DE620524C

DE620524C - Einrichtung zur Lagenbestimmung von Leckstellen in oelgefuellten Kabelanlagen

Info

Publication number: DE620524C
Application number: DES103411D
Authority: DE
Original assignee: Pirelli SpA
Current assignee: Pirelli and C SpA
Priority date: 1931-04-15
Filing date: 1932-02-24
Publication date: 1935-10-23
Also published as: FR719075A

Description

Es ist bereits ein Verfahren zur Feststellung von undichten Stellen in Bleimänteln von Massekabeln bekanntgeworden, bei dem mit Hilfe von Pumpen oder anderen mechanischen Hilfsmitteln oder auch durch elektrische Heizung mittels des Kabelleiters in dem Kabel ein Überdruck erzeugt wird und sodann durch den Druckunterschied an zwei an den Enden des Kabels vorgenommenen Manometern die Lage der Leckstelle festgestellt wird.

Ferner ist für sog. Druckkafoelanlagen, d. h. für aus zur Aufnahme eines gasförmigen Druckmittels dienenden Kanälen und in diesen Kanälen angeordneten Massekabeln bestehende Kabelamlagen, ebenfalls ein Verfahren zur Feststellung undichter Stellen in den Kanälen vorgeschlagen worden, und zwar sollen die Druckmittelmengen, die infolge des durch Undichtigkeit der Kanäle verursachten Druckmittelverlustes aus den an den Enden der Kanäle angeordneten Vorratsbehältern zu den' Kanälen strömen, während einer bestimmten Zeit gemessen werden und daraus die Entfernung des Fehlerortes von den Enden der Kabelstrecke durch proportionale ·- Umrechnung auf bekannte Art und Weise bestimmt werden.

Die bekannten Verfahren sind jedoch zur

3P Anwendung auf ölkabel wenig geeignet oder erfordern verhältnismäßig umständliche Vorrichtungen. Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Lagenbestimmung von Leckstellen in ölgefüllten Kabelanlagen mit mindestens zwei parallel zueinander verlegten Kabeln, mit deren Hilfe die Lage der Leckstelle in einfacher Weise und mit großer Sicherheit ermittelt werden kann. Gemäß der Erfindung werden zwei volumetrische ölgefüllte Gefäße an den Enden an einander entsprechenden Punkten, z. B. Absperrmuffen oder Endverschlüsse des lecken Kabelabschnittes und des mit ihm am anderen Ende durch eine Ölleitung verbundenen unversehrten Kabelabschnittes, angeschlossen. Die ölgefüllten Gefäße sind dabei mit Einrichtungen zur Regelung ihres ölistandes auf konstante Höhendifferenz bzw. auf gleiche Höhe und zur Messung der aus ihnen in einer bestimmten Zeit zur Leckstelle fließenden ölmengen versehen.

An Hand der Figuren wird das Wesen der Erfindung erläutert:

In Fig. ι ist beispielsweise eine Dreiphasenkabelstrecke schematisch gezeigt, an die ein Apparat gemäß der Erfindung angeschlossen ist.

Fig. 2 zeigt eine schematiscihe Darstellung der zur Feststellung der Lage der Fehlerstelle erforderlichen Rechengrößen.

In Fig. r sind die "drei Einzelkabel mit ι, 2, 3 bezeichnet. Die aufeinanderfolgenden Abschnitte sind -durch sog". Absperrmuffen 4, 5, 6 und 7, 8, 9 miteinander verbunden. Diese Muffen sperren bekanntlich die Ölleitung ab, ohne die elektrische Verbindung zwischen zwei aufeinanderfolgenden Kabelabschnitten zu unterbrechen. An den Absperrmuffen_: sind Öffnungen vorgesehen, durch die das im Kabel befindliche öl mit der Außenseite verbunden werden kann.

An der Stelle P ist ein Leck in der Kaibelstrecke 1, und zwar im unbekannten Abstand .ar von einem Ende der Kabelstre'cke,

deren Gesamtlänge L ist. ' ■■ - :·

Für die Messung wird das lecke Kabel zunächst mit einem der beiden anderem unversehrten Kabel, z. B. mit Kabel 2, durch eine , Verbindungsleitunig 22 an den - Absperrmuffen 7 und 8 verbunden, während am anderen Ende des Abschnittes die Einrichtung gemäß der Erfindung angeordnet wird.. Diese besteht aus zwei volumetrischen Gefäßen, die zweckmäßig aus zwei kalibrierten Glasröhren 11 und 12 bestehen, die mit den Kabeln 1 und 2 bzw. mit den Muffen 4 und S verbunden sind. Die Gefäße ii- und 12 sind mit öl gefüllt. Der ölstand wird mit Hilfe einer der später anzugebenden Einrichtungen während der Messung verändert. Der durch das Leck P hervorgerufene Ölverlust wird zum Teil unmittelbar durch das Gefäß 12 und zum anderen Teil durch das Gefäß 11 mit Hilfe des Kabels 2 und der Verbindungsleitung 22

gedeckt. .

Die bestehenden hydrostatischen Verhältnisse siiid in Fig. 2 schematisch dargestellt. Es bedeuten H₁ und H₂ die hydrostatischen Höhen der ölspiegel in den beiden Gefäßen" ΐϊ und 12 mit Bezug auf den PunktP. Q₁

.;. und Q₂ bedeuten die Änderung der ölmenge in den Gefäßen 11, 12, die sich^ während der Meßzeit t ergibt. Q₈ ist die aus dem Leck ausgeflossene ölmenge'. P. ist der Widerstand des Leckes für den Ölstrom. b ist der

•i- Reibungskoeffizient des Öles im Kabelleiter, der als unabhängig von der hydrostatischen Höhe angesehen wird. Man kann dann schreiben ■

dt

daher

¹ "² dt ^χ ' dt .

Durch Integration ergibt sich "(H₁-H₂) dt = Q₁.(L—'x) b— Q₂ Wenn der ölspiegel in den beiden Rohren die Bedingung erfüllt

(H₁-H₂)Ot = O₁ erhält man

Q₁(L- x)b = Q
Daraus ergibt sich

Q₁ __ L + χ

L—

Darin sind Q₁ und Q₂ 'bekannt. Die Entfernung χ der Leckstelle von einem Kabelende kann daraus leicht gefunden werden.

' Obige Bedingungen für den ölstand in den beiden Gefäßen können auf verschiedene Weise erfüllt werden. Man kann z.B. die Differenz der. Ölstände .in den beiden Gefäßen konstant halten, während sich beide ölstände mit der Zeit ändern, oder man hält den ölstand in beiden Gefäßen konstant und auf gleicher Höhe.

Um das eine oder andere Ergebnis zu erhalten, bedient man sich gemäß der Erfindung verschiedener in Fig. 1 dargestellter Anordnungen oder ähnlicher sich davon herleitender Anordnungen, Es können z. B. mit den Gefäßen ölgefüllte Räume verbunden werden, deren Größen verändert werden können, so daß sie öl an das Gefäß abgeben oder aus diesem aufnehmen. Die beiden Rohre 11 und 12 werden dann am unteren Ende mit einem kleinen Zylinder 18 verbunden, der einen Kolben 19 enthält. Durch die Bewegung des Kolbens 19 kann nach Bedarf der ölspiegel im Gefäß gehoben oder gesenkt werden. Die erreichte " Volumenänderung läßt sich leicht messen und ist gleich Q₁ und Q₂ zu setzen.

Ein anderes Verfahren besteht darin, die beiden Gefäße 11 und 12 von kleinen Behältern 14 und 15 mit Öl zu versorgen und dann die Menge des eingefüllten Öles zu messen. Um an besonderen Einrichtungen Zylinder mit Kolben oder- Tropfgefäßen zu sparen, ist es in manchen Fällen vorteilhaft, die beiden Gefäße 11 und 12 mit den Kabeln 1 und 2 durch biegsame 'Leitungen 20 zu verbinden. Die Gefäße können alsdann gehoben und gesenkt werden, bis der ölstand in den beiden Röhren konstant bleibt bzw. sich so verhält, wie es das angewandte Verfahren erfordert. Bei gleiohgehaltenem ölstand bzw. gleichgehaltener Höhendifferenz der ölmenge in beiden Gefäßen - ergibt sich aus der Volumenabnähme der Ölmengen in den Gefäßen die Verlustmenge Q₁ und Q₂."

Falls die Messungen zu ungenauen Ergebnissen führen, muß die Temperaturänderung, der das Kabelöl während der Meßzeit unterworfen ist, · berücksichtigt werden. Diese kann beträchtliche Änderungen der von den

beiden Gefäßen ii und 12 in das Kabel gelieferten· Ölmengen Q₁ und Q₂ hervorrufen, unabhängig von ihrer hydrostatischen Höhe. Eine Korrektur der obengenannten Werte kann beispielsweise vorgenommen werden, wenn man auch Kabel 3 für die Messung heranzieht. Das dritte Kabel ist in diesem Falle wie die beiden anderen Kabel mit einem kalibrierten Glasrohr 10 verbunden, das vorteilhaft mit den erwähnten Rohren n und 12 gleiche Abmessungen hat. Während der Messung muß das andere Ende des Kabels 3 abgeschlossen sein.

Das öl im Rohr 10 wird während der Messung auf dem gleichen Stand gehalten wie das in den Rohren 11 und 12 befindliche öl, und zwar mit Hilfe einer der obenerwähnten Anordnungen. Die ölmenge q'", die in diesem Falle dem Rohr 10 zugeführt oder aus ihm entnommen werden muß, hängt im wesentlichen nur von den Temperaturänderungen ab, die während der Messung auftreten, d. h. q'" ist eine Funktion der Temperatur T.

Diese Temperaturänderungen beeinflussen natürlich die den beiden Kabeln 1 und 2 zufließenden ölmengen Q₁ und Q₂ in gleicher Weise, so 'daß durch q' und q" die genannten Änderungen des Volumens in den beiden Gefäßen 11 und 12 gegeben sind, die durch die Temperatur und die Änderungen Q₁ und Q₂ hervorgerufen werden. Es ist

(T= Gi+/(T) = Q₁

daher

Q₁ = ₅'— q'\

daher

'Π η" η"

Uz—q —q ■
Die Gleichung (1) wird alsdann

— q'

+ χ

Daraus kann man die Entfernung χ der Leckstelle bestimmen, da q', q" und q'" bekannt sind. Die Einrichtung gemäß der Erfindung kann sowohl an den Endverschlüssen, Absperrmuffen oder an anderen Stellen mit den Kabeln verbunden werden. Wenn neben dem lecken Kabel kein weiteres zur Messung heranziehbares Kabel liegt, kann ein Schlauch oder Rohr von passender Länge parallel zum lecken Kabel angeordnet werden und als zweite Zuleitung des Öles aus dem Meßgefäß zur Leckstelle dienen.

Claims

Patentansprüche:

.60 i. Einrichtung zur Lagenbestimmung

von Leckstellen in ölgefüllten Kabelanlagen mit mindestens .zwei parallel zueinander verlegten Kabeln, dadurch gekennzeichnet, daß zwei volumetrische ölgefüllte Gefäße (ii, 12) am einen Ende an einander entsprechenden Punkten (4,5) z. B. Absperrmuffen oder Endverschlüssen des lecken Kabelabschnittes (1), und des mit ihm am anderen Ende durch eine Ölleitung (^2) verbundenen unversehrten Kabelabschnittes (2) angeschlossen sind, die mit Einrichtungen (18, 19 bzw. 14, 15) zur Regelung ihres ölstandes auf konstante Höhendifferenz (H₁ —H₂) und zur Messung der aus ihnen in einer bestimmten Zeit zur Leckstelle fließenden Ölmengen versehen sind.

2. Einrichtung gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein mit Einrichtungen zur Regelung seines ölstandes versehenes drittes volumetrisches Gefäß (10), das zur Bestimmung der durch die Temperaturänderungen hervorgerufenen Volumenänderungen des Öles an das eine Ende eines dritten parallel zu den beiden Kabein (1, 2) verlegten, mit geschlossenem Ende (9) versehenen Kabels (3) angeschlossen ist.

3. Einrichtung gemäß Ansipruch ι und 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes volumetrische Gefäß (10, 11, 12) aus einem kalibrierten Rohr besteht, mit dessen Hilfe die ausgeflossenen ölmengen gemessen werden.

4.- Einrichtung gemäß Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder alle volumetrischen, kalibrierten, rohrförmigen Gefäße (10,11,12) mit einem mit Kolben (19) versehenen Zylinder (18) verbunden sind, derart, daß der Kolbenhub zur Be-Stimmung der in die Gefäße (10, 11, 12) einzufüllenden oder abzugebenden ölmenge dient, die zum Erhalten konstanter Höhendifferenz (Ji₁—H₂) des ölstandes der Gefäße (10, 11, 12) erforderlich ist.

5. Einrichtung gemäß Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder alle volumetrischen, kalibrierten, rohrförmigen Gefäße (10, 11, 12) mittels einer biegsamen Rohrleitung (20) mit dem Kabel {1, 2, 3) verbunden sind, derart, daß das kalibrierte Rohr (10, 11, 12) zur Regelung des ölstandes der Gefäße (10, 11, 12) auf konstante Höhendifferenz (TT₁—H₂) gehoben und gesenkt werden kann.

6. Verfahren zur Ermittlung der Lage von Leckstellen in Ölkabeln mit Hilfe der Einrichtung gemäß Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhendifferenz (H₁-H₂) des Ölstandes in beiden volumetrischen Gefäßen (11, 12)

■durch Einfüllen oder Entfernen von öl konstant gehalten und- die einzufüllende oder ,abzugebende ö'knenge während eines bestimmten Zeitabschnittes gemessen wird.

y. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhendifferenz (H₁—H₂) des ölstandes in beiden volumetrischen Gefäßen (ii, 12) durch Senken bzw. Höben des oder der Gefäße konstant gehalten wird.

8. Verfahren nach Anspruch 6/dadurch gekennzeichnet, daß die Höhendifferenz (H₁ —UT₂) des ölstandes in beiden volumetrischen Gefäßen (11, 12) durch Verändern der Größe von mit den Gefäßen in Verbindung stehenden ölgefüllten Räumen (18) konstant gehalten wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen