DE496845C

DE496845C - Einrichtung zur Beseitigung oder Herabsetzung der Stoerwirkungen von Starkstromleitungen auf benachbarte Fernmeldeleitungen

Info

Publication number: DE496845C
Application number: DEA53772D
Authority: DE
Inventors: Willi Doebke
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1928-03-29
Filing date: 1928-03-30
Publication date: 1930-05-02

Description

Einrichtung zur Beseitigung oder Herabsetzung der Störwirkungen von Starkstromleitungen auf benachbarte Fernmeldeleitungen Die durch magnetische Induktion von Starkstromleitungen in Fernmeldeleitungen hervorgerufene Beeinflussung ist zweierlei Art: Es können die in einer Fernmeldeleitung durch die Starkstromleitung induzierten Spannungen erstens so hohe Beträge gegenüber Erde erreichen, daß dadurch die Apparate und das Bedienungspersonal gefährdet werden; die induzierten Spannungen können zweitens in den Leitungen Ausgleichströme hervorrufen, die daher rühren, daß sich die beiden Zweige einer Doppelleitung oder eines Phantomkreises selten mit so großer Symmetrie herstellen lassen, daß die in den Einzeladern hervorgerufenen Ströme nach Amplitude und Phase genau einander gleich sind und es auf der ganzen Länge bleiben. Die durch solche Unsymmetrien entstehenden Differenzströme kommen in den Apparaten zur Auswirkung und stören die normale Übertragung. Insbesondere beim Fernsprechen geben die höheren Harmonischen der Starkstromleitung sehr störende Geräusche.
Gegenstand der Erfindung ist nun ein Verfahren, welches es gestattet, die induzierten Spannungen herabzusetzen und gleichzeitig die Störgeräusche zu beseitigen bzw. alle Störströme oberhalb einer beliebig niedrigen Frequenz völlig abzudrosseln.
Die an den Enden einer Leitung, beispielsweise eines Vierers, durch magnetische Induktion induzierte Spannung ist bekanntlich bei beiderseits offenen Enden: vi ist die Spannung jedes der beiden Enden der Fernmeldeleitung gegen Erde, .1o der Strom in der Starkstromleitung, nt.h die kilometrische Gegeninduktiv ität zwischen Starkstrom- und Fernmeldeleitung, l die Länge des Parallelverlaufs der Leitungen, y das Fortpflanzungsmaß der Fernmeldeleitung y=v(R+jwL)(G+ jwC). Für R, L, G, C sind im vorliegenden Falle die Werte einzusetzen, die der Parallelschaltung aller vier Adern gegen Erde entsprechen. Der induzierte Strom verteilt sich zu nahezu gleichen Teilen auf die vier Einzeladern mit den durch die Unsymmetrien der Adern bedingten Abweichungen. Für die praktisch in Frage kommenden Werte y und Längen l kann in Gleichung durch eine Reihenentwicklung ersetzt werden. Man erhält dann Aus Gleichung (a) geht das bekannte nahezu lineare Anwachsen der an den Enden induzierten Spannung mit der Länge der beeinflußten Strecke hervor; To # w #m12 ist die je Kilometer induzierte Längsspannung.
Die Erfindung geht nun-aus von der an sich nicht neuen Erkenntnis, daß die induzierte Spannung auch bei noch so großer Länge l stets unterhalb eines Grenzwertes v= bleibt. Dieser Grenzwert beträgt wie sich aus Gleichung (i) unmittelbar ergibt, da mit wachsendem Argument der #Ig dem Werte i zustrebt. Die größtmögliche Spannung ist also gleich der größtmöglichen induzierten Längsspannung/km, dividiert durch das Fortpflanzungsmaß y. Diese Eigenschaft wird gemäß der Erfindung dazu ausgenutzt, das y der Leitung so beträchtlich zu vergrößern, daß die größtmögliche Spannung unterhalb der zulässigen Grenze bleibt.
Die Vergrößerung des Fortpflanzungsmaßes y der Viererleitung (d. h. aller vier Adern in Parallelschaltung gegen Erde) ohne Vergrößerung des Fortpflanzungsmaßes der drei Sprechkreise geschieht erfindungsgemäß durch Einbau von Induktionsspulen mit vier gleichen Wicklungen auf einem vorzugsweise ringförmigen Kern, von denen in jede Einzelader eine Wicklung eingeschaltet ist. Die vier Wicklungen sind so geschaltet, daß sie weder für die Stamm- noch-die Phantomkreisströme eine Induktivität besitzen, sondern nur für Ströme, die in allen vier Adern in gleicher Richtung fließen. Da diese Spulen in der unwirksamen Schaltung für die Sprechströme eine gewisse Restinduktivität darstellen, werden sie vorzugsweise in regelmäßigen Abständen, und zwar zweckmäßig an den Spulenpunkten eingebaut; ihre Restinduktiv ität kann bei der Wahl der Pupinspulen berücksichtigt werden.
Die Wirkungsweise der Spulen soll an einem Zahlenbeispiel kurz erläutert. werden. Die charakteristischen Konstanten der Viererleitung seien R = io 2/km; C - 0,i . io-6 F/km, L und G seien vernachlässigbar klein und cv=3oo. Dann ist Die maximal auftretende Spannung gegen Erde beträgt also das etwa 6ofache der maximalen je Kilometer induzierten Längsspannung.
Nach Einschalten der Spulen mit einer wirksamen Induktivität von 5 Henry und 5 Q in jeder Wicklung in Abständen von je 2 km ist Die maximal auftretende Spannung beträgt jetzt nur das 6 . 7fache der maximalen je Kilometer induzierten Längsspannung (ohne Spulen), d. h. sie ist auf % herabgesetzt.
Das eben beschriebene Verfahren besitzt noch den weiteren Vorteil, daß die Geräuschströme praktisch vollständig unterdrückt werden, weil die Oberschwingungen vollständig abgedrosselt werden. Bei den angegebenen Zahlenwerten für Kapazität und Spuleninduktivität ist die Grenzfrequenz für die Viererleitung (alle vier Adern parallel gegen Erde) d. h. alle Frequenzen oberhalb co == 2ooo werden auf der Viererleitung abgedrosselt und können nicht an die Apparate gelangen.
Die angegebenen Zahlen gelten naturgemäß nur als Erläuterungsbeispiel. Zwecks weiterer Herabsetzung der Grenzfrequenz in der Viererleitung können die Spulen in doppeltem oder dreifachem Abstande wie die Pupinspulen eingebaut sein.
Die Erfindung beschränkt sich ferner nicht auf die Anwendung einer Spule mit vier Wicklungen für einen Vierer. Diese Ausführung ist nur erforderlich bei Leitungen mit Phantomausnutzung. Bei Leitungen ohne Phantomausnutzung, also z. B. bei gewöhnlichen Sternvierern, genügt der Einbau von Spulen mit zwei Wicklungen in jede Doppelleitung. Die erforderliche Spulenzahl ist hierbei doppelt so groß, der Abgleich dafür aber erleichtert.
Die angegebenen Mittel können naturgemäß auch zwecks weiterer Verbesserung noch gemeinsam mit anderen Mitteln verwendet werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Einrichtung zur Beseitigung oder Herabsetzung der Störwirkungen von Starkstromleitungen auf benachbarte Fernmeldeleitungen mit als Hin- und Rückleitung dienenden Doppel- oder Viererleitungen, dadurch gekennzeichnet, daß in die einzelnen Adern der Doppel-oder Viererleitungen gleiche Wicklungen, die mindestens paarweise auf gemeinsamem Kern sitzen, in solchem Sinne eingeschaltet sind, daß sie für gleichgerichtete Ströme magnetisierend wirken, dagegen für die Fernmeldehin- und -rückströme sich in ihrer magnetischen Wirkung möglichst aufheben, und daß die kilometrische Induktivität der Spulen so groß gewählt ist, daß der absolute Betrag des Fortpflanzungsmaßes der Adern in Parallelschaltung vervielfacht oder mindestens verdoppelt ist.
2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die vier Wicklungen einer Viererleitung oder zweier Doppelleitungen auf gemeinsamem Kern angebracht sind.
3. Einrichtung nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulen in gleichen Abständen eingebaut sind. .1. Einrichtung nach Anspruch i oder den folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß bei pupinisierten Leitungen die Spulen an den Pupinspulenpunkten eingebaut sind. S. Einrichtung nach Anspruch i oder den folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß Spuleninduktivität und Spulenabstand so gewählt sind, daß die Grenzfrequenz der Adern in Parallelschaltung unterhalb der für die Geräusche besonders hervortretenden Frequenzen liegt.