{"id":106,"date":"2012-03-25T15:00:55","date_gmt":"2012-03-25T13:00:55","guid":{"rendered":"https:\/\/kt.wir.re\/?p=106"},"modified":"2015-09-07T12:13:36","modified_gmt":"2015-09-07T10:13:36","slug":"finde-fix-2011-oder-kabelortung-mit-einfachen-mitteln","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/kt.wir.re\/?p=106","title":{"rendered":"Finde-Fix 2011 oder Kabelortung mit einfachen Mitteln"},"content":{"rendered":"

\"03022012624\"<\/a><\/p>\n

W\u00e4hrend meiner ehrenamtlichen Arbeit im Bereich der Fernmeldetechnik f\u00fcr Park- und Museumsbahnen stellte sich oft die Aufgabe, die genaue Lage in der Erde verlegter Kabel festzustellen. Nicht selten fehlen aussagekr\u00e4ftige und aktuelle Planunterlagen f\u00fcr die Vorbereitung von Bauma\u00dfnahmen. Eine direkte Ortung der Lage der in der Erde verlegten Kabel vermeidet aufw\u00e4ndige Reparaturen, wenn diese Kabel unbeabsichtigt bei Erdarbeiten besch\u00e4digt werden.<\/p>\n

Den heutigen Eigent\u00fcmer der Parkeisenbahn Vatterode<\/a><\/span> und seine Bem\u00fchungen um die Sanierung dieser kleinen Parkeisenbahn durfte ich im gleichen Zusammenhang kennenlernen. Auch an dieser Bahnstrecke ist ein Streckenfernmeldekabel verlegt, dessen Lage entlang der Strecke nicht ann\u00e4hernd bekannt war. Es war auch beim probeweisen Schachten quer zur Strecke bislang nicht gefunden worden. Eine funktionierende Streckenfernsprechverbindung \u00fcber dieses Kabel ist aber auch hier eines der vielen Probleme, die f\u00fcr eine erneute Inbetriebnahme der Parkeisenbahn Vatterode gel\u00f6st werden m\u00fcssen.<\/p>\n

Au\u00dferdem wurde ich von Kollegen der Historischen Feldbahn in der Herrenleite um Rat gefragt. Auch hier soll ein bisher ungenutztes altes Kabel m\u00f6glicherweise wieder f\u00fcr die Nutzung hergerichtet werden. Allerdings ist die genaue Lage und der Zustand dieses Kabels bisher unbekannt.<\/p>\n

Aus meiner Lehrzeit war mir das Verfahren der elektrischen Kabelortung in Ans\u00e4tzen bekannt. Dabei wurde ein nach meiner Erinnerung \u201eOrtex\u201c genanntes Ger\u00e4t vom Kabelbautrupp zur Trassensuche bei der Reparatur von Fernmeldekabeln verwendet.<\/p>\n

Nat\u00fcrlich gibt es heute f\u00fcr diesen Zweck professionelle Ortungsger\u00e4te, die die Trasse und auch die Verlegetiefe unterirdisch verlegter Kabel sehr genau ermitteln k\u00f6nnen. Entsprechende Ger\u00e4te kosten aber viel Geld; eine solche Investition schied f\u00fcr die zu l\u00f6senden Aufgaben im Bereich von Park- und Museumsbahnen aus.<\/p>\n

Dennoch wollte ich dieses Verfahren mit den mir zur Verf\u00fcgung stehenden M\u00f6glichkeiten f\u00fcr die Arbeit in der Fernmeldetechnik bei Park- und Museumsbahnen nutzbar machen.<\/p>\n

Beim St\u00f6bern im Internet stie\u00df ich auf eine Internetseite mit einer Beschreibung f\u00fcr den Selbstbau eines einfachen Kabelortungsger\u00e4tes. Diese Beschreibung war durch einen Funkamateur verfasst worden, er wollte – so wie ich auch – die Trasse eines alten Fernmeldekabels im Gel\u00e4nde mit einfachen Mitteln feststellen.. Die Idee und die vorgeschlagene L\u00f6sung<\/a><\/span> waren mir willkommene Anregung f\u00fcr ein eigenes Projekt. An dieser Stelle m\u00f6chte ich dem Autor S.Barth (DG0MG) noch einmal f\u00fcr die Ver\u00f6ffentlichung seiner L\u00f6sung danken!<\/p>\n

Die Bauanleitung beinhaltete eine einfache Schaltung, die mit wenigen Bauteilen auskommt.<\/p>\n

Diese Schaltung passte ich auf die Materialien an, die mir gerade zur Verf\u00fcgung standen und vorhanden waren. Bis auf wenige Bauelemente konnte auf altbrauchbares Material aus der Bastelkiste und dem Elektronikschrott zur\u00fcckgegriffen werden. Die Materialkosten f\u00fcr den Selbstbau der Schaltung beschr\u00e4nkten sich damit auf wenige EUR.<\/p>\n

\"Sender<\/a>
Sender und Empf\u00e4nger zur Kabelortung sowie Zubeh\u00f6r<\/figcaption><\/figure>\n

Nach einem ersten Aufbau der Schaltung wollte ich zun\u00e4chst praktische Erfahrungen sammeln, um die Praxistauglichkeit festzustellen. Die ersten Tests fanden ausgehend vom Hauptbahnhof der Berliner Parkeisenbahn in der Wuhlheide statt. Die noch provisorisch aufgebaute Schaltung zeigte ein deutlich wahrnehmbares Signal auf einer bekannten Kabeltrasse parallel zur Gleisachse. Das beschriebene Minimum in der Lautst\u00e4rke des Pr\u00fcfsignals direkt \u00fcber dem Kabel konnte schon gut nachgewiesen werden. Der provisorische Aufbau war allerdings fehleranf\u00e4llig und der Auf- und Abbau zu umst\u00e4ndlich.<\/p>\n

Deshalb wurden Details der Schaltung noch einmal \u00fcberarbeitet und die Platine anschlie\u00dfend in ein Geh\u00e4use eingebaut. Zum Anschlu\u00df von Betriebsspannung und Ausgangssignal wurden Apparateklemmen montiert. Es fand sich au\u00dferdem ein gut erhaltener verzinkter Erdspie\u00df mit Anschlu\u00dfklemme aus alten NVA-Best\u00e4nden f\u00fcr eine sichere und effektive Erdung.<\/p>\n

\"Fallblattanzeiger<\/a>
Fallblattanzeiger russischer Bauart<\/figcaption><\/figure>\n

Die beste Suchspule ergab letztlich der Elektromagnet eines alten russischen Rundrelais, welches in seinem ersten Leben in einem alten Fallblattanzeiger russischer Bauart t\u00e4tig gewesen war. Ein Teleskop-Besenstiel aus Alu dient als Griff. Als Verst\u00e4rker f\u00fcr den Kopfh\u00f6rer kommt ein hochwertiger alter Walkman zum Einsatz, dessen Equalizer st\u00f6rendes Netzbrummen etwas vermindert.<\/p>\n

Nachdem die Schaltung fest ins Geh\u00e4use eingebaut war, fanden weitere Tests mit den Ger\u00e4ten im Bereich des Stellwerkes und Bahnhofs Freilichtb\u00fchne bei der BPE statt. Die Signale zur Ortung waren sehr gut wahrnehmbar und bekannte Kabeltrassen wurden eindeutig geortet. Danach wurde die Ortung auf unbekannte Trassen ausgeweitet, auch hier lie\u00dfen sich verlegte Kabel gut orten, solange die netzfrequenten St\u00f6rfelder nicht zu stark wirken.<\/p>\n

\"CIMG7712a\"<\/a>
Finde-Fix 2011 Sender im Einsatz bei der PE Vatterode<\/figcaption><\/figure>\n

Den n\u00e4chsten Praxistest in unbekanntem Gel\u00e4nde mu\u00dfte das selbstgebaute Kabelortungsger\u00e4t dann im Einsatz bei der Parkeisenbahn Vatterode im M\u00e4rz 2012 bestehen.<\/p>\n

Die alten Endverschl\u00fcsse des Kabels zu finden, war nicht schwer. Im Bahnhof \u201eWippergrund\u201c wurde der Sender an das erste Aderpaar angeschlossen und eine Erdleitung ins Freie verlegt. Anschlie\u00dfend konnte das Abenteuer beginnen.<\/p>\n

Nach wenigen Metern konnte ich mit der Suchspule die Signale des Senders orten und es zeigte sich ein deutlich wahrnehmbares Minimum in der Lautst\u00e4rke, das auf den Verlauf des Kabels in der Erde hindeutete. So konnte ich die Lage des Kabels \u00fcber mehr als 1 km entlang der Strecke bis zum Bahnhof \u201eMansfeld Schleife\u201c verfolgen.<\/p>\n

\"Der<\/a>
Der Autor bei der Kabelortung<\/figcaption><\/figure>\n

 <\/p>\n

Wenige Meter vor dem Bahnhof verlor sich dann das Signal ziemlich abrupt, ein Hinweis auf die Stelle, wo das Kabel vermutlich schon vor vielen Jahren besch\u00e4digt und getrennt wurde.<\/p>\n

Von der relativen Genauigkeit dieser Ortung konnte ich mich selbst einige Zeit sp\u00e4ter \u00fcberzeugen, als ich begann, ein St\u00fcck des Kabels f\u00fcr Messungen freizuschachten.<\/p>\n

Diesmal fand ich das Kabel in der Erde auf Anhieb. Die Kabelortung zeigte die Lage mit nur wenigen cm Abweichung an und auch die Tiefenortung stimmte in der Gr\u00f6\u00dfenordnung.<\/p>\n

\"Das<\/a>
Das freigelegte Kabel bei der Isolationsmessung<\/figcaption><\/figure>\n

Die Ergebnisse der Isolationsmessung am Kabel zerschlugen dann allerdings die Hoffnung auf eine schnelle Wiederherstellung der Streckenfernsprechverbindung. Das Kabel erwies sich als \u201ehoffnungslos abgesoffen\u201c, der Isolationswiderstand zwischen den papierisolierten Adern betrug nur noch wenige Kiloohm, weil im Verlauf der Strecke Feuchtigkeit in das Innere des Kabels eingedrungen ist.<\/p>\n

Trotzdem war es der Anfang einer sehr interessanten und lehrreichen Elektronikbastelei und es entstand ein f\u00fcr unsere Zwecke praxistaugliches Ger\u00e4t f\u00fcr die Ortung unterirdisch verlegter Kabel.<\/p>\n

Vielen Dank \u00fcbrigens an Bj\u00f6rn Garten (PE Vatterode), er gab dem elektronischen \u201eKind\u201c einen Namen: \u201eFinde-Fix 2011\u201c \ud83d\ude42<\/p>\n

Physikalische Grundlagen<\/p>\n

Zur Ortung eines unterirdisch verlegten Kabels muss das Kabel in der Erde \u201esichtbar\u201c gemacht werden. Der Trick besteht darin, rings um das gesuchte Kabel herum ein Magnetfeld zu erzeugen, das ausgewertet werden kann. Damit das Magnetfeld gut erfasst werden kann, wird eine h\u00f6rbare Frequenz verwendet. Das Magnetfeld kann mit einer Suchspule geortet, entsprechend verst\u00e4rkt und dann \u00fcber Kopfh\u00f6rer akustisch ausgewertet werden. Diese L\u00f6sung ist zwar nicht so komfortabel wie bei heutigen professionellen Ger\u00e4ten, die mit Mikroprozessorschaltungen eine digitale Anzeige realisieren, daf\u00fcr ist der Aufwand gering. Unsere (Ur-)Gro\u00dfv\u00e4ter standen schlie\u00dflich schon vor \u00e4hnlichen Aufgaben und mussten diese auch ohne Mikroprozessor und Digitaltechnik l\u00f6sen. Diesem Prinzip, ganz im Sinne historischer Fernmeldetechnik, f\u00fchlte ich mich bei diesem Projekt ebenfalls verpflichtet. \ud83d\ude42<\/p>\n

Um ein Magnetfeld zu erzeugen, das man verfolgen kann, muss in den Adern des Kabels ein Stromflu\u00df erzeugt werden. Dessen Magnetfeld soll hier nicht vom Feld des in der benachbarten Ader in gleicher H\u00f6he zur\u00fcck flie\u00dfenden Stromes neutralisiert werden. Der Effekt des gegenseitigen Aufhebens der Felder ist ja im normalen Betrieb des Fernmeldekabels durchaus erw\u00fcnscht (Schutz vor \u00dcbersprechen) und wird durch die Verseilung der Aderpaare beg\u00fcnstigt. Deswegen werden zum Zweck der Ortung nur eine oder zwei Adern auf einer Seite des Kabels angeschlossen.<\/p>\n

Wie kommt es aber dazu, dass in einer einzelnen angeschlossenen Ader ein Stromflu\u00df zustande kommt? Strom braucht bekanntlich stets einen geschlossenen Stromkreis, damit er flie\u00dfen kann. Daran \u00e4ndert sich auch an dieser Stelle nichts.<\/p>\n

Um diesen Strom flie\u00dfen zu lassen, wird die Kapazit\u00e4t zwischen den Adern und dem das Kabel umgebenden Erdreich ausgenutzt. Diese Kapazit\u00e4t kann man sich als eine Reihe entlang der Leitungsader parallel geschalteter Kondensatoren vorstellen. Ein Kondensator besteht zum Beispiel aus 2 Metallplatten, die sich in Luft in geringem Abstand isoliert gegen\u00fcber stehen. Die Form ist dabei v\u00f6llig egal, so dass der Draht gegen\u00fcber dem das Kabel umgebenden Erdreich (elektrisch leitend) eine Anordnung bildet, die durchaus einen Kondensator darstellt.<\/p>\n

\"Stromflu\u00df<\/a>
Stromflu\u00df Einzelader gegen Erde<\/figcaption><\/figure>\n

Eine angelegte Geichspannung w\u00fcrde diese Kapazit\u00e4t nur einmal aufladen, danach k\u00f6nnte kein Strom mehr flie\u00dfen. Dieser Effekt ist bei der Messung an offenen Aderpaaren mit dem Pr\u00fcfschrank PS50 jedem alten Fernmelder gel\u00e4ufig und gut erkennbar: Misst man mit dem Ohmmeter des Pr\u00fcfschrankes in eine l\u00e4ngere Leitung ohne angeschlossenem Telefonapparat hinein, so passiert folgendes: eine Gleichspannung wird angelegt; Zeiger am Ohmmeter schl\u00e4gt kurz aus (Stromflu\u00df), und geht dann auf 0 (=Widerstand unendlich) zur\u00fcck, weil die Leiter ja voneinander isoliert sind (oder sein sollten). Fr\u00fcher sagte man dazu: \u201eDie Leitung ist \u201elang offen\u201c.<\/p>\n

Dadurch, dass der Pr\u00fcfgenerator jedoch eine Wechselspannung liefert, kann ein Wechselstrom durch diese Kondensatoren zur Erde abflie\u00dfen. Sie werden bei jeder Halbwelle des Wechselstromes umgeladen und dadurch flie\u00dft st\u00e4ndig ein Strom. Die Erde dient dabei als R\u00fcckleiter, deshalb muss der eine Pol des Pr\u00fcfgenerators gut geerdet werden. Damit schlie\u00dft sich der Stromkreis. Damit \u00fcber die vielen parallel geschalteten Kondensatoren ein ausreichend hoher Strom flie\u00dfen kann, wird eine recht hohe Spannung angelegt.<\/p>\n

Der in der Ader flie\u00dfende schwache Strom erzeugt ein magnetisches Wechselfeld, das sich in konzentrischen Kreisen rund um das Kabel in der Erde und in den \u00fcber dem Kabel liegenden Raum ausbreitet. Als Sensor zum Orten verwenden wir eine Suchspule mit mehreren 1000 Windungen, in der das magnetische Wechselfeld des gesuchten Kabels eine geringe Tonspannung erzeugt (Induktion). Dieser Ton muss nun noch verst\u00e4rkt werden, um mit einem Kopfh\u00f6rer abgeh\u00f6rt zu werden.<\/p>\n

Zur Ortung gibt es 2 M\u00f6glichkeiten, die Suchspule gegen\u00fcber dem gesuchten Kabel zu halten. Wenn die Suchspule waagerecht gehalten wird, erzeugen die magnetischen Feldlininen genau oberhalb des Kabels die gr\u00f6\u00dfte Induktion, das ergibt eine maximale Lautst\u00e4rke genau \u00fcber dem Kabel. Dieses Maximum in der Lautst\u00e4rke ist allerdings nicht so genau ausgepr\u00e4gt.<\/p>\n

Wenn die Suchspule gegen\u00fcber der Erdoberfl\u00e4che senkrecht gehalten wird, ergibt sich genau senkrecht oberhalb des Kabels ein Minimum in der Lautst\u00e4rke, dass sehr genau ausgepr\u00e4gt ist und sich zum Orten mit Hilfe eines Kopfh\u00f6rers viel besser eignet.<\/p>\n

\"Prinzip<\/a>
Prinzip Kabelortung<\/figcaption><\/figure>\n

Dieses Minimum entsteht dadurch, dass die Feldlinien genau oberhalb des Kabels etwa parallel zur Erdoberfl\u00e4che verlaufen. So wird die Windungsebene der Spulenwindungen (auch waagerecht zur Erdoberfl\u00e4che gehalten) kaum geschnitten, es kann keine oder sehr wenig Induktion in die Spule erfolgen (Ton leise). Sobald man sich mit der Spule vom Kabel entfernt, weicht die Richtung der Feldlinien von der Waagerechten ab, die Spulenwindungen werden st\u00e4rker geschnitten und die Lautst\u00e4rke steigt wieder an.<\/p>\n

Tiefenortung<\/p>\n

Neben der Lage der Kabeltrasse kann man mit dieser Methode mittels eines kleinen Tricks auch die ungef\u00e4hre Verlegetiefe des gesuchten Kabels bestimmen.<\/p>\n

Dazu wird die Suchspule bei der Ortung nicht senkrecht sondern unter einem Winkel von ca. 45\u00b0 gegen\u00fcber der Erdoberfl\u00e4che geneigt gehalten. Das Minimum in der Ortung tritt nun in einem bestimmten Abstand neben der zun\u00e4chst mit senkrechter Suchspule georteten Kabeltrasse auf.<\/p>\n

Dabei entspricht dieser Abstand in etwas der Verlegetiefe des gesuchten Kabels. Zur Erkl\u00e4rung soll die folgende Skizze helfen:<\/p>\n

\"Prinzip<\/a>
Prinzip Tiefenortung<\/figcaption><\/figure>\n

Wenn die Spule in einem Winkel von exakt 45\u00b0 gehalten wird, ergibt sich geometrisch ein gleichschenkliges Dreieck unterhalb der Erdoberfl\u00e4che. Wenn die beiden Katheten des Dreieckes mit a und b bezeichnet werden, gilt f\u00fcr die Schenkell\u00e4ngen der Katheten a=b. Damit entspricht der Abstand des mit geneigter Spule gefundenen Minimums zur Kabeltrasse in etwa dem Abstand des Kabels von der Erdoberfl\u00e4che (Verlegetiefe).<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

W\u00e4hrend meiner ehrenamtlichen Arbeit im Bereich der Fernmeldetechnik f\u00fcr Park- und Museumsbahnen stellte sich oft die Aufgabe, die genaue Lage in der Erde verlegter Kabel festzustellen. Nicht selten fehlen aussagekr\u00e4ftige und aktuelle Planunterlagen f\u00fcr die Vorbereitung von Bauma\u00dfnahmen. Eine direkte Ortung der Lage der in der Erde verlegten Kabel vermeidet aufw\u00e4ndige Reparaturen, wenn diese Kabel … Finde-Fix 2011 oder Kabelortung mit einfachen Mitteln<\/span> weiterlesen<\/a><\/p>\n","protected":false},"author":4,"featured_media":102,"comment_status":"closed","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[1],"tags":[3,4],"class_list":["post-106","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-allgemein","tag-kabelortung","tag-pe-vatterode"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/kt.wir.re\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/106","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/kt.wir.re\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/kt.wir.re\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/kt.wir.re\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/4"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/kt.wir.re\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=106"}],"version-history":[{"count":10,"href":"https:\/\/kt.wir.re\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/106\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":213,"href":"https:\/\/kt.wir.re\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/106\/revisions\/213"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/kt.wir.re\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/media\/102"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/kt.wir.re\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=106"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/kt.wir.re\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=106"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/kt.wir.re\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=106"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}