DE955348C

DE955348C - Verfahren zur Bestimmung des Abstandes wechselstromfuehrender Leiter von einem Messort

Info

Publication number: DE955348C
Application number: DEB26448A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Karl Lemmer
Original assignee: Felten and Guilleaume Carlswerk AG
Current assignee: Felten and Guilleaume Carlswerk AG
Priority date: 1953-07-11
Filing date: 1953-07-11
Publication date: 1957-01-03

Description

Verfahren zur Bestimmung des Abstandes wechselstromführender Leiter von einem Meßort Zur Messung des Abstandes eines wechselstrom führenden Leiters, z. B. eines im Erdboden, Mauerwerk oder FluBgrund verlegten Kabels, von einem wählbaren oder vorgegebenen Meßort sind bisher einige Verfahren bekanntgeworden. Das eine wird hauptsächlich zur Ortung und Tiefenbestimmung von Erdkabeln benutzt und besteht darin, daß eine senkrecht zum Kabelverlauf bewegte Zylinderspule mit ihrer Achse so in verschiedenen Winkeln gegen die Vertikale und zum Kabel gehalten wird, daß die Spule spannungslos wird. Die Zylinderachse zeigt dann stets auf das Kabel. Aus der Lage der Spule bei zwei verschiedenen Achsrichtungen läßt sich die Tiefe ermitteln. Dasselbe ist auch mit zwei entsprechend angeordneten schwenkbaren Spulen zu erreichen. Gelegentlich wird auch an Stelle der Einstellung auf Spannungsminimum eine Einstellung auf Spannungsmaximum benutzt.
Hierbei liegt die Spulenachse gegenüber dem ersten Verfahren um go0 gedreht und senkrecht zum Kabelverlauf. Das Verfahren mit einer Spule hat den Nachteil, daß nicht nur ein Punkt, sondern der Verlauf des Kabels auszumessen ist. Es ist praktisch nur benutzbar, wenn man sich ohne besondere Schwierigkeiten über dem Kabel bewegen und die Meßpunkte markieren kann. Der Nachteil mit zwei schwenkbaren Spulen besteht darin, daß ein großer Aufwand für die im Winkel genau abzulesende Schwenkeinrichtung nötig ist.
Ein anderes Verfahren, das bisher zur Lagebestimmung von Flußkabeln benutzt wurde, besteht darin, daß man die durch das Leiterfeld in einer Spule erzeugte Spannung bei verschiedener Entfernung vom Leiter vergleicht und hieraus die Leiterentfernung berechnet. Die Spule ist an einem dünnen Drahtseil befestigt, das durch eine Bleiplatte beschwert ist, und wird vom Schiff aus in verschiedene Entfernung von der Fußsohle gebracht. Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß eine große Zahl Messungen notwendig sind, und zwat unter sehr erschwerten Bedingungen: Verankerung des Meßschiffes, Festhalteseil nach dem entsprechend der Strömung günstigen Ufer, starker Schiffsverkehr, Wellengang, besondere Maßnahmen seitens der Wasserstraßenverwaltung usw.
Die Ermittlung der Tiefenlage eines Flußkabels dauerte daher rund 3 bis 4 Wochen bei großem Aufwand an Nebenarbeiten.
Ein weiteres Verfahren dient zur - Herstellung der Tiefe einer das Stromlinienfeld störenden Einlagerung in der Erde. Hierbei wird die Wirkung eines Kraftlinienfeldes in zwei gleichzeitig übereinander aufgestellten Spulen verglichen, und zwar wird durch Drehung einer jeden Spule bis zur Null- oder Maximumwirkung die Richtung und durch Entgegenschalten der beiden Spulen der Stärkeunterschied beobachtet. Dieses Verfahren ist umständlich, zeitaufwendig und ungenau.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung des Abstandes wechselstromführender unsymmetrisch gespeister Leiter von einem Meßort mit Hilfe der durch das Feld des Leiters in mindestens zwei Spulen induzierten Spannungen, insbesondere zur Bestimmung der Tiefe von Unterwasserkabeln, bei dem die vorerwähnten Schwierigkeiten vermieden werden. Erfindungsgemäß werden die gleichartigen Spulen, deren Windungsflächen in einer Ebene liegen, in einem wählbaren Abstand mechanisch starr miteinander verbunden und der Abstand des Leiters aus dem Verhältnis der in den Spulen induzierten Spannungen ermittelt. Das Verfahren nach der Erfindung ist sowohl bei der Durchführung der Messungen selbst als auch bei der Entwicklung entsprechender Meß schaltungen. (unmittelbare Differenzmessungen) vorteilhaft. Der Gegenstand der Erfindung ist im folgenden an Hand der Abbildung näher erläutert. In der Abb. I stellen z. B.
L1und L2 zwei Spulen in den Abständen li und 12 vom Leiter K dar, wobei durch das Feld des Leiters K die Spannungen U1 und U2 induziert werden. Sind die Bedingungen erfüllt, daß die Spulen räumlich klein gegenüber der Entfernung vom Leiter sind und daß sie elektrisch völlig gleich sind bzw. gleichartige Lage haben, verhalten sich die in ihnen erzeugten Spannungen bei unverzerrtem Feld genau umgekehrt proportional den Abständen vom Leiter, d. h.
Ul ~ 12 = 12 . Ii ' Wählt man die Differenz der Abstände zwischen den Spulen gemäß Abb. 2 z. B. mit 1 m, so läßt sich die Entfernung 1l zwischen Spule L1 und dem Leiter in einfacher Weise aus den Spannungen U und U2 ermitteln nach der Gleichung I = U2 (2) Ul- U2 Auf diese Weise wird die Meßanordnung besonders einfach. Um die Meßgenauigkeit bei größeren Tiefen Um und Entfernungen zu erhöhen, d. h. die Differenz und zu vergrößern, kann der Spulenabstand - größer gewählt werden. Man wählt hierbei zweckmäßigerweise volle Meterabstände.
Beträgt z. B. der Spulenabstand a (m), so wird, was sich leicht rechnerisch nachweisen läßt, U2 l1 = a U1 - U2 . (3) Bei einer Entfernung des Leiters von Spule L1 11 = 10 m ergibt sich

bei a = Im bei a = 5 m

Ul I, 12 U, II | Ul ~~ 12 ~~ I5

U2 1i 10 U2 11 10

Das Verfahren nach der Erfindung. kann gegebenenfalls noch in der Weise weitergebildet werden - insbesondere bei . Lagebestimmungen von Flußkain -, daß gemäß Abb. 3 eine weitere mit den anderen Spulen starr verbundene Spule verwendet wird, deren Achse in der Windungsebene der anderen Spulen liegt, und daß durch Drehring der Spulenanordnung bis zur Einstellung des Spannungsminimums in der weiteren Spule die Richtung der Spulenanordnung auf den Leiter hin festgelegt wird.
Das Verfahren nach der Erfindung ist besonders vorteilhaft zur Bestimmung der Deckungshöhe von Fluß- oder Hafenkabeln. Die Vorteile gegenüber den bisher bekannten Verfahren liegen darin, daß die Messung nach der Erfindung schneller, sicherer und mit weit geringerem Aufwand an Nebenarbeiten durchführbar und daß auch die erzielten Ergebnisse erheblich genauer und zuverlässiger sind.
PATENTANSPRSCHE I. Verfahren zur Bestimmung des Abstandes wechselstromführender unsymmetrisch gespeister Leiter von einem Meßort mit Hilfe der durch das Feld des Leiters in mindestens zwei Spulen induzierten Spannungen, insbesondere zur Bestimmung der Tiefe von Unterwasserkabeln, dadurch gekennzeichnet, daß die gleichartigen Spulen, deren Windungsflächen in einer Ebene liegen, in einem wählbaren Abstand mechanisch starr miteinander verbunden sind und der Abstand des Leiters aus dem Verhältnis der in den Spulen induzierten Spannungen ermittelt wird.

Claims

2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (a) der Spulen bei größeren Abständen (t1) des Meßortes vom Leiter, insbesondere bei Abständen über Io m, derart gewählt wird, daß der Wert von 2 a mindestens die Größe von tj aufweist.

3. Verfahren nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere mit den anderen Spulen starr verbundene Spule verwendet wird, deren Achse in der Windungsebene der anderen Spulen liegt, und daß durch Drehung der Spulenanordnung bis zur Einstellung des Spannungsminimums in der weiteren Spule die Richtung der Spulenanordnung auf den Leiter hin festgelegt wird.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 377 837; französische Patentschrift Nr. 958 729; USA.-Patentschrift Nr. 2238072.