DE2322085A1

DE2322085A1 - Fluidgefuelltes elektrisches kabel

Info

Publication number: DE2322085A1
Application number: DE2322085A
Authority: DE
Inventors: Jack Pritchett
Original assignee: Post Office
Current assignee: Post Office
Priority date: 1972-05-05
Filing date: 1973-05-02
Publication date: 1973-11-15
Also published as: ES414267A1; BE798962A; IT985852B; JPS5335263B2; CA973265A; JPS4954876A; US3865967A; GB1387279A; FR2183832B1; SE390071B; NO136772B; NO136772C; FR2183832A1; NL7306203A; AU5503673A; AU467015B2

Description

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• MQncbon 22, Stainsdorfotr. 10

41-20.652P(20.

2. Mai 1973

THE POST OFFICE
London (Großbritannien)

FluidgefUlltes elektrisches Kabel

Die Erfindung bezieht sich auf fluidgefüllte elektrische Kabel, insbesondere- auf druckgasgefüllte Fernmeldekabel.

Der Begriff "Druck" soll sowohl positive als auch negative Druckunterschiede bezüglich eines festgesetzten Drucks, z.B. atmosphärischen Drucks bedeuten.

Fernmebekaific werden oft gegen die Einwirkung äußerer Beschädigungen durch ein Drucksystem geschützt, bei dem trockene Luft in den Kabelkern gepumpt und dauernd auf einem Druck oberhalb des Atmosphärendrucks gehalten wird,

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Hierdurch wird die Wahrscheinlichkeit des Eindringens von Wasser durch den beschädigten Kabelmantel sehr stark verringert. Wenn ein solcher Schaden auftritt, kann der Ort der beschädigten Stelle im Kabelmantel durch Messen des inneren Drucks an einer Anzahl bestimmter Punkte erfaßt werden, um den Fehlerort durch ein graphisches Verfahren bestimmen zu können. Die Genauigkeit dieses Verfahrens zur Fehlerortung ist in weitem Maße von der Anzahl der Punkte abhängig, an denen der Druck gemessen werden kann, und praktisch ist es üblich, die Verbindungsstellen oder Verstärkerstellen, an denen das Kabel leicht zugänglich ist, als die Meßpunkte für die Innendruckmessungen zu wählen. Da bei diesem Verfahren die Druckmessungen allgemein aufgrund der örtlichen Entfernungen der Druckmeßstellen untereinander zu verschiedenen Zeiten vorgenommen werden, können sich Irrtümer durch Unterschiede des örtlichen Atmosphärendrucks ergeben.

Bei vielen Kabelstrecken sind die Verbindungsstellen im Erdboden und daher nicht bequem zugänglich. Bei solchen Strecken ist die Zugangsmöglichkeit nur.an den Verstärkerstellen praktisch zu nutzen, und die Abstände zwischen diesen Verstärkern sind oft zu groß, um eine genaue Fehlerortung unter Anwendung des graphischen Verfahrens zu ermöglichen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein fluidgefülltes elektrisches Kabel zu schaffen, bei dem nur ein Zugangspunkt erforderlich ist, um Druckmeßergebnisse von untereinander entfernten Stellen innerhalb des Kabels zu erhalten, die sonst unzugänglich sein können.

Gegenstand der Erfindung, womit diese Aufgabe gelöst wird, ist ein fluidgefülltes elektrisches Kabel mit einem ein Fluid enthaltenden Mantel, mit dem Kennzeichen, daß innerhalb

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des Kabelmantels an in Axialrichtung des Kabels getrennten Punkten eine Mehrzahl von Druckübertragungs-Strömungskanal-Öffnungen angeordnet ist, deren jede mit einer gesonderten Druckübertragungsleitung mit fluidundurchlässiger Wand verbunden ist, und daß jede Druckübertragungsleitung ein von außen zugängliches Ende an einer allen diesen Enden dieser Leitungen gemeinsamen Stelle aufweist.

Vorzugsweise sind diese Druckübertragungsleitungen ebenfalls innerhalb des das Fluid enthaltenden Kabelmantels angeordnet.

Erfindungsgemäß kennzeichnet sich das Verfahren zur Erfassung und Ortung von Leckfehlern in einem Druckkabel, bei dem sich an einem zu bestimmenden Ort eine örtliche Leckstelle befindet, dadurch, daß der Druck an wenigstens zwei in Axialrichtung des Kabels getrennten Stellen von von diesen beiden entfernten Orten aus gemessen und die Lage der Leckstelle aus den gemessenen Werten dieser Drücke bestimmt wird.

Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiels näher erläutertj darin zeigen:

Fig. 1 schematisch eine erfindungsgemäß aufgebaute Kabellänge und

Fig. 2 einen Querschnitt eines Fernmeldekabels mit koaxialen Leitern, in den Zwischenräumen angeordneten Vierern und Drucküberwachungsleitungen gemäß der Erfindung.

Nach Fig. 2 besteht das Kabel aus einem äußeren Mantel 1 aus Polyäthylen, innerhalb dessen zwei konzentrische Ringgruppen von Koaxialkabeln 2 liegen, die um einen inneren porösen Papierkern 5 herum angeordnet sind, der Leitungen 4

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mit kleiner Bohrung enthält. Eine Anzahl von Vieraderleitungen, sogenannten Vierern 5 ist in den Zwischenräumen des äußeren Ringes 6 von Koaxialkabeln 2 angeordnet. Es sind sieben Koaxialkabel 2 vorgesehen, die den inneren Ring bilden und um den Kern J5 mit einem geringen Schlag entgegengesetzter Richtung zu den dreizehn Koaxialkabeln 2 aufgebracht sind, die den äußeren Ring 6 bilden.

Der Kabelmantel 1 dient als Druckaufrechterhaltungsmantel, dessen Beschädigung mit Hilfe der Leitungen 4 kleiner Bohrung überwacht werden kann. Diese Leitungen 4 können aus Kunststoff mit ausreichender Steifheit zum Aushalten des Drucks im Kabel, jedoch gleichzeitig ausreichender Flexibilität bestehen, um gegenüber einer Beschädigung beständig zu sein, wenn das Kabel auf- bzw. abgetrommelt wird. Ein geeignetes Material für die Leitungen 4 ist Polyäthylen oder Polypropylen oder auch Kupferrohr. Im Fall der Verwendung von Kupferrohrleitungen können diese untereinander isoliert sein, damit sie als Stromleiter verwendbar sind.

In Fig. 1 ist das in Fig. 2 dargestellte Kabel nur schematisch angedeutet, wobei lediglich der Kabelmantel 1 und die Leitungen 4 kleiner Bohrung, nicht aber die Koaxialkabel und die Vierer dargestellt Bind. Wie man in Fig. 1 erkennt, weisen die Leitungen 4 Druckübertragungs-Strömungskanalöffnungen, die zum Eindringen des Fluids geöffnet sind, •innerhalb des Kabelmantels an einer ersten Verstärkerstelle 8, einer ersten Kabelverbindungsstelle 9* einer zweiten Kabelverbindungsstelle 10 und einer zweiten Verstärkerstelle 11 auf. Die Leitungen zum Messen des Drucks an den Stellen 8, 9, 10 und 11 sind im einzelnen mit den Bezugszeichen 4a, 4b, 4c und 4d bezeichnet. Die Leitungen 4a bis 4d sind vom Ende der Kabellänge an der Verstärkerstelle 8 herausgeführt und enden in Manometern 12a bzw. 12b bzw. 12c

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- 5 - bzw. 12d, wo man die verschiedenen Druckmeßwerte P^,

,, P₁, ablesen kann.

Das Kabel ist vorzugsweise mit trockener Luft eines höheren Drucks als dem Atmosphärendruck gefüllt. Der Druck an den Stellen 8, 9, 10 und 11 kann an der Stelle 8 genau erfaßt werden, solange die Leitungen bei einem dem Druck der Luft im Kabel gleichen Druck nicht völlig zusammenfallen. Die Erfindung ermöglicht, was wesentlich ist, gleichzeitige Messungen des Drucks an den über die Länge des Kabels getrennten Stellen ohne die Verwendung eines komplizierten Meßwertwandlers und elektrischen Uberwachungssystems, wodurch die Fehlerortung im Kabelmantel sehr erleichtert wird.

Wenn man annimmt, daß eine Beschädigung des Kabelmantels 1 an einem Punkt 13 zwischen den Stellen 10 und 11 erfolgt, die das Austreten des Gases aus dem Druckkabel ermöglicht, dann tritt ein Druckabfall auf, der an jeder der Drucküberwachungsstellen längs des Kabels erfaßbar ist. Jedoch unterscheiden sich aufgrund des Druckabfalls längs des Kabels die an den verschiedenen Stellen erfaßten Drücke voneinander, und durch eine Ablesung der Druckmeßgeräte 12a, 12b, 12c und 12d läßt sich bestimmen, zwischen welchen Drucküberwachungsstellen der Fehler aufgetreten ist, und nach einem bekannten graphischen Verfahren kann man dann die exakte Stelle genau genug ableiten.

Obwohl in Fig. 1 die Leitungen 4 als an den Stellen 8, 9, 10 und 11 endend dargestellt sind, versteht sich ohne weiteres, daß in der Praxis, wenn das Kabel hergestellt wird, die Leitungen innerhalb des Kerns 3 (s. Fig. 2) über die Kabellänge durchlaufend sind und an den zu überwachenden Stellen mit den Meßöffnungen versehen werden können. Obwohl also

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allgemein die Leitungen für das Fluid zunächst nur am Ende einer Herstellänge des Kabels geöffnet sind, ist ohne weiteres einzusehen, daß im erforderlichen Umfang die Leitungen an längs des Kabels getrennten Stellen geöffnet werden können.

Es sei darauf hingewiesen, daß die Erfindung auch auf Starkstromkabel anwendbar ist und daß der überwachte Druck auch erst durch den Fehler erzeugt werden kann. Das Kabel kann nämlich auoh bezüglich des atmosphärischen Drucks unter negativem Druck stehen, oder im Fall von Starkstromkabeln kann eine Anordnung getroffen sein, bei der eine örtliche Überhitzung des Kabels an einer bestimmten Stelle ein Gas freimacht, das einen ausreichenden Druck erzeugt, um an den Überwachungsgeräten an einer entfernten Stelle das gewünschte Meßergebnis zu liefern.

Für eine normale Störung längs eines Kabels ist der pneumatische Widerstand über die Länge gleichmäßig, und die Strömungslinien liegen zur Achse des Kabels parallel. So wäre es für einen vollständigen Schnitt im Kabel tatsächlich gültig, die gemessenen Punkte durch gerade Linien zu verbinden. Doch ist bei einem kleinen Kabelmantelfehler, ob es sich um einen Umfangriß oder einen kleinen Bruch an einem Punkt handelt, die Luftströmung nahe der Fehlerstelle nicht länger völlig parallel zur Achse des Kabels, und daher macht sich der pneumatische Widerstand unter rechten Winkeln zur Achse bemerkbar. Allgemein ist unter Berücksichtigung des Aufbaues eines typischen Koaxialkabels der pneumatische Widerstand unter rechten Winkeln zur Achse größer als der längs der Achse. So ist es für eine genauere Ortung erforderlich, die Abmessung des Fehlers durch Messen der Leckgeschwindigkeit der Luft zu erfassen. Für einen besonderen Kabeltyp ist es möglich, experimentell eine Gruppe von Druckkurven zu bestimmen, die einen ganzen Bereich von Kabelmantelabmessungen

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und Fehlerstellen Überdecken. Wenn diese in transparenter Form hergestellt werden, lassen sie sich als Auflagen für das bei einer gegebenen Feldsituation gemessene Druckdiagramm verwenden. Die Druckkurve, die am besten zu dem gemessenen Druckdiagramm paßt, wird dann zur Fehlerortung verwendet.

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Claims

Patentansprüche

\.J Pluidgefülltes elektrisches Kabel mit einem ein Fluid enthaltenden Mantel, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Kabelmantels (1) an in Axialrichtung des Kabels getrennten Punkten eine Mehrzahl von Druckübertragungs-Stromungskanalöffnungen angeordnet sind, deren jede mit einer gesonderten Druckübertragungsleitung (4) mit fluidundurchlässiger Wand verbunden ist, und daß jede Druckübertragungsleitung (4) ein von außen zugängliches Ende an einer allen diesen Enden dieser Leitungen gemeinsamen Stelle (8) aufweist.

2. Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auch die Druckübertragungsleitungen (4) innerhalb des das Fluid enthaltenden Kabelmantels (1) angeordnet s ind.

3- Kabel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungen (4) einen elektrisch leitenden Pfad zwischen den Enden des Kabels bilden.

4. Kabel nach Anspruch j5, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungen (4) Kupferrohre sind.

5. Kabel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungen (4) aus Polyäthylen oder Polypropylen bestehen.

6. Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 5* dadurch gekennzeichnet, daß die fluideinlassenden Strömungskanalöffnungen unter gleichen Abständen angeordnet sind.

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7. Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens vier Leitungen (4a, 4b, 4c, 4d) vorgesehen sind.

8. Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das B¹IuId ein trockenes Gas mit einem höheren Druck als Atmosphärendruck ist.

9- Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 8 mit Leckortungssystem, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungen (4) mit je einem Manometer (z.3. 12a, 12b, 12c, 12d) verbunden s ind.

10. Verfahren zur Erfassung und Ortung von Leckfehlern in einem Druckkabel nach einem der Ansprüche 1 bis 9, in dem an einer zu bestimmenden Stelle eine örtliche Leckstelle vorliegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Drücke an zwei Stellen im Kabel, die unter Abständen längs des Kabels angeordnet sind, von von diesen beiden entfernten Orten aus gemessen werden und man die Lage der Leckstelle aus den Meßwerten dieser Drücke bestimmt.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Drücke an vier Stellen im Kabel, die unter Abständen längs des Kabels angeordnet sind, gemessen werden.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die vier Stellen untereinander gleiche Abstände aufweisen.

\J>. Verfahren nach den Ansprüchen 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Lage der Leckstelle nach einem graphischen Verfahren bestimmt wird,

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14. Verfahren nach den Ansprüchen 10 bis Ij5, dadurch gekennzeichnet, daß die Drücke mit je einem U-Rohrmanometer gemessen werden.

15. Verfahren nach den Ansprüchen 10 bis Ij5* dadurch gekennzeichnet, daß die Drücke mit einem Bourdon-Druckmesser gemessen werden.

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