RU2155947C2 - Способ определения расстояния до места негерметичности в длинномерных изделиях - Google Patents
Способ определения расстояния до места негерметичности в длинномерных изделиях Download PDFInfo
- Publication number
- RU2155947C2 RU2155947C2 RU98111321A RU98111321A RU2155947C2 RU 2155947 C2 RU2155947 C2 RU 2155947C2 RU 98111321 A RU98111321 A RU 98111321A RU 98111321 A RU98111321 A RU 98111321A RU 2155947 C2 RU2155947 C2 RU 2155947C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- distance
- place
- article
- cable
- Prior art date
Links
Landscapes
- Examining Or Testing Airtightness (AREA)
Abstract
Изобретение используется для определения расстояния до места негерметичности в длинномерных изделиях, в частности в подземных электрических кабелях связи. Техническим результатом изобретения является повышение точности и упрощение процесса определения расстояния до места негерметичности в длинномерных изделиях. Это обеспечивается за счет того, что определение расстояния до места негерметичности в длинномерных изделиях, находящихся под избыточным давлением газа, осуществляется путем замера расхода и перепада давления газа в герметичном изделии при односторонней подаче газа и последующего определения пневмопроводимости изделия по формуле в зависимости от отношения объемного расхода газа на длине между концами изделия к перепаду давления на концах изделия. Затем замеряют расход и давление газа на концах негерметичного изделия и определяют расстояние до места негерметичности по формуле, учитывающей расстояние до места негерметичности от первого конца изделия, объемный расход газа, подаваемый в изделие соответственно через первый и второй концы, давление газа соответственно на первом и втором концах изделия и пневмопроводимость герметичного изделия. 1 ил.
Description
Изобретение относится к способам определения расстояния до места негерметичности длинномерных изделий, в частности подземных электрических кабелей связи.
Известен способ определения расстояния до места негерметичности в подземных кабелях (способ учета расхода газа), основанный на измерении расхода газа (воздуха), подаваемого в кабель с двух концов [1].
Недостатком этого способа является низкая точность определения расстояния до места негерметичности в кабеле. Погрешность составляет 2,5 - 4%.
Известен манометрический способ определения расстояния до места негерметичности в кабеле, основанный на одновременном измерении манометрами давления газа в нескольких точках кабеля [2].
Манометрический способ имеет более высокую точность определения расстояния до места негерметичности в кабеле по сравнению с расходным (погрешность составляет 1,5%). Однако он является сложным и трудоемким, так как требует оборудования нескольких контрольных пунктов для измерения давления газа и графического построения распределения давления газа по длине кабеля.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ определения расстояния до места негерметичности в длинномерных изделиях, находящихся под избыточным давлением газа, путем измерения расхода и давления газа в нескольких точках на известных расстояниях от концов кабеля и определения по ним расстояния до места негерметичности [2].
Основными недостатками известного способа являются;
1. Недостаточно высокая точность определения расстояния до места негерметичности из-за наличия дополнительных погрешностей, вызванных измерениями расхода и давления газа в нескольких точках на известных расстояниях от концов кабеля, а также измерениями этих расстояний.
1. Недостаточно высокая точность определения расстояния до места негерметичности из-за наличия дополнительных погрешностей, вызванных измерениями расхода и давления газа в нескольких точках на известных расстояниях от концов кабеля, а также измерениями этих расстояний.
2. Сложность процесса определения расстояния до места негерметичности, трудоемкость и длительность испытаний, особенно в подземных электрических кабелях связи, проложенных в твердых грунтах, районах вечной мерзлоты и под водой.
Изобретение направлено на повышение точности и упрощение процесса определения расстояния до места негерметичности в длинномерных изделиях.
Это достигается тем, что в известном способе определения расстояния до места негерметичности в длинномерных изделиях, находящихся под избыточным давлением газа, путем измерения расхода и давления газа в нескольких точках изделия и определения по ним расстояния до места негерметичности, сначала замеряют расход и перепад давления газа в герметичном изделии при односторонней подаче газа и определяют пневмопроводимость изделия по формуле:
где Q - объемный расход газа;
L - длина между концами изделия;
P = P1-P2 - перепад давления на концах изделия,
затем замеряют расход и давление газа на концах негерметичного изделия и определяют расстояние до места негерметичности по формуле:
где Lxi - расстояние до места негерметичности от первого конца изделия;
Q1, Q2 - объемный расход газа, подаваемый в изделие соответственно через первый и второй концы;
Pi и P2 - давление газа соответственно на первом и втором концах изделия;
α - пневмопроводимость герметичного изделия.
где Q - объемный расход газа;
L - длина между концами изделия;
P = P1-P2 - перепад давления на концах изделия,
затем замеряют расход и давление газа на концах негерметичного изделия и определяют расстояние до места негерметичности по формуле:
где Lxi - расстояние до места негерметичности от первого конца изделия;
Q1, Q2 - объемный расход газа, подаваемый в изделие соответственно через первый и второй концы;
Pi и P2 - давление газа соответственно на первом и втором концах изделия;
α - пневмопроводимость герметичного изделия.
Предложенный способ позволяет:
1) повысить точность определения (с погрешностью до 1%) расстояния до места негерметичности в длинномерных изделиях, во-первых, в результате измерения расхода и давления газа только на концах изделия (в прототипе измерение этих параметров осуществляется в нескольких точках по длине изделия) исключаются погрешности, вызванные дополнительными измерениями указанных параметров в нескольких точках по длине изделия; во-вторых, за счет введения в формулу для определения расстояния до места негерметичности пневмопроводимости, учитывающей геометрические (размеры проходных сечений изделия) и физические (вязкость газа) свойства изделия в реальных условиях эксплуатации; в-третьих, в результате измерения расхода и давления газа, а также пневмопроводимости одними и теми же приборами, так как они установлены только в двух точках - на концах изделия (в прототипе измерение этих параметров в нескольких точках по длине изделия осуществляется с помощью установки дополнительных приборов);
2) снизить трудозатраты и расходы, длительность испытаний на отыскание места негерметичности в длинномерных изделиях, особенно в изделиях, находящихся в тяжелых условиях эксплуатации (под землей, под водой) в результате исключения размещения дополнительных контрольных пунктов по длине изделия и, следовательно, установки дополнительных приборов и оборудования;
3) обеспечить удобство и простоту обслуживания системы определения расстояния до места негерметичности в результате размещения необходимых приборов и оборудования только в двух стационарных местах - на концах исследуемого изделия.
1) повысить точность определения (с погрешностью до 1%) расстояния до места негерметичности в длинномерных изделиях, во-первых, в результате измерения расхода и давления газа только на концах изделия (в прототипе измерение этих параметров осуществляется в нескольких точках по длине изделия) исключаются погрешности, вызванные дополнительными измерениями указанных параметров в нескольких точках по длине изделия; во-вторых, за счет введения в формулу для определения расстояния до места негерметичности пневмопроводимости, учитывающей геометрические (размеры проходных сечений изделия) и физические (вязкость газа) свойства изделия в реальных условиях эксплуатации; в-третьих, в результате измерения расхода и давления газа, а также пневмопроводимости одними и теми же приборами, так как они установлены только в двух точках - на концах изделия (в прототипе измерение этих параметров в нескольких точках по длине изделия осуществляется с помощью установки дополнительных приборов);
2) снизить трудозатраты и расходы, длительность испытаний на отыскание места негерметичности в длинномерных изделиях, особенно в изделиях, находящихся в тяжелых условиях эксплуатации (под землей, под водой) в результате исключения размещения дополнительных контрольных пунктов по длине изделия и, следовательно, установки дополнительных приборов и оборудования;
3) обеспечить удобство и простоту обслуживания системы определения расстояния до места негерметичности в результате размещения необходимых приборов и оборудования только в двух стационарных местах - на концах исследуемого изделия.
На чертеже представлена схема устройства, реализующего предложенный способ.
Устройство содержит длинномерное изделие 1, например, в виде подземного электрического кабеля связи длиной L, концы 2 и 3 кабеля, место 4 повреждения герметичности кабеля, расположенное на расстоянии Lxi от конца 2, подводящие газопроводы 5 и 6, ранометры 7 и 8, расходомеры 9 и 10, регулируемые пневмодроссели 11 и 12, запорные вентили 13 и 14.
Изобретение реализуется следующим образом.
Заведомо до определения расстояния до места негерметичности в кабеле проводят испытания его на герметичность и определение пневмопроводимости. Газ (обычно воздух) с одинаковым по величине давлением питания Pп1 = Pп2 подают через открытые вентили 13, 14, регулируемые дроссели 11, 12, расходомеры 9, 10, подводящие газопроводы 5, 6 с расходами Q1, Q2 и давлениями P1, P2 соответственно на оба конца 2 и 3 кабеля. При установившемся режиме движения газа закрывают вентили 13 и 14 и по показаниям манометров 6 и 7 судят о герметичности кабеля.
Поддержание давлений P1 и P2 на определенном уровне в течение заданного времени свидетельствует о герметичности кабеля. По неравенству этих давлений и наличию расхода газа через кабель судят о негерметичности кабеля.
Пневмопроводимость определяют по результатам испытаний герметичного кабеля. Известно, что в длинномерных изделиях большой длины с малыми размерами проходного сечения различной формы (круглой, прямоугольной или иной), у которых отношение длины к диаметру или условному диаметру (для сечений, отличных от круглой формы) велико, реализуется ламинарный режим течения газа [3].
Условный диаметр равен двум гидравлическим диаметрам. Этот диаметр равен отношению площади живого сечения газового потока к его смоченному периметру. К такому виду изделий относятся подземные электрические кабели связи [4].
Объемный расход газа Q через кабель длиной L определяют по формуле Пуазейля;
где G - массовый расход газа;
средняя плотность газа;
среднее абсолютное давление газа;
R - газовая постоянная данного газа;
Т - температура газа;
μ - динамический коэффициент вязкости газа;
d - условный диаметр одного свободного канала сердечника кабеля;
n - число свободных каналов в кабеле;
α - пневмопроводимость кабеля, равная
.
где G - массовый расход газа;
R - газовая постоянная данного газа;
Т - температура газа;
μ - динамический коэффициент вязкости газа;
d - условный диаметр одного свободного канала сердечника кабеля;
n - число свободных каналов в кабеле;
α - пневмопроводимость кабеля, равная
Из формулы (2) видно, что пневмопроводимость кабеля при постоянных значениях размеров проходного сечения кабеля и вязкости газа является величиной постоянной. Таким образом, из формулы (1) следует, что объемный расход газа через кабель пропорционален перепаду давления на концах кабеля и обратно пропорционален его длине.
Рассчитать величину по формуле (2) представляет большую сложность из-за трудности определения размеров и количества проходных сечений кабеля. Поэтому наиболее достоверным способом определения величины проводимости является экспериментальный. По замеренным расходу и давлениям газа на концах герметичного кабеля определяют пневмопроводимость по соотношению:
полученному из формулы (1).
полученному из формулы (1).
Причем эти параметры измеряют при установившемся режиме движения газа, подаваемого только с одного конца кабеля. При этом другой конец кабеля открыт и связан с атмосферой (избыточное давление газа P2 = 0). Так как пневмопроводимость является постоянной величиной, то достаточно для ее определения одного замера расхода и перепада давления газа в кабеле только с одного контрольного пункта, оборудованного на одном из концов кабеля, так как другой конец кабеля соединен с атмосферой.
Испытаниями установлена справедливость соотношения (2), а именно, что пневмопроводимость является величиной постоянной для исследуемого типа кабеля, как герметичного, так и негерметичного, независимо от изменения расходов и давлений газа на обоих его концах. Следовательно, при определении расстояния до места негерметичности в кабеле с помощью аналитической формулы, в которую входит пневмопроводимость, можно пользоваться данными для проводимости, полученными для герметичного кабеля.
С целью повышения достоверности и точности рекомендуется проводить испытания по определению величины пневмопроводимости кабеля после прокладки его в траншее.
В случае обнаружения негерметичности кабеля расстояние до места негерметичности определяют в следующем порядке.
Газ с одинаковыми по величине давлениями питания Pп1 = Pп2 подают через открытые вентили 13, 14, регулируемые дроссели 11, 12, настроенные на определенные уровни давлений, расходомеры 9, 10, подводящие газопроводы 5, 6 с расходами Q1, Q2 и давлениями P1, P2 соответственно на оба конца 2 и 3 кабеля 1.
Замеряют величины расходов Q1, Q2 с помощью расходомеров 9 и 10 и давлений P1, P2 с помощью манометров 7 и 8.
Согласно формуле (1) определяют расход газа Q1 по формуле
а расход газа Q2 - по формуле
Здесь Px - давление газа в месте негерметичности, расположенном на расстоянии Lx1 от конца 2 кабеля.
а расход газа Q2 - по формуле
Здесь Px - давление газа в месте негерметичности, расположенном на расстоянии Lx1 от конца 2 кабеля.
Суммарный расход газа Qx через поврежденное место негерметичного кабеля определяют как сумму расходов газа, подаваемого через оба конца кабеля
Qx = Q1 + Q2. (6)
Из формулы (4) находим давление газа Px
Подставляя значение Px в формулу (5), окончательно находим расстояние Lx1 до места негерметичности в кабеле
Входящие в формулу (8) параметры имеют размерности: Lx1, L-м; Q2, Qx - л/мин; P1, P2 - Па;
Для подтверждения достоверности формулы (8) проверяют ее правильность при других величинах расходов и давлений газа. Для этого с помощью регулируемых дросселей 11 и 12 устанавливают новые значения Q1, Q2, P1, P2 и по ним вновь определяют расстояние Lx1. Вычисляя среднее арифметическое значение полученных величин Lx1 при разных расходах и давлений, находят тем самым действительное значение расстояния до места негерметичности в кабеле.
Qx = Q1 + Q2. (6)
Из формулы (4) находим давление газа Px
Подставляя значение Px в формулу (5), окончательно находим расстояние Lx1 до места негерметичности в кабеле
Входящие в формулу (8) параметры имеют размерности: Lx1, L-м; Q2, Qx - л/мин; P1, P2 - Па;
Для подтверждения достоверности формулы (8) проверяют ее правильность при других величинах расходов и давлений газа. Для этого с помощью регулируемых дросселей 11 и 12 устанавливают новые значения Q1, Q2, P1, P2 и по ним вновь определяют расстояние Lx1. Вычисляя среднее арифметическое значение полученных величин Lx1 при разных расходах и давлений, находят тем самым действительное значение расстояния до места негерметичности в кабеле.
Предлагаемый способ экспериментально проверен в лабораторных условиях на реальном подземном кабеле телефонной сети длиной L = 180 м с местом повреждения герметичности в виде отверстия диаметром 0,5 мм, расположенным на расстоянии Lx1 = 163 м.
В результате испытаний герметичного кабеля (в отсутствии отверстия) с односторонней подачей воздуха при P2 = 0 получены следующие данные: Q = Q1 = 0,4 л/мин; P1 = 0,047•105 Па. По этим данным с помощью соотношения (3) находим пневмопроводимость кабеля
При испытаниях негерметичного кабеля получены следующие данные: Q1 = 0,55 л/мин; P1 = 0,453•10550 Па; Q2 = 1,27 л/мин; P2 = 0,411•105 Па.
При испытаниях негерметичного кабеля получены следующие данные: Q1 = 0,55 л/мин; P1 = 0,453•10550 Па; Q2 = 1,27 л/мин; P2 = 0,411•105 Па.
Подставляя эти данные в формулу (8) с учетом полученной величины проводимости определяем расчетное расстояние L'x1 до места негерметичности в кабеле
При этом относительная погрешность определения расстояния до места негерметичности в подземном кабеле составит
Таким образом предлагаемый способ позволяет повысить точность и упростить процесс определения расстояния до места негерметичности в подземном кабеле за счет исключения погрешностей известных способов в 2...3 раза и более по сравнению с расходным методом, погрешность которого составляет 2,5. . . 4%, и в 1,4 раза по сравнению с манометрическим методом, погрешность которого составляет 1,5%.
При этом относительная погрешность определения расстояния до места негерметичности в подземном кабеле составит
Таким образом предлагаемый способ позволяет повысить точность и упростить процесс определения расстояния до места негерметичности в подземном кабеле за счет исключения погрешностей известных способов в 2...3 раза и более по сравнению с расходным методом, погрешность которого составляет 2,5. . . 4%, и в 1,4 раза по сравнению с манометрическим методом, погрешность которого составляет 1,5%.
Применение изобретения позволяет повысить точность и упростить процесс определения расстояния до места негерметичности в электрических кабелях связи, трубопроводах, газовых линий различных приборов и в других длинномерных изделиях, находящихся под избыточным давлением газа.
Источники информации
1. Руководство по содержанию электрических кабелей связи под избыточным воздушным давлением на магистральной и внутризоновых первичных сетях. М.: Прейскурантиздат, 1988, с. 6, 80; 85 - 89.
1. Руководство по содержанию электрических кабелей связи под избыточным воздушным давлением на магистральной и внутризоновых первичных сетях. М.: Прейскурантиздат, 1988, с. 6, 80; 85 - 89.
2. Авторское свидетельство СССР N 1779964, кл. G 01 M 3/28, 1990.
3. Дмитриев В. Н. , Градецкий В. Г. Основы пневмоавтоматики. М.: Машиностроение, 1973, с. 34 - 37.
4. Гроднев И.И., Верник С.М. Линии связи. М.: Радиосвязь, 1988, с. 42 - 57.
Claims (1)
- Способ определения расстояния до места негерметичности в длинномерных изделиях, находящихся под избыточным давлением газа, путем измерения расхода и давления газа в изделии и определения по ним расстояния до места негерметичности, отличающийся тем, что расход и давление газа замеряют сначала на входе в герметичное изделие при односторонней подаче газа и определяют пневмопроводимость изделия по формуле
где Qr - объемный расход газа, подававшийся на вход герметичного изделия;
L - длина между первыми и вторыми концами изделия;
Pr - давление на входе герметичного изделия,
а затем замеряют расход и давление газа на концах негерметичного изделия и определяют расстояние до места негерметичности по формуле
где Lх1 - расстояние до места негерметичности от первого конца изделия;
Q1, Q2 - объемный расход газа, подаваемый в негерметичное изделие соответственно через первый и второй концы;
Р1, Р2 - давление газа соответственно на первом и втором концах негерметичного изделия;
αг - пневмопроводимость герметичного изделия.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU98111321A RU2155947C2 (ru) | 1998-06-15 | 1998-06-15 | Способ определения расстояния до места негерметичности в длинномерных изделиях |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU98111321A RU2155947C2 (ru) | 1998-06-15 | 1998-06-15 | Способ определения расстояния до места негерметичности в длинномерных изделиях |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU98111321A RU98111321A (ru) | 2000-04-20 |
| RU2155947C2 true RU2155947C2 (ru) | 2000-09-10 |
Family
ID=20207232
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU98111321A RU2155947C2 (ru) | 1998-06-15 | 1998-06-15 | Способ определения расстояния до места негерметичности в длинномерных изделиях |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2155947C2 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114088573A (zh) * | 2021-11-12 | 2022-02-25 | 国网湖南省电力有限公司 | 一种高压电缆绝缘破损检测方法、系统及介质 |
-
1998
- 1998-06-15 RU RU98111321A patent/RU2155947C2/ru active
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114088573A (zh) * | 2021-11-12 | 2022-02-25 | 国网湖南省电力有限公司 | 一种高压电缆绝缘破损检测方法、系统及介质 |
| CN114088573B (zh) * | 2021-11-12 | 2023-09-12 | 国网湖南省电力有限公司 | 一种高压电缆绝缘破损检测方法、系统及介质 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108533968B (zh) | 基于示踪气体的埋地燃气管道泄漏点定位方法 | |
| US3977233A (en) | Process and apparatus for the determination of concentration profiles of liquid or gaseous substances | |
| EP2831557B1 (en) | Leak location detection system | |
| US6339953B1 (en) | Pipe leakage detection | |
| CN109708009B (zh) | 一种针对供水管道不同漏水量定位的装置及方法 | |
| WO2018083453A1 (en) | Improvements in or relating to the monitoring of fluid flow | |
| US8838399B2 (en) | Method for estimating the location of a leak in a pipeline | |
| RU2155947C2 (ru) | Способ определения расстояния до места негерметичности в длинномерных изделиях | |
| Baghdadi et al. | A mathematical model for leak location in pipelines | |
| US3191427A (en) | Detection of conduit leaks | |
| AU2009201787B2 (en) | A method of prioritizing anomalies in a buried linear conductor | |
| JP2002528713A (ja) | ダクト内の漏れ測定 | |
| CN213656332U (zh) | 一种供水管道泄漏检测装置 | |
| CN112240818A (zh) | 一种长距离埋地双壁管内管漏点检测装置及其检测方法 | |
| EP0027720B1 (en) | Method of and apparatus for location of leaks in pressure-assisted oil-filled electric power cables | |
| CN213985562U (zh) | 一种长距离埋地双壁管内管漏点检测装置 | |
| Svensson et al. | Application of ultrasonic clamp-on flow meters for in situ tests of billing meters in district heating systems | |
| JPH02236134A (ja) | 管または容器の健全性評価方法 | |
| RU2169905C2 (ru) | Способ определения расхода в трубопроводе | |
| JP2023110377A (ja) | 漏油箇所検出方法 | |
| CN104359629A (zh) | 泄漏的检测和定位 | |
| Segall et al. | Improvements in the Use of Indirect Inspection Tools and Data Interpretation | |
| Eng et al. | Improvements in the Use of Indirect Inspection Tools and Data Interpretation | |
| Hajossy et al. | Cooling of a wire as the model for a rupture location | |
| ES2109459T3 (es) | Proceso de prueba de estanqueidad de un conducto o de una red de conductos asi como instalacion que permite la implementacion de este proceso. |