DE4124640C2 - Rohrleitungssystem - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einem Rohrleitungssy­ stem DE 40 15 075 A1 gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Rohrlei­ tungssysteme zur Übertragung von Fernwärme oder sonstiger flüssiger Medien bestehen im allgemeinen aus einem das Medium führenden Innenrohr, einem das In­ nenrohr mit Abstand umgebenden Außenrohr und ei­ nem Füllmaterial in dem Zwischenraum zwischen In­ nenrohr und Außenrohr. Das Füllmaterial besteht im allgemeinen aus Polyurethan. Zur Detektierung und Or­ tung von Undichtigkeiten am Innenrohr ist es bekannt, in dem Zwischenraum zwischen Innenrohr und Außen­ rohr Sensoren im Form elektrischer Leiter vorzusehen. Bei einer Undichtigkeit am Innenrohr dringt Flüssigkeit in den Zwischenraum. Die dadurch auftretende Feuch­ tigkeit wird durch den Sensor ermittelt. Durch elektri­ sche Messung der erhöhten Leitfähigkeit des an sich nicht leitenden Füllmaterials kann eine Fehlerdetektie­ rung und Fehlerortung vorgenommen werden.

Bei einem ersten Meßverfahren besteht ein Leiter des Sensors z. B. aus Nickelchrom (NiCr) und ist relativ hochohmig. Die Fehlerortung erfolgt nach dem Wider­ standsmeßverfahren, indem der ohmsche Widerstand zwischen diesem Leiter und einem niederohmigen zwei­ ten Leiter oder einem leitfähigen Rohr gemessen wird und nach dem Prinzip des unbelasteten Spannungstei­ lers die Lage der Fehlerstelle ermittelt wird. Dieses Ver­ fahren ist vorteilhaft bei der Bauüberwachung, ermög­ licht eine präzise frühzeitige Ortung und zeigt vorzugs­ weise die Quelle des Schadens an.

Bei einem zweiten Meßverfahren EP 02 98 475 A1 erfolgt die Fehler­ ortung durch Messung der Laufzeit eines Impulses, der an der niederohmig gewordenen Fehlerstelle reflektiert wird. Als Sensor sind üblicherweise zwei niederohmige unisolierte Kupferdrähte vorgesehen. Die Ortung er­ folgt meist zwischen Draht und Rohr. Dieses Verfahren ist vorteilhaft bei einer relativ späten Ortung, bei beson­ ders starken Schadensbildern, also schon sehr feuchten Fehlerstellen und zeigt vorzugsweise die Grenzen des Schadens an.

Die beiden beschriebenen Meßverfahren beruhen da­ her auf unterschiedlichen Prinzipien. Das erste Meßver­ fahren eignet sich mehr bei weniger feuchten Fehler­ stellen und hat eine Einsatzgrenze in Richtung sehr feuchter Fehlerstellen. Das zweite Meßverfahren eignet sich vorzugsweise bei besonders feuchten Fehlerstellen und hat eine Einsatzgrenze hin zu weniger feuchten Fehlerstellen. Die beiden Meßverfahren werden bisher je nach Anwenderwunsch alternativ eingesetzt.

Aus Gründen des Umweltschutzes wird in zunehmen­ dem Maße das in dem Rohr transportierte Wasser ent­ salzt, um bisher verwendete umweltgefährdende Anti­ korrosionsmittel zu vermeiden. Dadurch wird das Was­ ser sehr hochohmig und nimmt die Eigenschaften von destilliertem Wasser an, wodurch beide Meßverfahren erschwert werden. Der Innenraum zwischen Innen- und Außenrohr wurde bislang mit Polyurethan ausge­ schäumt, das mit FCKW (Fluorchlorkohlenwasserstoff) aufgeschäumt war. Das Chlor erzeugte in einem Scha­ densfall Salzsäure, die eine meßbare Verringerung des Widerstandes des Polyurethanschaumes bewirkte und dadurch eine Messung ermöglichte. Ebenfalls aus Um­ weltgründen ist in dem Schaum künftig kein Chlor mehr vorhanden, wodurch die zur Fehlerortung ausgenutzte Niederohmigkeit des Schaumes in einem Schadensfall nicht mehr in ausreichendem Maße auftritt. Durch diese Maßnahmen werden also die Einsatzmöglichkeiten der Meßverfahren eingeschränkt, wobei insbesondere die Laufzeitmessung mit Reflexion schwerer einsetzbar ist, wenn nicht verstärkende Mittel (Indikatoren, Salze, Fil­ ze etc.) zusätzlich eingebaut werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Rohr­ leitungssystem zu schaffen, das die Vorteile der beiden beschriebenen Meßverfahren vereinigt und somit im großen Umfang universell einsetzbar ist.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angege­ bene Erfindung gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung besteht somit im Prinzip darin, daß der Sensor drei Leiter enthält, daß der erste Leiter hochoh­ mig, der zweite Leiter niederohmig und unisoliert und der dritte Leiter niederohmig und isoliert ausgebildet ist.

Bei der erfindungsgemäßen Lösung werden somit der hochohmige Leiter und der isolierte Kupferleiter des ersten Meßverfahrens mit nur einem unisolierten Kup­ ferleiter des zweiten Meßverfahrens kombiniert. Der bisher verwendete zweite unisolierte Kupferleiter des zweiten Meßverfahrens wird also weggelassen und so­ mit von dem bisher üblichen Aufbau des zweiten Meß­ verfahrens abgewichen. Die Erfindung beruht dabei auf der Erkenntnis, daß zur Realisierung des zweiten Meß­ verfahrens ein unisolierter Kupferleiter ausreicht und der zweite Kupferleiter auch isoliert sein kann. Eine Fehlerstelle kann dann zwar nur durch den unisolierten Kupferleiter detektiert werden. Die dann an diesem Lei­ ter auftretende Reflexion ist jedoch ausreichend, um die Fehlerstelle zu detektieren und zu orten. Das erfin­ dungsgemäße Rohrleitungssystem mit einem Sensor aus drei unterschiedlichen Drähten hat somit die Vorteile der beiden beschriebenen Meßverfahren und ermög­ licht den wahlweisen Einsatz dieser beiden Verfahren je nach den vorliegenden Bedingungen. Von Vorteil dabei ist, daß für den Sensor nicht die vollständige Summe des Aufwandes der beiden Meßverfahren erforderlich ist, der insgesamt zu vier Leitern für den Sensor führen würde. Die Nachteile des einen Meßverfahrens werden also gewissermaßen durch die Vorteile des anderen Meßverfahrens kompensiert, wodurch sich ein denkbar weiter Anwendungsbereich für die Fehlerortung ergibt.

Es ist zwar bekannt, Sensoren in Dreileitertechnik auszuführen (EP 0257575 A1 GB 2220494), doch ist es dort weder beabsichtigt noch möglich, mit diesen bekannten Sensoren die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe zu lösen. Bei der Lecküberwachungseinrichtung gemäß DE 30 10 279 C2 wird eine sicher Lecküberwachung dadurch angestrebt, daß die Lage des Sensors präzise eingestellt und der Salzgehalt im Zwischenraum erhöht wird.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeich­ nung an Ausführungsbeispielen erläutert.

Darin zeigt Fig. 1 im Prinzip ein Leitungsrohr mit Sensor nach dem ersten Meßverfahren,

Fig. 2 im Prinzip ein Leitungsrohr mit Sensor nach dem zweiten Meßverfahren,

Fig. 3 ein erfindungsgemäß ausgebildetes Leitungs­ rohr insbesondere für das erste Meßverfahren,

Fig. 4 ein erfindungsgemäß ausgebildetes Leitungs­ rohr insbesondere für das zweite Meßverfahren,

Fig. 5 die Verbindung zweier Leitungsrohre gemäß Fig. 3 und

Fig. 6 die Verbindung zweier erfindungsgemäß aus­ gebildeter Leitungsrohre.

Fig. 1 zeigt ein Leitungsrohr R, das mit einem Sensor in Form eines hochohmigen Leiters 1, z. B. aus Nickel­ chrom, und eines isolierten Kupferleiters 3 versehen ist. Die Leiter 1, 3 verlaufen in dem Zwischenraum zwi­ schen einem Außenrohr RA und dem zur Vereinfachung nicht dargestellten Innenrohr RI. Die Detektierung und Ortung des Fehlers erfolgt durch Widerstand- und Po­ tentiometermessung mit den Leitern 1, 3 am Eingang jeweils eines Rohres, wodurch auf die Lage der Fehler­ stelle, die eine niederohmige Verbindung durch eindrin­ gende Feuchtigkeit zwischen Draht 1 und Rohr, Erde, oder Rohrersatzachse darstellt, geschlossen werden kann. Der Leiter 1 ist mit etwa 5,6 Ohm/m relativ hoch­ ohmig ausgebildet, um eine wirkungsvolle Messung zu ermöglichen und den Energieverbrauch gering zu hal­ ten. Das Leitungsrohr R ist als T-Stück dargestellt. Der nach oben gerichtete Stutzen führt z. B. zu einer An­ schlußstelle in einem Wohnhaus. Dieses Meßverfahren ist bekannt und beschrieben in der DE-OS 40 15 075.5.

In Fig. 2 besteht der im Leitungsrohr R verlaufende Sensor aus zwei gleichen unisolierten Kupferdrähten 2a und 2b. Bei einem Feuchtigkeitseinbruch aufgrund einer Undichtigkeit erfolgt an der Fehlerstelle eine Reflexion eines am Eingang eingespeisten Impulses, wodurch eine Detektierung und Ortung der Fehlerstelle möglich ist.

Fig. 3 zeigt einen Adapter A in Form eines T-förmi­ gen Leitungsrohres. Aus dem Anschlußstutzen S des Adapters A sind insgesamt vier Leiter herausgeführt. Ein erster Leiter La ist ein hochohmiger NiCr-Leiter und enspricht dem Leiter 1 in Fig. 1. Der Leiter La ist unmittelbar mit dem entsprechenden hochohmigen Lei­ ter 1 des Leitungsrohres R verbunden. Ein zweiter Lei­ ter Lb ist als isolierter Kupferleiter ausgebildet und ent­ spricht dem Leiter 3 in Fig. 1. Der Leiter Lb ist mit dem entsprechenden Leiter 3 des Leitungsrohres R verbun­ den. Die beiden Leiter Lc und Ld, die als unisolierte Kupferleiter ausgebildet sind, sind am Ausgang des Stutzen S miteinander und mit dem entsprechenden Lei­ ter 2 des Leitungsrohres R verbunden. Der Leiter 2 entspricht einem der Leiter 2a, 2b in Fig. 2. Am Ausgang des Leitungsrohres R sind die Leiter 1, 3 miteinander verbunden. Die Anordnung nach Fig. 3 ermöglicht so­ mit bevorzugt die Anwendung des ersten Meßverfah­ rens gemäß Fig. 1. Der blanke Leiter 2 steht an jedem Leitungsende zu Messungen nach dem zweiten Verfah­ ren zusätzlich zur Verfügung.

In Fig. 4 sind der Adapter A und das Leitungsrohr R genauso ausgebildet wie in Fig. 3. Im Gegensatz zu Fig. 3 ist jedoch der Leiter Lb am Ausgang des Stutzen S mit dem Leiter La verbunden. Außerdem sind die beiden Leiter Lc und Ld nicht miteinander, sondern mit den Leitern 3 und 2 des Leitungsrohres R verbunden. Außerdem sind am Ausgang des Leitungsrohres R die beiden Leiter 2 und 3 miteinander verbunden. Die An­ ordnung gemäß Fig. 4 arbeitet somit gemäß dem zwei­ ten beschriebenen Meßverfahren gemäß Fig. 2. Im Ge­ gensatz zu Fig. 2 ist die Meßschleife jedoch nicht durch zwei unisolierte Kupferleiter gemäß Fig. 2, sondern durch den unisolierten Kupferleiter 2 und den isolierten Kupferleiter 3 gebildet. Die Anordnung nach Fig. 4 er­ möglicht somit die bevorzugte Anwendung des zweiten Meßverfahrens gemäß Fig. 2. Der hochohmige Sensor 1 steht an jedem Leitungsende zu Messungen nach dem ersten Verfahren zusätzlich zur Verfügung.

Das als Grundelement dienende Formstück A ist so­ mit für beide Meßverfahren gleich und bietet die Mög­ lichkeit, das angeschlossene Leitungsrohr R nach dem ersten Meßverfahren gemäß Fig. 3 entsprechend Fig. 1 oder nach dem zweiten Meßverfahren gemäß Fig. 4 entsprechend Fig. 2 weiterzuführen.

Fig. 5 zeigt die vollständige Darstellung der Verbin­ dung zweier unterschiedlicher Leitungsrohre A und R zur Realisierung des ersten Meßverfahrens gemäß Fig. 3. Die Punkte an den Leitungen deuten jeweils die Verbindungsstellen zwischen den beiden Rohren A und B und den Austritt und den Eintritt der Leiter in die Wärmedämmung der Rohre an. Aus dem Rohr A, wel­ ches das das Medium führende Innenrohr R1i enthält, treten der hochohmige Leiter 1, der isolierte Kupferlei­ ter 3 und die beiden unisolierten Kupferleiter 2a, 2b aus. Der Leiter 1 ist unmittelbar mit dem entsprechenden hochohmigen Leiter 1 des Rohres R verbunden. Ebenso ist der Leiter 3 des Rohres A unmittelbar mit dem ent­ sprechenden Leiter 3 des Rohres R verbunden. Die Lei­ ter 2a und 2b des Rohres A sind miteinander und außer­ dem mit dem entsprechenden Leiter 2 des Rohres R verbunden. Die das Medium führenden Innenrohre R1i und R2i der Rohre A, R sind über die Schweißnaht 4 miteinander verbunden.

Fig. 6 zeigt die Verbindung zweier Rohre A und R, die beide in gleicher Weise mit einem Sensor aus dem hochohmigen Leiter 1, dem unisolierten niederohmigen Kupferleiter 2 und dem isolierten Kupferleiter 3 verse­ hen sind.

Der erste Leiter 1 ist im allgemeinen ein unisolierter Leiter, da er der zu detektierenden Feuchtigkeit ausge­ setzt sein muß. Der Leiter 1 kann aber auch von einer, beispielsweise perforierten Isolation umgeben sein, die einen zusätzlichen Schutz für den Leiter darstellt, je­ doch die Einwirkung der Feuchtigkeit auf den Leiter selbst und damit die Detektierung und Ortung der Feh­ lerstelle ermöglicht.

Die niederohmigen Leiter 2, 3 haben spezifische Wi­ derstandswerte unterhalb 0,1 Ohm/m, vorzugsweise 0,01 Ohm/m. Der hochohmige Leiter 1 hat spezifische Widerstandswerte von oberhalb 0,1 Ohm/m, vorzugs­ weise 5,6 Ohm/m.

Claims (10)

1. Rohrleitungssystem mit einem in einem Außenrohr angeordneten Innenrohr für den Transport eines Mediums und mit einem Sensor in Form in Form von drei elektrischen Leitern für die Detektierung von leitenden Medien im Zwischenraum zwischen Außenrohr und Innenrohr, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Leiter (1) einen Widerstandswert oberhalb 0,1 Ohm/m hat, daß der zweite Leiter (2) und der dritte Leiter (3) einen Widerstandswert unterhalb 0,1 Ohm/m haben, und daß der zweite Leiter unisoliert und der dritte Leiter isoliert ausgebildet sind, wobei die Widerstandswerte der drei Leiter so bemessen sind, daß der Sensor wahlweise als Teil einer hochohmigen Widerstandsmessung oder einer niederohmigen Reflexionsmessung schaltbar ist.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Leiter (1) einen Widerstandswert von 5,6 Ohm/m hat und die zweiten und dritten Leiter (2, 3) einen Widerstandswert von 0,01 Ohm/m haben.

3. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß ein Adapter (A) vorgesehen ist, der an einem Ausgang einen Leiter La mit den Werten des ersten Leiters (1), zwei Leiter (Lc und Ld) mit den Werten des zweiten Leiters (2) und einen Leiter (Lb) mit den Werten des dritten Leiters (3) aufweist.

4. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß an den Ausgang des Adapters (A) ein Lei­ tungsrohr (R) mit dem ersten Leiter (1), dem zwei­ ten Leiter (2) und dem dritten Leiter (3) anschließ­ bar ist.

5. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß für eine Fehlerortung durch Spannungs­ teilermessung zwischen Ausgang des Adapters (A) und Eingang des Leitungsrohres (R) der Leiter La mit dem ersten Leiter (1) des Leitungsrohres (R), die Leiter Lc und Ld miteinander und mit dem zweiten Leiter (2) des Leitungsrohres (R), der Lei­ ter Lb mit dem dritten Leiter (3) des Leitungsrohres (R) und am Ende des Leitungsrohres (R) der erste Leiter (1) und der dritte Leiter (3) miteinander ver­ bunden sind.

6. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß für eine Fehlerortung durch Reflexion zwi­ schen Ausgang des Adapters (A) und Eingang des Leitungsrohres (R) die Leiter La mit Lb mit dem ersten Leiter (1) des Leitungsrohres (R), der Leiter Ld mit dem dritten Leiter (3) des Leitungsrohres (R) und am Ende des Leitungsrohres (R) der zwei­ ten Leiter (2) und der dritte Leiter (3) miteinander verbunden sind und im Adapter A in Form des Leiters Lc weitergeführt werden.

7. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß der Adapter (A) als T-Stück ausgebildet ist.

8. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die Leiter La, Lc und Ld zu zwei gegen­ überliegenden Enden des Adapters (A) und der Lei­ ter Lb mit einem zum zweiten Ende des Adapters (A) führenden Leiter in Form des ersten Leiters (1) geführt ist.

9. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der erste Leiter (1) unisoliert ist.

10. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der erste Leiter (1) von einer perforierten Isolation umgeben ist.