DE936236C - Verfahren zur Messung der Verschiebungen von Verkabelungs-elementen in elektrischen Kabeln - Google Patents

Description

• Verfahren zur Messung der Verschiebungen von Verkabelungselementen in elektrischen Kabeln In der Nachrichtentechnik wurde schon seit langem der Vorschlag gemacht, zum schnellen Auffinden von möglicherweise undichten Stellen, die sich an den flüssige oder namentlich gasförmige Medien unter Druck enthaltenden elektrischen Kabeln ergeben können, diesen Medien eine radioaktive Bestandteile enthaltende Substanz beizumengen; die Suche nach der Undichtigkeit erfolgt durch Untersuchen der Umgebung des Kabels mittels Geräten wie etwa Geiger-Zählern, welche in der Lage sind, die von der radioaktiven Substanz emittierte Strahlung anzuzeigen, da mit dem Gase zugleich jene in ihm enthaltene Substanz an den undichten Stellen austritt.
• Auf einem anderen Gebiet der Technik, um nämlich die Wandstärke von Behältern wie etwa Sammelbehältern oder Kesseln zu messen, ohne Bohrungen vorzunehmen und an Stelle der Verwendung von Lehren oder anderen mechanischen Meßvorrichtungen, ist man dazu übergegangen, Substanzen zu benützen, die eine durchdringende Strahlung aussenden und die man entlang der Innen- oder Außenwände des Behälters verteilt; befindet sich das Anzeigegerät auf gleicher Höhe wie die Strahlungsquelle, so erlaubt die Größe der maximalen, mittels des Gerätes aufgenommenen Strahlung, die Wandstärke zu bestimmen.
• Bekanntlich ist besonders bei den heutigen Fernsprechkabeln, die eine sehr große Anzahl gleichzeitig geführter Gespräche in den Verkabelungselementen verschiedenen Aufbaues, symmetrisch oder koaxial, übertragen, eine sehr erhebliche Regelmäßigkeit in der Verkabelung der Leiter unumgänglich und muß sogar nach den letzten am Kabel vorgenommenen Fertigungsarbeiten oder noch nach seiner Verlegung überprüft werden können. Auch kommt es vor, daß die Verlegung bestimmter Kabel unter schwierigen äußeren Umständen zu erfolgen hat, etwa infolge der Natur des Geländes oder der Leitungen, in denen das Kabel verlegt wird, und man fürchten muß, daß die inneren Teile des Kabels Beschädigungen erfahren haben, die sich in Veränderungen der gegenseitigen Lage der erwähnten Teile äußern. Es leuchtet ein, daß solche Veränderungen in der gegenseitigen Lage durch unmittelbare Beobachtungen nicht festgestellt werden können, ohne auf die Öffnung des Kabels selbst zurückzugreifen.
• Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Messung der systematischen oder zufälligen Verschiebungen, die sich an den Verkabelungsele-. menten eines elektrischen Kabels ergeben, das mit einem Bleimantel sowie gegebenenfalls mit einer -außerhalb des Bleimantels angeordneten Schutzarmierung aus Stahlbändern oder -drähten versehen ist.
• Erfindungsgemäß ist die Vorrichtung zur Messung dieser Verschiebungen - welche auf der Benützung radioaktiver Substanzen als Emissionsquellen hinreichend harter Strahlung und eines dieser gegenüber empfindlichen Anzeigegerätes in Verbindung mit einem Zählwerk oder Impulsintegrator beruht - dadurch gekennzeichnet, daß man von vornherein auf der Kabelseele eine radioaktive Marke befestigt, die aus einem Stück Draht aus Metall oder einer metallischen Verbindung besteht, deren einer Bestandteil zumindest ein chemisches Element ist, das sich bei Aktivierung in der Neutronenströmung eines Kernreaktors teilweise in ein radioaktives Isotop umzusetzen fähig ist und dann im besonderen eine so harte Gamma-Strahlung aussendet, daß ein erheblicher Anteil davon von außen feststellbar ist, sowie daß dieses Drahtstück aktiviert wird, bevor es auf der Kabelseele, deren relative Verschiebung gegenüber den verschiedenen Elementen des Kabelinnern man zu messen wünscht, befestigt, z. B. aufgeklebt wird.
• Auf diese Art kommt man zu einer Vorrichtung, die es gestattet, in präziser Weise jede Veränderung in der gegenseitigen Lage der Verkabelungselemente zu kontrollieren und die erforderlichen Maßnahmen vorzunehmen, wie etwa eine gefertigte Kabellänge auszuscheiden oder ein verlegtes Kabel stück zu ersetzen oder örtliche Instandsetzung nach Öffnen des Kabelmantels.
• Benützt man einen nach obiger Beschreibung umgewandelten Golddraht als radioaktive Marke, deren Aktivität etwa innerhalb von drei Tagen um die Hälfte abnimmt, so kann bei hinreichend hoher anfänglicher Aktivität der im Kabel angebrachten Marke oder Marken die Messung der Verschiebung eines Teils noch nach Ablauf einer Woche oder, wenn nötig, noch später vorgenommen werden. Man kann auf einem innerhalb des Kabels befindlichen Verkabelungselement Quermarken anbringen, um die Komponente der Längsverschiebung bezüglich der Kabelachse, und Längsmarken, um die entsprechende Winkelkomponente zu beobachten.
• Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Sie veranschaulichen eine als Beispiel gewählte Anwendung dieser Vorrichtung zur Messung von Dehnungen der Seele eines Weitsprechkabels, das einer starken Streckung unterworfen wird.
• Fig. I gibt ein perspektivisches Bild eines teilweise geöffneten Kabelstückes und zeigt die Anordnung der radioaktiven Marken; Fig. 2 stellt einen mit einem Spalt versehenen Block aus wenig. strahlungsdurchlässigem Material dar, beispielsweise aus Blei, in den ein Geiger-Zähler eingeführt werden kann; Fig. 3 gibt den Querschnitt dieses Blocks wieder; Fig. 4 stellt die Zeigerausschläge eines Galvanometers dar, das an einen Impulsintegrator angeschlossen ist. Dieser wird von einem in obigem Block befindlichen Geiger-Zähler gespeist, welcher beiderseits der Stelle maximalen Strahlungsdurchtritts durch den Spalt des Blocks nach Fig. 2 verschoben wurde.
• In einem Ausführungsbeispiel enthielt das der Streckung unterworfene Kabel, wie in Fig. i dargestellt, eine aus einer bestimmten Anzahl von Kabeladern bestehende SeeleI; die Adern waren derartig zusammengezogen, daß sie einen zylindrischen Strang bildeten, der von Papierbämlern 2 umschlossen war; die Seele war von einem durchgehenden Bleimantel 3 bedeckt, und hierüber war eine aus schraubenförmig angeordneten Stahldrähten 4 bestehende Schutzarmierung angebracht, zwischen die mit einer geeigneten Flüssigkeit imprägnierte Jutelagen eingefügt waren.
• Der Erfindung entsprechend waren auf der Kabelseele auf Bögen in Umfangsrichtung normal zur Achse im Abstand von je 3 Meter zueinander parallele Golddrahtstücke 5 von o,25 mm Durchmesser und 5 cm Länge aufgeklebt. Diese Drähte waren vorher einige Tage lang der Neutronenströmung eines Kernreaktors ausgesetzt worden, unter dessen Einwirkung stabile natürliche Goldatome in solche von instabilen Isotopen verwandelt worden waren.
• Diese sandten Gammastrahlen aus, deren Ealbwertzeit etwa 3 Tage betrug. Die Aktivität jeder Marke lag zur Zeit des Aufbringens auf das Kabel größenordnungsmäßig bei I Millicurie.
• Nachdem das Kabel geformt, mit Bleimantel umgeben und armiert war, wurde es so abgerollt, daß man die unter der Wirkung eines Längs zuges vom Kabel erfahrene relative Dehnung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren messen konnte, Ein zylindrischer Geiger-Zähler 6 wurde in eine ebenso geformte Aussparung in einem Block von der Form eines Parallelepipeds 7 eingebracht (Fig. 2 und 3). Dieser Block enthielt einen durch eine seiner Wände von 20 mm Stärke hindurchfiihrenden langen und schmalen Spalt 8 von I mm Breite.
• Der Geiger-Zähler war durch eine Litze an ein Gehäuse angeschlossen, das in üblicher Schaltung eine Speisebatterie und ein elektronisches Impuis-Zählgerät enthielt. Die von den Goldmarken ausgehenden Gammastrahlen lösten den Geiger-Zähler aus, und ein zu obigem Gerät gehöriges Galvanometer zeigte einen dem Zeitmittel der angestoßenen Impulse proportionalen Strom an. Wenn die Spaltebene eine Marke enthielt, war die Intensität der durch den Spalt aufgenommenen Strahlung genügend groß, daß die aus der Unregelmäßigkeit der Entladungen und aus der nicht von den Marken stammenden Reststrahlung resultierenden Stromschwankungen vernachlässigbar waren und die Genauigkeit der Ortsbestimmungen nicht beschränkten.
• An dem ohne Zug ausgerollten Kabel wurde durch das im Bleiblock 7 untergebrachte Zählrohr mittels Verschieben in Nähe der Kabeloberfläche der Markenabstand gemessen. Spalt 8 war dabei dem Kabel zugekehrt, an dem die Stellen gesucht wurden, welche den am Galvanometer beobachteten Maximalausschlag ergaben. Sie waren immer dann gegeben, wenn die Mittelebene des Spaltes 8 mit der Mittelebene einer Goldmarke 5 zur Deckung gebracht war.
• In Fig. 4 sind die am Galvanometer beobachteten Ausschläge d wiedergegeben, wenn man den Block beiderseits der Optimalstellung verschob. Die Spaltebene wurde dabei parallel zu derjenigen der Marken gehalten und die Abstände von der Optimalstellung auf der Abszisse angetragen.
• Die gleiche Messung wurde an dem mit einer Zugkraft von 500 kg belasteten Kabel wiederholt.
• Man fand, daß der mittlere Abstand zweier aufeinanderfolgender Marken, der am unbelasteten Kabel 3002,0 mm betrug, während der Streckung auf 3004,5 mm anstieg, was folglich einer relativen Dehnung um I,6 pro mille je Tonne entspricht.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: I. Vorrichtung zur Messung der systematischen und/oder zufälligen Verschiebungen an den Verkabelungselementen eines elektrischen Kabels, das mit einem Bleimantel sowie gegebenenfalls außerhalb desselben mit einer Schutzarmierung aus Stahlbändern oder -drähten versehen ist, unter Verwendung radioaktiver Substanzen als Emissionsquellen hinreichend harter Strahlung und eines dieser gegenüber empfindlichen Anzeigegerätes in Verbindung mit einem Zählwerk oder Impulsintegrator, dadurch gekennzeichnet, daß von vornherein auf der Kabelseele eine radioaktive Marke befestigt wird, die aus einem Stück Draht aus Metall oder einer metallischen Verbindung besteht, deren einer Bestandteil zumindest ein chemisches Element ist, das sich bei Aktivierung in der Neutronen-Strömung eines Kernreaktors teilweise in ein radioaktives Isotop umzusetzen fähig ist und dann im besonderen eine so harte Gamma-Strahlung aussendet, daß ein erheblicher Anteil davon außerhalb der Umschließung feststellbar bleibt, sowie daß dieses Drahtstück aktiviert wird, bevor es auf der Kabelseele, deren relative Verschiebung gegenüber den verschiedenen Elementen des Kabel innern man zu messen wünscht, befestigt, z. B. aufgeklebt wird.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der verwandte Metalldraht ein Golddraht ist.

   Angezogene Druckschriften: USA.-Patentschrift Nr. 2 486 845.