fuktmätning med pulsekometer

fuktmätning med pulsekometer Stefan Nilsson, Sven-Erik Sällberg, Gunnar Bergström SP Sveriges Provnings- och Forskningsinstitut Forskning och Utveckling 2005:124

FUKTMÄTNING MED PULSEKOMETER Forskning och Utveckling 2005:124 Stefan Nilsson Sven-Erik Sällberg Gunnar Bergström SP Sveriges Provnings- och Forskningsinstitut ISSN 1401-9264 2005 Svensk Fjärrvärme AB Art nr FOU 2005:124

I rapportserien publicerar projektledaren resultaten från sitt projekt. Publiceringen innebär inte att Svensk Fjärrvärme AB tagit ställning till slutsatserna och resultaten.

Sammanfattning FOU 2005:124 Detta projekt syftar till att undersöka vilka förutsättningar som finns att bygga upp ett larmsystem baserat på pulsekometermätningar där indikeringarna kan tolkas kvantitativt och därmed ger en säkrare bild av en fuktskadas omfattning. Projektarbetet har till största delen bestått av mätningar med pulsekometer för att utröna sambanden mellan ett fuktfels storlek och utslaget på mätinstrumentet. I viss utsträckning har även jämförande mätningar på samma fuktfel gjorts med olika pulsekometrar. Undersökningar har gjorts på en provledning i laboratorium på simulerade fuktfel med såväl rent vatten i behållare och med porösa material uppfuktade till varierande grad. Studier har gjorts av hur mängden fukt och dess läge i förhållande till larmtråden påverkar mätresultaten. Dessutom har effekten av standardmässiga larmaktivatorer undersökts. Kompletterande mätningar har gjorts även på en verklig fjärrvärmeledning i Göteborg. Ofta används lik- eller växelströmsresistansen mellan tråd och medierör som larmindikator för när ett fuktfel föreligger. Emellertid är det inte så att fukt med automatik väsentligt sänker resistansnivån. Det finns inte heller någon entydig korrelation mellan mängden fukt och resistansnivån. Dock ökar systemets känslighet betydligt då larmfilt används. Sådana kan emellertid påverka systemets elektriska egenskaper så att goda pulsekometermätningar försvåras. Med pulsekometer kan ett fuktfel lokaliseras med god noggrannhet, men det är inte möjligt att utifrån den uppmätta pulsekokurvan dra några mera precisa slutsatser om hur långt fuktfelet sträcker sig längs ledningen. Däremot föreligger ett linjärt samband mellan mängden fukt direkt mellan larmtråd och stålrör och mätutslagets storlek, vilket i princip gör det möjligt att använda sig av pulsekometerteknik för kvantitativa mätningar. Det är dock svårt att indikera fukt som befinner sig vid sidan av larmtråden eller utanför denna, sett från stålröret. En möjlig vidareutveckling av dagens fuktövervakningssystem vore att använda sig av den diffusionsspärr av metallfolie på insidan mantelröret som flera rörtillverkare nu introducerar som ledare för spänningspulsen istället för dagens koppartråd. Det skulle göra att all fukt inuti rörkonstruktionen befann sig mellan ledaren och jordplanet och således vore synlig på pulsekokurvan. En förutsättning är dock fortfarande ett metalliskt medierör. Pulsekometrar av olika fabrikat fungerar efter samma princip men resultaten kan presenteras på olika sätt. Mätningarna ger dock samma information. Idag krävs att en erfaren operatör tolkar resultaten, men i princip torde det vara möjligt att behandla mätdata på ett sätt som gör att slutresultatet presenteras i ett standardiserat format. En överslagsmässig teoretisk analys av temperaturmätande fuktövervakningssystem visar att de är mindre känsliga än elektriska system, såtillvida att det krävs större mängder fukt innan de kan ge en säker reaktion. 3

Summary FOU 2005:124 - Moisture measurements with time domain reflectometer (TDR) The aim of this project is to study the possibilities for better estimates of the seriousness of a moisture fault based on moisture surveillance systems. The work has mainly comprised measurements with time domain reflectometer (TDR) to determine the relationship between the amount of moisture and the measured signal. To some extent, comparisons have also been made between measurements on the same moisture fault with different time domain reflectometers. The experiments have been made on a test pipe in the laboratory on simulated moisture faults comprising both pure water in containers and wet porous materials. Studies have been made both on how the amount of moisture and its position relative to the surveillance wire affect the results. Furthermore, standardised alarm activators have been studied. Additional measurements have been done on an actual district heating pipeline in Gothenburg. Often the DC or AC resistance between the wire and the steel pipe is used as an alarm indicator for the presence of moisture. However, moisture does not automatically lead to a drop in resistance. Furthermore, there is no unambiguous correlation between the amount of moisture and the resistance level. It is however clear that the sensitivity is increased significantly by the use of an alarm blanket. Such a device may however affect the eletrical properties of the system so that good TDR measurements are hard to accomplish. A moisture fault can be localised with good accuracy with a time domain reflectometer, but it is not possible to draw any conclusions of the extent of the fault from the measured curve. It appears to exist a linear relationship between the amount of moisture directly in between the wire and the steel pipe and the magnitude of the measured signal, which, in principle, would make it possible to do quantitative measurements. It is difficult to see moisture situated to the side of the wire or behind it. A possible development of today s system would be to use the metal diffusion foil at the inside of the casing pipe instead of the copper wire. The foil is currently introduced by several pipe manufacturers. This would place all moisture inside the pipe construction between the line and the ground, thus making it visible on the time domain reflectometer curve. This requires a metallic medium pipe. Different time domain reflectometers are based on the same basic principle but the results may be presented in different ways. However, the measured results contain the same information. Currently, an experienced operator is needed to interpret the results, but it should be possible the process the data to be presented in a standardised format. An approximate theoretical analysis of temperature measuring systems shows that they are less sensitive than electrical system in the sense that more moisture is needed before it reacts.

Innehållsförteckning 1. Inledning... 7 2. Bakgrund Elektriska mätsystem... 8 2.1. Lokalisering av fel med pulsekometer... 8 2.2. Andra mätsystem... 10 2.2.1. Temperaturmätande system... 10 2.3. Fukttransport i PUR-isolering... 11 3. Mätningar och försök... 12 3.1. Försöksuppställning... 12 3.1.1. Simulerad skarv... 13 3.1.2. Inkopplingsprinciper... 13 3.2. Mätinstrument... 13 3.3. Inledande referensmätningar... 14 3.3.1. Referensmätningar mot simulerad skarv... 14 3.3.2. Mätningar mot diskreta elektriska komponenter... 14 3.4. Fuktkalibreringsmätningar... 15 3.4.1. Metoder för fuktapplicering... 15 3.4.1.1. Vattenfyllda påsar... 15 3.4.1.2. Uppfuktat PUR-skum... 16 3.4.1.3. Uppfuktade trälister... 17 3.4.2. Standardmässiga larmaktivatorer... 17 3.4.2.1. Saltimpregnerad PUR-skena... 17 3.4.2.2. Larmfilt... 18 3.4.3. Vattenkvalitet... 19 3.4.4. Genomförda mätningar... 19 3.5. Jämförelsemätningar... 19 3.5.1. Provriggen... 19 3.5.2. Inkommande fjärrvärmeledning... 19 4. Resultat och diskussion... 20 4.1. Inledande referensmätningar... 20 4.1.1. Mätningar mot diskreta elektriska komponenter... 20 4.1.2. Vattenkvalitet... 20 4.2. Fuktkalibreringsmätningar... 21 4.2.1. Vattenfyllda påsar... 21 4.2.2. Uppfuktat PUR-skum... 22 4.2.3. Uppfuktade trälister... 24 4.2.4. Saltimpregnerad PUR-skena... 24 4.2.5. Larmfilt... 25 5

4.3. Jämförelsemätningar... 26 4.3.1. Provriggen... 26 4.3.2. Inkommande fjärrvärmeledning... 27 5. Analys av mätresultat...29 5.1. Lokalisering av felställe... 30 5.2. Samband mellan fuktfel och resistans... 30 5.3. Samband mellan fuktfel och pulsekosignal... 31 5.3.1. Inverkan av trådavstånd... 32 5.3.2. Inverkan av avstånd till felställe... 33 5.4. Exempel: Tolkning av mätutslag... 34 6. Slutsatser...35 7. Referenser...36 Bilaga A: Elektromagnetisk vågutbredning i fjärrvärmerör...37 Bilaga B: Analys av SP:s kranvatten...38 Bilaga C: Andra typer av mätsystem...40 Brandessystemet... 40 Nodbaserat system med detekteringstrådar... 40 Flödesbaserade system... 40 Tryckbaserade system... 40 IR-baserade system / termografering... 40 Akustiska system... 40 Färgbaserade system... 40 Fiberoptik... 41 Nodbaserat elektroniskt system... 41 Resistansbaserat system... 41 Bilaga D: Känslighet hos temperaturmätande system...42 Bilaga E: Diffusion...45 Bilaga F: Larmtrådskonfigurationer...46 Larmtrådskonfiguration A... 46 Larmtrådskonfiguration B... 46 Larmtrådskonfiguration C... 47 Larmtrådskonfiguration D... 48 Larmtrådskonfiguration E... 49 Bilaga G: Mätresultat Inledande referensmätningar...51

1. Inledning Fukt i rörisoleringen i fjärrvärmeledningar är ett stort problem då det kan medföra korrosionsskador på medieröret som i värsta fall kan leda till att läckage genom detta uppstår. Fukt i kombination med värme kan även bryta ned isoleringen och fukten i sig gör att värmeisoleringsförmågan minskar med oönskade värmeförluster som följd. För att indikera och larma var och när fukt kommit in i isoleringen har sedan länge olika typer av larmsystem använts. Det system som idag är vanligast i fjärrvärmeledningar med medierör av stål och isolering av polyuretanskum, PUR, bygger på att två oisolerade koppartrådar ingjutna i isoleringen löper parallellt med medieröret. Tillsammans bildar medieröret och koppartrådarna en elektrisk konfiguration på vilken främst resistans- och pulsekometermätningar kan utföras. Med hjälp av resistansmätningar får man en indikation på när fukt befinner sig mellan larmtråd och medierör någonstans utmed ledningen. Med pulsekometermätning får man en bild av var utmed ledningen fukten finns. För att mätresultaten skall ge en god bild av skaderisken, d.v.s. mängden fukt och dess läge, krävs att larmsystemet dokumenterats riktigt innan det togs i bruk. Därutöver krävs även att alla eventuella omoch tillbyggnader utmed ledning dokumenterats. Att få en fullgod bild av situationen utmed ledningen är med dagens system svårt även då dokumentationen är korrekt. Generellt ökar svårigheterna om man på samma ledningssträcka har flera felställen. Huvudsyftet med projektet har varit att undersöka vilka förutsättningar som finns att bygga upp ett larmsystem där indikeringarna ger en säkrare bild av en fuktskadas omfattning. Projektet ingår i och har huvudsakligen finansierats av Svensk Fjärrvärmes forskningsprogram med ekonomiskt stöd från Energimyndigheten. Projektet har utförts, och till viss del finansierats, av SP Sveriges Provnings- och Forskningsinstitut, enheten för Bygg och Mekanik, i Göteborg. Projektarbetet har genomförts i samråd med en av Svensk Fjärrvärme utsedd referensgrupp bestående av: Magnus Johansson, Luleå Energi AB; Göran Johansson, Powerpipe Systems AB; Karl-Erik Johansson, Göteborg Energi AB. 7

2. Bakgrund Elektriska mätsystem Sedan fjärrvärmeledningar isolerade med polyuretanskum introducerades i Sverige har den dominerande metoden för att detektera fukt i isoleringen byggt på mätningar av de elektriska egenskaperna i isoleringen med hjälp av larmtrådar och medierör. Fukt i isoleringen är en konsekvens av att vatten trängt in i isoleringen genom läckage antingen inifrån genom stålröret eller utifrån genom en skarv i mantelröret. Vatten i isoleringen och längs mantelrör och medierör förändrar de elektriska egenskaperna. Det vanligaste mätsystemet bygger på att två larmtrådar, vanligtvis av 1,5 mm 2 oisolerad mjukglödgad koppartråd, gjuts in i isoleringen parallellt med medieröret av stål eller koppar. Fjärrvärmerör och komponenter innehållande två eller flera larmtrådar av typen 1,5 mm 2 oisolerade larmtrådar som marknads- och saluförs i Sverige tillverkas av följande företag (Bjurström m.fl. 2003): Alstom Power Flow Systems AB A/S Dansk Rörindustri, Star Pipe ISOPLUS Fjernvarmeteknik A/S KWH Pipe Sverige AB Lögstör Rör Sverige AB Powerpipe Systems AB Det enklaste sättet att kontrollera ett sådant system är att mäta resistansen, det elektriska likströmsmotståndet, mellan larmtråd och stålrör alternativt mellan de båda larmtrådarna. Denna mätmetod kan användas till att konstatera närvaro av fukt längs ledningen. 2.1. Lokalisering av fel med pulsekometer Genom att använda ett instrument av typen pulsekometer är det möjligt att mer eller mindre exakt lokalisera felstället. Mätmetoden bygger på att en elektrisk spänningspuls skickas över larmtråden och medieröret samtidigt som spänningen i inkopplingspunkten mäts med hög tidsupplösning och registreras som en kurva. Fel i ledningen som orsakar förändringar i den elektriska impedansen 1 mellan tråd och rör, t.ex. fukt, trådbrott eller förändringar i trådavstånd, ger upphov en reflekterad spänningspuls som syns på mätkurvan. Då en spänningspuls läggs på över larmtråden och medieröret kommer denna att fortplanta sig som en våg längs med ledningen. Där vågen passerar impedansförändringar kommer nya vågor att sändas ut som reflektioner i båda riktningar. Det är dessa reflektioner som pulsekometern mäter och med kännedom om vågutbredningshastigheten vet man var någonstans på ledningen störningen finns, genom att man vet hur lång tid som förflutit tills reflektionen kommit tillbaka till instrumentet. De elektromagnetiska teorierna bakom detta exemplifieras kortfattat med några beräkningar i bilaga A. Bjurström m.fl. (1993) har inventerat de på marknaden förekommande mätutrustningarna specifikt utvecklade för felsökning i fjärrvärmeledningar, Tabell 2-1. I övrigt finns på marknaden ett antal generella instrument av typen pulsekometer vilka även går att använda till fuktlokalisering. 8 1 Impedansen, eller växelströmsmotståndet, för en komponent beror på dess resistiva, kapacitiva och induktiva egenskaper.

Tabell 2-1 Mätutrustningar med larm för fuktdetektering Företag Utrustning med larm för detektering av fukt Utrustning med larm för detektering av fukt samt lokalisering av fel Alstom Power Flow Systems AB Feldetektor Felfinnare CWA Systems AB CWA 6000 CWA 9000 Fjärrvärmeservice i Örebro AB PipeControl Kulvertlarm 20 PipeControl Kulvertlarm 11, 12 och 13 G. Swedoff AB Kulvertlarm 112 ISOPLUS Fjernvarmeteknik A/S Isoplus Digital M24 Stateview AB PipeGuard 1004 System Stateview Vitec Energy AB Läckagelarm 1262 (Predictor) Larmenhet LP4 Wideco Sweden AB Mätdosa 752 MDI och 754 MDI LC755, LC756 och LC756-2 LC758 MDI och LC758-2 MDI RCB Controller 920 KabelRadar 904 Mätutrustningar för fuktövervakning tillgängliga på den svenska marknaden. Från Bjurström m.fl. (2003). Instruments for moisture surveillance available on the Swedish market. From Bjurström et al (2003). Vid ett fuktfel förändras ledningens impedans genom att vatten har betydligt högre dielektricititetskonstant än torrt PUR-skum, se Tabell 2-2. Dielektricitetskonstanten anger ett mediums förmåga att polariseras av ett elektriskt fält. Normalt anges den relativa dielektricitetskonstanten som, förhållandet mellan ett materials dielektricitetskonstant och motsvarande för vakuum 2. Även likströmsmotståndet kan förändras vid ett fuktfel, genom att vatten leder ström avsevärt bättre än PUR-skum. Vattenkvaliteten, speciellt förekomsten av joner, har dock stor betydelse för ledningsförmågan, se Tabell2-3. Tabell 2-2 Relativa dielektricitetskonstanten Material Relativa dielektricitetskonstanten, k e Luft 1 PUR-isolering 1,2 Vatten med temperatur 100 ºC 56 Vatten med temperatur 70 ºC 64 Vatten med temperatur 20 ºC 80 Relativa dielektricitetskonstanten för luft, PUR-skum samt vatten vid olika temperaturer. The relative dielectric constant for air, PUR foam and water at various temperatures. 2 Dielektricitetskonstanten för vakuum, även kallad elektriska konstanten, är ε 0 = 8,854 10-12 F/m. 9

Tabell 2-3 Elektriska ledningsegenskaper Vattenkvalitet Konduktivitet (ms/m) Resistivitet (Ωm) Avjoniserat vatten 0,01 100 000 Spädvatten till FV-nät >1,0 1000 Dricksvatten 10 100 Ytvatten 25 40 Havsvatten 1000 4000 0,25 1 Luft 2,5x10-15 4x10 17 Mjukglödgad koppartråd 5,8x10 11 1,72x10-9 Elektriska ledningsegenskaper för olika medier. Från Bjurström m.fl. (2003), CRC (1967) samt bilaga B. Electric conductance properties for various media. From Bjurström et al. (2003), CRC (1967) and appendix B. Av de signaler som skickas ut från ekometern finns främst två typer vilka av Bjurström m.fl. (2003) benämns puls respektive flank. Pulsen är formad som en halv sinusvåg och dess pulsbredd kan varieras. Flanken är formad som en fyrkantsvåg som så när som på en kort stigtid och en kort falltid behåller sin toppspänning under hela den inställda mätperioden. Idag finns ingen branchstandard för ekometrar vilket innebär att dokumentation av mätkurvor från olika instrument är svåra att jämföra. 2.2. Andra mätsystem Förutom det nordiska pulsekometersystemet finns andra sätt att lokalisera fuktfel. En möjlighet är att använda sig av temperaturmätande system. Därutöver finns ett antal mer eller mindre beprövade system som redovisas översiktligt i bilaga C efter en inventering av Andersson (2002). 2.2.1. Temperaturmätande system Temperaturmätande system bygger på temperaturkännande sensorer som placeras utanpå t.ex. fjärrvärmerörsskarvar. Ett sådant system kan reagera på en fuktskada genom att varmt vatten 3 tar sig ut från medieröret till rörkonstruktionens utsida där sensorn finns. På ett mer indirekt sätt kan systemet också reagera på att temperaturen på utsidan höjs som en konsekvens av att PUR-skummet delvis vattenfylls och därmed isolerar sämre. I sådana fall är dock ett temperaturmätande system förhållandevis okänsligt, och betydande fuktfel krävs innan ett larm kan säkerställas, se bilaga D. Externkabellarm är ett exempel på temperaturmätande system. Externkabellarmet består av en tretrådig larmkabel med mekaniskt skyddade värmekännande detektorer. De värmekännande detektorerna innehåller ferromagnetiska element som växlar tillstånd vid en given temperaturnivå = larmgränsen. Detektorn kopplas så att den är sluten då omgivningstemperaturen ligger under larmgränsen och öppnar när temperaturen stiger över larmgränsen. Detektorerna finns med larmgränser i intervallet 0 C 115 ºC i steg om 5 ºC med en tolerans av ± 5 ºC. Larmkabeln kan förläggas direkt mot ett fjärrvärmerör eller mellan två fjärrvärmerör och på så vis bevaka ett eller två rör. Detektorerna kan monteras på valfritt avstånd vid t.ex. skarvar, böjar, avgreningar eller mitt på rören. Till larmkabeln ansluten larmcentral kan övervaka förutom detektorerna även det mekaniska skyddet samt hela kabeln mellan detektorerna. Felsökning av externlarmkabeln görs på konventionellt sätt med ohmmeter för 3 Antingen som direkt läckage av medierörsvatten, eller genom att inträngande markvatten hettas upp av medieröret och därefter transporteras ut igen. 10

att avgöra felorsak samt med pulsekometer för att lokalisera felstället. Felkällor kan vara avbrott på grund av överskriden temperaturgräns eller skada på kabeln eller detektorenheten (Wideco 2004a). 2.3. Fukttransport i PUR-isolering Homogent PUR-skum av fjärrvärmekvalitet är vattentätt såtillvida att det inte är genomsläppligt för flytande vatten. Detta har tidigare visats i Bergström m.fl. (2002) genom att ett fjärrvärmerör utan mantelrör läts ligga i vatten under lång tid varvid ingen uppfuktning av skummaterialets inre delar kunde skönjas. Tvärtom kunde man se en uttorkning av skummets varmare delar nära det uppvärmda medieröret under det att försöket pågick. Hade det varit möjligt för vattnet att passera genom skummet, ens via enstaka kanaler, och nå det varma medieröret skulle isoleringen förhållandevis snabbt fuktas upp. Anledningen till detta är att skummet är förhållandevis genomsläppligt för diffusionstransport av vattenånga 4. Om flytande vatten kommer i kontakt med medieröret värms det upp och ångkoncentrationen stiger kraftigt. Detta ger en stark drivkraft för diffusionstransport och vattenånga sprids snabbt i skummet och kondenserar ut till vatten i vätskefas då den når kallare områden 5. Det är denna mekanism som utnyttjats för att fukta upp PUR-skumsbitarna i avsnitt 3.4.1.2, sidan 16. Skumbitarna läts flyta på ytan i ett vattenbad med temperaturen +95 C. Vattenånga diffunderade då in i skummet från vattenytan på undersidan och kondenserade längre upp i provet där temperaturen var lägre. Trots att skum i god kondition är vattentätt förekommer fuktproblem. Men för att vatten skall ta sig in till medieröret krävs att det finns någon typ av kanal, i form av spricka, luftspalt eller annan typ av defekt. Om sådana kanaler eller hålrum finns, kan emellertid vatten ackumuleras i skarven i rask takt till följd av en andningseffekt som uppstår till följd av temperaturvariationer i ledningsnätet (Bergström m.fl. 2001). 4 I Bergström m.fl. (2002) mättes ånggenomsläpplighetskoefficienten upp för några olika typer av skum till i medeltal omkring 3 10-7 m 2 /s, vilket innebär att materialet har en ångtäthet jämförbar med exempelvis trä eller cementbruk. 5 Diffusion som fysikaliskt fenomen beskrivs närmare i bilaga E. 11

3. Mätningar och försök Projektarbetet har till största delen bestått av mätningar med pulsekometer av typ Kabel Radar 904 med målet att korrelera mätutrustningens indikeringar till fuktmängd och fuktfördelning i PUR-isoleringen. Mätningar har även utförts där mätningar på samma fuktfel genomförts både med Kabel Radar 904 och System Stateview (se Tabell 2-1), den senare utrustningen ställd till förfogande genom Göteborg Energi AB. 3.1. Försöksuppställning Fuktkalibreringsförsöken genomfördes på en för ändamålet uppbyggd provrigg. Denna bestod av två 12 m långa sammankopplade fjärrvärmerör typ DN 65/160. I Bild 1 visas hur de bägge rören var sammankopplade så att vatten med temperatur upp till 120 C kunde cirkuleras genom dem. I figuren visas också larmtrådarnas lägen i isoleringen samt den numrering av trådarna som fortsättningsvis refereras till i rapporten. För mätning av resistanser, galvaniska spänningar, kapacitanser samt pulsekokurvor var en mätutrustning typ Kabel Radar 904 inkopplad till larmtrådarna i provriggen. Kabelradarn hade fyra mätkanaler vilka var anslutna till provriggens larmtrådar via koaxialkablar. Mätkanalerna var inkopplade så att koaxialkablarnas signaltrådar var anslutna till respektive larmtråd och dess skärmar var anslutna till fjärrvärmerörens medierör. Medierören fungerade på detta sätt som nollpunkt för mätningarna vilket innebär att samtliga mätvärden från larmtrådarna är uppmätta mellan respektive larmtråd och medieröret. Bild 1 Provrigg för fuktkalibrering Rör 1 Larmtrådarnas placering och numrering 1 Rör 2 Cirkulationspump Värmeelement 2 3 4 Kabelradar Temperaturstyrningsutrustning Schematisk skiss samt fotografi över provrigg för fuktkalibreringsmätningar. Schematic drawing and photograph of test rig used for moisture calibration measurements. 12

3.1.1. Simulerad skarv En simulerad skarv för applicering av fuktfel iordningställdes ca. 2 m från högra änden av rör 2. Detta gjordes genom att en sträcka på ca. 0,5 m av medierör och larmtrådar frilades, Bild 2. Avståndet mellan larmtråd och stålrör i den simulerade skarven är cirka 18 mm. Bild 2 Simulerad skarv Medierör och koppartrådar frilades längs en sträcka på 0,5 m för att efterlikna ett skarvutrymme. Medium pipe and copper wires were exposed along 0.5 m to resemble a joint space. 3.1.2. Inkopplingsprinciper Försöksuppställningen är uppbyggd av två rör med fyra larmtrådar á 12 m som kan kopplas ihop i en eller flera slingor och anslutas till mätinstrumentet på ett flertal olika sätt. Den simulerade skarven är asymmetriskt belägen i uppställningen, vilket gör att den uppträder i olika positioner i pulsekokurvan beroende på inkopplingssätt. Detta har betydelse då den totala mätsträckan är förhållandevis kort och det är intressant att låta felstället synas såväl i början som i slutet av mätkurvan. Vid de genomförda mätningarna har totalt fem olika inkopplingsprinciper använts: larmtrådskonfiguration A E. Dessa är detaljerat beskrivna i bilaga F. 3.2. Mätinstrument Kabelradarn innehåller i princip tre funktionsenheter: En larmcentral som kontinuerligt kan övervaka larmslingorna. (Denna del av utrustningen nyttjades inte i några mätningar). En enhet, benämnd RCB, som mäter resistans, kapacitans och galvaniska spänningar i larmslingorna. En pulsekometer som skickar ut en i förväg definierad spänningspuls i respektive larmslinga. Spänningspulsens utbredning mäts och redovisas därefter som en kurva i ett diagram. Kommunikationen med kabelradarn sköts via en dator med ett programsystem. Mätvärden etc. samlas i en Microsoft Access-databas. Mjukvaran i datorn kan själv rita upp signalkurvan från pulsekometern, Bild 3a. I föreliggande projekt har emellertid viss ytterligare databehandling av mätinformationen varit nödvändig och i det följande redovisas resultaten i diagram som exemplifieras i Bild 3b. 13

Bild 3 Pulsekokurva 46400 Mätkanal 1 via larmtråd 1-2-3-4 (49 m) Rör 1 Rör 1 Rör 2 Rör 2 46000 Signal (16 bitar) 45600 45200 Impregnerad skena med fukthalt 36,5 % mellan larmtråd och stålrör 44800 0 20 40 60 Sträcka, m Pulsekokurvor från Widecos egen mjukvara (a) och som de redovisas i föreliggande rapport (b). Time domain reflectometer (TDR) curves from Wideco s own software (a) and as presented in the current report (b). 3.3. Inledande referensmätningar Innan de egentliga försöken inleddes uppmättes de elektriska parametrarna för de fyra larmtrådarna så att referensvärden för dessa kunde studeras. Mätningar genomfördes även vid olika temperaturer på medieröret. Vid dessa mätningar var mätutrustningen ansluten till larmtrådarna enligt larmtrådskonfiguration A. 3.3.1. Referensmätningar mot simulerad skarv För att få svar på i vilken omfattning pulsekokurvan påverkas av att isoleringen avlägsnas genomfördes mätningar före och efter att isoleringen avlägsnats. 3.3.2. Mätningar mot diskreta elektriska komponenter För att verifiera och studera pulsekokurvans ekobild till följd av olika typer av störningar/felkällor genomfördes mätningar med kända elektriska värden inkopplade mellan larmtråd och stålrör i den simulerade skarven. Till detta användes motstånd och kondensatorer med varierande värden. Bild 4 ger exempel på hur ett motstånd kopplats mellan larmtråden och stålröret. 14

Bild 4 Inkoppling av diskreta elektriska komponenter Resistans inkopplad mellan larmtråd och medierör. Resistance connected between wire and medium pipe. 3.4. Fuktkalibreringsmätningar Ett stort antal mätningar genomfördes där fukt på olika sätt och i olika mängder applicerades i det simulerade skarvutrymmet. Dels har mätningar genomförts där fukten isolerats elektriskt, d.v.s. den resistiva komponenten i impedansen har varit oändligt stor. Mätningar har även genomförts där fukten inte isolerats och elektrisk ledning varit möjlig mellan tråd och medierör. 3.4.1. Metoder för fuktapplicering Då fukt har applicerats i skarvutrymmet har det varit eftersträvansvärt att kunna anpassa såväl absolut mängd som volymandel vatten för att kunna utreda pulsekosystemets känslighet. Av denna anledning har försök genomförts både med rent vatten (dvs. 100 % volymandel) i behållare och med porösa material uppfuktade till varierande grad. De olika alternativen beskrivs nedan. 3.4.1.1. Vattenfyllda påsar Bild 5 visas hur vattenfyllda plastpåsar arrangerades vid mätningarna. I bilden har fem påsar placerats intill varandra till en sammanlagd längd av cirka 430 mm. Mätningar genomfördes med bestämda mängder vatten i påsarna. En variant på detta tema genomfördes också, Bild 6. Här användes samma påsar, men ihoprullade för en smalare konfiguration. 15

Bild 5 Vattenfyllda påsar variant 1 Vattenfyllda påsar arrangerade i skarvutrymmet. Varje påse innehåller ca. 89 g vatten, är ca. 80 mm bred och fyller upp utrymmet på höjden mellan tråd och rör. Water filled bags arranged in the joint space. Each roll contains approximately 89 g water, is approximately 80 mm wide and fills the space between the wire and the pipe. Bild 6 Vattenfyllda påsar variant 2 Vattenfyllda påsar arrangerade i skarvutrymmet. Varje rulle innehåller ca. 27 g vatten, är ca. 25 mm bred och fyller upp utrymmet på höjden mellan tråd och rör. Water filled bags arranged in the joint space. Each bag contains approximately 27 g water, is approximately 25 mm wide and fills the space between the wire and the pipe. 3.4.1.2. Uppfuktat PUR-skum Bild 7 visar exempel på uppfuktad PUR-isolering inslagen i plastfolie placerad mellan larmtråd och stålrör. Mätningar genomfördes med PUR-skum uppfuktat till maximalt ca. 60 volym-% med olika temperatur, dels med elektrisk kontakt mellan tråd och rör och dels elektriskt isolerat 6. 6 Isoleringen utfördes genom att slå in PUR-skummet i tunn plastfolie och/eller genom att applicera en tjockare byggfolie mellan tråd och rör. 16

Bild 7 Uppfuktat PUR-skum Uppfuktat PUR-skum arrangerat i skarvutrymmet. Skumbitarna formades som kvartsskålar, täckande en fjärdedel av medierörets omkrets med en tjocklek i radiell riktning på 18 mm. Bilden visar två 190 mm långa uppfuktade skumbitar inslagna i plastfolie placerade efter varandra till en total längd av 380 mm. Utvändigt sitter två st. torra PUR-bitar. Wet PUR foam arranged in the joint space. The foam pieces were shaped as quarter shells, covering one fourth of the medium pipe s circumference, with a thickness in the radial direction of 18 mm. The picture shows two wet 190 mm long foam pieces wrapped in plastic foil arranged to a total length of 380 mm. Two dry foam pieces are placed externally. 3.4.1.3. Uppfuktade trälister I en serie mätningar undersöktes betydelsen av om fukten befinner sig direkt innanför larmtråden eller om den befinner sig närmast stålröret med ett torrt område mellan larmtråden och fukten. För detta krävdes ett förhållandevis tunt och formstabilt medium med goda uppfuktningsmöjligheter varför trälister, med måtten, 395 20 8 mm 3, användes, Bild 8. Mätningar genomfördes med trälister uppfuktade till maximalt ca. 25 volym-%. Bild 8 Uppfuktade trälister Uppfuktad trälist arrangerad i skarvutrymmet. Wet wood strip arranged in the joint space. 3.4.2. Standardmässiga larmaktivatorer Ofta används någon typ av larmaktivator i fjärrvärmesystemen för att öka larmsystemets känslighet. De vanligaste typerna på marknaden är saltimpregnerad PUR-skumskena respektive s.k. larmfilt. Mätningar har genomförts på båda dessa varianter. 3.4.2.1. Saltimpregnerad PUR-skena PUR-skummet i skenan är vid leverans impregnerat med ett kaliumsalt för att öka den elektriska ledningsförmågan i händelse av fuktfel och därmed larma snabbare. Den har 17

följande mått: längd 398 mm, bredd mot stålrör 28 mm, bredd vid larmtråd 13 mm, tjocklek 18,5 mm, spår för larmtråd bredd 2 mm och djup 4 mm, Bild 9. Bild 9 Saltimpregnerad PUR-skena Saltimpregnerad PUR-skumskena arrangerad i skarvutrymmet. Salt impregnated PUR foam strip arranged in the joint space. 3.4.2.2. Larmfilt Larmfilten är gjord av ett textilmaterial som drar till sig vatten. Vid montaget läggs filten mot stålröret varvid larmtråden pressas och tejpas mot filten. Genom denna konfiguration får man snabbt ett resistanslarm i händelse av fuktfel 7. Filten är ca.6 mm tjock och 100 mm bred med en skåra på mitten där filten är tänkt att vikas. Vid normalt montage viks filten runt tråden så att tjockleken blir den dubbla och bredden halverad, Bild 10a. Larmtrådsavståndet blir då 6 mm. Här genomfördes mätningar även med filten utbredd och larmtråden nedpressad i veckskåran för att erhålla en situation med ett ytterligare mindre larmtrådsavstånd, cirka 2,5 mm, Bild 10b. Filtens längd var vid försöken 400 mm. Bild 10 Larmfilt 7 En nackdel med metoden är man ändrar avståndet mellan larmtråd och stålrör i skarvarna, vilket i sig ger en störning på pulsekokurvan även om filten är torr. 18

Larmfilt arrangerad i skarvutrymmet. a) Dubbelvikt, standardmässigt montage (övre). b) Utbredd konfiguration (undre). Alarm blanket arranged in the joint space. a) Folded standardised installation (above). b) Flat configuration (below). 3.4.3. Vattenkvalitet Vattnet som använts i försöken har bestått av kranvatten från SP:s fastighet. Kranvattnet som distribueras till fastigheten består enligt uppgift av blandvatten från vattenverken Alelyckan och Lackarebäck i Göteborg (Dahlberg, 2004). Kemiska analyser av de båda vattenverkens vatten återfinns i bilaga B. Inledande mätningar genomfördes med såväl rent som saltmättat 8 kranvatten. Syftet med detta var att studera betydelsen hos vattnets elektriska egenskaper för mätresultaten. Vid resterande mätningar användes rent kranvatten. 3.4.4. Genomförda mätningar Påsarnas placering varierades genom att mätningar utfördes då först en påse anbringats, därefter två påsar och så vidare upp till maximalt fem påsar. Mätningar utfördes även med en respektive två påsar i var ände av skarven så att ett tomt område mellan påsarna uppkom 3.5. Jämförelsemätningar Jämförelsemätningar utfördes med Kabelradar 904 och den portabla mätutrustningen System Stateview. En serie mätningar genomfördes främst för att kunna studera skillnaderna i utseende mellan pulsekokurvorna som de respektive mätutrustningarna återger. 3.5.1. Provriggen Mätningar gjordes med båda utrustningarna på några specifika fall på försöksuppställningen beskriven i avsnitt 3.1. Vid mätningarna var båda utrustningarna inkopplade enligt larmtrådskonfiguration D. 3.5.2. Inkommande fjärrvärmeledning Vidare gjordes mätningar med båda utrustningarna på inkommande fjärrvärmeledning till SP:s fastighet 9. Mätningarna gjordes på en sträcka av 145 m mellan fjärrvärmecentralen i fastigheten och en kammare belägen utanför. 8 Saltmättat innebär att det i vattnet finns löst ca. 36 vikt-% koksalt (NaCl). 9 Gibraltargatan 35, Göteborg. 19

4. Resultat och diskussion I det följande redovisas resultaten från mätningarna som pulsekokurvor. Alla kurvor som uppmätts med kabelradarn visar till vänster i diagrammet ett insvängningsförlopp där kurvan kraftigt stiger och därefter kraftigt svänger tillbaka nedåt innan den åter svänger uppåt och stabiliserar sig. Detta insvängningsförlopp beror främst på att koaxialkabeln som används för att ansluta kabelradarn till larmtråden inte har samma impedansegenskaper som fjärrvärmeröret. I diagrammen kan färgerna på kurvorna ibland vara svåra att särskilja. Därför är kurvorna så långt möjligt placerade i samma ordning uppifrån och ner som i teckenförklaringsrutan. De procentsatser som anges i diagrammen i Bild 13 Bild 17 anger fukthalten i volym-% i PUR-skummet, trälisterna, den saltimpregnerade skenan samt larmfilten vid de aktuella mättillfällena. I diagrammens överkant finns en skiss över fjärrvärmeledningen på vilken det framgår var överkopplingar mellan rörlängderna samt den simulerade skarven finns längs mätsträckan. På y-axeln i diagrammen visas pulsekometerns mätsignal. Denna redovisas i Kabelradarns mjukvara som en digital signal med 16 bitars upplösning, vilket innebär att den kan anta värden mellan 0 och 65 535. Diagram som inte bedöms vara av avgörande betydelse för rapportens slutsatser återfinns i bilaga G. 4.1. Inledande referensmätningar Bild 38 Bild 40 i bilaga G visar ursprungliga referenskurvor på röret: dels i oskadat skick vid rumstemperatur och förhöjd temperatur, och dels före och efter uppskalning av den simulerade skarven. Resultaten visar att praktisk taget ingen avvikelse från referenskurvan sker då skarven skalas öppnas och PUR-skummet avlägsnas. Detta innebär att torrt PUR-skum i sig är i det närmaste osynligt för pulsekometern. Inte heller har temperaturen hos medieröret någon synbar effekt på mätkurvan då isoleringen är torr. 4.1.1. Mätningar mot diskreta elektriska komponenter Ett verkligt fuktfel ger en kondensatorliknande effekt på mätsystemet, och om det förekommer elektrisk ledning mellan tråd och rör motsvarar detta att resistansen punktvis är mindre än oändlig. Som framgår av Bild 41 och Bild 42 i bilaga G ger också inkoppling av diskreta resistorer och kondensatorer en mätkurva som ser ut som ett fuktfel d.v.s. att kurvan viker av nedåt. En mindre resistans motsvarar en ökad kortslutningseffekt och därmed ett större utslag. På liknande sätt motsvarar en större kapacitans en större vattenmängd. Ett trådavbrott brukar synas som att mätkurvan viker av uppåt. En mindre avvikelse syns då en resistor kopplas in i serie med larmtråden, Bild 43. Denna skulle kunna motsvara ett partiellt trådbrott, eller dålig kontakt, längs larmtråden. 4.1.2. Vattenkvalitet Vattnets salthalt tycks ha en viss effekt på mätutslaget vid ett fuktfel, Bild 44, bilaga G. Detta är sannolikt en konsekvens av att vattnet elektriska egenskaper förändras med salthalten. 20

4.2. Fuktkalibreringsmätningar 4.2.1. Vattenfyllda påsar Bild 11 visar att mätutslaget, d.v.s. avvikelsen från den torra referenskurvan, ökar i det närmaste proportionellt med mängden vatten som förs in i den simulerade skarven. Utbredningen hos fukten tycks också ha mindre betydelse än mängden: inga stora skillnader kan ses mellan de fall då samma antal påsar lagts intill varandra och då de lagts med mellanrum. Resultaten visar också att det sannolikt inte går att säkerställa fuktfelets utbredning i längsled via pulsekometerkurvan. Utbredningen längs x-axeln hos de uppmätta mätutslagen är i stort densamma, trots att fuktfelets faktiska utbredning varierar mellan ca. 80 mm (1 påse) och ca. 430 mm (5 påsar). Bild 11 Vattenfyllda påsar variant 1 46400 Rör 1 Rör 1 Rör 2 Rör 2 46000 Signal (16 bitar) 45600 45200 Referenskurva 1 vattenfylld plastpåse (L = 80 mm) 2 vatenfyllda plastpåsar (L = 172 mm) 1+1 vattenfylld plastpåse (avstånd 290 mm) 2+1 vattenfyllda plastpåsar (avstånd 190 mm) 3 vattenfyllda plastpåsar (L = 258 mm) 2+2 vattenfyllda plastpåsar (avstånd 100 mm) 4 vattenfyllda plastpåsar (L = 344 mm) 5 vattenfyllda plastpåsar (L = 430 mm) 44800 0 10 20 30 40 50 Sträcka, m Mätresultat från 1 5 vattenfyllda påsar applicerade enligt, Bild 5, sidan 16. I vissa fall är påsarna grupperade med mellanrum. Fuktfelets totala utbredning längs röret anges i teckenförklaringen. Larmtrådskonfiguration D. Measured results from 1 5 water filled bags applied according to Bild 5 page 16. In some cases, the bags are grouped with empty spaces. The total extension of the moisture fault is given in the legend. Wire configuration D. Ovanstående slutsatser bekräftas också i Bild 12. Här är påsarna ihoprullade istället för utbredda, varför mätutslaget nivåmässigt blir betydligt mindre. Notera också den understa kurvan som visar utslaget för en utbredd påse. Trots en mindre total utsträckning så blir utslaget större, vilket sannolikt är en konsekvens av att den utbredda påsen fyller ut mer av planet mellan tråden och röret än vad de fyra rullarna gör. 21

Bild 12 Vattenfyllda påsar variant 2 46400 Rör 1 Rör 1 Rör 2 Rör 2 46000 Signal (16 bitar) 45600 45200 Referenskurva 1 ihoprullad vattenfylld plastpåse (bredd ca 20 mm) 2 ihoprullade vattenfyllda plastpåsar (bredd tot. ca 40 mm) 3 ihoprullade vattenfyllda plastpåsar (bredd tot. ca 70 mm) 4 ihoprullade vattenfyllda plastpåsar (bredd tot. ca 95 mm) 1 utbredd vattenfylld plastpåse (80 mm bred) 44800 0 10 20 30 40 50 Sträcka, m Mätresultat från 1 4 vattenfyllda påsar applicerade enligt Bild 6, sidan 16. Fuktfelets totala utbredning längs röret anges i teckenförklaringen. Larmtrådskonfiguration D. Measured results from 1 5 water filled bags applied according to Bild 6, page 16. The total extension of the moisture fault is given in the legend. Wire configuration D. 4.2.2. Uppfuktat PUR-skum Bild 13 visar mätresultat från uppfuktade PUR-skumsbitar. Kurvorna härrör sig från mätningar på en enda bit samt på två bitar lagda efter varandra. I vissa fall har viss elektrisk ledning kunnat ske mellan tråd och rör, d.v.s. den uppmätta resistansen är mindre än 50 MΩ 10. Det är dock inte uppenbart hur detta påverkar mätutslaget. Erfarenheten under genomförandet har visat att vid flera direkt efter varandra genomförda mätningar mot fuktigt PUR-skum ökar resistansvärdena något för var mätning. De temperaturer som anges i teckenförklaringsrutan i diagrammet anger temperaturen i det uppfuktade PUR-skummet vid mättillfället. 10 50 MΩ är den maximala mätbara resistansen med Kabelradarn. 22

Bild 13 Uppfuktat PUR-skum 46400 Rör 1 Rör 1 Rör 2 Rör 2 46000 Signal (16 bitar) 45600 45200 Referenskurva R > 50 Mohm PUR 1 (57,5%) (22ºC) i plastfolie, R = 33-37 Mohm PUR 1 (57,6%) (48ºC) i plastfolie, R > 50 Mohm PUR 1 (56,9%) (22ºC) utan plastfolie, R = 16-26 Mohm PUR 1 (57,5%) + PUR 2 (51,7%) (22ºC) i plastfolie, R = 21-24 Mohm PUR 1 (56,9%) + PUR 2 (51,0%) (22ºC) utan plastfolie, R = 5,3-5,8 Mohm PUR 1 (57,6%) + PUR 2 (51,8%) (54ºC) i plastfolie, R = 21 Mohm 44800 0 10 20 30 40 50 Sträcka, m Mätresultat från bitar av uppfuktat PUR-skum med och utan plastfolie applicerade enligt Bild 7, sidan 17. Fuktfelets totala utbredning är 190 mm för en bit och 380 mm då två bitar använts. I diagrammet anges även uppmätt resistans mellan larmtråd och rör. Larmtrådskonfiguration D. Measured results from wet PUR foam with and without plastic foil applied according to Bild 7 page 17. The total extension of the moisture fault is 190 mm for one foam piece, and 380 mm for two pieces. The measured resistance between the wire and the pipe is noted in the diagram. Wire configuration D. Bild 14 Uppfuktat PUR-skum i olika positioner kring larmtråden 46400 Rör 1 Rör 1 Rör 2 Rör 2 46000 Signal (16 bitar) 45600 45200 Mätningar med byggplast runt stålröret Referenskurva PUR1(55,2%)+PUR2(50,1%) 4 mm utanför tråden med torr PUR emellan och innanför PUR1(54,7%) o PUR2(58,1%) direkt utanför tråden, torr PUR innanför PUR1(54,7%) innanför tråden, torr PUR utanför PUR1(54,7%) innanför och PUR2(58,1%) utanför tråden PUR1(54,7%) o PUR2(58,1%) innanför tråden, torr PUR utanför 44800 0 10 20 30 40 50 Sträcka, m Mätresultat från bitar av uppfuktat PUR-skum placerade innanför och utanför larmtråden. Fuktfelets totala utbredning är 190 mm för en bit och 380 mm då två bitar använts. I diagrammet anges även uppmätt resistans mellan larmtråd och rör. Larmtrådskonfiguration D. Measured results from wet PUR foam with and without plastic foil applied inside and outside the wire. The total extension of the moisture fault is 190 mm for one foam piece, and 380 mm for two pieces. The measured resistance between the wire and the pipe is noted in the diagram. Wire configuration D. 23

Kurvorna i diagrammet i Bild 14 visar resultaten från mätningar där fuktigt PUR-skum inslaget i plastfolie placerats på olika avstånd utanför larmtråden. Värt att notera är att även fukt utanför larmtråden indikeras i pulsekokurvan om än i liten grad. Det är dock den fukt som befinner sig innanför larmtråden som ger det klart största utslaget på pulsekokurvan. 4.2.3. Uppfuktade trälister Diagrammet i Bild 15 visar mätresultaten från mätningar mot torra trälister och trälister uppfuktade till en fukthalt på ca. 25 volym-%. Som synes har trälisterna en liten påverkan på mätutslaget även i torrt tillstånd. Den intressanta slutsatsen härvid är dock att fuktens påverkan på kurvan är mycket större då den befinner sig i trådens absoluta närhet. Mätutslaget blir ungefärligen dubbelt så stort då de två listerna, med en total tjocklek på ca. 16 mm, befinner sig invid tråden än då de befinner sig invid röret och det finns en luftspalt på två mm mellan tråd och lister. Bild 15 Uppfuktade trälister 46400 Rör 1 Rör 1 Rör 2 Rör 2 46000 Signal (16 bitar) 45600 45200 Mätningar med byggplast runt stålröret Referenskurva 2 torra trälister närmast stålröret 1 fuktig (25%) trälist närmast stålröret 2 torra trälister närmast tråden 1 fuktig (25%) trälist närmast innanför tråden 2 fuktiga (25%) trälister närmast stålröret 2 fuktiga (25%) trälister närmast innanför tråden 44800 0 10 20 30 40 50 Sträcka, m Mätresultat från bitar av uppfuktade 8 mm tjocka trälister placerade mellan larmtråd och stålrör dels invid tråden och dels invid röret. Fuktfelets totala utbredning är 395 mm. Larmtrådskonfiguration D. Measured results from wet wood strips of 8 mm thickness placed between the wire and the medium pipe, both adjacent to the wire and adjacent to the pipe. The total extension of the moisture fault is 395 mm. Wire configuration D. 4.2.4. Saltimpregnerad PUR-skena Den saltimpregnerade PUR-skumskenan uppför sig i stort som vanligt PUR-skum. I torrt tillstånd syns den inte på kurvan, och det krävs att den är ordentligt genomfuktad för att ett stort eko skall uppträda, Bild 16. Mittenkurvorna i diagrammet visar ett fall där skenan har doppats i vatten och således är fuktig på ytan. Här ses ett synligt utslag, trots att skummet inte innehåller några egentliga vattenmängder. Utslaget är sannolikt en konsekvens av den förhållandevis låga resistansen mellan tråden och röret. Generellt sett ger de saltimpregnerade skenorna något lägre resistansvärden än vanligt PUR-skum. Då skenorna enbart var fuktade utvändigt ökande resistansvärden vid 24

upprepade försök och tvärtom då skenorna var genomfuktade. Vad som styr variationerna av resistansvärdena har inte studerats närmare. Bild 16 Saltimpregnerad PUR-skena 46400 Rör 1 Rör 1 Rör 2 Rör 2 46000 Signal (16 bitar) 45600 45200 Impregnerad skena innanför larmtråden Referenskurva Torr skena (med byggplast runt stålröret) Torr skena (utan byggplast runt stålröret) Fuktad skena (med byggplast runt stålröret) Fuktad skena (utan byggplast runt stålröret) R = 0,86-3,2 Mohm Fuktig (36,5%) skena (med byggplast runt stålröret) Fuktig (36,5%) skena (utan byggplast runt stålröret) R = 3,7-4,0 Mohm 44800 0 10 20 30 40 50 Sträcka, m Mätresultat från saltimpregnerad PUR-skumskena. Kurvorna visar mätningar från torr och genomfuktig skena, och dessutom från ett fall då skenan doppats i vatten och således är fuktig på ytan. Fuktfelets totala utbredning är 398 mm. Larmtrådskonfiguration E. Measured results from salt impregnated PUR foam strip. The curves show results from dry and wet strips, and also from a case where the strip has a moistened surface from a quick submersion in water. The total extension of the moisture fault is 398 mm. Wire configuration E. 4.2.5. Larmfilt Mätningar på larmfilt dels med olika fukthalter och dels med olika avstånd mellan larmtråd och rör i och med att larmfilten monterades enligt två olika principer, jämför Bild 10, sidan 18. Uppenbart är att mätutslaget ökar markant för samma fuktmängd då tråden befinner sig närmare stålröret, Bild 17. Det är också värt att notera att mycket låga resistansvärden uppmättes med fuktig filt. 25

Bild 17 Larmfilt Rör 1 Rör 1 Rör 2 Rör 2 46000 Signal (16 bitar) 45000 44000 Referenskurva (trådavstånd 18 mm) Torr filt runt tråden (trådavstånd 6 mm) Torr filt innanför tråden (trådavstånd 2,5 mm) Våt (10,7%) filt innanför tråden (utan byggfolie runt stålröret) R = 0,12 Mohm Våt (10,7%) filt innanför tråden (med byggfolie runt stålröret) Våt (10,7%) filt runt tråden (utan byggfolie runt stålröret) R = 0,20-0,29 Mohm Våt (10,7%) filt runt tråden (med byggfolie runt stålröret) Våt (33%) filt innanför tråden (utan byggfolie runt stålröret) R = 0,009 Mohm Våt (33%) filt innanför tråden (med byggfolie runt stålröret) Våt (33%) filt runt tråden (utan byggfolie runt stålröret) R = 0,006 Mohm Våt (33%) filt runt tråden (med byggfolie runt stålröret) 0 10 20 30 40 50 Sträcka, m Mätresultat från larmfilt. Kurvorna visar mätningar från torr och uppfuktad filt placerad dels hopvikt runt tråden och dels utbredd innanför tråden, jämför Bild 10. Fuktfelets totala utbredning är 400 mm. Larmtrådskonfiguration E. Measured results from alarm blanket. The curves show results from dry and wet blankets placed folded around the wire and flat inside the wire, cf. Bild 10. The total extension of the moisture fault is 400 mm. Wire configuration E. 4.3. Jämförelsemätningar 4.3.1. Provriggen Bild 18 visar jämförande mätningar med Wideco Kabelradar 904 och med den portabla utrustningen System Stateview. Mätningarna är i båda fallen utförda vid rumstemperatur på vattenfyllda påsar. Båda utrustningarna reagerar likadant, såtillvida att: felstället markeras på rätt ställe 11 på x-axeln mätutslaget breder ut sig lika långt utefter mätkurvan insvängningsförloppen vid mätkurvornas början är lika långa mätutslaget är i det närmaste proportionellt mot mängden fukt Det är dock en uppenbar principiell utseendemässig skillnad mellan utslagen. Där Kabelradarn markerar ett fuktfel genom att avvika nedåt, gör Stateview en sinusliknande sväng både uppåt och nedåt. På samma sätt: där Kabelradarn gör en dubbelsväng vid kurvans början gör Stateview en avvikelse uppåt. Det tycks från ovanstående som att mätsystemen är likvärdiga vad gäller känslighet och användningsområde. Skillnaderna i kurvornas utseende torde ha sin förklaring i 26 11 Anslutningskablarna från Stateviewutrustningen var något längre än de från Kabelradarn. Detta förklarar att felet uppträder något längre åt höger i Stateviewdiagrammet.

hur instrumenten skickar ut och mäter på spänningspulsen. Detta har dock inte utretts vidare inom föreliggande projekt. Bild 18 Olika pulsekometrar på provriggen 47000 Rör 1 Rör 1 Rör 2 Rör 2 46000 Signal (16 bitar) 45000 Vattenfyllda plastpåsar mellan tråd 4 och stålrör vid temp. 21 ºC Referens larmtrådslängd 49 m 1 påse (L = 80 mm) 1+1 påse (avstånd 290 mm) 2+2 påsar (avstånd 100 mm) 5 påsar (L = 430 mm) 44000 0 6 12 18 24 30 36 42 48 54 60 Sträcka, m Mätresultat på samma fuktfel med olika mätinstrument: Kabelradar 904 (övre) och System Stateview (undre). Larmtrådskonfiguration D. Measured results on the same moisture fault with different instruments: Kabelradar 904 (above) and System Stateview (below). Wire configuration D. 4.3.2. Inkommande fjärrvärmeledning Bild 19 visar motsvarande mätningar som ovan men på inkommande fjärrvärmeledning till SP:s fastighet. Mätningarna är utförda på returledningen. I båda fallen är mätningar gjorda vid två tillfällen. Med kabelradarn är mätningarna utförda i juni 2004 och med Stateview i april 2004. Den inlagda figuren visar fjärrvärmeledningen där varje ljusgrå sektion är ett rakrör och de mörkgrå en rörkrök skarvarna representeras således av lodräta streck. Efter cirka 112 m i diagrammet ökar rördimensionen på ledningen. 27