DK167986B1 - Fremgangsmaade og anlaeg til detektering og sporing af laekager i ledninger eller ledningsnet - Google Patents

Description

i DK 167986 B1

Opfindelsen angår en fremgangsmåde til detektering og sporing af lækager i en ledning eller et ledningsnet indeholdende et strømmende fluidum, navnlig trykluftfyldte telekommunikationskabler, hvorved 5 fluidet tilføres den ene eller begge ender af en langstrakt ledningstrækning, i hvilken fluidumtrykket holdes i det væsentlige konstant.

I moderne telekommunikationskabler er det blevet almindeligt at benytte en trykluftfyldning som middel 10 til overvågning af kabelstrækninger for lækager, som kan forårsage vandindtrængning og ødelæggelse af kablerne, idet trykluftfyldningen tillige tjener til beskyttelse af kablet mod de skadelige virkninger af en lækage.

15 De anvendte og hidtil foreslåede overvågningsme toder har imidlertid været meget arbejdskrævende og ikke af forebyggende art. Således har man i nogle tilfælde foretaget overvågning ved tilsætning af hydrogen til fluidet, hvilket imidlertid kræver en nøjsommelig manu-20 el afsøgning af ledningsstrækninger eller dele deraf, for hvilke der foreligger mistanke om lækage, med et hydrogendetekteringsapparat.

yderligere har det været foreslået at foretage overvågning som trykmåling ved hjælp af trykfølere, som 25 nedgraves permanent i regelmæssige afstande langs hele kablet, hvilket er en meget arbejds- og omkostningskrævende installation.

Fra EP-patentskrift nr. 0027720 er det kendt at foretage lækageovervågning af trykbelastede oliefyldte 30 elektriske kraftkabler ved en metode, som kræver statisk trykmåling ved begge ender af en kabelstrækning og måling af strømningshastigheden ind i eller ud af kablet ved den ene ende ved mindst to forskellige tryktilstande, som medfører forskellige strømningshas-35 tigheder, samtidig med at en forud bestemt strømningshastighed opretholdes ved den anden ende. Beliggenheden DK 167986 B1 2 af en lækage kan derved bestemmes ud fra forholdet mellem den målte strømningshastighed og trykfaldet mellem kabelenderne. Det statiske tryk måles ved hver kabelende mellem kablet og en afspærringsventil.

5 Pra offentliggjort US-patentansøgning B 530709 er det kendt at måle tryk- eller strømningshastighed i en rørledning ved elektronisk differentiering af en med trykket proportional elektrisk spænding.

Ved et andet fra US-patentskrift nr. 3702074 10 kendt lækovervågningssystem for rørledninger foreskrives installation af afspærrings- eller styreventiler i regelmæssige afstande hen langs en ledningsstrækning til forøgelse eller nedsættelse af trykket i udvalgte afsnit af denne.

15 Pra US-patentskrift nr. 3987662 kendes endvidere en metode til lækdetektering i rørledningsstrækninger, hvor der ved begge ender af ledningsstrækningen foretages en flowmåling med tidsintervaller, som er meget kortere end tidsforskellen mellem optræden af en æn-20 dring af strømningshastigheden ved de to ender af ledningsstrækningen .

Ved opfindelsen, som primært tager sigte på lækageovervågning af trykluftfyldte telekommunikationskabelstrækninger, men også kan finde anvendelse ved andre 25 former for ledninger og ledningsnet for strømmende fluide medier, som f.eks. olie eller naturgas, tilsigtes det i forhold til denne kendte teknik at anvise en væsentlig enklere detekterings- og sporingsmetode, som kræver mindre installationsomkostninger, idet måle-30 sensorer alene anbringes ved den ene ende af en ledningsstrækning, og som er velegnet til automatisk overvågning.

Dette opnås ifølge opfindelsen ved, at strømningshastigheden måles alene ved den ene tilførselsende 35 af ledningsstrækningen med regelmæssige tidsintervaller, idet der ved en initialmåling fastlægges et ind- i m·^— - DK 167986 B1 3 svingningsforløb for strømningshastigheden over et længere tidsrum og korrigeret for naturlige udsving som følge af ændringer i barometertryk samt andre ydre påvirkninger såsom fx grundvandspejl, temperatur etc., at 5 resultatet af initialmåligen og derpå følgende målinger føres til et softwarestyret måleapparat og oplagres, at det korrigerede måleresultat af hver efterfølgende måling udtrykt som de målte værdier af strømningshastigheden og ændringen i denne i forhold til den nærmest 10 forudgående måling sammenholdes med resultaterne af forudgående målinger, hvorved størrelsen af en eventuel lækage bestemmes ud fra den korrigerede stationære værdi af strømningshastigheden og lækagens beliggenhed udtrykt som afstanden fra målestedet bestemmes ud fra T5 den korrigerede værdi af ændringen af strømningshastigheden pr. tidsenhed.

Udbredelsestid og/eller vandretid i ledningsnettet kan også benyttes ved stedbestemmelse af lækagen.

Opfindelsen beror på en erkendelse af, at læka-20 gedetekteringen og -sporingen kan foretages ved et måleprincip, som er analogt med den velkendte kabelovervågning ved elektrisk refleksionsmåling.

Praktisk afprøvning af fremgangsmåden ifølge opfindelsen har vist sig at give tilfredsstillende resul-25 tater i henseende til lokalisering af lækager i ledningsstrækninger over betydelige afstande, så der ved detektering af en lækage kun behøver at foretages nærmere undersøgelse af et forholdsvis lille afsnit af ledningsstrækningen.

30 Opfindelsen angår tillige et til udøvelse af fremgangsmåden bestemt anlæg, udformet til overvågning af en eller flere ledningsstrækninger med fælles udgangspunkt i et ledningsnet for et strømmende kompres-sibelt fluidum, omfattende en generator med tilhørende 35 buffertank og trykreguleringsorgan for tilføring af fluidet til den ved det fælles udgangspunkt liggende ende af hver ledningsstrækning.

4

Ifølge opfindelsen er dette anlæg ejendommeligt ved, at en ved den ene ende af hver ledningsstrækning anbragt flowsensor til detektering af strømningshastigheden er forbundet til en strømningsmåler med et til 5 antallet af ledningsstrækninger svarende antal målekanaler, hvilken strømningsmåler er forbundet til et softwarestyret analyseapparat, som med regelmæssige tidsintervaller bestemmer korrigerede værdier af øjebliksværdien af strømningshastigheden og ændringen af 10 denne pr. tidsenhed siden nærmest forudgående måling og sammenholder disse med tilsvarende resultater af forudgående målinger, hvorhos der til analyseapparatet er forbundet et registreringsapparat.

Opfindelsen forklares i det følgende nærmere 15 ved hjælp af udførelseseksempler under henvisning til den skematiske tegning, hvor fig. 1 viser et principdiagram for et anlæg til udøvelse af fremgangsmåden ifølge opfindelsen, og fig. 2 et elektrisk analogidiagram, 20 I fig. 1 er ved 1-8 vist et antal trykluftfyldte telekommunikationskabler, som i deres ene ende udgår fra et fælles udgangspunkt 9, medens de modsatte ender af kabelstrækningerne kan have forskellige beliggenhe der.

25 Til den ved udgangspunktet 9 liggende ende af hver af kabelstrækningerne 1-8 føres trykluft fra et trykluftanlæg omfattende en kompressor 10, en buffertank 11 og en trykregulator 12, med hvilken det tilførte tryk stabiliseres.

30 Til hver af kabelstrækningerne 1-8 er knyttet ikke viste trykovervågningsindretninger til opretholdelse af et i det væsentlige konstant tryk og regulering af tryklufttilførslen i overensstemmelse hermed. I praksis vil det med et kabelarrangement som vist i 35 fig. 1 afhængigt af det omgivne lufttryk være nødvendigt at tilføre trykluft i en mængde, der kan variere efter ledningernes eller ledningsnettets tæthed.

i I ^— — -- DK 167986 B1 5

Til udøvelse af fremgangsmåden ifølge opfindelsen er der til den ved udgangspunktet 9 liggende ende af hver af kabelstrækningerne 1-8 knyttet en flowsensor 13-20 til bestemmelse af strømningshastigheden som ud-5 tryk for trykluftflow'et 1 i kabelstrækningerne. Sensorerne 13-20 er forbundet til en strømningsmåler 21 med et til antallet af sensorer svarende antal målekanaler og strømningsmåleren 21 er forbundet med et softwarestyret analyseapparat 22, der kan udgøres af 10 en standard PC'er, hvortil der igen er forbundet et f.eks. grafisk registreringsapparat 23.

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen er som nævnt baseret på en med regelmæssige intervaller gentaget måling af trykluftflowet udtrykt ved strømningshastighe-15 den ind i hver af kabelstrækningerne 1-8. Ved ibrugtagning af målesystemet fastlægges for hver af kabelstrækningerne 1-8 et af dennes individuelle karakteristika og parametre afhængigt indsvingningsforløb over et længere tidsrum, hvorefter overvågningen udføres ved flow-20 måling med regelmæssige tidsintervaller, som er meget kortere end varigheden af indsvingningsforløbet.

Idet opfindelsen som nævnt beror på erkendelsen af, at målingen kan ækvivaleres med en elektrisk re-flektionsmåling, er i fig. 2 vist et tilsvarende elek-25 trisk ækvivalentdiagram, i hvilket DC-spændingskilden 24 repræsenterer trykluftanlægget og den herfra afgivne spænding U repræsenterer trykket P. Selve kabelstrækningen er ækvivaleret ved et modstands- kondensatornetværk med seriemodstande R og parallelkondensa-30 torer C. Strømmen angivet ved pilen I repræsenterer trykluftflowet.

Ved optræden af en læk, som repræsenteret i ækvivalentdiagrammet ved en punkteret vist modstand R‘, må tryklufttilførslen øges for at opretholde i det 35 væsentlige konstant tryk, hvilket i det elektriske ækvivalentdiagram er illustreret ved en variabel generator 25.

DK 167986 B1 6

Tilvæksten pr. tidsenhed i strømningshastigheden kan derfor elektrisk ækvivaleres med den af den variable generator 25 forårsagede strømtilvækst dl/dt.

For lækdetekteringen og -sporingen vil hermed i 5 praksis med god tilnærmelse gælde, at størrelsen af lækagen vil være udtrykt ved den stationære værdi af strømmen I, medens lækagens afstand A fra målepunktet vil være omvendt proportional med di/dt.

Alternativt eller i kombination hermed kan van-10 dretid og/eller udbredelsestid benyttes til at stedbestemme lækagen.

Claims (7)

7 DK 1b/y»b B l

1. Fremgangsmåde til detektering og sporing af lækager i en ledning eller et ledningsnet indeholdende et strømmende fluidum, hvorved fluidet tilføres den ene eller begge ender af en langstrakt ledningsstrækning 5 (1-8), i hvilken fluidumtrykket holdes i det væsentlige konstant, kendetegnet ved, at strømningshastigheden måles alene ved den ene tilførselsende (9) af ledningsstrækningen med regelmæssige tidsintervaller, idet der ved en initialmåling fastlægges et indsving-10 ningsforløb for strømningshastigheden over et længere tidsrum og korrigeret for naturlige udsving som følge af ændringer i barometertryk samt andre ydre påvirkninger, at resultatet af initialmåligen og derpå følgende målinger føres til et softwarestyret måleapparat (22) T5 og oplagres, at det korrigerede måleresultat af hver efterfølgende måling udtrykt som de målte værdier af strømningshastigheden og ændringen i denne i forhold til den nærmest forudgående måling sammenholdes med resultaterne af forudgående målinger, hvorved størrelsen 20 af en eventuel lækage bestemmes ud fra den korrigerede stationære værdi af strømningshastigheden og lækagens beliggenhed udtrykt som afstanden fra målestedet bestemmes ud fra den korrigerede værdi af ændringen af strømningshastigheden pr. tidsenhed.

2. Fremgangsmåde ifølge krav l, kende tegnet ved, at et antal ledningsstrækninger (1-8) udgående fra samme målested overvåges ved hjælp af et måleapparat (21) med et tilsvarende antal individuelle målekanaler.

3. Fremgangsmåde ifølge krav 1 eller 2, ken detegnet ved, at der foretages målinger med tidsintervaller, som er meget kortere end varigheden af indsvingningsforløbet.

4. Fremgangsmåde ifølge krav 1, 2 eller 3 35 kendetegnet ved, at korrektionen foretages DK 167986 B1 8 ved at beregne og fratrække det bidrag som kendte ydre påvirkniger, fx barometertrykket, giver til strømningen.

5. Fremgangsmåde ifølge krav 2 eller 3, k e n -5 detegnet ved, at korrektionen foretages ved at sammenligne en gruppe kabler, der har sammenfaldende udsving i volumenstrømning som følge af fælles ydre påvirkninger.

6. Fremgangsmåde ifølge ethvert af de foregående 10 krav, kendetegnet ved, at stedbestemmelsen af en lækage sker ved at analysere indsvingningsforløb som følge af kendte ydre påvirkninger, idet analysen yderligere kan omfatte udbredelsestid og/eller vandretid i ledningsnettet.

7. Anlæg til udøvelse af fremgangsmåden ifølge krav 1, 2, 3, 4, 5 eller 6 til overvågning af en eller flere ledningsstrækninger (1-8) med fælles udgangspunkt (9) i et fælles ledningsnet for et strømmende fluidum, omfattende en generator (10) med tilhørende buffertank 20 (11) og trykreguleringsorgan (12) for tilføring af fluidet til den ved det fælles udgangspunkt (9) liggende ende af hver ledningsstrækning (1-8), kendetegnet ved, at en ved den ene ende (9) af hver ledningsstrækning anbragt flowsensor (13-20) til detek-25 tering af strømningshastigheden er forbundet til en strømningsmåler (21) med et til antallet af ledningsstrækninger svarende antal målekanaler, hvilken strømningsmåler (21) er forbundet til et softwarestyret analyseapparat (22), som med regelmæssige tidsintervaller 30 bestemmer korrigerede værdier af øjebliksværdien af strømnings-hastigheden og ændringen af denne pr. tidsenhed siden nærmest forudgående måling og sammenholder disse med tilsvarende resultater af forudgående målinger, hvorhos der til analyseapparatet er forbundet et 35 registreringsapparat (23).