Meine Antwort ist möglicherweise von ein wenig Fach-Chinesisch durchsetzt (bringt der Job mit sich)- falls etwas vollkommen unverständlich und erklärungsbedürftig sein sollte, einfach fragen.
Sollte der beschriebene Vorfall noch ein paar Jahre mehr zurückliegen (also so um 1997/1998) und sich in Deutschland ereignet haben, dann könnte der Anschluss der Großeltern damals an einer analogen Vermittlungsstelle der Bundespost gewesen sein. Diese haben die Verbindungen noch "so richtig mechanisch" hergestellt (suche auf youtube nach "Leitungswähler Demo-Anlage" für ein gutes Beispiel) und das ging auch nur mit Wählscheiben-Telefonen oder solchen, die zum Wählen Impulse erzeugen.
Vereinfacht ausgedrückt, funktionierte es so:
Mit den Impulsen werden Relais in der Vermittlungsstelle gesteuert, die deine Verbindung erst auf die passenden Leitungsgruppen und schliesslich auf die Endleitung des Anschlusses selbst durchschalten. Der "Leitungswähler" schaltet am "Ende" des Wählvorganges mit den letzten beiden Ziffern deinen Anruf auf den richtigen Anschluss durch und meldet für den Anschluss entweder ein "frei", ein "belegt" oder ein "unbeschaltet" zurück, was dann für Dich einen "Rufton", einen "Besetzton" oder "kein Anschluss unter dieser Nummer" ergibt.
Bei beharrlichem Weiterwählen ohne Rücksicht auf Verluste könnte es durchaus vorgekommen sein, dass der Leitungswähler auf einer Leitung zum Stehen kam, auf der schon ein Telefon aktiv war (z.B. hat jemand in einer Gastwirtschaft das Telefon abgehoben und den Hörer danebengelegt, damit es nicht klingelt). Normalerweise müsste die Vermittlungsstelle zwar nach einigen gewählten Ziffern bereits "ausgestiegen" sein, weil die Nummer, die Du da "gewählt" hast, gar nicht existiert (es kommt dann die Ansage "Kein Anschluss unter dieser Nummer"), es ist aber denkbar, dass der Leitungswähler sich trotzdem durch die weiter vom Telefon gesendeten Wählimpulse weiterbewegt hat und eben auf diesem Anschluss zum Stehen kam. Da der "Abwurf" deines eigentlich schon längst mißglückten Anrufversuches schon nicht funktioniert hat, wundert es (mich) nun auch nicht, dass diese Verbindung zustande kam, obwohl das Telefon am anderen Ende offenbar abgehoben war- normalerweise würde der Leitungswähler dann ein "Anschluss ist besetzt" signalisieren und Du bekämst von der "Ruf-Signal-Maschine" das Besetztzeichen eingespielt. Du hast in diesem Fall also einfach die normalerweise greifenden Schaltungen der Vermittlungsstelle durch das dauernde weiterwählen "überrannt".
Ich erhebe keinen Anspruch darauf, dass die Antwort technisch vollkommen korrekt ist, da ich mit den beschriebenen Telefonvermittlungsanlagen praktisch nichts zu schaffen hatte, meine berufliche Ausbildung erfolgte dafür ein paar Jahre zu spät. Doch so lange sich hier niemand findet, der z.B. das Wählsystem 55v noch aus dem effeff kennt, möchte ich wenigstens eine auf Halbwissen fußende plausible Vermutung abgegeben haben. ;-)