DE1009296B - Schaltungsanordnung mit Kontaktmanometern zur Fehlerortsbestimmung bei druckgasueberwachten Kabeln - Google Patents

Schaltungsanordnung mit Kontaktmanometern zur Fehlerortsbestimmung bei druckgasueberwachten Kabeln

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DE1009296B
DE1009296B DEF13055A DEF0013055A DE1009296B DE 1009296 B DE1009296 B DE 1009296B DE F13055 A DEF13055 A DE F13055A DE F0013055 A DEF0013055 A DE F0013055A DE 1009296 B DE1009296 B DE 1009296B
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DE
Germany
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signal
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measuring
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DEF13055A
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Inventor
Dr Phil Wolfgang Katzschner
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Felten and Guilleaume Carlswerk AG
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Felten and Guilleaume Carlswerk AG
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Publication date
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M3/00Investigating fluid-tightness of structures
    • G01M3/02Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum
    • G01M3/26Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by measuring rate of loss or gain of fluid, e.g. by pressure-responsive devices, by flow detectors
    • G01M3/28Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by measuring rate of loss or gain of fluid, e.g. by pressure-responsive devices, by flow detectors for pipes, cables or tubes; for pipe joints or seals; for valves ; for welds
    • G01M3/2838Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by measuring rate of loss or gain of fluid, e.g. by pressure-responsive devices, by flow detectors for pipes, cables or tubes; for pipe joints or seals; for valves ; for welds for cables
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • G01M3/02Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum
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    • G01M3/16Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point using electric detection means
    • G01M3/18Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point using electric detection means for pipes, cables or tubes; for pipe joints or seals; for valves; for welds; for containers, e.g. radiators
    • G01M3/181Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point using electric detection means for pipes, cables or tubes; for pipe joints or seals; for valves; for welds; for containers, e.g. radiators for cables

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Description

  • Schaltungsanordnung mit Kontaktmanometern zur Fehlerortsbestimmung bei druckgasüberwachten Kabeln Es ist bekannt, Kabel, insbesondere luftraumisolierte Fernmeldekabel, mittels einer Druckgasfüllung gegen das Eindringen von Feuchtigkeit durch Mantelfehler zu schlitzen. Ein solcher Schutz hat nur dann einen Sinn, wenn es gelingt, den Mantelfehler zu finden, bevor die ganze Gasfüllung aus dem Kabel entströmt ist, bevor also Feuchtigkeit in die Kabelseele eindringen und Störungen verursachen kann.
  • Ein immer mehr an Bedeutung gewinnendes Verfahren verwendet zu diesem Zweck Kontaktmanometer, die in regelmäßigen Abständen in das Kabel eingebaut sind (etwa 500m) und einen elektrischen Kontakt schließen, sobald der Gasdruck im Kabel einen gewissen Wert unterschreitet. Dieser Kontaktschluß ermöglicht es, bei geeigneter Schaltung das betreffende Kontaktmanometer einzumessen, das dem Fehlerort am nächsten liegt und daher zuerst anspricht. Damit ist eilie Eingrenzung des Mantelfehlers gegeben, der dann z. B. mit Hilfe von Gasspürgeräten gesucht wird.
  • Für die Schaltung der Kontaktmanometer in den Kabeln gibt es, besonders bei Fernmeldekabeln, zahlreiche Möglichkeiten. Im Prinzip sind die beiden Fälle zu unterscheiden, daß a! für die Beschaltung besondere Signaladern zur Verfügung stehen, b) die Einmessung der Manometer über Fernsprechadern erfolgt, die außerdem für den Ferusprechbetrieb verwendet werden.
  • Bei diesen bekannten Meßmethoden ist es wichtig, das ansprechende Kontaktmanometer möglichst schnell nach der Kontaktgabe zu ermitteln. Durch den Druckabfall im Kabel infolge des Entweichens des Gases durch die l,eckstelle des Kabels werden nacheinander auch die übrigen Kontaktmanometer ansprechen, so daß eine eindeutige Ortung der I,eckstelle nicht mehr möglich ist. Es wurde deshalb auch schon eine automatische Meßanordnung vorgeschlagen, die sofort beim Druckabfall das kontaktgebende Manometer anzeigt.
  • Alle diese Anordnungen arbeiten nach dem Prinzip, daß der Wert des Schleifenwiderstandes vom Meßort bis zu dem ansprechenden Manometer gemessen wird.
  • Es ist leicht ersichtlich, daß bei Überwachung einer größeren Kabelstrecke die Widerstandsunterschiede im Schleifenwiderstand von Manometer zu Manometer mit zunehmender Entfernung vom Meßort verhältnismäßig kleiner werden.
  • Bei den bisher bekannten Anordnungen wählte man die Widerstandsunterschiede über die gesamte Kabellänge bei steigenden Widerstandswerten gleich groß.
  • Daraus ergibt sich der Nachteil, daß die Unterscheidung zweier benachbarter Widerstände bei hohen Werten verhältnismäßig schwierig ist und große Anforderungen an die Meßgenauigkeit der Meßanordnung stellt. Das bedingt wiederum die Verwendung kostspieliger Spezialmeßgeräte. Andererseits können die Widerstandsunterschiede nicht zu groß gewählt werden, da damit der Überwachungsbereich der Anordnung, insbesondere bei automatisch arbeitenden Geräten, zu stark eingeschränkt würde.
  • Die Erfindung vermeidet die Nachteile der hekannten Anordnungen und ermöglicht mit einfachen Meßgeräten über große Kabellängen die genaue Ortung einer Leckstelle in einem Kabel. Sie bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung mit Kontaktmanometern zur Feblerortsbestimmung bei druckgasüberwachten Kabeln, insbesondere bei druckgasüberwachten Fernmeldekabeln, bei der in regelmäßigen Abständen in das Kabel Manometer eingebaut sind, die beim Ahsinken des Gasdruckes im Kabel unter einen festgelegten Wert einen Kontakt zwischen zwei Signaladern und Erde, gegebenenfalls unter Vorschaltung eines Widerstandes, schließen. Erfindungsgemäß ist zur Ermittlung des ansprechenden Kontaktmanometers zu jedem Manometerkontakt ein sogenannter Kennwiderstand mit einem diskreten Widerstandswert in Reihe geschaltet und dabei eine solche prozentuale Steigerung der aufeinanderfolgenden Kennwiderstandswerte vorgenommen, daß die erforderliche Meßgenauigkeit zur Unterscheidung zweier unmittelbar benachbarter Kenuwiderstände desselhen Stromkreises nahezu konstant ist.
  • In den Zeichnungen sind einige Ausführungsbeispiele dargestellt, an denen die Erfindung näher erklärt werden soll.
  • In der Fig. 1 ist eine Signalleitung 1 mit den Kontaktmanometern Kr . . . K11 in bekannter Weise beschaltet. Die Kontaktmanometer erden beim Ansprechen die Signalader 1. Mit dem Meßgerät 2 läßt sich dann durch die Widerstandsmessung das kontaktgebende Manometer bestimmen.
  • Fig. 2 zeigt ein Beispiel für die bekannte Beschaltung einer Fernmeldeleitung mit Kontaktmanometern.
  • Die Kontaktmanometer K1... Kn sind dabei so geschaltet, daß sie beim Ansprechen über zwei gleiche Widerstände R den Fernsprechkreis 3 symmetrisch erden. Die Einmessung des kontaktgebenden Manometers geschieht hierbei meist mit einer Gleichstrombrücltenschaltung, z. B. in der aus der Fig. 2 ersichtlichen Weise. Als Rückleiter dient ein zweiter Fernsprecbkreis 4, der gegebenenfalls zur Vermeidung von Nebensprechen über die Drosseln 5 in die Prüfschaltung einbezogen ist.
  • Die bekannte Schaltung gemäß Fig. 3 dient dazu. sofort beim Ansprechen eines Kontaktmanometers die Lage dieses Manometers automatisch anzuzeigen, bevor noch andere NIanometer ansprechen können. Sie besteht im Prinzip aus einer Wheatstoneschen Briickenschaltung. An Stelle des Anzeigegerätes wird hier jedoch ein Relais 6 angewendet. Der eine Brückenzweig wird durch das mit den Kontaktmanometern K1...Kn beschaltete Signalsystem 1 gebildet, während in einem zweiten Brückenzreig von einem Drehwähler 7 verschiedene Vergleichswiderstände eingeschaltet werden. Beim Ansprechen eines Alanometers wird der Drehwähler 7 von dem Relais 6 so lange in Tätigkeit gesetzt, bis er den richtigen Vergleichswiderstand eingeschaltet und damit den Nullzweig der Brücke stromlos gemacht hat. Die Stellung des Drehzählers kennzeichnet dann das gesuchte Manometer.
  • Fig. 4 zeigt die erfindungsgemäße Beschaltung einer Signalleitung mit Kontaktmanometern K1...Kn und Keunwiderständen R1 . . . R". Die Meßanordnung ist der Einfachheit halber nur durch durch das Nießgerät 2 und die Batterie P angedeutet. Selbstverständlich kann an seine Stelle eine automatische Meßanordnung wie in Fig. 3 treten. Da die Meßanordnung zu dem Verständnis der Erfindung nicht erforderlich ist. ist in allen folgenden Figuren jeweils der einfache Fall des Meßgerätes 2 angenommen. Die Kontaktmanometer K1...Kn erden bei Kontaktgabe die Signalader 1, wobei jeweils die Kenuwiderstände .... . Rn in den Meßkreis einbezogen sind. Mit dem Meßinstrument 2 kann dann der entsprechende Schleifenwiderstand gemessen werden. Die Widerstandswerte der Kennwiderstände sind nun gemäß der Erfindung so gestuft, daß der Kennwiderstand eines jeden Kontaktmanometers jeweils um einen bestimmten Prozentsatz größer ist als der des, vom Meßort aus gesehen, vorhergehenden Kontaktm anometers.
  • Durch entsprechende Wahl der Widerstandsstufung kann man die relativen Widerstandsunterschiede so bestimmen, daß zum sicheren Erkennen eines Manometers eine große N'Ießungenauigkeit zugelassen werden kann.
  • Fig. 5 zeigt die Anwendung der Erfindung auf Ferumeldeadern. Wie in Fig. 2 erden die Kontaktmanometer Kl . . . Kn den Fernsprechkreis symmetrisch über zwei jeweils gleiche Widerstände R1...Rn.
  • Jedoch sind hier die zu den einzelnen Kontaktmanometern gehörenden Widerstandspaare R1...Rn von einander verschieden und in einem bestimmten Verhältnis abgestuft. Die Ortung kann auch hier durch eine einfache Widerstandsmessung oder mittels einer automatischen Meßanordnung erfolgen, wobei durch entsprechende Ahstufung der Widerstandswerte die Meßungenauigkeit relativ groß gehalten werden kann. ohne dabei die Sicherheit der Ortsbestimmung eines Manometers zu gefährden.
  • Die Fig. 6 und 7 zeigen je ein Ausfiihrungsbeispiel für die Anwendung der Erfindung bei mindestens zwei vorhandenen Signaladern bzw. Fernsprechpaaren. Um den Zweck dieser Schaltung zu erklären, genügt die Erläuterung der Fig. 6, da Fig. 7 die analoge Anwendung auf Fernsprechadern darstellt.
  • In die beiden gleichen Signalkreise 1 werden Kontaktmanometer K1...Kn und Kennwiderstände Rt . . . Rn eingebaut, und zwar gemäß einer Weiterbildung der Erfindung mit einer solchen räumlichen Anordnung, daß die Kontaktmanometer der beiden Signalkreise in überspringender Reihenfolge angeordnet sind. Dabei ist der Aufbau der Kontaktelemente in beiden Signalkreisen der gleiche. Vom Meßgerät 2 aus gesehen, haben die Kennwiderstände mit gleichen Indizes also gleiche Widerstandswerte. Diese Anordnung hat den besonderen Vorteil. daß man von einem Meßort aus den Mantelfehler von zwei Seiten her eingrenzen kann, indem man die vor und hinter dem Mantel fehler beiden nächstliegenden Manometer ermittelt. was man sehr vorteilhaft mit einer entsprechend gebauten automatischen ASeßbrücke erreichen kann. Da die beiden den Fehlerort eingrenzenden Nanometer iII verschiedenen Signalkreisen liegen, wird ihre Einmessung nicht durch gegenseitiges Parallelschalten ihrer Widerstände gestört.
  • Bei den beschriebenen Kontaktmanometerschaltungen ist die Größe des von einem Meßgerät überwachbaren Bereiches bei vorgegebenem Älanometeralistand zunächst durch den größten Kennwiderstand und die Aiizahl der Widerstandsstufen hestimmt, die von einem automatischen Gerät mit Sicherheit gemessen werden können. Im Hinblick auf eine möglichst wirtschaltliche Überwachung ist es jedoch wünschenswert, eine große Kabelstrecke von einem Gerät aus zu überwachen.
  • Fig. 8 zeigt ein Beispiel dafür, wie man gemäß einer Weiterbildung der Erfindung den von einem Meßgerät überwachbaren Bereich vergrößern kann.
  • Voraussetzung ist, daß genügend Signaladern bzw.
  • Fernsprechaderpaare zur Verfügung stehen. Die Schaltung besteht im Prinzip in der abschnittsweisen Wiederholung der nach Fig. 6 beschriebenen Schaltanordnung. Die Grenze der Abschnitte ist wie oben angegeben festgelegt. Besonders vorteilhaft läßt sich diese Schaltung bei symmetrischen Trägerfrequenzanlagen, in denen durch die Verstärkerfelder eine regelmäßige Aufteilung des Kabels in relativ kurze Strecken vorgegeben ist, anwenden.
  • Nach Fig. 8 ist eine Kabelstrecke mit zwei Vierern 5 und 6 und zwei VerstäHeerfeldern 7 und 8 angenommen. Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung wird zur Erweiterung des tSberwachungsi)ereiches im ersten Verstärkerfeld der Vierer 5 mit den AnZeigeelementen beschaltet. In dem daran angrenzenden Verstärkerfeld 8 wird der Vierer 6 in der gleichen Weise beschaltet. Beide Felder werden von einem Meßort aus überwacht. Das WIeßgerät 2 wird mit Hilfe einer Anrufsucherschaltung 9 auf diejenige I.eitung geschaltet, in der ein Kontaktmanometer angesprochen hat. Der beschaltete Vierer 5 kann direkt mit der l\Leßanordnwlg verbunden werden, während der im zweiten Verstärkerfeld beschaltete Vierer 6 über den nicht beschalteten Vierer 6 des ersten Verstärkerfeldes mit der Meßanordnung verbunden werden kann.
  • Die Widerstandswerte der Kennwiderstände im zweiten Verstärkerfeld werden zweckmäßigenveise so bemessen, daß sie in Reihe mit dem Schleifenwiderstand der Verbindungsleitungen dieselben Gesamtwiderstandswerte haben wie jeweilig die entsprechenden Kennwiderstände im ersten Verstärkerfeld. In Fig. 8 ist eine direkte galvanische Verbindung des WIeßgerätes 2 an die Mitten der Übertrager 10 angenommen.
  • Falls die Mittensymmetrie der Übertrager die erforderliche Nebensprechdämpfung nicht garantiert, kann die Anschaltung auch über Drosseln erfolgen. Das gleiche gilt für die gleichstrommäßige Durchschaltung des Vierers 6 von Verstärkerfeld 8 nach Verstärkerfeld 7.
  • Analog kann man auch eine Erweiterung des Überwachungsbereiches bei Verwendung von mehreren Signaladern erzielen. Der prinzipielle Aufbau der Schaltung unterscheidet sich nicht von dem der Fig. 8.
  • Im ersten Abschnitt wird das eine Signaladerpaar und im zweiten Abschnitt das andere Signaladerpaar mit den Anzeigeelementen beschaltet.
  • Fig. 9 zeigt ein Beispiel hierfür, wobei nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung eine besonders vorteilhafte Durchschaltung vom ersten zum zweiten Abschnitt angegeben ist. Danach liegen die Kontaktmanometer jeweils zwischen zwei Signaladern, also nicht zwischen Signalader und Erde. Will man nun den in Fig. 6 aufgezeigten Vorteil erreichen, so müssen alle vier Signaladern in jedem Überwachungsabschuitt in die Meßanordnung mit einbezogen werden. Soll aber der Überwachungsbereich vergrößert, z. B. verdoppelt werden, dann müssen die Kontaktmanometer mit den Kenuwiderständen des einen tSberwachungsabschnittes aus dem Meßkreis des anderen Überwachungsabschnittes herausgehalten werden, und umgekehrt. Zur Lösung dieser Aufgabe zeigt Fig. 9 ein Beispiel.
  • Es sind die vier Signaladern a, b, c, d angenommen.
  • Die Beschaltung mit den Anzeigelementen erfolgt abwechselnd zwischen den Adern a, b und c, d. Nach Erreichen der Grenze der überwachbaren Kabelstrecke werden nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung zwei Adern, z. B. b und c, gekreuzt, so daß die Beschaltung in dem angrenzenden Abschnitt zwischen den Adern a, c und b, d erfolgt.
  • Man erkennt, daß die Signaladern des ersten Abschnittes als Verbindungsleitungen zu den Signaladern des zweiten Abschnittes dienen, ohne daß die Anzeigeelemente des ersten Abschnittes in die Meßleitung des zweiten Abschnittes einbezogen sind.
  • Die erfindungsgemäße Erweiterung des tV)erwachungsbereiches ist nicht auf eine Verdoppelung des Bereiches beschränkt, falls nur genügend Signaladern bzw. Fernsprechadern zur Verfügung stehen.
  • So lassen sich bei Verwendung von mehreren Signaladern durch geeignete Kreuzungen der Adern nach jeweils einem überwachbaren Bereich drei, vier und mehr Abschnitte von einem Meßort aus überwachen.
  • Die Erweiterung auf mehrere Abschnitte bedingt bei der Verwendung von Fernsprechadern als Meßleitungen eine entsprechende Anrufsucherschaltung. Eine obere Grenze für die Größe des von einem Meßgerät aus überwachbaren Bereiches ist durch den Schleifenwiderstand der Meßleitung einschließlich der Kennwiderstände gegeben.
  • Die Erfindung weist gegenüber den bekannten Schaltungsanordnungen mit Kontaktmanometern zur Fehlerortsbestimmung bei druckgasüberwachten Kahefen den Vorteil auf, daß es durch geleignete Wahl der Kennwiderstandswerte entlang des Kabels sowie deren besondere Anordnung und Beschaltung möglic'.l ist, mit handelsüblichen, einfachen Meßgeräten ent- weder die Genauigkeit der Fehlerortung wesentlich zu erhöhen oder unter Verzicht auf eine größere Genauigkeit gegebenenfalls den Überwachungshereich entsprechend zu vergrößern.
  • PATENTANSPRtJCH: 1. Schaltungsanordnung mit Kontaktmanometern zur Fehlerortsbestimmung bei druckgasüberwachten Kabeln, insbesondere bei druckgasüberwachten Ferumeldekabeln, bei der in regelmäßigen Abständen in das Kabel Manometer eingebaut sind, die beim Absinken des Gasdruckes im Kabel unter einen festgelegten Wert einen Kontakt zwischen zwei Signaladern und Erde, gegebenenfalls unter Vorschaltung eines Widerstandes, schließen, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ermittelung des ansprechenden Kontaktmanometers (K, . . . Kn) zu jedem Manometerkontakt ein sogenannter Kennwiderstand ..... . Rn) mit einem diskreten Widerstandswert in Reihe geschaltet ist und daß eine solche prozentuale Steigerung der aufeinanderfolgenden Kennwiderstandswerte vorgenommen ist, daß die erforderliche Meßgenauigkeit zur Unterscheidung zweier unmittelbar benachbarter Kennwiderstände desselben Stromkreises nahezu konstant ist.

Claims (1)

  1. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Vorhandensein von mindestens zwei Signalkreisen bzw. Fernsprechkreisen in beiden Kreisen Kontaktmanometer (Kl . . . Kn) mit den entsprechenden Kennwiderständen (Rl. . Rn) in überspringender Reihenfolge eingebaut sind (Fig. 6 und 7).
    3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 und 2 zur Erweiterung des von einem Meßgerät aus überwachbaren Bereiches, dadurch gekennzeichnet, daß bei Vorhandensein von mindestens vier Signalkreisen bzw. Fernsprechkreisen im Kabel zunächst nur die erste Viererleitung (5) bis zur Erreichung eines gewissen Höchstwertes der Kennwiderstände am Ende eines Leitungsabschnittes, z. B. eines Verstärkerfeldes, und in dem daran angrenzenden Abschnitt die andere Viererleitung (6) mit Kontaktmanometern und Kennwiderständen gemäß Anspruch 2 beschaltet ist (Fig. 8).
    4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kennwiderstände (kl . . . Rn) des zweiten Abschnittes so bemessen sind, daß sie in Reihe mit dem Schleifenwiderstand der Verbindungsleitung zum Meßgerät dieselben Gesamtwiderstandswerte haben wie die jeweilig entsprechenden Kontaktelemente im ersten Abschnitt.
    5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von Signaladerpaaren (z. B. a, b und c, d) als Verbindungsleitung des zweiten Meßabschnittes zum Meßort die Signaladern des ersten Meßabschnittes in der Weise benutzt sind, daß mindestens zwei Signaladern des ersten Abschnittes überkreuzt mit zwei Signaladern des zweiten Abschnittes verhunden werden (Fig. 9).
    In Betracht gezogene Druckschriften: Französische Patentschrift Nr. 970 989.
DEF13055A 1953-10-20 1953-10-20 Schaltungsanordnung mit Kontaktmanometern zur Fehlerortsbestimmung bei druckgasueberwachten Kabeln Pending DE1009296B (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1117739B (de) * 1957-12-06 1961-11-23 Post Zentralamt Fuer Fernleitu Verfahren zur Eingrenzung von Leckstellen in druckgasueberwachten Kabelanlagen mit Kontaktmanometern

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR970989A (fr) * 1947-09-19 1951-01-11 British Insulated Callenders Perfectionnements aux mécanismes automatiques à soupape commandés par une pression

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