DE19519650A1 - Verfahren zur Ortung undichter Stellen in Rohrleitungen und Rohrleitungssystem, insbesondere für die Übertragung von Fernwärme - Google Patents

Description

Rohrleitungssysteme für die Übertragung von Fernwärme oder sonstigen flüssigen Medien sind bekannt. Sie enthalten meist ein das Medium führendes Innenrohr, ein das Innenrohr mit Abstand umgebendes Außenrohr sowie Füllmaterial im Raum zwischen den beiden Rohren zur Wärmedämmung. Das Füllmaterial besteht beispielsweise aus Polyurethan.

Undichte Stellen im Rohrleitungssystem können Energieverluste, aber auch weitreichende Schäden verursachen. Es ist daher üblich, solche Rohrleitungssysteme ständig zu überwachen. Zur Detektion und Ortung von Undichtigkeiten am Innenrohr ist es bekannt, Sensorelemente direkt in den Zwischenraum zwischen Innenrohr und Außenrohr, also in die Wärmedämmung einzubringen. Solche Sensoren sind auf die verwendete Meßtechnik abgestimmt. Sie enthalten im wesentlichen elektrische Leiter. Bei einer Undichtigkeit des Innenrohres dringt Flüssigkeit in den Zwischenraum ein. Die dadurch verursachte Feuchtigkeit wird durch den Sensor ermittelt. Durch elektrische Messung der Impedanz, der Leitfähigkeit oder der erhöhten Leitfähigkeit des an sich nicht oder schlecht leitenden, aber durch die Feuchte leitend gewordenen Füllmaterials kann die undichte Stelle detektiert und geortet werden. Für die Detektion und Ortung solcher undichten Stellen sind unterschiedliche Systeme und Verfahren mit meist zwei Leitern bekannt und üblich.

Bei einem ersten Meßverfahren mit einer Widerstandsmeßbrücke werden zwei elektrische Leiter verwendet. Ein Leiter besteht aus Nickelchrom (NiCr) und ist mit 5, 7 Ohm/Meter relativ hochohmig, hat also einen großen spezifischen Widerstand. Die Ortung der undichten Stelle erfolgt nach dem Widerstandsmeßverfahren, indem der ohmsche Widerstand zwischen diesem NiCr-Leiter und einem niederohmigen zweiten Leiter, leitfähigen Rohr oder Erde gemessen und nach dem Prinzip des unbelasteten Spannungsteilers die Lage der Fehlerstelle ermittelt wird. Dieses Verfahren ist vorteilhaft bei der Bauüberwachung, ermöglicht eine präzise, frühzeitige Ortung und zeigt vorzugsweise die Quelle des Fehlers an. Im folgenden wird dieses bekannte Verfahren abgekürzt Widerstandsortung genannt.

Bei einem zweiten Meßverfahren wird die undichte Stelle durch Messung der Laufzeit eines Impulses geortet, der an der nieder­ ohmig gewordenen nassen Stelle reflektiert wird. Bei diesem aus der Kabelmeßtechnik bekannten Meßverfahren werden als Sensoren zwei niederohmige unisolierte Kupferdrähte verwendet. Die Ortung erfolgt dabei zwischen Leiter und Rohr. Dieses Verfahren ist vorteilhaft bei einer relativ späten Ortung, wenn der Fehler also schon weit fortgeschritten ist, also bei schon sehr feuchten Fehlerstellen und starken Schadensbildern und zeigt vorzugsweise die Grenzen des Schadens an. Im folgenden wird dieses bekannte Verfahren abgekürzt Laufzeitortung genannt.

Die beiden beschriebenen Meßverfahren beruhen auf unterschied­ lichen Prinzipien. Das erste Meßverfahren eignet sich mehr für weniger feuchte Fehlerstellen und hat eine Einsatzgrenze in Richtung sehr feuchter Fehlerstellen. Das zweite Meßverfahren eignet sich besonders für sehr feuchte Fehlerstellen und hat eine Einsatzgrenze hin zu weniger feuchten Fehlerstellen. Beide Meßverfahren werden bisher je nach Anwenderwunsch alternativ eingesetzt. Die Sensoren für die beiden Meßverfahren müssen entgegengesetzte Bedingungen erfüllen, nämlich einmal niederohmig und einmal hochohmig sein.

Es ist ein Rohrleitungssystem bekannt (DE 41 24 640 A1), mit dem die Vorteile beider Meßverfahren kombiniert werden können. Dieses bekannte Rohrleitungssystem enthält drei Leiter unterschiedlicher Widerstände und daher Leitungsmaterialien. Für einen Leiter wird beispielsweise NiCr verwendet und für die beiden anderen Leiter blankes Kupfer bzw. isoliertes Kupfer. Eine Einigung auf dieses System steht noch aus.

Eine Herstellergruppe hat einen Standard für alle Beteiligten vorgeschlagen (FWI 9/94), der künftig nur noch zwei Kupferleiter für den Sensor vorsehen soll. Dieser Standard mag für die Lauf­ zeitortung nützlich sein, für die Widerstandsortung ist er nahe­ zu ungeeignet. Bei schwankenden Rohrtemperaturen können nämlich infolge des hohen Temperaturkoeffizienten Meßwertverfälschungen ausgelöst werden. Außerdem können infolge des niedrigen Durch­ gangswiderstandes der Kupferleitungen mangelhafte oder mangel­ haft gewordene Verbindungsstellen Drahtlängen vortäuschen und somit eine Verschiebung und damit Fälschung der Ortung bewirken. Da die Meßtechnik nach dem Prinzip des unbelasteten Spannungs­ teilers beträchtliche Vorteile bietet, wie vorstehend erläutert, ist der neue Vorschlag für einen Standard auf erhebliche Kritik gestoßen (Energie & Management 12/94, Seiten 28-31).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Meßmethode der Widerstandsortung auch für Rohrleitungssysteme mit Sensoren aus Leitungen anwendbar zu machen, die wie Kupfer eine zuverlässige Anwendung bisher ausschlossen. Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichnete Erfindung gelöst. Weiterbildungen werden in den Unteransprüchen definiert.

Im Prinzip besteht die Erfindung darin, daß der Sensorleitung an einer oder mehreren vorbestimmten Stellen der Rohrleitung Schalter zugeordnet sind, die zwischen der Sensorleitung und der Rohrleitung eine niederohmige Verbindung zur Simulation einer Fehlerstelle herstellen können, und/oder Temperaturmeßsensoren, die einen Einfluß unterschiedlicher Temperaturen auf den Widerstand der Sensorleitungen an vorbestimmten Stellen angeben. Vorzugsweise ist der Schalter fernsteuerbar ausgebildet. Bei Herstellung einer solchen niederohmigen Verbindung kann durch ein ortungsverfahren, beispielsweise die Widerstandsortung, überprüft werden, ob der durch Ortung ermittelte Ort des so simulierten Fehlers von dem durch die Lage des Schalters bekannten Ort abweicht oder nicht. Die geschaltete Verbindung soll vorzugsweise extrem niederohmig sein gegenüber allen anderen möglichen fehlerhaften Kontakten oder Feuchten. Infolge des niedrigen Widerstandes (10 Ohm/km) einer Kupferleitung würde ein zusätzlicher Widerstand von nur 1 Ohm bei der Widerstandsortung bereits einen Ortungsfehler von 100 m ergeben. Bei einer Abweichung können der bekannte Trassenverlauf und die bekannten Stellen des oder der über die Trasse verteilten Schalter zur Ermittlung und Einführung von Korrekturwerten der Ortung genutzt werden. Auf gleiche Weise kann auch erkannt werden, ob der Sensor überhaupt oder überhaupt noch zur Ortung geeignet ist. Mit einer Sensorleitung beispielsweise aus Kupfer können dadurch sowohl die Laufzeitortung als auch die Widerstandsortung durchgeführt werden. Für die Widerstandsortung können durch die Erfindung Leiter mit vergleichsweise niedrigem Widerstandswert wie Kupfer eingesetzt werden. Das gilt auch dann, wenn dieser Leiter wie Kupfer einen hohen Temperatur­ koeffizienten hat und die unterschiedlichen Temperaturen im Vorlaufrohr bzw. im Rücklaufrohr unterschiedliche widerstandswerte und damit wegen des genannten Einflusses bereits geringer Widerstandsänderungen unterschiedliche Orte eines evtl. Fehlers vortäuschen könnte. Das bedeutet, daß jeder Anwender von Rohrleitungen jederzeit fehlerhafte Stellen der Rohrleitung mit Sensorleitern aus Kupfer mit beiden bekannten Ortungsverfahren orten und prüfen kann. Schon bei oder nach Fertigstellung einer Rohrleitung können durch die über eine Trasse verteilt angeordneten Schalter oder durch die mittels der Schalter einschaltbaren Simulationsstellen Fehlerestellen oder die Stellen hoher Übergangswiderstände geortet oder bezüglich ihrer Lage eingekreist werden. Mit den Schaltern wird es jedem Betreiber von Rohrleitungen möglich, evtl. Bauschäden der Rohrleitung sofort nach Fertigstellung der Rohrleitung, sogar vor Inbetriebnahme, festzustellen, und zwar auch mit Sensorleitungen, die durch ihre Materialeigenschaften die Verwendung der Widerstandsortung bisher ausschlossen. Eine andere, den Einsatz der Widerstandsortung bei Kupfersensoren möglich machende Verbesserung der Messung kann durch die genannte Messung der Temperatur der Rohre getrennt nach Vorlauf und Rücklauf erzielt werden, weil dadurch rechnerisch Ortungsabweichungen über den Temperaturkoeffizienten verglichen werden können. Diese Meßmethode bringt eine Verbesserung der Ortungsgenauigkeit. Diese Meßmethode kann auch für sich schon, also ohne die Schalter, die Verwendung der Sensorleiter aus Kupfer für eine Widerstandsortung ermöglichen, stellt aber auch in Verbindung mit den Schaltern eine noch bessere Überwachung sicher.

Mit dem erfindungsgemäßen Schalter und/oder mit der Temperatur-Vergleichsmessung können künftig nicht nur beide Ortungsverfahren wahlweise verwendet werden. Es wird künftig auch möglich sein, beide Ortungsverfahren zur Erhöhung der Aussagekraft einander ergänzend zugleich oder nacheinander oder abwechselnd einzusetzen. Das kann beispielsweise für automatisch arbeitende Meßgeräte durch alternative vorbestimmte Einschaltung beider Verfahren geschehen. Die Lösung gemäß der Erfindung ist daher praxisorientiert und darüberhinaus robust. Der Schalter ist vorzugsweise ein fernsteuerbarer Schalter, der zentral von einer Zentralstation oder vom Anfang der Meßschleife aus eingeschaltet werden kann. Der Schalter kann aber auch in einem automatischen Betrieb zu vorbestimmten Zeitpunkten selbsttätig schalten und auch für eine vorbestimmte Zeitdauer den Schaltzu­ stand halten. Die Elektronik für den Schalter kann durch eine eigene Batterie am Ort des Schalters betrieben werden oder über die Sensorleitungen als Stromkreis oder zwischen Ader und Rohr mit Energie versorgt werden. Neben 50 oder 60 Hz als jeweils üblicher Wechselspannung bietet es sich eine beliebige andere Frequenz zugleich zur Minderung der Korrosionsgefahr und zur Identifizierung der Rohrtrasse zu nutzen.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung werden im folgenden mehrere Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnungen beschrieben. Diese zeigen in

Fig. 1 den Querschnitt einer Fernwärmeleitung mit Innenrohr, Außenrohr und Sensorleitungen,

Fig. 2 eine Prinzipdarstellung einer Fernwärmeleitung mit Außenrohr sowie zwei Sensor- oder Fühler- Leitungen und Schalter,

Fig. 3 eine Widerstandsortung mit Schalter

Fig. 4 eine Ausführung der Schaltersteuerung im Bereich einer Simulationsstelle,

Fig. 5 den Einfluß der Temperatur auf die Ortungsergebnisse

Fig. 6 eine andere Ausführung der Schaltersteuerung,

Fig. 7 und 8 den Einfluß von Leitungsverkürzungen auf Doppelwirkungen,

Fig. 9 eine Meßeinrichtung mit verbesserter Ortung durch Sensor-Leitungsverkürzung.

In Fig. 1 ist ein Rohrleitungssystem mit dem Querschnitt einer Fernwärmeleitung R dargestellt, die ein Innenrohr 1, ein Außenrohr 2 und zwei Sensorleitungen 4, 41 enthält. Das Außenrohr 2 kann auch ein nicht dargestelltes, für den Rücklauf bestimmtes weiteres Innenrohr umschließen. Der Zwischenraum zwischen Innenrohr 1 und Außenrohr 2 ist mit einem bei der Einfüllung möglichst trockenen Füllmaterial 3, z. B. einem Polyurethan (PU), gefüllt. Der Sensor 4 ist im Füllmaterial 3 angeordnet und besteht aus Kupfer oder einem anderen für Sensorleitungen geeigneten leitfähigen Material. Zwischen der Wandung des Innenrohres 1 und dem Sensor 4 ist an vorbestimmter Stelle der Leitung R, vorzugsweise an zugänglicher Stelle in Schächten oder Gebäuden, ein Schalter 5 angeordnet, der im geöffneten Zustand keine Änderung des Meßverfahrens bewirkt, im geschlossenen Zustand jedoch einen Fehler erheblichen Ausmaßes, nämlich eine möglichst niederohmige Verbindung zwischen Innenrohr 2 und Sensor 4 simuliert. Als vorbestimmte Stelle ist z. B. die Mitte der Leitung R zwischen zwei üblichen Meßpunkten einer Trasse vorgesehen, die beispielsweise voneinander eine Entfernung von bis zu 1000 m haben. Wenn daher der Schalter 5 geschlossen und ein Fehler simuliert wird, kann der Fehler mit den üblichen Meßverfahren, also der Widerstandsortung und/oder der Laufzeitortung, geortet werden. Abweichungen der mit den bekannten Meßverfahren georteten simulierten Fehlerstelle von der bekannten tatsächlichen Position können als Korrekturgröße für die Messung von durch Feuchte bewirkten Fehlerstellen genutzt werden. Jeder Schalter 5 ist also einer örtlich vorbestimmten Stelle zugeordnet. An diesen Stellen ist die Sensorleitung 4 mit einem Kontakt des Schalters 5 verbunden, dessen anderer Kontakt direkt mit dem Innenrohr 1 verbunden ist, um die Sensorleitung 4 direkt niederohmig mit dem Innenrohr 1 verbinden zu können. Der Schalter 5 kann ferngesteuert oder automatisch, ggf. zu vorbestimmten Zeiten geschlossen werden. Er kann Teil einer Relaisanordnung sein, die durch eine eigene Batterie und Zeitsteuerung oder über die Sensorleitung 4 mit Energie und Fernsteuerung betrieben wird. Ein Fernwärmenetz kann aus vielen solcher Trassen von insgesamt z. B. 100 km Leitungslänge bestehen. Dann kann jede dieser Trassen mit Meßstellen und Simulationsschaltern versehen sein und sichere und leichte Überwachung bzw. Ortung von Fehlerstellen ermöglichen.

Fig. 2 zeigt die Prinzipdarstellung eines Fernwärmesystems mit Wärmequelle W sowie einer Fernwärmeleitung R mit zwei nebeneinander verlaufenden Außenrohren 2V und 2R für Hin- und Rücklauf und den beiden eigentlichen für den Wärmetransport bestimmten Innenrohren 1V und 1R sowie den Sensorleitungspaaren 4, 41 und dem Schalter 5, der in einem Haus H mit dem Wärmeverbraucher WV angeordnet ist und das Innenrohr 1 mit der Sensorleitung 4 verbindet. Zur besseren Darstellung des Fernwärmesystems ist in dieser Figur noch ein Gebäude G mit einem weiteren Wärmeverbraucher WV2 und einem weiteren Schalter 5 dargestellt.

Fig. 3 zeigt die Prinzipdarstellung eines Ortungssystems für eine Fernwärmeleitung mit Widerstandsortung. Zur besseren Darstellung ist in dieser Figur das Außenrohr weggelassen und nur die Sensorleitungen 4, 41 neben dem Innenrohr 1 gezeigt. Es können auch mehrere über die Leitung R verteilte und einzeln schaltbare Schalter 5 vorgesehen werden. Eine Spannungsquelle 6 speist den Anfang A der Sensorleitung 4 und das Innenrohr 1 direkt oder über einen oder je einen Schalter 7. Als Einrichtung zur Ortung sind Widerstände R1, R2 und ein Meßgerät 8 angedeutet. Es kann aber auch eine Laufzeitortung oder beide Ortungssysteme vorgesehen werden. Jeder Schalter 5 ist einer örtlich vorbestimmten Stelle der Trasse bzw. Leitung R zugeordnet. An diesen Stellen ist die Sensorleitung 4 oder eine Schleife 8 der Sensorleitung 4 mit einem Kontakt 9 des Schalters 5 verbunden. Der andere Kontakt 10 ist direkt mit dem Innenrohr 1 verbunden, um die Sensorleitung 4 direkt niederohmig mit dem Innenrohr 1 verbinden zu können. Anstelle des Rohres 1 kann auch eine oder die zweite Sensorleitung 41 benutzt werden. Parallel zum Schalter 5 kann eine Steuerschaltung 11 angeordnet sein. Der Schalter 5 und die Schaltung 11 sind vorzugsweise Teil eines Relais 12, das durch eine nicht dargestellte Batterie oder über eine der Leitungen 1, 2, 4, 41 mit Energie versorgt und/oder gesteuert wird. Es ist beispielsweise möglich, das Relais 12 mit eigener Batterie, Akku oder dergleichen zu versehen und von der Zentrale 13 aus mit einem Schließbefehl zu steuern, um die simulierte Fehlerstelle am vorbestimmten, also genau bekannten Ort zu aktivieren. Die Schalter 5 oder Relais 12 können selektiv von der Steuerschaltung 11 angesteuert werden, beispielsweise über unterschiedliche Frequenzen oder Codierungen. Sie haben entsprechende selektive Empfangskreise und die Steuerbefehle sind entsprechend bemessen.

In der Zentrale, das ist der Ort der Wärmequelle W und/oder jede Meßstelle am Übergang zur nächsten Trasse, ist vorzugsweise ein Mikroprozessor vorgesehen, der aus den Abweichungen von gemessener Ortung und vorbestimmter, bekannter Lage des Schalters 5 Korrekturwerte ermittelt und bei Ortungen einer echt undichten Stelle F entsprechend berücksichtigt. Wird daher ein Fehlerwiderstand RF zwischen Sensorleitung 4 und Innenrohr 1 aufgrund eines echten Fehlers wirksam, kann der Ort des Fehlerwiderstandes RF mit Widerstandsortung auch mit einem Sensor 4 aus Kupferdraht ungenau geortet und durch den Korrekturwert genau bestimmt werden. Damit die Sensorleitung 4 stets durch die Feuchte kontaktierbar wird, ist die Sensorleitung 4 blank oder mit perforierter Isolation versehen.

In Fig. 4 ist ein Ausführungsbeispiel einer Rohrleitung R im Bereich eines Verbraucheranschlusses H oder G in Fig. 3 dargestellt, also beim Übergang von einem Vorlaufrohr 1V auf ein Rücklaufrohr 1R. Zur Vereinfachung weggelassen ist das Außenrohr 2R. Der vom Innenleiter 1 gespeiste Wärmeverbraucher WV1 ist nur zwischen den Rohren 1V und 1R angedeutet. Die Rohre 1V und 1R sind von verschiedenen Außenrohren 2V und 2R umschlossen. Ein gemeinsames Außenrohr 2 ist aber auch möglich. Beiden Innen­ rohren 1V und 1R sind Sensorleitungen 4 zugeordnet. Wenn keine undichte Stelle vorliegt, ist die Länge des Innenleiters 1V+1R und die Länge der Sensorleitungen 4 (FA+RA) für jeden Abschnitt doppelt so lang wie die Länge der jeweils zugeordneten Rohr­ leitung R vom Eingang A(in Fig. 2) bis zum Verbraucheranschluß WV1 bei 17. Der dem Verbraucheranschluß bei 17 zugeordnete Schalter 5 würde daher bei homogener Verteilung den simulierten Fehler einer vorbestimmten Stelle für den Schalter 5 bei 50% der Länge des Innenrohres (1V+1R) zuordnen. Die Enden 15 und 16 der Sensorleitungen 4 (FA bzw. RA) dienen in Fig. 4 nicht nur zur Ortung, sondern auch zur Signalübertragung für die Steuerung des Schalters 5. Zu diesem Zweck sind beide Enden 15, 16 mit je einem Ende einer Wicklung 18 eines Übertragers 19 verbunden, dessen jeweils andere Wicklung 20 eine Elektronik 11 für die Aktivierung bzw. Umschaltung des Schalters 5 ansteuert. Anstelle dieser induktiven Kopplung kann entsprechend auch eine kapazitive Kopplung sinnvoll sein. Für die Aktivierung des Schalters wird dem Eingang des Sensors 4 eine Wechselspannung U zugeführt. In der Praxis wird nicht nur ein Schalter 5 verwendet. Die Temperaturunterschiede an Eingang und Ausgang des Verbrauchers WV1 können infolge des Temperaturkoeffizienten des Sensors 4, insbesondere bei Verwendung von Kupfer, Meßfehler bewirken. Um solche Meßverfälschungen auszuschließen, ist der Schalter 5 einem Ende der Übertragerwicklung 18 zugeordnet und ein weiterer Schalter 51 dem anderen Wicklungsende und zugleich sind beide Schalter 5, 51 mit Eingang bzw. Ausgang des Verbrauchers WV1 verbunden. Schließlich ist ein dritter Schalter 52 so angeordnet, daß er die genannte Wicklung 18 bzw. den Verbraucher WV1 überbrückt. Vorzugsweise ist jeder dieser drei Schalter über ein eigenes Relais oder dergl. getrennt ansteuerbar. Dieses wiederum kann durch unterschiedliche Frequenzen oder Code gesteuert werden. Der Schalter 52 wird so angesteuert, daß er im geschlossenen Zustand die Wicklung 18 praktisch kurzschließt und dadurch den geringstmöglichen Widerstand im Leitungszug des Sensors bewirkt. Bei kapazitiver Kopplung würde diese entsprechend abgetrennt. Die Schalter 5, 51 sind zwar am etwa gleichen Ort 17 angeordnet, können aber bei Widerstandsverfälschung eine Aussage für die Messung bzw. ihre Wahrscheinlichkeit machen. Nicht nur eine Signalsteuerung sondern auch die Energieversorgung für die Schalter 5, 51, 52 bzw. die entsprechende Elektronik oder die Relais 12 erfolgt über die hier erdfreie Sensor-Schleife 4 bzw. Ihre Leitungsenden 15, 16. Bei dieser Schaltung kann die Zuführung der Energie im einfachsten Fall zugleich das Steuersignal sein. Die Kontakte werden dann eine vorbestimmte Zeit geschlossen gehalten und öffnen sich anschließend selbsttätig wieder bis zum Empfang der nächsten Energiesignale. Die Stromversorgung über den Sensor 4 darf aus Korrosionsschutzgründen nicht mit Gleichstrom erfolgen. Vorteilhaft ist eine Frequenz von 50 Hz und mehr. Diese kann zusätzlich zur typischen Markierung der Rohrleitungstrasse genutzt werden.

Fig. 5 zeigt eine Trasse mit zwei Außenrohren 2 und je einem Innenrohr 1 sowie je zwei Sensorleitern 4. Bei einer Ortungs-Messung vor Inbetriebnahme würde die Ortung des simulierten Fehlers bei einem vorbestimmten Ort des Schalters 5 bei der halben Länge des Innenrohres 1 einen Fehler genau bei 50% der Leitungslänge angeben. Es ist also möglich, eine Angabe "Fehler bei 50% der Leitungslänge" zu bringen. Das gilt für die Widerstandsmessung, wenn die Leitungswiderstände über die Leitungslänge gleichmäßig verteilt sind. Abweichungen zwischen Widerstandsmessung und tatsächlichem vorbestimmten Ort können dann in das Rechenverfahren der Ortung tatsächlicher Undichtigkeiten eingeführt und berücksichtigt werden.

In Fig. 5 ist hinter der Angabe 50% eine Temperaturdifferenz 0 vermerkt. Das gilt für jeden Strang 1V bzw. 1R. Bei einer Überwachung von betriebenen Fernheizungsanlagen würde nun die Temperatur des Vorlauf-Innenrohres 1V beispielsweise 100°C und die Temperatur des Rücklauf-Innenrohres 1R durch die Wirkung des Verbrauchers WV1 beispielsweise 60°C betragen. Bei Einwirkung dieser Temperatur-Unterschiede auf die jeweils zugeordneten Sensorleiter 4V und 4R würden die Temperaturkoeffizienten insbesondere bei Kupfer das Meßergebnis verfälschen. Statt der vorbestimmten Position 50% würde eine gemessene Position viel­ leicht bei 60% angezeigt werden. In Fig. 5 sind daher den beiden Innenrohren 1V und 1R bzw. den beiden Sensorleitungen 4V und 4R jeweils ein oder mehrere Temperaturmeßsensoren T zugeordnet. Im einfachsten Fall kann diese Messung im Bereich des in Fig. 2 gezeigten Eingangs A oder am Ort des Verbrauchers WV durchge­ führt werden, wo alle diese Teile leicht zugänglich sind. Genauer würde diese Messung aber bei Anordnung mehrerer Temperatur-Meßsensoren, weil die Temperatur sich über die Länge der Leitung nicht auf zwei Werte, sondern bei mehreren Verbrauchern auf eine Vielzahl von Werten ändern kann. Wenn der Einfluß von Übergangs­ widerständen ausgeschlossen werden kann, kann bereits die Be­ rücksichtigung des Einflusses der unterschiedlichen Temperaturen oder die Auswertung der gemessenen Temperaturunterschiede auf den Temperatur-Koeffizienten der Sensorleitung im Ortungsrechner eine solche Genauigkeit der Ortung bewirken, daß auf den zusätz­ lichen Schalter 5 innerhalb des Außenrohres verzichtet werden kann.

Fig. 6 zeigt eine Abwandlung der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform. Hier werden die Wechselspannungs- Energie und die Steuer-Signale der elektronischen Schaltung über das Innen-Rohr 1 einerseits und die Sensorleitung 4 andrerseits zugeführt, also nicht erdfrei. Statt des in Fig. 4 dargestellten Transformators 18 ist in Fig. 6 eine Gleichrichterschaltung 19 zur Umwandlung der Wechsel Spannung in eine Gleichspannung gezeigt. Der Schalter 5 kann ein mechanischer Kontakt sein. Das wird in Fig. 6 durch die gestrichelte Linie 20 angedeutet, die das entsprechende Teil eines Relais darstellen soll.

Fig. 7 deutet die Möglichkeit von Doppelfehlern an, wenn mehrere Fehlerstellen auf Vorlauf und Rücklaufleitungen wirken. Fig. 8 zeigt, wie durch Umschaltung mit einem Schalter eine Leitungsverkürzung bewirkt und damit dieser Einfluß von Doppelfehlern verringert werden kann.

Fig. 9 zeigt eine Ortung mit Nutzung von Schaltern 5, die sowohl einem Vorlaufrohr 2V als auch einem parallel verlaufenden Rücklaufrohr 2R eines Fernwärmeleitungssystems zugeordnet sind. Die zugehörigen Innenleiter 1 sind hier zur Erhöhung der Klarheit weggelassen. Bei X kann beispielsweise ein Übergangswiderstand durch schlechte Klemme wirken. Ferner kann Doppelwirkung von Feuchte vorliegen. Jeder Schalter 5 weist Schalterkontakte 53, 54, 55, 56 auf und zwei Ausgangsklemmen A, B für jeden Kontakt. Dadurch wird erreicht, daß bei Fehlern in beiden Rohren die Meßschleife verkürzt wird. Die Ausgangsklemmen B beider Schalter 5 sind mit einander verbunden. Beide Schalter 5 in Position A verbinden daher lediglich die Leitungen eines, nämlich des ihnen jeweils zugeordneten Rohres 3, geben also jede für sich keinen Ortungshinweis. Beide Schalter 5 in Position B verbinden zunächst jeder für sich ebenfalls nur die ihnen zugeordneten Leiterschleifen. Zusätzlich aber werden die Ausgangsklemmen B beider Schalter so verbunden, daß eine Leitungsverkürzung eintritt. In Fig. 9 ergibt sich eine solche Leitungsverkürzung, wenn die Kontakte der Schalter 5 in Stellung B sind. Ein Schalter 5 in Stellung A und ein Schalter 5 in Stellung B bewirken keine Verbindung zweier Schalter 5. Hier wird nur die Einzelfehlerortung wirksam. Eine solche Schalterstellung ist in Fig. 9 dargestellt.

Für die Ortungsmessung kann entsprechend dem jeweiligen Feuchtegrad des möglichen Fehlers das für den gerade vorliegenden Anwendungsfall jeweils bessere System, nämlich Widerstandsortung oder Laufzeitortung, gewählt und eingesetzt werden. Das schließt auch den Einsatz beider Meßverfahren für eine Fehlerstelle ein, um die Kosten einer evtl. Reparatur zu minimieren. Ein Schaden ist im allgemeinen nämlich teurer als die Kosten der zu ersetzenden Materialien. Bei automatischem Meßablauf mit z. B. sequentieller Einschaltung der jeweiligen Meßschaltung können die durch die beiden Meßverfahren erzielten Ergebnisse und die den Schaltern entsprechenden vorbestimmten, in ihrer Lage bekannten Orte nebeneinander auf einem Datenstreifen abgebildet werden.

Claims (18)

1. Verfahren zur Detektion und Ortung von Undichtigkeiten in Rohrleitungssystemen mit Rohrleitungen (R), die Innenrohr (1), Außenrohr (2) und Füllmaterial (3) zur Wärmedämmung im Raum zwischen dem Innenrohr (1) und der Innenwandung des das Innenrohr (1) mit Abstand umgebenden Außenrohres (2) sowie Sensorleitungen im Füllmaterial aufweisen, insbesondere für die Übertragung von Fernwärme, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrleitung (R), insbesondere der Sensorleitung (4), an einer oder mehreren vorbestimmten Stellen der Rohrleitung (R) Schalter (5, 51, 52) und/oder Temperaturmeßsensoren zugeordnet werden, daß die Schalter zur Herstellung einer niederohmigen Verbindung mit Rohren (1, 2) und/oder Leitungen (4, 41), ihren Teilen, Verbindungen oder Anschlüssen und/oder anderen Schaltern (5, 51, 52) für die Dauer einer Vergleichsmessung umgeschaltet, vorzugsweise geschlossen werden, daß aus der Vergleichsmessung eine Abweichung der mittels eines Ortungsverfahrens ermittelten vorbestimmten Stelle von der tatsächlichen Lage der vorbestimmten Stelle ermittelt wird, und/oder daß unterschiedliche Temperaturen in unterschiedlichen Bereichen der Sensorleitung (4) gemessen werden, und daß die durch Messung festgestellten Abweichungen der Ortung von der tatsächlichen Lage der vorbestimmten Stelle und/oder unterschiedliche Temperaturwerte in Verbindung mit dem Wert des bekannten Temperaturkoeffizienten als Rechengrößen für die Korrektur der Ortung verwertet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Einrichtung, Inbetriebnahme oder beim Betrieb die an den vorbestimmten Stellen von Vorlaufrohr (1V) und Rücklaufrohr (1R) angeordneten Schalter (5, 51, 52) bei oder zur Erzielung von Niederohmigkeit der ihnen jeweils zugeordneten vorbestimmten Stelle willkürlich oder automatisch umgeschaltet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung mehrerer entlang der Rohrleitung mit Abstand voneinander angeordneten Schaltern (5) einander entsprechende Kontakte dieser Schalter (5) miteinander verbunden werden, und daß eine dadurch verursachte Verkürzung der Länge der Rohrleitung gemessen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Längenmessung gewonnenen Daten für die Fehlerortung genutzt werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die an den vorbestimmten Stellen von Vorlaufrohr (1V) und Rücklaufrohr (1R) angeordneten Schalter (5, 51, 52) willkürlich oder automatisch nacheinander oder zugleich umgeschaltet werden, und daß durch Ortung oder Widerstandsmessung ermittelt wird, ob durch einen oder die Schalter (5, 51, 52) selbst Meßfehler verursacht werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß bei Einrichtung, Inbetriebnahme und/oder beim Betrieb die Temperatur an vorbestimmten Stellen von Vor­ laufrohr (1V) und Rücklaufrohr (1R) gemessen wird und daß eine dem Temperaturunterschied entsprechende Größe für die Ortungsmessungen als Korrekturgröße verwendet wird.

7. Rohrleitungssystem zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Anspruch 1 bis 6, mit Innenrohr (1), Außenrohr (2) und Füllmaterial (3) zur Wärmedämmung im Raum zwischen dem Innenrohr (1) und der Innenwandung des das Innenrohr (1) mit Abstand umgebenden Außenrohres (2), sowie mit einem eine Sensorleitung (4) enthaltenden System zur Detektion und Ortung von Undichtigkeiten, insbesondere für die Übertragung von Fernwärme, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrleitung (R), insbesondere der Sensorleitung (4), an einer vorbestimmten Stelle der Rohrleitung (R) ein Schalter (5) zugeordnet ist, mit dem eine niederohmige Verbindung mit Rohrteilen oder Sensorpolen (1, 2, 4, 41) und/oder anderen Schaltern (5) herstellbar ist.

8. Rohrleitungssystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (5) zwischen Innenrohr (2) und Sensorleitung (4) angeordnet ist.

9. Rohrleitungssystem nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (5) in einem vom Außenrohr (2) umschlossenen Raum (3) angeordnet ist.

10. Rohrleitungssystem nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (5) an einer Meßstelle außerhalb des vom Außenrohr (2) umschlossenen Raumes (3) angeordnet ist.

11. Rohrleitungssystem nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (5) Teil einer Elektronik (12) ist.

12. Rohrleitungssystem nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (5) über die Sensorleitung mit elektrischer Energie und/oder Fernbedienungssignalen versorgbar ist.

13. Rohrleitungssystem nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (5, 51, 52, 53) und/oder die Elektronik (12) oder dergl. über die Sensorleitung und weitere, Pole, Leitungen oder Rohre (1, 2, 4, 41) mit elektrischer Energie und/oder Fernbedienungssignalen versorgbar ist.

14. Rohrleitungssystem nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (5) automatisch und/oder fernbedient einschaltbar ist.

15. Rohrleitungssystem nach einem der Ansprüche 7 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (5) mehrere Kontakte (51-56) aufweist.

16. Rohrleitungssystem nach einem der Ansprüche 7 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß Vorlaufrohr (1V) und Rücklaufrohr (1R) des Innenleiters (1) einander so zugeordnet sind, daß beide Rohre (1V, 1R) an vergleichbaren Stellen mit Schaltern (5) versehen sind, daß jeder der beiden Schalter (5) mehrere Kontakte (51-56) und mehrere Ausgangsklemmen (A, B) aufweist und daß zwei gleichartige Ausgangsklemmen der beiden Schalter (5) miteinander verbunden sind, derart, daß bei Niederohmigkeit im Bereich der vorbestimmten Stelle wie Feuchte in einer der beiden Schalterpositionen die Meßschleife elektrisch verkürzbar ist und eine Einrichtung zur Berücksichtigung der Daten der neuen Länge der Sensorleitung (4) für die Ortung vorgesehen ist.

17. Rohrleitungssystem nach einem der Ansprüche 7 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß dem Vorlaufrohr (1V) und Rücklaufrohr (1R) Temperaturmeßeinrichtungen zugeordnet sind, und daß die gemessenen Temperaturunterschiede als Korrekturwerte direkt oder über eine Leitung der Rohrleitung (R) dem Ortungsgerät zuführbar sind.

18. Rohrleitungssystem nach einem der Ansprüche 7 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vergleichseinrichtung vorgesehen ist, mit der bei Inbetriebnahme oder beim Betrieb des Systems die jeweils vorbestimmte Stelle des Schalters mit der entsprechenden durch Ortung ermittelten simulierten Stelle verglichen wird, und daß eine durch den Vergleich ermittelte Größe für weitere Ortungen als Korrekturgröße speicherbar ist.