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Einrichtung und Verfahren zur Bestimmung von Leckstellen in ölgellillten Kabelanlagen.
Die Erfindung hat eine Einrichtung zum Gegenstand, mit deren Hilfe die Stelle bestimmt werden kann, an der der Kabelbleimantel, ein Muffengehäuse oder andere Teile einer Kabelanlage ein Ölleck haben, u. zw. wird diese Einrichtung mit Vorteil bei Kabelanlagen verwendet, die aus mindestens zwei ölgefüllten, parallel zueinander verlegten Kabeln besteht. Diese Kabel können sowohl Einleiter-, als auch Mehrleiterölkabel sein. Die Lagebestimmung der Leckstelle beruht auf dem Vergleich zwischen den aus zwei volumetrischen Gefässen an die Kabel abgegebenen Ölmengen. Die Messgefässe speisen das Leck von zwei verschiedenen Seiten.
In Fig. 1 ist beispielsweise eine Dreiphasenkabelstreeke sehematisch gezeigt, an die ein Apparat gemäss der Erfindung angeschlossen ist.
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung der zur Feststellung der Lage der Fehlerstelle erforderlichen Rechengrössen.
In Fig. 1 sind die drei Einzelkabel mit 1, 2, ; 1 bezeichnet. Die aufeinander folgenden Abschnitte sind durch sogenannte Sperrmuffen 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 Sperrmuffen 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 Kabelstrecke 1, u. zw. im unbekannten Abstand x von einem Ende der Kabelstrecke, deren Gesamtlänge L ist.
Für die Messung wird das lecke Kabel zunächst mit einem der beiden andern unversehrten Kabel, z. B. mit Kabel 2 durch eine Verbindungsleitung 22 an den Sperrmuffen 7 und 8 verbunden, während am andern Ende des Abschnittes die Einrichtung gemäss der Erfindung angeordnet wird. Diese besteht aus zwei volumetrischen Gefässen, die zweckmässig aus zwei kalibrierten Glasröhre 11 und 12 bestehen, die mit den Kabeln 1 und 2 bzw. mit den Muffen 4 und 5 verbunden sind. Die Gefässe 11 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 andern Teil durch das Gefäss 11 mit Hilfe des Kabels 2 und der Verbindungsleitung 22 gedeckt.
Die bestehenden hydrostatischen Verhältnisse sind in Fig. 2 schematisch dargestellt. Es bedeuten Hl und H2 die hydrostatischen Höhen der Olspiegel in den beiden Gefässen 11 und 12 mit Bezug auf den Punkt P. Qi und Q2 bedeuten die Änderung der Ölmenge, die sich während der Messzeit l ergibt.
Q3 ist die aus dem Leck ausgeflossene Ölmenge. R ist der Widerstand des Leckes für den Ölstrom. b ist der Reibungskoeffizient des Öles im Kabelleiter, der als unabhängig von der hydrostatischen Höhe angesehen wird. Man kann dann schreiben :
EMI1.1
daher
EMI1.2
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Durch Integration ergibt sich :
EMI2.1
Daraus ergibt sich
EMI2.2
Darin sind Q1. und Q2 bekannt. Die Entfernung x 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 17 bzw. 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 Volumensänderung lässt sich leicht messen und ist proportional zu Q1. und (, .
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 Enrichtungen 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 Rohren konstant bleibt bzw. sich so verhält, wie es das angewandte Verfahren erfordert. Die Bewegungsgesehwindigkeit beider
EMI2.3
unabhängig von ihrer hydrostatischen Höhe. Eine Korrektur der oben genannten Werte kann beispielsweise vorgenommen werden, wenn man auch das Kabel 3 für die Messung heranzieht.
Das dritte Kabel ist in diesem Falle wie die beiden andern Kabel mit einem kalibrierten Glasrohr 10 verbunden, das vorteilhaft mit den erwähnten Rohren 11 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, u. zw. mit Hilfe einer der oben erwähnten Anordnungen (16 bzw. 13).
Die Ölmenge q''', die in diesem Falle dem Rohr 13 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.
EMI2.4
EMI2.5
Die Gleichung (1) wird alsdann
EMI2.6
Daraus kann man die Entfernung x der Leckstelle bestimmen, da q', q"und q'"bekannt sind.
EMI2.7
an andern 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
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