DE1050418B

DE1050418B - Vorrichtung zum Anzeigen, Orten und Abschätzen der Große einer Gasundichtheit in einem druckgasgeschutzten Kabel

Info

Publication number: DE1050418B
Application number: DENDAT1050418D
Authority: DE
Inventors: Stockholm und Bengt Aron Rutger Wandm Bromma Peter Ptiklonsky (Schweden)
Original assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Current assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Publication date: 1959-02-12

Description

DEUTSCHE

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung für ein druckgasgeschütztes Kabel, die im besonderen das Auftreten einer Gasundichtheit in einem druckgasgeschützten Kabel anzeigt und deren Größe und Lage abschätzt und die dem Kabel das erforderliche neue Gas als Ersatz für das durch die Undichtheit entweichende Gas zuführt. Dabei ist zumindest das eine Ende des Kabels mittels Vorrichtungen an einen Gastank angeschlossen, die in dem Kabel einen normalen und konstanten Druck aufrechterhalten, an welchen Tank ein druckempfindliches Glied angeschlossen ist, das bei einem gewissen Druckabfall im Gastank zumindest einen Impuls als Anzeige einer Gasundichtheit in dem Kabel abgibt.

Es ist bereits bekannt, in Kabeln Druckgas zu verwenden, um die Dichtheit der Kabelummantelung beständig zu überwachen und zugleich zu verhindern, daß Feuchtigkeit durch entstandene undichte Stellen eindringt. Es ist ferner bekannt, bei einer Gasüberwachungsanlage durch selbsttätiges Nachfüllen von Gas die durch eine undichte Stelle verursachten Gasverluste auszugleichen. In diesem Falle wird das Gas gewöhnlich einem Hochdruckbehälter entnommen, der nur eine sehr begrenzte Gasmenge enthält, weshalb der Behälter von Zeit zu Zeit ausgewechselt werden muß. Die Erfahrung hat gezeigt, daß diese bekannte Anlage gegenüber anderen bekannten Gasüberwachungsanlagen große Vorzüge besitzt. Hierbei besteht jedoch die Bedingung, daß die Gaslieferung aus geschlossenen Behältern erfolgt, die von Hand ausgewechselt werden müssen, wenn das Gas verbraucht ist. Bei der Überwachung bei einzelnen langen Kabeln, beispielsweise bei Koaxialkabeln, bringt diese Bedingung keinen größeren Nachteil mit sich, da der Gasverlust in diesem Falle so gering ist, daß ein Gasbehälter üblicher Größe für längere Zeit ausreicht. Die Dinge liegen jedoch anders, wenn weitverzweigte Kabelnetze, beispielsweise ein Stadtnetzwerk, mit einer Gasüberwachung versehen werden sollen. Die Erfahrung hat nämlich gezeigt, daß es unmöglich ist, ein solches Netz mit vertretbarem Kostenaufwand von kleinen Undichtheiten frei zu halten, weshalb mit einem geringen, »normalen« Gasverlust gerechnet werden muß. Bei größeren Kabelnetzen wird dieser »normale« Gasverlust jedoch so groß, daß die Verwendung" von Hochdruckbehältern als Gasquellen undurchführbar erscheint. Es wurde deshalb vorgeschlagen, diese durch Kompressoren zu ersetzen. Bis jetzt war es nicht möglich, mit Hilfe von Kompressoren in den Gasüberwachungsanlagen eine genaue Messung der ausströmenden Gasmengen durchzuführen, die für die Ortung einer Fehlstelle oder zum Abschätzen der Größe der Gasundichtheit von großem Wert ist. Dies ist jedoch bei Verwendung Vorrichtung zum Anzeigen,

Orten und Abschätzen der Größe

einer Gasundichtheit in einem

druckgasgeschützten Kabel

Anmelder:

Telefonaktiebolaget LM Ericsson,
Stockholm

Vertreter:

^X5 Dr.-Ing. H. Ruschke, Berlin-Friedenau, Lauterstr. 37,
und Dipl.-Ing. K. Grentzenberg, München 27,
Patentanwälte

Beanspruchte Priorität:
Schweden vom 6. November 1956

Peter Priklonsky, Stockholm,

und Bengt Aron Rutger Wandin, Bromma (Schweden), sind als Erfinder genannt worden

₂

einer Vorrichtung nach der Erfindung möglich. Die Vorrichtung ist erfindungsgemäß gekennzeichnet durch einen Kompressor als Gasquelle, der den Gastank über eine erste Ventilvorrichtung speist, die von dem druckempfindlichen Glied entsprechend dem Druck in dem Gastank so gesteuert wird, daß die Venti!vorrichtung nur für die Zeitperiode offen ist, in der der Druck in dem Tank infolge Zuführens von neuem Gas aus der Gasquelle von einem Mindestdruck zu einem Höchstdruck ansteigt. Während der gleichen Zeitperiode ist eine zweite zwischen den Gastank und das Kabel geschaltete und normalerweise offene Ventilvorrichtung geschlossen, die ebenfalls von dem druckempfindlichen Glied gesteuert wird.

Die Erfindung wird nunmehr unter Hinweis auf

die Zeichnungen eingehend beschrieben, in denen die Fig. 1 eine schematische Darstellung (als Beispiel) der Konstruktion einer Vorrichtung für eine Anzahl von Kabeln mit im wesentlichen der gleichen Länge und die

Fig. 2 ein Schaltbild einer Impulsempfangseinrichtung zur Aufnahme von Impulsen aus einem druck-

809 749/286

3 4

empfindlichen Glied in der Vorrichtung nach der quelle, deren zweiter Pol mit dem zweiten Anschluß

Fig. 1 ist. 21 des Synchronmotors 20 verbunden ist. An die

Die in der Fig. 1 dargestellte Vorrichtung ist für Leitung 34 ist ein feststehendes Kontaktglied 33 aneine Anzahl von Kabeln (drei) eingerichtet, von denen geschlossen, das zusammen mit einem mit der Nockenjedoch nur eins dargestellt und mit 1 bezeichnet ist. 5 scheibe 30 zusammenarbeitenden beweglichen Kon-Jedes Ende der Kabel 1 steht über eine Gasleitung 11 taktelement 31 einen Kontakt bildet. Das Kontaktmiteiner Verteilungsrohranlage 2 in Verbindung, die element 31 steht mit dem einen Anschluß einer über einen Pufferbehälter 3 von einem Kompressor 4 Wechselstromquelle in Verbindung. Der Schließgespeist wird. Zwischen'ein Kabelende und die Ver- kontakt 63 und ein Kontaktelement 43 verbinden teilerrohranlage2 sind in die Leitung 11 die folgenden io nach einer einstellbaren Zeitverzögerung über das Einheiten geschaltet: ein elektrisch gesteuertes Kontaktelement 41 den Pluspol mit der Wicklung Ventil 12, ein Druckregler 13, der den Gasdruck in des Relais R_it deren eines Ende beständig mit dem dem Kabel 1 konstant erhält, ein Reduzierventil 14, Minuspol verbunden ist. Der Schließkontakt 64 verein Gastank 15, der mit einem auf Druck ansprechen- bindet den Pluspol mit dem einen Ende der Wicklung den Glied 16 versehen ist, das das Ventil 12 und ein 15 cles Impulszählers R₃ sowie mit dem einen Ende eines Ventil 12a elektrisch steuert. Die Ventile 12 und 12a Ausgangskreises U, während das zweite Ende der können auch anstatt elektrisch auf andere Weise, Wicklung des Impulszählers R₃ und das des Ausbeispielsweise pneumatisch, gesteuert werden, müssen gangskreises U beständig an den Minuspol anjedoch irgendwie je nach der Stellung des druck- geschlossen sind. Der Schließkontakt 65 verbindet empfindlichen Gliedes, d. h; je nach dem Druck in dem 20 den Pluspol mit der Wicklung des Relais R_12a, deren zugehörigen Gastank einstellbar sein. Zwischen dem zweites Ende an den Minuspol angeschlossen ist. Druckregler 13 und dem zugehörigen Kabelende wie Der öffnungskontakt 66 trennt den Pluspol von der auch zwischen dem Druckregler 13 und dem Reduzier- Wicklung des Relais R₁₂, deren zweites Ende an den ventil 14 sind Absperrhähne angeordnet. Minuspol angeschlossen ist. Das Relais /?₄ besitzt

In dem Kabel 1 wird ein konstanter Überdruck von 25 drei Schließkontakte 52, 54, 56. Der Schließkontakt

beispielsweise 0,6 kp/cm² aufrechterhalten, und zwar 52 verbindet den Pluspol über einen öffnungskontakt

mit Hilfe des Druckreglers 13. Zwischen den Ein- 57 mit der Wicklung des Relais i?₄, deren eines Ende

heiten 13 und 14 soll der Druck geeigneterweise un- beständig an den Minuspol angeschlossen ist. Der

gefähr 2 kp/cm² betragen. Der Druck in dem Gastank SchlieÜkontakt 54 schaltet den Tonsignalerzeuger 53

15 schwankt zwischen einem DrUCkP₁ bei gefülltem 3° ein, während der Schließkontakt 56 die Signallampe

Tank und einem unteren Druck P₂, der von der dem 51 einschaltet.

Tank entnommenen Gasmenge abhängt. P₁ bzw. P₂ Nachstehend wird die Arbeitsweise der oben bewird mit Rücksicht auf die örtlichen Bedingungen schriebenen Vorrichtung dargestellt,
bestimmt, wie die verfügbaren Kompressoren, der Im Normalzustand ist das Kabel 1 und der Gasnormale Gasverlust in dem angeschlossenen Kabel 35 tank 15 mit Gas, beispielsweise Luft angefüllt, wes- und das Volumen des Gastanks 15. Es ist natürlich halb keine Luft zum Kabel strömt. Der Druckregler erforderlich, daß P₂ mit genügendem Spielraum den 13 und das Ventil 12a sind geschlossen. Das druck-Wert von 2 kp/cm² übersteigt und daß P₁ unterhalb empfindliche Glied 16, das in diesem Falle aus einem des niedrigsten Druckes des Pufferbehälters 3 liegt, Bourdon-Manometer besteht, dessen Zeiger elektrische welcher von dem Kompressor 4 bestimmt wird. 40 Kontakte besitzt, zeigt den Wert P₁ an. Entsteht Zwischen den Pufferbehälter 3 und den Gastank 15 jetzt an dem Kabel 1 eine undichte Stelle und strömt wird zweckmäßigerweise ein Reduzierventil ge- Luft aus, so sinkt der Druck in dem Kabel ab, wobei schaltet. sich der Druckregler 13 öffnet und neues Gas in das

Nach dem Schaltbild der Fig. 2 sind das druck- Kabel einläßt. Diese Ersatzluft wird natürlich dem

empfindliche Glied 16, zwei Relais R₁ und R₂, ein 45 Tank 15 entnommen. Dabei sinkt der Druck in diesem

Impulszähler R₃, eine Steueruhr T, die bei dem dar- Tank allmählich auf den Wert P₂ ab. Danach wird

gestellten Ausführungsbeispiel aus einem Synchron- ein Stromkreis von dem Zeiger des Manometers aus

motor 20 und zwei Nockenscheiben 30 und 40 besteht, über den Kontakt P₂ und über die Wicklung des

zwei Relaiswicklungen R₁₂ und R_12a, die zu den Relais i?_x geschlossen, wobei das Relais betätigt und

Ventilen 12 und 12» gehören, ein Relais R₄, eine 50 über den Öffnungskontakt 70 des Relais R₂ betätigt

Signallampe 51, ein Signaltonerzeuger 53 und ein erhalten wird.

Rückschaltknopf 55 vorgesehen. Bei Betätigung des Relais R₁ spielen sich die fol-

Das druckempfindliche Glied 16 besitzt einen be- genden Vorgänge ab:

weglichen Arm, dessen Stellung von dem Druck in 1. Die Verbindung zwischen der Wicklung des dem Gastank 15 abhängt. Die Grenzstellungen dieses 55 Relaisi?₂ und dem Kontakt/^ des druckempfindlichen Armes sind mit P₁ und P₂ bezeichnet, die dem nor- Gliedes 16 wird geschlossen, wodurch P₁ Minusmalen Betriebsdruck bzw. dem Signaldruck im Gas- potential erhält.

tank entsprechen. Der genannte Arm ist an den Plus- 2. Die Steueruhr 20-30-40 beginnt zu laufen und

pul einer Stromquelle, P₁ an ein feststehendes Kon- wird von den geschlossenen Kontakten 31 bis 33 in

taktelement eines Schließkontaktes 61 und P₂ über die 60 Betrieb gehalten.

Wicklung des Relais R₁ an den Minuspol der Strom- 3. Der Impulszähler R^ wird betätigt und gleichquelle angeschlossen. Das ReIaIS-R₁ besitzt die zeitig dem Ausgangskreis U ein Signal in Form einer Schließungskontakte 60, 61, 62, 63, 64 und 65 sowie Spannung für ein Registriergerät, beispielsweise ein einen Öffnuiigskontakt 66. Der Schließkontakt 60 und sogenannter Zentralograph, zugeführt,
ein öffnungskontakt 70 verbinden den Pluspol mit 65 Die Wicklung R₁₂₁₁ des Ventils 12a wird erregt, der Wicklung des ReIaJsR₁. Der Schließkontakt 61 weshalb sich das Ventil öffnet, während die Wickverbindet P₁ über die Wicklung des Relais R₉ mit lung R₁₂ des Ventils 12 enterregt wird, wobei dieses dem Minuspol. Der Schließkontakt 62 verbindet den Ventil sich schließt. Natürlich können beide Ventile einen Pol 22 des Synchronmotors 20 über eine 12 und 12a so konstruiert werden, daß sie in der Leitung 34 mit dem einen Pol einer Wechselstrom- 70 Ruhestellung enterregt sind und nur bei Betätigung

Claims

des Relais R₁ erregt werden. In diesem Falle muß das Ventil 12 in der Ruhestellung offen und das Ventil 12a geschlossen sein.

Öffnet sich das erstgenannte Ventil 12a, so strömt Luft aus dem Pufferbehälter 3 zum Tank 15, wobei der Druck in diesem Tank ansteigt. Danach bewegt sich der Zeiger des druckempfindlichen Gliedes 16 von P₂ nach P₁. Hat der Druck den Wert P₁ erreicht, so wird der Stromkreis über das Relais R₂, das betätigt wird, geschlossen und der Stromkreis zum Relais R₁ geöffnet. Daher fällt das letztgenannte Relais ab. Danach nehmen die Ventile 12 und 12a ihre ursprünglichen Ruhestellungen ein, und der Impulszähler R zählt einen Impuls. Die Steueruhr 20-30-40 fährt jedoch fort, umzulaufen, bis sie in die Ausgangsstellung zurückkehrt. Ist jedoch die Gasundichtheit so groß, daß der Zeiger des druckempfindlichen Gliedes 16 Zeit hat, ein zweites Mal auf P₂ abzusinken, bevor die Steueruhr die Ausgangsstellung erreicht hat, so wird Alarm gegeben, da in diesem Falle der Kontakt 41 bis 43 geschlossen und das Relais 7?₄ betätigt wird. Die Vertiefung 42 in der Nockenscheibe 40 ist so lang bemessen, wie der Zeit entspricht, die zum normalen Wiederauffüllen des Gastanks 15 erforderlich ist. Wird das Relais i?₄ betätigt, so wird die Signallampe 51 über den Schließkontakt 56 und der Tonsignalerzeuger 53 über den Schließkontakt 54 eingeschaltet. Das Abschalten dieser Signale erfolgt von Hand durch Eindrücken des Knopfes 55, wodurch der Stromkreis durch die Wicklung des Relais i?₄ unterbrochen wird und das Relais abfällt.

Um den Ort einer undichten Stelle zu ermitteln, wird das folgende Verfahren angewandt: Tritt in einem Kabel zwischen zwei Stationen eine Undichtheit auf und ist der Druck in dem zugehörigen Gastank genügend weit abgesunken, so wird in der Station Alarm gegeben, in der die Impulszähler R₃₁ einer für jedes Kabelende, und andere erforderliche Einheiten vorhanden sind. Der eine dieser Impulszähler hat danach einen Impuls verzeichnet. Beide zu demselben Kabel gehörigen Impulszähler werden abgelesen und der Zeitpunkt notiert. Durch Eindrücken des Knopfes 55 hört der Alarm auf. Wird nach einer gewissen Zeit neuer Alarm gegeben, d. h., einer der Impulszähler verzeichnet einen neuen Impuls, so wird bei jeder Registrierung und Ablesung eines Impulses dieser in einem Zeit-Impuls-Diagramm eingetragen, und zwar eins für jeden Impulszähler. Ist die Gasströmung im Kabel stetig, was sich durch konstante Länge der »Schritte« in den beiden Diagrammen anzeigt, so ist es möglich, aus den Diagrammen die Zahl der Impulse pro Zeiteinheit abzulesen. Ist die Länge des Kabels bekannt, so ist es mit Hilfe der auf diese Weise erhaltenen beiden Impulszahlen möglich, die Stelle der Gasundichtheit zu bestimmen. Das oben kurz beschriebene Verfahren vereinfacht sich wesentlich, wenn die ankommenden Impulse einem Registriergerät, beispielsweise dem sogenannten Zentralograph, zugeführt werden.

Patentanspruch:

Vorrichtung zum Anzeigen, Orten und Abschätzen der Größe einer Gasundichtheit in einem druckgasgeschützten Kabel, die dem Kabel das erforderliche neue Gas als Ersatz für das durch die Undichtheit entweichende Gas zuführt, wobei jedes der beiden Enden des Kabels mittels Einrichtungen, die im Kabel einen konstanten Normaldruck aufrechterhalten, mit einem zu jedem Kabelende gehörigen Gastank verbunden ist, an welchen ein druckempfindliches Glied angeschlossen ist, das bei einem gewissen Druckabfall im Gastank einem Impulszähler einen Impuls als Anzeige einer Gasundichtheit im Kabel und als Basis für die Ortung und Abschätzung der Größe der Gasundichtheit zuführt, gekennzeichnet durch einen Kompressor (4) als Gasquelle, der den Gastank (15) über eine erste Ventileinrichtung (12 a) speist, die von dem druckempfindlichen Glied (16) entsprechend dem Druck im Gastank so gesteuert wird, daß die Ventileinrichtung nur für die Zeitperiode offen ist, in der der Druck im Gastank infolge des Zuführens von neuem Gas aus der Gasquelle von einem Mindestdruck (P₂) auf einen Höchstdruck (-P₁) ansteigt, wobei während der gleichen Zeitperiode eine zweite zwischen den. Gastank (15) und das Kabel (1) geschaltete und normalerweise offene Ventileinrichtung (12) geschlossen ist, die ebenfalls von dem druckempfindlichen Glied (16) gesteuert wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 809 749/286 2.