DE519556C - Verfahren zur Verbesserung der elektrischen Eigenschaften von Seekabel-Signalleitern - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren und Mittel, um die elektrischen Eigenschaften von belasteten Seekabel-Signalleitern zu verbessern.

Der in Seekabeln verwendete, ununterbrochen belastete Leiter besteht aus einem Mitteldraht aus Kupfer, der von einem Band oder Draht aus magnetischem Material umgeben ist. Dieses bildet eine dünne Schicht,

ίο durch welche ein schraubenförmiger Luftspalt läuft. Zufolge des Vorhandensems dieses Luftspaltes kann der durch den Strom im Mittelleiter erzeugte magnetische Fluß in zwei Komponenten zerlegt werden, von denen die eine parallel und die andere senkrecht zum Luftspalt gerichtet ist. Die Induktanz des Leiters ist unter gewöhnlichen Verhältnissen im wesentlichen von dem Wert der zuerst genannten Komponente abhängig. Ein magnetisches Feld beliebiger Art und beliebigen Wertes, welches dem Belastungsmaterial aufgedrückt wird, erzeugt einen Fluß, der im allgemeinen ebenfalls in Komponenten zerlegt werden kann, die parallel bzw. senkrecht zum Luftspalt verlaufen. Ein gegebenes magnetisches Material spricht je nach seiner Art und dem Vorhandensein anderer Felder in verschiedener Weise auf ein gegebenes magnetisches Feld an. Es ist deshalb möglich, die Induktanz eines belasteten Seekabelleiters durch Überlagerung eines magnetischen Zusatzfeldes auf das im Belastungsmaterial schon vorhandene zu beeinflussen.

Eine andere Eigentümlichkeit bei ununterbrochen belasteten Seekabeln macht sich bemerkbar, wenn sie in Betrieb sind. Es wurde gefunden, daß, wenn ununterbrochen belastete Kabel in Gegensprechbetrieb verwendet werden, die durch die positiven und negativen Schließungen der Taste entstehenden Ungleichheiten unsymmetrisch sind. Dieser Symmetriemangel ist in der Hauptsache auf die Ungleichheit und die ungleichen Veränderungen der Eigenschaften des Belastungsmaterials des Kabels im Verhältnis zu denjenigen der künstlichen Leitung sowie auf die Wirkung des erdmagnetischen Feldes auf die Belastung zurückzuführen.

Eine Eigentümlichkeit der belasteten Leiter für Seekabel-Signalgcbung ist die Zunahme der Induktanz und des wirksamen Widerstandes mit dem Signalstrom. Auf" Grund dieser Erscheinung machen sich in belasteten Signalkabeln zwei unerwünschte Wirkungen bemerkbar. Erstens tritt Modulation zwisehen Teilen desselben Signals oder zwischen zwei verschiedenen überlagerten Signalen ein, wodurch die Signale verzerrt werden, und

zweitens ist der wirksame Widerstand in dem an der Sendeklemme liegenden Teil des Kabels so groß, daß die Dämpfungskonstante einen Wert annimmt, der bedeutend höher ist als der Wert, der kleinen Strömen entspricht, weshalb der Übertragungsnutzeffekt des Kabels verringert wird.

Es ist ein Zweck der Erfindung, bei einem Seekabel den wirksamen Widerstand zu verringern und das Verhältnis zwischen der wirksamen Induktanz und dem wirksamen Widerstand zu vergrößern. Ferner bezweckt die Erfindung, die Änderung der Induktanz mit dem Magnetisierungsstrom oder der magne-

1-5 tisierenden Kraft zu verringern, die Verzerrung der Signalwellen herabzusetzen und den Ausgleich beim. Gegensprechverkehr zu erleichtern.. Endlich geht die Erfindung darauf aus, die Eigenschaften eines belasteten Kabelleiters gleichmäßiger zu machen.

Es ist vorgeschlagen worden, die magnetischen Eigenschaften eines belasteten Seekabels dadurch zu verbessern, daß man es der Einwirkung von magnetischen Feldern aussetzt, die entweder durch Gleichstrom oder durch langsam abnehmenden Wechselstrom erzeugt werden.

Gemäß der Erfindung wird das gesamte Kabel oder ein Teil desselben der gleichzeitigen Einwirkung eines einseitig gerichteten Feldes und eines überlagerten Wechselstromfeldes ausgesetzt, wobei das Wechselstromfeld von einem Wert, der genügt, um das Belastungsmaterial zu stabilisieren, allmählich auf Null herabgesetzt wird.

Gemäß der weiteren Erfindung hat das dem Kabel zugeführte Gleichstromfeld entgegengesetzte Richtung als das während dfes Betriebes vorhandene Erdfeld, und seine Stärke ist der Stärke, dieses Feldes angepaßt. Die Ausführung der Erfindung ist an Hand einiger Beispiele in den beiliegenden Zeichnungen veranschaulicht.

Abb. ι ist eine abgewickelte Ansicht eines Teiles des Belastungsbandes eines ununterbrochen belasteten Seekabels.

Abb. 2 zeigt die Ergebnisse von Induktanzmessungen an einem ununterbrochen belasteten Leiter bei Überlagerung eines äußeren axialen magnetischen Feldes vom Werte Null bzw. von beträchtlicher Intensität.

Das axiale magnetische Feld ist waagerecht in elektromagnetischen Einheiten abgesetzt, während die Induktanz in lh H senkrecht aufgetragen ist.

Abb. 3 zeigt die 'Ergebnisse von Induktanz- und Widerstandsmessungen an behandelten und nicht behandelten, ununterbrochen belasteten Seekabelleitern für verschiedene Werte des Meßstromes. Die Werte des Meßstromes sind waagerecht und die Werte des Wechselstromwiderstandes und der Induktanz senkrecht abgesetzt.

Abb. 4 und 5 zeigen verschiedene Schaltungen zur Ausführung des Verfahrens gemaß der Erfindung.

Abb. 6 zeigt an Hand von Kurven, wie die Induktanz eines Kabels sich mit einem aufgedrückten, einseitig gerichteten Feld ändert. Die Werte des stetigen magnetischen Feldes in Gauß sind als Abszissen und die Werte der Kabel induktanz als Ordinaten abgesetzt.

Abb. 7 zeigt schematisch, wie ein Gleichstrom- und ein Wechselstromfeld während der Verlegung eines Kabels diesem aufgedrückt werden kann.

Die Erfindung ist auf die Beobachtung gegründet, daß bei einem belasteten Seekabelleiter die Veränderung der Induktanz mit der magnetisierenden Kraft verringert wird, wenn das Belastungsmaterial einem einseitig gerichteten Magnetisierungsfelde geeigneter Stärke ausgesetzt und diesem Gleichfelde ein magnetisierendes Wechselfeld üb srlagert wird, das allmählich auf Null herabgesetzt wird. Ein weiteres Resultat dieser Behandlung ist, daß das Verhältnis der Induktanz zum Widerstand vergrößert wird.

Zweckmäßige Verfahren, um überlagerte, einseitig gerichtete und wechselnde magnetisierende Kräfte aufzudrücken, sind unten, beschrieben. Diese Verfahren ändern sich, je nachdem, ob das Kabel lang oder kurz ist, ob es verlegt oder noch nicht verlegt ist usw. Wenn ein Signalstrom durch einen Leiter mit schraubenförmig gewickelter Belastung gesandt wird, ist es die Permeabilität des Materials in einer der Schraubenlinie folgenden Richtung, die bei der Ausbildung der Eigenschaften des Leiters von Wichtigkeit ist.

Ein beliebiger langgestreckter Leiter, der nicht senkrecht zum Erdfeld steht, besitzt bekanntlich eine Erdfeldkomponente, die in der Längsrichtung wirksam ist. In gewissen Fällen, insbesondere bei Materialien mit hoher Permeabilität, muß diese Komponente berücksichtigt werden, wenn eine einseitig gerichtete magnetische Kraft einem Leiter zugeführt wird. Ein durch den Leiter fließender Gleich- no strom kann eine Magnetisierung aufbauen, die den vom Erdfeld erzeugten Magnetismus unterstützt oder ihm entgegenwirkt. Aus diesem Grunde und aus andjeren Gründen ist es zweckmäßig, das Verhältnis zwischen der magnetischen Wirkung eines das Belastungsmaterial durchfließenden Stromes und der magnetischen Wirkung äußerer Felder, z. B. des Erdfeldes, zu analysieren.

Der Einfachheit halber soll angenommen werden, daß der schraubenförmige Belastungsstreifen aus parallelen Streifen besteht (siehe.

Abb. ι). Die von dem Strom/ im Leiter erzeugte magnetische Kraft ist gleich

0,4 7

wo d der Durchmesser des Leiters ist. Die magnetisierende Kraft// kann in zwei Komponenten zerlegt werden:

cos α

H₂

₂ H sin α ,

die parallel bzw. senkrecht zum Rand des Bandes verlaufen. Die wirksamen Permeabilitäten in beiden Richtungen sind μ_χ und μ₂, und die endlichen Flußdichten sind:

und

B₁ = μ₁Η₁ B₂ = \>i.H_%.

Die mit der wirklichen gleichwertige Permeabilität μ in der Richtung parallel zum Band ^₁ ist die wirksame Permeabilität des Belastungsbandes, während die wirksame Permeabilität senkrecht zum Band gegeben ist durch den Ausdruck:

>x (w + s)

(w + μ ή

und im allgemeinen nicht größer als ο,ΐ μ ist (ic bezeichnet die Breite und s die Stärke des Bclastungsbandes).

Aus der Abb. ι ist zu ersehen, daß, wenn eine magnetisierende Kraft A, die parallel zur Achse des Leiters gerichtet ist (und beispielsweise von einem Feld herrührt, in welchem der Leiter liegt), dem Belastungsmaterial aufgedrückt wird, die Wirkung derselben dadurch bestimmt werden kann, daß sie in eine Komponente parallel zur Richtung des Bandes:

A₁ = h sin a

und eine Komponente senkrecht zur Richtung des Bandes:

ä„ = A cos α
²

zerlegt wird.

Wenn H und A gleichzeitig aufgedrückt werden, so ist die magnetisierende Kraft längs des Bandes

H cos α -\- H sin a

und die magnetisierende Kraft senkrecht zum Bande

h cos α + H sin ο.,

Die Schwankungen der Induktanz und des wirksamen Widerstandes, die von elektrischen und magnetischen Verlusten im Belastungsmaterial herrühren, sind in der Hauptsache von der zeitlichen Veränderung desjenigen Flusses abhängig, der von der parallel zum Band verlaufenden Komponente der magnetisierenden Kraft hervorgerufen wird. Wenn angenommen wird, daß H das von dem Signalstrom herrührende Feld darstellt, so ist es einleuchtend, weil die Flußdichte in der Richtung des Bandes gleich μ_χ (H cos a - h sina) ist, daß, selbst wenn die überlagerte magnetische Kraft h mit Bezug auf Zeit konstant ist, sie die Flußdichte und deshalb auch die Induktanz und den Widerstand des Leiters beeinflussen wird, weil die Werte der Permeabilität μ_χ und die zeitliche Veränderung von der gesamten magnetisierenden Kraft abhängig ist.

Aus den obigen Formeln kann die Folgerung gezogen werden, daß die resultierende Komponente der magnetisierenden Kraft in der Richtung des Belastungsbandes eines Signalleiters mittels eines Stromes im Leiter geändert werden kann. Es soll beispielsweise angenommen werden, daß es wünschenswert ist, eine in der Richtung des Belastungsbandes wirkende magnetisierende Kraft zu neutralisieren, die durch eine parallel zum Leiter wirkende Erdfeldkomponente von der Größe A hervorgerufen wird. Erfindungsgemäß wird diese Kraft durch einen dem Leiter aufgedrückten Gleichstrom aufgehoben, dessen magnetisierende Kraft einen solchen Wert hat, daß

H cos α — h sin a = 0

H = h tang a

Der für diesen Ausgleich nötige Gleichstrom kann leicht durch die Gleichung

ir = ^-...w

ermittelt werden.

Die Richtung, in welcher dieser Strom aufgedrückt wird, muß aber unter Berücksichtigung der Richtung des Erdfeldes gewählt werden, so daß der Strom, je nachdem wie die Verhältnisse liegen, dem Erdfeld entgegenwirkt oder es verstärkt.

Abb. 2 zeigt die Abhängigkeit der Induk- no tanz eines belasteten Signalleiters von der Größe des äußeren aufgedrückten magnetischen Feldes. Ein Strom von konstanter Frequenz und von einer Amplitude, die allmählich auf Null herabsank (wobei die Anfangsamplitude etwa 0,5 Ampere beträgt), wurde durch den Leiter gesandt. Diese Behandlung wird in der weiteren Beschreibung mit Stabilisierung bezeichnet. Kurve A in Abb. 2 repräsentiert die Induktanzmengen, die gemacht wurden, nachdem das magnetische Material in einem überlagerten, einseitig

gerichteten magnetischen Feld, dessen Intensität sich dem Werte Null nähert, stabilisiert war. Eine weitere Stabilisierung wurde während der Messungen nicht vorgenommen. Kurve B repräsentiert dagegen die Induktanzmessungen, während welcher das überlagerte, einseitig gerichtete magnetische Feld zuerst mit einem gegebenen Wert eingesetzt und der Leiter stabilisiert wurde, worauf die Indüktanzmessungen stattfanden. Aus den Kurven geht hervor, daß die Induktanz schon durch das Vorhandensein des überlagerten Feldes zunimmt, während die Induktanz durch die Stabilisierung des magnetischen Materials in. dem überlagerten Feld herabgesetzt wird. Abb. 3 zeigt die Ergebnisse der Messungen der Widerstandszunahme (des Unterschiedes zwischen dem wirksamen und dem Gleichstromwiderstand) in einem belasteten Leiter bei verschiedenen Werten des Meßstromes.

Ein Kupferleiter von 640 cm Länge und 0,33 cm Durchmesser, der mit einem Permalloxyband mit den Abmessungen 0,223 mm X 1,6 mm belastet war, wurde zuerst Gleich-Stromfeldern von // = oGauß und //=0,3 Gauß ausgesetzt..

Gleichzeitig wurde ein überlagerter Wechselstrom von 60 Perioden je Sekunde aufgedrückt, und der Wechselstrom wurde von Werten, die zwischen 0,5 und 0,1 Ampere lagen, auf Null herabgesetzt. Nach dieser Behandlung wurden die Induktanz und der Widerstand des Probestückes für verschiedene Werte eines Meßstromes von 75 Perioden je Sekunde bestimmt. Die graphischen Darstellungen der Ergebnisse dieser Messungen zeigen deutlich die Vorteile, die erreicht werden können, wenn ein überlagertes Feld von einer gewissen Stärke verwendet wird, um die Schwankung oder Veränderung des Widerstandes und der Induktanz in belasteten Unterseekabeln zu verringern. Die Kurven D und E zeigen die Ergebnisse der Messungen bei verschiedenen .Stromwerten der Induktanz bzw. des Widerstandes des in einem Gleichstromfeld von o,3 Gauß stabilisierten Leiters. Die Kurven C und F zeigen die, Ergebnisse der Induktanz- bzw. Widerstandsmessungen an demselben Leiter, wenn dieser im Nullfeld stabilisiert ist. Wenn diese Meßergebnisse zusammengefaßt und zunächst die Kurven C und D betrachtet werden, so ergibt sich, daß die prozentuale Zunahme bei den durch die Kurve D dargestellten Proben etwa die Hälfte der durch die Kurve C dargestellten prozentualen Zunahme beträgt, wenn von dem Nullstrom bis zum Maximalstrom gesteigert wird. Für die Kurven E und F liegen die Verhältnisse so, daß der durch die Kurve F dargestellte Widerstand auf den., elf fachen Wert, der durch die Kxav&E dargestellte Widerstand dagegen nur auf den fünffachen Wert erhöht wird.

Obwohl die durch die Kurven dargestellten Ergebnisse für ein magnetisches Feld parallel zur Leiterachse ermittelt wurden, haben sie doch mehr eine allgemeine Gültigkeit, da ein beliebiges gleichmäßiges Feld, welches aus einer beliebigen Richtung den Leiter schneidet, in jedem Punkt im Belastungsmaterial in drei Komponenten zerlegt werden kann, die parallel bzw. senkrecht zur Achse und tangential zur Leiteroberfläche gerichtet sind. Bei der Betrachtung jeder dieser Komponenten in aufeinanderfolgenden kurzen Stücken einer vollständigen Windung des Belastungsbandes ergibt sich, daß die parallel zur Achse gerichtete Komponente die einzige ist, bei welcher ein häufiges Wechseln der Größe und Richtung (auf Grund magnetischer Pole, die im Belastungsmaterial entstehen) nicht stattfindet. Es ist deshalb einleuchtend, daß die in den Kurven dargestellten Wirkungen .mittels eines beliebigen gewöhnlichen Feldes erzielt werden können, dessen axiale 8g Komponente die angegebenen Werte besitzt. Es wurde gezeigt, daß die Induktanz und die Geschwindigkeiten, mit welchen sich die Induktanz mit dem Strom ändern, dadurch geregelt werden können, daß der Leiter in der Gegenwart eines übergelagerten magnetischen Feldes geeigneter Stärke stabilisiert wird. Für ein beliebiges gegebenes Kabel sind die zweckmäßigsten Werte dieser Kennzeichen von den Bedingungen abhängig, unter welchen das Kabel betrieben werden soll. Da im allgemeinen eine Komponente des Erdfeldes in der Richtung des Kabelleiters vorhanden sein wird, ist es notwendig, um ein einseitig gerichtetes Feld im Belastungsmaterial zu erhalten, mittels eines durch den Leiter gesandten Gleichstromes der Komponente des Erdfeldes in der Richtung des Bandes ein zweites Feld zu überlagern. .

Die Erfindung kann bei schon verlegten Kabeln und auch bei Kabeln, die gerade verlegt werden, verwendet werden. Bei Kabeln, die schon verlegt sind, ändert sich die Anwendung der Erfindung, je nachdem, ob es sich um kurze oder lange Kabel handelt.

Bei Signalkabeln, deren Längen nur einige hundert Seemeilen betragen, kann der überlagerte Strom während des Betriebes durch eine Gleichstromquelle aufrechterhalten werden, die mit einer oder beiden Klemmen verbunden wird. Diese Stromquellen können in Reihe mit dem mit dem Kabel verbundenen Sender und (oder) Empfänger gekoppelt werden, doch können sie auch in Reihe mit großen Drosselspulen geschaltet werden, die in Nebenschluß zum Sender und (oder) Empfänger liegen.

Bei sehr langen Kabeln, wie Telegraphenseekabel ii. dgl., ist die erforderliche Spannung des überlagerten Stromes an sich oder in Verbindung mit der für Signalgebung verwendeten Spannung so hoch, daß ihre Verwendung sich von selbst verbietet, weil die Isolation des Kabels beschädigt werden würde. In diesem Fall kann ein Potential plötzlich dem einen oder beiden Enden des to Kabels aufgedrückt werden. Der schnell vorübergehende Strom in Punkten in der Nähe der Kabelenden kann bedeutend größer sein als der beständige Gleichstrom, der von einem Potential derselben Höhe herrührt. Abb. 5 zeigt eine Anordnung, mittels welcher die Erfindung in einem solchen Fall zur Ausführung gebracht werden kann. . Das Kabel 10 ist über den Schaltern und den abgestimmten Stromkreis 12 mit Erde verbunden, ao Im Nebenschluß zu diesem Stromkreis ist ein zweiter Stromkreis angeordnet, der einen Schalter 13, eine Batterie 14 und einen Widerstand 15 enthält. Wenn das Kabel 10 behandelt werden soll, wird zuerst der Schalter 11 und darauf der Schalter 13 geschlossen. Der Schalter 11 wird nach einem Augenblick wieder geöffnet. Durch das Schließen des Schalters 13 wird eine Gleichstromwelle dem Kabel aufgedrückt, und in dem abgestimmten Stromkreis wird eine gedämpfte Schwingung erzeugt, welche bewirkt, daß ein gedämpfter Wechselstrom das Kabel durchfließt. Dadurch, daß Schalter 11 geöffnet wird, sobald der Wechselstrom einen geringen Wert angenommen hat, wird die Gleichstromspannung von dem Kabel abgeschaltet. Diese Behandlung kann mit passenden Zwischenräumen wiederholt werden, um die Endabschnitte oder das ganze Kabel in den erwünschten Zustand zu bringen.

Während der Auslegung des Kabels kann die Behandlung gemäß der Erfindung beispielsweise in der folgenden Weise ausgeführt werden:

Abb. 4 stellt einen Kabelabschnitt oder ein kurzes Kabel 1 während der Auslegung dar. Kabel werden im allgemeinen in Abschnitten von 400 Seemeilen Länge hergestellt, und Abschnitte dieser Länge werden während der Auslegung zusammengespleißt. Es kann deshalb angenommen werden, daß Abschnitt 1 eine Länge von etwa 400 Seemeilen hat. Wenn Abschnitt 1 gemäß der Erfindung behandelt werden soll, muß das Kabelschiff mit Anordnungen versehen sein, mittels welcher ein einseitig gerichtetes Feld und ein Wechselstromfeld gleichzeitig dem Abschnitt aufgedrückt werden können. Diese Anordnungen müssen eine Gleichstromquelle 2, eine Wechselstromquelle 3, einen regelbaren Widerstand 4 und einen Transformator 5 enthalten. Sobald die Verlegung des Abschnittes beendet ist, wird von der Quelle 2 ein Gleichstromfeld von p, 3 Gauß dem Kabelabschnitt aufgedrückt, und gleichzeitig wird Wechselstrom von der Stromquelle 3 zugeführt. Ein geeigneter Strom ist beispielsweise ein Wechselstrom von ο, ι bis 0,5 Ampere und 60 Perioden. Falls erforderlich, kann aber auch ein Strom anderer Stärke verwendet werden, der imstande ist, das Belastungsmaterial dies Kabels zu stabilisieren. Die Stärke des Gleichstromes kann in jedem Fall mit Hilfe der Gleichung (1) leicht ermittelt werden. Wie schon erwähnt, muß das Gleichstromfeld eine solche Richtung haben, daß es entweder dem Erdfeld entgegenwirkt oder dasselbe verstärkt. Mittels des einstellbaren Widerstandes 4 kann das Wechselstromfeld stufen-: weise bis auf Null verringert werden. Der behandelte Kabelabschnitt kann darauf abgetrennt und gegebenenfalls mit einem weiteren Abschnitt verbunden werden. Der folr gende Abschnitt bzw. die folgenden Abschnitte werden darauf in ähnlicher Weise behandelt, wobei jedoch die Intensität des Wechselstromes vorzugsweise derart gewählt wird, daß ihre Wirkung in den aufeinanderfolgenden Abschnitten abnimmt. Die hier angegebene Länge von 40Q Seemeilen ist nur als go Beispiel angegeben. Es ist selbstverständlich, daß auch andere Längen in derselben Weise behandelt werden können. Es ist ferner einleuchtend, daß durch Verwendung verschiedener Gleichstromwerte. der Grad, bis auf welchen die Induktanz verringert wird, in verschiedenen Punkten des Kabels geändert werden kann, um die Induktanz des Kabels gegen den Endabschnitt zu allmählich zu verringern und eine abnehmende Wirkung zu erzeugen. Wenn mehr als ein Kabelabschnitt vorhanden ist, kann die Behandlung dieser sich darin von der Behandlung des ersten oder des mittleren Abschnittes unterscheiden, daß ein Wechselstrom mit höherer Frequenz, z. B. 120 Perioden, verwendet wird. Dadurch, daß ein Wechselstrom benutzt wird, dessen Intensität gegen das Kabelende zu~ gedämpft wird, welches am weitesten von dem Zuführungspunkt liegt, kann die Wirkung desselben auf den ersten Abschnitt bzw. auf die ersten Abschnitte sehr gering oder vernachlässigbar gemacht werden.

Da ferner die Veränderungen der Induktanz mit dem Strom in der Nähe der Enden eines langen Kabels von größerer Wichtigkeit sind als in den mittleren Teilen, genügt es in der Praxis, einen oder zwei Endabschnitte zu behandeln. Da Kabel von beiden Enden ab verlegt werden und die Abschnitte in der Kabelmitte miteinander verbunden werden können, ist es möglich, an jedem Ende

einen oder mehrere Abschnitte zu behandeln. Ein anderes Verfahren zur Herstellung eines einseitig gerichteten magnetischen Feldes mit einem gegebenen Wert besteht darin, daß der S Kabelweg derart gelegt wird, daß der Teil, der beeinflußt werden soll, einen geeigneten Winkel mit dem erdmagnetischen Feld bildet. Wird dann das Belastungsmaterial mittels eines überlagerten Wechselstromes stabilisiert, to der während oder nach der Verlegung aufgedrückt wird, so wird das Kabel in den erwünschten elektrischen Zustand versetzt. Die Stabilisierung kann, falls erforderlich, - mit passenden Zwischenräumen wiederholt werden.

Es ist bekannt, daß gewisse Schwierigkeiten bei dem genauen Ausgleich belasteter Seekabel darauf zurückzuführen sind, daß die Induktanz sich mit dem Strom ändert. Am ao Kopfende des Kabels macht sich diese Erscheinung am stärksten bemerkbar. Da gemäß der Erfindung die Veränderung der Induktanz mit dem Strom verringert wird, werden die erwähnten Schwierigkeiten durch eine entsprechende Verringerung der Größe der Ungleichheitswirkungen im wesentlichen behoben. Die hier beschriebenen Behandlungen können sowohl bei künstlichen Leitungen wie bei anderen Leitungen mit Induktanzspulen verwendet werden. Die hierdurch hervorgerufenen Wirkungen sind dieselben wie bei den belasteten Signalleitungen selbst.

Es wurde gefunden, daß, wenn ein Wechselstrom, dessen Stärke so groß ist, daß das Belastungsmaterial gesättigt wird, unter dem Einfluß eines gegebenen Erdfeldes durch den Leiter gesandt und allmählich auf Null herabgesetzt wird, die Induktanz des Kabels gegenüber seinem ursprünglichen Wert um etwa 150/0 abnimmt. Für diese Erscheinung und die durch sie hervorgerufene Wirkung soll in der weiteren Beschreibung der Ausdruck Stabilisierung benutzt werden. Es wurde ebenfalls gefunden, daß ähnliche Wirkungen hervorgerufen werden können, wenn der fertig belastete Leiter in derselben Weise behandelt wird. Ferner wurde die Beobachtung gemacht, daß, wenn ein Stück eines belasteten Leiters in den magnetischen Meridian eingestellt, stabilisiert und darauf um i8o° gedreht wurde, die Induktanz um 150/0 gegenüber dem ursprünglichen Wert zunahm.

Abb. 6 zeigt die Wirkung eines einseitig - gerichteten Feldes auf die Induktanz eines belasteten Unterseekabels. Das Kabel wurde in der beschriebenen Weise im Erdfeld elektrisch stabilisiert und die Induktanz durch Aufdrücken eines schwachen Wechselstromes gemessen. Der Zustand des Leiters, wenn das Feld gleich dem vollen Erdfeld ist, ist durch den Punkt 21 graphisch dargestellt.

H_e bezeichnet die Intensität des Erdfeldes im Meßpunkt. Wenn durch ein Solenoid ein Gleichstromfeld aufgedrückt wurde, welches die doppelte Stärke des Erdfeldes besaß und in der entgegengesetzten Richtung wirkte, nahm die Induktanz des Kabels rasch zu, wie es' die Kurve zwischen den Punkten 21 und 22 zeigt. Wenn ein überlagerter Wechselstrom von genügender Stärke, um das Belastungsmaterial zu sättigen, durch das Kabel gesandt und allmählich auf Null herabgesetzt wurde, fiel die Induktanz bis zu dem Punkt 23, und wenn zuletzt das Gleichstromhilfsfeld entfernt wurde, stieg die Induktanz von dem Punkt 23 zu dem Punkt 24.

Es soll nunmehr in Verbindung mit Abb. 7 beschrieben werden, in welcher Weise die obenerwähnten Erscheinungen ausgenutzt werden, um während der Verlegung eines Kabels Induktanzverluste in demselben zu vermeiden. Das Kabel 26 ist durch eine Wicklung 27 geführt, die mit einer Gleichstromquelle 28 in Verbindung steht, welche in Reihe mit einem einstellbaren Widerstand 29 geschaltet ist. Die Wicklung 27 steht ferner über den Transformator 31 und die einstellbaren. Widerstände

und

mit einer Wechselstromquelle 30 in Verbindung. Eine Drosselspule 34 mit Eisenkern verhindert, daß der go Wechselstrom in den Gleichstromkreis gelangt. Mittels der Gleichstromquelle 28 und der Spule 27 kann ein einseitig gerichtetes Feld erzeugt werden, welches durch den Widerstand 29 auf eine beliebige Stärke gebracht werden kann. Es wird angenommen, daß das Kabel, wenn es den Kabeltank verläßt, sich in dem durch Punkt 21 in Abb. 6 dargestellten Zustand befindet. Erfindungsgemäß wird ein Gleichstromfeld dem Kabel in einer Riehtung aufgedrückt, die entgegengesetzt zur Richtung des Erdfeldes verläuft, wobei das Gleichstromfeld doppelt so stark ist wie das erdmagnetische Feld in dem Punkt, in welchem das Kabel sich auf den Meeresboden auflegt. Wie aus Abb. 6 ersichtlich, wird durch das einseitig gerichtete Feld die Induktanz des Kabels vom Punkt 21 bis zum Punkt 22 erhöht. Auf das Kabel (welches sich jetzt in dem durch Punkt 22 dargestellten Zustand befindet) wird jetzt mittels der Wechselstromquelle 30 ein Wechselstromfeld überlagert. Der Wechselstrom hat vorzugsweise eine Frequenz von 20 bis 60 Perioden je Sekunde. In Ausnahmefällen kann eine höhere Frequenz verwendet werden, aber diese darf im allgemeinen etwa 150 Perioden je Sekunde nicht übersteigen, weil sonst schädliche Oberflächenwirkungen im Belastungsmaterial entstehen. Als Maß für die maximale Intensität des Wechselstromfeldes gilt, daß dasselbe imstande sein muß, das BeIa-

stungsmaterial des Kabels zu stabilisieren. Auf Grund der Wirkung dieses auf dem einseitig gerichteten Felde überlagerten Wechselstromfeldes sinkt die Induktanz des Kabels von Punkt 22 bis zum Punkt 23 (Abb. 6). Je nachdem die Verlegung vorwärts schreitet, entfernt sich das Kabel von der Spule 27, und das Wechselstromfeld nimmt ab, bis es den Nullwert erreicht. Gleichzeitig sinkt das Gleichstromfeld bis auf Null herunter, und unter dem Einfluß des Erdfeldes steigt die Induktanz des Kabels vom Punkt 23 bis zum Punkt 24 (Abb. 6). Ob eine Induktanzzunahme erreicht wird oder ein Verlust verhindert wird, ist in jedem besonderen Fall von dem magnetischen Zustand, der durch die frühere Behandlung des Kabels erzeugt ist, von der Wirkung der Felder, die früher das Kabel beeinflußten und von dem Verhältnis zwischen seinem magnetischen Zustand und der Stärke und Richtung des Erdfeldes, in welchem verlegt werden soll, abhängig.

Claims (5)

1. Patentansprüche:

   i. Verfahren zur Verbesserung der elektrischen Eigenschaften von Seekabel-Leitern, die ununterbrochen mit einem gegen Beanspruchung empfindlichen Material belastet sind, dadurch gekennzeichnet, daß das fertige Kabel oder ein Teil desselben der gleichzeitigen Einwirkung eines natürlichen oder künstlich erzeugten, einseitig gerichteten Feldes und eines überlagerten Wechselstromfeldes ausgesetzt wird, welch letzteres von einem Wert, der genügt, um das Belastungsmaterial des Kabels zu stabilisieren, allmählich auf Null verringert wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Wechselstromfeld fortschreitend von einem verhältnismäßig hohen Wert auf einen verhältnismäßig niedrigen Wert verringert wird, während das einseitig gerichtete Feld aufrechterhalten wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß einseitig gerichtete Stromstöße von hohem Wert gleichzeitig mit einem Wechselstrom dem Kabel aufgedrückt werden, wobei der Wechselstrom während der Dauer eines jeden Stoßes auf Null verringert wird.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abschnitt eines belasteten Seekabels verlegt und, bevor der nächste Abschnitt angeschlossen wird, durch Aufdrücken übereinandergelagerter Wechsel- und Gleichströme behandelt wird.
5. 5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Kabel ein Gleichstromfeld aufgedrückt wird, welches entgegengesetzt zum Erdfeld verläuft und dessen Stärke der Stärke des Erdfeldes, wenn das Kabel sich in dem Ruhezustand befindet, angepaßt ist, und daß gleichzeitig dem Kabel ein Wechselstromfeld aufgedrückt wird, welches ausreichend stark ist, um das Belastungsmaterial zu sättigen, und welches allmählich auf Null verringert wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen