DE3504609C2

DE3504609C2 -

Info

Publication number: DE3504609C2
Application number: DE19853504609
Authority: DE
Inventors: Rolf 5000 Koeln De Buschorn
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 1985-02-11
Filing date: 1985-02-11
Publication date: 1989-02-02
Also published as: DE3504609A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Nachweis von zwischen einer Seele und einem metallfreien Mantel eines Kabels eingedrungenem Wasser, bei welchem zwei einander benachbarte Kondensatorelektroden an den Umfang des Mantels zur Messung der zwischen ihnen wirksamen Kapazität gelegt werden.

Insbesondere bei auf Hochspannungs-Freileitungsmasten verlegten LWL-Luftkabeln muß verhindert werden, daß sich Wasser zwischen Kabelseele und dem äußeren Kabelmantel, z. B. längs der zugaufnehmenden Elemente, ausbreitet. Ist aus irgendwelchen Gründen Wasser eingedrungen, muß vor einer Schadensbeseitigung festgestellt werden, an welcher Stelle der axialen Länge des Kabels sich Wasser befindet.

Zur Vermeidung oder Herabsetzung der Längsausbreitung von Wasser in Kabeln werden beispielsweise sogenannte Quellvliesstoffe in die Hohlräume der Kabel eingebracht. Die Wirksamkeit solcher Abdichtmaßnahmen muß überprüft werden. Das geschieht nach einschlägigen Prüfvorschriften (VDE 0472, Teil 811) in der Weise, daß an einem ca. 1 m oder ca. 3 m langen Kabelstück an einer Seite Wasser mit einem Druck entsprechend 1 m Wassersäule zugeführt wird. Dabei darf innerhalb einer bestimmten Zeit kein Wasser aus dem anderen offenen Ende des Kabelstücks ausdringen. Mit dieser bekannten Prüfmethode kann man nicht feststellen, wie weit das Wasser zu einem bestimmten Zeitpunkt in das Kabelstück eingedrungen ist. Vergleichende Überprüfungen verschiedener Dichtungsmaßnahmen hinsichtlich der Wasserausbreitungsgeschwindigkeit sind nicht möglich.

Ein Verfahren der eingangs genannten Art ist durch Japan KOHO 28 449/73 bekannt. Dort sind die Kondensatorelektroden in Umfangsrichtung einander gegenüber angeordnet. Mit einer solchen Anordnung kann nur dann eine brauchbare Kapazitätsänderung festgestellt werden, wenn das eingedrungene Wasser über den gesamten Umfang des Kabelmantels verteilt ist. Praktisch keine Kapazitätsänderung wird aber dann bei häufig auftretenden Fällen detektiert, wenn sich eine feuchte Stelle nur unter einer der Elektroden einseitig im Kabelmantel befindet. Dann bewirkt die Wasserstelle keine genügende Verkürzung der Feldlinien zwischen beiden Elektroden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, welches eine zuverlässige Ortung von Wasser ermöglicht. Darüber hinaus soll eine Vorrichtung zur Ausübung dieses Verfahrens geschaffen werden, welche sowohl für Vergleichsmessungen im Rahmen von Entwicklungsarbeiten als auch zur Schadensortung bei Kabeln geeignet ist.

Die Lösung gelingt durch ein Verfahren der eingangs genannten Art, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß die Kondensatorelektroden in axialer Richtung hintereinander an den Kabelmantel gelegt werden.

Eine besonders geeignete Vorrichtung zur Ausübung dieses Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Elektroden auf einem Verbindungskörper isoliert voneinander befestigte metallische Rohrabschnitte sind.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen gekennzeichnet.

Es hat sich gezeigt, daß die zwischen den Kondensatorelektroden mittels handelsüblicher Kapazitätsmeßgeräte meßbaren Kapazitätswerte erheblich größer werden, wenn Wasser unter den Kabelmantel gedrungen ist. Es läßt sich sogar eindeutig unterscheiden, ob viel oder wenig Wasser eingedrungen ist.

Die besonders handliche Vorrichtung gemäß der Erfindung kann auf einem Kabel in einfacher Weise schrittweise verschoben werden, so daß mit einer Folge von Meßpunkten der Bereich des Kabels ermittelt werden kann, in welchem Wasser eingedrungen ist. Ebenso kann der axiale Verlauf der Eindringfront des Wassers als Funktion Wassermenge in Abhängigkeit des axialen Ortes ermittelt werden.

Die Wirkungsweise beruht darauf, daß das elektrisch leit fähige Wasser eine gemeinsame Potentialfläche für die beiden Kondensatorelektroden bildet. Dabei ist selbst verständlich, daß das erfindungsgemäße Verfahren natürlich nur für Kabel mit elektrisch nicht leitfähigen Mänteln anwendbar ist, welche darüber hinaus keine metallischen Elemente, wie z. B. metallische Bewehrungsgeflechte, in Mantelnähe aufweisen. Ebenso ist darauf zu achten, daß die äußere Mantelfläche trocken und damit elektrisch nicht leitend ist.

Die Wirkungsweise der Erfindung und deren Vorteile werden anhand der Beschreibung eines in der Zeichnung dar gestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Fig. 1 zeigt den prinzipiellen Aufbau einer Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit sich bei vorhandenem Wasser einstellendem Feldlinienverlauf.

Fig. 2 zeigt die Anordnung nach Fig. 1 bei trockenem Kabel.

Fig. 3 zeigt die Seitenansicht auf eine Vorrichtung gemäß der Erfindung.

Fig. 4 und Fig. 5 zeigen verschiedene Kennlinien der in Abhängigkeit der Kabellänge gemessenen Kapazität.

In den Fig. 1 und 2 ist der Kabelmantel mit 1 bezeichnet, an dessen Außenfläche elektrisch voneinander isolierte Kondensatorelektroden 2 und 3 nahe angelegt sind. Die Kapazität zwischen diesen Elektroden 2 und 3 wird durch das Meßgerät 4 gemessen. Mit 5 ist die Oberfläche des in das Kabel eingedrungenen Wassers bezeichnet. Die elektrische Leitfähigkeit des Wassers hat zur Folge, daß elektrische Feldlinien 6 auf kürzestem Weg zwischen der Oberfläche 5 des Wassers und der Elektrode 2 einerseits und der Elektrode 3 andererseits verlaufen. Infolgedessen wird eine hohe Kapazität gemessen.

Im Falle der Fig. 2 ist ein trockenes Kabel angenommen. Die Feldlinien 7 verlaufen auf langen Wegen von der Elektrode 2 zur Elektrode 3, so daß eine so sehr niedrige Kapazität gemessen wird.

In den Fig. 1und 2 sind die Grenzfälle "trockenes Kabel" und "vollständig nasses Kabel" betrachtet. Bei nicht vollständiger Durchsetzung mit Wasser ergeben sich Feldlinienverläufe, welche zwischen den in den Fig. 1 und 2 dargestellten Grenzbildern verlaufen, wobei dann die gemessenen Kapazitätswerte ebenfalls entsprechende Zwischenwerte annehmen.

Die Vorrichtung zur Ausübung des anhand der Fig. 1 und 2 erläuterten Verfahrens kann vorteilhaft gemäß Fig. 3 ausgebildet sein. An einem Verbindungsträger 8 sind jeweils aus Halbschalen 9 und 9′ bzw. 10 und 10′ bestehende Kondensatorelektroden angebracht, wobei die Halbschalen 9′ und 10′ über Schraubverbindungen 11 leicht lösbar sind, so daß in den durch die Halbschalen gebildeten Innenraum das zu messende Kabel leicht einbringbar ist. Statt der lösbaren Schraubverbindungen 11 können Scharniere gewählt sein, so daß die Halbschalen 9′ und 10′, vorzugsweise entgegen einer Federkraft, zurückklappbar wären.

Die Meßzuleitungen 12 und 13 sind vom Anschlußkabel 14 her durch den mit dem Verbindungsträger 8 verbundenen Handgriff 15 geführt.

Es wäre in Abwandlung der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform möglich, jede Kondensatorelektrode als Halbschale auszubilden, die dann zweckmäßig in Umfangsrichtung benachbart anzuordnen sind. Bei gleicher Meßempfindlichkeit wäre die axiale Länge einer solchen Halbschalenelektrode etwa gleich der Summe der Länge zweier Halbschalen 9′ und 10′ nach Fig. 3.

In Fig. 4 sind an zwei verschiedenen Kabeln gemessene Kennlinien 16 und 17 dargestellt, welche jeweils die in Abhängigkeit der Kabellänge e gemessenen Kapazitätswerte C zeigen. Im Falle des Kabels mit der Kennlinie 16 ist der Frontbereich des eindringenden Wassers klein (Tiefe 18). Ein solches Kabel hat eine bessere Längswasserdichtigkeit als ein Kabel mit der Kennlinie 17 und einer Tiefe 19 des Frontbereichs.

In Fig. 5 sind Frontbereichskennlinien eines Kabels zu den Zeiten t ₀, t ₁ und t ₂ erkennbar, wobei t ₁ einen Monat nach t ₀ und t ₂ drei Monate nach t ₀ gemessen wurde. Solche Kennlinien vermitteln eine genaue Kenntnis von der Wanderungsgeschwindigkeit einer Wasserfront.

Claims

1. Verfahren zum Nachweis von zwischen einer Seele und einem metallfreien Mantel eines Kabels eingedrungenem Wasser, bei welchem zwei einander benachbarte Kondensatorelektroden an den Umfang des Mantels zur Messung der zwischen ihnen wirksamen Kapazität gelegt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Kondensatorelektroden (2, 3) in axialer Richtung hintereinander an den Kabelmantel gelegt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (2, 3) jeweils annähernd die gesamte Umfangsfläche des Kabelmantels (1) umfassen.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Messung der Kapazität an in Längsrichtung des Kabels aufeinanderfolgenden Stellen vorgenommen wird.

4. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Elektroden (2, 3) auf einem Verbindungskörper (8) isoliert voneinander befestigte metallische Rohrabschnitte sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser der Rohrabschnitte geringfügig größer als der Außendurchmesser des Kabelmantels (1) ist.

6. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß am Verbindungskörper (8) ein Handgriff (15) angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrabschnitte jeweils aus zwei voneinander wegklappbaren Halbschalen (9, 9′ bzw. 10, 10′) bestehen.