DE19544391A1

DE19544391A1 - Leakage detection and locating device for tubes or cables

Info

Publication number: DE19544391A1
Application number: DE1995144391
Authority: DE
Inventors: Lothar Dipl Ing Goehlich; Ulrike Dipl Ing Glaese
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Pirelli and C SpA
Priority date: 1995-11-15
Filing date: 1995-11-15
Publication date: 1997-05-22

Abstract

The measurement circuit works with a water sensor which consists of a moisture-sensitive insulated measurement lead and a non-insulated lead. The leads are connected to each other at the beginning and end of the tube or cable via resistors so that when a voltage is applied to the leads, a measurable current flows. The value of the current changes when moisture enters the measurement lead. A leakage point is determined from this current change. The measurement circuit can be adapted for use with 2 or 3-branch tubes.

Description

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Fehlerortung an Rohren und elektrischen Kabeln bzw. an mehradrigen Rohr- oder Ka belanlagen und befaßt sich mit der Ausgestaltung einer Meß schaltung, mit der ein Feuchtigkeitseinbruch in Rohre und Ka bel bzw. Kabeladern erfaßt und geortet werden kann. Die Meß schaltung arbeitet dabei mit elektrischen Meßfühlern, die in den Rohren oder Kabeln bzw. Kabeladern angeordnet sind.The invention is in the field of fault location on pipes and electrical cables or on multi-core pipe or Ka belanlagen and deals with the design of a measuring circuit with which a moisture intrusion in pipes and Ka bel or cable cores can be detected and located. The meas circuit works with electrical sensors, which in the pipes or cables or cable cores are arranged.

Zur Realisierung einer solchen Meßschaltung an einem ge schirmten Starkstromkabel mit Kunststoffmantel ist es be kannt, längs der Schirmdrähte des Kabels bzw. der Kabelader einen Meßleiter anzuordnen, der in eine Ummantelung aus einem elektrisch isolierenden Material mit bei Feuchtigkeit gegen über dem trockenen Zustand vermindertem Isoliervermögen ein gebettet ist. Der Meßleiter kann dabei aus einer Widerstands legierung bestehen. Dieser Meßleiter bildet zusammen mit ei nem nichtisolierten Leiter, bei dem es sich um geerdete Schirmdrähte handeln kann, einen Wassersensor, der zusammen mit einem Hilfsleiter, bei dem es sich um einen gegenüber dem Meßleiter feuchtigkeitsunempfindlich isolierten Leiter han delt, sowie mit einer Spannungsquelle und zwei veränderlichen Widerständen in eine Art Brückenschaltung einbezogen ist, in die noch ein Nullindikator eingeschaltet ist. Durch Nullab gleich kann ein Fehlerort ermittelt werden (DE 37 36 333 A1).To implement such a measuring circuit on a ge shielded power cables with plastic sheath, it is knows, along the shield wires of the cable or the cable core to arrange a measuring conductor, which in a casing from a electrically insulating material with against moisture insulating capacity above the dry state is bedded. The measuring conductor can consist of a resistor alloy. This measuring conductor forms together with egg a non-insulated conductor that is grounded Shield wires can act as a water sensor that works together with an auxiliary leader who is one versus the Measuring conductor insensitive to moisture insulated conductor han delt, as well as with a voltage source and two variable Resistors in a kind of bridge circuit is included in which has a zero indicator turned on. By zero a fault location can be determined immediately (DE 37 36 333 A1).

Bei einer anderen bekannten Meßschaltung wird als Meßleiter ein hochohmiger Leiter verwendet, der zusammen mit einem Schirmdraht einen Wassersensor in Form einer an einem Ende offene Meßschleife bildet. Am anderen Ende der Meßschleife ist ein Widerstandsmeßgerät angeordnet; mit Hilfe eines wei teren Meßgerätes und eines zusätzlichen, isolierten Leiters muß zuvor die mit einem Mantelfehler behaftete Kabelader er mittelt werden. Die Anwendung dieser Meßschaltung ist wegen der Gefahr betriebsmäßiger Überspannungen bei Starkstromka belanlagen auf Kabellängen von max. 500 bis 1000 m beschränkt (DE 39 08 903 A1).In another known measuring circuit is used as a measuring conductor a high impedance conductor is used, which together with a Shield wire a water sensor in the form of one at one end forms an open measuring loop. At the other end of the measuring loop a resistance measuring device is arranged; with the help of a white teren measuring device and an additional, insulated conductor must have the cable core with a jacket fault be averaged. The application of this measuring circuit is because the danger of operational surges at Starkstromka systems on cable lengths of max. Limited to 500 to 1000 m (DE 39 08 903 A1).

Zur Ortung von Wassereinbrüchen an Kabelanlagen größerer Län ge ist weiterhin eine Meßschaltung bekannt, bei der als Meß leiter ebenfalls ein hochohmiger Leiter verwendet wird und bei der die aus Meßleiter und geerdetem Metalldraht bestehen de Meßschleife am fernen Ende des Kabels über eine Diode ge schlossen ist. Diese Meßschleife wird mit einem rechteckför migen Wechselstrom sehr niedriger Frequenz beaufschlagt. Am Ende jeder Stromhalbwelle wird der in der Meßschleife flie ßende Strom gemessen; jeweils zwei aufeinanderfolgende Meß werte werden einer Auswerteeinrichtung zugeführt. Diese Art der Fehlerortung muß bei mehradrigen Kabelanlagen für jede Kabelader gesondert durchgeführt werden (DE 43 02 832 A1).For locating water ingress on cable systems of larger lengths ge is also known a measuring circuit in which as a measuring a high-resistance conductor is also used and in which they consist of measuring conductor and grounded metal wire de Measuring loop at the far end of the cable via a diode is closed. This measuring loop is with a rectangle alternating current at a very low frequency. At the The end of each current half-wave will flow in the measuring loop eating current measured; two successive measurements each values are fed to an evaluation device. This kind The fault location must be for each with multi-core cable systems Cable conductors are carried out separately (DE 43 02 832 A1).

Ausgehend von einer Meßschaltung mit den Merkmalen des Ober begriffes des Patentanspruches 1 liegt der Erfindung die Auf gabe zugrunde, die Detektion und Ortung eines Wassereinbru ches an Rohren und Kabeln zu vereinfachen und bei Kabelanla gen der Ausgestaltung der Meßschaltung im Hinblick auf das Auftreten von induzierten Spannungen Rechnung zu tragen.Starting from a measuring circuit with the characteristics of the upper Concept of claim 1, the invention is on based on the detection and location of a water intrusion to simplify pipes and cables and for cable systems gene the design of the measuring circuit in view of that To take into account the occurrence of induced voltages.

Zur Lösung der allgemeinen Aufgabe ist vorgesehen, daß der Meßleiter und der Hilfsleiter am Ende des Rohres oder Kabels jeweils über einen Abschlußwiderstand auf einen gemeinsamen Belastungswiderstand geschaltet sind, der seinerseits mit dem nichtisolierten Leiter verbunden ist, und daß am Anfang des Rohres oder Kabels der Meßleiter und der Hilfsleiter jeweils mit einem Meßwiderstand beschaltet und die beiden Meßwider stände und der nichtisolierte Leiter in beliebiger Kombinati on mit den beiden Polen einer Spannungsquelle verbunden sind oder beide Meßwiderstände mit dem nichtisolierten Leiter ver bunden sind und der Meßleiter und der nichtisolierte Leiter innerhalb des Rohres oder Kabels die beiden Pole einer durch Feuchtigkeitseinwirkung aktivierbaren Spannungsquelle bilden.To solve the general task it is provided that the Measuring conductor and the auxiliary conductor at the end of the pipe or cable each via a terminating resistor to a common one Load resistance are switched, which in turn with the non-insulated conductor is connected, and that at the beginning of Tube or cable of the measuring conductor and the auxiliary conductor each connected with a measuring resistor and the two measuring resistors stands and the non-insulated conductor in any combination are connected to the two poles of a voltage source or ver both measuring resistors with the non-insulated conductor are bound and the measuring conductor and the non-insulated conductor the two poles one inside the tube or cable Form a voltage source that can be activated by moisture.

Eine derart ausgebildete Meßschaltung sieht im wesentlichen vor, die beiden Leiter des elektrischen Wassersensors und den Hilfsleiter sowohl am Ende als auch am Anfang des Rohres oder Kabels so miteinander zu verkoppeln, daß ein Wassereinbruch mit einer einzigen Messung ohne Einstellung von Widerständen erfaßt und geortet werden kann. Während die Verkopplung der beiden Leiter des Wassersensors und des Hilfsleiters am Ende des Rohres oder Kabels für verschiedene Ausführungsformen der Meßschaltung immer dieselbe ist, kann die Verkopplung am An fang des Rohres oder Kabels auf unterschiedliche Weise vorge nommen werden. Neben der direkten Verbindung der beiden Meß widerstände des Meßleiters und des Hilfsleiters mit dem nichtisolierten Leiter bei Ausgestaltung des Meßleiters und des nichtisolierten Leiters als Pole einer durch Feuchtig keitseinwirkung aktivierbaren "inneren" Spannungsquelle (s. Patentanmeldung P 195 27 972.7) kann man bei Verwendung einer äußeren Spannungsquelle nur den Meßwiderstand des Meßleiters oder nur den Meßwiderstand des Hilfsleiters direkt an den ei nen Pol der Spannungsquelle legen und den Meßwiderstand des jeweils anderen Leiters zusammen mit dem nichtisolierten Lei ter an den anderen Pol der Spannungsquelle legen. In diesem Fall wird entweder der Meßleiter oder der Hilfsleiter gewis sermaßen vom Kabelende her mit Spannung beaufschlagt; zum an deren kann man aber auch sowohl den Meßwiderstand des Meßlei ters als auch den Meßwiderstand des Hilfsleiters gemeinsam an den einen Pol der Spannungsquelle und den nichtisolierten Leiter an den anderen Pol der Spannungsquelle legen. In jedem Fall ergibt sich in dem so gebildeten Widerstandsnetzwerk ei ne Stromverteilung, die im Fehlerfall von der normalen Strom verteilung charakteristisch abweicht und die an den Meßwider ständen erfaßt werden kann. Dabei gewährleisten die beiden Arbeitswiderstände, daß auch ein sehr dicht am Rohr- oder Ka belende auftretender Fehler sicher geortet werden kann. So fern bei Rohren oder Kabeln aufgrund der Umgebungsbedingungen ausgeschlossen werden kann, daß im Endbereich des Rohres oder Kabels ein Feuchtigkeitseinbruch auftreten kann, kann der Wi derstandswert des Arbeitswiderstandes gegen Null gehen, d. h. der Arbeitswiderstand kann entfallen.A measuring circuit designed in this way essentially sees before, the two conductors of the electric water sensor and the Auxiliary conductor both at the end and at the beginning of the pipe or To couple cables together so that a water ingress with a single measurement without setting resistors can be recorded and located. During the coupling of the two conductors of the water sensor and the auxiliary conductor at the end of the pipe or cable for various embodiments of the Measuring circuit is always the same, the coupling on the An catch the pipe or cable in different ways be taken. In addition to the direct connection of the two measuring resistances of the measuring conductor and the auxiliary conductor with the non-insulated conductor when designing the measuring conductor and of the non-insulated conductor as a pole due to moisture "internal" voltage source that can be activated (see Patent application P 195 27 972.7) can be used when using a external voltage source only the measuring resistance of the measuring conductor or just the measuring resistance of the auxiliary conductor directly to the egg Place the pole of the voltage source and the measuring resistance of the each other conductor together with the non-insulated Lei Connect the other pole of the voltage source. In this In this case, either the measuring conductor or the auxiliary conductor is certain applied with voltage from the end of the cable; to start but one can also measure the resistance of the measuring lead ters as well as the measuring resistance of the auxiliary conductor together one pole of the voltage source and the non-insulated Connect the conductor to the other pole of the voltage source. In each Case arises in the resistor network ei thus formed ne power distribution, in the event of a fault from the normal current distribution differs characteristically and that to the measuring resistor stands can be recorded. The two guarantee Working resistances that a very close to the pipe or Ka Any errors that occur can be safely located. Like this far from pipes or cables due to the environmental conditions can be excluded that in the end of the tube or If a moisture intrusion can occur, the Wi the level of the working resistance go to zero, d. H. the working resistance can be omitted.

Die neue Meßschaltung hat den weiteren Vorteil, daß sie auf einfache Weise auch auf mehradrige Rohr- oder Kabelanlagen, insbesondere auf dreiadrige Kabelanlagen erweitert werden kann. Bei Einsatz für zweiadrige Rohr- oder Kabelanlagen, bei denen also zwei Rohre oder Kabel parallel nebeneinander ange ordnete sind, ist hierzu der dem Wassersensor des ersten Ka bels zugeordnete Hilfsleiter in dem parallel zum ersten Rohr oder Kabel angeordneten zweiten Kabel oder Rohr anzuordnen und mit einer feuchtigkeitsempfindlichen Isolierung zu verse hen, damit er in dem zweiten Kabel die Funktion eines Meßlei ters wahrnehmen kann; dadurch, daß er innerhalb des zweiten, ummantelten Rohres oder Kabels angeordnet ist, bleibt er ge genüber dem Meßleiter des ersten Kabels feuchtigkeitsunemp findlich isoliert. Zusätzlich ist in dem zweiten Rohr oder Kabel ebenfalls ein nicht isolierter Leiter anzuordnen, der am Anfang und am Ende des zweiten Rohres oder Kabels mit dem nichtisolierten Leiter des ersten Rohres oder Kabels zu ver binden ist.The new measuring circuit has the further advantage that it is open simple way even on multi-core pipe or cable systems, especially to be expanded to three-core cable systems can. When used for two-core pipe or cable systems, at which are two pipes or cables parallel to each other are assigned, this is the water sensor of the first Ka bels assigned auxiliary conductor in the parallel to the first tube or cables arranged to arrange second cable or pipe and verse with moisture sensitive insulation hen so that it functions as a measuring line in the second cable can perceive; in that within the second, sheathed pipe or cable is arranged, it remains ge opposite the measuring conductor of the first cable sensitively isolated. In addition, in the second tube or Cable also to arrange a non-insulated conductor, the at the beginning and end of the second pipe or cable with the non-insulated conductor of the first pipe or cable tie is.

Bei Ausdehnung der Meßschaltung auf eine dreiadrige Rohr- oder Kabelanlage sind auch unter dem Mantel des dritten Roh res oder Kabels ein feuchtigkeitsempfindlicher Meßleiter und ein nichtisolierter Leiter anzuordnen; dieser dritte Meßlei ter ist am Anfang des dritten Rohres oder Kabels ebenfalls mit einem Meßwiderstand zu beschalten und am Ende des Rohres oder Kabels mit einem Abschlußwiderstand zu beschalten und dieser Abschlußwiderstand ist auf den gemeinsamen Belastungs widerstand der beiden anderen Rohre oder Kabel zu schalten, wobei der nichtisolierte Leiter des dritten Kabels am Anfang und am Ende des Rohres oder Kabels mit den nichtisolierten Leitern der beiden anderen Rohre oder Kabel zu verbinden ist; weiterhin ist der Meßwiderstand des dritten Meßleiters eben falls mit einem der beiden Pole der Spannungsquelle bzw. mit dem nichtisolierten Leiter zu verbinden.If the measuring circuit is extended to a three-wire tubular or cable system are also under the cover of the third raw res or cable a moisture sensitive measuring conductor and to arrange a non-insulated conductor; this third measuring line ter is also at the beginning of the third pipe or cable to be connected with a measuring resistor and at the end of the tube or cable with a terminating resistor and this terminating resistor is on the common load resistance of the other two pipes or cables to switch starting with the non-insulated conductor of the third cable and at the end of the pipe or cable with the non-insulated Conductors of the other two pipes or cables must be connected; furthermore, the measuring resistance of the third measuring conductor is flat if with one of the two poles of the voltage source or with to connect the non-insulated conductor.

Aus meßtechnischen Gründen ist es sinnvoll, den bzw. die nichtisolierten Leiter am Anfang und/oder am Ende des Rohres oder Kabels bzw. der Rohr- oder Kabelanlage zu erden. In die sem Fall können bei elektrischen Kabelanlagen die Schirmdräh te des jeweiligen Kabels als nichtisolierter Leiter fungie ren.For metrological reasons, it makes sense to use the non-insulated conductor at the beginning and / or at the end of the pipe or cable or the pipe or cable system. In the In this case, the shield wires can be used in electrical cable systems te of the respective cable acts as a non-insulated conductor ren.

Bei Einsatz der neuen Meßschaltung an mehradrigen Kabelanla gen, insbesondere an Hochspannungskabelanlagen, ist zusätz lich zu berücksichtigen, daß die Wassersensoren und damit auch der meßtechnische Zugang zur Kabelanlage möglichst gegen das Auftreten unzulässig hoher induzierter Wechselspannungen, die im Betrieb der Kabelanlage ihre Ursache haben, zu schüt zen sind. Dem wird zum Teil schon dadurch Rechnung getragen, daß jeder Meßleiter mit einem Abschlußwiderstand beschaltet ist, dessen Widerstandswert zweckmäßig etwa 20% des Wider standswertes des Meßleiters beträgt. Dabei wird für den Meß leiter zweckmäßig ein Leiter mit einem Widerstandswert zwi schen 0,01 und 10³ Ohm/m gewählt. Als weitere Maßnahme sollte am Anfang und am Ende jeder Kabelader zwischen dem Meßleiter und dem nichtisolierten Leiter jedes Wassersensors ein Über spannungsableiter geschaltet sein. Bei einer Meßschaltung, die die Einspeisung derselben Spannung in alle Meßleiter vor sieht, sollte weiterhin zwischen den Meßwiderständen und der Spannungsquelle ein Relais angeordnet sein und ein Ruhekon takt dieses Relais die Meßwiderstände mit den nichtisolier ten Leitern der Wassersensoren verbinden. Dadurch wäre ge währleistet, daß die Meßleiter am Anfang der Kabelstrecke je derzeit entweder über die Spannungsquelle niederohmig oder über die Relaiskontakte direkt wechselspannungsmäßig geerdet sind. - Bei Hochspannungskabelanlagen mit ausgekreuzten Ka belmänteln ist darauf zu achten, daß die Meßleiter ebenfalls ausgekreuzt werden.When using the new measuring circuit on multi-core cable system conditions, especially on high-voltage cable systems, is additional Lich to take into account that the water sensors and thus also the metrological access to the cable system if possible against the occurrence of impermissibly high induced AC voltages, that have their cause in the operation of the cable system zen are. This is partly taken into account that each measuring conductor is connected with a terminating resistor is, the resistance value expediently about 20% of the counter level of the measuring conductor. It is for the measurement a conductor with a resistance between two between 0.01 and 10³ Ohm / m selected. As a further measure should at the beginning and at the end of each cable wire between the measuring conductor and an uninsulated conductor of each water sensor voltage arrester must be switched. With a measuring circuit, which feed the same voltage into all measuring conductors sees should continue between the measuring resistors and the Voltage source, a relay and a resting con this relay clocks the measuring resistors with the non-insulated Connect the conductors of the water sensors. This would be ge ensures that the measuring conductors at the beginning of the cable route currently either low-resistance via the voltage source or AC voltage directly earthed via the relay contacts are. - In high-voltage cable systems with crossed Ka It is important to ensure that the measuring conductors are also covered be crossed out.

Die für die Durchführung des neuen Meßverfahrens erforderli chen Bauteile (im wesentlichen Widerstände) können an den En den der Kabeladern entweder direkt auf den Kabeladern und/oder in einem Gehäuse angeordnet werden. Dadurch entfal len besondere Verbindungsleitungen und es wird dem gewohnten Anlagenbau Rechnung getragen.The necessary for the implementation of the new measuring method Chen components (essentially resistors) can be connected to the En that of the cable cores either directly on the cable cores and / or be arranged in a housing. This eliminates len special connecting lines and it becomes the usual Plant construction taken into account.

Mehrere Ausführungsbeispiele von Meßschaltungen zur Durchfüh rung des neuen Meßverfahrens sind in den Fig. 1 bis 12 dargestellt. Dabei zeigtSeveral embodiments of measuring circuits for implementing the new measuring method are shown in FIGS . 1 to 12. It shows

Fig. 1 eine Meßschaltung, bei der die Meßleiter einer dreiadrigen Kabelanlage parallel mit derselben Meßspannung beaufschlagt werden, Fig. 1 a measuring circuit, wherein the measuring conductor of a three-wire cable system to be applied in parallel with the same measurement voltage,

Fig. 2 ein für die eigentliche Messung relevantes Ersatzschaltbild der Meßschaltung gemäß Fig. 1 und Fig. 2 is an equivalent circuit diagram relevant to the actual measurement of the measuring circuit according to Fig. 1 and

Fig. 3 die Veränderung des Ersatzschaltbildes ge mäß Fig. 2 bei Auftreten eines Wasserein bruches. Weiterhin zeigt Fig. 3 shows the change in the equivalent circuit diagram according to Fig. 2 when a water breakage occurs. Furthermore shows

Fig. 4 eine Meßschaltung, bei der jeweils ein Meß leiter einer dreiadrigen Kabelanlage an ei ne Meßspannung gelegt und die anderen Meß schleifen am meßseitigen Ende kurzgeschlos sen werden, Fig. 4 shows a measuring circuit are respectively set a measuring head of a three-wire cable system to ei ne measuring voltage at the measuring loops and the other at the end meßseitigen shorted sen,

Fig. 5 ein für die meßtechnischen Belange relevan tes Ersatzschaltbild der Meßschaltung gemäß Fig. 2 und Fig. 5 is a relevan tes for the metrological concerns equivalent circuit diagram of the measuring circuit according to Fig. 2 and

Fig. 6 die Veränderung des Ersatzschaltbildes ge mäß Fig. 5 bei Auftreten eines Wasserein bruches. Fig. 6 shows the change in the equivalent circuit according to Fig. 5 when a water breakage occurs.

Fig. 7 eine Meßschaltung für ein ein- oder dreiadriges Kabel mit einem feuchtigkeits unempfindlich isolierten Hilfsleiter gemäß Patentanspruch 1, Fig. 7 shows a measuring circuit for a one- or three-core cable with a moisture resistant insulated auxiliary conductor according to claim 1,

Fig. 8 eine Variante der Meßschaltung gemäß Fig. 7 am Anfang des Kabels, Fig. 8 shows a variant of the measuring circuit according to Fig. 7 at the beginning of the cable,

Fig. 9 eine Meßschaltung für ein ein- oder mehrad riges elektrisches Kabel, bei dem der Meß leiter und der nicht isolierte Leiter eine durch Feuchtigkeitseinwirkung aktivierbare Spannungsquelle gemäß Patentanspruch 1 bil den, Shows a measuring circuit for a mono- or Mehrad engined electrical cable, wherein the conductors of the measuring and the non-insulated conductor an activatable by the action of moisture voltage source according to claim 1 bil the. 9

Fig. 10 eine Erweiterung der Meßschaltung gemäß Fig. 7 für eine zweiadrige Kabelanlage, Fig. 10 is an extension of the measuring circuit shown in FIG. 7 for a two-wire cable system,

Fig. 11 und 12 zwei Varianten der Meßschaltung gemäß Fig. 5, wobei die Variationen den am Anfang der Kabelanlage liegenden Teil der Meßschaltung betreffen. FIGS. 11 and 12 show two variants of the measurement circuit of Fig. 5, wherein said variations relate to the lying at the beginning of the cable system of the measuring circuit.

In den Fig. 1 bis 12 werden die einzelnen Schaltungsele mente mit Buchstaben bzw. Buchstabenkombinationen bezeichnet, deren Bedeutung nachfolgend aufgeführt ist:
L Länge eines Kabels oder einer zwei- bzw. dreiadri gen Kabelanlage,
L₁ Abstand der Schadenstelle vom Anfang der Kabelan lage,
F₁ Ort eines Wassereinbruches, Schadenstelle,
ML der in jedem Kabel oder jeder Kabelader im Schirm bereich angeordnete Meßleiter eines Wassersensors,
HL der in einem ein- oder mehradrigen Kabel angeord nete Hilfsleiter,
EL der in jedem Kabel oder jeder Kabelader im Schirm bereich angeordnete nichtisolierte, geerdete Lei ter des Wassersensors, z. B. ein Schirmdraht,
R_M der jedem Meßleiter vorgeschaltete Meßwiderstand,
R_S Gesamtwiderstand der einzelnen Meßleiter, mit R_S′ = längenspezifischer Widerstand,
R_H Widerstand des Hilfsleiters,
R_A Abschlußwiderstände, mit denen die Meßleiter der Wassersensoren beschaltet sind,
R_B ein allen Meßleitern gemeinsamer Belastungswider stand,
ÜA die am Anfang und am Ende jeder Kabelader angeord neten Überspannungsableiter,
GA Gehäuse für die Überspannungsableiter,
GW am Ende der Kabelanlage angeordnet es Gehäuse zur Aufnahme der Widerstände R_A und R_B,
U eine äußere Spannungsquelle,
U_i eine innere Spannungsquelle,
A, B, C ein Relais mit den Ruhekontakten a, b und c,
I Strom durch den Meßwiderstand eines Meßleiters.In Figs. 1 to 12 each are Schaltungsele elements with letters or letter combinations referred to, is listed below their meaning:
L length of a cable or a two- or three-wire cable system,
L₁ distance of the damaged area from the beginning of the cable system,
F₁ location of water ingress, damage site,
ML the measuring conductor of a water sensor arranged in each cable or cable core in the shield area,
HL the auxiliary conductor arranged in a single or multi-core cable,
EL of the non-insulated, grounded conductor of the water sensor, e.g. B. a shield wire,
R _{M is} the measuring resistor upstream of each measuring conductor,
R _S total resistance of the individual measuring conductors, with R _{S ′} = length-specific resistance,
R _H resistance of the auxiliary conductor,
R _A terminating resistors with which the measuring conductors of the water sensors are connected,
R _{B was} a load resistance common to all measuring conductors,
ÜA the surge arresters arranged at the beginning and end of each cable wire,
GA housing for surge arresters,
GW arranged at the end of the cable system housing for receiving the resistors R _A and R _B ,
U an external voltage source,
U _i an internal voltage source,
A, B, C a relay with the normally closed contacts a, b and c,
I current through the measuring resistor of a measuring conductor.

Unter Berücksichtigung dieser Bezeichnungen und ihrer Bedeu tungen zeigt Fig. 7 in Anlehnung an die Meßschaltung gemäß DE 37 36 333 eine Meßschaltung, bei der in einem beispiels weise dreiadrigen Kabel der Länge L ein Meßleiter ML₁, ein Hilfsleiter HL und ein nichtisolierter, geerdeter Leiter EL₁ entweder in den Zwischenräumen oder im Schirmbereich angeord net sind. Der Widerstand des Meßleiters ist dabei mit R_S1 und der Widerstand des Hilfsleiters R_S2 bezeichnet. Sowohl dem Meßleiter als auch dem Hilfsleiter ist jeweils ein Meßwider stand R_M1 bzw. R_M22 vorgeschaltet; beide Meßwiderstände sind gemeinsam an den einen Pol einer Spannungsquelle U gelegt. - Sowohl dem Meßleiter als auch dem Hilfsleiter ist jeweils ein Arbeitswiderstand R_A1 bzw. R_A2 nachgeschaltet, wobei beide Ar beitswiderstände auf einen Belastungswiderstand R_B geschaltet sind. Dieser Belastungswiderstand ist weiterhin mit dem nich tisolierten, geerdeten Leiter EL₁ verbunden, der seinerseits an den anderen Pol der Spannungsquelle geschaltet ist. Bei dieser Spannungsquelle kann es sich um eine Gleichspannungs quelle oder um eine recheckförmige Wechselspannungsquelle sehr niedriger Frequenz handeln. Taking these names and their meanings Fig. 7 shows, based on the measuring circuit according to DE 37 36 333, a measuring circuit in which, for example, a three-wire cable of length L, a measuring conductor ML₁, an auxiliary conductor HL and a non-insulated, grounded conductor EL₁ are net either in the gaps or in the umbrella area. The resistance of the measuring conductor is denoted by R _S1 and the resistance of the auxiliary conductor R _S2 . Both the measuring conductor and the auxiliary conductor each have a measuring resistor R _M1 or R _M2 2 upstream; both measuring resistors are connected to the one pole of a voltage source U together. - Both the measuring conductor and the auxiliary conductor each have a load resistor R _A1 or R _A2 connected, both Ar resistors being connected to a load resistor R _B. This load resistor is also connected to the non-insulated, earthed conductor EL 1, which in turn is connected to the other pole of the voltage source. This voltage source can be a DC voltage source or a rectangular AC voltage source of very low frequency.

Jedem Meßwiderstand R_M1 bzw. R_M2 ist ein nicht näher darge stelltes Strommeßgerät zugeordnet, mit dem die Ströme I₁ und I₂ gemessen werden. Bei Auftreten eines Mantelfehlers, der mit einem Wassereinbruch verbunden ist, an einer Schadenstel le F₁ in einer Entfernung L₁ vom Anfang der Kabelanlage bil det sich an der Schadensstelle ein Übergangswiderstand zwi schen dem Meßleiter ML₁ und dem geerdeten Leiter EL₁, wodurch die Stromverteilung über die Meßwiderstände R_M1 und R_M2 verän dert wird. Aus dem dann vorliegenden Widerstandsnetzwerk mit den bekannten Widerständen und den gemessenen Strömen kann der Fehlerort errechnet werden. Dies erfolgt zweckmäßig mit Hilfe eines entsprechend programmierten Mikrochips im Meßge rät.Each measuring resistor R _M1 or R _M2 is assigned a current measuring device, not shown in more detail, with which the currents I 1 and I 2 are measured. If a sheath fault occurs, which is associated with a water ingress, at a damage location F 1 at a distance L 1 from the beginning of the cable system, a contact resistance between the measuring conductor ML 1 and the earthed conductor EL 1 is formed at the damage location, which causes the current distribution over the measuring resistances R _M1 and R _M2 is changed. The fault location can be calculated from the then existing resistance network with the known resistances and the measured currents. This is advantageously done with the aid of an appropriately programmed microchip in the measuring device.

Gemäß Fig. 8 kann die Meßschaltung am Anfang des Kabels auch so ausgebildet sein, daß nur der Meßwiderstand R_M2 gegen den einen Pol der Spannungsquelle und der Meßwiderstand R_M1 ge meinsam mit dem nichtisolierten Leiter EL₁ gegen den anderen Pol der Spannungsquelle geschaltet wird. Alternativ können die Anschlüsse der beiden Meßwiderstände vertauscht werden.Referring to FIG. 8, the measurement circuit can also be formed at the beginning of the cable so that only the measuring resistor R _M2 against one pole of the voltage source and the measuring resistor R _M1 thing in common with the non-insulated conductor EL₁ against the other pole of the voltage source is switched. Alternatively, the connections of the two measuring resistors can be interchanged.

Fig. 9 zeigt eine Meßschaltung, bei der der Meßleiter ML₁₁ und der nichtisolierte, geerdete Leiter EL₁ eine potentielle galvanische Spannungsquelle bilden, wie es in der älteren Pa tentanmeldung P 195 27 972.7 beschrieben ist. Der gegenüber dem Meßleiter ML₁₁ feuchtigkeitsunempfindlich isolierte Hilfsleiter HL ist dagegen als normaler elektrischer Leiter ausgebildet. Im Falle eines Feuchtigkeitseinbruches entsteht so innerhalb des Kabels eine Spannungsquelle U_i, die zu Strö men über die beiden Meßwiderstände R_M1 und R_M2 führt, wenn diese am Anfang des Kabels gemeinsam mit dem nichtisolierten Leiter EL₁ verbunden und am Ende des Kabels über jeweils ei nen Arbeitswiderstand R_A1 bzw. R_A2 und einen gemeinsamen Bela stungswiderstand R_B ebenfalls mit dem nichtisolierten Leiter EL₁ verbunden sind. Fig. 9 shows a measuring circuit in which the measuring conductor ML₁₁ and the non-insulated, grounded conductor EL₁ form a potential galvanic voltage source, as described in the older Pa tentanmeldung P 195 27 972.7. On the other hand, the auxiliary conductor HL, which is insulated against moisture and insensitive to moisture, is designed as a normal electrical conductor. In the event of a moisture intrusion, a voltage source U _i arises within the cable, which leads to currents via the two measuring resistors R _M1 and R _M2 when these are connected at the beginning of the cable together with the non-insulated conductor EL 1 and at the end of the cable via each egg NEN load resistor R _A1 or R _A2 and a common load resistance R _{B are} also connected to the non-insulated conductor EL₁.

Die Schaltung gemäß Fig. 9 ist auch für zweiadrige Kabel an lagen anwendbar, wenn der Hilfsleiter HL im zweiten Kabel an geordnet ist und mit dem dort zusätzlich angeordneten nichti solierten, geerdeten Leiter EL₂ ebenfalls eine potentielle galvanische Spannungsquelle bildet. Der im zweiten Kabel an geordnete Leiter EL₂ ist am Anfang und am Ende der Kabelanla ge mit dem nichtisolierten Leiter EL₁ des ersten Kabels zu verbinden, wie es gestrichelt in der Figur dargestellt ist.The circuit according to FIG. 9 can also be used for two-wire cables if the auxiliary conductor HL is arranged in the second cable and also forms a potential galvanic voltage source with the non-insulated, earthed conductor EL 2 additionally arranged there. The in the second cable to ordered conductor EL₂ is ge at the beginning and at the end of Kabelanla to connect to the non-insulated conductor EL₁ of the first cable, as shown in broken lines in the figure.

Die Meßschaltung gemäß Fig. 9 kann auch auf dreiadrige Ka belanlagen erweitert werden, wenn in der dritten Kabelader ebenfalls ein entsprechender Meßleiter und ein nichtisolier ter Leiter angeordnet werden und der Meßleiter und der geer dete, nichtisolierte Leiter gemäß Patentanspruch 3 in die Meßschaltung einbezogen werden.The measuring circuit shown in FIG. 9 can also be expanded loaded were lying on three-wire Ka, if also a corresponding measuring conductor and a nichtisolier ter conductors are disposed in the third cable core and the measurement conductor and the geer finished, non-insulated conductors are included according to claim 3 in the measuring circuit.

Fig. 10 zeigt eine Meßschaltung, die gemäß Patentanspruch 2 für eine zweiadrige Rohr- oder Kabelanlage vorgesehen ist. In jeder der beiden getrennt nebeneinander angeordneten Kabela dern sind ein Meßleiter ML₁ bzw. ML₂ und ein nicht isolierter, geerdeter Leiter EL₁ bzw. EL₂ angeordnet. Jeder Meßleiter, der mit einer feuchtigkeitsempfindlichen Isolierung versehen ist, ist am Anfang der Kabelanlage mit einem Meßwiderstand R_M1 bzw. R_M2 und am Kabelende mit einem Arbeitswiderstand R_A1 bzw. R_A2 beschaltet. Die beiden Arbeitswiderstände sind auf einen Belastungswiderstand R_B geschaltet, der seinerseits mit dem Erdleiter EL₁ verbunden ist. Gleichzeitig ist der Erdlei ter EL₂ der zweiten Kabelader am Anfang und am Ende der Ka belanlage mit dem Erdleiter EL₁ verbunden. - Die beiden Meß widerstände R_M1 und R_M2 sind an den einen Pol einer Spannungs quelle U, die beiden nichtisolierten, geerdeten Leiter EL₁ und EL₂ an den anderen Pol dieser Spannungsquelle gelegt. Al ternativ kann am Anfang der Kabelanlage eine Meßschaltung ge mäß Fig. 8 gewählt werden. Fig. 10 shows a measuring circuit which is provided according to claim 2 for a two-wire pipe or cable system. In each of the two separately arranged Kabela countries a measuring conductor ML₁ or ML₂ and a non-insulated, earthed conductor EL₁ or EL₂ are arranged. Each measuring conductor, which is provided with moisture-sensitive insulation, is connected at the beginning of the cable system with a measuring resistor R _M1 or R _M2 and at the end of the cable with a load resistor R _A1 or R _A2 . The two load resistors are connected to a load resistor R _B , which in turn is connected to the earth conductor EL 1. At the same time the Erdlei ter EL₂ the second cable wire at the beginning and at the end of the cable system is connected to the earth conductor EL₁. - The two measuring resistors R _M1 and R _M2 are placed on one pole of a voltage source U, the two non-insulated, earthed conductors EL₁ and EL₂ on the other pole of this voltage source. Alternatively, a measuring circuit according to FIG. 8 can be selected at the beginning of the cable system.

Fig. 1 zeigt eine Meßschaltung für eine dreiadrige Kabelan lage, bei der jede der drei parallel angeordneten Kabeladern die Länge L aufweist. Im Schirmbereich jeder Kabelader sind ein Meßleiter ML und ein geerdeter Rückleiter EL angeordnet. Am Anfang und am Ende der Kabelanlage ist jeweils ein Über spannungsableiter ÜA zwischen dem Meßleiter und den geerdeten Leiter geschaltet. Fig. 1 shows a measuring circuit for a three-core Kabelan location, in which each of the three parallel cable cores has the length L. A measuring conductor ML and a grounded return conductor EL are arranged in the shield area of each cable wire. At the beginning and at the end of the cable system, a surge arrester is connected between the measuring conductor and the earthed conductor.

Am Ende der Kabelanlage ist jeder Meßleiter ML mit einem Ab schlußwiderstand R_A beschaltet. Die Abschlußwiderstände R_A1 bis R_A3 sind auf einem gemeinsamen Belastungswiderstand R_B ge schaltet, der seinerseits geerdet und mit den geerdeten Lei tern EL₁ bis EL₃ der Meßschleifen verbunden ist. Am Anfang der Kabelanlage ist jeder Meßleiter ML mit einem Meßwider stand R_M1, bzw. R_M2, bzw. R_M3 beschaltet. Die Meßwiderstände R_M1 bis R_M3 sind gemeinsam über die Wicklung eines Relais A an den negativen Pol einer Gleichspannungsquelle geschaltet, de ren positiver Pol mit den geerdeten Leitern der Meßschleifen verbunden ist. Dabei sind die Meßwiderstände und die Meßspan nungsquelle in einem Meßgerätegehäuse GM angeordnet, das auch die nicht näher bezeichneten Meßgeräte zum Erfassen der durch die Meßwiderstände fließenden Ströme I₁, I₂ und I₃ aufnimmt. Weiterhin enthält das Gehäuse nicht näher dargestellte elek tronische Einrichtungen zur Auswertung der gemessenen Ströme.At the end of the cable system, each measuring conductor ML is connected with a terminating resistor R _A. The terminating resistors R _A1 to R _A3 are switched to a common load resistor R _B , which in turn is grounded and connected to the grounded conductors EL₁ to EL₃ of the measuring loops. At the beginning of the cable system, each measuring conductor ML is connected with a measuring resistor R _M1 , or R _M2 , or R _M3 . The measuring resistors R _M1 to R _M3 are connected together via the winding of a relay A to the negative pole of a DC voltage source, whose positive pole is connected to the earthed conductors of the measuring loops. The measuring resistors and the Meßspan voltage source are arranged in a measuring device housing GM, which also includes the unspecified measuring devices for detecting the currents flowing through the measuring resistors I₁, I₂ and I₃. Furthermore, the housing contains electronic devices, not shown, for evaluating the measured currents.

Wenn die Spannung der Spannungsquelle U nicht aktiviert ist, überbrückt der Ruhekontakt a die Spannungsquelle U und schal tet damit die Meßwiderstände R_M gegen Erde. Dadurch sind die Meßleiter jederzeit elektrisch so abgeschlossen, daß bei al len Betriebszuständen keine gefährlichen Spannungen zwischen den Meßleitern ML und dem Kabelschirm auftreten können. Im Rahmen dieser Schutzmaßnahme begrenzt der ohmsche Widerstand jedes Meßleiters zusammen mit den angeschalteten Widerständen den induzierten Strom. Durch Wahl der Abschlußwiderstände R_A auf maximal 20% des Widerstandes des einzelnen Meßleiters beträgt die Wechselspannung am Abschlußwiderstand ebenfalls nur ca. 20% der induzierten Spannung. Mit Hilfe von zusätz lichen induktiven Widerständen können die Wechselspannungen an den Meßwiderständen noch wirksamer reduziert werden. Wei terhin besteht die Möglichkeit, am Anfang und am Ende der Ka belstrecke die Meßleiter unmittelbar nach dem Heraustreten aus dem Kabelmantel noch im Anschlußbereich von Endverschlüs sen, Schaltereinführungen oder Kabelsteckern zwischen dem Überspannungsableiter und dem Meßwiderstand über einen Re laiskontakt, der im Fehlerfall von der Meßeinrichtung ange steuert wird, zu erden, um nach Auftreten und Orten eines Fehlers einen Stromfluß über die Schadensstelle zu unterbinden.If the voltage of the voltage source U is not activated, the normally closed contact bridges the voltage source U and thus switches the measuring resistors R _M to earth. As a result, the measuring conductors are electrically terminated at all times so that no dangerous voltages can occur between the measuring conductors ML and the cable shield in the case of operating conditions. As part of this protective measure, the ohmic resistance of each measuring conductor together with the connected resistors limits the induced current. By choosing the terminating resistors R _A to a maximum of 20% of the resistance of the individual measuring conductor, the AC voltage at the terminating resistor is also only about 20% of the induced voltage. With the help of additional inductive resistors, the AC voltages at the measuring resistors can be reduced even more effectively. Wei terhin there is the possibility, at the beginning and at the end of the cable section, the measuring conductors immediately after emerging from the cable sheath in the connection area of end closures, switch entries or cable plugs between the surge arrester and the measuring resistor via a relay contact, which in the event of a fault from the measuring device is controlled to ground in order to prevent a current flow across the damage site after the occurrence and location of a fault.

Gemäß Fig. 2 treibt eine an die Meßschleife angelegte Meß spannung U Ströme I₁, I₂ und I₃ durch die jeweiligen Meßleiter. Zur Vereinfachung des Schaltungsaufwandes empfiehlt es sich, alle Sensorwiderstände und alle Abschlußwiderstände gleich groß zu wählen. Dann sind bei nicht beschädigten Ka belmänteln die drei gemessenen Ströme innerhalb eines Tole ranzbandes gleich groß. Bei Auftreten einer Schadensstelle gemäß Fig. 3 an dem Ort F₁ dringt in den Schirmbereich des beschädigten Kabels Wasser ein, wodurch der Isolationswider stand zwischen dem Meßleiter und dem geerdeten Leiter einer Meßschleife erheblich verkleinert wird. Der reduzierte Wider stand ist schaltungstechnisch durch den Widerstand R₀ berück sichtigt. Durch diesen Übergangswiderstand wird der Stromfluß innerhalb der Schaltung gemäß Fig. 2 verändert; das bedeutet bei einem Fehler in der Kabelader 1, daß der Strom I₁ größer ist als die Ströme I₂ und I₃, die weiterhin untereinander gleich sind. Unter Berücksichtigung der bekannten Größen der Schaltungswiderstände kann der Fehlerort in der Kabelader 1, gemessen vom Kabelanfang, mit nachfolgender Gleichung ermit telt werden, wenn der Strom I₁ um mindestens 5% größer ist als die Ströme I₂ und I₃:Referring to FIG. 2 drives a voltage applied to the measuring loop measuring voltage U currents I₁, I₂ and I₃ by the respective measuring conductor. To simplify the circuitry, it is advisable to select all sensor resistors and all terminating resistors of the same size. Then, in the case of undamaged cable sheaths, the three measured currents are of equal size within a tolerance band. Upon occurrence of a damage location in FIG. 3 penetrates at the location F₁ into the screen area of the damaged cable water, whereby the insulation resistance was between the measuring conductor and the grounded conductor of a sensing loop is significantly reduced. The reduced resistance was taken into account in terms of circuitry by the resistor R₀. This contact resistance changes the current flow within the circuit shown in FIG. 2; in the event of a fault in the cable core 1 , this means that the current I 1 is greater than the currents I 2 and I 3, which continue to be identical to one another. Taking into account the known sizes of the switching resistances, the fault location in the cable core 1 , measured from the beginning of the cable, can be determined using the following equation if the current I₁ is at least 5% greater than the currents I₂ and I₃:

Diese Rechenoperation kann von einem Mikrocomputer ausgeführt und das Ergebnis zur Anzeige gebracht werden.This arithmetic operation can be carried out by a microcomputer and the result is displayed.

Die Meßschaltung gemäß Fig. 4 unterscheidet sich von der Meßschaltung nach Fig. 1 nur durch die Beschaltung am Anfang der Kabelstrecke. Innerhalb des Meßgerätes GM ist dabei dem Meßleiter und dem geerdeten Rückleiter jeder Meßschleife ein eigener Spannungsabgriff zugeordnet, wobei zwischen dem je weiligen Meßwiderstand R_M und dem Spannungsabgriff ein Relais A bzw. B bzw. C angeordnet ist, dessen Ruhekontakt a bzw. b bzw. c normalerweise den Meßwiderstand erdet. Sofern an die jeweilige Meßschleife eine Spannung U angelegt wird, öffnet der Ruhekontakt und über den Meßwiderstand wird ein Strom in die Meßschaltung eingespeist. Bei Anlegen einer Spannung U an den Spannungsabgriff des Meßleiters ML₁ werden die Meßleiter ML₂ und ML₃ vom Kabelende her mit einer Spannung beauf schlagt, wie es aus dem vereinfachten Ersatzschaltbild gemäß Fig. 5 zu erkennen ist. Demzufolge fließen auch Ströme durch die Meßwiderstände R_M2 und R_M3. Im Falle eines Wassereinbru ches in eine Kabelader gemäß Fig. 6 werden an der Schadens stelle F₁ der Meßleiter ML₁ und der geerdete Rückleiter EL₁ der ersten Meßschleife über einen Übergangswiderstand R₀ ver bunden, wodurch die Ströme durch die Meßwiderstände R_M1, R_M2 und R_M3 in ihrem Verhältnis zueinander verändert werden.The measuring circuit according to FIG. 4 differs from the measuring circuit according to FIG. 1 only in the wiring at the beginning of the cable route. Within the measuring device GM, the measuring conductor and the grounded return conductor of each measuring loop are assigned their own voltage tap, a relay A or B or C being arranged between the respective measuring resistor R _M and the voltage tap, the normally closed contact a or b or c normally grounds the measuring resistor. If a voltage U is applied to the respective measuring loop, the normally closed contact opens and a current is fed into the measuring circuit via the measuring resistor. When a voltage U is applied to the voltage tap of the measuring conductor ML 1, the measuring conductors ML 2 and ML 3 are subjected to a voltage from the cable end, as can be seen from the simplified equivalent circuit diagram according to FIG. 5. As a result, currents also flow through the measuring resistors R _M2 and R _M3 . In the case of Wassereinbru ches in a cable core shown in Fig. 6 are in the damage point F₁ of the measuring conductor ML₁ and the grounded return conductor EL₁ the first measuring loop ver via a transition resistor R₀ prevented, whereby the currents through the measuring resistors R _M1, R _M2 and R _M3 be changed in their relationship to each other.

Für diese Schaltung errechnet sich die Lage des Fehlerortes aus der nachfolgenden Gleichung, wobei davon ausgegangen wird, daß die Meßspannung an der Meßschleife anliegt, deren Kabelader den Wassereinbruch aufweist:The location of the fault location is calculated for this circuit from the equation below, assuming is that the measuring voltage is applied to the measuring loop, the Cable wire that has water ingress:

Mit zwei Zahlenbeispielen soll abschließend die praktische Auslegung der beiden Schaltungen demonstriert werden. Unter der Annahme, daß bei der Kabelanlage gemäß Fig. 1Finally, the practical design of the two circuits will be demonstrated with two numerical examples. Assuming that in the cable system according to FIG. 1

L = 1000 m,
R_B = 560 Ohm,
R_A = R_A1 = R_A2 = R_A3 = 330 Ohm,
R_M = R_M1 = R_M2 = R_M3 = 1000 Ohm,
R_S′ = 6,6 Ohm/m, d. h. R_S = R_S1 = R_S2 = R_S3 = 6,6 kOhm,
U = 6,126 V,
I₁ = 1,418 × 10^-3A,
I₂ = 0,744 × 10^-3A und
I₃ = 0,744 × 10^-3AL = 1000 m,
R _B = 560 ohms,
R _A = R _A1 = R _A2 = R _A3 = 330 ohms,
R _M = R _M1 = R _M2 = R _M3 = 1000 ohms,
R _{S ′} = 6.6 ohm / m, ie R _S = R _S1 = R _S2 = R _S3 = 6.6 kOhm,
U = 6.126 V,
I₁ = 1.418 × 10 ^-3 A,
I₂ = 0.744 × 10 ^-3 A and
I₃ = 0.744 × 10 ^-3 A.

betragen, beträgt der Abstand L₁ des Fehlerortes vom Anfang der Kabelstrecke 501,3 m, wobei der Fehler in der Kabelader 1 vorliegt.amount, the distance L₁ of the fault location from the beginning of the cable route is 501.3 m, the fault being present in the cable core 1 .

Unter der Annahme, daß bei einer Schaltung gemäß Fig. 4Assuming that in a circuit according to FIG. 4

L = 1000 m,
R_B = 100 Ohm,
R_A = R_A1 = R_A2 = R_A3 = 100 Ohm,
R_M = R_M1 = R_M2 = R_M3 = 100 Ohm,
R_S′ = 1 Ohm/m, d. h. R_S = R_S1 = R_S2 = R_S3 = 1 kOhm,
U = 10 V,
I₁ = 12,00 × 10^-3A,
I₂ = 0,443 × 10^-3A und
I₃ = 0,443 × 10^-3AL = 1000 m,
R _B = 100 ohms,
R _A = R _A1 = R _A2 = R _A3 = 100 ohms,
R _M = R _M1 = R _M2 = R _M3 = 100 ohms,
R _{S ′} = 1 ohm / m, ie R _S = R _S1 = R _S2 = R _S3 = 1 kOhm,
U = 10 V,
I₁ = 12.00 × 10 ^-3 A,
I₂ = 0.443 × 10 ^-3 A and
I₃ = 0.443 × 10 ^-3 A.

betragen, beträgt der Abstand L₁ des Fehlerortes vom Kabelan fang 249,4 m, wobei die Fehlerstelle ebenfalls in der Kabel ader 1 liegt. amount, the distance L₁ of the fault location from the start of the cable is 249.4 m, the fault location also being in the cable core 1 .

Zur Vervollkommnung der Schaltungen gemäß Fig. 1 und 2 kön nen am Anfang und Ende jeder Kabelstrecke zwischen dem jewei ligen Meßleiter und dem geerdeten Leiter bzw. dem Kabelschirm Schalter angeordnet sein. Diese Schalter werden im Falle ei nes detektierten Wassereinbruches in der betreffenden Kabela der automatisch nach Abschluß der Ortungsmessung geschlossen. Dadurch werden das Fließen von induzierten Wechselströmen über die Fehlerstelle und eine daraus resultierende Erwärmung vermieden. Bei den hierzu verwendeten Schaltern kann es sich beispielsweise um Kontakte von Relais handeln, deren Spulen sich jeweils in den Stromkreisen der Wassersensoren befinden. Die Spulen und Kontakte sind dabei zu den Stromkreisen zy klisch vertauscht. Wenn beispielsweise ein Mantelfehler in der Kabelader 1 auftritt, wird der Meßleiter des Wassersen sors der Kabelader 2 mit einer Spannung beaufschlagt, die das im Stromkreis dieses Wassersensors befindliche Relais erregt; dessen Arbeitskontakt erdet in der fehlerbehafteten Kabelader 1 den Meßleiter. - Anstelle der vorgenannten Schalter oder parallel dazu kann auch jeweils ein Kondensator angeordnet sein, der den Meßleiter ständig wechselstrommäßig gegen Erde schaltet. Während der Ortungsmessung wird dadurch ein gegebe nenfalls über die Schadensstelle fließender Wechselstrom re duziert.For improvement of the circuits according to FIGS. 1 and 2 Kgs nen at the beginning and end of each cable section between the jewei time measuring conductor and the grounded conductor and the cable shield switch be disposed. These switches are closed automatically in the event of a detected intrusion of water in the cable in question after the location measurement has been completed. This avoids the flow of induced alternating currents over the fault location and the resulting heating. The switches used for this purpose can be, for example, contacts of relays, the coils of which are located in the circuits of the water sensors. The coils and contacts are cyclically interchanged with the circuits. If, for example, a jacket fault occurs in the cable core 1 , the measuring conductor of the water sensor of the cable core 2 is subjected to a voltage which excites the relay located in the circuit of this water sensor; its normally open contact grounds the measuring conductor in the faulty cable core 1 . - Instead of the aforementioned switches or in parallel with each other, a capacitor can also be arranged in each case, which constantly switches the measuring conductor to ground in terms of alternating current. As a result, an alternating current flowing through the damage location is reduced during the location measurement.

Alternativ zu der Meßschaltung gemäß Fig. 5 kann am Anfang der Kabelanlage eine Verknüpfung der Meßleiter und der geer deten, nichtisolierten Leiter vorgesehen werden, wie sie in Fig. 11 dargestellt ist. Demzufolge kann man zwei Meßwider stände gemeinsam mit dem einen Pol der Spannungsquelle und den dritten Meßwiderstand und die nichtisolierten, geerdeten Leiter der drei Kabeladern mit dem anderen Pol der Spannungs quelle verbinden. Dabei kann selbstverständlich auch eine Zu ordnung gewählt werden, wie sie in Fig. 12 dargestellt ist. As an alternative to the measuring circuit according to FIG. 5, a link between the measuring conductor and the grounded, non-insulated conductor can be provided at the beginning of the cable system, as shown in FIG. 11. As a result, one can connect two measuring resistors together with the one pole of the voltage source and the third measuring resistor and the non-insulated, earthed conductor of the three cable wires to the other pole of the voltage source. Of course, an assignment can also be selected, as shown in FIG. 12.

Bei einer Schaltung gemäß Fig. 11 bzw. Fig. 12 errechnet sich der Fehlerort nach einer anderen Gleichung als für die Schaltung gemäß den Fig. 2 und 5, jedoch ergibt sich diese Gleichung aus den einschlägig bekannten Rechenoperationen zur Erfassung eines Widerstandsnetzwerkes.In the case of a circuit according to FIG. 11 or FIG. 12, the location of the fault is calculated using a different equation than for the circuit according to FIGS. 2 and 5, but this equation results from the relevant known computing operations for detecting a resistance network.

Claims

1.Measuring circuit for detecting and locating a water ingress on a pipe or an electrical cable, under the jacket of which an electrical measuring conductor provided with moisture-sensitive insulation and a non-insulated conductor are arranged and in which the measuring conductor and the non-insulated conductor are insulated from the measuring conductor and are insensitive to moisture Auxiliary conductor is assigned, wherein the measuring conductor and the non-insulated conductor form a what sersensor, the measuring conductor and the auxiliary conductor are connected to one another at the end of the cable or tube and the measuring conductor, the auxiliary conductor and the non-insulated conductor at the beginning of the tube or cable are connected to a measuring arrangement are closed, characterized in that the measuring conductor (ML) and the auxiliary conductor (HL) at the end of the raw res or cable are each connected via a terminating resistor (R _A ) to a common load resistor (R _B ), which in turn is connected to the non-insulated conductor (E L) is connected, and that

- At the beginning of the tube or cable of the measuring conductor (ML) and the auxiliary conductor (HL) each with a measuring resistor (R _M ) be switched
- And the two measuring resistors (R _M ) and the non-insulated conductor (EL) are connected in any combination with the two poles of a voltage source (U) ( Fig. 7, Fig. 8)
- - or both measuring resistors (R _M ) are connected to the non-insulated conductor (EL)
  and the measuring conductor (ML₁₁) and the non-insulated conductor (EL₁) within the tube or cable form the two poles of a voltage source (U _i ) which can be activated by the action of moisture ( FIG. 9).

2. Measuring circuit according to claim 1, characterized in that the auxiliary conductor is arranged in a parallel to the first tube or cable arranged second cable or tube and is designed as a measuring conductor (ML₂) with a moisture-sensitive insulation
and that a non-insulated conductor (EL₂) is also arranged in this second tube or cable, which is connected at the beginning and at the end of the second tube or cable to the non-insulated conductor (EL₁) of the first-mentioned tube or cable ( Fig. 10).

3. Measuring circuit according to claim 2, characterized in that a third tube or cable is arranged parallel to the first and the second cable or tube, under the jacket of which a moisture-sensitive measuring conductor (ML₃) and a non-insulated conductor (EL₃) are arranged,
that the third measuring conductor at the beginning of the pipe or cable was also connected with a measuring resistor (R _M3 ) and at the end of the pipe or cable was also connected with a terminating resistor (R _A3 ) and this terminating resistor was connected to the common load resistance (R _B ) of the two erstgenann th pipes or cables is connected, the non-insulated conductor (EL₃) at the beginning and end of the pipe or cable being connected to the non-insulated conductors (EL₁, EL₂) of the other two pipes or cables,
and that the measuring resistor (R _M ) of the third measuring conductor is connected to one of the two poles of the voltage source (U) or to the non-insulated conductor (EL) ( Fig. 1, Fig. 4).

4. Measuring circuit according to one of claims 1 to 3, characterized in that the or the non-insulated conductor (EL) are grounded at the beginning and / or at the end of the pipe or cable or the pipe or cable system ( Fig. 1 to 6 ).

5. Measuring circuit according to one of claims 1 to 4, characterized in that each measuring resistor (R _M ) on the one hand by means of a normally closed contact (a, b, c) of a relay (A, B, C) against the non-insulated conductor (EL) of the respective water sensor and on the other hand with the intermediary of the relay (A, B, C) is connected to a voltage feed point (U) ( Fig. 4).

6. Measuring circuit according to claim 5 for a multi-core Kabelan location, characterized in that at the beginning and at the end of each cable core between the measuring conductor (ML) and the non-insulated conductor (EL) of each water sensor, a surge arrester (ÜA) is connected ( Fig. 1, Fig. 4).

7. Measuring circuit according to claim 5, in which all measuring resistors are connected together to one pole of the voltage source, characterized in that a relay (A) is arranged between the measuring resistors (R _M ) and the voltage source (U) and that a normally closed contact ( a) this relay (A) connects the measuring resistors (R _M ) to the non-insulated conductors (EL) of the water sensors ( Fig. 1).