DE637703C - Einrichtung zur elektrischen Fernanzeige der metrischen Entfernung undichter Stellen in Rohrleitungen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Sicherheitseinrichtung an beliebigen Rohrleitungen, die bei Undichtigkeiten in der unter Überoder Unterdruck stehenden Leitung selbsttätig wirksam wird und den Ort etwaiger undichter Stellen oder Rohrbrüche in der Betriebswarte feststellt. Nach dem bisherigen Stande der Technik kann dies z. B. bei Druckkabelanlagen dadurch erreicht werden, daß man an der Rohrstrecke und an den Endverschlüssen Druckmesser mit Fernübertragung der Mindestanzeiga mit Alarmgabe und gegebenenfalls Abschaltung der Rohrleitung bzw. des fehlerhaften Kabelstranges in der Druckkabelrohrleitung vorsieht. Die Ortsbestimmung der Fehlerstelle geschieht hierbei dadurch, daß an beiden Enden der Rohrleitung Druckmittelbehälter mit bekanntem Rauminhalt und bekanntem Druck angeschlos-

ao sen sind, so daß bei Eintritt einer Undichtheit die Gasströme an beiden Enden der Leitung umgekehrt verhältnisgleich dem Abstande des Fehlerortes von den Enden sind. Als Meßapparate für die Fehlerortsbestimmung dienen Gasstrommesser.

Da der Strömungswiderstand von der Durchfiußmenge nicht unabhängig ist, ist eine hinreichende Genauigkeit bei der Fehlerortsbestimmung nicht erzielbar, selbst bei Herab- setzung der Durchflußgeschwindigkeit durch Anwendung von Füllmaterial, an den Rohreingängen. Außerdem sind die Messungen an beiden Rohrleitungsenden durchzuführen, so daß sich weitere Fehler durch die Anwendung zweier voneinander unabhängiger Meßeinrichtungen einstellen.

Es sind ferner an Gasverteilungsanlagen Einrichtungen bekannt, bei denen der Ort etwaiger Undichtheiten insbesondere an Ferngasleitungen dadurch festgestellt wird, daß mit Hilfe von auf das ausströmende Gas ansprechenden Relais an der Stelle der Undichtheit ein Alarmstromkreis geschlossen und das damit vom ganzen Leitungskreis abgeteilte Leitungsstück einer Widerstandsmessung mit der Wheatstoneschen Brücke unterworfen wird, woraus sich dessen Drahtrange und somit die Entfernung der undichten Stelle ergibt.

Wenn auch diese Einrichtung zum Feststellen undichter Stellen auf beliebige Rohrleitungen, insbesondere auch Druckkabelrohrleitungen, ohne weiteres übertragbar ist, findet sie jedoch wegen ihrer Unzulänglichkeit keine Anwendung, Die Nachteile bestehen in erheblichen Meßfehlern infolge Nichtberücksichtigung besonders der Leitertemperatur und der Übergangswiderstände der Schließstellen sowie der Spannungsabhängigkeit der Messungen; dazu kommt die Nichtanzeige etwa eintretender Isolationsstörungen in der Meßanlage.

Mit solchen Fehlern in der Örtsermittelung von undichten Stellen in Rohrleitungen wurde bisher die Beseitigung der Störung an der Undichtigkeitsstelle besonders bei unter Erde

oder unter Wasser verlegten Kabel- und Rohrleitungen äußerst erschwert durch das an falschem Ort vorgenommene und damit nutzlose, Zeit- und" Geldverlust verursachende Aufgraben oder Freilegen der Leitung. :.? Die Erfindung hat zur Aufgabe, die mitjden bisher bekanntgewordenen Verfahren verbundenen Mangel zu beseitigen und darüber hinaus allgemein an Rohrleitungen ίο eine Einrichtung zu schaffen, die unter selbsttätiger Einsteuerung, d. h. ohne handmäßigen Eingriff zur Einschaltung oder Bedienung von Meßgeräten, den Ort etwaiger Undichtigkeiten sowohl als auch etwaiger Isolationsstörungen der Meßanlage in der Betriebswarte in Meter Entfernung ablesbar anzeigt. Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt auf dem Wege elektrischer Fernmessung mit Hilfe von auf das ausströmende Mittel ansprechenden Relais durch erfindungsgemäße Anordnung und Ausbildung von an sich bekannten Grundteilen der Fernmeßtechnik, wie Gebergerät mit Fernsender an der Rohrleitung und Empfangsgerät mit Stromquelle in der Betriebswarte, derart, daß als Widerstandsfernsender längs der zu überwachenden Rohrleitung eine elektrisch isolierte Schleifenleitung vorgesehen ist, an welche geberseitig entlang der Schleife die Relais in Spannungsteilerschaltung und empfangerseitig am offenen -Ende der Schleife eine an. sich bekannte Quotientenüberwachungseinrichtung mit Stromquelle angelegt sind.

Mit dieser erfindungsgeniaßen funktioneilen Verschmelzung von an sich bekannten technischen Mitteln der Fernmeldetechnik wird die aufgabengemäße neue technische Wirkung der selbsttätigen Einstellung der Ortsangabe undichter Stellen bei erhöhter Genauigkeit erreicht und damit, gegenüber der bisher gebräuchlichen Einrichtung, ein technischer Fortschritt erzielt, der sich nach zwei Richtungen hin auswirkt. Erstens: mit eintretender Undichtigkeit wird in der Betriebswarte die metrische Entfernung der undichten Stelle unmittelbar angezeigt, d. h. ohne Zeitverlust für die Durchführung bisher erforderlicher Messungen, z. B. Widerstandsmessungen, aus denen von geschultem Personal erst durch rechnerische Auswertung der Ort der undichten Stelle ermittelt werden mußte. Zweitens: die metrische Entfernung der undichten Stelle wird mit sachlicher Genauigkeit auch für ungelerntes Personal ablesbar angezeigt, d. h. unter Ausschaltung der den bisher bei Rohrleitungen gebräuchlichen Einrichtungen anhaftenden Meßfehlern, und einseitigen Auswertungsfehlern.

Auf der Zeichnung ist in Abb. 1 ein Ausfuhrungsbeispiel einer Einrichtung nach der Erfindung dargestellt. Es bedeutet a eine

z. B. unter Gasdruck gesetzte, z. B. ein Kabel b einhüllende Rohrleitung, die auf eintretende Undichtigkeiten oder Rohrbrüche .,jiberwacht werden soll, wozu die Rohrleitung Anutiauf das ausströmende Gas ansprechenden

Anutiauf das ausströmende Gas ansprechenden Selais" ausgestattet ist. Längs der Rohrleitung ä ist als Widerstandsfernsender ein isolierter Draht d in Schleife ausgelegt und geberseitig an den Pol f der Relais angeschlossen, während die Gegenpole g mit der Stromquelle h in der Betriebs war te über eine Nulleitung oder auch Erdung in Verbindung stehen, wobei als geerdeter Nulleiter auch die Rohrleitung α dienen kann. Schließen sich bei eintretender Undichtigkeit die Pole / und g, so wird die Sphließstelle des Widerstandsfernsenders zur Stromteilungsstelle, wodurch dann in den beiden Schleifenteilen die elektrischen Strome i± und i₂ fließen, die den Teillängen der Leitung verhältnisgleich sind. Das Verhältnis %, i₂ ist somit Maßstab der von der Betriebswarte aus gemessenen Entfernung der Schließstelle, d. h. der Undichtigkeitsstelle. Das Verhältnis dieser Teilströme wird empfangerseitig durch eine an sich bekannte, spannungsunabhängige Quotientenmeßeinrichtung k erfaßt. Der Quotientenmesser ist über Abgleichwiderstände 0 an den beiden Schleifenenden e_x und e₂ angelegt und seine Skala entsprechend der einfachen Länge 1 der Schleifenleitung, d. h. der Länge der zu überwachenden Rohrleitung, von ο bis 1 in Meter geteilt unter Berücksichtigung etwaiger nicht linearer Ausschläge des Meßgerätes. Die Geräte können in bekannter Weise Wicklungen und Einrichtungen erhalten, die sie zur Erfassung hier vorliegender weiter Meßbereiche besonders geeignet machen. Licht- und Hörmeldung einer eingetretenen Undichtigkeit kann außerdem über ein Relais η in der Nulleitung hinter der Stromquelle erfolgen, von dem aus gegebenenfalls auch Abschaltungen des Kabels oder der Rohrleitung selbsttätig eingeleitet werden können. Bei Nullung oder Erdung der freien Relaispole g sowie der Stromquelle h, wie es das Ausführungsbeispiel zeigt, wird gleichzeitig erreicht, daß auch ein Isolationsfehler in dem Widerstandsfernsender von dem Quotientenmesser in derselben Weise angezeigt wird wie beim Eintritt einer Undichtheit, wobei ein Isolationsfehler in der Rückleitung der Schleife auf der zweiten Skalenhälfte sich anzeigt.

Als Quotientenmeßeinrichtung kann neben Kreuzspulgeräten, Dreheisen- und Ringeisenmessern auch ein in bekannter Weise nach dem Brückennullverfahren über Kontaktstrommesser oder Strommesserrelais, ζ. B. lichtelektrisch durch einen Motor selbsttätig eingesteuerter Widerstand dienen. Durch eine

lichttechnische Vergrößerung der Skala, z. B. Schattenbild, kann die Ablesegenauigkeit der Zeigergeräte erhöht werden. Wenn es sich um große Strecken zu überwachender Rohrleitungen handelt, die auf dem vergleichsweise kleinen Zifferblatt der Geräte zu sehr zusammengedrängt erscheinen müßten, wird zur¹ Erhöhung der Ablesegenauigkeit die Anordnung mit selbsteinsteuerndem Widerstand

ίο dann besonders geeignet, wenn, wie Abb. 2 zeigt, ein Walzenwiderstand p mit Umdrehungszähler ζ vorgesehen wird. Einem Meter der Schleifenleitung entspricht hierbei eine bestimmte Drehung der Walze oder

»5 eines längs der Wicklung fortschreitenden Schleifkontaktes q, so daß am Zählwerk ζ die Entfernung der Störungsstelle in Meter ziffernmäßig ablesbar ist. Da die erzielbare Anzeigegenauigkeit nur von der Windungs-

^ao zahl und dem Walzendurchmesser abhängig ist, letztere aber an sich beliebig groß ausgeführt werden können, lassen sich höchste Anzeigegenauigkeiten des Zählwerkes, beispielsweise von 10 zu 10 cm Leitungslänge, mühelos erreichen. Die Abb. 2 läßt auch die Vorrichtung zur Führung und zum Antrieb des Schleifkontaktes q erkennen. Ein die feststehende Walze umfassender Ring r, der den Schleifkontakt q trägt, wird von einem über einen Kontaktstrommesser ν gesteuerten Motor w durch die Kupplungsbolzen ^ gedreht, über welchen der Ring q auf und ab gleitet. Der Kontaktring r läuft mittels Gewindes, dessen Steigung mit der Wicklungs-

Steigung des Walzenwiderstandes überein-' stimmt, innerhalb einer fest angeordneten, die Walze tragenden Büchse t, die gleichzeitig die Stromzuleitung zum Schleif- bzw. Stromteilerkontakt q übernimmt.

Das Anwendungsgebiet der Erfindung ist nicht auf Druckkabelanlagen beschränkt. Es ist bereits vorgeschlagen worden, Druckkabel innerhalb Ferngasleitungen zu verlegen, so daß hierbei der Ferngasleitung die Aufgabe der Druckkabelrohrleitung zufällt, nämlich die Bleimantelumhüllung unter äußeren Gasdruck zu setzen. Damit ist die Erfindung besonders auf Ferngasleitungen und, wie eingangs erwähnt, überhaupt auf Rohrleitungen Beliebiger Art anwendbar. Hierbei kann auch an Stelle von Relais, die auf das an der undichten Stelle der Leitung austretende Mittel ansprechen, der eine Teil der längs der zu über-, wachenden Rohrleitung ausgelegten Schleife mit einer besonderen Isolation versehen sein, die von dem ausströmenden Gas oder der Flüssigkeit zerstört wird, so daß hierdurch an der Undichtigkeitsstelle die Erdung der Schleifenleitung eintritt.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur elektrischen Fernanzeige der metrischen Entfernung undichter Stellen in Rohrleitungen mit Hilfe von auf das ausströmende Mittel ansprechenden Relais, dadurch gekennzeichnet, daß als Widerstandsfernsender längs der zu überwachenden Rohrleitung eine elektrisch isolierte Schleifenleitung vorgesehen ist, an welche geberseitig (entlang der Schleife) die Relais in Spannungsteilerschaltung und empfängerseitig (am offenen Ende der Schleife) eine an sich bekannte Quotientenüberwachungseinrichtung mit Stromquelle angelegt sind.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Ouotientenüberwachungseinrichtung eine an sich bekannte, nach dem Brückenn.ullverfahren sich selbsttätig eiusteuernde Widerstands · walze mit Umdrehungszählwerk vorgesehen ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Nullung der nicht mit der Schleifenleitung verbundenen Pole der Relais und der Stromquelle die Rohrleitung als Nulleiter dient.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen