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Schaltungsanordnung zur Unterdrückung hochfrequenter Störungen in
Starkstromspeiseleitungen von Rundfunkempfängern oder von Störquellen Wie die Untersuchungen
der Störaufnahme bei Rundfunkempfang ergeben, werden die Störamplituden zum Teil
durch die Antenne, zum anderen Teil durch die Netzleitung des Empfängers demselben
zugeführt.
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Diese Störamplituden, die durch elektrische Maschinen aller Art hervorgerufen
werden, entstehen dadurch, daß die Funkenbildung am Rotor der Maschine ähnlich den
alten Lösch-oder auch Knallfunkensendern wirkt, wobei die Zuleitung jetzt als Antenne
dient. Die so erzeugten Frequenzen erstrecken sich bekanntlich über ein sehr breites
Band.
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Um nun diese Strahlung, die sich vorzugsweise als leitungsgerichtete
Strahlüng auswirkt, vom Empfänger fernzuhalten, ist es bekannt, die Metallmantelung,
beispielsweise eines Rohrdrahtes oder einer Störschutzlitze, zu erden und 'die Leiter
gegebenenfalls mittels Blockkondensatoren zu überbrücken. Weiter ist es bekannt,
für bestimmte Frequenzbereiche durch kombinierte Induktivitäten und Kapazitäten,
die durch Aufwicklung eines hochkapazitiv belasteten Leiters auf einen kleinen Raum
konzentriert und mit einer Abstimmeinrichtung verbunden sind, Störamplituden von
Leitungen bzw. Empfängern fernzuhalten.
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Es hat sich aber gezeigt, daß auf diesen Wegen eine genügende Dämpfung
der Störamplituden nicht zu erreichen war. Insbesondere gelang es nicht, mit einfachen
Störschutzanordnungen praktisch brauchbarer Dimensionen das ganze abzuschirmende
Frequenzband bis auf eine genügend kleine Restamplitude zu unterdrücken.
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Gegenstand eines älteren Patentes ist ein mehradriges Leitergebilde,
das mittels Hüllen aus geschichtetem Dielektrikum isoliert ist und bei dem die Adern
einzeln mittels ferromagnetischen Werkstoffes abgeschirmt und die Schirme galvanisch
oder kapazitiv miteinander gekoppelt sind. Dadurch sollen Störströme, die ein Starkstromnetz
führt, von einem Hochfrequenzempfänger abgehalten werden. Das so entstandene Leitergebilde
kann beispielsweise auf einen Kern aufgewickelt oder als Schlauchleitung ausgebildet
sein.
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Erfindungsgemäß wird nun eine besonders einfache und vorteilhafte
Anordnung dadurch geschaffen, daß ein solches, der Entstörung dienendes Leitergebilde
als Rohrdraht oder als rohrdrahtähnliche Leitung ausgebildet wird, in dem innerhalb
eines -geerdeten metallischen Schutzmantels der Starkstromleitung (Rohrdraht, Bleimantelleitung
usw.) jede Leitungsader für sich mit einer galvanisch oder kapazitiv geerdeten metallischen
Abschirmung versehen ist und dieser gegenüber eine besonders hohe Kapazität aufweist.
Eine derartige Schaltungsanordnung gibt die Möglichkeit, die schädlichen hochfrequenten
Störamplituden bis auf eine praktisch zu vernachlässigende' Restamplitude
herabzudrücken,
und zwar ohne Aufwand erheblicher Mittel, nämlich einfach durch Verwendung einer
ausreichenden Länge der erin-@ dungsgemäß abgeschirmten Starkstromleitung selbst.
Der als kapazitiv abschirmendeAbleitu,' g wirkende geerdete Mantel der einzelnen
A°'r spielt bei einer derartigen Leitung naturgemäß eine ganz andere Rolle als die
zur günstigen Beeinflussung des Gradienten angewendete Metallfolie beiden im allgemeinen
Aufbau der erfindungsgemäß verwendeten Leitung äußerlich ähnelnden bekannten Hochspannungskabeln:
Abgesehen von dem störungstechnischen Vorteil, der durch die Anwendung des an sich
bekannten äußeren Metallmantels auch bei der Schaltungsanordnung nach der Erfindung
benutzt wird, bietet dieser Schutzmantel auch noch die Möglichkeit, in besonders
einfacher Weise mittels einer Schutzkapazität die abschirmende Ableitungskapazität
zu erden; Die Anordnung ist beispielsweise anwendbar zur Verbindung von Hochfrequenzempfängern
mit dem Netz oder zur Speisung der Motoren von Hilfsgeräten, wie Staubsaugern ü.
dgl. Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den im folgenden beschriebenen
Ausführungsbeispielen der Leitung und ihrer Schaltung.
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In der' Abbildung zeigt Fig. i ein Ausführungsbeispiel einer doppeladrigen
Starkstromleitung nach der Erfindung, Fig.2 und 3 zwei verschiedene Darstellungen
der Schaltungsanordnung für diese Leitung, Fig. q. eine weitere Ausführungsform
einer Leitung nach der Erfindung mit einem besonderen Isolationsmantel, Fig. 5 und
6 die den Fig. a und 3 entsprechenden Schaltungsanordnungen für die Leitung nach
Fig. q., Fig. 7 eine besonders durchschlagsichere Leitungsanordnung nach der Erfindung;
Fig. 8 eine Schaltungsskizze einer besonderen Ausführungsform der Erfindung und
Fig.9 eine weitere für gewisse Zwecke besonders bewährte Ausführungsform der Leitung
nach der Erfindung.
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Das Ausführungsbeispiel nach Fig. i einer erfindungsgemäß ausgebildeten
doppeladrigen Starkstromleitung enthält die beiden Leiter z, 2, die mit je einem
durchschlagsicheren Isolationsmantel 3 versehen sind, über dem sich je eine Metallabschirmung
q.; 5 befindet. Diese Abschirmungen werden durch Ummantelung mit Blech, Umpressung
mit Blei; durch Umklöppelung oder Umflechtung mit Drähten oder auf andere geeignete
Art hergestellt. Nach Versellen der Leiter mit einem Füllstoff 6 und Versehen mit
einer Ummantelung 7, die als gefalzter Blechmantel ausgeführt werden kann, ist die
Leitung fertig und hätte in letzterem Fall das Aussehen einer gewöhnlichen Rohrdrahtleitung.
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Fig. 2 und 3 zeigen in zwei verschiedenen Darstellungen die Schaltungsanordnung;
in der erfindungsgemäß eine solche Leitung verwendet wird. Hier bedeutet 8 irgendeinen
Störer, z. B. den Nebenschlußmotor eines Staubsaugers, der unter Verwendung der
beschriebenen Leitung "xi das Netz angeschlossen wird. Die Abschir-@@bungen 4 und
5 der Adern i und 2 sind bei g ;geerdet, was in der Regel mittels des Metallmantels
7 geschehen kann. Die Wirkung ist aus Fig. 3 ersichtlich. Die beiden Adern und die
zugehörigen Abschirmungen, die durch das Dielektrikum 3 voneinander getrennt sind,
stellen Kondensatoren io und ii dar, die bei der erfindungsgemäßen ausreichend großen
Kapazität, d. h. sehr dünner Isolierschicht, den Widerstand für die Hochfrequenzamplituden
möglichst klein gestalten. Bei Verwendung von hochwertigen und geschichteten Isoliermaterialien
ist das entgegen einer weltverbreiteten Ansicht sehr wohl möglich. Die Schichtdicke
der Isolierung 3 kann dann nämlich bis auf wenige Zehntel Millimeter herabgedrückt
werden, ohne daß die Durchschlagsfestigkeit Werte annimmt, die erheblich unter io
ooo V liegen. Die hierdurch bedingte Kapazitätserhöhung gibt der Leitung für den
gewünschten Zweck eine solche Vollkommenheit, daß schon bei Längen von 2o m eine
Stördämpfung von etwa 5 Neper erzielt wird. Daß sich hierdurch eine wesentliche
Verkleinerung des Gesamtdurchmessers der Leitung ergibt, was einen weiteren technischen
Fortschritt bedeutet, sei nur nebenbei erwähnt.
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Was die Herstellung der Leitung anbelangt, so ist es ohne weiteres
möglich, die Verseilung der Leiter mit einem isolierenden Füllmantel so vorzunehmen,
daß letzteres auch noch die Metallabschirmungen q. und 5 allseitig umgibt, so daß
diese mit dem gemeinsamen Metallmante17 nicht in Berührung sind. Das ist in Fig.
q: dargestellt, während Fig. 5 und 6 in ähnlicher Weise wie Fig. 2 und 3 das hieraus
sich ergebende Schaltschema zeigen. Die zwischen den Abschirmungsmänteln q: und
5 und dem die Erdung herstellenden gemeinsamen Mantel? befindliche Dielektrikumschicht
bildet einen Schutzkondensator 12 (Fig. 5 und 6).
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Um die Gefahr des Durchschlagens des Dielektrikums der Leitung unter
allen Umständen zu vermeiden, kann die in Fig. 7 dargestellte Leitungsanordnung
gewählt werden. Hier ist die Metallabschirmung g., 5 nochmals mit einer normalen
Isolierschicht 13 (meistens Gummi) umgeben, die selbst wiederum mit einer zweiten
Metallmantelung 14,15 versehen sein kann. Auch dieses Leitergebilde wird in an sich
bekannter Weise verseht und ummantelt und so in eine Form gebracht, die bei Ausführung
des Außenmantels als gefalzter Blechmantel der der bekannten Rohrdrähte oder derjenigen
der Bleimantelleitungen entspricht.
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Wenn bei dieser Leitung die Abschirmmäntel q, 5 über eine Sicherung
geerdet werden,
so würde bei einem Durchschlag der Isolationsschicht
3 ein Erdschluß des Leiters vermieden werden. In diesem Falle wäre zwar die hochwertige
Ableitung der Störfrequenz mittels. der Abschirmungen q., 5 nicht mehr möglich,
jedoch wäre die Leitung immer noch als normale Starkstromleitung - als den Vorschriften
entsprechendeLeitung -brauchbar, wobei über den geringeren kapazitiven Nebenschluß
nach den Metallmänteln i¢, 15 eine teilweise Störbefreiung bei Erdung der Mäntel
eintritt.
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Diese Leitung hat noch den weiteren großen Vorteil, daß nennenswerte
Kapazitäts- und Isolationsströme nur dann entstehen, wenn die Abschirmmäntel q.,
5 geerdet sind. Bei kleineren Anlagen sind diese. Kapazitäts- und Isolationsströme
unschädlich. Wird aber die gesamte Installation eines größeren Hauses mit solchen
Leitungen ausgerüstet, so kann man auch dann die Entstehung, allzu großer Kapazitätsströme
usw. dadurch vermeiden, daß man die Länge des wirksamen kapazitiven Systems auf
das nur eben notwendige Maß beschränkt, was einfach so geschehen kann, daß man die
Abschirmung der einzelnen Leitungsstränge nur so weit durchgehend verschaltet, als
es zum Erreichen der notwendigen Kapazität erforderlich ist, und die Abschirmung
erst mit dem Anschluß des Störers (Kleinmotors) erdet. In den meisten Fällen genügt
die.Leitungslänge von der Abzweigstelle bis zum Störer. Man wird also nur hier am
Störer, am besten erst beim Einschalten, die Abschirmung erden (s. Schaltungsskizze
Fig. 8).
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Eine für gewisse Zwecke besonders geeignete Ausführungsform der Leitung
zeigt schließlich Fig. g. Hier wird der beste Abstand zwischen den beiden zu verseilenden
Leitungsadern i und 2 mit ihren hochwertigen Isolierungen 3 und ihren Abschirmungen
q., 5 durch eine Zwischenleiste ig gesichert, die aus elastischem Gummi besteht.
Die Isolationsschicht 3 wird am besten aus bakelisierter Baumwolle genommen, die
Isolierschicht 6 aus Gummi. Der gemeinsame Metallmante17 ist aus einem gefalzten
Blechstreifen hergestellt, in seinem Innern mit ihm in Berührung sind einige Erdungsdrähte
2o für den Abschinmmantel 7 vorgesehen.
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Selbstverständlich können bei Ausführung der Leitung als Rohrdrähte
die Mäntel mit der bekannten Querrillung versehen werden, um die Biegsamkeit zu
erhöhen und so eine bequemere Verlegung zu ermöglichen. Sie können auch weiterhin
über der äußeren Metallmantelung mit getränktem Faserstoff oder sonstigen Schutzmänteln
versehen werden, um sie in an sich bekannter Weise als wetterfeste oder säurefeste
Leitungen auszubilden.
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Diese Leitungen können natürlich nicht nur als Zweileitergebilde,
sondern auch als Mehrleitergebilde hergestellt werden.