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Anordnung der Pupinspulen bei Fernmeldekabeln, insbesondere Fernmeldeseekabeln
In Fernmeldeseekabeln mit punktförmiger Belastung tritt oft störendes Nebensprechen
auf, das auf eine elektromagnetische Kopplung der Pupinspulen zurückzuführen ist.
Die Spulen sind bei der üblichen Anordnung auf eine Achse aufgereiht. Durch die
in der Mitte liegenden Schaltadern fließt -ein durch die Kraftflüsse in den einzelnen
Spulen hervorgerufener Kopplungsstrom, der sich über die zwischen den Adern und
dem Bleimantel liegenden Kapazitäten und über den Bleimantel schließt. Dieser Kopplungsstrom,
der durch sämtliche Spulen hindurchfließt, bedingt eine elektromagnetische Kopplung
der Spulen, was wiederum Nebensprechstörungen verschiedener Art zur Folge hat.
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Gemäß der Erfindung wird die Kopplung zwischen den Spulen dadurch
beseitigt, daß jede Spule in zwei oder mehrere Teilspulen unterteilt ist, die so
geschaltet sind, daß der Kraftfluß mindestens einer dieser Teilspulen den Kraftflüssen
der übrigen Teilspulen entgegengesetzt gerichtet ist. Bei dieser Anordnung induzieren
also die Spulen in den durch die Spulenmitte geführten Schaltadern entgegengesetzt
gerichtete Ströme, die sich teilweise aufheben. Der resultierende Kopplungsstrom
wird auf diese Weise--- nur so schwach werden, daß er keine nennenswerte Kopplung
der Spulen mehr herbeiführen kann. Durch geeignete Bemessung der Windungszahlen
der entgegengesetzt geschalteten Teilspulen läßt sich jede beliebige Verminderung
der Stärke des resultierenden Kopplungsstromes, also der elektromagnetischen Kopplung
der Spulen, erreichen. Besonders vorteilhaft ist es, jede Spule in zwei gleiche
Teilspulen zu unterteilen, weil sich dann die Kopplungsströme vollständig aufheben.
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Der durch die erfindungsgemäße Anordnung gebotene Vorteil lä.ßt sich
auch bei Verwendung von normalen Spulen erreichen, indem man je zwei solcher Spulen
eines Sprechkreises, die in zwei benachbarten Spulenstücken liegen, als zwei, zusammen
eine ganze Spule bildende Teilspulen ansieht und sie gemäß der Erfindung entgegengesetzt
schaltet. Hierbei liegen die beiden Teilspulen in verschiedenen Spulenstücken, so
daß immer je zwei normale Spulenstücke entgegengesetzt geschaltet sind.- Die Kopplungsströme
in den beiden Spulenstücken heben sich dann auf; und der resultierende Kopplungsstrom
ist ganz oder angenähert gleich Null, so daß eine Kopplung der Spulen hierbei auch
vermieden wird. Wenn es die an die Kabel gestellten Anforderungen zulassen, brauchen
nicht immer die Spulen der benachbarten Spulenstücke entgegengesetzt geschaltet
zu werden, sondern es können auch Gruppen von mehreren Spulen
abwechselnd
entgegengesetzt geschaltet werden.
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In Abb. i ist die bisher übliche Anordnung dargestellt, bei der jeder
Sprechkreis durch eine Pupänspule induktiv belastet ist. Die Abbildung zeigt ein
Spulenstück für drei Sprechkreise, deren jeder eine Spule enthält. Von den Spulen
sind der Übersichtlichkeit halber nur die drei Spulenkerne i, 2, 3 dargestellt.
Das durchlaufende Adernbündel ist mit 4 bezeichnet. 6 ist der Bleimantel, mit 5
und 7 sind die Kapazitäten der Kabeladern gegen den Bleimantel symbolisch dargestellt.
In dem Fall, in dem in dem Spulenkern i durch Fernmeldestrom ein Kraftfluß im Sinne
des eingezeichneten Pfeiles induziert wird, entsteht in der Koppelschleife, die
durch das durchgehende Adernbündel4, die beiden Kapazitäten 5 und 7 und den Bleimantel
6 gebildet ist, ein Strom, der wiederum in den beiden unbeteiligten Spulenkernen
2 und 3 einen Kraftfluß in Richtung der eingezeichneten Pfeile hervorbringt. Diese
in den Kernen :2 und 3 erzeugten Kraftflüsse rufen einen Störstrom in ihren Wicklungen
und damit in ihrem eigenen Fernmeldekreis hervor.
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In Abb. 2 ist ein Ausführungsbeispiel für den Gegenstand der Erfindung
dargestellt, und zwar ebenfalls für ein Spulenstück mit drei Sprechkreisen. Jede
Pupinspule eines Sprechkreises ist durch zwei halbe Spulen ersetzt, die so gewickelt
sind, daß in jedem Augenblick die Richtung der beiden Kraftflüsse einander entgegengesetzt
ist. Durchfließt die erste Vollspule, die aus den beiden gleichartigen, aber entgegengesetzt
gewickelten Halbspulen io und I I besteht, ein Fernmeldestrom, so hebt sich die
Wirkung der beiden Kraftflüsse in io und ii auf die durchlaufenden Adern 16 auf.
Aber selbst angenommen, daß durch eine Unsymmetrie oder irgendeinen anderen Einfluß
in der durch die durchlaufenden Adern 16, die beiden Kapazitäten 17 und i9
und den Bleimantel 18 gebildeten Koppelschleife ein Strom entsteht, so hebt sich
die Wirkung dieses Stromes in bezug auf die beiden anderen Voll spulen, von denen
die eine aus den entgegengesetzt bewickelten Teilspulen 12 und 13, die andere aus
den entgegengesetzt bewickelten Teilspulen 14 und 15 besteht, vollkommen auf. Wie
schon oben gesagt, kann jede Pupinspule auch aus mehr als zwei Teilspulen bestehen.
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Diese Anordnung ist genau in der gleichen Weise wirksam, wenn beispielsweise
in Abb. 2 die Spulen io und ii und die Spulen i2 und 13 je eine Vollspule für je
einen Stammkreis bilden, während die Spulen 14 und 15 zusammen die Vollspule für
den Viererkreis bilden.
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In Abb.3 ist ein Ausführungsbeispiel für die Anwendung der Erfindung
dargestellt, bei der je zwei normale Spulen benachbarter Spulenstücke zur Verminderung
der Kopplung gemäß der Erfindung zusammengefaßt sind. Hier ist 68 das eine Spulenstück,
69 ein benachbartes Spulenstück, das sich in der üblichen Entfernung von beispielsweise
2 km befinden kann. Jedes Spulenstück enthält fünf Pupinspulen, von denen auch hier
nur die Eisenkerne, und zwar in der Ansicht, dargestellt sind. Jede der Spulen eines
Spulenstückes dient zur induktiven Belastung eines Sprechkreises des Fernmeldekabels.
Es sind somit fünf Sprechkreise vorhanden.
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Gemäß der Erfindung sind jedesmal die beiden zum gleichen Sprechkreise
gehörigen Spulen, z. B. 50 und 6o, ferner 51 und 61, ferner 52 und 62, ebenso
53 und 63 sowie 54 und 64, so gewickelt, daß in jedem Augenblick die Kraftflüsse
in den beiden zum gleichen Sprechkreise gehörigen Spulen entgegengesetzt gerichtet
sind. Hierdurch wird bewirkt, daß die in den unbeteiligten Spulen eines Spulenstückes
durch die mittelbare Kopplung erzeugten Störungs-EMKe entgegengesetzt gerichtet
sind wie die, die in dem benachbarten Spulenstück durch die gleiche mittelbare Kopplung
erzeugt werden. In bezug auf den gesamten Meldekreis heben sich somit die Störungs-EMKe
zweier benachbarter Spulenstücke im wesentlichen auf. Diese Anordnung gestattet
zwar nicht in ebenso wirksamer Weise die Verminderung der Nebensprechstörungen wie
die gemäß Abb. 2; dagegen besitzt sie den Vorteil, daß sie lediglich normale Spulen
erfordert und einen geringeren Raumbedarf benötigt.