DE1909661A1

DE1909661A1 - Messanordnung zur Feststellung von abnormalen zustaenden in elektrischen Heizvorrichtungen

Info

Publication number: DE1909661A1
Application number: DE19691909661
Authority: DE
Inventors: Masao Ando
Original assignee: Chisso Corp
Current assignee: JNC Corp
Priority date: 1968-03-08
Filing date: 1969-02-26
Publication date: 1969-10-09
Also published as: DE1909661C3; US3571561A; DE1909661B2; FR2003481A1; GB1221409A

Description

Chisso Corporation in Osaka / Japan

Meßanordnung zur Peststellung von abnormalen Zuständen in elektrischen Heizvorrichtungen

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Meßanordnung zum Peststellen von abnormalen Zuständen an über größere Längen sich erstreckende, mit Wechselstrom gespeisten Heizrohren - insbesondere elektrisch beheizte, dem Transport von Schweröl dienenden Pipelines.

Zum Transport von bei normalen Temperaturen eine hohe Viskosität aufweisende Flüssigkeiten - beispielsweise Schweröl - innerhalb einer Pipeline, werden dieselben im allgemeinen erwärmt, um dadurch die Viskosi-

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tat zu erniedrigen. Demzufolge sind an derartigen Pipelines im allgemeinen Einrichtungen vorgesehen, um die Temperatur der transportierten Flüssigkeit auf einer bestimmten Höhe zu halten.

Zur Aufrechterhaltung einer bestimmten Temperatur ist bereits vorgeschlagen worden, den bei Wechselstrom auftretenden Hauteffekt unter Verwendung von besonderen Heizrohren auszunützen (siehe beispielsweise japanische Patentschrift 2 4-0 224). Dieses Hauteffektverfahren kann ebenfalls zum Erwärmen von Straßenoberflächen, Wandflächen usw. verwendet werden (japanische Patentschrift 16931/1968).

Bei derartigen Heizeinrichtungen, insbesondere langen Pipelines war es bisher schwierig festzustellen, in wie weit der Stromfluß über die gesamte Länge der Heizeinrichtung zufriedenstellend ist, da Kurzschlüsse und dergleichen nur schwer festzustellen waren.

Demzufolge ist es Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Meßanordnung zu schaffen, um beispielsweise auf Grund von dielektrischen Durchschlägen bewirkte abnormale Stromverteilungen festzustellen und zu messen.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß das eine große Längserstreckung aufweisende Heizrohr in zwei Teilabschnitte unterteilt ist, welche durch phasengleiche Stromquellen entsprechend dem Längen- bzw. Widerstandsverhältnis der einzelnen Teilabschnitte getrennt gespeist sind, und daß ein Strommeßgerät vorge-

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sehen ist, das im Bereich des mittleren Speisungspunktes die Stromdifferenzen der beiden WechselStromquellen mißt.

Im folgenden soll die vorliegende Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert und beschrieben x^erden, wobei auf die beigefügte Zeichnung Bezug genommen ist. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Heizeinrichtung mit einem unter Verwendung des Hauteffekts beheizten Heizrohres,

Fire. 2 eine schematische Ansicht einer ersten Ausfuhrungsform des erfindungsgemäßen Meßkreises in Verbindung mit einem unter Verwendung des Hauteffekts beheizten Heizrohr,

M;-'.. 3 eine schmatische Ansicht einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen i-leßkreises in Verbindung mit einem nach dem Hauteffektverfahren beheizten Heizrohr,

Fig. 4· eine schematische Ansicht einer dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Keßkreises in Verbindung mit einem Impedanzheizrohr und

Fir'·. 5 eine schematische Ansicht einer vierten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Heßkreises in Verbindung mit einem Impedanzheizrohr.

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Wie anhand von Fig.- 1 ersichtlich ist, wird der von einer Wechselstromquelle 3 gelieferte Strom einem Stromkreis über eine isolierte Leitung 2 zugeführt, die durch die Mitte eines Stahlrohres 1 geführt ist. Wenn ein bestimmtes Verhältnis zwischen den Abmaßen des Stahlrohres 1 und der Skintiefe des Wechselstromes gewählt wird, dann verläuft der gesamte Strom entlang der inneren Wandung des Stahlrohres 1, nicht jedoch auf der Außenfläche desselben. Demzufolge kann das Stahlrohr 1 nicht als Pipeline zum Transport von Flüssigkeiten verwendet werden. Wenn hingegen dieses Stahlrohr 1 an eine die Flüssigkeit transportierende Pipeline - beispielsweise zum Transport von Schweröl - angeschweißt ist, dann besteht keine Gefahr, daß innerhalb des die Flüssigkeit transportierenden Rohres elektrische Ströme auftreten bzw. fließen. In Fig. 1 ist nur das das wärmeerzeugende Element erzeugende Stahlrohr 1, nicht jedoch die die Flüssigkeit transportierende Pipeline dargestellt.

Zur Feststellung eines Stromverlustes auf Grund eines Isolationsfehlers 6 der isolierten Leitung 2 von Fig. 1 ist es bekannt, durch Anbringung von strommessenden Vorrichtungen die Differenz der elektrischen Ströme an den Stellen 4 und 5 zu messen, wobei beim Auftreten von Differenzen ein Alarmrelais zum Ansprechen gebracht wird. Wenn jedoch die Länge des Stahlrohres 1 mehrere 100 Meter beträgt, dann wird der Abstand zwischen den Meßeinrichtungen 4 und 5 sehr hoch. Dies macht nicht nur den Meßvorgang schwierig, sondern auch relativ unwirtschaftlich.

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Pig. 2 zeigt eine schematische Ansicht der abnormalen Stromverteilungen feststellenden Meßkreises gemäß der Erfindung, bei welchem die oben bezeichneten Nachteile vermieden sind. Die wärmeerzeugenden Rohre 7 und 15 entsprechen im wesentlichen dem in Fig. 1 gezeigten Stahlrohr 1, das elektrisch in zwei Teile geteilt ist. Entlang der Innenseite der Rohre 7 und 15 sind isolierte Leitungen 8 und 16 angeordnet, an welchen Leitungstransformatoren 9 und 14 7 und 15 angeschlossen sind.

Ein Strommeßgerät 10 ist mittels Leitungen 12, derart angeschlossen, daß durch dasselbe ein Strom entsprechend der Differenz der in den Leitungen 8 und fließenden Ströme fließt. Damit öin möglichst geringer Strom durch das Strommeßgerät 10 fließt, müssen - so wie dies durch die Pfeile angedeutet ist - die Spannungsphasen der Leistungstransformatoren 9 und Ik identisch sein.

Das Verhältnis der Längen der Rohre 5 und 15 kann verschieden sein. Beispielsweise kann die Länge des Rohres 7 sich über mehrere 100, manchmal sogar 1000 m erstrecken, während die Länge des Rohres 15 über mehrere Meter führt. Unabhängig von dem Verhältnis muß die Länge der Leitungen von den Leistungstransformatoren und Ik so kurz wie möglich sein. Wenn derartige Rohre 7 und 15 zum Erwärmen der Temperatur einer Pipeline verwendet werden, dann sind die mit derselben verschweißt, Um das Strommeßgerät 10 so empfindlich wie möglich zu machen, ist es vorteilhaft, die Ströme gleich zu machen.

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Zu diesem Zweck genügt es , die Spannungen der Leistungstransformatoren 9 und 1Λ proportional zu den Längen der Rohre 7 und 15 zu wählen, solansre die Durchmesser und Dicken dieser Rohre 7 A5 gleich sind. Wird bei einem derartigen Stromkreis durch Auftreten eines Isolationsfehlers 11 die Gleichheit der Ströme gestört, so wird durch das Strommeßgerät 10 ein Alarmrelais betätigt.

Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Meßkreises, bei welchem das Strommeßgerät innerhalb des Verbindungsleiters 13 angeordnet ist. Es bestehen jedoch andere Möglichkeiten für die Anbringung des Strommeßgerätes 10. So wie dies beispielsweise in Fig. 3 dargestellt ist, können die Stromtransformatoren 17 und 17' an den Leitungen 16 und 11 angebracht sein, wobei die in den einzelnen Ästen auftretenden Stromdifferenzen durch einen durch die Transformatoren 17 und 17^r gebildeten Kreis bestimmt werden. Die anderen Bezugszeichen von Fig. 3 entsprechen den Bezugszeichen von Fig. 1 und 2.

Ferner kann mit der erfindungsgemäßen Schaltung: nicht nur ein Isolationsfehler,, sondern auch eine abnormale Temperaturerhöhung an den Wärmerohren 7 und 15 festgestellt werden, da die elektrischen Widerstände dieser Rohre von der Temperatur abhängen, was beim Auftreten von abnormalen Zuständen eine Störung des Stromverhältnisses zur Folge hat.

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Es ist nicht immer notwendig, an jedem Wärmerohr zwei getrennte Leistungstransformatoren vor-'zusehen. Sin einzelner Transformator kann ebenfalls verwendet werden, bei welchem die Sekundärwicklung zwei Arten von Spannungen ergibt, die proportional zu entsprechenden Längen der Stahlrohre 7 und 15 sind.

Die Fehlerfeststellmeßanordnung gemäß der Erfindung kann nicht nur bei durch Hauteffekt erwärmten Rohren Verwendung finden, sondern auch bei durch ohmsche Erwärmung behiezten Wärraerohren, bei welchen Strom direkt an eine Pipeline gelegt ist. In diesem Fall bilden die wärmeerzeugenden Rohre 7 und 15 Rohrabschnitte, an welchen die isolierten Leitungen 8 und 16 angebracht sein können.

-'ie:, k und 5 zeigen Fehlerfeststellmeßkreise Dc-i -lurch ohmsche Erwärmung erhitzten Wärmerohren. Da Jl-- -^-3UFCEzeichen von Fig. k und 5 dieselben von Fig. 1 ■_'■■ ;-: sind, erübrigt sich eine weitere Erörterung.

■:·; ..ne Ir--^en Leitungsstränge für die Anbringung der ^ _^:-: ! -"!nun., bestehen, so ist die Meßanordnung um so gv.:-',- :e r einzusetzen, ,ie länerer die wärmeerzeurende Einrichtung ist, wobei ebenfalls eine höhere Empfindlichkeit erreicht wird.

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Claims

Patentansprüche

ί l.\ Meßanordnung zum Feststellen von abnormalen Zuständen an über größere Längen sich erstreckende, mit Wechselstrom gespeisten Heizrohren - insbesondere elektrisch behiezte dem Transport von Schweröl dienenden Pipelines, dadurch gekennzeichnet , daß das eine große Längserstreckung aufweisende Heizrohr (1) in zwei Teilabschnitte (7, 15) unterteilt ist, welche durch phasengleiche Stromquellen (9, 3A) entsprechend dem Längen- bzw. Widerstandsverhältnis der einzelnen Teilabschnitte (7, 15) getrennt gespeist sind, und daß ein Strommeßgerät (10) vorgesehen ist, das im Bereich des mittleren Speisungspunktes die Stromdifferenzen der beiden Wechselstromquellen (9, mißt.

2. Meßanordnung nach Anspruch 1, dadurch g e - · fe kennzeichnet, daß das Meßgerät (10) zwischen dem Verbindunscspunkt der beiden Wechselstromgeneratoren (9, 1^) und dem Verbindungspunkt der beiden Absc-nitte (7, 15) angeordnet ist (Pig. 2 und ^f).

3· Meßanordnung nach Anspruch 1, dadurr. g e k e η η ζ e i ■?. h η e t , daß im Kreis der ballen Stromp-enera^oren (g, JA" Stromtransformatoren (1 \ 17«) angeordnet sind, die inter Ausbildung einer geschlossenen

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Schleire mit dem Strommeßgerät (10) verbunden sind (Fig. 3 ind 5).

^. Meßanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis

3, dadurch gekennzeichnet , daß die Verbindungslsitungen (8, 16) der Wechselstromquellen (9, Ik) mit den Enden des eine große Längserstreckung aufweisenden Heizrohres (7, 15) innerhalb desselben angeordnet sind (Pig. 2 und 3).

5. Meßanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis

3, dadurch gekennzeichnet , daß die Verbindungsleituns;en (8, 16) der Wechselstromquellen (9> 14-) mit den Enden des eine große Längserstreckung aufweisenden Heizrohres (7, 15) außerhalb desselben angeordnet sind (Fip·. ^ und 5).

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