DE4011259A1 - Sensorkabel zur ueberwachung der waermedaemmung von medienfuehrenden versorgungsleitungen, insbesondere fernwaermeleitungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Sensorkabel zur Überwachung der Wärme­ dämmung von medienführenden Versorgungsleitungen auf Feuchtigkeits­ einbrüche, die sowohl auf ein Leck im Mediumrohr (bei flüssigkeits­ führenden Leitungen) als auch auf von außen eindringendes Wasser zurückzuführen sind. Das erfindungsgemäße Sensorkabel soll insbe­ sondere bei der Überwachung mineralwollegedämmter Wärmeversorgungs­ leitungen angewendet werden.

Wärmegedämmte Rohrleitungen, die im allgemeinen für den Transport von Heiz- bzw. Kühlmedien eingesetzt werden und ihr breitestes Anwendungsgebiet in der Praxis als Fernwärme-Versorgungsleitung haben, bestehen grundsätzlich aus einem Mediumrohr aus Stahl, einer, dieses im Abstand umgebenden äußeren Umhüllung aus Plast- oder metallischen Werkstoffen und einer dazwischen liegenden Wärmedämm­ schicht, beispielsweise aus Polyurethan-Hartschaum oder Mineralfaser­ wolle. Die Herstellung dieser ober- oder unterirdisch verlegten Rohrleitungen ist außerordentlich kostenintensiv, so daß es für den rationellen Betrieb der Versorgungsleitung unbedingt erforderlich ist, daß ihre konzipierte Lebensdauer von 30 . . . 50 Jahren nicht durch Korrosionsschäden durch austretende oder eindringende Feuchtigkeit drastisch verkürzt wird. Aus diesem Grunde spielt die zuverlässige Überwachung medienführender Versorgungsleitungen auf das Eindringen von Feuchtigkeit in die Wärmedämmung eine erhebliche Rolle und führte zur Entwicklung einer großen Anzahl unterschiedlicher Meß- und Überwachungsverfahren. Beispielsweise sind Verfahren auf der Grundlage von Laufzeitmessung mittels Drucksensoren, der Erfassung und Auswertung von Durchflußmengen oder der Leckortung mittels Schallemissionsmessung bekannt (DE 32 40 136; 32 33 647; 28 28 567). Diesen haftet der Nachteil an, daß meßbare Druckabfälle bzw. Schall­ emissionen erst bei erheblichen Lecks auftreten, so daß Haarrisse und dgl. damit nicht erfaßbar sind. Ebenso versagen diese Verfahren, wenn Feuchteeinbrüche durch Schäden an der Außenhülle der Wärme­ dämmung oder durch deren mangelhafte Ausführung entstehen. Wie Unter­ suchungen zeigten, wird ein wesentlicher Anteil von Schäden am Mediumrohr durch Außenkorrosion hervorgerufen. Daher sind auch Ver­ fahren im Einsatz, die die Feuchtigkeit bzw. Temperatur innerhalb der Wärmedämmung messen. Zur Lokalisation der Schadensstelle sind mehrere Verfahren bekannt.

• - Impulsechoverfahren (DE 25 50 940; DE 25 53 789)
• - Brückenmeßverfahren (DE 32 25 742)
• - Sequentielles Abfragen jeder Meßstelle bzw. deren Adressierung (DE 31 10 054)

Wenn der technische Aufwand für ein sequentielles Abfragen jeder Meßstelle zu groß ist, funktechnische Einwände die Realisierung der mit WP F 17 D/3 21 797.4 vorgeschlagenen Sensor-/Sender-Einheiten verhindern und außerdem eine durchgehende Überwachung längs des ge­ samten Rohres gefordert wird (d. h. keine Beschränkung auf einzelne Meßstellen), so wird gegenwärtig das Brückenmeßverfahren angewendet. Diesem haftet der Nachteil an, daß beim Auftreten von Mehrfach­ fehlern oder Leitungsbruch keine Ortung mehr möglich ist. Diesen entscheidenden Nachteil vermeidet das Impulsechoverfahren. Man er­ hält auf einem Bildschirm das aufgelöste Abbild des gesamten zu überwachenden Leitungsstranges, einschließlich alle Unregelmäßig­ keiten wie Dauerabriß, Kurzschluß und Nebenschluß (bei diesem An­ wendungsfall durch Feuchteeinwirkung). Um ein eindeutiges Abbild durch Nebenschluß zu erreichen, ist ein relativ niederohmiger Schluß zwischen den zwei Leitern erforderlich. Dazu werden ent­ weder in bestimmten Abständen Feuchteindikatoren (DD 1 53 181; DE 32 32 211) oder saugfähige Materialien (DE 25 50 940) einge­ fügt. Damit ist keine durchgehende Feuchteeinbruchsüberwachung möglich. Außerdem sind solche Anordnung mit erhöhtem Montageauf­ wand verbunden. Das perforierte Sandkabel nach DE 24 15 640 spricht erst bei größeren Wassereinbrüchen an. Eine Erhöhung der Ansprech­ empfindlichkeit wird in DE 30 10 279 dadurch erreicht, daß ein wasserlösliches Salz in die Wärmedämmung eingebracht wird, welches bei Wassereinbruch einen Elektrolyten bildet. Das ist wiederum mit erhöhtem Aufwand beim Bau der Rohrleitung verbunden. Andere Vari­ anten verwenden nur einen Leiter und nutzen das Mediumrohr als Rückleiter (DE 25 33 257), z. T. ist der Einbau eines zusätzlichen Blockes zur Halterung des Leiters erforderlich (DE 30 10 346). Diese Varianten haben den Nachteil, daß das Mediumrohr eine Elek­ trode bildet und daher ein erhöhter Angriff von dessen Oberfläche erfolgt. Ein kathodischer Schutz des Rohres ist auch nicht mehr an­ wendbar.

Die Erfindung hat das Ziel, durch Entwicklung eines kostengünstigen Sensors die Voraussetzungen für ein in großem Umfang einsetzbares robustes und einfach zu montierendes Überwachungssystem zu schaffen, das geeignet ist, die Wärmedämmung von medienführenden Versorgungs­ leitungen vor Schäden durch Feuchteeinbrüche aller Art zu schützen. Damit soll insbesondere das Mediunrohr vor Korrosion und die Wärme­ dämmung vor Verrottung bewahrt werden, was zur Erhöhung der Lebens­ dauer der gesamten Rohrleitung beiträgt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zwei elektrische Leiter in einen, diese zuverlässig gegeneinander isolierenden Stoff einzu­ bringen, der es ermöglicht, daß bei Feuchteeinbrüchen sehr schnell ein niederohmiger Schluß zwischen beiden elektrischen Leitern hergestellt wird.

Das erfolgt, indem erfindungsgemäß zwei elektrische Leiter zu­ verlässig sowohl gegeneinander als auch gegen das Medium- und Hüll­ rohr elektrisch isoliert parallel zueinander in einem flexiblen Seil aus synthetischem Fasermaterial eingebettet sind, das in trockenem Zustand einen hohen Isolationswiderstand aufweist und bei Feuchteeinbruch schnell zu einer niederohmigen Verbindung führt. Vorzugsweise werden dazu Seile aus Polyester, Polyamid oder Poly­ akrylnitril eingesetzt, in welche die elektrischen Leiter bereits in Verbindung mit dem Herstellungsverfahren eingezogen werden. Die elektrischen Leiter bestehen beispielsweise aus verzinntem Kupferdraht.

Zur Erhöhung der Festigkeit des erfindungsgemäßen Sensorkabels können in das in seiner Struktur lose Seil zusätzlich zugetragende bzw. lastaufnehmende Elemente, beispielsweise in Form verfestigter Stränge eingebettet sein. Bei Einsatz einer Füllung aus syntheti­ schem Vliesstoff kann die Feuchtesensibilität definiert variiert werden.

Zwischen den beiden elektrischen Leitern besteht im trockenen Zu­ stand ein sehr hoher Isolationswiderstand. Unter Einwirkung von Feuchtigkeit verringert sich dieser Widerstand so erheblich, daß eine genaue Fehlerortung mittels Impulsechoverfahren möglich ist. Das erfindungsgemäße Sensorkabel zeichnet sich durch weitgehende Resistenz gegen chemische Einflüsse und hohe Temperaturbeständig­ keit aus. Es gestattet eine lückenlose Überwachung der gesamten Versorgungsleitung. Seine Verlegung in der Wärmedämmschicht er­ fordert keine zusätzlichen Fachkenntnisse und geringen Arbeitsauf­ wand. Besteht die Forderung, daß auch bei einem zeitweiligen Feuchte­ einbruch eine irreversible Verringerung des Isolationswiderstandes zwischen beiden elektrischen Leitern erfolgt, kann das Innere des Sensorkabels beispielsweise aus einem, sich unter Feuchteeinwirkung auflösendem Kunststoff bestehen. Im Normalfall jedoch ist das er­ findungsgemäß durchgängig eingesetzte synthetische Material kaum hygroskopisch und die Aufnahme der Feuchtigkeit erfolgt durch adhäsive Kräfte, so daß vorübergehend eingedrungene Feuchtigkeit nach einer angemessenen Zeit wieder verschwindet.

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Die Zeichnung zeigt einen Querschnitt durch das erfindungsgemäße Sensorkabel.

Es besteht beispielsweise aus gefaltetem Vliesstoff 1, in welches zwei verzinnte Kupferdrähte als elektrische Leiter 2 sowie zwei verfestigte Stränge 4 zur Zugentlastung eingebettet sind. Die Vliesstoffenden sind an der Verbindungsstelle 3 fixiert, bei­ spielsweise verklebt oder verschweißt.

Das im Beispiel beschriebene Kabel hat im trockenen Zustand einen hohen Isolationswiderstand und gewährleistet im feuchten Zustand ein schnelles Absinken des Widerstandes in den 100-Ohm-Bereich.

Claims (5)

1. Sensorkabel zur Überwachung der Wärmedämmung von medienführen­ den Versorgungsleitungen, insbesondere Fernwärmeleitungen auf Feuchtigkeitseinbrüche mit Hilfe des Impulsechoverfahrens, auf der Grundlage der Widerstandsänderung zwischen zwei elektrischen Leitern, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei elektrischen Leiter sowohl gegeneinander als auch gegenüber dem Medium- bzw. Hüllrohr elektrisch isoliert, parallel zueinander in einem flexiblen Strang aus einem synthetischen Fasermaterial eingebettet sind, welches im trockenen Zustand einen hohen Isolationswert aufweist und bei Feuchteinbruch sehr schnell einen niederohmigen Schluß zwischen den elektrischen Leitern herbeiführt.

2. Sensorkabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als sythetisches Material Seile oder verfestigte Vliese aus Poly­ ester-, Polyamid- oder Polyakrylnitrilfasern eingesetzt sind.

3. Sensorkabel nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich lastaufnehmende Elemente (4) in Form verfestigter Stränge eingebettet sind.

4. Sensorkabel nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Elemente aus synthetischem Vliesstoff eingebettet sind.

5. Sensorkabel nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich in seinem Inneren ein, sich unter Feuchteeinwirkung auf­ lösender Kunststoffstrang befindet.