DE2061812A1 - Verfahren zur Messung der Temperatur eines in der Erde verlegten Leistungskabels - Google Patents

Description

• Verfahren zur Messung der Temperatur eines in der Erde verlegten Leistungskabels Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren, welches zur Messung der Temperatur eines in der Erde verlegten Leistungskabels verwendet werden soll.
• Beim Betrieb von hochbelasteten Leistungskabeln, welche in der Erde verlegt sind, besteht die Gefahr, daß der Erdboden infolge der Erwärmung des Kabels in der Umgebung desselben austrocknet. Dieser Vorgang ist mit einer Zunahme des Wärmewiderstandes des Erdbodens und damit auch der Kabeltemperatur verbundene so daß sich hierdurch die Gefahr einer thermischen Beschädigung des Kabels ergibt. Vom Stromversorgungskabel her ist es bekannt, die Temperatur des Kabelmantels an besonders gefährdeten Stellen der Trasse zu überwachen, um Schäden an den Kabeln durch zu hohen Anstieg der Temperatur an diesen Stellen rechtzeitig vorbeugen zu können. Hierbei handelt es sich jedoch stets um die Messung an bestimmten, über einen gewissen Streckenabschnitt verteilten Stellen.
• Weiterhin ist es bei diesem Verfahren erforderlich, daß die gefährdeten Stellen der Trasse bekannt sind und daß die Bodenbeschaffenheit sowie die Verlustleistung des Kabels innern halb eines durch den Abstand benachbarter Meßstellen gekennzeichneten Abschnitts nicht verändert werden.
• Erfahrungsgemäß kann die Beschaffenheit des Erdbodens längs einer Kabeltrasse jedoch schwanken. Beim Betrieb fehlangepaßt er Hochfrequenzleistungskabel kommt zusätzlich hinzu, daß sich auch die Verlustleistung des Kabels infolge der Ausbildung stehender Wellen örtlich periodisch verändert.
• Die Temperaturmessung an diskreten Stellen innerhalb begrenzter Abschnitte erlaubt daher im allgemeinen keine sichere Überwachung der Kabeltemperatur.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, mittels dessen die Temperatur eines Leistungskabels kontinuierlich, d. h. an jeder Stelle, ständig überwacht werden kann. Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren der eingangs geschilderten Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß parallel zu dem Leistungskabel in unmittelbarer Nachbarschaft desselben ein Nachrichtenübertragungskabel mit wenigstens drei Leitern, die miteinander mehrere Übertragungssysteme bilden, verlegt wird, dessen Leiter und/oder Isolierung so aufgebaut sind, daß die Kopplung zwischen den Übertragungssystemen eine ausgeprägte, bekannte Abhängigkeit von der Temperatur erhält, daß in ein System in bestimmten zeitlichen Abständen Impulse gegeben werden und daß die Laufzeit der durch die mehr oder weniger starke Kopplung der Übertragungssystene von diesem System in ein anderes übertragenen Impulse gemessen wird. Der Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß mit Hilfe des beschriebenen Verfahrens eine ständige, kontinuierliche Temperaturüberwachung des Leistungskabels möglich ist, die bei entsprechender Kopplung mit Signalen oder Schaltern auch zur rechtzeitigen Abschaltung bei zu hohen Temperaturen ausgebaut werden kann.
• Das Verfahren gemäß der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen erläutert.
• In Fig. 1 ist ein Querschnitt eines Nachrichtenübertragungsl kabels schematisch wiedergegeben, welches für das erfindungsgemäße Verfahren eingesetzt werden kann und Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt durch ein anderes ebenfalls verwendbares Nachrichtenübertragungskabel.
• Mit l und 2 ist ein Paar von isolierten Leitern bezeichnet, das durch den gleichzeitig als dritter Leiter dienenden Schirm 3 zusammengehalten wird. Es handelt sich hierbei also um ein symmetrisches Nachrichtenübertragungskabel mit drei Leitern, welches zum Schutz von einem äußeren Kunst stoffmantel 4 umgeben ist.
• In Fig. 2 ist ein anderes verwendbares Kabel dargestellt, welches als Doppel-Koaxialkabel mit den Leitern 5, 6 und 7 ausgeführt ist. Diese Leiter sind über Abstandshalter 8 und 9 aufeinander abgestützt. Der Leiter 6 ist in diesem Falle als mit einem Längsschlitz 10 ausgerüstetes Rohr ausgebildet.
• Zur Durchführung des Verfahrens werden in ein von jeweils zwei Leitern eines Kabels gebildetes System Impulse geeigneter Form eingespeist, die je nach Temperatur des Kabels örtlich mehr oder weniger stark von diesem System in ein anderes System des Kabels eingekoppelt werden. Die zum Anfang oder zum Ende dieses beeinflußten Systems laufenden Impulse werden von einem Anzeigegerät über der Zeit und bei bekannter Ausbreitungsgeschwindigkeit damit auch über dem Ort aufgezeichnet und erlauben bei Bekanntsein der Abhängigkeit der Kopplung von der Temperatur die Bestimmung der ört ii chen Temperatur des Nachii cltit eniiberi ragung skab cl s bzw. des zu überwachenden Leistungskabels. Neben der reinEn Anzeige ist, wie bereits erwähnt, eine aujomatische Überwachung der Temperatur des Kabels möglich, indem beim ueber schreiten eines Grenzwertes, d. h. beim Uberschreiten einer bestimmten Impulshöhe, ein Signal ausgelöst wird.
• Wenn die Impulse am fernen Ende des beeinflußten Systems gemessen werden sollen, dann ist eine unterschiedliche Aus breitungsgeschwindigkeit in den einzelnen Systemen erforderlich, damit sich der Kopplungsort aus den unterschiedlichen Laufzeiten der Impulse bestimmen läßt.
• Bei dem Ausführungsbeispiel'des Nachrichtenübertragungskabels nach Fig. 1 wird die Temperaturabhängigkeit der Kopplung zwischen dem aus den Leitern 1 und 2 sowie dem Leiter 3 gebildeten unsymmetrischen System und dem aus den Leitern 1 und 2 gebildeten symmetrischen System dadurch erreicht, daß einer der Leiter 1 und 2 mit einer Isolierung versehen wird, deren Temperaturkoeffizient der Dielektrikkonstante von dem der Isolierung des anderen Leiters möglichst verschieden ist.
• Es kann also beispielsweise der Leiter 1 mit einer Isolierung aus Hochdruck-Polyäthylen umgeben sein, während der Leiter 2 eine Isolierung aus Niederdruck-Polyäthylen erhält. Mit wachsender Temperatur stellt sich so eine zunehmende Unsymmetrie zwischen den beiden Leitern 1 und 2 ein und damit eine Vergrößerung der Kopplung zwischen den beiden Systemen.
• Es ist auch möglich, die Isolierung des einen Leiters mit ferromagnetischen oder ferroelektrischen Stoffen anzureichern, um den angestrebten Effekt der Temperaturabhängigkeit der Kopplung zu erreichen.
• nei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist der Leiter 6 mit einem Längsschlitz 10 versehen, der sich unter dem Einfluß der Temperatur mehr oder weniger stark öffnet und so die Kopplung zwischen dem außeren System (Leiter 5 und 6) und dem inneren System (Leiter 6 und 7) verändert. Um diese Änderung zu erreichen, kann der Leiter 6 aus einem Thermo blmetall hergestellt sein, das gegebenenfalls @ersilbert oder verkupfert ist, um die Leitfähigkeit au verbessern.
• @enauso gut kann der Leiter 6 auch aus einem mit ein.%m Kunststoff beschichteten Metallband aufgebaut sein. Der Schlitz 10 kann über lie gesamte Kabellänge durchgehend ausgebildet sein, er kann aber auch unterbrochen sein.

Claims (3)

P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Verfahren zur Messung der Pemperatur eines in der Erde verlegten Leistungskabels, dadurch gekennzeichnet, laß paraLLel zu dem Ieistungskabel in unmittelbarer Nachbarschaft desselben ein Nachrichtenübertragungskabel mit wenigstens drei leltern, die miteinander mehrere Übertrngungssysteme bilden, zerlegt wird, daß die Kopplung zwischen den Übertragungssystemen eine ausgeprägte, bekannte Abhängigkeit von der Temperatur erhält, daß in ein System in bestimmten zeitlichen Abständen Impulse gegeben werden und damit die Laufzeit der durch die mehr oder weniger starke Kopplung der Übertragungssysteme von diesem System in ein anderes übertragenen Impulse gemessen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Nachrichtenübertragungskabel ein in einem gleichzeitig als gemeinsamer Schirm dienenden Leiter (3) angcord netes, isoliertes Leiterpaar (1,2) verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Nachrichtenübertragungskabel ein mit drei Leitern (5,6,7) ausgerüstetes Doppelkoaxialkabel verwendet wird, dessen mittlerer Leiter (6) mit einem Längsschlitz (10) verschen ist.