WO2016176708A1 - Leakage measuring arrangement for installation in thermal insulation between an inner tube and an outer tube of a water pipe - Google Patents

Abstract

The invention describes a leakage measuring arrangement for installation in thermal insulation between an inner tube and an outer tube of a water pipe, comprising two measuring wires (1, 2), namely a sensor wire (1) and a feedback wire (2), which run along the water pipe and can be connected to form an electrical measuring loop, and an electrically insulating strand which is entwined by the two measuring wires (1, 2). In order to provide advantageous measuring prerequisites, it is proposed that the two measuring wires (1, 2) form, with the strand having at least one swellable yarn (6), a stranded core inside a conductor mesh (8) which is used as the measuring earth and is covered by a cable sheath (9).

Description

Translated fromGerman

Leckmessanordnunq zur Verlegung in einer Wärmedämmung zwischen einem Leak measurement system for installation in a thermal insulation between one

Innen- und einem Außenrohr einer Wasserleitung Technisches GebietInner and outer pipe of a water pipe Technical area

Die Erfindung bezieht sich auf eine Leckmessanordnung zur Verlegung in einer Wärmedämmung zwischen einem Innen- und einem Außenrohr einerThe invention relates to a leak measuring arrangement for laying in a thermal insulation between an inner and an outer tube of a

Wasserleitung, umfassend zwei entlang der Wasserleitung verlaufende, zu einer elektrischen Messschleife verbindbare Messadern, nämlich eine Fühlerader und eine Rückführader, und einen von den beiden Messadern umwundenen, elektrisch isolierenden Strang. Stand der Technik Water pipe, comprising two along the water pipe running, connectable to an electrical measuring loop measuring wires, namely a sensor wire and a Rückführader, and a wound from the two measuring wires, electrically insulating strand. State of the art

Um undichte Stellen in einem wasserführenden Innenrohr beispielsweise einer Fernwärmeleitung orten zu können, ist es bekannt (EP 2 1 12 491 A1 ), in der Wärmedämmung zwischen einem stählernen Innenrohr und einem äußeren Kunststoffrohr zwei zu einer elektrischen Messschleife verbindbare Messadern vorzusehen, um mithilfe dieser Messadern und dem Innenrohr als Messerde die Entfernung einer undichten Stelle des stählernen Innenrohrs vom Anschluss der Messadern an einer Messeinrichtung feststellen zu können. Das an der Leckstelle aus dem Innenrohr austretende Wasser durchfeuchtet die Wärmedämmung, wodurch sich der elektrische Widerstand ändert. Die Lage der Leckstelle kann demnach durch eine Widerstandsmessbrücke bestimmt werden, über die üblicherweise der ohmsche Widerstand zwischen dem stählernen Leitungsrohr und einer Fühlerader gemessen wird, die mit der Rückführader eine Messschleife bildet. Da sich dieses Ortungsverfahren vor allem für weniger feuchteIn order to locate leaks in a water-bearing inner tube, for example, a district heating pipe, it is known (EP 2 1 12 491 A1) to provide in the thermal insulation between a steel inner tube and an outer plastic tube two connectable to an electrical measuring loop measuring leads to using these test leads and the inner tube as Messerde the removal of a leaking point of the steel inner tube from the connection of the measuring leads to a measuring device to determine. The leaking from the inner tube at the leak water moistens the insulation, causing the electrical resistance changes. The location of the leak can therefore be determined by a resistance measuring bridge, via which the ohmic resistance between the steel conduit and a sensor core is usually measured, which forms a measuring loop with the return wheel. As this locating method especially for less humid

Fehlerstellen eignet, wird häufig auch ein zweites insbesondere für feuchte Fehlerstellen geeignetes Messsystem eingesetzt, das auf einer Laufzeitmessung eines an der niederohmig gewordenen, nassen Stelle reflektierten Impulses basiert, wobei die Ortung zwischen der Fühlerader und der durch das Innenrohr gebildeten Messerde erfolgt. Es können daher bei einer entsprechenden Wahl der ohmschen Widerstände der Messadern mit einer Leitungsanordnung beide Messverfahren durchgeführt werden.Faulty is often a second suitable especially for damp fault locations measuring system is used, which is based on a transit time measurement a pulse reflected at the low-resistance, wet spot is based, wherein the location between the sensor wire and the Messerde formed by the inner tube takes place. It can therefore be carried out with a corresponding choice of ohmic resistances of the wires with a line arrangement both measurement methods.

Das Einschäumen der Messadern in die häufig als PolyurethanschaumThe foaming of the wires in the often as polyurethane foam

ausgebildete Wärmedämmung zwischen dem Innen- und dem Außenrohr bringt allerdings bei biegsamen Wasserleitungen Schwierigkeiten mit sich, weil es für die Messadern im Bereich eines Außenbogens eines Längenausgleichs bedarf. Zu diesem Zweck ist es bekannt (EP 1 637 786 A1 ), die Messadern mit einer Überlänge zu verlegen, indem sie einen gummielastischen Strang in Form einer Doppelwendel umwinden, sodass die im Bereich eines Außenbogens benötigte Überlänge der Messadern zur Verfügung gestellt werden kann. Nachteilig ist allerdings die Handhabung der um den gummielastischen Strang gewundenen, ungeschützten Messadern. Außerdem besteht die Gefahr, dass sich Feuchtigkeit aufgrund von Kapillarwirkungen entlang des von den Messadern umwundenen gummielastischen Strangs verteilt und damit die Ortungsgenauigkeit von feuchten Fehlerstellen nachteilig beeinflusst wird.However, formed thermal insulation between the inner and outer tube brings difficulties in flexible water pipes with it, because it requires the Meßadern in the region of an outer arc of a length compensation. For this purpose it is known (EP 1 637 786 A1) to lay the measuring wires with an excess length by winding a rubber-elastic strand in the form of a double helix so that the excess length of the measuring wires required in the region of an outer arc can be made available. The disadvantage, however, is the handling of the wound around the rubber elastic strand, unprotected Messadern. In addition, there is a risk that moisture is distributed due to capillary action along the rubber-elastic strand wrapped by the measuring wires and thus the locating accuracy of wet defects is adversely affected.

Darstellung der Erfindung Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine in die Wärmedämmung einer Wasserleitung einbettbare Leckmessanordnung so auszugestalten, dass trotz einer geschützte Anordnung der Messadern eine zum Längenausgleich für gebogene Abschnitte der Wasserleitung erforderliche Überlänge der Messadern zur Verfügung steht, ohne die Messfunktionen zu beeinträchtigen. Außerdem soll eine Unabhängigkeit vom Verlauf der Messadern gegenüber dem Innenrohr und von den elektrischen Eigenschaften des Innenrohrs erreicht werden.SUMMARY OF THE INVENTION It is therefore the object of the invention to embody a leakage measuring arrangement that can be embedded in the thermal insulation of a water pipe in such a way that, despite a protected arrangement of the measuring wires, an excess length of the measuring wires required for length compensation for curved sections of the water pipe is available without impairing the measuring functions , In addition, an independence from the course of the test leads to the inner tube and the electrical properties of the inner tube to be achieved.

Ausgehend von einer Leckmessanordnung der eingangs geschilderten Art löst die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, dass die beiden Messadern mit dem wenigstens ein Quellgarn aufweisenden Strang einen verseilten Kern innerhalb eines als Messerde dienenden, von einem Kabelmantel abgedecktenStarting from a leak measuring arrangement of the type described solves the problem solves the problem by the fact that the two measurement wires with the at least one source yarn having strand a stranded core within one serving as Messerde, covered by a cable sheath

Leitergeflechts bilden.Form braid.

Durch das Verseilen der beiden Messadern zusammen mit einem Quellgarn und das Umhüllen dieses verseilten Kerns mit einem Leitergeflecht als Messerde innerhalb eines Kabelmantels wird zunächst ein besonders einfach zuBy stranding the two wires together with a source yarn and wrapping this stranded core with a conductor braid as a knife inside a cable sheath is a particularly easy to first

handhabendes Leckmesskabel ermöglicht, das die Messadern geschützt aufnimmt. Die Verseilung des Kerns stellt einen beim Biegen einer Wasserleitung mit in die Wärmedämmung eingeschäumtem Leckmesskabel erforderlichen Längenausgleich für die Messadern sicher, und zwar unabhängig davon, ob der Kabelmantel hierfür ausreichende Dehnungseigenschaften aufweist oder reißt. Das eine Messerde bildende Leitergeflecht mit schraubenlinienförmighandling leak detection cable, which receives the measurement wires protected. The stranding of the core ensures a necessary during the bending of a water pipe with foamed in the heat insulation leakage measuring cable length compensation for the measuring wires, regardless of whether the cable sheath has sufficient tensile properties for this purpose or ruptures. The kneader forming Leitfaden with helical

verlaufenden Leitern ermöglicht eine ausreichende Längung und macht die Leckmessanordnung von einem elektrisch leitenden Innenrohr als Messerde unabhängig, sodass das Leckmesskabel alle Messvoraussetzungen hinsichtlich der beiden üblicherweise zur Anwendung kommenden Ortungsverfahren erfüllt.extending conductors allows sufficient elongation and makes the leak detection arrangement of an electrically conductive inner tube as a Messerde independent, so that the leak measuring cable meets all measurement requirements with respect to the two commonly used for locating positioning method.

Da beim Auftritt einer Leckstelle die durch den entsprechend ausgebildeten Kabelmantel zu den Messadern gelangende Feuchtigkeit ein Quellen desSince the occurrence of a leak passing through the appropriately trained cable sheath to the Messadern moisture swelling of the

Quellgarns des verseilten Kerns bedingt, werden durch das quellende Quellgarn die bestehenden Zwickelbereiche zwischen den Messadern und dem Quellgarn einerseits und zwischen den Messadern und dem Leitergeflecht bzw. dem das Leitergeflecht abdeckenden Kabelmantel ausgefüllt, sodass sich die Feuchtigkeit nicht innerhalb dieser Zwickelbereiche in Kabellängsrichtung unbehindert ausbreiten kann. Dies bedeutet, dass durch das mit den Messadern verseilte Quellgarn nicht nur einen Längenausgleich für die Messadern ermöglicht, sondern auch die Feuchteverteilung auf den Bereich der Leckstelle beschränkt, was mit einer erheblichen Verbesserung der Ortungsgenauigkeit für solche Leckstellen einhergeht.Source yarns of the stranded core are filled by the swelling source yarn, the existing gusset areas between the wires and the Quellgarn one hand and between the wires and the conductor braid or the conductor covering the cable sheath covering, so that the moisture can not spread unhindered within these gusset areas in cable longitudinal direction , This means that the source yarn stranded with the measuring leads not only allows a length compensation for the measuring wires, but also limits the moisture distribution to the area of the leak, which is accompanied by a considerable improvement in the location accuracy for such leaks.

Besonders vorteilhafte Konstruktionsverhältnisse ergeben sich, wenn zwischen dem verseilten Kern und dem Leitergeflecht eine Zwischenlage aus einemParticularly advantageous construction conditions arise when between the stranded core and the conductor braid an intermediate layer of a

Geflecht aus Kunststofffasern vorgesehen ist, das einen galvanischen Kontakt zwischen dem Leitergeflecht der Messerde und den Messadern verhindert, ohne eine Längsbeweglichkeit des verseilten Kerns gegenüber dem Kabelmantel auszuschließen.Braid made of plastic fibers, which provides a galvanic contact prevents between the conductor of the blade and the measuring wires, without excluding a longitudinal mobility of the stranded core relative to the cable sheath.

Um symmetrische Verhältnisse hinsichtlich der Verseilung des Kerns zu schaffen und einen dem runden Kabelquerschnitt weitgehend angenähertenIn order to create symmetrical conditions with regard to the stranding of the core and a roughly the round cable cross-section approximated

Kernquerschnitt sicherzustellen, kann der Kern zwei mit den beiden Messadern verseilte Quellgarne umfassen. Das Vorsehen von zwei Quellgarnen erleichtert darüber hinaus eine Längung des verseilten Kerns. To ensure core cross-section, the core may comprise two stranded with the two measurement wires source yarns. The provision of two swelling yarns also facilitates elongation of the stranded core.

Um Fehlerstellen orten zu können, muss Feuchtigkeit durch die die Messadern umhüllende Messerde zur Fühlerader gelangen können. Aus diesem Grunde muss der Kabelmantel wasserdurchlässig ausgebildet sein. DieseIn order to be able to locate fault locations, moisture must be able to reach the sensor wire through the blades covering the measuring wires. For this reason, the cable sheath must be permeable to water. These

Wasserdurchlässigkeit kann in vorteilhafter Weise durch einen wasserlöslichen Kabelmantel erreicht werden, der sich beim Auftreten von Leckwasser örtlich auflöst und dadurch den Zutritt zur Messerde und zur Fühlerader derWater permeability can be achieved in an advantageous manner by a water-soluble cable sheath, which dissolves locally when leakage water occurs and thereby access to the blade and the sensor core of the

Leckmessanordnung freigibt.Leak measurement arrangement releases.

Kurze Beschreibung der ZeichnungShort description of the drawing

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt. Es zeigenIn the drawing, the subject invention is shown, for example. Show it

Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Leckmesskabel in einem schematischen Fig. 1 shows an inventive leakage measuring cable in a schematic

Querschnitt und Cross section and

Fig. 2 dieses Leckmesskabel in einer zum Teil aufgerissenen Seitenansicht. Fig. 2 this leak measuring cable in a partially torn side view.

Weg zur Ausführung der ErfindungWay to carry out the invention

Das dargestellte Leckmesskabel weist zwei Messadern auf, nämlich eineThe leakage measuring cable shown has two measuring wires, namely one

Fühlerader 1 und eine Rückführader 2, die durch eine Ummantelung 3 vollständig elektrisch isoliert ist. Die Fühlerader 1 kann blank ausgeführt sein, weist jedoch gemäß dem Ausführungsbeispiel eine mit regelmäßigen Durchtritten 4 versehene elektrisch isolierende Ummantelung 5 auf. Die beiden Messadern 1 und 2 sind mit zwei Quellgarnen 6 verseilt, sodass ein verseilter Kern erhalten wird, der unter Zwischenschaltung einer Zwischenlage 7, beispielsweise aus einem elektrisch isolierenden Geflecht aus Kunststoff fasern, von einem Leitergeflecht 8 als Messerde umhüllt wird. Das Leitergeflecht 8 wird durch einenSensor core 1 and a Rückführader 2, which is completely electrically isolated by a sheath 3. The sensor core 1 can be made bare, but according to the embodiment has an electrically insulating sheath 5 provided with regular passages 4. The two Messadern 1 and 2 are stranded with two Quellgarnen 6, so that a stranded core is obtained under Interposition of an intermediate layer 7, for example, from an electrically insulating braid made of plastic fibers, is wrapped by a conductor braid 8 as a knife. The conductor braid 8 is replaced by a

wasserdurchlässigen Kabelmantel 9 abgedeckt. Ein auf diese Weise aufgebautes Leckmesskabel kann in einfacher Weise von einer Vorratstrommel abgezogen und zwischen dem wasserführenden Innenrohr und dem Außenrohr einer wärmegedämmten Wasserleitung, vorzugsweise einer Fernwärmeleitung, in die Wärmedämmung zwischen dem Innen- und demwater-permeable cable sheath 9 covered. A constructed in this way leakage measuring cable can be easily withdrawn from a storage drum and between the water-carrying inner tube and the outer tube of a thermally insulated water pipe, preferably a district heating pipe, in the thermal insulation between the indoor and

Außenrohr eingeschäumt werden. Aufgrund der Verseilung des aus denOuter tube to be foamed. Due to the stranding of the

Messadern 1 und 2 sowie den Quellgarnen 6 gebildeten Kerns wird eineMessadern 1 and 2 and the source yarns 6 core formed becomes a

Kernlängung möglich, wenn das Leckmesskabel im Bereich eines Außenbogens der Wasserleitung zu liegen kommt. Selbst wenn die Dehnungseigenschaften des Kabelmantels 9 hierfür nicht ausreichen und der eingeschäumte Kabelmantel reißt, ergeben sich hinsichtlich der Leckmessanordnung keine nachteiligen Auswirkungen, weil die für die Leckmessanordnung erforderlichen Messadern 1 und 2 sowie das Leitergeflecht 8 der Messerde und die Zwischenlage 7 die Längung ohne Beeinträchtigung der Messvoraussetzung mitmachen können. Core elongation possible if the leak measuring cable comes to lie in the area of an outer bend of the water pipe. Even if the elongation properties of the cable sheath 9 are not sufficient for this and the foamed cable sheath ruptures, there are no adverse effects with respect to the leak measuring arrangement, because the required for the Leckmessanordnung measurement wires 1 and 2 and the conductor braid 8 of the blade and the liner 7, the elongation without affecting the Participation requirement can join.

Beim Auftritt eines Lecks im wasserführenden Innenrohr einer wärmegedämmten Wasserleitung tritt die Feuchte durch die Wärmedämmung zwischen Innen- und Außenrohr sowie durch den Kabelmantel 9, der sich bei einer entsprechenden Werkstoffwahl durch Wasser als Lösungsmittel auflösen kann, zur Fühlerader 1 , wobei sich der ohmsche Widerstand zwischen der durch das Leitergeflecht 8 bestimmten Messerde und der Fühlerader 1 verringert, was je nach demWhen a leak occurs in the water-bearing inner tube of a thermally insulated water pipe, the moisture passes through the thermal insulation between the inner and outer tube and through the cable sheath 9, which can dissolve with a suitable choice of material by water as a solvent to the sensor core 1, wherein the ohmic resistance between the determined by the conductor braid 8 Messerde and the sensor core 1 reduces, depending on the

Messverfahren zur Ortung der Leckstelle ausgenützt wird. Da mit derMeasuring method for locating the leak is exploited. As with the

Feuchtezufuhr die Quellgarne 6 aufquellen und die vorhandenen Zwickelräume innerhalb des Kabelmantels 9 ausfüllen, kann sich die Feuchte aus demMoisture supply the swelling yarns swell 6 and fill the existing gussets within the cable sheath 9, the moisture from the

Leckbereich nicht in Längsrichtung des Leckmesskabels ausbreiten, sodass aufgrund der dadurch bedingten Beschränkung der Feuchte auf den Leckbereich die Leckstelle in vergleichsweise engen Grenzen geortet werden kann.Do not spread the leakage area in the longitudinal direction of the leak measuring cable so that the leak can be located within comparatively narrow limits due to the resulting restriction of the moisture to the leak area.

Claims

Translated fromGerman

Patentansprüche claims1 . Leckmessanordnung zur Verlegung in einer Wärmedämmung zwischen einem Innen- und einem Außenrohr einer Wasserleitung, umfassend zwei entlang der Wasserleitung verlaufende, zu einer elektrischen Messschleife verbindbare Messadern (1 , 2), nämlich eine Fühlerader (1 ) und eine Rückführader (2), und einen von den beiden Messadern (1 , 2) umwundenen, elektrisch isolierenden Strang, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Messadern (1 , 2) mit dem wenigstens ein Quellgarn (6) aufweisenden Strang einen verseilten Kern innerhalb eines als Messerde dienenden, von einem Kabelmantel (9)1 . Leak measurement arrangement for laying in a thermal insulation between an inner and an outer tube of a water pipe, comprising two along the water pipe extending, connectable to an electrical measuring loop measuring wires (1, 2), namely a sensor wire (1) and a return spring (2), and a from the two leads (1, 2) wound, electrically insulating strand, characterized in that the two leads (1, 2) with the at least one source yarn (6) strand comprising a stranded core within serving as a Messerde, of a cable sheath ( 9)abgedeckten Leitergeflechts (8) bilden.covered conductor braid (8) form.2. Leckmessanordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem verseilten Kern und dem Leitergeflecht (8) eine Zwischenlage (7) aus einem Geflecht aus Kunststoff fasern vorgesehen ist.2. leakage measuring arrangement according to claim 1, characterized in that between the stranded core and the conductor braid (8) an intermediate layer (7) made of a braid of plastic fibers is provided.3. Leckmessanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern zwei mit den beiden Messadern (1 , 2) verseilte Quellgarne (6) umfasst.3. leak measuring arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the core comprises two with the two leads (1, 2) stranded swelling yarns (6).4. Leckmessanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kabelmantel (9) wasserdurchlässig oder wasserlöslich ausgebildet ist.4. leakage measuring arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that the cable sheath (9) is water-permeable or water-soluble.