DE3216263A1

DE3216263A1 - Verfahren zum langfristigen schutz von unterirdisch verlegten kabeln und rohren und vorrichtung zur ausuebung des verfahrens

Info

Publication number: DE3216263A1
Application number: DE19823216263
Authority: DE
Inventors: Eugen Ing.(grad.) 8601 Baunach Jäckle
Original assignee: Seba Dynatronic Mess und Ortungstechnik GmbH
Current assignee: Seba Dynatronic Mess und Ortungstechnik GmbH
Priority date: 1982-04-30
Filing date: 1982-04-30
Publication date: 1983-11-03
Also published as: DE3216263C2

Description

Verfahren zum langfristigen Schutz von
unterirdisch verlegten Kabeln und Rohren und Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, sowie eine Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens.
Jährlich müssen enorme Geldmittel ausgegeben werden, um die durch Tiefbauarbeiten beschädigten oder zerstörten Kabel und Rohrleitungen instandzusetzen.
Die bisherige gesetzliche Regelung, d.h. das Verursacher-Prinzip, zur Schadensregelung heranzuziehen, führte dazu, daß diese Schäden letztlich nur noch über den Versicherungsweg reguliert werden konnten.
Die derzeit bekannten technischen Verfahren zur sicheren Erkennung und Identifizierung unterirdisch verlegter Leitungssysteme sind nicht in allen Fällen aussagekräftig.
Zudem kann nicht erwartet werden, daß z.B. Tiefbaupersonal mit Meßgeräten umgehen kann, um Leitungen vor Baubeginn zu orten. Weiter muß berücksichtigt werden, daß die wirtschaftlichen Faktoren beim Tiefbau häufig den Ausschlag geben und selbst vorhandene Kabelpläne nicht benützt wer den.
Durch den Einsatz moderner Kabel- und Rohrsuchgeräte sind mit Fachpersonal ca. 90 % aller metallischen Leitungen zu ermitteln. Bei nicht ausgebildeten Personen, z,B, das Personal der Baufirmen, sind nicht mehr als 50 % Erfolg zu erwarten, eine Situation, die an sich unbefriedigend ist, obwohl auch hier schon eine Senkung der Beschädigungen erreicht wird.
Die Auswertung der verursachten Schäden zeigt, daß eiflie wenige Beschädigungen -besonders stark ins Gewicht fallen.
Durch ein Zusammenwirken aller Beteiligten besteht die Möglichkeit, besonders wichtige oder wertvolle Kabel und Rohrleitungen selektiv zu schützen, d.h. wenn auch der Betreiber einer im Erdreich eingegrabenen Leitung etwas zu deren Schutz unternimmt. Im Hinblick auf bekannte oder erwartete Gefährdung, z,B. Blitzeinschlag oder Erdabsenkungen, unternimmt der Betreiber ebenfalls entsprechende Schutzmaßnahmen.
Im übrigen ist es bekannt, dem zu schützenden Kabel ein Kunststoffband auffälliger Färbung bei zugeben, so daß beim Aufgraben des Kabels zunächst das Kunststoffband sichtbar wird. Eine derartige Kenntlichmachung des zu schützenden Kabels ist aber sehr ungenügend, weil das Kunststoffband erst während des Ausgrabens sichtbar wird und es dann meistens schon zu spät ist, d.h. das zu schützende Kabel wurde dann beschädigt.
Die Erfindung hat sich ausgehend von einem eingangs genannten Stand der Technik die Aufgabe gestellt, ein Verfahren der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß ein zuverlässiger und langfristiger Schutz eines Rohrs oder Kabels unter relativ geringem Kostenaufwand möglich ist.
Zur Lösung der gestellten Aufgabe dient die im Anspruch 1 gegebene technische Lehre.
Nach einem Ausführungsbeispiel wird der zu schützenden Leitung an einem Ende über eine induktive Ankopplung eine Tonfrequenz mit einer sigiiifikanten Frequenz, z.B. 735 Hz,eingespeist.
Dieser Tonfrequenzstrom verursacht über die Gesamtlänge der Leitung ein elektromagnetisches Feld, welches in der Umgebung der Leitung durch eine dafür geeignete Empfangseinrichtung wahrgenommen wird. Diese Empfangseinrichtung besteht aus einer Kreuzspulen-Anordnung, einem selektiven Empfänger und einer Warn- bzw. Signalvorrichtung.
Die drei Baugruppen können in einem Gehäuse untergebracht werden. Dieses wiederum ist so beschaffen, daß es ambulant von einer Person getragen oder aber auch an Baumaschinen montiert werden kann.
Kommt die genannte Vorrichtung in die Nähe einer mit dem Erkennungsstrom versehenen Leitung, so wird durch ein optisches und akustisches Signal das Vorhandensein dieser Leitung angezeigt.
Das bedeutet, daß schutzwürdige Kabel oder Rohrleitungen von jedermann, d.h. auch von ungeschultem Personal erkannt werden können. Eine automatische Erkennung ist ebenfalls möglich.
Ein Ausbau des Verfahrens ist möglich, um z.B. für verschiedene Betreiber unterschiedliche Frequenzen oder Kennungen zu benützen, damit bei Aufspüren einer bestimmten Erkennungsfrequenz der zuständige Leitungsbetreiber benachrichtigt werden kann, um entsprechende Hilfestellung zu geben.
Die signifikante Kennzeichnung eines Kabels kann sowohl über eine bestimmte Frequenz als auch über eine bestimmte Puls-Code-Modulation erfolgen. Die Anzeige-Vorrichtung am Empfänger kann so ausgelegt werden, daß für jeweils eine Kennung, unabhängig ob Frequenz- oder PCM-Information eingeht. D.h. der Empfänger kann selektiv auf das zu schtitzende Kabel eingestellt werden.
Die Wahl einer Kreuzspulenanordnung in der Empfangs-und Warneinrichtung ist deshalb vor allem vorteilhaft, um die Richtungsempfindlichkeit der bisher bekannten Suchspulen zu eliminieren.
Die Kreuzspulenanordnung wird auch dazu benutzt, durch rechnerische Auswertung der beiden Eingangs spannungen der Kreuz spulen die Feldrichtung und damit die Kabelrichtung zu erfassen und über eine 180 0-Anzeige darzustellen.
Ebenso wird es bevorzugt, wenn bei Eingang eines signifikanten Signales eine Normvorrichtung in Aktion tritt, um den Betreiber des Gerätes auf das Vorhandensein einer so gekennzeichneten Leitung aufmerksam zu machen.
Der Erf:indungsgegenstand der vorliegenden Erfindung ergibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patentansprüche, sondern auch aus der Kombination der einzelnen Patentansprüche untereinander.
A;le in den Unterlagen offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die in den Zeichnungen dargestellte räumliche Ausbildung werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich einen Ausführungsweg darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere crrindungswesentliche Merkmale und Vorteile der Erfindung hervor.
Es zeigen: Fig. 1 Schematisiert ezei cluiü' Ankopplung eines Signalgenerators an ein Kabel oder Rollt Fig. 2 Darstellung der Feldstärke und Amplitudenverteilung des dem Kabel oder Rohr aufgedrückten Signals; Fig. 3 schematisiert gezeichneter Schnitt durch eine Empfangs- und Warneinrichtung; Fig. 4 schematisiert gezeichnetes Schaltbild der Empfangs- und Warneinrichtung nach Fig. 3.
In Fig. 1 ist im Erdreich 1 ein Kabel oder Rohr 2 verlegt, das mindestens über den Mantel 25 oder über eine mitgeführte Ader elektrisch leitfähig ist. Ebenso ist es möglich, nicht leitenden Rohren oder Kabeln (z.B.
Kunststoff-Kanalisationsrohren oder Lichtleitkabeln) eine elektrisch leitfähige Ader beizulegen, der dann entsprechend dem Schaltbild in Fig. 1 der Signalstrom aufgedrückt wird. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird angenommen, daß das Kabel oder Rohr einen metallischen Mantel 25 aufweist. Am einen Ende des zu schützenden Kabels ist eine Manschette 3 elektrisch leitend mit einer Erdung 4 verbunden. Am anderen Ende des Kabels oder Rohres 2 ist der Signalgenerator 7 angeordnet, der über eine Ankopplungsvorrichtung 6 seinen Signalstrom dem Mantel 25 aufdrückt.
Der Signalgenerator 7 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Sinusgenerator ausgebildet, der über einen Transform.ltor 8 auf den Mantel 25 gekoppett is-t. Die eine Leitung 9 des Transformators 8 ist unmittelbar mit dem Mantel 25 verbunden, während die andere Leitung 10 mit einer Erdung 11 verbunden ist, so daß sich zwischen den Erdungen 4 und 11 ein Leitpfad 5 im Erdreich 1 ergibt.
Die Fig. 2 zeigt die Feldstärkeverteilung des Signalstromes rings um das Kabel oder Rohr 2. Es ist erkennbar, daß die Feldstärkelinien 12 kr<'lsförmig und mit radial abnehmender Amplitude das Kabel oder Rohr 2 umgeben.
Die Fig. 2 oben zeigt die Amplitudenverteilung der Feldstärkelinien 12, wobei ersichtlich ist, daß der Signalstrom so gewählt wird, daß eine zuverlässige Ortung des zu schützenden Kabels noch im Bereich von etwa 2 m neben dem Kabel möglich ist.
Die Fig. 3 zeigt als Ausführungsbeispiel eine Empfangs-und Warneinrichtung, die möglichst kostengünstig und einfach aufgebaut sein soll. In einem rohrförmigen Gehäuse 13, welches vorzugsweise aus einem PVC-Rohr von 600 mm Länge und 120 mm Durchmesser besteht, ist im Bodenbereich des Gehäuses 13 eine Anordnung von Kreuzspulen 20 angeordnet, wobei zwei Kreuzspulen in einem räumlichen Winkel zueinander überkreuzt sind. Etwas unterhalb des Schwerpunktes 19 des Gerätes ist über den Kreuzspulen 20 ein Batteriefach mit darin angeordneten Batterien 18 angeordnet. Oberhalb der Batterien 18 ist die Elektronik 17 angeordnet, und im Deckelbereich des Gehäuses 13 ist ein Schallerzeuger 15 (z.B. ein Lautsprecher) und zwei Warnlampen 16 angeordnet. Das Gehäute 13 ist mit einem Tragegriff 14 tragbar. Wird die so beschriebene Empfangs- und Warneinrichtung auf den Boden oder knapp über doai 130den bewegt, so kann zuver-.I issig die Feldstärke 12eines Signalstromes au.f den; Mantel 25 eines zu schützenden Kabels oder Rohres 2 erfaßt werden.
Die Fig. 4 zeigt schematisiert das elektrische Blockschaltbild der Empfangs- und Warneinrichtung 24 nach Fig. 3. Die Kreuzspulen 20 sind jeweils mit einem Teil des Doppelverstärkers (23) verbunden, der über die Batterien 18 betrieben wird. Dem Verstärker 23 kann eine Schwellwertelektronik zugeordnet sein, do daß erst nach überschreiten einer bestimmten Empfangsfeldstärke die Signalvorrichtung angesteuert wird. Die Signalvorrichtung besteht aus einer roten und einer grünen Warnlampe 16, wobei die Anzeige "rot" das Vorhandensein eines zu schützenden Kabels oder Rohrs 2 zeigt, während das Aufleuchten der Warnlampe 16 "grün" das Fehlen eins zu überwachenden Kabels oder Rohrs 2 zeigt.
Zusätzlich mit Ansteuerung der roten Warnlampe 16 kann auch der Schallerzeuger 15 angesteuert werden.
über die Rechnereinheit (22) ist die Richtungserkennung zu ermitteln und über ein Meßinstrument anzuzeigen.
Wichtig bei der in Fig. 3 und 4 gezeigten Empfangs-und Warneinrichtung 24 ist, daß es sich um ein robustes Gerät handelt, das dem rauhen Einsatzbetrieb gewachsen ist. Hierzu dienen auch die frei Aufstellfüße 21, mit denen das Gehäuse 13 auf dem Erdbereich 1 aufsteht.
Um eine Leitung mit einem Erkennungsstrom zu versehen, werden benötigt: 1. 1 Stück Tonfrequenz-Generator mit einer Ausgangsleistung von ca. 1o Watt Frequenz ca 735 Hz mit Impulsfolge-Modulation.
Preis ca. DM 3.ooo,-2. 1 Stück Durchsteckwandler Preis ca. DM 300,-- 3. Montagekosten Preis ca. DM 200,-Die Stromkosten für den laufenden Betrieb mit einem Verbrauch von ca. 0,02 kW sind zu vernachlässigen.
Der Preis für die Empfangs- und Warnvorrichtung beträgt ca. DM 2.500,--.
Diese Anlage sollte vom Tiefbau-Unternehmen beschafft werden und sollte Voraussetzung sein, um Grabungen beginnen zu dürfen. Eine gesetzliche Regelung zur Einführung dieses Erkennungssystems wäre denkbar, da hierdurch Volksvemnögen eingespart werden kann.

Claims

Patentansprüche Verfahren zum langfristigen Schutz von unterirdisch verlegten Kabeln und Rohren vor gewaltsamen Beschädigungen durch Aufgraben oder dgl., bei welchem dem jeweiligen Kabel oder Rohr eine Kennung zugeordnet wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß dem elektrisch leitfähigen Kabel oder Rohr (2) eine elektrische Signalkennimg zugeordnet wird, in dem ein Signalgenerator (7) über eine Ankoppelungsvorrichtung (6) elektrische Signale dem Kabel oder Rohr (2) aufdrückt, deren Feldstärke oberhalb des Erdreiches durch einen Empfänger (24) erfaßbar sind.
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die elektrische Signalkennung nur einem einzigen Kabel oder Rohr (2) zugeordnet wird, daß der Empfänger (24) selektiv auf diese Signalkennung abgestimmt ist, und daß einem anderen Kabel oder Rohr (2) eine andere Signalkennung zugeordnet wird.
3. Vorrichtung zum Schutz von unterirdisch verlegten Kabeln und Rohren gegen gewaltsame Beschädigungen gemäß dem Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Signalgenerator (7) ein niederfrequentes Signal (z.B.

ca. 735 Hz), mit oder ohne Impulsfolge-Modulation, über die Ankopplungsvorrichtung (6) dem Mantel oder Schirm, bzw. bei nichtgeschirmten Kabeln der Summe aller Adern oder dem metallischen Rohr eine Meßspannung induziert.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Empfangs- und Warneinrichtung (24) aus Kreuzspulen (2o) besteht, die im Bodenbereich eines Gehäuses (13) angeordnet sind, daß die Kreuzspulen (20) mit einem. Doppelverstärker (23) verbunden sind, der bei überschreiten einer vorbestimmten Empfangsfeldstärke zugeordnete Warnlampen (16) oder einen Schallerzeuger (15) ansteuert.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß durch den elektronischen Rechner (22) die Auswertung der beiden Eingangsspannungen der Kreuzspulen (20) die Feldrichtung und damit die Kabelrichtung erfaßbar und über eine 1800 Anzeige darstellbar ist.