HU189164B

HU189164B - Method of measurement and arrangement for determining the spot of insulation faults of underground metal constructions without digging up

Info

Publication number: HU189164B
Application number: HU252582A
Authority: HU
Inventors: Jozsef Laczkovics; Laszlo Urhegyi; Jozsef Fueloep; Tibor Csonka; Karoly Pongracz; Janos Szalai; Istvan Szekely
Original assignee: Foeldmeroe Es Talajvizsgalo Vallalat,Hu
Priority date: 1982-08-06
Filing date: 1982-08-06
Publication date: 1986-06-30
Also published as: PL243331A1; PL139329B1; DD211647A5

Abstract

Ziel der Erfindung ist die eindeutige Ortung von Isolierungsfehlerstellen auch unter staedtischen Umstaenden. Die Aufgabe d. vorliegenden Erfindg. ist, ein solches Messverfahren und Messanordnung auszugestalten, mit welchen die Ortung der Isolierungsfehlerstellen ohne Inanspruchnahme d. elektrischen Unendlichen moeglich ist. Das Messverfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass die Speiseelektrode unmittelbar ueber der zu pruefenden Metallkonstruktion angeordnet, dann in deren Naehe das Potential gemessen wird und darauffolgend die Stelle der Speiseelektrode der zu pruefenden Metallkonstruktion entlang veraendert und die Potentialmessung mit identischer geometrischer Anordnung wie bei der vorherigen Messung wiederholt wird. Die Messanordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Signalgenerator durch eine erste Speiseelektrode an der zu pruefenden Metallkonstruktion, und durch eine zweite Speiseelektrode am ueber d. zu pruefenden Metallkonstruktion liegenden Boden angeschlossen ist und ein erstes Messgeraet in der Umgebung der zweiten Speiseelektrode durch die erste und zweite Messelektrode am Boden angeschlossen ist.The aim of the invention is the unique location of isolation fault locations even under urban circumstances. The task d. present invention is to design such a measuring method and measuring arrangement, with which the location of the isolation fault locations without recourse d. electric infinite is possible. The measuring method is characterized in that the feeder electrode is placed immediately above the metal structure to be tested, then the potential is measured close to it, and subsequently the location of the feeder electrode of the metal structure to be tested is changed along and the potential measurement is repeated with identical geometrical arrangement as in the previous measurement becomes. The measuring arrangement is characterized in that a signal generator is connected through a first feeding electrode to the metal structure to be tested, and through a second feeding electrode on the d. connected to the metal structure to be tested and a first measuring device in the vicinity of the second feeding electrode is connected to the ground by the first and second measuring electrodes.

Description

A találmány tárgya mérési eljárás és elrendezés föld alatti fémszerkezet szigetelési hibahelyeinek feltárás nélküli meghatározására.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a measurement method and arrangement for determining uninsulated defects in underground metal structures.

A földbe fektetett fémszerkezeteket általában ellátják passzív védelemmel az elektrokémiai korró- ⁵zió megakadályozása érdekében. Ezen védelem lényege, hogy a fémanyagot a talaj nedvességtartamától elszigetelik, így az elektrokémiai korróziót okozó mikroelem nem jöhet létre. Ezen szigetelés esetleges meghibásodásakor a fémszerkezet anya- ¹⁰gára veszélyes korrózió indulhat meg, ami hoszszabb-rövidebb idő alatt a fémszerkezet meghibásodásához, csővezeték esetében kilyukadásához vezethet. Ez a meghibásodás egyes esetekben (pl. gázvezetékeknél) igen súlyos következményekkel jár- ⁵hat, ezért előírás a föld alatt elhelyezett szénhidro-_rgén szállító vezetékek időszakos korróziós felül-: vizsgálata.Metal structures laid the ground generally provide passive protection to prevent electrochemical corrosion ⁵ FBAR. The essence of this protection is that the metallic material is insulated from the moisture content of the soil so that the microelement causing electrochemical corrosion cannot be formed. The possible failure of this insulation in the parent metal ¹⁰ Gara dangerous corrosion may start, which is a hardware failure, can lead to holes in the pipeline for over a longer or shorter period of time. This failure in some cases (such as gas pipelines.) Very serious consequences in vehicles ⁵ may, therefore requirements placed underground hydrocarbon transport pipes _r gene over- periodic corrosion: Examination.

A felülvizsgálat során többek között meg kell állapítani a vizsgált vezeték szigetelésének állapotát, a csővezeték szigetelési hibáinak számát és azok kiterjedését, jellegét is. Ennek ismeretében kell dönteni a vezeték további üzemeltethetőségéről, esetleges felújításáról vagy kicseréléséről, aminek eldöntése élet- és balesetvédelmi szempontok miatt alap- 25 vetően fontos.During the inspection, the state of the insulation of the tested pipeline, the number of insulation defects in the pipeline and their extent and nature must also be determined. With this in mind, a decision must be made on whether the pipeline should remain operational, whether it is to be renewed or replaced, which is crucial for life and accident protection.

A szigetelés állapotának felülvizsgálata kézenfekvőén a vezeték teljes vagy részleges feltárásával történhet, ez azonban igen jelentős munkaráfordítással jár. Ennek elkerülése érdekében már ismere- ³⁰tesek különféle felszíni mérési módszerek, köztük az ismert Pearson módszer. Ennek lényege, hogy a szigetelt fémszerkezet és ettől távol elhelyezett árambevezető elektróda között feszültséget hoznak létre. ³⁵ Obviously, the condition of the insulation can be inspected by fully or partially opening the cable, but this involves a considerable amount of work. To avoid this already ismere- surface ³⁰ Designation various methods of measurement, including the known method of Pearson. The essence of this is that a voltage is created between the insulated metal structure and the current supply electrode located away from it. ³⁵

A távol elhelyezett árambevezető elektróda és a fémszerkezet között a szigetelési hibáknál áram indul meg, amelynek potenciáltere a felszínen érzékelhető. Az eljárás jellemzője, hogy eredményesen csak távvezetékeknél alkalmazható, ahol a környe- 40 ző talaj izotrópnak mondható és a vizsgált csővezetéket legfeljebb kevés vezeték keresztezi. Városi körülmények között ez, illetve a hasonló módszerek eredményesen nem alkalmazhatók, mert ezek közös jellemzője és alapelve az, hogy az árambeve- 45 zető elektródát elektromos végtelenben kell elhelyezni, ez pedig városi körülmények között a földben levő fémtárgyak nagy száma miatt gyakorlatilag kizárt.Between the distant conducting electrode and the metal structure, a current is initiated in the case of insulation faults with a potential field sensed on the surface. A characteristic of the process is that it can be successfully applied only to power lines, where the surrounding soil is said to be isotropic and at least a few lines cross the tested pipeline. In urban conditions, this and similar methods are ineffective because their common feature and principle is that the conductive electrode must be placed in an electric infinity, which is virtually excluded in urban conditions due to the large number of metallic objects in the earth.

Ezek miatt ugyanis a potenciáltér nagymérték- 50 ben torzul, így értelmezésénél a szigetelési hibák egyértelműen nem mutathatók ki.Because of this, the potential space is greatly distorted, so that when interpreted, insulation errors cannot be clearly detected.

A Pearson típusú mérés eredményes alkalmazását városi körülmények között még tovább befolyásolja a vizsgálni kívánt vezetékszakasznak az 55 átlagos szigetelési állapota, a jeladó műszer csőre történő rácsatlakozási pontjának helye, valamint a vizsgálandó vezetéknek a hálózatban való elhelyezkedése is.The successful application of Pearson-type measurement in urban conditions is further influenced by the average insulation condition of the wiring section to be tested, the location of the transducer to the pipe, and the location of the test wiring in the network.

A jelen találmány célja a szigetelés hibahelyeinek θθ egyértelmű meghatározása városi körülmények között is. A fenti cél elérésével biztosítható a szigetelési hibahelyek egyértelmű meghatározása által a vezetékek, illetve egyéb fémtárgyak rendszeres felülvizsgálata, s így az esetleges súlyosabb meghibásodások megelőzése.It is an object of the present invention to clearly determine the defects in the insulation θθ even in urban conditions. Achieving the above goal will ensure that wiring and other metal objects are regularly inspected by clear identification of insulation faults, thus preventing any major damage.

A jelen találmány feladata olyan mérési eljárás és mérési elrendezés kialakítása, amellyel a szigetelési hibahelyek meghatározása elektromos végtelen igénybevétele nélkül biztosítható.It is an object of the present invention to provide a measuring method and measuring arrangement which can be used to determine the insulating defect locations without the need for endless use of electricity.

A jelen találmány szerint a fenti feladatot olyan mérési eljárással oldjuk meg, amelynek lényege, hogy az árambevezető elektródát közvetlenül a vizsgálandó fémszerkezet fölött helyezzük el, majd ennek közelében potenciált mérünk, ezután pedig az árambevezető elektróda helyét a vizsgálandó fémszerkezet mentén megváltoztatjuk, és a potenciálmérést a megelőző méréssel azonos geometriai elrendezéssel megismételjük.According to the present invention, the above problem is solved by a measuring method which involves positioning the current supply electrode just above the metal structure to be tested, measuring the potential near it, and then changing the position of the current electrode along the metal structure to be tested. repeated with the same geometric arrangement as in the previous measurement.

A jelen találmány szerint a fenti feladatot továbbá olyan mérési elrendezéssel oldjuk meg, amelynél jelgenerátor első betápláló elektródán keresztül a vizsgálandó fémszerkezethez, második betápláló elektródán keresztül pedig a vizsgálandó fémszerkezet fölötti talajhoz van csatlakoztatva, első mérőműszer pedig a második betápláló elektróda környezetében első és második mérőelektródán keresztül a talajhoz van kapcsolva.According to the present invention, the above object is further solved by a measuring arrangement in which a signal generator is connected via a first feed electrode to the metal structure to be tested and a second feed electrode connected to the soil above the metal structure to be tested. is connected to the ground.

A találmány szerinti mérési elrendezés egyik előnyös kiviteli alakjánál a második betápláló elektróda mellett egyik oldalon második mérőműszerhez csatlakozó harmadik mérő elektróda és negyedik mérőelektróda, a másik oldalon harmadik mérőműszerhez csatlakozó ötödik mérőelektróda és hatodik mérőelektróda van, célszerűen egy egyenesbe esően és szimmetrikusan elrendezve.In a preferred embodiment of the measuring arrangement according to the invention, a third measuring electrode and a fourth measuring electrode connected to a second measuring device on one side and a fifth measuring electrode and sixth measuring electrode connected to a third measuring device on the other side are preferably aligned and symmetrical.

A találmány szerinti eljárást és berendezést a mellékelt rajzok alapján részletesebben ismertetjük.The process and apparatus of the invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

A rajzon az első ábra a találmány szerinti mérési elrendezés két mérő elektródával kivitelezett példakénti alakja, aThe first figure in the drawing is an exemplary embodiment of a measuring arrangement according to the invention with two measuring electrodes.

2. ábra a találmány szerinti mérési elrendezés négy mérő elektródával kivitelezett kiviteli alakja, aFigure 2 shows an embodiment of a measuring arrangement according to the invention with four measuring electrodes, a

3. ábra pedig a találmány szerinti mérő elrendezés csőkerület menti hibahelymeghatározásra alkalmas kiviteli alakja.Figure 3 is an embodiment of a measuring arrangement according to the invention suitable for defining a tube circumference.

Az első ábra szerinti mérési elrendezés 1 jelgenerátort, 2 első betápláló elektródát, 3 második betápláló elektródát 4 első mérőelektródát, 5 első mérőműszert, 6 második mérőelektródát és 13 fémszerkezetet tartalmaz. Az 1 jelgenerátor két pólusa a védendő 13 fémszerkezethez, illetve a 3 második betápláló elektródához van csatlakoztatva, az 5 első mérőműszer két kapcsa pedig a 4 első mérőelektródához és a 6 második mérő elektródához van kötve.The measuring arrangement according to the first figure comprises a signal generator 1, a first supply electrode 2, a second supply electrode 3, a first measuring electrode 4, a first measuring device 5, a second measuring electrode 6 and a metal structure 13. The two poles of the signal generator 1 are connected to the metal structure 13 to be protected and to the second supply electrode 3, and the two terminals of the first measuring device 5 are connected to the first measuring electrode 4 and the second measuring electrode 6.

A mérési elrendezéssel az eljárás foganatosítása úgy történik, hogy a 3 második betápláló elektróda helyét a 13 fémszerkezet mentén változtatjuk, mimellett a 4 első mérőelektróda és 6 második mérőelektróda 3 második betápláló elektródához viszonyított helyzetét változatlanul tartjuk.In the measuring arrangement, the process is carried out by changing the position of the second supply electrode 3 along the metal structure 13, while maintaining the position of the first measuring electrode 4 and the second measuring electrode 6 with respect to the second supply electrode 3.

Az 1 jelgenerátor jele mérhető potenciálteret csak a 3 második betápláló elektródához közeli hibahelyeken keresztül folyó áram által hoz létre. Ily módon amikor a 3 második betápláló elektróda a 13 fémszerkezet szigetelésének hibahelye fölöttThe signal of the signal generator 1 generates a measurable potential field only by current flowing through fault locations near the second supply electrode 3. In this way, when the second supply electrode 3 is over the insulation fault of the metal structure 13

189 164 van elrendezve, a felszínen kialakuló potenciáltér gyakorlatilag henger szimmetrikus, így a 4 első mérőelektróda és a 6 második mérőelektróda között az 5 első mérőműszer potenciálkülönbséget nem mutat, feltételezve, a 4 első mérőelektróda és a 6 második mérőelektróda elrendezésének szimmetriáját.189,164, the potential space formed on the surface is substantially cylindrical, so that the first measuring device 5 does not show a potential difference between the first measuring electrode 4 and the second measuring electrode 6, assuming symmetry of the arrangement of the first measuring electrode 4 and the second measuring electrode.

Amennyiben a 3 második betápláló elektródát a szigetelési hibahely fölül elmozdítjuk, úgy a kialakuló potenciáltér aszimmetrikussá válik, s így az 5 első mérőműszer irányfüggő potenciálkülönbséget mutat. (A szigetelési hibahelyet egyenáramú jelbetáplálásnál tehát a potenciálkülönbség O-átmenete jelzi, míg váltakozó áramú jel esetében a jelminimum.)If the second supply electrode 3 is moved above the insulation fault location, the resulting potential field becomes asymmetric, so that the first measuring device 5 exhibits a directional potential difference. (The isolation fault is thus indicated by the O-transition of the potential difference in the DC signal supply, while the signal minimum in the AC signal).

A második ábra szerinti mérési elrendezésnél a 3 második betápláló elektródához képest szimmetrikusan vannak elrendezve a 9 harmadik mérőelektróda, 10 negyedik mérőelektróda, 11 ötödik mérőelektróda és a 12 hatodik mérőelektróda, továbbá 7 második mérőműszer, és 8 harmadik mérőműszer.In the measuring arrangement according to the second figure, the third measuring electrode 9, the fourth measuring electrode 10, the fifth measuring electrode 11 and the sixth measuring electrode 12, as well as the second measuring device 7 and the third measuring device 8 are arranged symmetrically with respect to the second supply electrode 3.

A mérés végrehajtása lényegében az első ábra szerinti mérési elrendezéssel kapcsolatban ismertetetthez hasonló, azonban a 7 második mérőműszer, és 8 harmadik mérőműszer által mutatott értéket egymásból ki kell vonni a 0-átmenet, illetve a feszültségminimum meghatározására.The operation of the measurement is substantially similar to that described with respect to the measurement arrangement of Figure 1, however, the values shown by the second measuring device 7 and the third measuring device 8 must be subtracted to determine the 0-transition and the voltage minimum.

A 3. ábra szerinti mérési elrendezés elemei már ismertek, azonban a 4 első mérőelektróda és 6 második mérőelektróda nem a vizsgálandó 13 fémszerkezet hossztengelyével párhuzamosan vannak elrendezve, hanem arra merőlegesen, így a potenciálkülönbség előjeléből jó közelítéssel meghatározható a szigetelési hibahely kerületmenti elhelyezkedése is, aminek különösen nagy átmérőjű csővezetékek esetében van komoly jelentősége.The elements of the measuring arrangement according to Fig. 3 are already known, but the first measuring electrode 4 and the second measuring electrode 6 are not arranged parallel to the longitudinal axis of the metal structure 13 to be examined, so that the circumferential position of the insulating defect can be determined is of great importance for large diameter pipelines.

Az alkalmazott mérőelektródák elrendezése egyik esetben sem szükségszerűen szimmetrikus, de ez az elrendezés teszi lehetővé a legegyszerűbb hibaheiymeghatározást.The arrangement of the measuring electrodes used is not necessarily symmetrical in any case, but this arrangement allows for the simplest error location determination.

A találmány szerinti eljárás és mérési elrendezés előnye, hogy a szigetelési hibahelyek meghatározását városi körülmények között, egymást keresztező vezetékhálózatoknál is lehetővé teszi még vastag betonrétegek alatt is.An advantage of the method and measuring arrangement according to the invention is that it allows the determination of insulation failure locations in urban conditions, even under intersecting pipelines, even under thick concrete layers.

Claims

A measuring method for detecting underground metal structure insulation defects without detection using a signal generator coupled to a first feeder electrode and a second feeder electrode, wherein the first feeder electrode is connected to the metal structure, characterized in that the second feeder electrode (3) is above, the potential or voltage near the second supply electrode (3) is measured, and then the position of the second supply electrode (3) is changed along the metal structure (13) to be tested and the potential measurement is repeated in the same geometric arrangement as the previous measurement.

A measuring arrangement for carrying out a method according to claim 1, comprising a signal generator coupled to a first supply electrode and a second supply electrode, and at least one measuring device, optionally a first measuring device coupled to a first measuring electrode and a second measuring electrode. is connected via an electrode (2) to the metal structure to be tested (13), and through a second feed electrode (3) to a ground adjacent to the metal structure to be tested (13); connected to the ground via a first measuring electrode (4) and a second measuring electrode (s) arranged symmetrically with respect to the second supply electrode (3).

Embodiment of the measuring arrangement according to claim 2, characterized in that a third measuring electrode (9) and a fourth measuring electrode (10) connected to a second measuring instrument (7) on one side and a third measuring instrument (8) on the other side. ) having a fifth measuring electrode (11) and a sixth measuring electrode (12), preferably aligned and symmetrically arranged.