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Anordnung zum Ausgleichen der Kapazitätsunterschiede in Fernmeldekabeln
Zur Beseitigung des Nebensprechens zwischen den Adergruppen in Fernmeldekabeln,
herrührend von Kopplungen verschiedener Art, aber hauptsächlich von kapazitiven
Kopplungen, sind verschiedene Verfahren bekannt.
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Ein Verfahren besteht darin, daß die Adern und Adergruppen der einzelnen
Längen an den Verbindungsstellen je nach den gemessenen Werten so aneinandergeschaltet
werden, daß die Kopplungen sich soviel als möglich gegenseitig aufheben. Diese Kreuzungsmethode
ergibt den Nachteil, daß die Aufeinanderfolge der .Fernsprechkreise an den Verbindungsstellen
nicht eingehalten wird, die Schaltverbindungen unübersichtlich werden und leicht
zu Irrtümern bei späteren Ausbesserungsarbeiten führen, abgesehen davon, daß bei
Ersetzen einer Teillänge ein neuer Ausgleich der Strecke erforderlich ist. Beim
Kondensatorausgleich findet der Ausgleich statt, indem an Verbindungsstellen zwischen
die verschiedenen Adern kleine Kondensatoren geschaltet werden, deren abgestimmter
Kapazitätswert der zwischen den Adern zum Ausgleich fehlenden Kapazität entspricht.
Bei der Montage ist eine große Anzahl dieser genau abgeglichenen Ausgleichskondensatoren
sowie die zu ihrem Einbau nötigen speziellen Kästen und Muffen erforderlich. Außerdem
ist es schwierig oder mit teuren Mitteln verbunden, die ausgeglichenen Kapazitätswerte
bei wechselnder Temperatur konstant zu halten, weil die Kondensatoren aus anderem
Material aufgebaut sind als die Kabel.
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Noch verschiedene andere Methoden zum Vermindern der Kapazitätsdifferenzen
sind bekanntgeworden; so werden die einzelnen Adern verschieden lang gemacht, oder
die Adern werden auseinandergedrillt und weiter voneinander entfernt; oder sie werden
auf eine größere Fläche in Berührung gebracht, indem sie gegenseitig umeinandergewickelt
werden, oder sie werden mit besonderen, mit den Adern verseilten Ausgleichsadern
verbunden usw. Diese letzteren Verfahren, welche einen Eingriff während der Fabrikation
vorsehen, haben aber den Nachteil, daß sie nach Verbleien der Kabellänge nicht mehr
angewendet werden können und nachträgliche oder nach dem Verlegen entstehende Kopplungen
nicht ausgleichen.
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Ein -weiteres bekanntes Verfahren, das Nachteile der oben beschriebenen
Verfahren vermeidet, sieht für jede Ader Ausgleichselemente vor vom Aufbau der _
Kabeladern, welche -als isolierte Drähte um diese gewickelt
sind
oder sie als in Ringe unterteilte Folien umhüllen. Der Ausgleich findet durch Herstellen
einer leitenden Verbindung der Ausgleichsadern untereinander bzw. mit den Hauptadern
statt. Die Abstufung der Höhe der Teilkapazität wird durch Anschließen einer mehr
oder weniger großen Anzahl der um jede Hauptader gewickelten isolierten, verschieden
langen Drähte oder durch Verbinden einer mehr oder weniger großen Anzahl Ringe der
unterteilten Folie erreicht. Die Kapazitätsänderung kann nur stufenweise in der
Größenordnung der unveränderlichen Kapazität der einzelnen verschieden langen Ausgleichsdrähte
oder der hüllenförmigen Ringe stattfinden.
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Verfahren zum Abgleich von Kapazitätsungleichheiten in Fernsprechkabeln,
bei denen kurze zusätzliche, herausziehbare Ausgleichsmittel mit den Adern verseift
sind, die zur Erzielung des Abgleichs mit den Adern verbunden und nötigenfalls aus
dem Kabel herausgezogen werden, also gleichfalls einen stetigen Abgleich ermöglichen,
sind bereits vorgeschlagen worden.
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Der Ausgleich auf Null wird aber bei allen vorgenannten Verfahren
erschwert, weil durch die äußerliche Lagerung der Ausgleichselemente diese von sämtlichen
Nachbaradern kapazitiv beeinflußt werden.
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Die vorliegende Erfindung betrifft nun gleichfalls eine Anordnung
zum Ausgleich kapazitiver Kopplungen in Fernmeldekabeln, welche ebenso bei einzelnen
als auch bei hintereinander verlegten fertigen Längen ohne Kreuzen der Adern und
ohne ein Zwischenschalten- von mit den Kabelädern in Form oder Material verschiedenen
Zusatzelementen angewendet werden kann, - indem auf eine kurze Strecke außer den
Hauptadern innerhalb der Aderisolation zusätzliche herausziehbare Ausgleichsadern
vorgesehen sind, die zwecks Ausgleichs- untereinander oder mit den Hauptadern verbunden
werden. Die Kapazitätsänderung zwischen den einzelnen Leitern kann jedoch beim Gegenstand
der Erfindung stetig bis auf Null erfolgen, und die einzelnen Teilkapazitäten können
ohne gegenseitigen Einfluß auf vorher genau bestimmbare Werte ausgeglichen werden.
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Zu diesem Zweck wird gemäß der Erfindung jeder einzelne Leiter des
Kabels als Hohlleiter ausgebildet, in welchen die Nachbarader, mit der ein kapazitiver
'Ausgleich stattfinden soll, auf eine bestimmte -Länge, welche dem zum Ausgleich
erforderlichen Kapazitätswert entspricht, hineinragt.
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Praktisch ist die Anordnung so ausgeführt, daß sich in jedem metallischen
Hohlleiter ein zweiter von dem Hohlleiter isolierter Leiter befindet, welcher mit
dem Leiter derjenigen Ader verbunden wird, mit welcher ein Kapazitätsausgleich stattfinden
soll. Die Höhe des Kapazitätswertes selbst kann stetig geändert werden, indem der
Ausgleichsleiter in bekannter Weise mehr oder weniger aus dem Hohlleiter herausgezogen
wird. Bei einem normalen Telephonkabel mit Papierluftisolation lassen sich beispielsweise
bei einem auf diese Weise ausgebildeten Vierer auf eine Länge von i m Änderungen
der Teilkapazitäten von über ioopF bequem erzielen.
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Statt den Ausgleichsleiter direkt mit dem Leiter der auszugleichenden
Ader zu verbinden, kann ein Ausgleich auch stattfinden, indem er an den Ausgleichleiter
der Ader, mit welcher die Kapazität ausgeglichen wer-:len soll, angeschlossen wird.
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Die erreichbare Änderung der Teilkapazitäten ist bei dieser Verbindung
aber nur die Hälfte der Kapazität, welche erreicht wird durch die Verbindung einer
Ausgleichsader mit einem Hauptleiter. Außerdem benötigt man beispielsweise zum Ausgleichen
der vier Teilkapazitäten im Innern einer Vierergruppe im Falle dieser Schaltung
mindestens zwei Ausgleichsleiter je Hauptader, während bei der Verbindung des Ausgleichsleiters
mit einem Hauptleiter nur ein Ausgleichsleiter pro Hauptader erforderlich ist.
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Durch die besondere Lage der Ausgleichsadern im Innern der Hauptleiter
werden nicht nur größere veränderbare Kapazitätswerte erzielt als bei der hüllenförmigen
Lagerung der Ausgleichsader, sondern die Ausgleichsader wird auch dem Einfluß der
Nachbarleiter entzogen, so daß sowohl bei der Verbindung einer Ausgleichsader mit
einem Hauptleiter als auch bei der Verbindung zweier Ausgleichsadern nur die beabsichtigte
Teilkapazität zwischen den Hauptleitern geändert wird.
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In der Abb. i ist beispielsweise eine Ausführungsform des Hohlleiters
mit der Ausgleichsader-gemäß der Erfindung dargestellt.
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Der blanke Hauptleiter a und die Ausgleichsader, bestehend aus dein
mit einer oder mehreren Papierlagen c oder mit Kordel und Papier isolierten Leiter
b, sind mit einem Metallband oder mit einem metallisierten Papier d, @ mit der Metallfläche
nach innen, umgeben. Das Ganze ist mit einer oder mehreren Lagen Papier oder mit
Kordel und einer oder mehreren Lagen Papier e isoliert. Damit der Querschnitt des
Hohlleiters möglichst kreisförmig ausfällt, kann gemäß der Erfindung der Hauptleiter
a in mehrere kleinere Leiter mit gleichem Gesamtquerschnitt unterteilt sein, welche
um die Ausgleichsader verteilt sind.
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Um den Durchmesser des Hohlleiters zu verringern, läßt sich auch erfindungsgemäß
der
blanke -Leiter mit Metallband durch ein Metallband allein, ein Metallgeflecht oder
ein Metallgewebe entsprechenden Aderquerschnittes ersetzen.
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In Abb.2 ist beispielsweise eine Ausnleichsader mit Metallgeflecht
dargestellt. Der Leiter f ist mit einer oder mehreren Papierlagen oder mit Kordel
und Papier g isoliert. Auf die so gebildete Ader ist ein Metallgeflecht 1a, welches
vorzugsweise aus Kupfer besteht und den Hauptleiter ersetzt, aufgebracht. Eine oder
mehrere Lagen Papier oder Kordel und eine oder mehrere Lagen Papier i umgeben das
Ganze.
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Zum Ausgleich einer einzelnen Länge erreicht man genügend hohe Werte,
wenn die Adern in bekannter Weise am Anfang oder am Ende oder auch auf beiden Seiten
nur auf einige Meter nach der beschriebenen Anordnung ausgebildet sind. Größere
Kabelstrekken, welche aus einer oder mehreren Fabrikationslängen zusammengesetzt
sind, werden zweckmäßig in bekannter Weise durch Ein-oder Anfügen eines besonderen
Ausgleichskabelstückes ausgeglichen, welches nach der beschriebenen Anordnung aufgebaut
ist. Dieses Ausgleichskabel kann für eine bestimmte Paar- oder Viererzahl in der
Größe normaler Fabrikationslängen hergestellt und je nach Bedarf in Stücke erforderlicher
Länge unterteilt werden. Der Einbau eines oder mehrerer dieser Ausgleichskabelstücke
in die Strecke ist ebenso an einem Ende oder auch an beiden Enden der Strecke wie
in der Mitte an einer oder an beliebig vielen Verbindungsstellen zweier Fabrikationslängen
möglich.
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Im nachstehenden wird beispielsweise der Ausgleichsvorgang bei zwei
oder mehreren aneinandergefügten Längen erläutert.
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In Abb. 3 ist je ein Vierer zweier zu verbindenden Längen
A und B dargestellt, welcher mittels eines kurzen Kabelstückes C der
beschriebenen Bauart durchverbunden wird. Die Leiter k, L, m und n der einzelnen
Vierer werden im Ausgleichskabelstück in einer ersten normalen Verbindungsmuffe
mit den Hohlleitern o, p, q und r verbunden, welche ihrerseits der
Reihenfolge nach in einer zweiten normalen Verbindungsmuffe an die Leiter k', 1i,
W und n' der nächsten Länge angeschlossen werden. Hierauf folgt durch eine Kopplungsmessung
die Feststellung der einzelnen Teilkapazitätsunterschiede. Die einzelnen Ausgleichsleiter
s, t, 2c und v werden jetzt so weit aus den Hohlleitern o, p, q und
r herausgezogen, bis der in den Hohlleitern verbleibende Teil des Ausgleichsleiters
dem zwischen den entsprechenden Adern, z. B. zwischen 1z und n oder
l und m usw., zum Ausgleich fehlenden Teilkapazitätswert entspricht. Hierauf
folgt an dem einen Ende des Ausgleichskabelstückes durch Lötung, Zwickhülse oder
ähnliche Verfahren die Verbindung des durchgehenden Leiters mit dem entsprechenden
Ausgleichsleiter,'z: B. k' mit u, zhi mit t usw.
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Da der genaue Kapazitätswert der Ausgleichsader gegenüber Hohlleiter
je Meter bekannt ist, ergibt sich durch die Länge in Meter des herausgezogenen Leiters
der genaue Kapazitätswert des in dem Hohlleiter verbleibenden Ausgleichsaderrestes.
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Statt die Ausgleichsleiter erst nachträglich nach dem Ausgleich mit
den Hauptleitern, mit welchen ein Ausgleich stattfinden soll, zu verbinden, können
dieselben aber auch schon vor dem Ausgleich und vor dem Messen der Kopplungswerte
mit den entsprechenden Hauptleitern vorläufig zusammengeschlossen werden. Der Ausgleich
findet in diesem Falle so statt, daß die Ausgleichsleiter um den zum Ausgleich zu
hohen Kapazitätswert gekürzt, d. h. die Drähte so weit herausgezogen werden, bis
die vier Teilkapazitätswerte gleich sind. Hierauf folgt die feste Verbindung der
Ausgleichsleiter mit den Hauptleitern.
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Die Erfindung gestattet nicht nur den Ausgleich einer Teilkapazität
zwischen einer Ader und einer Nachbarader desselben Vierers oder eines Nachbarpaares,
sondern auch den Ausgleich mehrerer Teilkapazitäten zwischen einer Ader und mehreren
Adern von Nachbarvierern oder Nachbarpaaren. Erfindungsgemäß können zu diesem Zweck
in jedem Hohlleiter mehrere isolierte Ausgleichsleiter vorgesehen werden, und zwar
so viel, als Teilkapazitäten zwischen jeder Ader und den Nachbaradern ausgeglichen
werden sollen.