DE3727224A1

DE3727224A1 - Measuring arrangement for locating leakage defects in cables

Info

Publication number: DE3727224A1
Application number: DE19873727224
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl Ing Giebel; Adalbert Ciz; Dieter Dipl Ing Kunze
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1987-08-14
Filing date: 1987-08-14
Publication date: 1989-02-23

Abstract

The invention is concerned with an arrangement for the location of leakage defects in cables with additional armouring (ZB). With the measuring arrangement, the longitudinally directed additional armouring (ZB) is tested for damage, the length co-ordinates as far as the leak being determined with the aid of a connected measuring circuit. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Meßanordnung zum Orten von Leckfehlern an Kabeln mit Zusatzbewehrung, insbesondere an Seekabeln, wobei das Kabel in Aufnahmen dieser längsverlaufenden Zusatzbewehrung eingebracht ist und wobei weiterhin die Zusatzbewehrung längsgerichtete zugfeste Elemente aufweist.The invention relates to a measuring arrangement for locating leakage errors on cables with additional reinforcement, especially on submarine cables, the cable in shots of this longitudinal reinforcement is introduced and the additional reinforcement continues has longitudinal tensile elements.

In der europäischen Patentanmeldung EP 87 109 245.8 werden Zusatzbewehrungen für Kabel, insbesondere für Seekabel, beschrieben, die zum Schutz von nicht genügend geschützten Kabeln verwendet werden. Diese Zusatzbewehrungen besitzen längsgerichtete zugfeste Elemente für die Aufnahme mechanischer Beanspruchungen. Auf diese Weise werden die zu schützenden und in entsprechenden längsgerichteten Aufnahmen eingebrachten Kabel vor mechanischer Beschädigung geschützt. So können solche Zusatzbewehrungen beispielsweise auch für den Schutz von Lichtwellenleitern verwendet werden, doch fehlen dann unter Umständen entsprechende Überwachungssysteme, mit denen mechanische Beschädigungen angezeigt werden können. Selbst wenn für die Kabel selbst Warn- oder Ortungssysteme vorhanden wären, kann auf den Zustand der Zusatzbewehrungen kein Rückschluß gezogen werden. Wenn jedoch eine solche Zusatzbewehrung durch Beschädigung wie zum Beispiel durch Korrosion der zugfesten Elemente infolge eines Leckes der Isolation geschwächt wird oder gar ausfällt, kann das Kabel ernsthaft gefährdet werden. Eine Einrichtung zur Überwachung dieser Zusatzbewehrungen existiert bisher nicht.In the European patent application EP 87 109 245.8 additional reinforcements for cables, especially for submarine cables, which is used to protect insufficiently protected cables will. These additional reinforcements are longitudinal tensile elements for absorbing mechanical loads. In this way, those to be protected and in appropriate cables inserted in the longitudinal direction protected against mechanical damage. So such additional reinforcements for example for the protection of optical fibers may be used, but the corresponding ones may be missing Surveillance systems that use mechanical damage can be displayed. Even if for the cables themselves Warning or location systems would exist depending on the condition no conclusions can be drawn from the additional reinforcements. But when such additional reinforcement due to damage such as due to corrosion of the tensile elements as a result of Leaks in the insulation can be weakened or even fail the cable is seriously endangered. A surveillance facility this additional reinforcement does not yet exist.

Aufgabe der Erfindung ist nun, eine Meßanordnung zu schaffen, mit deren Hilfe die Zusatzbewehrungen für Kabel überwacht und die Beschädigungsstelle geortet werden können. Die gestellte Aufgabe wird mit einer Meßanordnung der eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst, daß mindestens zwei zugfeste, elektrisch leitende und nach außen isolierte Elemente in der Zusatzbewehrung angeordnet sind, daß diese zugfesten Elemente am seeseitigen Ende mit einer dichten Abschlußeinheit elektrisch miteinander verbunden sind und daß die zugfesten Elemente am landseitigen Ende mit elektrischen Meßanschlüssen versehen sind, an welche eine an sich bekannte Meßanordnung anschließbar ist.The object of the invention is now to provide a measuring arrangement, with the help of which the additional reinforcements for cables are monitored and the point of damage can be located. The posed Task is with a measuring arrangement of the initially described Art solved in that at least two tensile, electrical conductive and externally insulated elements in the additional reinforcement are arranged that these tensile elements on the sea side End with a tight termination unit electrically with each other are connected and that the tensile elements on the land side Are provided with electrical measuring connections which a known measuring arrangement can be connected.

Vorteile an der erfindungsgemäßen Meßanordnung sind nun insbesondere darin zu sehen, daß unabhängig von den geschützten Kabeln die Zusatzbewehrungen für diese Kabel separat überwacht werden. Dadurch ist möglich, daß bereits leichte Beschädigungen bereits vor Auswirkung auf die zu schützenden Kabel ermittelt und schließlich behoben werden können. So werden die Zusatzbewehrungen vorzugsweise aus kunststoffumspritzten, elektrisch leitenden, zugfesten Elementen hergestellt, so daß über diese zugfesten Elemente eine elektrische Messung möglich ist. Auf diese Weise können auch Kabel mit Lichtleitern in einfacher Weise überwacht werden. Die Zusatzbewehrungen haben die Aufgabe, die eingelegten und zu schützenden Kabel vor Schäden durch Stein, Felsen oder Schiffsanker zu schützen, wenn sie auf dem Meeresgrund abgelegt sind. Es können durch diese Fremdeinwirkungen jedoch auch die Zusatzbewehrungen beschädigt werden, wobei über eventuelle Defekt- oder Leckstellen der Kunststoffummantelung eine Korrosion der zugfesten Elemente einsetzen kann. Zum Zwecke der Vorwarnung ist nun eine Überwachung mit Hilfe einer Meßanordnung gemäß der Erfindung entwickelt worden. Aufgrund der Ortungsmöglichkeiten mit einer solchen Meßanordnung kann auch durch Bestimmung der Lage der Leckstelle eine Reparatur ermöglicht werden. Die Überwachung und Ortung mit der Meßanordnung gemäß der Erfindung ist dadurch möglich, daß die zugfesten Elemente elektrisch gegen das umgebende Wasser isoliert sind. Die Messung des Isolationswiderstandes am landseitigen Ende des verlegten Kabels ermöglicht eine Überwachung der Korrosionsschutzhülle. So werden die landseitigen Enden der zugfesten Elemente mit elektrischen Meßanschlüssen versehen, während die seeseitigen Enden dieser zugfesten Elemente elektrisch leitend miteinander verbunden sind. So kann der Fehlerort in der für Kabel an sich bekannten Schaltung, einer entsprechend modifizierten Brückenschaltung, ermittelt werden. Das Ergebnis dieser Messung zeigt eine Längenkoordinate an. Um die Fehlerstelle genau lokalisieren zu können wird nun die Lage der Zusatzbewehrung am Meeresgrund noch ermittelt. Dies ist auf elektromagnetischem Wege möglich, wenn Gleich- oder Wechselstrom in die aus den zugfesten Elementen gebildete Schleife eingespeist wird. Als Detektor kann zum Beispiel eine Kompaßnadel bzw. eine Ferritkernspule mit entsprechenden und an sich bekannten Schaltungen verwendet werden.Advantages of the measuring arrangement according to the invention are now particularly to see that regardless of the protected cables the additional reinforcements for these cables are monitored separately will. This makes it possible for slight damage even before it affects the cables to be protected can be determined and finally rectified. So they will Additional reinforcements, preferably made of plastic-encapsulated, electrical conductive, tensile elements made so that over these tensile elements an electrical measurement is possible. In this way, cables with optical fibers can be used more easily Way to be monitored. The additional reinforcements have the task the inserted and protected cables from damage Protect stone, rocks or ship anchors when on the Are deposited. It can be caused by these external influences however, the additional reinforcements are damaged, too about possible defects or leaks in the plastic casing corrosion of the tensile elements can occur. To the The purpose of the prewarning is now monitoring with the help of a Measuring arrangement has been developed according to the invention. Because of the location options with such a measuring arrangement can also by determining the location of the leak be made possible. Monitoring and location with the measuring arrangement according to the invention it is possible that the tensile Elements are electrically isolated from the surrounding water. The measurement of the insulation resistance at the landward end of the The installed cable enables the corrosion protection cover to be monitored. So the landward ends of the tensile Provide elements with electrical measuring connections, while the Sea-side ends of these tensile elements are electrically conductive are interconnected. So the fault location in the for Cable known circuit, a correspondingly modified Bridge circuit can be determined. The result of this Measurement shows a length coordinate. To the flaw The location of the additional reinforcement can now be localized precisely still determined at the seabed. This is on electromagnetic Paths possible if direct or alternating current in the loop formed from the tensile elements fed becomes. For example, a compass needle or a Ferrite core coil with corresponding and known circuits be used.

Die Erfindung wird nun anhand von drei Figuren näher erläutert.The invention will now be explained in more detail with reference to three figures.

Fig. 1 zeigt eine zu überwachende Zusatzbewehrung, bestehend aus zwei zugfesten Elementen. Fig . 1 shows an additional reinforcement to be monitored, consisting of two tensile elements.

Fig. 2 zeigt eine Zusatzbewehrung mit drei zugfesten Elementen. Fig . 2 shows an additional reinforcement with three tensile elements.

Fig. 3 zeigt eine Abschlußeinheit für die zugfesten Elemente am seeseitigen Ende. Fig . 3 shows a termination unit for the tensile elements at the sea-side end.

Fig. 1 zeigt eine Zusatzbewehrung ZB 1, die aus zwei mit Kunststoff ummantelten, zugfesten Elementen ZE 1 besteht, zwischen denen zwei längsgerichtete, kanalartige Aufnahmen A für empfindliche Kabel angeordnet sind. Am seeseitigen Ende SE ist deutlich gemacht, daß die beiden elektrisch leitenden zugfesten Elemente ZE 1 über eine Kurzschlußleitung K elektrisch miteinander verbunden sind. Am landseitigen Ende LE sind die Meßanschlüsse der zugfesten Elemente ZE 1 der modifizierten Meßschaltung in Form einer an sich bekannten Brückenschaltung B angeschlossen. Wenn nun in der Zusatzbewehrung ZB 1 ein Defekt D in Form eines Lecks auftritt, so kommt das freigewordene zugfeste Element ZE 1 mit Wasser in Berührung, so daß dieser Punkt elektrisch gesehen auf Massepotential liegt. Da die gesamte Länge L der Zusatzbewehrung ZB 1 bekannt ist, wird durch den Abgleich in der Brückenschaltung B der Abstand x bis zum Defekt D ermittelt. Auf diese Weise ist nun die Längskoordinate bis zum Defekt D bekannt. Wenn anschließend die Zusatzbewehrung ZB 1 mit den eingelegten Kabeln zwecks Beseitigung der Leckstelle gehoben werden muß, wird auf die landseitigen Meßanschlüsse eine Gleich- oder Wechselspannung angelegt. Auf elektromagnetischem Wege läßt sich dann mit Hilfe einer Kompaßnadel oder einer Ferritkernspule und den dazugehörigen Schaltungen die verlegte Zusatzbewehrung auffinden und verfolgen. Nach den an sich bekannten Formeln für eine Brückenschaltung läßt sich mit zwei Abgleichwiderständen R 1 und R 2 die Längskoordinate x der Leckstelle berechnen: Fig . 1 shows an additional reinforcement ZB 1 , which consists of two plastic-coated, tensile elements ZE 1 , between which two longitudinal, channel-like receptacles A for sensitive cables are arranged. At the sea-side end SE it is made clear that the two electrically conductive tensile elements ZE 1 are electrically connected to one another via a short-circuit line K. At the landward end LE , the measuring connections of the tensile elements ZE 1 of the modified measuring circuit are connected in the form of a bridge circuit B known per se. If a defect D in the form of a leak now occurs in the additional reinforcement ZB 1 , the released tensile element ZE 1 comes into contact with water, so that this point is electrically grounded. Since the entire length L of the additional reinforcement ZB 1 is known, the distance x to the defect D is determined by the adjustment in the bridge circuit B. In this way, the longitudinal coordinate up to defect D is now known. If the additional reinforcement ZB 1 with the inserted cables has to be lifted to eliminate the leak, a DC or AC voltage is applied to the shore-side measuring connections. The installed additional reinforcement can then be found and tracked electromagnetically with the aid of a compass needle or a ferrite core coil and the associated circuits. According to the known formulas for a bridge circuit, the longitudinal coordinate x of the leak can be calculated with two trimming resistors R 1 and R 2 :

Daraus folgtIt follows

Für die Messung ist dabei wichtig, daß das seeseitige Ende SE dicht abgeschlossen ist, da sonst die Enden der zugfesten Elemente ZE 1 auf Massepotential liegen würden.It is important for the measurement that the sea-side end SE is sealed, otherwise the ends of the tensile elements ZE 1 would be at ground potential.

Die Fig. 2 zeigt ein Beispiel für eine Zusatzbewehrung ZB 2, die drei längsgerichtete, zugfeste Elemente ZE 2 aufweist. Auch hier ist am seeseitigen Ende der Zusatzbewehrung ZB 2 eine elektrische Kurzschlußverbindung K über alle drei zugfesten Elemente ZE 2 hergestellt. Je nach Anschaltung der Meßanordnung am längsseitigen Ende der Zusatzbewehrung ZB 2 lassen sich die einzelnen zugfesten Elemente ZE 2 auf ein eventuell vorliegendes Leck überprüfen. Auch hier ist ein dichter Endabschluß herzustellen, damit ein koordinatengerechter Abgleich zum Auffinden der Leckstelle erfolgen kann.The Fig . 2 shows an example of an additional reinforcement ZB 2 , which has three longitudinal, tensile elements ZE 2 . Here, too, an electrical short-circuit connection K is made across all three tensile elements ZE 2 at the sea-side end of the additional reinforcement ZB 2 . Depending on the connection of the measuring arrangement at the longitudinal end of the additional reinforcement ZB 2 , the individual tensile elements ZE 2 can be checked for a possible leak. Here, too, a tight end seal must be created so that a coordinate-appropriate adjustment can be made to find the leak.

Die Fig. 3 zeigt zum Teil in schematischer Art die Bildung des Kurzschlusses zwischen den zugfesten Elementen ZE einer Zusatzbewehrung ZB am seeseitigen Ende SE. Die Kabel, sowie die weiteren Ausbildungseinzelheiten der Zusatzbewehrung sind hier nicht von Bedeutung, so daß sie der Übersicht wegen nicht eingezeichnet wurden. So wird jedoch deutlich, daß die zugfesten Elemente ZE am Ende mit Hilfe eines Kabelverbinders KLV insbesondere elektrisch miteinander verbunden sind. Als Gegenlager ist im Zwickelbereich zwischen den beiden zugfesten Elementen ZE beispielsweise ein Formkörper FK eingelagert. Über diese Verbindungsstelle ist die ganze Abschlußeinheit AE überdeckend zum Beispiel eine Schrumpfkappe SK aufgebracht, die das seeseitige Ende SE wasserdicht abschließt.The Fig . 3 shows in part in a schematic manner the formation of the short circuit between the tensile elements ZE of an additional reinforcement ZB at the sea-side end SE . The cables, as well as the further training details of the additional reinforcement are not important here, so that they have not been drawn in for the sake of clarity. However, it is clear that the tensile elements ZE are in particular electrically connected to one another at the end with the aid of a cable connector KLV . For example, a molded body FK is embedded in the gusset area between the two tensile elements ZE . About this connection point covering the entire termination unit AE is applied, for example, a shrink cap SK , which seals the sea-side end SE watertight.

Diese Abschlußeinheiten AE können jedoch zum Beispiel auch steckbare elektrische Verbindungselemente enthalten und die wasserdichten Abschlüsse lassen sich zum Beispiel auch durch entsprechende Klemmverbindungen herstellen. Außerdem ist möglich, den Abschluß aus Kunststoffmaterial herzustellen, das dem Kunststoffmaterial der Zusatzbewehrung gleicht. Durch Einwirkung von Wärme läßt sich dann eine Verschmelzung der beiden Materialien erreichen und eine dichte Abschlußstelle herstellen.However, these termination units AE can, for example, also contain plug-in electrical connection elements and the watertight terminations can also be produced, for example, by means of corresponding clamp connections. It is also possible to produce the closure from plastic material that is similar to the plastic material of the additional reinforcement. By the action of heat, a fusion of the two materials can then be achieved and a tight sealing point can be produced.

Am landseitigen Ende LE der Zusatzbewehrung ZB sind die Meßanschlüsse MA zum Anschluß der Meßschaltung angedeutet, die entweder fest, klemm- oder steckbar ausgebildet sein können.At the land-side end LE of the additional reinforcement ZB , the measuring connections MA for connecting the measuring circuit are indicated, which can be either fixed, clampable or pluggable.

Claims

1. Measuring arrangement for locating leakage faults on cables with additional reinforcement, in particular on submarine cables, the cable being inserted into receptacles of this longitudinal additional reinforcement and furthermore the additional reinforcement has longitudinal, tensile elements, characterized in that at least two tensile, electrically conductive and externally insulated elements (ZE) are arranged in the additional reinforcement (ZB) , that these tensile elements (ZE) at the sea-side end (SE ) are electrically connected to each other with a tight termination unit (AE) and that the tensile elements (ZE) at the land-side end ( LE) are provided with electrical measuring connections (MA) to which a measuring arrangement (B) known per se can be connected.

2. Measuring arrangement according to claim 1, characterized in that the termination unit (AE) is arranged pluggable and sealed watertight.

3. Measuring arrangement according to claim 1, characterized in that the end unit (AE) is designed as a fixed end and is watertight.

4. Measuring arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the tensile elements (ZE) are surrounded with electrically insulating plastic material, preferably polyethylene.

5. Measuring arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the termination unit (AE) is embedded in the plastic material of the tensile elements.

6. Measuring arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized in that the end unit (AE) is embedded in a cap (SK) shrunk onto the end of the additional reinforcement (ZB) .

7. Measuring arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the measuring arrangement is designed as a bridge circuit (B) .