen frei von gegenseitiger
Induktion sein. Hierzu ist es erfahrungsgemäß notwendig, die Schlaglängen benachbarter
Leiterschleifen sowie aufeinanderfolgender Verseilungen verschieden groß zu wählen;
dann verlaufen die Stromwege in benachbarten Stromkreisen nicht mehr parallel, und
die gegenseitige Induktion wird vermieden oder auf ein erträgliches Maß herabgesetzt.The cores are stranded in pairs to suppress mutual induction. In the interests of increased economy, the cables are often made so that the lead wires belong to different circuits and can be used in these without mutual interference at the same time. As is known, this purpose is achieved by stranding either two pairs of wires or four individual wires arranged in a star shape to form four wires, in the second case two wires lying diagonally opposite each other forming a pair. In such a quad, each pair belongs to a separate circuit, while in a third circuit, one pair serves as a forward and the other as a return line. Repeated stranding can also result in groups of higher levels, such as figures of eight, sixteen, etc., from the individual cores, with n individual cores generally making it possible to form x - r circuits. The core groups are stranded in conaxial layers to form the cable core. In such cables, not only the structures of the same level of stranding, but also those of different levels must be free from mutual induction. For this, experience has shown that the lay lengths of adjacent conductor loops and successive stranding must be of different sizes; then the current paths in neighboring circuits are no longer parallel, and mutual induction is avoided or reduced to a tolerable level.
Bei Übertragung auf große Entfernungen wird die Leitung solcher Kabel
vielfach durch Einschaltung von Glühkathodenröhren verbessert; durch Verstärkung
der Sprechströme vergrößern diese Apparate die Reichweite der Kabel sehr erheblich.
Da sie auch die störenden Ströme der gegenseitigen Induktion verstärken, ist bei
der Herstellung von Kabeln für den Verstärkerbetrieb die Anwendung verschiedener
Schlaglängen in erhöhtem Maße erforderlich.When transmitting over long distances, the line becomes such a cable
improved many times by switching on hot cathode tubes; through reinforcement
Because of the stream of speech, these devices extend the range of the cables considerably.
Since they also amplify the interfering currents of mutual induction, is at
the manufacture of cables for amplifier operation the application of various
Increased lay lengths required.
Anderseits wird an Kabel für den Verstärkerbetrieb die Anforderung
einer möglichst großen Gleichmäßigkeit der elektrischen Eigenschaften gestellt.
Zu den Verstärkern gehören Schaltungen, welche zum Teil aus künstlichen Nachbildungen
der Kabelschleifen bestehen und deren mittleren elektrischen Eigenschaften angepaßt
sein müssen. Infolge der großen Empfindlichkeit der Anordnung können Abweichungen
der elektrischen Eigenschaften von den festgesetzten mittleren Werten Störungen
verursachen und den Nutzen der Verstärker vernichten. Es ist daher von großer Wichtigkeit,
daß die Kabel möglichst gleichmäßige elektrische Eigenschaften aufweisen; hierbei
ist die schwierigste Aufgabe, die gleichstufigen Leiterschleifen mit möglichst gleichmäßigen
Kapazitätswerten herzustellen.
Das Streben nach einer möglichst
großen Gleichmäßigkeit der Kapazitätswerte wird durch die Notwendigkeit, verschiedene
Schlaglängen anzuwenden, erschwert; bei richtigkonstruierten und sorgfältig hergestellten
Kabeln findet man in der Regel einen klar erkennbaren Zusammenhang zwischen Kapazität
pro Längeneinheit und Schlaglänge, wobei dem kurzen Schlag ein höherer, dem langen
ein niedrigerer Wert der Kapazität entspricht. Zur Veranschaulichung der hierbei
auftretenden Unterschiede seien die Kapazitätswerte von 2o Aderpaaren eines vieladrigen
Kabels angeführt, die paarweise zu io Vierern verseilt sind, wobei jeder Vierer
aus je einem mit kurzem und einem mit langem Schlag verseilten Paar besteht.
Nr. Paare mit Paare mit
des Vierers kurzem Schlag langem Schlag
Mikrofarad pro km Nlikroi:irad pro km
1 00344 00330
2 0,036o 0,0332
3 0,0362 o,0344
4 0,0350 0,0336
5 0,o358 0,0326
6 0,036o 0,0344
7 0,0362 0,0340
8 0,0350 0,0338
9 00364 00348
1o 0,0348 0,0332
Höchstwert . 0,0364 0,0348
Mittelwert . . 0,0356 0,0337
Mindestwert. 0,o344 0,o326
Als Maß der Ungleichmäßigkeit der Kapazitätswerte wählen wir die »Schwankungszahl«
; als solche soll die halbe Differenz zwischen dem vorkommenden höchsten und niedrigsten
Wert, ausgedrückt in Prozenten des Mittelwertes, bezeichnet werden. Für die Schwankungszahl
der io Paare mit kurzem Schlag erhalten wir
für die der io Paare mit langem Schlag
während für alle 2o Paare zusammen
ein Höchstwert von 0,0364 Mikrofarad,
ein Mittelwert - 0,0346 -
ein Mindestwert - 0,o326 -
und damit eine Schwankungszahl von
gefunden wird. Durch die Anwendung von zwei verschieden großen Schlaglängen wird
hier die Schwankungszahl von im Mittel ± 3,0 Prozent auf ± 5,5 Prozent vergrößert,
also um rund 8o Prozent verschlechtert.On the other hand, cables for amplifier operation are required to have the greatest possible uniformity of electrical properties. The amplifiers include circuits which partly consist of artificial simulations of the cable loops and whose mean electrical properties must be adapted. As a result of the great sensitivity of the arrangement, deviations of the electrical properties from the established mean values can cause disturbances and destroy the usefulness of the amplifiers. It is therefore of great importance that the cables have electrical properties that are as uniform as possible; The most difficult task here is to create the same-stage conductor loops with capacitance values that are as uniform as possible. Striving for the greatest possible uniformity of the capacitance values is made more difficult by the need to use different lay lengths; In the case of correctly designed and carefully manufactured cables, there is usually a clearly identifiable relationship between capacitance per unit length and lay length, with the short lay corresponding to a higher value and the long one to a lower value of the capacitance. To illustrate the differences that arise here, the capacitance values of 20 wire pairs of a multi-core cable are listed, which are twisted in pairs to form 10 fours, whereby each four consists of one pair with a short and one with a long lay. No couples with couples with
the foursome short stroke long stroke
Microfarad p ro k m Nlik r oi: irad per km
1 00344 00330
2 0.036o 0.0332
3 0.0362 o. 0344
4 0.0350 0.0336
5 0.0358 0.0326
6 0.036o 0.0344
7 0.0362 0.0340
8 0.0350 0.0338
9 00364 00348
1o 0.0348 0.0332
Maximum value. 0.0364 0.0348
Average . . 0.0356 0.0337
Minimum value. 0, o344 0, o326
As a measure of the non-uniformity of the capacitance values, we choose the "fluctuation number"; as such, half the difference between the highest and lowest values occurring, expressed as a percentage of the mean value, should be designated. For the number of fluctuations of the io pairs with a short stroke we get for those of the io couples with a long stroke while for all 2o couples together a maximum of 0.0364 microfarads,
a mean - 0.0346 -
a minimum value - 0, o326 -
and thus a fluctuation number of Is found. By using two pitch lengths of different sizes, the fluctuation figure is increased from an average of ± 3.0 percent to ± 5.5 percent, that is, worsened by around 80 percent.
Als zweites Beispiel sollen die Kapazitätswerte von 12 Vierern eines
vieladrigen Kabels angegeben werden, die abwechselnd der Reihe nach mit zwei verschiedenen
Schlaglängen hergestellt sind:
Vierer Kurzer Vierer Lanker
Nr, Schlag Nr. Schlag
Mikrofarad Mikrofarad
1 o,0548 2 0,0512
3 0,0544 4 o,o5o6
5 00540 6 0,0504
7 0,0552 8 0,0508
9 00536 1o 0,0512
11 o,0540 12 0,0502
Höchst- Höchst-
wert... 0,0552 wert... 0,0512
Mittel- Mittel-
wert... 0,o545 wert... 0,0507
Mindest- Mindest-
wert... 0,0536 wert... 0,0502
Schwan- Schwan-
kungszahl ± 1,65 PfoZ. kungszahl -+E 1,00 Proz.
12 Vierer zusammen ergeben
Höchstwert ....... 0,0552
Mittelwert ....... 0,0526
Mindestwert ....... 0,0502
Schwankungszahl ± 4,75 Prozent.
In diesem Fall beträgt die Verschlechterung der Gleichmäßigkeit infolge der Anwendung
von zwei verschiedenen Schlaglängen 26o Prozent.As a second example, the capacitance values of 12 quads of a multi-core cable are given, which are produced alternately one after the other with two different lay lengths: Four short four lankers
No, beat, no. Beat
Micr o farad microfarad
1 o. 0548 2 0.05 1 2
3 0.0544 4 o, o5o6
5 00540 6 0.0504
7 0.0552 8 0.0508
9 00536 1o 0.0512
11 o.0540 12 0.0502
Highest- highest-
value ... 0.0552 value ... 0.0512
Medium medium
value ... 0, o545 value ... 0.0507
Minimum minimum
value ... 0.0536 value ... 0.0502
Swan swan
coefficient of ± 1.65 PfoZ. number - + E 1.00 per cent.
12 fours together result Maximum value ....... 0.0552
Mean ....... 0.0526
Minimum value ....... 0.0502
Fluctuation number ± 4.75 percent.
In this case, the deterioration in evenness due to the use of two different lay lengths is 26o percent.
Gemäß der Erfindung wird die durch die Anwendung verschiedener Schlaglängen
verursachte Vergrößerung der Ungleichmäßigkeit der Kapazitätswerte dadurch beseitigt,
daß man den Querschnitt des in der Hohlader eingeschlossenen Luftraumes verkleinert
oder vergrößert, indem man je nach Schlaglänge der in Frage kommenden Verseilung
bei unverändertem Außendurchmesser der Ader entweder die Überlappung des Papiers
breiter oder schmaler wählt oder die Dicke der Papierbänder, aus welchen die Aderhüllen
oder Teile derselben bestehen, entsprechend ändert, oder daß man beide Maßnahmen
gleichzeitig anwendet. Diese Maßnahmen müssen so angewendet werden, daß bei langem
Schlag eine größere Überlappung oder größere Papierdicke verwendet wird, um den
Luftraum zu verkleinern und dadurch möglichst dieselbe mittlere Kapazität wie bei
kurzem Schlag zu erreichen.
Für die genaue rechnerische Ermittlung
der Kapazität aus den Abmessungen und den Dielektrizitätskonstanten ist die Gestalt
der Schleifen in Kabeln der besprochenen Art viel zu verwickelt; dagegen kann man
sich an Hand eines 'theoretisch einfachen Idealfalles leicht überzeugen, daß schon
eine verhältnismäßig geringfügige Änderung der aufgebrachten Papiermenge die hinreichende
Vergrößerung oder Verkleinerung der Kapazität bewirken wird. Denken wir uns eine
mit Blei umpreßte Hohlraumader, in welcher der Leiter genau in der Achse des genau
kreiszylinderförmigen Papierrohres liegt; das Papierrohr sei vom Bleimantel dicht
umschlossen. Ist d der Leiterdurchmesser, D die lichte Weite des Bleimantels, d
die Dicke, a die Dielektrizitätskonstante des Papiers und f ein Zahlenfaktor, dann
ist die Kapazität
(Siehe B r e i s i g, Theoretische Telegraphie, Braunschweig 191o, S. 49, wobei
der Wert e für Luft - z gesetzt und die Formel dementsprechend vereinfacht ist).
Setzen wir die Ouerschnittsdimensionen in mm ein, so erhält man K in Mikrofarad
pro km bei einem Wert des Proportionalitätsfaktors von etwa f ==0'015. Wählen wir
als Beispiel folgende Verhältnisse: d = 1,4 mm, D = 3,4 mm, 8 = 0,24
mm, s = 2 ; die Kapazität ist dann K ` o,o67o M. F. /km. Die Berechnung der Kapazität
für je um o,ox mm zunehmende Papierdicke ergibt folgende Tabelle
= 0,24 mm K = o,o67o Mfd. pro km
= 0,2.5 - K = 0,o675
= o,26 - K= o,o68o - - -
= 0,27 - K= 0,o685 = - _
= o,28 - K- o,o6go - - -
USW.
Einer Zunahme der Papierdicke um o,ox mm entspricht eine Erhöhung der Kapazität
um rund 3 1 1 4 Prozent. Durch eine vierprozentige Vermehrung des Papiers
gewinnt man eine etwa x Prozent höhere Kapazität. Derselbe Mehraufwand kann in einfacher
Weise auch dadurch erzielt werden, daß man bei unveränderter Papierdicke die Überlappung
entsprechend vermehrt. Es läßt sich durch ein. faches Ausprobieren das notwendige
Maß der Änderung feststellen. Genaue zahlenmäßige Angaben -lassen sich schon aus
dem Grunde nicht machen, weil es noch garnicht feststeht, in welchem Maße verschiedene
Schlaglängen am zweckmäßigsten angewendet werden. Man kann sich sogar denken, daß
man zu größeren Unterschieden .der gewählten Schlaglängen schreiten wird, wenn es
einmal gelungen ist, die hierdurch verursachte Verschlechterung der Gleichmäßigkeit
der Kapazitätswerte wirksam zu bekämpfen.According to the invention, the increase in the unevenness of the capacitance values caused by the use of different pitch lengths is eliminated by reducing or increasing the cross section of the air space enclosed in the loose tube by either the Selects the overlap of the paper wider or narrower or changes the thickness of the paper tapes from which the wire sleeves or parts thereof consist, or that both measures are used at the same time. These measures must be applied in such a way that a larger overlap or greater paper thickness is used in the case of a long lay in order to reduce the air space and thereby achieve the same average capacity as possible as in the case of a short lay. The shape of the loops in cables of the type discussed is far too complex for the exact computational determination of the capacitance from the dimensions and the dielectric constant; on the other hand, one can easily convince oneself on the basis of a theoretically simple ideal case that even a relatively small change in the amount of paper applied will bring about a sufficient increase or decrease in capacity. Let us imagine a hollow artery molded with lead, in which the conductor lies exactly in the axis of the precisely circular cylinder-shaped paper tube; the paper tube is tightly enclosed by the lead jacket. If d is the conductor diameter, D is the clear width of the lead jacket, d is the thickness, a is the dielectric constant of the paper and f is a number factor, then the capacitance (See B reisig, Theoretische Telegraphie, Braunschweig 1910, p. 49, where the value e for air - z is set and the formula is accordingly simplified). If we insert the cross-sectional dimensions in mm, we get K in microfarads per km with a value of the proportionality factor of about f == 0'015. Let us choose the following ratios as an example: d = 1.4 mm, D = 3.4 mm, 8 = 0.24 mm, s = 2; the capacity is then K `o, o67o MF / km. The following table gives the calculation of the capacity for each paper thickness increasing by 0.ox mm = 0.24 mm K = o, o67o Mfd. per km
= 0.2.5 - K = 0.0675
= o, 26 - K = o, o68o - - -
= 0.27 - K = 0, o685 = - _
= o, 28 - K- o, o6go - - -
ETC.
An increase in paper thickness of 0.0 mm corresponds to an increase in capacity of around 3 1 1 4 percent. A four percent increase in the paper yields an approximately x percent higher capacity. The same additional expenditure can also be achieved in a simple manner in that the overlap is correspondingly increased while the paper thickness is unchanged. It lets itself through. Try it out to determine the extent of the change required. Exact numerical information cannot be given for the reason that it has not yet been established to what extent different pitch lengths are most appropriately used. One can even imagine that one will proceed to greater differences in the chosen pitch lengths once it has been possible to effectively combat the resulting deterioration in the uniformity of the capacitance values.
Der Vorteil der in dieser Erfindung vorgesehenen Maßnahmen besteht
darin, daß sie mit einem um wenige Prozente erhöhten Materialaufwand ohne Erschwerung
der Fabrikation eine prozentual erhebliche Verbesserung der Gleichmäßigkeit der
Kapazitätswerte dadurch zu erzielen gestatten, daß sie die Veränderung der Kapazitätswerte
in beinahe beliebig feiner Abstufung in reichlich weit auseinanderliegenden Grenzen
bewirken, wobei die Außenabmessungen der Adern bzw. der Adergruppen unverändert
bleiben.The advantage of the measures provided in this invention is there
in the fact that they require a few percent more material without making it difficult
a significant improvement in the uniformity of the manufacturing process
Allowing capacitance values to be achieved by changing the capacitance values
in almost any fine gradation within well-spaced boundaries
cause the outer dimensions of the cores or groups of cores unchanged
stay.