DE1490663A1

DE1490663A1 - Anordnung zur UEberwachung der Betriebstemperatur eines Energiekabels mit Hilfe einer in der Umgebung des Kabels verlaufenden Messeinleitung

Info

Publication number: DE1490663A1
Application number: DE19641490663
Authority: DE
Inventors: Wilhelmina Gfroerer; Oestreich Dipl-Ing Ulrich
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1964-09-21
Filing date: 1964-09-21
Publication date: 1969-07-03

Description

Anordnung :zur Iberwaehung der .Betriebstemperatur eines

Energiekabels mit Hilfe einer in der Ungebung des Kabels

verlaufenden meßletung

Werden im Erdboden verlegte iergiOäbgl sur besseren ylue-

nutzung der Übertragungskapazität über längere Zeit bis zu

ihren Nennwerten beantprucht, eeigt die Wahrscheinlichkeit

für das Auftreten örtlich begrenttet Zonen innerhalb des um-

gebenden grdreieheß, -in denen die aentigkeit infolü-e der

peratur des erg.ekäbels das zur Erhaltung .

erhöhten Betriebst«

der Wär«eleitfiiet nötige 14a1 uhteegehreitet. Dar, hat zur

Folge, daß die vom Kabel erzeugte Wärme nicht genügend schnell

abgeleitet wird, so daß die Umgebungstemperatur des Kabels

über die zulässige Grenze hinaus steigen kann, wobei Temperaturen

von 14OOC und mehr auftreten können, die das Kabel zerstören.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Entstehen solcher

örtlich begrenzter Stellen erhöhter Erdbodentemperatur in

der Umgebung des Energiekabels zu übenhachen, um dadurch recht-

zeitig die Möglichkeit tu schaffen, eine Beschädigung oder

Zerstörung des Kabels zu verhindern. Hierzu dient eine in

der Umgehung des Kabele in Längsrichtung verlaufende, einen

Innen- und einen Außenleiter aufweisende PIeflleitung. Gemäß

der Erfindung wird mittels einer Meßeinrichtung die Kapazität

und/oder die Leitfähigkeit zwischen dem mit einer leitenden

Schicht aus einem bei Temperaturänderung eine VolumeAäncerunb

erfahrenden Material bedeckten Innenleiter und dem von der

leitenden Schicht durch ein isolierendes elastisches I%iediun

getrennten Außenleiter der -Meßleitung überwacht. Bei einer

fiemperaturerhöhung in der Umgebung des Energiekabels dehnt

sich die leitende Schicht aus und verringert damit den isc-

lierenden Spalt zwischen der leitenden Schicht und dem Außen-

leiter, so daß eich beispielsweise die Kapazität der :@eßleitunb

und damit deren Wellenwiderstand an dieser Stelle ändert. hie

Änderung des Wellenwiderstandes kann in bekannter Weise bei-

tpel»ei®e mittels eines Impuisrefiektoeiet ers festgestellt

In Durchführung des Erfindungsgedankens kann die Überwachung der Betriebstemperatur des Energiekabels fortlaufend erfolgen und die gemessenen oder die Leitfähigkeit zwischen dem Innen- und dem Außenleiter der Meßleitung können oszillographisch aufgezeichnet werden. Es ist aber auch möglich, die Überwachung des Energiekabel kurzzeitig durch in bestimmten Zeitabständen der Meßleitung zugeführte elektrische Impulse durchzuführen.

Die den Innenleiter der Meßleitung bedeckende leitende Schicht besteht vorteilhaft aus einem leitenden thermoplastischen Kunststoff, beispielsweise aus leitend gemachtem Polyäthylen, das sich bei Erwärmung ausdehnt. Zweckmäßig werden als Grundmaterialien für die leitend gemachte Schicht thermoplastische Kunststoffe verwendet, die weitgehend "kristallisiert" sind, da bei solchen Stoffen der Ausdehnungskoeffizient in der Nähe der Erweichungstemperatur besonders groß ist. Als isolierendes Medium zwischen der leitenden Schicht und dem Außenleiter kann schon ein Luftspalt genügen. Als besonders vorteilhaft hat sich jedoch eine isolierende Schicht aus einem elastischen Isolierstoff, etwa in Form einer auf die leitende Schicht aufgewickelten dehnbaren Isolierstoff-Folie oder einer auf die leitende Schicht aufgebrachten Schicht aus einen verschäumten thermoplastischen Kunststoff erwiesen. In jedem Fall :-uß das verwendete isolierende Medium elektrisch dämpfungsarn sein, damit bei der Einspeisung elektrischer Impulse in die Meßleitung zur Überwachung der Temperatur des Energiekabels eine möglichst große Reichweite der Impulse gewährleistet ist.
Zur Überwachung der Betriebstemperatur des Energiekabels kann man vorteilhaft aber auch so vorgehen, daß als isolierendes Medium ein Isolierstoff gewählt wird, der vor dem fberschreiten einer für das Energiekabel schädlichen Temperatur schmilzt und damit einen elektrischen Schluß zwischen der leitenden Schicht und dem Außenleiter zuläßt. Die sich hierbei ändernde Leitfähigkeit zwischen dem Innen- und dem Außenleiter der Meßleitung kann unmittelbar z.B. zur Auslösung eines Alarmsignals verwendet werden.
Die Erfindung sei an Hand der als Ausführungsbeispiel in den Figuren 1 bis 4 dargestellten Meßleitungen näher erläutert. Die in Figur 1 im Querschnitt dargestellte Meßleitung besteht aus dem Innenleiter 1 aus Kupfer und dem ebenfalls aus Kupfer hergestellten Außenleiter 2. Der Innenleiter 1 ist mit der Schicht 3 aus einem leitend gemachten PoljätLylen umgeben, das sich je nach Art des verwendeten Polyäthylens bei Erwärmung zwischen 70 und 110o, wenn es sich um ein Polyäthylen niederer Dichte handelt, bzw. zwischen 90 und 130o, Trenn ein Polyäthylen höherer Dichte ven7endet wird, stark ausdehnt und damit den Spalt zwischen der leitenden Schicht 3 und dem Außenleiter 2 verringert. Um eine Berührung der leitenden Schicht 3 mit dem Außenleiter 2 zu verhindern, ist auf der leitenden Schicht 3 die Folie 4 aus einem dehnbaren Isolierstoff aufgebracht., Der Innenleiter 1 ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel nicht zum Außenleiter 2 zentriert, sondern nur lose im Innern des Außenleiters-2 angeordnet.
Als weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ist bei der in Figur 2 dargestellten Meßleitung,der Innenleiter 1 durch die auf die leitende Polyäthylenschicht 3 aufgebrachte kompressible Isolierschicht 5 elastisch zentriert. :Liese Isolierschicht 5 besteht zu diesem Zweck aus einem hochverschäumten thermoplastischen Kunststoff, beispielsweise Polyäthylen, der die zentrische Lage des Innenleiters 1 zu den Außenleiter 2 auch im ungedehnten Zustand der leitenden Schicht 3 erzwingt. Hei Erwärmung wird die aus der verschiunten thermoplastischen Kunststoff bestehende IsolierstcfTschicht 5 zusammengedrückt, so (U13 sich die Kapazität zwischen der leitenden Schicht 3 und dem Außenleiter 2 und damit der 'Wellenwiderstand der Meßleitung an dieser Stelle ändert: Anstatt auf die leitende Schicht 3 eine über die gecamte hänge der Meßleitung verlaufende Isolierstoff-rolie cder eine elastische Isolierung aus einem verschäumten thermoplastischen Kunststoff aufzubringen, ist es auch möglich, auf die leitende Schicht 3, wie es in den Pireh 3 und 4 .dargestellt ist, ein Isolierstoffbanä mit Lücke, aisö als offene Isolierwendel aufzuwickeln. IIierb-ei ist es b°esohdero vorteilhaft, die Isolierung so zu wählen, daß sie vor den Übereehreiten einer für das zu überwachende Kabel schädlichen Temperatur schmilzt und damit einen unmittelbaren Sehluß zwischen der leitenden Schicht 3 und dem Außenleiter 2 zuläßt. Die hierbei veränderte elektrische Leitfähigkeit zwischen dem Innen- und den Außenleiter der Meßleitung kann durch eine Meßeinrichtung übeiTracht oder auch unmittelbar zur Auslösung eines Alarmsignals oder zur Ortung der Überhitzungsstelle benutzt «erden.
Zur Feststellung örtlich begrenzter Stellen erhöhter Temperaturen in der Umgebung des Energiekabels kann die bei Eriiärmunt:, sie:. ändernde Kapazität zwischen der Innen- und dem Außenle= ter der Meßleitung überwacht werden. Man kann aber auch ,o vorgehen, daß sich durch die "ahl eines geeigneten Isolierstoffes zwischen der leitenden Schicht und dem Außenleiter der Meßleitung bei Erwärmung die Leitfähigkeit ändert, die von einer Meßeinrichtung registriert wird und gegebenenfalls eine J'tschaltung des Energiekabels einleitet. Zweckmäßig :-ii:d :man beide Verfahren kombinieren, so daß sowohl die bei Er;iär:-:ung sich ändernde Kapazität als auch die Leitfähigkeit zviisc'rien dem Innen- und dem Außenleiter der Meßleitung zur 'Überwachung der Betriebstemperatur des Energiekabels herangezogen ,-rird.

Claims

Patentansprüche 1. Anar dnung zur Überwachung der Betriebstemperatur eines Energiekabels mit Hilfe einer in der Umgebung des Kabels in Längsrichtung verlaufenden, einen Innen- und einen Außenleiter aufweisenden Meßleitung, dadurch gekennzeichnet, daß mittels einer Meßeinrichtung die Kapazität und/oder die Leitfähigkeit zwischen dem mit einer leitenden Schicht aus einem bei Temperaturänderung eine Volumenänderung erfahrenden Material bedeckten Innenleiter und dem von der leitenden Schicht durch ein isolierendes elastisches Medium getrennten Außenleiter der Meßleitung überwacht vierden.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als leitende Schicht ein leitender thermoplastischer @Cunststoff, beispielsweise Polyäthylen, verwendet ist.
3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als isolierendes Medium zwischen der leitenden Schicht und dem Außenleiter eine Schicht aus einem dehnbaren Isolierstoff angeordnet ist.
4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierstoffschicht aus einer auf die leitende Schicht aufgewickelten dehnbaren Isolierstoff-Polie besteht.
5. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierstoffschicht aus einer auf die leitende Sci:iclit aufgebrachten Schicht aus einem verschäumten thermoplastischen Kunststoff besteht.
6. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Isolierstoffachicht ein als offene Isolieiliendel auf die leitende Schicht aufgebrachtes Isolierband verwendet ist.
7. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, da3 die Isolierstoffschicht vor Überschreiten einer für das zu schützende Kabel schädlichen Temperatur schmilzt.