DE602818C

DE602818C - Telecommunication cables with electrostatic protective sleeves

Info

Publication number: DE602818C
Application number: DEA61279D
Authority: DE
Inventors: Dr Willi Doebke
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1931-03-22
Filing date: 1931-03-22
Publication date: 1934-09-17

Description

Fernmeldekabel mit elektrostatischen Schutzhüllen Die Erfindung betrifft ein Fernmeldekabel, bei dem ein Teil oder alle Leitungen Schützhüllen besitzen, die zum Schutz gegen störende Beeinflussungen durch benachbarte Starkstromleitungen gegen den Bleimantel isoliert sind.Telecommunication cables with electrostatic protective sleeves The invention relates to a telecommunication cable in which some or all of the lines have protective sleeves, those to protect against disruptive influences from neighboring power lines are insulated from the lead sheath.

In den Kabeladern wird bekanntlich durch benachbarte Starkstromleitungen eine Spannung induziert, derart, daß Hin- und Rückleitung eines jeden Sprechkreises an jeder Stelle gleiches Potential annehmen, vorausgesetzt, daß sie in ihren elektrischen Werten einander völlig gleich sind. » Eine solche Gleichheit kann nun aber praktisch nie in dem erforderlichen Maße erzielt werden, insbesondere nicht für die Teilkapazitäten gegen die Umgebung. Diese Kapazitätsdifferenzen bewirken, daß Hin- und Rückleitung der Sprechkreise geringe Potentialunterschiede erhalten, die sich in dem betreffenden Sprechkreis ,als Störgeräusch auswirken. Die Potentialunterschiede zwischen Hin- und Rückleitung sind dabei einerseits der Kapazitätsdifferenz und anderseits dem Spannungsunterschied zwischen den Adern des betreffenden Sprechkreises und den Teilen der Umgebung proportional, gegen welche Hin- und Rückleitung verschiedene Teilkapazitäten haben. Hätte die gesamte Umgebung überall das gleiche Potential wie der betreffende Sprechkreis, so könnten auch bei noch so großen Kapazitätsdifferenzen niemals Störgeräusche auftreten. Ein Fernmeldekabel mit elektrostatischen Schutzhüllen ist also so zu konstruieren, daß die Spannungsdifferenz zwischen Leiter und umgebender Hülle ein Minimum wird. Zur Erreichung dieses Zwecks wurde nun bereits vorgeschlagen, die elektrischen Konstanten so zu wählen, daß die Fortpflanzungsgröße der elektrischen Störungen auf der Hülle praktisch gleich der Fortpflanzungsgröße -auf den Adern ist, da unter dieser Voraussetzung Hülle und Ader dasselbe Potential haben sollen. Diese Angabe -ist nicht zutreffend, wie -folgende überlegung zeigt: Besitzen Ader und Hülle gegenüber der induzierenden Starkstromleitung dieselbe Gegeninduktivität, wie dies praktisch stets der Fall ist, so wird in ihnen dieselbe EMK induziert. Die Spannung; die Ader und Hülle --demzufolge gegen Erde aufweisen, hängt von ihren elektrischen Konstanten und dem sich daraus ergebenden Stromverlauf ab. Betrachtet man zunächst nur die Spannung an den Enden, so kann man sich die Ader und die Hülle je durch einen Generator A -bzw. H mit gleicher EMK ersetzt denken, die beide in Kaskade auf denselben Verbraucher, nämlich Erde bzw. den Bleimantel, arbeiten. Die an den Klemmen der beiden Generatoren auftretende Spannung, die der Summe der an den Enden von Ader und Hülle auftretenden Spannungen gegen Erde- entspricht, ist nun gleich der EMK minus dem Produkt aus innerem Wider= stand und Stromstärke. Da beide Generatoren verschiedenen inneren Widerstand besitzen und verschiedene Stromstärken führen, so könnte man schließen, daß. sich die inneren Widerstände so bemessen ließen, daß das Produkt aus innerem Widerstand und Stromstärke für beide gleich ist. Wäre dies jedoch der Fall und infolgedessen die Klemmenspannung beider gleich, so könnte von der Ader nach der Hülle kein Strom fließen, d. h. der Generator A könnte selbst keinen Strom führen.. Wenn der Generator aber den Strom Null führt, so ist das Produkt aus innerem Widerstand und Stromstärke ebenfalls Null. Die Klemmenspannung würde gleich der EMK und damit größer als die Klemmenspannung des Generators H, der stets einen Strom führt. Aus dem Gesagten ergibt sich, daß es unmöglich ist, durch Bemessung des inneren Widerstandes von H bzw. der Fortpflanzungsgröße der Hülle die Spannungsdffferenz zwischen Hülle und Ader gleich Null zu machen. Es besteht in jedem Falle zwischen einer Ader und einer leitend durchverbundenen Hülle eine Spannungsdifferenz, die gleich dem durch den zwischen beiden fließenden Strom hervorgerufenen Spannungsabfall ist.As is known, a voltage is induced in the cable cores by neighboring power lines in such a way that the forward and return lines of each speech circuit assume the same potential at every point, provided that they are completely equal in their electrical values. “However, such equality can practically never be achieved to the required extent, especially not for the partial capacities against the environment. These differences in capacitance have the effect that the outward and return lines of the speech circuits receive small potential differences, which have the effect of noise in the speech circuit in question. The potential differences between the outgoing and return lines are proportional to the capacitance difference on the one hand and the voltage difference between the wires of the respective speech circuit and the parts of the environment against which the outgoing and return lines have different partial capacitances. If the entire environment had the same potential everywhere as the speaking circuit in question, noises could never occur, no matter how great a difference in capacitance. A telecommunication cable with electrostatic protective sheaths must therefore be designed in such a way that the voltage difference between the conductor and the surrounding sheath is a minimum. To achieve this purpose it has already been proposed to choose the electrical constants so that the propagation quantity of the electrical disturbances on the sheath is practically equal to the propagation quantity on the veins, since under this condition the sheath and the vein should have the same potential. This statement - is not applicable, as the following consideration shows: If the wire and sheath have the same mutual inductance compared to the inducing power line, as is practically always the case, the same EMF is induced in them. The voltage; the wire and the sheath - therefore point to earth, depends on their electrical constants and the resulting current flow. If you first consider only the voltage at the ends, you can see the wire and the sheath each through a generator A -or. Think H replaced with the same EMF, both of which work in cascade on the same consumer, namely earth or the lead jacket. The voltage occurring at the terminals of the two generators, which corresponds to the sum of the voltages against earth occurring at the ends of the wire and sheath, is now equal to the EMF minus the product of internal resistance and current strength. Since the two generators have different internal resistances and carry different currents, one could conclude that. the internal resistances could be measured in such a way that the product of internal resistance and current strength is the same for both. However, if this were the case and, as a result, the terminal voltage of both would be the same, no current could flow from the wire to the sheath, that is, the generator A itself could not carry any current Resistance and amperage also zero. The terminal voltage would be equal to the EMF and thus greater than the terminal voltage of the generator H, which always carries a current. From what has been said it follows that it is impossible to make the voltage difference between the sheath and the wire equal to zero by measuring the internal resistance of H or the propagation quantity of the sheath. In any case, there is a voltage difference between a wire and a conductive sheath which is equal to the voltage drop caused by the current flowing between the two.

;Die Spannungsdifferenz ist nun um so größer, je größer das Fortpflanzungsmaß der Hülle gegen Erde und je kleiner das Fortpflanzungsmaß der Ader gegen die Hülle ist oder, anders ausgedrückt, je größer der Strom ist, den die Hülle führt, und je kleiner der Strom in. der Ader ist. Der Vergrößerung des Fortpflanzungsmaßes der Ader gegen die Hülle sind mit Rücksicht auf die zulässige Betriebskapazität Grenzen gesetzt. Es bleibt somit nur der Weg, das Fortpflanzungsmaß der Hülle gegen Erde möglichst klein zu machen. Zu diesem Zweck. müßte man den Ohmschen Widerstand der Hülle und ihre Kapazität gegen Erde möglichst klein machen. Dies bedingt aber sehr teure Hüllen. Außerdem haben sie den Nachteil, daß bei Unterbrechung der leitenden Schutzhülle an irgendeiner Stelle (z. B. bei der Fabrikation oder bei der Montage) sehr erhebliche Spannungsunterschiede zwischen Kabeladern und Schutzhülle auftreten können..; The voltage difference is now greater, the greater the degree of propagation the sheath against the earth and the smaller the propagation rate of the vein against the sheath is or, in other words, the greater the current that the shell carries, and the smaller the current in. the wire is. The increase in the reproductive rate the wire against the sheath are with regard to the permissible operating capacity There are limits. The only thing left is the way to counter the degree of propagation of the envelope To make the earth as small as possible. To this end. one would have to use the ohmic resistance make the shell and its capacity to earth as small as possible. But this requires very expensive cases. They also have the disadvantage that when the conductive Protective cover at any point (e.g. during manufacture or assembly) there are very significant voltage differences between the cable cores and the protective sheath can..

Diese Nachteile werden gemäß der Erfindung dadurch beseitigt, daß die gegen den Bleimantel und gegeneinander isolierten elektrostatischen. Schutzhüllen längs des Kabels nicht leitend durchverbunden, sondern in gegen die Wellenlänge des induzierenden Stromes kurzen Abständen unterteilt sind.These disadvantages are eliminated according to the invention in that the electrostatic ones isolated from the lead sheath and from each other. Protective covers Along the cable, it is not conductively connected through, but against the wavelength of the inducing current are divided into short intervals.

Dies hat zur Folge, daß kein Spannungsabfall des Hüllenstörstromes zwischen Hülle und Erde besteht und daß das Potential der Hülle nicht mehr vorwiegend direkt durch die beeinflussende Starkstromleitung bestimmt wird, sondern in erster Linie durch die Umgebung der Hülle, wie sich leicht zeigen läßt: Besitzt die Ader das Potential VQ, die äußere Umgebung der Hülle das Potential V" und die Hülle selbst das Potential P, und bezeichnet man ferner die Leitfähigkeit zwischen Ader und Hülle mit Ca und diejenige zwischen Hülle und äußerer Umgebung mit C", so gilt nach dem Kirchhofscheri Gesetz unter der Voraussetzung, daß in der Hülle kein Störstrom mehr erzeugt wird: (Va - v) c. + (V" - v) c. - o , woraus sich das Potential der Hülle zu ergibt. Die erfindungsgemäß unterteilten Schutzhüllen sind also in bezug auf die Induzierung von außen her keine selbständigen Gebildet mehr, deren Potential von ihrem Fortpflanzungsmaß bestimmt wird, sondern sie sind als punktförmig anzusehen und nehmen zwangsweise stets das Potential ihrer Umgebung an, und zwar unabhängig , von ihrem Ohmschen Widerstand.The consequence of this is that there is no voltage drop in the envelope interference current between the envelope and the earth and that the potential of the envelope is no longer primarily determined directly by the influencing power line, but primarily by the area around the envelope, as can easily be shown: Has the The potential VQ, the outer environment of the envelope the potential V "and the envelope itself the potential P, and if the conductivity between the core and the envelope is designated with Ca and that between the envelope and the external environment with C", then according to Kirchhofscheri Law on the assumption that no more interference current is generated in the envelope: (Va - v) c. + (V " - v) c. - o, from which the potential of the envelope too results. The protective sheaths subdivided according to the invention are therefore no longer independent structures with regard to the induction from outside, the potential of which is determined by their degree of propagation, but they are to be viewed as point-shaped and always necessarily assume the potential of their surroundings, regardless of their ohmic nature Resistance.

Wie sich aus dem Gesagten ergibt, tritt die beabsichtigte Wirkung nur dann ein, wenn die Unterteilung der Hüllen in hinreichend kleinen Abständen, also beispielsweise je Spulenfeld oder auch je Kabellänge erfolgt. Eine Unterteilung in Abständen von --o bis a 5 Inn, wie sie für andere Zwecke vorgeschlagen wurde, würde nicht zum Ziele führen. Anderseits sind auch in kurzen Abständen unterteilte Hüllen, die untereinander und mit Erde in leitender Verbindung stehen, wie sie ebenfalls bereits vorgeschlagen wurden, hinsichtlich dieser Beseitigung der Starkstromstörwirkung völlig wirkungslos. Die gewünschte Störbeseitigung tritt nur dann ein, wenn die Schutzhüllen in hinreichend kleinen Abständen unterteilt und gegeneinander und gegen den. Bleimantel isoliert sind.As can be seen from what has been said, the intended effect occurs only if the subdivision of the envelopes is sufficiently small, that is, for example, per coil field or also per cable length. A subdivision at intervals from --o to a 5 Inn, as suggested for other purposes, would not lead to the goal. On the other hand, they are also subdivided at short intervals Sheaths that are in conductive connection with one another and with the earth, just like them have already been proposed with regard to this elimination of the power disturbance effect completely ineffective. The desired troubleshooting only occurs when the Protective covers divided into sufficiently small intervals and against each other and against the. Lead sheaths are insulated.

Um bei der Unterbrechung der leitenden Schutzhüllen längs des Kabels keine ungeschützten, zu störendem Nebensprechen Anlaß gebenden Stellen zu erhalten, werden die Schutzhüllen an den Unterbrechungsstellenl vorzugsweise isoliert überlappt. Als Abstand, in dem eine solche Unterbrechung vorgenommen wird, kommt der Spulenabs.tand in Frage; auch kann eine Unterbrechung in jeder Verbindungsmuffe erfolgen.In order to break the conductive protective sheaths along the cable not to receive any unprotected, disruptive crosstalk areas, the protective covers are preferably overlapped in an isolated manner at the interruption points. The distance at which such an interruption is made is the coil distance in question; there can also be an interruption in each connecting sleeve.

Claims

PATRNTANSYRÜCHr: i. Telecommunication cables with electrostatic protective sleeves, those to protect against interference from neighboring power lines against the lead sheath and are isolated from each other to individual or all core groups, characterized in that the electrostatic protective covers not connected through the entire length of the cable, but against the Wavelength of the inducing current are interrupted at short intervals. -a. Telecommunication cables according to claim i, da = characterized in that the protective covers at the interruption points. are isolated overlapped.