DE636337C

DE636337C - Einrichtung zur UEberwachung des Isolationszustandes von Fernmeldekabeln

Info

Publication number: DE636337C
Application number: DES114791D
Authority: DE
Inventors: Willi Pirsing
Original assignee: Siemens and Halske AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens and Halske AG; Siemens AG
Priority date: 1934-07-20
Filing date: 1934-07-20
Publication date: 1936-10-09
Also published as: NL40979C

Description

Um den Isolationswiderstand von Fernmeldekabeln gegen Erde auch, während des Betriebes überwachen zu können, ist es bekannt, das Überwachungsgerät zwischen Erde und dem elektrischen Mittelpunkt des Endübertragers des zu überwachenden Fernmeldekreises (Paar, Vierer usw.) anzuschließen, so daß der Meßstrom parallel über alle Adern des Fernmeldekreises verläuft. Soweit in den Fernmeldekreisen weitere Übertrager eingeschaltet sind, müssen die elektrischen Mittelpunkte der Übertragerwicklungen eines Übertragers miteinander verbunden werden, um eine durchgehende Verbindung für den Überwachungsstromkreis zu erhalten. Diese Art der Überwachung des Isolationszustandes hat nicht nur den Vorteil, daß die Überwachung während des Betriebes erfolgen kann, sondern auch, den weiteren Vorteil, daß die Über-

ao wachungsmessungen mittels Gleichstromes durchgeführt werden können. Die Gleichstrommessungen haben gegenüber den Wechselstrommessungen bekanntlich, den Vorteil, daß die Meßapparaturen billiger sind und zudem die Änderungen des Isolationswiderstandes wesentlich, empfindlicher anzeigen. Die bekannte Einrichtung zur Überwachung des Isolationszustandes hat aber den Nachteil, daß sie nicht bei solchen Fernmeldekabeln angewendet werden kann, in denen durch, atmosphärische Entladungen oder seitens benachbarter Starkstromanlagen kurzzeitig hohe Gefährdungsspannungen auftreten und die zur Vermeidung schädlicher Induktionsspannungen durch. Zwischenübertrager unterteilt sind. Würde man bei einem derartigen Femmeldekabel die elektrischen Mittelpunkte der Übertragerwicklungen miteinander verbinden;, so würde man die durch die Übertrager vorgenommene Unterteilung des Fernmeldekabels wieder illusorisch machen, so daß die Gefährdungsspannungen die gleiche Größe annehmen würden, als wenn die Fernmeldeleitungen über die gesamte Länge hin glatt durchgeschaltet wären.

Gemäß der Erfindung wird die Überwachung des Isolationswiderstandes während des Betriebes und mittels Gleichstromes auch bei den durch Übertrager unterteilten Fernmeldekabeln dadurch ermöglicht, daß man die elektrischen Mittelpunkte der Übertragerwicklungen der Zwischenübertrager nicht unmittelbar, sondern unter Zwischenfügung von hochohmigen und spannungssicheren Widerständen miteinander verbindet. Die Größe dieser zusätzlichen Widerstände richtet sich nach den im Fernmeldekabel auftretenden Gefährdungsspannungen, und zwar muß der Widerstand um so größer sein, je höher diese Gefährdungsspannungen sind. Ferner müssen die zusätzlichen Widerstände groß sein gegenüber dem Scheinwiderstand des zu über-

*.) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Willi Pirsing in Berlin-Siemensstadt,

wachenden Fernmeldekreises gegen den Bleimantel des Kabels bzw. gegen Erde.

Die Erfindung wird an Hand der Fig. ι bis 3 näher erläutert. .;-.--,

Die Fig. ι zeigt zunächst in schematischpr!· Weise einen gemäß der Erfindung geschalteten Vierer eines Fernmeldekabels. Der Vierer' besteht aus den beiden Stammleitungen I und II. Um das Auftreten von Gefährdungsspannungen infolge atmosphärischer Entladungen oder seitens benachbarter Starkstromanlagen zu vermeiden, sind in den Vierer in Abständen von mehreren Kilometern, z. B. von etwa io km, die Übertragersätze io, ir und 12 eingeschaltet. Jeder Übertragersatz besteht aus drei Übertragern, und zwar dem Übertrager 13 für die Stammleitung I, dem Übertrager 14 für die Stammleitung II und dem Übertrager 15 für den Phantomkreis. Erfindungsgemäß sind zwischen den elektrischen Mittelpunkten der Phantomkreisübertrager hochohmige und spannungssichere Widerstände 16 eingeschaltet, deren Widerstand groß ist gegenüber dem Scheinwiderstand des Vierers gegen den schematisch dargestellten Bleimantel 17. An dem einen Ende, von dem aus die Überwachung des Isolationszustandes erfolgt, ist das Überwachungsgerät 18 über einen hochohmigen Widerstand 19 mit dem elektrischen Mittelpunkt der Phantomkreisübertragerwicklung 20 verbunden. 21 ist die Spannungsquelle für die Überwachungsmessung. Am anderen Ende ist der elektrische Mittelpunkt der Phantomkreisübertragerwicklung 22 von Erde isoliert. Die Überwachung des Isolationswiderstandes kann in bekannter Weise dauernd unter laufender Kontrolle und Anzeige oder auch in gewissen Zeitabständen erfolgen.

Es wird beispielsweise angenommen, daß bei dem in der Fig. 1 gezeigten Vierer in jedem Unterteilungsabschnitt infolge atmosphärischer Entladungen kurzzeitige Spannungen von 6000 Volt auftreten. Für den Fall, daß bei dem Vierer gemäß Fig. 1 die hochohmigen Widerstände 16 fehlen, ergibt sich die in der Fig. 2 dargestellte Spannungsverteilung. Hiernach können zwischen den Wicklungen der Übertrager Spannungen bis zu 6000 Volt auftreten. Überbrückt man nun die Mitten der Übertrager durch Widerstände von ι 000 000 Ohm und nimmt man an, daß der Scheinwiderstand des aus den vier Adern bestehenden Vierers gegen Erde nach jeder Richtung 2500 Ohm beträgt, so erhält man für einen Übertragerpunkt das in der Fig. 3 dargestellte Widerstandsersatzbild. Nach dem Ersatzbild liegt zwischen den beiden Vierern der hochohmige Widerstand von 1 000 000 Ohm und eine Spannung von 6000 Volt. Zwischen jedem Vierer und Erde ist ein Scheinwiderstand von 2500 Ohm vorhanden. Der durch den hochohmigen Widerstand fließende Strom

. , , ' 6000 .

■ist dann = _; = 5.Q7 mA. ,

β... 1000000 + 5000 ^J ^y/

fjgjirch die Einschaltung des hochohmigen . "Widerstandes von 1 000 000 Ohm wird also -•bewirkt, daß der zwischen den Übertragermitten fließende Störstrom einen außerordentlich kleinen Wert erhält, so daß die Spannung zwisehen den Übertragermitten lediglich um den kleinen Betrag von 6000 Volt — (5,97 mA· ι 000 000 Ohm) = 30 Volt vermindert wird. Die in der Fig. 2 dargestellte Spannungsverteilung wird also durch die Einschaltung der hochohmigen Widerstände kaum geändert, so daß die Wirksamkeit der Zwischenübertrager infolge der Einschaltung der zusätzlichen hochohmigen Widerstände nicht beeinträchtigt' wird. Durch die Einschaltung der hochohmigen Widerstände tritt demnach weder eine merkliche Änderung der Fernsprechströme noch der Störströme ein.

Das Beispiel zeigt gleichzeitig den Einfluß „des Verhältnisses zwischen dem zusätzlichen hochohmigen Widerstand und dem Scheinwiderstand des Vierers gegen Erde. Wurden nämlich entgegen dem obigen Ausführungsbeispiel die zusätzlichen Qhmschen Widerstände nicht groß sein gegenüber dem Schein- go widerstand des Vierers gegen Erde, so würde die Wirksamkeit der Zwischenübertrager stark beeinträchtigt'werden. Nimmt man beispielsweise an, daß die zusätzlichen Ohmschen Widerstände einen Wert von 5000 Ohm haben, so würde der im Widerstand fließende

Strom eine Größe von : = 0,6 A

5000 + 5000

annehmen. Die durch den zusätzlichen Widerstand hervorgerufene Sp annungs verminderung beträgt dann 6000 Volt— (0,6 A· 5000 Ohm) = 3000 Volt.

Die Isolationsmessung selbst wird durch die zusätzlichen Ohmschen Widerstände nicht beeinträchtigt, da Widerstände in der Größen-Ordnung von 1000 000 Ohm immer noch klein sind gegenüber den zu messenden Isolationswiderständen. Im allgemeinen beträgt der Isolationswiderstand der Kabelleitungen mehrere hundert Megohm. Wenn der Isolationswiderstand infolge eines Isolationsfehlers auf etwa 10 bis 20 Megohm herabsinkt, so ist demgegenüber ein Ohmscher Widerstand von ι Megohm noch als klein zu bezeichnen. Übrigens arbeitet man bei der Isolationsmessung allgemein mit verschwindend kleinen Meßströmen.

Mit den hochohmigen Widerständen können in geeigneter Schaltung zusätzliche reaktive Widerstände, z. B. Spulen und Kondensatoren, verbunden sein, um einen frequenzabhängigen Gesamtwiderstand zu erhalten. Es ist zwar

bekanntgeworden, die Übertragung von Gleichstrom über Fernmeldeleitungen mit eingebauten Übertragern dadurch zu ermöglichen, daß man in die Mitte der Wicklungen Kondensatoren einschaltet und die Über-, tragerwicldungen durch zwei Drosselspulen^ überbrückt. Von dieser bekannten Schaltung unterscheidet sich die Erfindung jedoch im wesentlichen in zweifacher Hinsicht, erstens

ίο dadurch, daß die Widerstände zwischen die elektrischen Mittelpunkte der Übertragerwicklungen geschaltet sind, und zweitens durch die Ausbildung der Widerstände als hochohmige Widerstände. Diese Unterschiede sind auch dann vorhanden, wenn im Rahmen der Erfindung mit den hochohmigen Widerständen zusätzliche reaktive Widerstände verbunden sind.

Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Einrichtung ist mit Vorteil auch bei weitverzweigten Fernsprechnetzen verwendbar, bei denen die Teilstrecken in den Ämtern durch Übertrager miteinander in Verbindung stehen. Im Sinne der Erfindung werden die Teilstrekken durch Überbrückung der elektrischen Mittelpunkte der in den Ämtern vorgesehenen Übertrager über hochohmige Widerstände miteinander verbunden. Hierdurch wird es ermöglicht, das gesamte Fernsprechnetz von einem Funkt, z. B. vom Hauptamt aus, auf den Isolationszustand Hn zu überwachen. Die Teilstrecken können hierbei in Hinterein; anderschaltung über mehrere Ämter hinweg in Verbindung stehen oder von einem Knotenamt aus strahlenförmig verlaufen. Im letzteren Falle sind die Teilstrecken bei der Überwachungsmessung parallel geschaltet.

Die vorgeschlagene Einrichtung ist nicht nur anwendbar bei Fernmeldekabeln, sondern bei jeder beliebigen Art von Leitungen, die durch Übertrager unterteilt sind, z. B. bei Freileitungsanlagen.

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Überwachung des Isolationszustandes von durch Übertrager ■unterteilten Fernmeldekabeln unter Anschaltung des Überwachungsgerätes an den elektrischen Mittelpunkt des Endübertragers, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Mittelpunkte der Übertragerwicklungen der in die Fernmeldekreise eingeschalteten Übertrager durch hoehohmige und spannungssichere Widerstände überbrückt sind.

2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstände um ein Vielfaches, z. B. um mehr als das Hundertfache, größer sind als der Scheinwiderstand des zu überwachenden Fernmeldekreises gegen Erde.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen