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Verfahren und Einrichtung zur Feststellung von Verschaltungen in Fernmeldekabeln
durch Prüfung des magnetischen Wechselfeldes der verschalteten Stromkreise Beim
Verspleißen mehrpaariger Kabel unterlaufen häufig Verschaltungen, die zu Nebensprechen
zwischen den verschalteten Sprechkreisen führen. Zur Feststellung solcher Verschaltungen
sind elektrische Meßverfahren mit Gleichstrom oder Wechselstrom bekannt, die von
einem Kabelende aus durchgeführt werden und den Abstand der fehlerhaften Spleißstelle
von der Meßstelle liefern. Diese Messungen sind zeitraubend und oftmals unsicher,
namentlich bei verwickelten Verschaltungen.
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Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren und eine Einrichtung,
mit denen durch eine elektrische Prüfung am freigelegten Kabel der Sitz der Verschaltung
unmittelbar und eindeutig festzustellen ist. Das Verfahren kann im AnschluB an die
übliche Fehlerortsmessung ausgeübt werden, um die Richtigkeit der Messungen nachzuprüfen
und ein unnötiges öffnen von Muffen bei Meßfehlern zu vermeiden, oder es kann auch
unter Verzicht auf eine vorhergehende Fehlerortsmessung zur Eingrenzung der Fehlerstelle
dienen. Das Verfahren beruht auf folgender Grundlage: Schickt man in eine atn Ende
geschleifte Doppelader einen tonfrequenten Wechselstrom, so wird in einer dem Kabelmantel
genäherten Spule durch das Wechselfeld der Doppelader eine Wechselspannung erzeugt,
die über einen Verstärker in einem Hörer einen Ton erzeugt. Eine Einrichtung dieser
Art mit Spule, Verstärker und Hörer ist als Kabelsuchgerät bekannt. Ist nun eine
Ader des benutzten Paares an einer Stelle mit einer Ader eines anderen Kabels vertauscht,
so daß der Strom hinter dieser Stelle unpaarig verläuft, so ergibt sich dort eine
andere Feldstärke. Durch Vergleich der Tonstärke
beim Prüfen vor
und hinter einer Spleißstelle müßte man demnach die Verschaltung erkennen können.
Der Vergleich ist aber schwierig, weil der Lautstärkeunterschied an sich- nicht
groß ist; er. wird zudem dadurch erschwert oder geradezu unmöglich," daB.die Strahlung
infolge des Aderdralls örtlich sehr verschieden ist. Liegt nämlich die Ebene der
beiden vom Wechselstrom durchflossenen Adern parallel .zur Windungsebene der Spule,
so entsteht ein Maximum, stehen die Ebenen dagegen senkrecht zueinander, so ergibt
sich ein Minimum. Infolgedessen hört man beim Ver-, schieben der Spule längs des
Kabelmantels einen an- und abschwellenden Ton im Abstand des Aderdralls.
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Erfindungsgemäß wird nun die Prüfung auf Spleißfehler dadurch wesentlich
verbessert, daß beide von der Vertauschung betroffenen Paare mit Wechselstrom beschickt
werden. Schaltet man sie z. B. nach Bild i a oder i b, so durchfließt der Wechselstrom
in einem bestimmten Augenblick die zusammengehörigen Adern vor der fehlerhaften
Spleißstelle den Pfeilspitzen entsprechend gleichsinnig, hinter ihr gegensinnig.
Im ersten Abschnitt, wo der Stromverlauf der bekannten Vierer-Schaltung. entspricht,
addieren sich die Wirkungen der Ströme, im andern subtrahieren sie sich, wenn man
von den zusätzlichen Wirkungen des (nicht gezeichneten) Aderdralls absieht. Infolgedessen
entsteht vor und hinter der Spleißstelle ein erheblicher Strahlungsunterschied und
damit eine sehr unterschiedliche Lautstärke beim Prüfen mit dem Suchgerät. Besonders
groß ist der Lautstärkeunterschied, wenn es sich um ein sternverseiltes Kabel handelt.
Bei dieser Verseilungsärt sind immer je zwei Paare zu einem Seil verdrallt, wobei
die zu einem Paar gehörigen Adern die diagonalen Eckpunkte eines Quadrats bilden,
wie es in Bild 2 a perspektivisch (ohne Drall).@und in 213 und 2c im Querschnitt
dargestellt ist. Wird ein solcher Sternvierer in gleicher Weise wie in Bild i mit
Wechselstrom beschickt, so heben sich die magnetischen Felder im ersten Abschnitt
fast völlig auf (Bild 2b), während sich im zweiten Abschnitt ein kräftiges Feld
ausbildet. Die fehlerhafte Spleißstelle ist demnach daran zu erkennen, daß vor ihr
reit dem Suchgerät fast nichts,' hinter ihr ein lauter Ton wahrnehmbar ist.
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Doch auch mit dieser Verbesserung kommt man noch nicht in allen Fällen
eindeutig zum Ziel. Will man nämlich an irgendeiner leicht zugänglichen Stelle des
Kabels feststellen, ob man sich vor oder hinter einer Vertauschung befindet, so
ist es schwierig, dies an der dort beobachteten Lautstärke allein zu erkennen. Man
benötigt einen Vergleich. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird dieser dadurch
geschaffen, daß der Stromverlauf in den verschalteten Adern durch Umschaltung am
Kabelanfang in bestimmten Zeiten wechselt. Hierzu dient eine Umschaltevorrichtung,
die nach Bild 3 aus einem Schalter S (Federsatz oder Kurbelschalter) besteht, der
in bestimmter Zeitfolge durch einen Motor mit - Nockenscheibe, eine Relaisschaltung
o. dgl. umgelegt wird. Bei der In' Bild 3 a und 3b dargestellten Stellung fließt
der Strom in Richtung der offenen Pfeilspitzen, so daß er vor der -Vertauschung.
.die beiden Paare in Vierer-Schaltung, dahinter in paariger Schaltung durchläuft.
Wird der Schalter nach unten umgelegt, so fließt der Strom in Richtung der vollen
Pfeilspitzen, also im ersten Abschnitt paarig, im zweiten vierermäßig. Dementsprechend
wechselt beim Umschalten an jeder Stelle des Kabels die Lautstärke im Hörer des
Suchgeräts, wie es durch die Größe der über dem Kabelbild gezeichneten Kreise angedeutet
ist. An Hand der Umschaltezeiten, die z. Bz auf 3 und 6 Sekunden bemessen sein mögen,
kann man daher an jeder Kabelstelle die Art des Stromverlaufs feststellen und somit
erkennen, ob man sich vor oder hinter der Vertauschung befindet, und kann die fehlerhafte
Spleißstelle auf diese Weise leicht eingrenzen. Erleichtert wird die Prüfung, wenn
der Summerstrom, wie beim Kabelsuchen üblich, durch ein Morsezeichen moduliert wird,
so daß die Schaltzeiten durch die Zahl der Morsezeichen gekennzeichnet sind. Auf
diese Weise gelingt es, auch verwickelte Mehrfachverschaltungen zu klären, die mit
den bisher bekannten Verfahren schwer oder gar nicht zu entwirren sind.
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Ein Beispiel einer solchen Verschaltung ist in Bild 4 an einem sternverseilten
Kabel dargestellt. Die gewöhnliche Durchprüfung mit Leitungsprüfer usw. würde nur
eine Vertauschung zwischen den Paaren 2°-2b und 3°-3b, also von einem Viererseil
in das nächste, ergeben, weil die Adern im übrigen am Ende richtig ankommen. Daß
weitere Fehler vorliegen, ist aus dem Nebensprechen zwischen den vier Paaren zu
vermuten, jedoch läßt sich über die Art der Vertauschungen nichts aussagen. Es liegt
hiernach nahe, zunächst mit der Schaltung 4a zu beginnen. Die Prüfung ergibt bis
zur Fehlerstelle B die für einen Sternvierer normale Folge und Stärke der Induktion,
dahinter eine völlig abweichende Erscheinung, weil der Stromkreis von hier ab ein
anderes Viererseil mitbenutzt. Damit wäre die Fehlerstelle B eindeutig ermittelt,
und man könnte diese Muffe nun öffnen und an den Teillängen weiterprüfen. Man kann
die Prüfung aber auch über die ganze Länge fortsetzen, z. B. nach Bild 4b. Hietbei
erkennt man mit Sicherheit die Fehlerstelle C, während im übrigen die Beobachtungen
nicht eindeutig sind.
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Um weitere Erkenntnisse zu gewinnen, würde man nun vielleicht nach
4c prüfen. Dabei würde sich mit Sicherheit die Fehlerstelle A ergeben, denn hinter
ihr besteht auf der ganzen Kabelstrecke ein ungewöhnlicher Stromrichtungswechsel.
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In der Schaltung .f'd endlich erkennt man mit Sicherheit sogleich
alle drei Fehlerstellen, da Folge und Stärke der Strahlung auf allen vier Abschnitten
eindeutig verschieden sind.