8.1.2015

Überwachungstechnik/Visileak VSL

Technische Änderungen vorbehalten.

Inhaltsverzeichnis

8.0 Inhaltsverzeichnis

8.1 Systembeschreibung 8.100 Allgemeine Systembeschreibung8.110 Funktionsprinzip8.120 Messprinzip

8.2 Planung, Revisionspläne 8.200 Planung, Fühlerschleifen-Plan8.210 Revisionspläne, Schweissnahtpläne

8.3 Überwachungsgerät LMS 120 8.300 Gerätebeschreibung, Technische Daten8.310 Gerätebeschreibung, Blatt 28.320 Gerätebeschreibung, Blatt 3

8.0

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Allgemeine Systembeschreibung

Erdverlegte Fernwärmeleitungen werden heute überwiegend mit Betriebsüberwachungssystemen ausgestattet. Der Vorteil liegt in der Früherkennung von Schäden und deren Ortung. Die werkseitig in die Wärmedämmung eingeschäum-ten Überwachungsadern erfüllen zusammen mit den entsprechenden Überwachungsgeräten vielfältige Aufgaben. Die Betriebssicherheit wird erhöht und Schadenskosten werden begrenzt.

Die Rohrsysteme FLEXWELL-Fernheizkabel, PREMANT-Fernheizrohr und CASAFLEX-Fernwärmeleitung der BRUGG Rohr-systeme sind werksseitig serienmässig, und das BRUGG-STAHLMANTELROHR auf Wunsch, für die Überwachung nach dem Widerstands-Referenz-Messverfahren (WIREM) ausgestattet. (Auf Wunsch kann das PREMANT-Fernheizrohr mit anderen Überwachungsadern, z.Bsp. Nordic, geliefert werden).

WIREM und BRANDES sind kompatible Systeme.

Die WIREM-Technologie erlaubt es, über die Überwachungsadern und -geräte eine Vielzahl von Funktionen zu erfüllen:

• Kontrolle der Wärmedämmung auf Feuchtigkeit schon beim Einbau der Rohrleitung. Lieferung aussagefähiger Mess- daten über den Zustand der Wärmedämmung.

• Überwachungsaderkontakt zum Innenrohr oder Abriss bzw. Unterbrechungen irgendwo im Schaltkreis werden unter- schieden und angezeigt.

• Im Betrieb kann ein Feuchtigkeitseintritt durch z.B. Schweissnahtfehler, undichte Muffenverbindungen oder Beschädigung von aussen, nicht nur im Muffenbereich, sondern kontinuierlich auf der gesamten Rohrlänge gemessen, gemeldet und geortet werden.

• Kurschluss-Erkennung

• Weitergabe von Alarmmeldungen über Ausgänge für externe Alarmeinrichtungen.

Je nach Anforderung hinsichtlich Netzgrösse und Datenverfügbarkeit kann aus dem Programm an Mess-, Überwachungs- und Ortungsgeräten nach dem Baukastenprinzip eine passende Anlage gewählt werden.

Dabei reicht die Palette an Gerätekombinationen von der manuellen Erfassung von Messdaten über den Zustand der Wärmedämmung und manuellen Fehlerortung (LMS 120) bis hin zur voll automatischen Überwachung und Fehlerortung (am Markt erhältliche Geräte) mit Fernmeldung, Testabfrage über Dialogelektronik, Speicherung der Messdaten sowie elektronischer Datenübermittler an Rechner/Drucker von Zentralleitsysteme.

8.100

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Funktionsprinzip

8.110

Überwachungsadern

Die Überwachungsadern (Fühlerader, Rückführader) liegen durchgehend in der Wärmedämmung der Rohrleitung zwi-schen Aussen- und Innenrohr. Während bei PREMANT und CASAFLEX die Adern parallel zum Innenrohr etwa mittig in der Wärmedämmung liegen, werden sie im FLEXWELL-Fernheizkabel wendelförmig um das Innenrohr geführt.

Aufbau der Fühlerader

1. Perforationen in

regelmässigen Abständen

für Feuchtekontakt

2. PTFE-Isolierung, Farbe rot

3. NiCr-Draht

Aufbau der Rückführader

1. Kupferader

2. FEP-Isolierung, Farbe grün

Messprinzip der Überwachung

Die messtechnische Grundlage sowohl für die Überwachung als auch die Ortung bildet das Widerstands-Referenz-Messverfahren (WIREM), das nach dem Prinzip des unbelasteten Spannungsteilers arbeitet.Zwischen der in der Wärmedämmung parallel zum Rohr angeordneten Fühlerader und dem Rohr wird eine definierte Spannung angelegt (siehe Bild). Verringert sich der dort vorhandene Isolationswiderstand infolge eingetretener Feuchte, wird im vorgeschalteten Überwachungs-gerät am Vergleichswiderstand eine Spannungserhöhung gemessen und dadurch eine Meldung ausgelöst.

Der Vergleichswiderstand definiert gleichzeitig die Meldeschwelle.

Die Überwachung der Wärmedämmung erfolgt über eine spezielle Fühlerader (siehe Bild). Die Ader ist gegen direkte metallische Kontakte durch eine temperaturbeständige PTFE-Isolierung geschützt. Der Feuchtekontakt zur NiCr-Ader wird durch Perforationen in der PTFE-Isolierung hergestellt, und somit eine lückenlose Überwachung der gesamten Rohrstrecke ermöglicht.

Die Perforationen ermöglichen darüber hinaus eine differenzierte Be-wertung von Feuchtefehlern hinsichtlich ihrer Intensität im gesamten überwachbaren Spektrum von «Trocken» mit über 50 MΩ bis «Nass» mit unter 10 kΩ Isolationswiderstand.

Zur Überwachung selbst wird neben der Fühlerader noch eine als «Rückführader» bezeichnete FEP-isolierte Kupferader eingesetzt.

Aus beiden Adern wird eine Fühlerschleife (siehe Bild) gebildet, die maximal 1000 Meter lang sein kann und somit 1000 Meter Rohr über-wacht. Dabei werden Abzweigleitungen, ausgehend von der Fühlera-der in der Hauptleitung, eingeschleift, das heisst Fühleradern hinein, Rückführadern zurück (siehe Bild).

Bei zu überwachenden Rohrnetzen von mehr als 1000 Meter Rohrlänge wird das Rohrnetz zum Beispiel mittels Aderausführung in Überwa-chungsabschnitte von max. 1000 Meter unterteilt und daraus einzelne Fühlerschleifen gebildet. Jedem Überwachungsabschnitt kann ein entsprechendes Überwachungsgerät zugeordnet werden.

ÜberwachungsprinzipFühlerader [rot]

Rückführader [grün]

ÜberwachungsgerätIsolation

SchleifeS

I

Aufbau der Fühlerschleife

Rückführader [grün]

Fühlerader [rot]

Rohrachse

Fühlerschleife inkl. Abzweig

1 2 3

2 1

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8.120

Messprinzip

Messprinzip der Ortung

Zur Ortung der Feuchte- oder Kontaktfehler (Isolationsfehler) wird an die Fühlerschleife eine Ortungsspannung (U) angelegt.

Am Fühlerschleifenanfang wird zwischen Fühlerader und Rohr die Teilspannung U1 gemessen, die über den Isolationsfehler an der Füh-lerader abgegriffen wird. Die gemmessene Teilspannung wird jedoch nicht in Volt, sondern in Prozent zur Gesamtspannung angezeigt und stellt somit das Ortungsergebnis dar.

Da die Fühlerader einen sehr hohen Längswiderstand von 5.7 Ω/m hat und die Rückführader nahe Null Ohm liegt, ergibt sich folgende Beziehung:

U = GesamtspannungU1 = TeilspannungR = Gesamt-SchleifenwiderstandR1 = Teil-Schleifenwiderstandx % = OrtungsergebnisL = Gesamt-RohrlängeL1 = Fehler-Entfernung

Die Intensität des Isolationsfehler (Isolationswiderstand) hat auf die Genauigkeit der Ortung keinen Einfluss, da sie durch die Gerätekonzep-tion berücksichtigt wird.

Ortung einer Unterbrechung der Fühlerschleife

Während die Unterbrechung der Fühlerschleife als solche bei automa-tischen Anlagen sofort gemeldet wird, muss die Ortung der Fehlstelle manuell und mittels anderer Verfahren durchgeführt werden.

Die weitverbreiteste Messmethode ist das Laufzeitmessverfahren, das sich in diesen Fällen bewährt hat. Bei Aderabriss kann auch auf ein einfaches Kapazitätsmessverfahren zurückgegriffen werden.

Zur Vermeidung von späteren Fehlerquellen ist bereits während der Montage durch laufende Kontrollmessungen und manuelle Prüfun-gen der Festigkeit von Adernverbindungen für die Unversehrtheit der Fühlerschleife Sorge zu tragen.

Die Ortung wird von einem Messtechniker vorgenommen.Die Genauigkeit der Ortung beträgt 1%.Daher ist es erforderlich, dass die Messschleife in regelmässigen Abständen einen Zugang hat (in der Regel Hausanschlüsse).Sind die Teilstrecken zwischen zwei Hausanschlüssen grösser als 200 m, ist die Installation einer Aderausführung zu empfehlen.

U1 R1 x % L1 = = =U R 100 % L

Messprinzip der Ortung

100 %

x %

U1 U

FeuchtefehlerFühlerader [rot]

Rückführader [grün]

Ortungseinheit

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Planung

Die Planung

Die Planung der Überwachungsanlage läuft parallel mit der Rohrnetz-planung. Zu beachten ist die Länge eines Überwachungskreises (max. 1000 m Rohrleitung pro Kanal) und die Aufteilung in einzelne Überwa-chungskreise. Die Hinweise zur Fehlerortung (siehe Kapitel 8.120) sind ebenfalls zu beachten. Die Plazierung der Geräte kann zentral in einem Gebäude stattfinden.

Zu berücksichtigen sind, für später geplante Netzerweiterungen, evtl. Begleitkabel, die gleich mit in die Rohrgräben verlegt werden können.

Fühlerschleifen-Plan

Durchgeführte Messungen (Ergebnisse)

Durchg.-Widerstand (DR)

R = 5.7 Ω/m

Isolations-Widerstand (IR)

Stufe BS-MH-2

Vorlauf

2219 Ω

Rücklauf

2220 Ω

Vorlauf

0 = > 50 MΩ

Rücklauf

0 = > 50 MΩ

Fühlerschleifen-Plan

TT 1,5 mm2, oder U 72 0,8 mm

Länge ≥ 9 m: Kabel abgeschirmt

Verdrahtung durch Elektriker

Überwachungssystem BRANDES

CrNi Draht (rot)Cu Draht (grün)

Verdrahtung zwischen den

BRUGG Dosen im Gebäude

durch Elektriker

Aderausführung

Bei m

ehr a

ls 3

00 m

Tra

swse

ohn

e H

ausa

nsch

luss

Ader

ausf

ühru

ng v

orse

hen

8.200

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Revisionspläne Schweissnahtpläne

Damit Fehler nach der Ortung auch oberirdisch eingemessen werden können, sind Revisionspläne erforderlich. Exakte Pläne erleichtern die Lokalisierung und Diagnose der Fehlermeldung. Am besten haben sich Schweissnahtpläne bewährt.

RevisionsplanSchweissnahtplan

Durchgeführte Messungen (Ergebnisse)

Rohr Norm L Bogen [m]

PRE 60.3-140 6 m 0.5 x 0.5

PRE 76.1-160 6 m 0.65 x 0.65

PRE 88.9-180 12 m 0.65 x 0.65

8.210

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Gerätebeschreibung LMS 120Technische Daten

Gerätebeschreibung

Allgemeines

Das Überwachungsgerät ist geeignet zur Kontrolle von Sensordrähten in Fernwärmeleitungen.Grundlage ist die Messung von Widerständen zwischen den Anschlusskontakten.

Mit dem LMS 120 ist es möglich, verschiedene Überwachungssysteme dauerhaft zu kontrollie-ren. Das Intervall der Messungen kann eingestellt werden. Weiterhin ist ein Fehlerspeicher im Gerät installiert.

Der technische Aufbau ermöglicht die gleichzeitige Überwachung von zwei unterschiedlichen Systemtypen. So ist es zum Beispiel möglich, auf dem Messkanal 1 eine Leitung mit dem NORDISCHEN System und auf dem Messkanal 2 eine Leitung mit dem BRANDES-System anzuschließen.Grundlage ist die Messung von Widerständen zwischen Überwachungsadern und dem me-tallischen Mediumrohr bzw. der Widerstände der Messschleifen. Alle Messwerte können am Display abgelesen werden.

Technische Daten

Klartextanzeige und LEDFreie ParametrierungBetriebsspannung 110....230 V ACÜberwachungskreise 2 KanäleLänge der Rohrleitung pro Kanal:Brandes ( 1 x Cu, 1 x CrNi) 1.000 mEMS (nordisch, 2 x Cu blank) 2.500 mSwiss ( je 1 x Cu blank/isoliert) 2.500 mStörung (pot.-freier Wechsler) 2 A/30 VAbmessungen 182x180x90 mmzul. Umgebungstemperatur 0...50 °CSchutzklasse IP 65

Systemmodul

BUS

Messmodul2

BUS

Messmodul1

Span

nung

1

Ext. A

larm

Relais Display Tasten CPU

Span

nung

212

V =

90...2

40 V

~

Rohr

Sens

or

Rück

Rohr

Sens

or

Rück

Systemaufbau

Das LMS 120 verfügt über potentialfrei arbeitende Messkanäle, um die Messgenauigkeit zu erhöhen und die Beeinfl ussung der Messungen durch parasitäre Ströme im Rohr zu minimieren.

8.300

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Gerätebeschreibung LMS 120

Mechanische Montage

Die mechanische Montage des Überwachungsgerätes LMS 120 kann auf eine ebene trockene Wand (Bohrschablone) oder alternativ in einen Schaltschrank erfolgen.Am Montageort ist das Gerät, vor Feuchtigkeit (Bildung von Kondens-wasser), starker Staubbelastung und starken elektromagnetischen Feldern zu schützen. Die in dieser Bedienungsanleitung aufgeführten Sicherheitshinweise, Schutzmaßnahmen und Hinweise sind zu beachten(vergl. Sicherheitshinweise; Seite 3)! Zur Befestigung ist der Gehäuse-deckel abzunehmen.Je nach Untergrund sind die geeigneten Befestigungsmittel für die Montage zu verwenden.

Elektrischer Anschluss

Klemme Beschreibung 12V

+ -

12V + 12V -

Klein-spannung (optional)

Alarm NO

COM NC

Schließer Wurzel Öffner

externe Störmeldung

Channel 1 S1

Pipe S2

Sensor Rohr Rückader

Kanal 1

Channel 2 S1

Pipe S2

Sensor Rohr Rückader

Kanal 2

Tab. 1 (Klemmen)

Abb. 4 (elektrischer Anschluss)

S1 Pipe

S2S1 Pipe

S2

Alarm Channel 2Channel 112V=

www.visileak.comBrugg LMS 120

Active Alarm

Power

Measure

Error

Stored Alarm

SDSlot

24V=

Sen

sor

Sen

sor

AD2

UE

90...240 V AC

Anschlussklemmen

Hinweis:Die Klemme „12V” wird für eine Sonder-ausführung des LMS 120 verwendet. Sie darf nicht genutzt werden.

Die Klemme „Alarm” kann mit einer ohm-schen Last bis 2A/30V belastet werden.

Masseanschluss

Zur einwandfreien Funktion muss der Massekontakt (Pipe) jedes Messkreises mit der zugehörigen Rohrleitungverbunden sein. Bei Tausch vorhandener Leckagemesssysteme muss geprüft werden, ob eine wirksame Masseverbin-dung zum jeweiligen Rohr vorhanden ist. Jeder Messkanal benötigt eine eigene Verbindung zur Rohrleitung.

Netzspannung

Zum Abschluss muss der Gerätestecker mit einer Steckdose verbunden werden. Das LMS 120 kann an einerWechselspannung von 90…240 V AC betrieben werden.

Fig. 3 (Wall installation)

8.310

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Gerätebeschreibung LMS 120

7. ZubehörArtikelname Artikelnummer Beschreibung LMS 120 DE 21000076 LMS 120 mit Netzstecker für Deutschland LMS 120 CH LMS 120 mit Netzstecker für Schweiz Anschlussdose AD2 21000083 Anschlussdose für LMS 120 Überwachungsendstück 21000081 Schleifenendstecker

Tab. 6 (Zubehör) 8. Technische DatenAnforderungen an die Spannungsver-sorgung Spannung 100 – 240 VAC Stromaufnahme max. 100 mA Max. Stromaufnahme beim Einschal-ten 6 A

Leistung 6 W

Spezifikation Gehäuse: Dimensionen (Weite x Höhe x Tiefe) 182 x 180 x 90 mm Installation Wandmontage, Schaltschrankmontage, Schrauben Material und Farbe Gehäuse: Polystyrol, grau (ähnlich RAL 7035)

Deckel: Polycarbonat, transparent Schutzklasse IP 65 nach EN 60529 Gewicht (ohne Verpackung) 1,1 kg

Spezifikation Messeingänge: Drahtstandards / Messdrähte Nordisch, 2 Kupfer blank

Brandes, NiCr 5,7 Ω/m - Kupfer isoliert Schweizer, Kupfer blank – Kupfer isoliert

Potentialtrennung Ja

Spezifikation Alarmausgang: Art des Alarmausganges: Relais Max. Schaltspannung: 24 VDC Max. Schaltstrom: 2 A Min. Schaltstrom: 1 mA (bei 10 mVDC)

UmweltbedingungenUmgebungstemperatur 0 bis + 50° C Transport und Lagertemperatur -20 bis+ 60° C Feuchtigkeit < 90 %, nicht kondensierend

Tests und Zertifizierungen EC Deklaration der Konformität Ja Konformitätsstandards EN 61000-6-2 (2006-05-01)

EN 61000-6-4 (2007-11-01)

Technische Daten

8.320