DE2352674A1

DE2352674A1 - Vorrichtung zur ueberwachung der temperatur eines leistungskabels

Info

Publication number: DE2352674A1
Application number: DE19732352674
Authority: DE
Inventors: Helmut Hildebrand
Original assignee: KM Kabelmetal AG
Current assignee: KM Kabelmetal AG
Priority date: 1973-10-20
Filing date: 1973-10-20
Publication date: 1975-04-30

Description

Kabel- und Metallwerke Gutehoffnungshütte Aktiengesellschaft

ι 1283

18.1O.1973

Vorrichtung zur Überwachung der Temperatur eines Leistungskabels

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur überwachung der Temperatur eines Leistungskabels, bei welcher parallel zu dem Leistungskabel in unmittelbarer Nachbarschaft desselben ein Hochfrequenzkabel verlegt ist.

Beim Betrieb von hochbelasteten, in der Erde verlegten Leistungskabeln, bei welchen es sich um Hochspannungsbzw. Starkstromkabel oder um Hochfrequenzkabel handeln kann, 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 verbunden, 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 Schaden 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

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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 innerhalb eines durch den Abstand benachbarter Meßstellen
gekennzeichneten Abschnitts nicht verändert werden.

Erfahrungsgemäß kann die Beschaffenheit des Erdbodens
längs einer Kabeltrasse jedoch schwanken. Beim Betrieb fehlangepaßter Ho chfr equenzl editung skab el kommt zusätzlich hinzu, daß sich auch die Verlustleistung des Kabels infolge der Ausbildung stehender Wellen örtlich
dauernd verändert. Die Temperaturmessung innerhalb begrenzter Abschnitte erlaubt daher im allgemeinen keine sichere Überwachung der Kabeltemperatur.

Durch die DT-OS 1 490 663 ist bereits eine Vorrichtung bekanntgeworden, wie sie eingangs beschrieben ist. Der Innenleiter des hier verwendeten Koaxialkabels ist von einer halbleitenden Kunststoffschicht umgeben, die sich bei Erwärmung ausdehnt und damit die Kapazität zwischen Innen- und Außenleiter verändert. Die damit verbundene Änderung des Wellenwiderstandes des Kabels kann dann

zur Ortung der Stelle der Temperaturerhöhung verwertet werden. Die Nachteile dieser bekannten Vorrichtung bestehen einerseits in der relativ geringen Reichweite,
da die Dämpfung des verwendeten Kabels wegen des halbleitenden Materials zwischen Innen- und Außenleiter sehr hoch ist, und andererseits in der äußerst aufwendigen. Fertigung, da der Abstand zwischen dem Außenleiter des Kabels und der halbleitenden Schicht sehr klein, aber genau gehalten werden muß.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Überwachung 'der Temperatur eines Leistungskabels anzugeben, die einfach und mit großer Reichweite aufgebaut ist. Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung der eingangs geschilderten Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Leiter des Hochfrequenzkabels über die gesamte Länge desselben in axialen Abständen mittels ohmscher Widerstände, deren Widerstandswert definiert temperaturabhängig ist, miteinander verbunden sind.

Der Vorteil einer solchen Vorrichtung ist darin zu sehen, daß das verwendete Hochfrequenzkabel als übliches Kabel ausgebildet sein kann, bei dem lediglich die Leiter in regelmäßigen oder unregelmäßigen Abständen mittels der ohmschen Widerstände miteinander verbunden werden. Die hierdurch in das Kabel eingebauten Reflexionsstellen gestatten infolge der Charakteristik der verwendeten Widerstände auch schon bei geringen Temperaturerhöhungen eine Feststellung derselben unter gleichzeitiger Bestimmung ihres Ortes, so daß rechtzeitig Maßnahmen zur Bekämpfung der Temperaturerhöhung bzw. zur Abschaltung des Leistungskabels unternommen werden können.

Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes sind in den Zeichnungen dargestellt. . .

Die Fig. 1 und 2 zeigen Schnitte durch zwei unterschiedlich aufgebaute Hochfrequenzkabel, wie sie für die erfindungsgemäße Vorrichtung verwendet werden können, in unterschiedlichen Maßstäben.

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Mit 1 und 2 sind die beiden Leiter eines Hochfrequenzka bels bezeichnet, das in unmittelbarer Nachbarschaft eines Leistungskabels 3? das nur schematisch angedeutet ist, verlegt ist. Bei dem Leistungskabel 3 kann es sich um ein Hochspaimungs- bzw. Starkstromkabel aber auch um ein Hochfrequenzleistungskabel handeln. Die beiden Leiter 1 und 2 des Hochfrequenzkabels, welches zur Tempera turüberwachung des Leistungskabels 3 dient, sind in axialen Abständen mittels ohmscher Widerstände k mitein ander verbunden, die einen negativen oder positiven Tem peraturkoeffizient en aufweisen. Solche Widerstände sind unter der Bezeichnung NTC- bzw. PTC-Widerstände in der Fachwelt bekanntgeworden. Die axialen Abstände dieser Widerstände voneinander können gleichbleibend oder auch schwankend sein. Das Hochfrequenzkabel ist von einem Schirm 5 umgeben.

Zur Überwachung der Temperatur des Leistungskabels 3 wird nun so vorgegangen, daß in das Hochfrequenzkabel in bestimmten Abständen Impulse gesendet werden, deren Rücklaufzeit gemessen wird. Durch das Einschalten der Widerstände k sind Reflexionssteilen in das Kabel eingebaut, an denen die Inpulse reflektiert werden und so mit verkürzter Laufzeit wieder am Kabelanfang eintreffen. Solange die Umgebung des Kabels überall die gleiche Temperatur aufweist, ist der Pegel der einzelnen Reflexionen gleich. Tritt jedoch an irgendeiner Stelle eine Temperaturerhöhung auf, so ändert der Widerstand k an dieser Stelle seinen Widerstandswert und erzeugt dadurch eine erhöhte Reflexion, deren Ort infolge des erhöhten Pegels unter Zugrundelegung der Rücklaufzeit der Impulse dann am Kabelanfang bestimmt werden kann. Auch

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der Betrag der Temperaturzunähme läßt sich auf diese
Weise feststellen. Um die Meßimpulse durch das Einschalten der Widerstände nicht allzusehr zu schwächen, ist es zweckmäßig, die Widerstände möglichst hochohmig auszubilden.

Neben der Ausbildung des Hochfrequenzkabels gemäß Fig. 1 als symmetrisches Kabel ist es auch möglich, dasselbe als koaxiales Kabel mit einem Inttenleiter 6 und einem Außenleiter 7 auszubilden, die durch eine Abstandshalterung konzentrisch zueinander gehalten werden, die als Scheiben 8 ausgebildet ist. Diese Scheiben sind in gleichbleibenden axialen Abständen voneinander getrennt auf dem Innenleiter 6 angebracht. Die Widerstände 4
können von vornherein in den Scheiben 8 eingelassen
sein oder auch außen an denselben befestigt sein, wie
es für beide Möglichkeiten aus Fig. 2 hervorgeht. Hierbei ist zu berücksichtigen, daß der Abstand der Widerstände 4 größer als der Abstand der Scheiben 8 voneinander ist, so daß beispielsweise nur jede zehnte Scheibe mit einem Widerstand bestückt wird. Die elektrische Verbindung zu den Leitern 6 und 7 erfolgt an den Kontaktstellen 9 und IO, die ebenfalls von vornherein an
den Scheiben 8 angebracht werden. Die Wirkungsweise
dieses Kabels ist die gleiche wie schon für Fig. 1 beschrieben.

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Claims

• 4.

Kabel- und Metallwerke Gutehoffnungehütte Aktiengesellschaft

ι 1283

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Patentansprüche

.JVorrichtung zur überwachung der Temperatur eines Leistungskabels, bei welcher parallel zu dem Leistungskabel in unmittelbarer Nachbarschaft desselben ein Hochfrequenzkabel verlegt ist, dadurch gekennzeichnet , daß die Leiter ("1,2,6,7) des Hochfrequenzkabels über die gesamte Länge desselben in achsialen Abständen mittels ohmscher Widerstände (4b), deren Widerstandswert definiert temperaturabhängig ist, miteinander verbunden sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch,gekennzeichnet, daß die Widerstände (4) als Widerstände mit negativem Temperaturkoeffizienten ausgebildet sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstände (4) als Widerstände mit positivem Temperaturkoeffizienten ausgebildet sind.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Hochfrequenzkabel als koaxiales Hochfrequenzkabel mit einer scheibenförmigen Abstandshalterung ausgebildet ist, und daß die Widerstände (4) in oder an den Scheiben (8) der Abstandshalterung angebracht sind.

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