DE3504609C2

DE3504609C2 -

Info

Publication number: DE3504609C2
Application number: DE19853504609
Authority: DE
Inventors: Rolf 5000 Koeln De Buschorn
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 1985-02-11
Filing date: 1985-02-11
Publication date: 1989-02-02
Also published as: DE3504609A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Nachweis von zwischen einer Seele und einem metallfreien Mantel eines Kabels eingedrungenem Wasser, bei welchem zwei einander benachbarte Kondensatorelektroden an den Umfang des Mantels zur Messung der zwischen ihnen wirksamen Kapazität gelegt werden.The invention relates to a method for detection from between a soul and a metal-free coat a cable penetrated water, in which two adjacent capacitor electrodes to the periphery of the jacket to measure the effective between them Capacity.

Insbesondere bei auf Hochspannungs-Freileitungsmasten verlegten LWL-Luftkabeln muß verhindert werden, daß sich Wasser zwischen Kabelseele und dem äußeren Kabelmantel, z. B. längs der zugaufnehmenden Elemente, ausbreitet. Ist aus irgendwelchen Gründen Wasser eingedrungen, muß vor einer Schadensbeseitigung festgestellt werden, an welcher Stelle der axialen Länge des Kabels sich Wasser befindet.Especially for high-voltage overhead line pylons Installed fiber optic air cables must be prevented Water between the cable core and the outer cable sheath, e.g. B. along the absorbing elements. Is water has penetrated for some reason of a damage repair are determined, on which There is water in place of the axial length of the cable.

Zur Vermeidung oder Herabsetzung der Längsausbreitung von Wasser in Kabeln werden beispielsweise sogenannte Quellvliesstoffe in die Hohlräume der Kabel eingebracht. Die Wirksamkeit solcher Abdichtmaßnahmen muß überprüft werden. Das geschieht nach einschlägigen Prüfvorschriften (VDE 0472, Teil 811) in der Weise, daß an einem ca. 1 m oder ca. 3 m langen Kabelstück an einer Seite Wasser mit einem Druck entsprechend 1 m Wassersäule zugeführt wird. Dabei darf innerhalb einer bestimmten Zeit kein Wasser aus dem anderen offenen Ende des Kabelstücks ausdringen. Mit dieser bekannten Prüfmethode kann man nicht feststellen, wie weit das Wasser zu einem bestimmten Zeitpunkt in das Kabelstück eingedrungen ist. Vergleichende Überprüfungen verschiedener Dichtungsmaßnahmen hinsichtlich der Wasserausbreitungsgeschwindigkeit sind nicht möglich. To prevent or reduce the longitudinal spread of For example, water in cables is so-called Swellable nonwovens introduced into the cavities of the cables. The effectiveness of such sealing measures must be checked will. This is done according to the relevant test regulations (VDE 0472, part 811) in such a way that approx. 1 m or approx. 3 m long piece of cable on one side with water a pressure corresponding to 1 m water column is supplied. No water may come out within a certain time push out the other open end of the cable piece. With this well-known test method cannot be determined how far into the water at any given time Cable piece has penetrated. Comparative reviews various sealing measures regarding the Water spreading speeds are not possible.

Ein Verfahren der eingangs genannten Art ist durch Japan KOHO 28 449/73 bekannt. Dort sind die Kondensatorelektroden in Umfangsrichtung einander gegenüber angeordnet. Mit einer solchen Anordnung kann nur dann eine brauchbare Kapazitätsänderung festgestellt werden, wenn das eingedrungene Wasser über den gesamten Umfang des Kabelmantels verteilt ist. Praktisch keine Kapazitätsänderung wird aber dann bei häufig auftretenden Fällen detektiert, wenn sich eine feuchte Stelle nur unter einer der Elektroden einseitig im Kabelmantel befindet. Dann bewirkt die Wasserstelle keine genügende Verkürzung der Feldlinien zwischen beiden Elektroden.A procedure of the type mentioned is through Japan KOHO 28 449/73 known. There they are Capacitor electrodes circumferentially arranged opposite. With such an arrangement, only then found a useful change in capacity when the water has penetrated all over Circumference of the cable sheath is distributed. Virtually none Capacity change will then occur in the case of frequently occurring Cases detected when a wet area is just under one of the electrodes is located on one side in the cable jacket. Then the water point will not shorten it sufficiently the field lines between the two electrodes.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, welches eine zuverlässige Ortung von Wasser ermöglicht. Darüber hinaus soll eine Vorrichtung zur Ausübung dieses Verfahrens geschaffen werden, welche sowohl für Vergleichsmessungen im Rahmen von Entwicklungsarbeiten als auch zur Schadensortung bei Kabeln geeignet ist.The invention has for its object a method to create the type mentioned, which a enables reliable location of water. Furthermore is intended to be an apparatus for performing this method be created, both for comparative measurements as part of development work as well Cable damage detection is suitable.

Die Lösung gelingt durch ein Verfahren der eingangs genannten Art, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß die Kondensatorelektroden in axialer Richtung hintereinander an den Kabelmantel gelegt werden.The solution is achieved through a process of the beginning mentioned type, which is characterized in that the Capacitor electrodes one behind the other in the axial direction be placed on the cable jacket.

Eine besonders geeignete Vorrichtung zur Ausübung dieses Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Elektroden auf einem Verbindungskörper isoliert voneinander befestigte metallische Rohrabschnitte sind.A particularly suitable device for exercising this The method is characterized in that the two Electrodes isolated on a connector body are metallic pipe sections fastened to one another.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen gekennzeichnet. Advantageous developments of the invention are in Subclaims marked.

Es hat sich gezeigt, daß die zwischen den Kondensatorelektroden mittels handelsüblicher Kapazitätsmeßgeräte meßbaren Kapazitätswerte erheblich größer werden, wenn Wasser unter den Kabelmantel gedrungen ist. Es läßt sich sogar eindeutig unterscheiden, ob viel oder wenig Wasser eingedrungen ist.It has been shown that the between the Capacitor electrodes using commercially available Capacitance meters measurable capacitance values considerably get bigger when water gets under the cable jacket is. It can even be clearly distinguished whether much or little water has entered.

Die besonders handliche Vorrichtung gemäß der Erfindung kann auf einem Kabel in einfacher Weise schrittweise verschoben werden, so daß mit einer Folge von Meßpunkten der Bereich des Kabels ermittelt werden kann, in welchem Wasser eingedrungen ist. Ebenso kann der axiale Verlauf der Eindringfront des Wassers als Funktion Wassermenge in Abhängigkeit des axialen Ortes ermittelt werden.The particularly handy device according to the invention can be gradual on a cable in a simple manner be moved so that with a sequence of measuring points the area of the cable can be determined in which Water has entered. The axial course can also the penetration front of water as a function of water volume in Depending on the axial location can be determined.

Die Wirkungsweise beruht darauf, daß das elektrisch leit fähige Wasser eine gemeinsame Potentialfläche für die beiden Kondensatorelektroden bildet. Dabei ist selbst verständlich, daß das erfindungsgemäße Verfahren natürlich nur für Kabel mit elektrisch nicht leitfähigen Mänteln anwendbar ist, welche darüber hinaus keine metallischen Elemente, wie z. B. metallische Bewehrungsgeflechte, in Mantelnähe aufweisen. Ebenso ist darauf zu achten, daß die äußere Mantelfläche trocken und damit elektrisch nicht leitend ist.The mode of operation is based on the fact that it is electrically conductive capable water a common potential area for the forms two capacitor electrodes. It is itself understandable that the inventive method, of course only for cables with electrically non-conductive sheaths applicable, which is also no metallic Elements such as B. metallic reinforcement mesh, in Show cladding. It is also important to ensure that the outer surface dry and therefore not electrically is leading.

Die Wirkungsweise der Erfindung und deren Vorteile werden anhand der Beschreibung eines in der Zeichnung dar gestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.The operation of the invention and its advantages will be based on the description of one in the drawing presented embodiment explained in more detail.

Fig. 1 zeigt den prinzipiellen Aufbau einer Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit sich bei vorhandenem Wasser einstellendem Feldlinienverlauf. Fig. 1 shows the basic structure of an arrangement for implementing the method according to the invention with at water present einstellendem field line course.

Fig. 2 zeigt die Anordnung nach Fig. 1 bei trockenem Kabel. Fig. 2 shows the arrangement of FIG. 1 with a dry cable.

Fig. 3 zeigt die Seitenansicht auf eine Vorrichtung gemäß der Erfindung. Fig. 3 shows the side view of a device according to the invention.

Fig. 4 und Fig. 5 zeigen verschiedene Kennlinien der in Abhängigkeit der Kabellänge gemessenen Kapazität. FIGS. 4 and Fig. 5 show various characteristics of the measured function of the cable length capacity.

In den Fig. 1 und 2 ist der Kabelmantel mit 1 bezeichnet, an dessen Außenfläche elektrisch voneinander isolierte Kondensatorelektroden 2 und 3 nahe angelegt sind. Die Kapazität zwischen diesen Elektroden 2 und 3 wird durch das Meßgerät 4 gemessen. Mit 5 ist die Oberfläche des in das Kabel eingedrungenen Wassers bezeichnet. Die elektrische Leitfähigkeit des Wassers hat zur Folge, daß elektrische Feldlinien 6 auf kürzestem Weg zwischen der Oberfläche 5 des Wassers und der Elektrode 2 einerseits und der Elektrode 3 andererseits verlaufen. Infolgedessen wird eine hohe Kapazität gemessen.In Figs. 1 and 2, the cable sheath is designated by 1, electrically insulated from each other on the outer surface of capacitor electrodes are applied close to 2 and 3. The capacitance between these electrodes 2 and 3 is measured by the measuring device 4 . 5 denotes the surface of the water that has entered the cable. The electrical conductivity of the water has the result that electrical field lines 6 run the shortest route between the surface 5 of the water and the electrode 2 on the one hand and the electrode 3 on the other. As a result, a high capacity is measured.

Im Falle der Fig. 2 ist ein trockenes Kabel angenommen. Die Feldlinien 7 verlaufen auf langen Wegen von der Elektrode 2 zur Elektrode 3, so daß eine so sehr niedrige Kapazität gemessen wird.In the case of Fig. 2, a dry cable is assumed. The field lines 7 run on long paths from the electrode 2 to the electrode 3 , so that such a very low capacitance is measured.

In den Fig. 1und 2 sind die Grenzfälle "trockenes Kabel" und "vollständig nasses Kabel" betrachtet. Bei nicht vollständiger Durchsetzung mit Wasser ergeben sich Feldlinienverläufe, welche zwischen den in den Fig. 1 und 2 dargestellten Grenzbildern verlaufen, wobei dann die gemessenen Kapazitätswerte ebenfalls entsprechende Zwischenwerte annehmen.The limit cases "dry cable" and "completely wet cable" are considered in FIGS. 1 and 2. In the case of incomplete penetration with water, there are field line profiles which run between the boundary images shown in FIGS . 1 and 2, in which case the measured capacitance values likewise assume corresponding intermediate values.

Die Vorrichtung zur Ausübung des anhand der Fig. 1 und 2 erläuterten Verfahrens kann vorteilhaft gemäß Fig. 3 ausgebildet sein. An einem Verbindungsträger 8 sind jeweils aus Halbschalen 9 und 9′ bzw. 10 und 10′ bestehende Kondensatorelektroden angebracht, wobei die Halbschalen 9′ und 10′ über Schraubverbindungen 11 leicht lösbar sind, so daß in den durch die Halbschalen gebildeten Innenraum das zu messende Kabel leicht einbringbar ist. Statt der lösbaren Schraubverbindungen 11 können Scharniere gewählt sein, so daß die Halbschalen 9′ und 10′, vorzugsweise entgegen einer Federkraft, zurückklappbar wären. The device for performing the method explained with reference to FIGS. 1 and 2 can advantageously be designed according to FIG. 3. On a connection carrier 8 are each made of half-shells 9 and 9 ' or 10 and 10' existing capacitor electrodes, the half-shells 9 ' and 10' are easily detachable via screw connections 11 , so that in the interior formed by the half-shells the cable to be measured is easy to insert. Instead of the detachable screw connections 11 , hinges can be selected so that the half-shells 9 ' and 10' , preferably against a spring force, could be folded back.

Die Meßzuleitungen 12 und 13 sind vom Anschlußkabel 14 her durch den mit dem Verbindungsträger 8 verbundenen Handgriff 15 geführt.The measuring leads 12 and 13 are guided from the connecting cable 14 through the handle 15 connected to the connection carrier 8 .

Es wäre in Abwandlung der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform möglich, jede Kondensatorelektrode als Halbschale auszubilden, die dann zweckmäßig in Umfangsrichtung benachbart anzuordnen sind. Bei gleicher Meßempfindlichkeit wäre die axiale Länge einer solchen Halbschalenelektrode etwa gleich der Summe der Länge zweier Halbschalen 9′ und 10′ nach Fig. 3.In a modification of the embodiment shown in FIG. 3, it would be possible to design each capacitor electrode as a half-shell, which are then expediently to be arranged adjacent in the circumferential direction. With the same measuring sensitivity, the axial length of such a half-shell electrode would be approximately equal to the sum of the length of two half-shells 9 ' and 10' according to FIG. 3.

In Fig. 4 sind an zwei verschiedenen Kabeln gemessene Kennlinien 16 und 17 dargestellt, welche jeweils die in Abhängigkeit der Kabellänge e gemessenen Kapazitätswerte C zeigen. Im Falle des Kabels mit der Kennlinie 16 ist der Frontbereich des eindringenden Wassers klein (Tiefe 18). Ein solches Kabel hat eine bessere Längswasserdichtigkeit als ein Kabel mit der Kennlinie 17 und einer Tiefe 19 des Frontbereichs.In FIG. 4 measured characteristics are shown 16 and 17 at two different cables, each showing the measured function of the cable length e capacitance values C. In the case of the cable with the characteristic curve 16 , the front area of the penetrating water is small (depth 18 ). Such a cable has a better longitudinal water tightness than a cable with the characteristic curve 17 and a depth 19 of the front area.

In Fig. 5 sind Frontbereichskennlinien eines Kabels zu den Zeiten t ₀, t ₁ und t ₂ erkennbar, wobei t ₁ einen Monat nach t ₀ und t ₂ drei Monate nach t ₀ gemessen wurde. Solche Kennlinien vermitteln eine genaue Kenntnis von der Wanderungsgeschwindigkeit einer Wasserfront.In FIG. 5, the front area characteristics are of a cable at times t _0, t ₁ and t ₂ be seen, where t ₁ is one month after t ₀ and t _2, three months after t ₀ was measured. Such characteristics provide precise knowledge of the speed of migration of a water front.

Claims

1. A method for the detection of water which has penetrated between a core and a metal-free sheath of a cable, in which two adjacent capacitor electrodes are placed on the circumference of the sheath for measuring the capacitance effective between them, characterized in that the capacitor electrodes ( 2, 3 ) be placed one behind the other on the cable jacket in the axial direction.

2. The method according to claim 1, characterized in that the electrodes ( 2, 3 ) each comprise approximately the entire circumferential surface of the cable sheath ( 1 ).

3. The method according to any one of claims 1 or 2, characterized in that the measurement of the capacitance consecutive places in the longitudinal direction of the cable is made.

4. Device for carrying out the method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the two electrodes ( 2, 3 ) on a connecting body ( 8 ) are insulated from each other attached metallic pipe sections.

5. The device according to claim 4, characterized in that the inner diameter of the pipe sections is slightly larger than the outer diameter of the cable jacket ( 1 ).

6. Device for carrying out the method according to one of claims 1 or 2, characterized in that a handle ( 15 ) is arranged on the connecting body ( 8 ).

7. Device according to one of claims 4 to 6, characterized in that the tube sections each consist of two half-shells which can be folded away from one another ( 9, 9 ' or 10, 10' ).