DE533669C - Schaltung fuer elektrische Langstrecken-Leitungen, insbesondere Fernsprechleitungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Schaltungen von elektrischen Leitungen, insbesondere Fernsprechleitungen für lange Strecken, und ihr Zweck ist der, die Drähte wesentlich besser als bisher auszunutzen.'

Beim Untersuchen von Netzen, die von Sinusströmen durchflossen werden, stellt sich ein allgemeines Gesetz, besonders die Folge aus diesem Gesetz heraus, daß man, wenn man η Drähte nahe beim Erdboden anordnet lind dabei gewisse Symmetriebedingungen erfüllt, η unabhängige Verbindungen erhält, zwischen denen sich stets eine befindet, in der sowohl sämtliche Drähte in Parallelschaltung wie auch die Erde nutzbar gemacht werden können.

Aus praktischen Gründen wird im allgemeinen keine große Anzahl von Drähten in der vorerwähnten "Weise für Fernsprechleitungen benutzt. Wenn die Anzahl der Drähte groß ist, ist auch die Anzahl der · Verbindungen groß, was zu einer außerordentlichen Komplikation bei den Transformatoren und den sonstigen notwendigen Apparaten führt, die an den beiden Enden der Leitung erforderlich sind, um die verschiedenen Verbindungen voneinander zu trennen.

Man wird daher dazu geführt, die Drähte in einem Fernsprechnetz in einer Weise zusammenzufassen, die den beiden 'einander widerstreitenden Bedingungen, nämlich große Anzahl von Verbindungen und Einfachheit bei den Apparaten, nachzukommen ermöglicht. In der Praxis hat man die Drähte in der Regel zu vieren zusammengefaßt, d. h. in zwei Paaren zu je zwei Drähten, wie in der Abb. i, was zu vier Verbindungswegen führt, nämlich zwei auf den Leitungen 1, 2 und 3, 4, den dritten als Phantomverbindung über die genannten beiden Paare und den Transformator 5 und den vierten, telegraphisch benutzbaren, über die vier Leitungen gemeinsam und Erde, wobei der Anschluß an diese in jedem Falle von der Mitte der sekundären Spule des Transformators 5 aus erfolgt. Die ersteren beiden Verbindungen haben übereinstimmende Übertragungscharakteristiken, die dritte und die vierte Verbindung haben Charakteristiken, die verschieden sind sowohl von jenen beiden anderen als auch unter sich. Somit werden mit vier Drähten zwei Verbindungen von gleicher Charakteristik erhalten und außerdem zwei andere, deren Charakteristiken anders und auch unter sich verschieden sind.

Die Erfinderin hat nun auf Grund von theoretischen Erwägungen, die hier auseinanderzusetzen zu weit führen würde (vgl. die fran-

zösische Patentschrift 578 144), gefunden, daß man, wenn man die Drähte in Gruppen zu je drei Drähten zusammenfaßt bzw. sie zu einem Dreileiter verseilt und man für jeden solchen Dreileiter zweckentsprechende Endanschlüsse M (Abb. 2) vorsieht, dann zwei physische Verbindungen mit übereinstimmenden Übertragungscharakteristiken und eine Phantomverbindung von besonderer Charakteristik ίο erhält, welche zwischen den parallel genommenen drei Drähten und der Erde liegt.

Bei dem bekannten System aus Doppeldrähten erhält man mit vier Drähten zwei physische Verbindungen von gleicher Charakteristik, eine Phantomverbindung und eine Telegraphierverbindung, je von besonderer Charakteristik. Bei dem System gemäß der Erfindung mit den drei Drähten erhält man zwei physische Verbindungen von gleicher Charakteristik und eine Phantomverbindung, d. h. mit einer geringeren Anzahl von Drähten wird dieselbe Anzahl physischer Verbindungen gleicher Charakteristik wie mit vier Drähten erhalten, was den ersten Vorteil darstellt, den die Erfindung bietet, besonders auch in Hinsicht auf die an den Enden der Dreileiter erforderlichen Apparate, wie Übertrager u.dgl. Es ist dies ein nicht ohne weiteres vorauszusehendes Ergebnis, denn man müßte eigentlieh von vornhinein annehmen, daß die drei Drähte, die doch symmetrisch mit Bezug zueinander sind, nicht in drei Kombinationen von je zweien benutzt werden können, um die zuerst genannten physischen Verbindungen zu erhalten. Aber daß das Ergebnis stimmt, ist in der genannten französischen Patentschrift durch verwickelte und neue Berechnungen erwiesen worden.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung gegenüber dem bisherigen System aus zwei vereinigten Doppelleitern, bei dem man für den Fernsprechverkehr auf große Entfernungen auf die Benutzung der Telegraphierleitungen, die zwischen der Mitte der Sekundäre des Transformators 5 und der Erde liegen, praktisch verzichtet hat, besteht darin, daß dieser Verzicht nunmehr wegfällt.

Mit einem doppelten Paar, d.h. mit vier Drähten, wird bzw. werden also bisher in Wirklichkeit nur drei Fernsprechverbindungen erhalten, wohingegen mit einem Dreileiter, also mit drei Drähten, bei Verzicht auf die Telegraphierleitung zwar zunächst nur zwei Fernsprechkreise erhalten werden, aber die drei Drähte können in einer Weise analog der bei vier Drähten kombiniert werden, so daß sich schließlich doch ein merklicher Gewinn für den Fernsprechverkehr ergibt.

Diese zweckentsprechende Gruppierung besteht zunächst in der an sich bekannten Verseilung von drei Dreileitern um eine gemeinsame geometrische Achse. Wenn man nun jeden dieser Dreileiter an seinen Enden mit einer Apparatur gemäß der Erfindung verbindet, so kann man bei jedem von ihnen zwei Leitungswege von übereinstimmenden Übertragungscharakteristiken, im ganzen also sechs Leitungswege erhalten. Wenn man dann die drei Drähte jedes Dreileiters parallel schaltet und jeden der so beschaffenen Dreileiter ian eine vierte Apparatur legt, die den anderen analog ausgeführt ist, so kann man auf den drei Dreileitern zwei Phantomfernsprechkreise in derselben Weise erhalten, wie zwei physische Fernsprechkreise bei einem Dreileiter erhalten werden, und außerdem kann man zwischen den neun Drähten der drei Dreileiter einen Telegraphierweg erhalten, wenn sie parallel geschaltet sind und die Erde mitbenutzt wird. Als Endergebnis werden dann also in dem dreifachen Dreileiter 6 -\- 2 = 8 Fernsprechkreise erhalten, die unter sich übereinstimmende Charakteristiken haben, sowie ein Telegraphierweg.

Um sich den Unterschied zwischen dieser neuen Anordnung bei drei Dreileitern und der eingangs erwähnten Anordnung von Zweileiterpaaren deutlicher zu machen, denke man sich eine Drahtanzahl, die ein Mehrfaches' von 4 und von 9 ist, also z. B. 36. Wenn man diese 36 Drähte zu doppelten- Paaren (Vierern) zusammenfaßt, so erhält man 9 solche Doppelpaare (Vierer), mit denen man 18 physische Verbindungen von gleicher Charakteristik, 9 Phantomverbindungen von verschiedener Charakteristik und 9 zum Fernsprechen unverwendbare Telegraphierwege erhält. Fernsprechkreise , sind also im ganzen 27 vorhanden.

Wenn man nun aber gemäß der Erfindung die 36 Drähte zu dreifachen Dreileitern zusammenfaßt, so werden vier solche Gruppen erhalten, und wenn man diese nun mit einer Apparatur solcher Art vereint, wie sie weiter unten in beispielsweiser Ausführung beschrieben sind, so werden 4X6 = 24 physische Verbindungen mit übereinstimmender Charakteristik, 4X2 = 8 Phantomverbindungen und 4 zum Fernsprechen unverwendbare Verbindungen erhalten; demnach sind also 32 Fernsprechkreise vorhanden, woraus der erreichte Gewinn klar hervorgeht.

Beispielsweise Ausführungen der neuen Einrichtung sind in den Abb..3 und 4 veranschaulicht, und zwar in Abb. 3 mit nur einem Dreileiter, in Abb. 4 dahingegen mit drei vereinigten Dreileitern.

In der Abb. 1 bezeichnen B₁, B₂, B₃ die Drähte, welche den Dreileiter bilden. A₁, A\, A₂, A'% sind Klemmen, zwischen denen die beiden physischen Verbindungswege .bzw. die Verbindungswege der ersten Art hergestellt

werden können; die dritte bzw. die Phantomverbindung wird zwischen der Klemme A₀ und der Erde hergestellt,

T₁ ist ein Transformator, dessen Sekundäre in der Mitte zugänglich ist (analog einer der in der Telegraphic üblichen Spulen, um die Leitungen für zweidrähtiges Fernsprechen geeignet zu machen). T₂ ist ein gewöhnlicher Transformator mit zwei Wicklungen, und

ίο T₃, T\, V₃ sind drei gleichartige Transformatoren, die ebenfalls jeder zwei Wicklungen haben.

Die Primärwicklungen dieser letzteren drei Transformatoren sind in Sternschaltung um einen mittleren Punkt gruppiert, der bei A₀ an Erde liegt. Außerdem sind die Primärwicklungen je an eine der Klemmen B₁, B_%, B₃ angeschlossen, an denen auch das eine Ende jedes Drahtes des Dreileiters liegt. Die Se-

ao kundärwicklungen der Transformatoren JT₃, V₃, T"₃ sind ebenfalls in Sternschaltung an einem isolierten Punkt miteinander verbunden. Die anderen Enden der Sekundärwicklungen der Transformatoren T₃ und T'₃ sind je mit einem Ende der Sekundäre des Transformators T₁ verbunden, und das andere Ende der Sekundärwicklung des Transformators T"₃ ist über die Sekundäre des Transformators T₂ hinweg an die Mitte der. Sekundäre des Transformators T₁ angeschlossen, alles, wie in der Abb. 3 veranschaulicht.

Wenn durch die primäre Wicklung des Transformators T₁ Strom in der durch den Pfeil angegebenen Richtung fließt, so wird in der sekundären Wicklung ein Strom induziert, der auch die Sekundären der Transformatoren T₃ und T'₃ durchfließt, nicht aber auch die Sekundäre des Transformators T"_z, denn diese Sekundäre ist, wie bereits erklärt, über die Sekundäre des Transformators T₂ hinweg an die Mitte der Sekundäre des Transformators T₁ angeschlossen. Der induzierte Strom geht also durch die Drähte bzw. Leitungen B₁ und B₂, nicht aber auch durch B_s, und am anderen Ende jener Leitungen wird er zwischen den Klemmen C₁ und C₁ abgenommen. Geht ein Strom durch die primäre Wicklung des Transformators T₂ in der Richtung des doppelt gefiederten Pfeils, so wird in der Sekundärwicklung ein Strom entstehen, der in der Sekundärwicklung des Transformators T₁ nach beiden Richtungen hin fließt, wie es die doppelt gefiederten Pfeile zeigen; der Strom geht dann weiter durch' die Transformatoren T'₃ und T"_s. Am anderen Ende der Leitung wird der Strom nur zwischen den Klemmen C₂ und C₂ abgenommen. Die dritte Querbindung ist die zwischen der Klemme A₀ und der Erde, wobei alle drei Drähte parallel benutzt werden.

In der Abb. 4, wo, wie weiter oben bereits gesagt, drei Dreileitef vereinigt sind, bezeichnen B\ D\, B^₂ Di₂, B¹S D¹S die drei Drähte des ersten Dreileiters, B\ D\, BP₂ D\, B%_s D² ₃ die drei Drähte des zweiten Dreileiters und B^D\,B^₂DS,B^₃D% die drei Drähte des dritten Dreileiters.

Die Drähte des ersten Dreileiters sind mit den Sekundärwicklungen der Transformatoren V₃, V₃, T'"₃ verbunden, die in Sternschaltung liegen und gemeinsam an den Punkt A'_o angeschlossen sind. Die primären Wicklungen dieser Transformatoren sind gleichfalls in Sternschaltung' verbunden; aber die Verbindungsstelle ist isoliert. Von den genannten sekundären Wicklungen sind z. B. die von V₃ und V₃ an die Sekundäre des Transformators V₁ angeschlossen, und die neutrale Stelle dieser Wicklung ist mit der sekundären Wicklung des Transformators V₃ mittels der Sekundaren Wicklung des Transformators T'₂ verbunden. Die Primärwicklungen der Transformatoren V₁ und V₂ sind bei A\, Ä\, A\, A'}₂ an je zwei voneinander unabhängige Klemmen angeschlossen. Eine gleichartige Anordnung findet sich am anderen Ende der Leitungen bei C\, C\,C\, C'\.

Der zweite und der dritte Dreileiter sind in gleicher Weise ausgeführt. In Hinsicht auf die ausführliche Beschreibung des ersten Dreileiters sowie darauf, daß die einzelnen Drähte im vorvorigen Absatz angegeben sind, kann eine wieder ins einzelne gehende Beschreibung des zweiten und des dritten Dreileiters als entbehrlich betrachtet werden.

Um den Phantomdreileiter zu benutzen, werden die Punkte A\, A² ₀, A³ ₀ der Seite B und die Punkte C¹O, C² ₀, C³ ₀ der Seite D an Transformatorensätze angeschlossen, die den anderen völlig gleich sind (s. den untersten Teil der Abb. 4) und in dieser Abbildung auf der B- Seite die Bezugszeichen At₁, At₁, Af₂, A'f₂, auf der D-Seite die Bezugszeichen Ci₁, C\, C₂, C% tragen.

Wie bereits gesagt, sind in den Abb. 3 und 4 nur Ausführungsbeispiele der Erfindung veranschaulicht. Es sind auch noch andere, im Rahmen der Erfindung liegende Ausführungen möglich.

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   i. Schaltung für elektrische Langstrekken-Leitungen, insbesondere Fernsprechleitungen, bei denen.ein Kabel aus drei miteinander verseilten gleichen Drähten (Dreileiterkabel), die in gleicher Weise isoliert und schraubenförmig um eine gemeinsame Achse gewunden sind," benutzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Ende dieses' Dreileiterkabels mit einer . Gruppe von drei Transformatoren (7"₃,

   T'_s, T"₃) verbunden ist, deren primäre Wicklungen je an einen Draht des genannten Kabels angeschlossen sind und die in Sternschaltung (B₁₁B₂:, B₃) an einem mittleren Punkt liegen, der mit einer äußeren Klemme (A₀) verbunden ist, und deren sekundäre Wicklungen gleichfalls in Sternschaltung um einen isolierten Mittelpunkt liegen, daß ferner die Sekundäre des mittleren der drei Transformatoren (Τ"_Ά) über· die Sekundäre eines vierten Transformators (T_z) an den Mittelpunkt der Sekundäre eines fünften Transformators (T₁) angeschlossen ist, deren beide Enden mit den Sekundären der beiden äußeren von den zuerst genannten drei Transformatoren (T_s und T'_s) verbunden sind, so daß die Kabeldrähte zwischen den Primärklemmen (A₂ und A'₂) des vierten Transformators (7"g) und zwischen den Primärklemmen (^₁ und A'i) des fünften Transformators (T₁) zwei physische Sprechkreise von übereinstimmender Charakteristik und zwischen der äußeren Klemme (A₀) und Erde einen Phantom- bzw. Telegraphierkreis bilden.
2. 2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß drei Dreileiterkabel nebst den drei unmittelbar und den zwei mittelbar, an die Kabeldrähte angeschlossenen Transformatoren vorhanden sind und außerdem ein vierter, gleichartiger Transformatorensatz bei jedem der anderen drei Sätze vorgesehen ist, bei dem die Sekundärwicklungen der den ersten drei Transformatoren jedes Kabelendes entsprechenden Transformatoren an die äußeren Klemmen (^₀, A² ₀, A³ _Q) derselben angeschlossen sind.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen