DE1148015B

DE1148015B - Vorrichtung zum gemeinsamen Pruefen von als Kurzschliessschalter wirkenden Lecksonden und der daran angeschlossenen elektrischen UEberwachungsleitungen auf ordnungsgemaessen Zustand

Info

Publication number: DE1148015B
Application number: DEF33468A
Authority: DE
Inventors: Rer Nat Friedrich Karl Leva Dr
Original assignee: Felten and Guilleaume Carlswerk AG
Current assignee: Felten and Guilleaume Carlswerk AG
Priority date: 1961-03-21
Filing date: 1961-03-21
Publication date: 1963-05-02

Description

Vorrichtung zum gemeinsamen Prüfen von als Kurzschließschalter wirkenden Lecksonden und der daran angeschlossenen elektrischen Überwachungsleitungen auf ordnungsgemäßen Zustand Zur Überwachung der Dichtigkeit von Behältern oder von Rohrleitungen, die Rohöl, Vergaserkraftstoff oder ein anderes Fluidum enthalten, sind Einrichtungen bekannt, die aus einer oder mehreren auf dieses Fluidum ansprechenden Lecksonden bestehen, die von einer Überwachungsstelle aus durch ein elektrisches Verbindungskabel gespeist werden, mit dem die einzelnen Sonden durch Anschlußkabel verbunden sind. In den Überwachungsstellen sind im allgemeinen außer den erforderlichen Stromquellen oder deren Anschlußstellen auch die Anzeigegeräte untergebracht, die in die Stromkreise der Sonden geschaltet sind und bei deren Auslösen Signal geben.
Eine Überwachungseinrichtung der beschriebenen Art ist als Beispiel in Fig. 1 schematisch dargestellt.
Dabei bezeichnet 1 einen Abschnitt einer zu überwachenden Rohölleitung und 2 eine Anzahl Sonden, die in Abständen längs der Rohölleitung verteilt angeordnet sind. Die Sonden 2 werden von einer Überwachungsstelle3 aus durch ein elektrisches Verbindungskabel 4 gespeist, mit dem die einzelnen Sonden durch Anschlußkabel 5 verbunden sind. Damit die Sonden 2 mit Sicherheit auf alle etwa längs der Rohölleitung entstehenden Undichtigkeiten ansprechen können, ist die Rohölleitung mit einer Hülle 6, beispielsweise aus Kunststoffolie, umgeben, die in Abständen Vertiefungen 7 aufweist, in denen die Sonden 2 angebracht sind. In der Oberwachungsstelle 3 befinden sich die Stromquelle 8, hier als Transformator dargestellt, und ein Anzeigegerät 9. Dieses besteht in dem Beispiel aus der ständig im Stromkreis liegenden Lampe 10 sowie aus einer Glocke 11 und einem Ersatzwiderstand 12, die mittels eines Umschalters 13 wahlweise parallel zu der Lampe 10 geschaltet werden können. Die abgehenden Klemmen der Überwachungsstelle, die zugleich die Eingangsklemmen des Verbindungskabels 4 darstellen, sind mit 14 und 15 bezeichnet. Spricht eine der Sonden 2 an, dann schließt sie über ihr Anschlußkabel 5 das Verbindungskabel 4 an der betreffenden Stelle kurz, und das Anzeigegerät 9 in der Überwachungsstelle gibt ein Signal.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Prüfung des ordnungsgemäßen Zustandes einer solchen Überwachungseinrichtung. Die Erfindung geht dabei von der Tatsache aus, daß der Eingangswiderstand eines elektrischen Kabels im Kurzschlußfalle (R«) einen anderen Wert besitzt als im Leeriauf (RL). Bezeichnet man mit Q den Wellenwiderstand des Verbindungskabels, mit y(=a+i dessen Übertragungsmaß und mit I die Kabellänge, dann ist: Da für kleine y gilt: so ist: RK < RL.
Schließt man daher gemäß Fig. 2 die Eingangsklemmen 14 und 15 des Verbindungskabels 4 an einen Wechselstromsender 16 an, dessen Innenwiderstand rot dem Wellenwiderstand i3 des Kabels 4 angepaßt ist, so geht die Spannung des Senders 16 auf einen Bruchteil ihres Ausgangswertes zurück, sobald eine der Sonden 2 anspricht, und zwar um so mehr, je näher sich die ansprechende Sonde, längs des Verbindungskabels gemessen, dem Sender befindet. An den Klemmen der ansprechenden Sonde selbst bricht die vom Sender herrührende Spannung auf Null zusammen. Ist weiterhin der Sender 16 einseitig geerdet, so überträgt das Verbindungskabel 4 eine erdunsymmetrische Wechselspannung, die an jeder der Sonden mittels eines kapazitiv angekoppelten Leiters leicht nachgewiesen werden kann.
Auf Grund dieser Überlegung besteht der Erfin dungsgedanke darin, ein gemeinsames Prüfen von als Kurzschließschalter wirkenden Lecksonden und der daran angeschlossenen elektrischen tJberwachungsleitungen auf ordnungsgemäßen Zustand dadurch zu erreichen, daß in an sich zur Leitungsprüfung bekannter Weise ein Wechselstromgenerator 16 zum Speisen der Überwachungsleitung 17 in Verbindung mit einem elektrischen Anzeigegerät 21 vorgesehen wird und daß das Anzeigegerät 21 ein zum Vergleich der bei nicht ausgelöstem und der bei künstlich ausgelöstem Leckfühler 2 angezeigten Spannungen dienender, am Ort einer Sonde mit Hilfe eines kapazitiven Belages 20 an die Überwachungsleitung 17 einpolig anschließbarer Spannungsmesser ist, dessen anderer Pol, ebenso wie ein Pol des Generators, zum Anschluß an Erde eingerichtet ist.
Der Erfindungsgedanke ist im folgenden an Hand des Beispiels der Fig. 3 erläutert, in der, wiederum schematisch, 2 eine zu prüfende Lecksonde, 4 das Verbindungskabel mit den Eingangsklemmen 14 und 15, 3 die Überwachungsstelle und 5 das von dem Verbindungskabel abzweigende Anschlußkabel der Sonde darstellen. In der Überwachungsstelle 3 ist außer dem Anzeigegerät 9 noch ein Wechselstromgenerator 16 untergebracht, der einseitig geerdet ist.
Die beiden Adern des Verbindungskabels sind mit 17 und 18 bezeichnet. Die Ader 17 des Verbindungskabels kann mittels eines Schalters 19 wahlweise entweder über das Anzeigegerät 9 an die Stromquelle 8 oder unmittelbar an den Generator 16 angeschlossen werden. In der dargestellten Anordnung ist sie an den Generator 16 angeschlossen. Das Anschlußkabel 5 der Sonde 2 ist auf einem kurzen Stück mit einer Metallbelegung 20, z. B. einer Bewicklung mit Metallfolie, versehen, die über einen Spannungsindikator 21 an Erde gelegt ist.
Wie aus der Fig. 3 ersichtlich, bilden sich zwischen den beiden Adern 17 und 18 des Anschlußkabels 5 und der Belegung 20, die in Reihe geschalteten Teilkapazitäten Ca und Cb aus, zwischen denen durch die Belegung 20 nach Art eines Spannungsteilers eine Spannung U gegen Erde abgegriffen wird, die am Spannungsindikator 21 ablesbar ist. Diese Spannung U hat unter der Voraussetzung, daß das Verbindungskabel 4 und die Anschlußkabel 5 an keiner Stelle unterbrochen sind, einen bestimmten, von Null verschiedenen Wert, der außer von der Klemmenspannung des Generators 16 im wesentlichen von der Dämpfung des Verbindungskabels und des Anschlußkabels abhängt. Wird nun die Sonde 2 einem auslösenden Fluidum ausgesetzt, indem man sie z. B. in ein Gefäß taucht, das mit Rohöl oder mit irgendeinem anderen Fluidum gefüllt ist, auf das die Sonde anspricht, so schließt sich nach einer gewissen Ansprechzeit der Kontakt der Sonde. Damit tritt der Kurzschlußfall ein, die vom Generator herrührende Klemmenspannung der Sonde bricht zusammen, und der Ausschlag des Spannungsindikators geht zurück.
Die Spannungsanzeige am Spannungsindikator 21 läßt daher erkennen, ob die Sonde anspricht oder nicht.
Gleichzeitig läßt sich aber auch daraus, daß der Spannungsmdikator vor dem Ansprechen der Sonde einen Ausschlag zeigt, der beim Ansprechen der Sonde stark abfällt, erkennen, daß das Verbindungskabel 4 und das Anschlußkabel 5 der Sonde in Ordnung sind.
Wenn nämlich das Verbindungskabel oder das Anschlußkabel an irgendeiner Stelle unterbrochen wäre, würde der Spannungsindikator anfangs entweder gar keinen Ausschlag zeigen, oder aber der anfängliche Ausschlag würde sich beim Ansprechen der Sonde allenfalls geringfügig ändern. Das Verfahren nach der Erfindung ermöglicht es daher, außer dem ordnungsgemäßen Zustand der einzelnen Sonde zugleich den ornungsgemäßen Zustand der die Sonden speisenden Kabel zu prüfen, ohne daß er erforderlich ist, die jeweils zu prüfende Sonde von ihrem Anschlußkabel abzuklemmen.
Als Wechselstromgenerator wird vorteilhaft ein Mittelfrequenzsender, beispielsweise für 800 Hz, verwendet. Dieser Sender ist zweckmäßig für eine Spannung ausgelegt, die etwa in der Größenordnung der Spannung liegt, welche die die Überwachungseinrichtung speisende Stromquelle abgibt. Als Spannungsindikator kann beispielsweise ein Drehspulgerät verwendet werden, dem ein Verstärker nebst Gleichrichtern vorgeschaltet sind.
Die an das Anschlußkabel anzulegende metallische Belegung 20 (Fig. 3) besteht vorzugsweise aus zwei durch eine Klammer verbundenen metallischen Halbschalen, die über den Spannungsindikator an Erde anschließbar sind. Ein Beispiel einer solchen Vorrichtung ist in Fig. 4 schematisch dargestellt, wobei 22 die metallischen Halbschalen, 23 die beiden durch die Feder 24 gespannt gehaltenen Teile der Klammer und 25 die Verbindungsleitung zum Spannungsindikator bezeichnen.
Wie aus den oben angegebenen Formeln hervorgeht, ist der Anwendungsbereich des Verfahrens nach der Erfindung durch die Voraussetzung begrenzt, daß der Unterschied zwischen den Eingangswiderständen RK und RL des Verbindungskabels 4 noch genügend groß ist, um am Spannungsindikator 21 eine gut ablesbare Anzeige zu erhalten. Darf z. B., um diese Voraussetzung zu erfüllen, die Dämpfung des Verbindungskabels bei der verwendeten Frequenz von beispielsweise 800 Hz 0,7 Neper betragen, und hat das Verbindungskabel bei dieser Frequenz eine Dämpfung von ewa 70 mN/km, so können noch Sonden geprüft werden, die sich in einer Entfernung bis zu 10 km von dem verwendeten Wechselstromsender befinden. Stellt man aber die Überwachungsstelle mit dem Wechselstromsender in der Mitte des zu überwachende Leitungsabschnitts auf, so kann man in dem Beispiel jeweils eine Strecke von zweimal 10 km gleich 20 km prüfen. Das besagt, daß man in dem betrachteten Beispiel die gesamte Rohrleitung in Überwachungsabschuitte von 20 km Länge aufteilen kann.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Vorrichtung zum gemeinsamen Prüfen von als Kurzschließschalter wirkenden Lecksonden und der daran angeschlossenen elektrischen Überwachungsleitungen auf ordnungsgemäßen Zustand, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich zur Leitungsprüfung bekannter Weise ein Wechselstromgenerator (16) zum Speisen der Überwachungsleitung (17) in Verbindung mit einem elektrischen Anzeigegerät (21) vorgesehen ist und daß das Anzeigegerät (21) ein zum Vergleich der bei nicht ausgelöstem und der bei künstlich ausgelöstem Leckfühler (2) angezeigten Spannungen dienender, am Ort einer Sonde mit Hilfe eines kapazitiven Belages (20) an die Überwachungsleitung (17) einpolig anschließbarer Spannungsmesser ist, dessen anderer Pol, ebenso wie ein Pol des Generators, zum Anschluß an Erde eingerichtet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch leitende Bele- gung aus zwei durch eine Klammer verbundenen metallischen Halbschalen besteht.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 506295.