DE8629949U1 - Geschirmtes Kabel für die kapazitive Überwachung von Leitungswegen - Google Patents

Description

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Anmelder: M.E.D. Rode GmbH

Schweriner Straße 11,
2000 Hamburg 73

Geschirmtes Kabel für die kapazitive überwachung von Leitungewegen

Die Erfindung betrifft ein geschirmtes Kabel für die kapazitive Überwachung von Leitungswegen, insbesondere Kabel zur Verbindung von zentralen Hauptmeldern mit entfernten Nebenmeldern einer Notrufanlage.

Signalkabel von Notrufanlagen, beispielsweise Anlagen zur Überwachung von Räumen, Freigelände und dergleichen auf Eindringen von unbefugten Personen, müssen besonders geschützt und auf ihren ordnungsgemäßen Zustand hin überwacht werden, damit auch ein Angriff auf diese Kabel erschwert ist und zu einer Meldung führt. Dies gilt insbesondere für Signalkabel und Meldelinien, die außerhalb eines unmittelbar durch die Anlage geschützten Bereiches verlegt sind.

Zur Kabe!überwachung kann das Ruhestromprinzip angewendet werden, so daß ein Kurzschluß oder eine Zerströung von Ruhestrom führenden Kabelleitemaufgrund eines Eingriffs von außen eine Stromunterbrechung zur Folge hat,was in der Anlage entsprechend ausgewertet wird und eine Signalabgabe verursacht. Der Nachteil dieses Oberwachungsprinzips ist darin zu sehen.

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daß jeweils eine Signalleitung zerstört werden muß, damit eine Meldung erfolgt. Es kann also zum Beispiel nicht erkannt werden, wenn nur an dem Signalkabel hantiert wird, ohne daß dies auch zu einer Änderung oder Unterbrechung des Ruhestroms führt.

Besser sind insofern kapazitive Notrufanlagen ausgestattet, bei denen die signalführenden Verbindungskabel meist als Koaxialkabel ausgebildet sind, deren Kapazität mit in die Uberwachungsaufgabe einbezogen wird. Dabei ist z.B. im Hauptmelder ein Oszillator zur Erzeugung einer HF-Spannung vorgesehen, deren Frequenz durch die Kapazität des zu überwachenden Kabels sowie durch eine interne Kapazität und Induktivität bestimmt wird. Änderungen der Kabelkapazität aufgrund von Zerstörungen, Verformungen und Berührungen der Kabelleiter ergeben dann eine Kapazitätsänderung im Schwingkreis des Oszillators und damit eine Frequensänderung, die einen Störungsfall bedeutet und entsprechend ausgewertet wird.

Ein Nachteil der hierbei bisher verwendeten Koaxialkabel besteht darin, daß im Prinzip nur ein zentrischer Leiter zur Signalübertragung zur Verfügung steht, wenn der Schirm wie üblich geerdet ist. Außerdem kann dieser Leiter nicht ohne weiteres frei beschaltet werden, da die Signalübertragung und die Kabelüberwachung nicht zu trennen sind.

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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein insofern besseres Kabel vorzuschlagen. Außerdem soll das Kabel optimal geschirmt sein und die Schirmung so ausgebildet werden, daß eine in jedem Fall ausreichende Kapazität für Uberwachungszwecke entsteht und diese Kapazität unabhängig von der Anzahl und Art der Innenleiter vorgegeben werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird das eingangs erwähnte Kabel erfindungsgemäß so ausgebildet, daß vorzugsweise mehrere isolierte Innenleiter von einem inneren Schirm umgeben sind und daß dieser Schirm konzentrisch von einem mittleren und einem äußeren Schirm umgeben ist. Dabei werden die Schirme so ausgelegt und angeordnet, daß der mittlere Schirm die eine Elektrode und wenigstens einer der beiden weiteren, an Erde zu legenden Schirme die andere Elektrode des für die Uberwachungsaufgabe erforderlichen Kondensators bilden.

Bei einem solchen Kabel stehen im Vergleich zu den bisher verwendeten Koaxialkabeln je nach Bedarf mehrere frei beschaltbare Innenleiter für die Signalübertragung zur Verfügung. Außerdem können nunmehr die Signalübertragung und die Signal- bzw. Kabelüberwachung unabhängig voneinander mit gesonderten Leitern durchgeführt werden, wobei die drei Schirme einerseits für einen ausreichenden Schutz gegen Fremdstrahlung sorgen und andererseits zur Bildung eines

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ausreichend dimensionierbaren Kondensators für die Kabelüberwachung herangezogen werden können.

Zur Lösung der Uberwachungsaufgabe werden der innere und der äußere Schirm geerdet und der mittlere Schirm mit einem kapazitiven Melder überwacht. Ein Angriff auf das Kabel, bei dem der mittlere Schirm berührt, zerstört oder verformt wird, hat dann eine Störungsmeldung zur Folge.

Die drei Schirme sind elektrisch durch Zwischenmäntel bildende Isolationen voneinander getrennt, während sich zwischen dem inneren Schirm und den Innenleitern eine weitere Isolation als Zwischenmantel befindet und der äußere Abschluß durch den üblichen Kabelmantel gebildet wird, der die außen befindliche Schirmung abdeckt.

Im übrigen können die Schirme aus einer metallkaschierfen Folie mit einem blanken, die Kaschierung berührenden Beidraht bestehen. Die Innenleiter sollten zweckmäßigerweise aus paarverseilten Adern bestehen.

In der anliegenden Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, und zwar in Form einer kurzen Kabellänge, an deren einem Ende die jeweiligen Isolierungen und Schirme abschnittweise abgetrennt sind, um den Kabelaufbau deutlich zeigen zu können.

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Das Kabel 1 besteht aus mehreren doppeladerigen, paarweise verseilten und außen isolierten Innenleitern 2, die von einer Hülle 3 aus Isolierstoff umgeben sind. Es folgt dann radial nach außen gesehen ein innerer Schirm 4, eine Isolation 5, ein mittlerer Schirm 6, eine Isolation 7, ein äußerer Schirm 8 und schließlich eine Isolation 9 als Kabelmantel. Die Kabelteile 3 bis 9 haben im wesentlichen die Form von Zylindern und sind in Bezug auf die Kabellängsachse 10 koaxial übereinander angeordnet.

Die dz i Schirme 4,6 und 8, die in diesem Fall beispielsweise aus einer metallkaschierten Folie mit beigewickelten blanken, die Kaschierung berührenden Beidrähten 11, 12 und 13 bestehen, werden also elektrisch gegeneinander durch die Zwischenmäntel bildenden Isolationen 5 und 7 getrennt, während sich die Isolation 3 zwischen den Innenleitern 2 und der inneren Schirmung 4 befindet.

Die Schirme 4,6 und 8 können einschließlich der sie begleitenden Beidrähte 11, 12 und 13 nacheinander und wendelartig auf die jeweils vorab beispielsweise im Extrusionsverfahren hergestellten Isolationen 3, 5 und 7 aufgewickelt werden. Den äußeren Teil des Kabels bildet der übliche Kabelmantel 9, der ebenfalls auf den vorher -:yäschaffenen Kabelaufbau durch Extrudieren aufgebracht wird.

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Als Isoliermaterialien kommen zweckmäßigerweise Kunststoffe, «ie PVC und PE ,in Betracht. Dabei sollten die Isolationen der Innenleiter 2 und der Kabelmantel 9 aus PVC und die Isolationen 3, 5 und 7 aus PE bestehen. Außerdem können die Schirme 4, 6 und 8 anstelle von Folienmaterial auch aus elektrisch leitendem Kunststoff bestehen, der relativ einfach durch Extrudieren auf die jeweiligen Isolationen 3, 5 und 7 aufgebracht werden kann. Schließlich besteht auch die Möglichkeit, wenigstens einen der drei Schirme als Metallgeflecht auszubilden. Bevorzugt sollte aber als Schirm jeweils eine z.B. mit Aluminium kaschierte Kunstoff-Folie verwendet werden, da hierdurch zum einen eine auch bei hohen Frequenzen wirksame Schirmung und zum anderen eine vergleichsweise hohe Kapazität für die vorgesehene Überwachungsaufgabe erreicht werden können.

Wie bereits erwähnt wurde, werden der innere und äußere Schirm des Kabels geerdet, während der mittlere Schirm im Zusammenwirken mit den beiden anderen Schirmen eine von einem Melder der Notrufanlage überwachte Kapazität bildet, die einen frequenzbestimmenden Teil des Melder-Oszillators bildet. Wenn beispielsweise der mittlere Schirm berührt wird, ändert sich die Kapazität und damit die Arbeitsfrequenz des Oszillators. Hieraus leitet dann ein Diskriminator eine der Frequenzänderung entsprechende Gleichspannungeänderung ab, die in einem Auswertekreis verarbeitet wird, um ein Störunge-

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oder Alarmsignal zu erzeugen.

Abschließend wird noch darauf hingewiesen, daß der Überwachungskondensator zweckmäßigerweise immer von den drei Schirmen gebildet werden sollte, da anderenfalls Fehlauslösungen durch unterschiedliche Potentiale bei beliebig angeschlossenem inneren Schirm verursacht werden können. Außerdem dient der innere Schirm zur Entkopplung der Leitungswege vom Überwachungsbereich. Schließlich ist das erfindungsgemäße Kabel nicht nur zum Einsatz bei Notrufanlagen geeignet. Es kann mit gleichen Vorteilen auch als Fernmeldekabel, Telefonkabel, Signalkabel, Datenkabel für Rechneranlagen und dergleichen eingesetzt werden.

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Patentanwälte .......... Dr. Hugo Wilcten j '.'..'t 'j ". ,'.«\y\ DIpWng.ThomasWlloten ! !!J' J, j *: ::: Musterbahn 1-2400 LObecki Anmelder: M.E.D. Rode GmbH, Schweriner Straße 11, 2000 Hamburg 73 Ansprüche

1. Geschirmtes Kabel für die kapazitive überwachung von Leitungswegen, insbesondere Kabel zur Verbindung von zentralen Hauptmeldern mit entfernten Nebenmeldern einer Notrufanlage, dadurch gekennzeichnet, daß vorzugsweise mehrere isolierte Innenleiter (2) von einem inneren Schirm (4) umgeben sind und daß dieser Schirm konzentrisch von einem mittleren (6) und einem äußeren Schirm (8) umgeben ist.

2. Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet.- daß die drei Schirme (4,6,8) elektrisch durch Zwischenmäntel bildende Isolationen (5,6) getrennt sind, daß sich zwischen dem inneren Schirm (4) und den Innenleitern (2) eine weitere Isolation (3) als Zwischenmantel befindet und daß der äußere Schirm (8) vom Kabelmantel (9) abgedeckt ist.

3. Kabel nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schirme (4,6,8) aus einer metallkaschierten Folie mit einem blanken, die Kaschierung berührenden Beidraht (11,12,13) bestehen.

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4. Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenleiter (2) aus paarverseilten Leitern bestehen.

5. Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem elektrisch leitende Teile einen zur Kabelüberwachung dienenden Kondensator bilden, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Schirm (6) die eine Elektrode und wenigstens eine~- der beiden weiteren Schirme (4,8) die andere Elektrode des Kondensators bilden.