fukt i fjärrvärmerör, larmsystem och detektering - Svensk Fjärrvärme
fukt i fjärrvärmerör, larmsystem och detektering - Svensk Fjärrvärme
fukt i fjärrvärmerör, larmsystem och detektering - Svensk Fjärrvärme
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
Forskning <strong>och</strong><br />
Utveckling<br />
FOU 2003:98<br />
FUKT I FJÄRRVÄRMERÖR, LARMSYSTEM<br />
OCH DETEKTERING<br />
Inventering av mätmetoder <strong>och</strong> gränsvärden<br />
Henrik Bjurström, ÅF-Energi & Miljö AB<br />
Lars-Åke Cronholm, ÅF-Energi & Miljö AB<br />
Mats-Olov Edström, Statewiev AB
FUKT I FJÄRRVÄRMERÖR,<br />
LARMSYSTEM OCH DETEKTERING<br />
Inventering av mätmetoder <strong>och</strong> gränsvärden<br />
Henrik Bjurström, ÅF-Energi & Miljö AB<br />
Lars-Åke Cronholm, ÅF-Energi & Miljö AB<br />
Mats-Olov Edström, Statewiev AB<br />
ISSN 1402-5191
I rapportserien publicerar projektledaren resultaten från sitt<br />
projekt. Publiceringen innebär inte att <strong>Svensk</strong>a <strong>Fjärrvärme</strong>föreningens<br />
Service AB tagit ställning till slutsatserna <strong>och</strong><br />
resultaten.<br />
03-10-28<br />
© 2003 <strong>Svensk</strong>a <strong>Fjärrvärme</strong>föreningens Service AB
Innehåll Sid<br />
1 Sammanfattning 5<br />
2 Summary 7<br />
3 Inledning 9<br />
4 Uppdraget målsättning <strong>och</strong> omfattning 10<br />
5 Statusbedömning av fjärrvärmeledningar 12<br />
5.1 Kontroll vid tillverkning av <strong>fjärrvärmerör</strong> <strong>och</strong> fjärrvärmedetaljer/armaturer. 13<br />
5.2 Mottagningskontroll enskilda komponenter 13<br />
5.3 Montagekontroll 14<br />
5.4 Överlämning av anläggning 15<br />
5.5 Driftövervakning 15<br />
6 Marknadsöversikt 17<br />
6.1 Översiktlig systembeskrivning 17<br />
6.2 <strong>Fjärrvärme</strong>rör <strong>och</strong> larmtråd 19<br />
6.3 Larm- <strong>och</strong> övervakningssystem 22<br />
6.4 Mätinstrument för lokalisering av <strong>fukt</strong> 23<br />
7 Fysikaliska förutsättningar 24<br />
7.1 Slingresistansen 24<br />
7.2 Isolationsresistans 25<br />
7.3 Isoleringens resistans 25<br />
7.4 Materialdata för isoleringen 26<br />
7.5 Larm- <strong>och</strong> övervakningskrets 30<br />
7.6 Mätningar med pulsekometer 32<br />
7.6.1 Den karakteristiska impedansen 32<br />
7.6.2 Vågutbredningshastighet 33<br />
7.6.3 Signaler <strong>och</strong> reflexer 34<br />
8 Försök, tester <strong>och</strong> gränsvärden 40<br />
8.1 Försök <strong>och</strong> tester 41<br />
8.1.1 Slingresistans 41<br />
8.1.2 Fukt<strong>detektering</strong> 42<br />
8.1.3 Överslagspänning mellan koppartråd <strong>och</strong> stålrör i PUR-isoleringen 47<br />
8.1.4 Fuktlokalisering 49<br />
8.1.5 Erfarenhet i full skala <strong>och</strong> i fält 49<br />
8.1.6 Hur står sig resultaten 51<br />
8.2 Gränsvärden 52<br />
9 Verklighet för larmtrådar <strong>och</strong> övervakningssystem 59<br />
9.1 Användarens funktionskrav på <strong>fukt</strong>övervakning 59<br />
9.2 Tillämpning av dagens mätmetoder <strong>och</strong> övervakningssystem 60<br />
9.3 Exempel 62<br />
9.4 Praktiska följder 67<br />
10 Förslag till tester <strong>och</strong> försök 70<br />
10.1 Genomslagshållfastheten för polyuretanisolering. 70<br />
10.2 Kontroll vid tillverkning av rör- <strong>och</strong> rördetaljer med pulsekometermetod för att<br />
fastställa trådläge 70<br />
10.3 Elektrisk konduktivitet i vatten <strong>och</strong> PUR-isolering 70<br />
10.3.1 Förändrad konduktivitet i vatten som är exponerad mot polyuretanisolering. 70<br />
10.3.2 Elektriska konduktiviteten för isoleringen 70<br />
1
10.4 Simulering av <strong>fukt</strong>mängder <strong>och</strong> utbredning i försöksuppställning 70<br />
11 Litteratur 70<br />
11.1 Allmänt tillgänglig dokumentation, via branschorganisationer, bibliotek etc 70<br />
11.2 Företagsdokumentation 70<br />
11.3 Övrig Dokumentation 70<br />
11.4 Projektdokument - frågeformulär 70<br />
11.5 Personkontakter 70<br />
2
Förord<br />
Från det att direktskummade fjärrvärmeledningar introducerades i Sverige för cirka 30<br />
år sedan har den dominerande metoden för <strong>fukt</strong><strong>detektering</strong> i isolering <strong>och</strong> <strong>fjärrvärmerör</strong><br />
grundats på att mäta de elektriska förändringar som uppstår när vatten tränger in i isolering<br />
<strong>och</strong> <strong>fjärrvärmerör</strong>, antingen genom yttre eller inre läckage. En drivkraft för att utveckla<br />
ett <strong>fukt</strong>övervakningssystem för fjärrvärmesystem har varit möjligheterna till förebyggande<br />
underhåll men även att försäkringspremien blev lägre om fjärrvärmenätet<br />
försågs med läckageövervakning. Det ”nordiska system” som företrädesvis används i<br />
Sverige idag har sin grund i den utveckling som påbörjades under 1970-talet. Under<br />
åren har det förekommit ett antal olika typer av övervaknings- <strong>och</strong> inmätningssystem,<br />
men i grunden baseras alla på impedans- <strong>och</strong> signalteori.<br />
Genom den litteratursökning som genomförts i uppdraget har vi funnit att det fram till<br />
1991 publicerats rapporter inom <strong>och</strong> i anslutning till ämnesområdet. Under senare tid<br />
har dock forskningsaktiviteten inom området varit låg. Tekniken har bedömts vara en<br />
kommersiell teknik trots att det fortfarande finns olika uppfattningar om larmnivåer, behov<br />
av pulsekometermätningar etc.<br />
Det material vår rapport grundas på har varit det historiska materialet men också kompletterad<br />
genom samtal med personer som varit eller fortfarande är verksamma inom<br />
branschen.<br />
Möjligheten till säkra <strong>fukt</strong>larm <strong>och</strong> noggrann lokalisering av eventuella skador är inte<br />
bara avhängigt av den tekniska utformningen <strong>och</strong> prestandan av övervakningsutrustningen<br />
utan också av den omsorg som läggs på kontroller vid tillverkning av <strong>fjärrvärmerör</strong><br />
<strong>och</strong> detaljer/armaturer, vid leverans/mottagning <strong>och</strong> läggning samt vid driftsättning<br />
av fjärrvärmeledningen. Av denna orsak har vi även i rapporten behandlat statuskontroller<br />
vid tillverkning <strong>och</strong> fram till färdig anläggning <strong>och</strong> inte bara tekniska aspekter<br />
på övervakningssystemet. Eftersom systemet övervakar stora investeringar, under<br />
hela dess livslängd, är det viktigt att alla parter lägger stor omsorg att med kontroller<br />
upptäcka felaktigheter både vid tillverkning <strong>och</strong> vid montage. Varje del i tillverknings-<br />
<strong>och</strong> kontrollkedjan är avgörande för systemets funktion.<br />
Vi riktar ett stort tack till Er som tagit Er tid att svara på frågor, letat i gamla arkiv <strong>och</strong><br />
bidragit med material till utredningen.<br />
4
1 Sammanfattning 2003:98: Fukt i <strong>fjärrvärmerör</strong>,<br />
<strong>larmsystem</strong> <strong>och</strong> <strong>detektering</strong> – Inventering av<br />
mätmetoder <strong>och</strong> gränsvärden<br />
Vid <strong>detektering</strong> <strong>och</strong> lokalisering av <strong>fukt</strong> i direktskummade fjärrvärmeledningar registreras<br />
förändringar i ledningens elektriska egenskaper som blir en konsekvens av inläckande<br />
vatten. De flesta övervakningssystemen ger ett larm när resistansen mellan övervakningssystemets<br />
koppartråd <strong>och</strong> medieröret underskrider ett på förhand bestämt<br />
värde. Det finns dock olika uppfattningar om vid vilket värde som är lämpligt för att ge<br />
ett larm som visar att det läckt in vatten i fjärrvärmeledningen. Det är även sparsamt<br />
med rekommendationer för de gränser som skall gälla vid kontroller.<br />
Syftet med utredningen var att sammanställa dagens samlade kunskap samt föreslå konkreta<br />
metoder <strong>och</strong> gränsvärden för de system som används i Sverige med 2 st 1,5 mm 2<br />
koppartrådar som givare. För denna sammanställning har utnyttjats rapporter från FoUarbeten<br />
som utförts från <strong>och</strong> med slutet av 1970-talet, dokument från undersökningar<br />
som utförts av tillverkare samt erfarenheter som inhämtats genom personkontakter.<br />
Statusbedömningen av ledningar vid tillverkning, montage samt drift utförs emellertid<br />
med instrument baserade på flera elektriska mätmetoder med olika förutsättningar -<br />
mätning av slingresistans, isolationsprovning, bestämning av isoleringens resistans med<br />
växelspänning samt användning av pulsekometer. Dessa mätningar utförs i olika syften,<br />
vid olika tillfällen. För <strong>detektering</strong> används oftast isoleringens resistans <strong>och</strong> för<br />
lokalisering används oftast pulsekometer – metoder som måste samverka för att erhålla<br />
ett godtagbart resultat.<br />
Dokumenten som kommit utredningen till del ger inget stöd för fastställandet av<br />
larmgränser för isoleringens resistans då undersökningarna gjorts i syfte att besvara<br />
enskilda frågor om vissa aspekter. Det systematiska underlaget som behövs saknas.<br />
Underlaget från tillverkare pekar på att det förekommer ett antal varianter med olika<br />
tekniska lösningar som kan försvåra valet av kriterium för förekomsten av <strong>fukt</strong>.<br />
Systemets funktion, detektera <strong>och</strong> tillåta lokalisering, beror i grunden på en uppsättning<br />
av värden (gränsvärden eller larmvärden) som påverkar varandra. Generellt kan sägas<br />
att larmtråden (givaren) måste vara förlagd i <strong>fjärrvärmerör</strong>en på ett godtagbart sätt, så<br />
att det är möjligt att uppmäta, följa <strong>och</strong> lokalisera <strong>fukt</strong>indikationer på <strong>fjärrvärmerör</strong>en,<br />
det vill säga att <strong>fjärrvärmerör</strong>en är ”bevakningsbara”. För att nå denna ”bevakningsbarhet”<br />
måste de gränsvärden <strong>och</strong> nivåer som skall uppfyllas vara anpassade för respektive<br />
funktion, eftersom <strong>detektering</strong> <strong>och</strong> lokalisering av <strong>fukt</strong> innehåller skilda parametrar <strong>och</strong><br />
är helt olika mätmetoder. Uppfylls ”bevakningsbarheten” kan avläsning av förändringar<br />
på <strong>fjärrvärmerör</strong>en utföras med hjälp av mätinstrument <strong>och</strong> övervakningssystem. Genom<br />
att tolka mätresultaten kan sedan larmnivåer <strong>och</strong> gränser väljas med tillräcklig<br />
5
känslighet för att en <strong>fukt</strong>skada skall ge ett larm <strong>och</strong> att lokalisering av <strong>fukt</strong>skadan är<br />
möjlig.<br />
Frågeställningens struktur är komplex <strong>och</strong> fortsatt arbete mot tekniskt väl underbyggda<br />
larmgränser inleds lämpligen med åtgärder som underlättar tolkningen av mätresultaten.<br />
Följande undersökningar föreslås:<br />
• Genomslagshållfastheten för PUR-isoleringen, som ett led för bestämningen av avståndet<br />
mellan larmtråd <strong>och</strong> rör<br />
• Kontroll av trådläge med pulsekometer vid tillverkningen av <strong>fjärrvärmerör</strong> <strong>och</strong> rördetaljer<br />
• Bestämning av grundläggande data, elektrisk konduktivitet för PUR-isolering <strong>och</strong><br />
förändring av konduktiviteten för aktuella vattenkvaliteter vid exponering mot isolering<br />
• Bestämning av elektriska egenskaper hos <strong>fukt</strong>ig isolering<br />
Dessa undersökningar kan senare efterföljas med att studera betydelsen av skademekanism<br />
i försöksuppställningar för att bestämma känsligheten med avseende på <strong>fukt</strong>mängd,<br />
utbredning, tidsaspekter etc.<br />
6
2 Summary 2003:98: Moist in district heating<br />
pipes, detection systems and detection – Inventory<br />
of measuring methods and limit values<br />
When detecting moisture and finding its position in district heating systems where preinsulated<br />
pipes are being used, one monitors those changes in the electrical properties of<br />
the insulating material that are caused by water leakage into the insulation. In the<br />
majority of surveillance systems, an alarm is triggered when the resistance between the<br />
copper wire of the system and the steel pipe decreases below a value set beforehand.<br />
However, opinions diverge on whether the trigger value that may be chosen actually<br />
reflects a water leakage into the insulation. Advice is also scarce on the resistance<br />
values that should be used when checking that a system is operational.<br />
The purpose of this study was to collect all knowledge that can be gathered on these<br />
topics and to suggest practical methods as well as limit values for the systems used in<br />
Sweden, i.e. two copper wires with a 1.5 mm 2 cross-section as measuring wires. Reports<br />
from R&D work performed from the end of the 1970’s and onward, documents from<br />
studies performed by manufacturers as well as field experience by practitioners are<br />
summarized in the present report.<br />
Assessments of the condition of surveillance systems during production, assembly and<br />
operation are actually performed using several measuring methods: loop tests, highvoltage<br />
tests, determining the electrical insulation resistance using AC current and TDR<br />
techniques. These measurements are performed to different purposes at different<br />
occasions. The insulation resistance is most often used to detect moisture and TDR to<br />
locate it. Both methods must interact properly for a satisfactory result.<br />
The documents that could be collected do not form any basis on which trigger values for<br />
the insulation resistance could be determined with confidence. These documents<br />
describe investigations preformed in order to answer specific questions on details of<br />
such systems. The variety of technical choices by the manufacturers of surveillance<br />
systems may make difficult the choice of trigger value for the presence of moisture.<br />
The general requirement is that a surveillance system must be operational, i.e. it is<br />
possible to use the system to measure insulation resistance and changes in resistance, to<br />
detect moisture and to locate moist spots in the pre-insulated bonded pipes. When<br />
detecting moisture and then locating it one utilizes different techniques to measure<br />
different parameters, involving not one value but a set of values (limit values or trigger<br />
values) that depend on each other. After performing tests and interpreting the results,<br />
one may choose these limit values according to the situation, with a satisfactory<br />
accuracy, for moisture to be detectable and the moist spot to be locatable.<br />
This topic is quite complex, and work aiming at formulating a technical basis for the<br />
limit values should start with tasks that aid interpretation of results from measurements.<br />
7
We recommend that the following investigations be performed:<br />
• Determining the break down voltage for insulation as a function of the gap<br />
between measuring wire and steel pipe<br />
• Means to check the position of the measuring wire using TDR during<br />
manufacturing pre-insulated pipes and components<br />
• Determining basic data for the PUR insulation, i.e. electrical conductivity and<br />
its changes as a consequence of the presence of water with different salt<br />
contents<br />
• Determining the electrical properties of moist insulation<br />
At a later stage, these investigations may be followed by studies of mechanisms for<br />
damage in test rigs in order to determine the sensitivity of the systems to quantity of<br />
moisture, its geographical distribution, time delays to response, etc<br />
8
3 Inledning<br />
Från det att direktskummade fjärrvärmeledningar introducerats i Sverige för cirka 30 år<br />
sedan har, med få undantag, 2 st 1,5 mm 2 oisolerade mjukglödgade koppartrådar placerade<br />
i fjärrvärmeledningens isolering parallellt med stålröret varit de dominerande mätgivarna<br />
i <strong>fukt</strong>indikeringssystem. Under åren har det också förekommit olika typer av<br />
stationärt installerade övervakningsutrustningar som kopplas till koppartråden, alla med<br />
sina egna specifikationer avseende mätspänning, larmnivå etc. Systemet med oisolerade<br />
koppartrådar är även marknadsledande i de skandinaviska länderna<br />
Fukt i direktskummade fjärrvärmeledningar är en konsekvens av inläckande vatten, antingen<br />
yttre eller inre läckage. För att påvisa <strong>fukt</strong>en utnyttjas ändringar i elektriska<br />
egenskaper i ett system som består av koppartråd, PUR-isolering, aktivator 1 samt<br />
medierör. Mätningar kan i princip utföras med två metoder. I den ena metoden mäts<br />
resistansen av mediet mellan koppartråd <strong>och</strong> medierör <strong>och</strong> följs kontinuerligt. När resistansen<br />
underskrider ett gränsvärde ger systemet larm. I den andra metoden skickas en<br />
elektrisk puls genom koppartråden <strong>och</strong> svaret registreras med ett instrument (pulsekometer).<br />
Variationer av trådens karakteristiska impedans, vilken är beroende av bland<br />
annat isoleringens <strong>och</strong> vattnets dielektricitetskonstanter, ger karakteristiska spegelbilder<br />
av pulsen. Genom att granska dessa svarskurvor kan man dra slutsatser om isoleringen<br />
är <strong>fukt</strong>ig eller inte.<br />
Det finns fortfarande olika uppfattningar i branschen om vilken larmnivå som är lämplig<br />
för de övervakningssystem som i dagligt tal baseras på resistansmätning. Det är även<br />
ytterst sparsamt med rekommendationer för de gränsvärden som skall gälla vid kontroller.<br />
Mestadels hänvisas till leverantörens uppgifter. I det standardarbete som pågår i<br />
CEN/TC107/WG 11 2 hänvisas inte heller till några oberoende tester eller utredningar<br />
som motiverar vilken nivå som är lämplig. I CEN/TC107/WG 11 gruppens arbete pågår<br />
för närvarande inte några tester för att klarlägga dessa förhållanden. Synpunkter finns<br />
också att pulsekometer skall komplettera övervakningssystemet vid statusbedömning.<br />
1 Distans konstruerad för att förstärka känsligheten för larm <strong>och</strong> lokalisering av <strong>fukt</strong>. Detta görs genom att<br />
öka koppartrådens våta area, det vill säga den yta som kan bli exponerad mot vatten.<br />
2 Technical Committee 107, Working Group 11, CEN-standardiseringen.<br />
9
4 Uppdraget målsättning <strong>och</strong> omfattning<br />
Det övergripande syftet med utredningen har varit att sammanställa dagens kunskap,<br />
föreslå konkreta metoder <strong>och</strong> gränsvärden som skall kunna användas vid<br />
statusbedömning <strong>och</strong> övervakning av fjärrvärmeledningar, eventuellt i kombination med<br />
praktiska försök som initieras inom ramen för uppdraget. Med statusbedömning av<br />
fjärrvärmeledningar avses:<br />
• larmtrådskontroll vid tillverkning, vid mottagning <strong>och</strong> vid installation i fält<br />
• referensmätningar <strong>och</strong> driftkontroll.<br />
Den långsiktiga målsättningen är att fastställa funktionskrav för <strong>fukt</strong>övervakningssystem<br />
för fjärrvärmeledningar genom att redovisa mätmetoder <strong>och</strong> gränsvärde/en – resistansvärden<br />
eller annat elektriskt värde – som säkerställer funktionen av <strong>larmsystem</strong>,<br />
optimal larmtrådsplacering i fabrik samt indikation av skadlig mängd <strong>fukt</strong> 3 vid montage<br />
<strong>och</strong> drift.<br />
Uppdraget har bestått av en insamling <strong>och</strong> sammanställning av information om <strong>och</strong> erfarenhet<br />
från larm- <strong>och</strong> övervakningssystem. Dessa har hämtats från tillverkare av såväl<br />
fjärrvärmeledningar som larm- <strong>och</strong> övervakningssystem, från installatörer samt från användare.<br />
De erfarenheter som inhämtats avser både för montage i fält som övriga försök<br />
<strong>och</strong> tester, både från FoU vid universitet, högskolor <strong>och</strong> från kommersiell forskning<br />
genomförd av företag som välvilligt ställt denna information till förfogande. Vidare har<br />
i uppdraget genomförts en litteraturstudie som har omfattat en sökning i ett antal databaser.<br />
Information har också hämtats vid teknikmöten med tillverkare <strong>och</strong> leverantörer<br />
av larm- <strong>och</strong> övervakningssystem, genom telefonsamtal <strong>och</strong> direkta kontakter med<br />
fjärrvärmeföretag samt utskick av ett frågeformulär som har sammanställts inom uppdraget<br />
<strong>och</strong> distribuerats till tillverkare <strong>och</strong> leverantörer av <strong>fjärrvärmerör</strong>, rördetaljer <strong>och</strong><br />
övervakningssystem samt entreprenad <strong>och</strong> energiföretag.<br />
Det skall påpekas att det finns andra system som arbetar med andra typer av larmtrådar,<br />
till exempel Brandes <strong>och</strong> HDW. Dessa system ingår inte i föreliggande uppdrag, som är<br />
strikt avgränsad till system med 2 st 1,5 mm 2 oisolerade koppartrådar integrerade i fjärrvärmeledningarna<br />
som givare. Fastställandet av funktionskrav har inte ingått i uppdra-<br />
3 Det finns två problemstrukturer avseende skadlig <strong>fukt</strong>, dels vad som skall definieras som skadlig <strong>fukt</strong>,<br />
dels den noggrannhet varmed en övervakningsutrustning skall kunna indikera <strong>fukt</strong>. Båda dessa omfattar<br />
ett antal frågeställningar. Det förra med frågor som:<br />
• Var <strong>fukt</strong>en är lokaliserad?<br />
• I vilka mängder?<br />
• Är miljön syresatt?<br />
Den senare med frågor som:<br />
• På vilket sätt påverkas larmnivån av olika vattenkvaliteter?<br />
• Vid vilken <strong>fukt</strong>halt utlöses ett larm?<br />
Den senare frågan ger en indikation på noggrannheten <strong>och</strong> upplösningen av utrustningen vid övervakning<br />
<strong>och</strong> statusbedömning.<br />
10
get, även om det är ett långsiktigt mål för det fortsatta arbetet. Ingen bedömning görs av<br />
mängden <strong>fukt</strong> som är skadlig utan uppdraget har fokuserats på konstaterandet av närvaro<br />
av <strong>fukt</strong>. Likaså ifrågasätts ej den praxis som etablerats avseende koppartrådens<br />
placering i fjärrvärmeledningen.<br />
De efterföljande avsnitten i rapporten har följande innehåll:<br />
Avsnitt 5 behandlar statusbedömning av <strong>fjärrvärmerör</strong> <strong>och</strong> detaljer/armaturer vid tillverkning<br />
<strong>och</strong> fram till färdig fjärrvärmeledning <strong>och</strong> kontroll av larmtrådar i synnerhet.<br />
Avsnitt 6 redovisar en sammanställning av <strong>fukt</strong><strong>larmsystem</strong> som finns på den svenska<br />
marknaden.<br />
Avsnitt 7 behandlar vilka mätmetoder som finns för att genomföra de statuskontroller<br />
som anförs ovan samt beskriver i en idealiserad form metodernas funktion <strong>och</strong> de fysikaliska<br />
förutsättningarna, det vill säga en teoretisk betraktelse av metoderna utifrån en<br />
perfekt omgivning.<br />
Avsnitt 8 redovisar de försök <strong>och</strong> tester har legat till grund för den kunskap <strong>och</strong> erfarenhet<br />
som utgjort utgångspunkt för de gränsvärden som idag används vid statuskontroll av<br />
larm <strong>och</strong> larmtrådar. Beroende vid vilken tidsperiod försöken genomförts ingår indirekt<br />
olika blåsmedel till exempel CO2, Pentan, CFC i inventeringen av försök <strong>och</strong> tester. Avsnittet<br />
innefattar även resultatet av en översiktlig inventering av kvaliteten på fjärrvärmevatten<br />
<strong>och</strong> grundvatten.<br />
Avsnitt 9 behandlar ”den verklighet som larmtrådarna <strong>och</strong> övervakningssystem arbetar<br />
i”. I avsnittet diskuteras de parametrar som inverkar vid en bedömning av bedömning av<br />
<strong>fukt</strong> i fjärrvärmekulvert med avsikt att begränsa antalet osäkra parametrar.<br />
Avsnitt 10 ger förslag till inriktning av tester <strong>och</strong> försök inom ämnesområdet.<br />
Avsnitt 11 utgörs av en litteraturlista som utgjort underlag för rapporten. Listan innehåller<br />
också en sammanställning av svenska <strong>och</strong> internationella publikationer <strong>och</strong> FoU<br />
rapporter som behandlar <strong>fukt</strong><strong>detektering</strong> av <strong>fjärrvärmerör</strong>. Vidare redovisas de kontakter<br />
som tagits under uppdraget.<br />
Uppdraget har utförts av följande arbetsgrupp:<br />
Henrik Bjurström, ÅF-Energi & Miljö AB<br />
Lars-Åke Cronholm, ÅF-Energi & Miljö AB<br />
Mats-Olov Edström, Stateview AB<br />
Referensgruppen för uppdraget har utgjorts av:<br />
Göran Engvall, Drefviken Vattenfall AB<br />
Göran Johansson, Powerpipe Systems AB<br />
Karl-Erik Johansson, Göteborg Energi AB<br />
Claes Almqvist, Växjö Energi AB<br />
11
5 Statusbedömning av fjärrvärmeledningar<br />
Larm- <strong>och</strong> övervakningssystemet består inte enbart av utrustningen (koppartrådar <strong>och</strong><br />
mätutrustning) utan även av de procedurer som syftar till att kvalitetssäkra systemets<br />
senare funktion. Eftersom systemet övervakar stora investeringar, är det viktigt att alla<br />
parter lägger stor omsorg att med kontroller upptäcka felaktigheter både vid tillverkning<br />
<strong>och</strong> vid montage. Varje del i tillverknings- <strong>och</strong> kontrollkedjan är avgörande för att upprätthålla<br />
systemets funktion under hela dess livslängd, för att i ett tidigt skede få ett larm<br />
när isoleringen har blivit blöt <strong>och</strong> för att en noggrann lokalisering av felstället skall var<br />
möjlig.<br />
Åtgärderna som är nödvändiga för att ett larm- <strong>och</strong> övervakningssystem skall kunna användas<br />
för att bestämma status på en fjärrvärmeledning börjar således redan vid tillverkningen<br />
av <strong>fjärrvärmerör</strong>et <strong>och</strong>/eller fjärrvärmearmaturer. I Figur 1 nedan åskådliggörs<br />
schematiskt de olika momenten. De första åtgärderna ingår i den kontroll 4 som bör<br />
ske eller sker vid tillverkning <strong>och</strong> då varorna levereras från fabrik. Nästa kontroll vidtas<br />
då beställaren med en mottagningskontroll tillförsäkrar sig om att den levererade varan<br />
är den som är beställd <strong>och</strong> att det inte har uppstått skador under leveransen. I samband<br />
med montage <strong>och</strong> efter montage görs även kontroller, samt vid överlämnande av anläggningen<br />
till beställaren. Resultatet från dess kontroll skall överensstämma med specifikationer<br />
i tillverkarens information samt i refererade dokument i leveranskontraktet.<br />
Kontroller vid fabrik Kontroll vid tillverkning<br />
Kontroll vid leverans<br />
Mottagningskontroll av enskilda komponenter,<br />
rör <strong>och</strong> detaljer<br />
Montagekontroll av monterade komponenter<br />
Överlämnande av anläggning/installation<br />
Driftövervakning<br />
Figur 1 Statuskontroller från tillverkning till färdig anläggning.<br />
Figure 1 Checks performed in the different stages from the manufacture of District<br />
Heating pipes to the operation of section of a network.<br />
4 Statuskontrollen innefattar även kontroll av den utrustning varmed kontrollen sker.<br />
12
I det följande begränsas beskrivningen av dessa kontrollrutiner till de elektriska kontrollerna<br />
<strong>och</strong> till de indirekta kontrollerna som utförs i anslutning till dessa. Med indirekta<br />
kontroller menas kontroll <strong>och</strong> kalibrering av utrustning samt materialspecifikationer<br />
av delkomponenter i <strong>larmsystem</strong>et.<br />
5.1 Kontroll vid tillverkning av <strong>fjärrvärmerör</strong> <strong>och</strong> fjärrvärmedetaljer/armaturer.<br />
Vid tillverkningen kontrolleras <strong>fjärrvärmerör</strong>- <strong>och</strong> rördetaljer enligt företagens kvalitetssystem<br />
enligt till exempel ISO 9001 eller motsvarande. Vidare kan tillverkningen av<br />
<strong>fjärrvärmerör</strong>en certifieras enligt <strong>Svensk</strong> <strong>Fjärrvärme</strong>s program för provning <strong>och</strong><br />
kontroll. Företagen kan då förse de certifierade produkterna med ett certifieringsmärke,<br />
P-märkning, som visar att företaget genomför kvalitetskontroller i nivå med <strong>Svensk</strong><br />
Standard <strong>och</strong> <strong>Svensk</strong> <strong>Fjärrvärme</strong>s Tekniska bestämmelser. Genom till exempel<br />
fabriksbundna märkningssystem är det även möjligt att vid leverans identifiera att<br />
enskilda rör <strong>och</strong> komponenter har genomgått de kontroller som specificerats i företagets<br />
kvalitetssystem, till exempel elektriska kontroller för att försäkra sig om att rör <strong>och</strong><br />
rördetaljer inte innehåller några dolda fel.<br />
Enligt <strong>Svensk</strong> <strong>Fjärrvärme</strong>s Tekniska bestämmelser 5 skall tillverkaren av fjärrvärmeledningar,<br />
i samband med tillverkningen av rör <strong>och</strong> detaljer, kontrollera att larmtrådarna<br />
är obrutna samt att de placerats parallellt med stålröret. Tillverkaren väljer själv metod<br />
med vilken larmtrådarnas placering i <strong>fjärrvärmerör</strong>et kontrolleras.<br />
Tidigare rekommenderades en kontroll att isolationsresistansen var minst 1000 MΩ vid<br />
provning med en 5 kV isolationsprovare. Eftersom man med denna kontroll enbart kan<br />
kontrollera kortslutning <strong>och</strong> ej avstånd mellan koppartråd <strong>och</strong> stålrör är denna kontroll<br />
ej längre föreskriven i de tekniska bestämmelserna. Det var enbart i de fall som larmtråden<br />
låg mycket nära stålröret som provningen gav som ett överslag mellan koppartråd<br />
<strong>och</strong> stålrör. Den höga spänningen bröt då igenom isoleringen <strong>och</strong> en kortslutning uppstod.<br />
5.2 Mottagningskontroll enskilda komponenter<br />
Beställaren kontrollerar rör <strong>och</strong> rördetaljer vid mottagningen. Vid mottagningskontrollen<br />
kontrolleras att levererade varor är enligt tillverkarens eller beställarens uppgift,<br />
speciellt T-stycken, övergångsrör <strong>och</strong> ventilenheter samt att inget har hänt med leveransen<br />
mellan fabrik till montageplats eller lager hos beställaren.<br />
På samma sätt som elektriska kontroller genomförs vid tillverkningen kan dessa genomföras<br />
vid en mottagningskontroll. Några sådana kontroller föreskrivs inte i några anvis-<br />
5<br />
<strong>Svensk</strong> <strong>Fjärrvärme</strong>, FVF D:207 Fuktövervakning, Tekniska bestämmelser för <strong>fukt</strong>övervakning i<br />
fjärrvärmekulvert, februari 2002.<br />
13
ningar av leverantören av <strong>fjärrvärmerör</strong> <strong>och</strong> komponenter utan denna kontroll utförs om<br />
de ingår i de anvisningar som beställaren har upprättat för mottagningskontroll. De<br />
elektriska kontroller som rekommenderas i förekommande fall är mätning av isolationsresistans<br />
<strong>och</strong> slingresistans. Avsikten med dessa kontroller är att kontrollera att det inte<br />
finns <strong>fukt</strong> i rör <strong>och</strong> detaljer, att tråden inte ligger för nära medieröret med risk för kortslutning<br />
vid senare hantering av <strong>fjärrvärmerör</strong>et eller att tråden inte gått av under transporten<br />
från tillverkaren.<br />
Isolationsresistansen kontrolleras med hjälp av isolationsprovaren genom att mäta mellan<br />
respektive larmtråd <strong>och</strong> medieröret. Isolationen kan också mätas mellan trådarna.<br />
Samtliga mätvärden skall vara enligt <strong>Svensk</strong> <strong>Fjärrvärme</strong>s Tekniska bestämmelser om<br />
tillåtna värden vid montage, se nedan. Om inte det är fallet bör ytterligare kontroll<br />
utföras för att hitta orsaken till förändringen.<br />
När test med isolationsprovare utförs kan <strong>fjärrvärmerör</strong>et laddas upp som en kondensator.<br />
Efter genomfört test bör tråden därför kortslutas mot medieröret på föreskrivet sätt<br />
för att ta bort spänningen mellan tråd <strong>och</strong> medierör.<br />
I mottagningskontrollen kan också ingå att kontrollera att larmtråden inte är korsad eller<br />
att tråden inte är av. Detta kan göras genom att koppla en summer mellan respektive<br />
tråd <strong>och</strong> stålröret. När motsvarande tråd i andra änden på rördelen kortsluts mot stålröret<br />
skall summern ljuda. Man har därmed även kontrollerat att trådarna inte har avbrott i<br />
rördelen. Om kontrollen inte genomförs med en separat summer eller om instrumentet<br />
inte innehåller summerfunktion, kan man kortsluta den ena tråden mot stålröret <strong>och</strong> därefter<br />
kontrollera resistansen i andra änden på rördelen med hjälp av isolationsprovarens<br />
ohmmeter eller annan separat ohmmeter. Då ser man dessutom slingresistansen. Godkänt<br />
värde skall vara 1,1-1,4 ohm per 100 meter koppartråd.<br />
I standard, pr EN 14419, som utarbetats av CEN/TC107/WG11 innehåller avsnittet<br />
”Allmänna punkter” vilka tester som skall göras men i denna skrift är det ytterst<br />
sparsamt med gränsvärden.<br />
5.3 Montagekontroll<br />
Med montagekontroll 6 menas de kontroller som genomförs vid montage. I regel genomförs<br />
dessa efter att medieröret svetsats ihop. I <strong>Svensk</strong> <strong>Fjärrvärme</strong>s Tekniska bestämmelser<br />
rekommenderas mätning av isolationsresistansen av varje enskilt rör <strong>och</strong> rördel<br />
samt efter färdigt rörmontage. Mätningen genomförs med isolationsprovare Rekommenderad<br />
mätspänning är 1 kV <strong>och</strong> godkänt värde är ≥ 1000 per detalj <strong>och</strong> efter montering<br />
är godkänt värde minst 10 MΩ per 1000 meter larmtråd. Även slingresistansen<br />
skall kontrolleras regelbundet.<br />
6 Med montagekontroll menas de kontroller som görs av enskilda <strong>och</strong> monterade komponenter, två eller<br />
flera rör eller rördetaljer som testas vid förläggning, färdigmonterad anläggning (slinga) både ny som<br />
gammal.<br />
14
I montagekontrollen skall upptäckas om larmtrådarna kopplats felaktigt i samband med<br />
montaget. Denna kontroll skall alltid utföras av montören som egenkontroll, <strong>och</strong> av<br />
kontrollanten med jämna mellanrum under montagetiden.<br />
5.4 Överlämning av anläggning<br />
När anläggningen är klar för slutbesiktning kontrolleras larmtråden enligt <strong>Svensk</strong><br />
<strong>Fjärrvärme</strong>s Tekniska bestämmelser gällande mätning av isolationsresistans (10 Mohm<br />
per 1000 meter tråd), slingresistans (1,1-1,4 ohm per 100 meter koppartråd). I kontrollen<br />
bör även kompletterande mätningar utföras med pulsekometer för att kontrollera att<br />
driftövervakning <strong>och</strong> lokalisering av skador är möjlig samt att larmtrådens geografiska<br />
sträckning överensstämmer med larmritning.<br />
För att öka möjligheten att utläsa eventuella framtida förändringar rekommenderas att<br />
pulsekometermätningens grafer/kurvor (bilder) som analyseras för att bedöma anläggningens,<br />
larmtrådens, elektriska egenskaper före idrifttagning dokumenteras <strong>och</strong> referenslagras.<br />
Likaså skall tillhörande resistansvärden referenslagras. Dessa dokument bildar<br />
tillsammans med larmtrådsritningen underlag för den fortsatta driftövervakningen.<br />
Även kontroll att larmtrådarna är åtkomliga <strong>och</strong> att anslutningspunkter på medieröret<br />
för att ansluta ledningen som jord så kallat ”jordtag” är placerade i anslutning till larmtrådarna<br />
på de platser elektriska kontroller/mätningar kommer att utföras.<br />
5.5 Driftövervakning<br />
Driftövervakning av anläggningen sker med automatiska övervakningssystem <strong>och</strong> manuella<br />
tillståndskontroller. Vanligtvis sker driftövervakningen med en något enklare<br />
larm- eller mätutrustning ofta baserad på impedansmätning (lågfrekvent växelspänning)<br />
som kompletteras med manuella tillståndskontroller, som utförs med jämna mellanrum<br />
<strong>och</strong> kontroller för att lokalisera skador i samband med larm. Övervakningen kan även<br />
ske med mer avancerade övervakningsenheter som både detekterar <strong>och</strong> lokaliserar<br />
skador. Det är dock vanligt att driftövervakningen är helt baserat på manuella<br />
tillståndskontroller som utförs med jämna mellanrum.<br />
Det är viktigt att redan vid projektering anpassa anläggningen för framtida driftövervakning.<br />
Hänsyn bör tas för till exempel överordnad kommunikation vid fjärrövervakning.<br />
Dock skall anläggningen alltid vara anpassad för åtkomlighet av larmtrådar eftersom<br />
lokalisering av skador oftast sker med manuella mätningar med pulsekometer som<br />
utförs från olika mätpunkter i anläggningen. Åtkomlighet kan vara avgörande om en<br />
skada kan lokaliseras.<br />
15
Oavsett med vilken metod anläggningen övervakas är det av stor betydelse med bra<br />
jordförbindelse. Detta gäller såväl stationär övervakning som vid temporära mätningar<br />
(manuella kontroller). För att mätningen skall fungera skall det finns möjligheter för<br />
anslutning till rörjord – anslutning till medieröret – helst via svetsade bultar/öglor eller<br />
ett för ändamålet avsedda jordklamrar. Utan bra jordförbindelse ökar risken för att en<br />
skada inte upptäcks. Det är även viktigt att utstickande larmtrådar/slingor är monterade<br />
<strong>och</strong> skyddade mot yttre påverkan för att förhindra att kortslutning <strong>och</strong>/eller avbrott uppstår,<br />
samt att de i förekommande fall är inkopplade mot larmutrustningen på ett ändamålsenligt<br />
sätt.<br />
Larmtrådens längd måste även vara anpassad för larmövervakning. Om larmtråden är<br />
längre än vad som är angivet som maximalt tillåten längd på larmenheten, kan det larma<br />
utan att det är ”dåliga värden” på fjärrvärmesektionen.<br />
Vid inställning av larmgränser bör dessa sättas så högt som möjligt för att största känslighet<br />
ska uppnås.<br />
16
6 Marknadsöversikt<br />
Under perioden 1981–1982 (Rundström, 1983) samt under 1986 (Bodin m fl, 1987) <strong>och</strong><br />
1993 (ÅF-SIFU, 1995) har det gjorts översikter över de <strong>larmsystem</strong> som då fanns på<br />
den svenska marknaden. En ny marknadsutredning har gjorts i denna utredning dels genom<br />
att samla in skriftlig produktinformation, dels genom direkta kontakter med tillverkare<br />
av <strong>larmsystem</strong>. Den öppna produktinformationen med tekniska data har sammanställts<br />
nedan, medan uppgifter av mera konfidentiell natur redovisas fabriksanonymt<br />
eller utnyttjas som arbetsunderlag till utredningen. Sammanställningen avser förhållandena<br />
våren 2002, varvid nedan angivna företag har identifierats som tillverkare av produkter<br />
<strong>och</strong> system med komponenter avsedda för <strong>fukt</strong><strong>detektering</strong>. Företagen nedan bedöms<br />
ha en geografisk spridning i Sverige. Vi reserverar oss för att företag med en lokal<br />
marknad ej kommit med i översikten.<br />
6.1 Översiktlig systembeskrivning<br />
Koppartråden som utgör givare i övervakningssystemet gjuts in i PUR-isoleringen vid<br />
tillverkningen av prefabricerade <strong>fjärrvärmerör</strong> <strong>och</strong> vid tillverkningen av detaljer som<br />
rörböjar, T-stycken etc. Två koppartrådar, ibland flera, gjuts in i isoleringen. Placeringen<br />
av koppartrådarna kan variera beroende av fabrikat men oftast placeras trådarna<br />
med jämn delning. Komponenterna, <strong>fjärrvärmerör</strong>, rörböjar, avgreningar med flera svetsas<br />
ihop till ett ledningsnät <strong>och</strong> larmtrådarna i dessa komponenter skarvas ihop genom<br />
lödning <strong>och</strong>/eller pressning.<br />
Det område som skall övervakas sektioneras i lämpliga längder <strong>och</strong> koppartråden<br />
kopplas ihop till sektionsvisa 7 mätsystem. Sektioneringens längd avgränsas av praktiska<br />
skäl men styrs också av frekvensen på övervakningsutrustningens växelspänning. Det<br />
innebär att den i elektrisk mening obrutna larmtråden i en ledning alltid består av jämförelsevis<br />
korta längder. I varje sektion går koppartråden från övervakningsutrustningen<br />
till den längst belägna punkten, vänder <strong>och</strong> går i tillbaka till utrustningen. Larmtrådens<br />
fram <strong>och</strong> retur är placerad i fjärrvärmeledningen <strong>och</strong> det finns två sätt för detta:<br />
• Slutet system eller tvåtrådssystem, där fram <strong>och</strong> retur ligger i samma <strong>fjärrvärmerör</strong>.<br />
Vid den längst bort belägna punkten av slingan kopplas de två trådarna i <strong>fjärrvärmerör</strong>et<br />
ihop med varandra. Det betyder att hela slingan ligger i ett <strong>och</strong> samma mantelrör.<br />
<strong>Fjärrvärme</strong>ledningen har därför en slinga i framledningen <strong>och</strong> en andra slinga i<br />
returledningen.<br />
7 För att den oisolerade koppartråden skall kunna fungera som givare för övervakningssystemet i en<br />
sektion bör det inte finnas några avbrott eller dåliga kontakt i skarvarna mellan varje rörlängd eller detaljs<br />
koppartrådar. Av detta skäl bestämmer man en så kallad slingresistans för att kontrollera att den<br />
sammansatta larmtråden i sektionen är hel.<br />
17
Kanal 1 Kanal 2<br />
Larmtråd<br />
Larmcentral<br />
Figur 2 Principskiss av ett slutet system eller tvåtrådssystem.<br />
Figure 2 Illustration of the connecting principle in a so-called closed or two-wires<br />
system.<br />
• Öppet system eller entrådssystem, en koppartråd i fjärrvärmens framledning kopplas<br />
ihop med en koppartråd i fjärrvärmens returledning. Öppet betyder i detta sammanhang<br />
att man måste gå utanför manteln på fjärrvärmeledningarna <strong>och</strong> i mark för att<br />
koppla ihop slingan. Systemlösningen innebär att övervakning kan ske på i princip<br />
dubbelt så lång sträcka med dubbelt <strong>fjärrvärmerör</strong> jämfört med ett slutet system eller<br />
tvåtrådsystem.<br />
18
Kanal 1<br />
Larmcentral<br />
Impedansanpassad överkoppling <strong>och</strong> slutenhet<br />
Larmtråd<br />
Ej inkopplad koppartråd<br />
Figur 3 Principskiss av ett öppet system eller entrådsystem.<br />
Figure 3 Illustration of the connecting principle in a so-called open or single-wire<br />
system.<br />
En vanlig utformning av övervakningsutrustningen är som resistansmätare. När denna<br />
resistans sjunkit tillräckligt, vilket är följden av att isoleringen blivit tillräckligt blöt, avger<br />
utrustningen ett larm till övervakningen av fjärrvärmenätet. Det finns även övervakningutrustning<br />
som i stället för att mäta isolationsresistans arbetar enligt samma principer<br />
som en pulsekometer men är fast monterad.<br />
6.2 <strong>Fjärrvärme</strong>rör <strong>och</strong> larmtråd<br />
<strong>Fjärrvärme</strong>rör <strong>och</strong> komponenter som marknads- <strong>och</strong> saluförs i Sverige <strong>och</strong> som innehåller<br />
larmtrådar av typen 2 st 1,5 mm 2 oisolerade koppartrådar ingjutna i rörisoleringen<br />
för öppna eller slutna <strong>larmsystem</strong> tillverkas av följande företag:<br />
Alstom Power Flow Systems AB<br />
A/S Dansk Rörindustri, Star Pipe<br />
ISOPLUS Fjernvarmeteknik A/S<br />
KWH Pipe Sverige AB<br />
Lögstör Rör Sverige AB<br />
Powerpipe Systems AB<br />
19
System med sluten larmtrådskoppling används av de flesta fabrikaten som till exempel<br />
CWA Systems AB <strong>och</strong> Wideco i Borås AB, medan det öppna är fabriksbundet till<br />
ALSTOM.<br />
I den följande sammanställning, tabell 1, redovisas uppgifter erhållna från tillverkare<br />
<strong>och</strong> leverantörer av <strong>fjärrvärmerör</strong> med koppartråd som givare för ett övervakningssystem.<br />
Tabellen baseras på leverantörsuppgifter från 2001.<br />
Av tabellen framgår att det förekommer några skillnader i det förfarande som rekommenderas<br />
i tillverkarnas anvisningar för att sammanfoga <strong>och</strong> förlägga koppartråden i<br />
fjärrvärmeskarven. Genomgående föreskrivs kontaktpressning vid sammanfogningen av<br />
koppartråden. En leverantör rekommenderar förutom kontaktpressning att även skarven<br />
löds.<br />
För att öka arean hos larmtråden som väts av vatten vid ett läckage fästs till exempel en<br />
hygroskopisk filt eller en skena runt koppartråden. Filten eller skenan hindrar att PURisoleringen<br />
fäster på koppartråden <strong>och</strong> möjliggör att <strong>fukt</strong>en kan fördela sig över en<br />
längre sträcka.<br />
20
Tabell 1 Förläggning av larmtråd. Källa Projektresultat.<br />
Table 1 Methods to place a copper wire in District Heating piping.<br />
GEOGRAFISK FÖRLÄGGNING INTERN FÖRLÄGGNING<br />
Typ av Överkoppling av larmtråd Typ av distansering Distans Metod för skarvning<br />
larmuppkoppling<br />
med<br />
Inomhus Utomhus<br />
aktivator<br />
1)<br />
FABRIKAT<br />
Filt Skena Bygel Se anm. Pressning Lödning<br />
Inom<br />
rör<br />
Mellan<br />
rör<br />
Inom<br />
rör<br />
X = Föreskrivs Öppen Sluten Mellan<br />
rör<br />
ALSTOM Power X X X X X X b) X d) X X<br />
Flowsystem AB<br />
Lögstör Rör 2) X X X X c) X c) X X<br />
KWH Pipe AB ii) X X X X X c) X<br />
X X X X X X<br />
Power Pipe Systems<br />
AB<br />
(X) X X X X c) X c) X a) X c) X c)<br />
Isoplus<br />
Fernvarmeteknik a/s<br />
Star Pipe a/s Dansk Uppgifter har ej erhållits från tillverkaren<br />
rörindustri<br />
1) Med aktivator avses att distansen är konstruerad med avsikt att förstärka känsligheten för larm <strong>och</strong> lokalisering av <strong>fukt</strong>.<br />
2) Endast dansk monteringsanvisning (ÅF-SIFU 1995)<br />
a) Enbart i filt (ÅF-SIFU, 1995)<br />
b) Enbart på kopparledaren (ÅF-SIFU, 1995)<br />
c) I samråd med beställare (ÅF-SIFU, 1995)<br />
d) Placeras enbart på den förtennade koppartråden<br />
21
6.3 Larm- <strong>och</strong> övervakningssystem<br />
De <strong>larmsystem</strong> som använder koppartråd i fjärrvärmeledningen som givare <strong>och</strong> som anges<br />
i tabell 2 nedan har utvecklats specifikt för fjärrvärmesystem, dels för att indikera<br />
<strong>fukt</strong> <strong>och</strong> larma för <strong>fukt</strong>inträngning, dels för att lokalisering av detsamma. Med undantag<br />
för System StateView från Stateview AB är de produkter som redovisas avsedda för en<br />
kontinuerlig övervakning av en ledningssträcka. När ett gränsvärde överskridits levererar<br />
produkterna en signal till ett mätinsamlingssystem.<br />
Tabell 2 Larmsystem med larm för <strong>fukt</strong>inträngning <strong>och</strong>/eller lokalisering<br />
Källa: Projektresultat.<br />
Table 2 A summary of available supervisory systems for leak detection and/or leak<br />
localization.<br />
Företag Larm för <strong>fukt</strong>inträngning Larm för<br />
<strong>fukt</strong>inträngning <strong>och</strong><br />
lokalisering<br />
Alstom Power Flow Systems AB Feldetektor, Felfinnare<br />
CWA Systems AB CWA 6000, CWA 9000<br />
<strong>Fjärrvärme</strong>service i Örebro AB PipeControl Kulvertlarm 20<br />
PipeControl Kulvertlarm<br />
11, 12 <strong>och</strong> 13<br />
G. Swedoff AB Kulvertlarm 112<br />
ISOPLUS Fjernvarmateknik A/S Isoplus Digital M24<br />
Stateview AB 1) PipeGuard 1004 System StateView<br />
(ej avsedd för fast<br />
installation)<br />
Vitec Energy AB Läckagelarm 1262<br />
(Predictor)<br />
Larmenhet LP4<br />
Wideco i Borås AB LC753, LC755, LC756 <strong>och</strong><br />
LC756-2<br />
Mätdosa 754 MDI<br />
LC758 MDI <strong>och</strong> LC758-2<br />
MDI<br />
RCB Controller<br />
KabelRadar<br />
1) tidigare namn MITTEL PRODUKTER AB<br />
Felfinnaren (Alstom), CWA 9000 (CWA System AB), Isoplus Digital M24 (ISOPLUS<br />
Fjernvarmeteknik I/S) <strong>och</strong> KabelRadarn (Wideco AB) är liksom System StateView från<br />
StateView AB baserade på en pulsekometerfunktion <strong>och</strong> möjliggör att lokalisera en felaktighet<br />
längs en övervakad ledningssträckning. De fyra första är avsedda för en kontinuerlig<br />
övervakning <strong>och</strong> har en stationär installation medan System StateView är en<br />
transportabel utrustning utvecklad <strong>och</strong> framtagen för applikationen fjärrvärme. System<br />
22
StateView kan dock kopplas upp via GSM-nätet <strong>och</strong> fungera som temporär fjärrövervakning.<br />
Uppgifter av teknisk karaktär – tekniska prestanda samt presenterade larmgränser <strong>och</strong><br />
mätområden – för de olika fabrikaten framgår av tabell 8 <strong>och</strong> tabell 9 i avsnitt 8.2<br />
Gränsvärden.<br />
Det finns även samarbeten etablerade mellan tillverkare <strong>och</strong> leverantörer av fjärrvärmeledningar<br />
<strong>och</strong> tillverkare av övervakningssystem. KWH har ett samarbete med CWA<br />
System AB, medan Power Pipe System AB, Lögstör Rör Sverige AB, ISOPLUS A/S<br />
<strong>och</strong> A/S Dansk Rörindustri (Starpipe) har utvecklat ett samarbete <strong>och</strong> saluför Wideco<br />
AB system även om ISOPLUS också har ett eget system. Alstom Power Flow Systems<br />
AB arbetar med eget utvecklat system liksom Stateview AB som har utvecklat <strong>och</strong> saluför<br />
System State View.<br />
6.4 Mätinstrument för lokalisering av <strong>fukt</strong><br />
Det finns också ett antal generella instrument av typen ekometer, pulsekometer, pulsreflektometer<br />
på marknaden för lokalisering av fel i starkströmledningar, kommunikationsledningar<br />
etc som är lämpade för <strong>fukt</strong>lokalisering. Som exempel på tillverkare eller<br />
fabrikat kan nämnas Biccotest, Tektronix, Riser-Bond <strong>och</strong> Baur. Att granska dessa generella<br />
instrument har ej ingått i föreliggande uppdrag.<br />
23
7 Fysikaliska förutsättningar<br />
Mätmetoderna <strong>och</strong> därmed systemen baseras på att elektriska egenskaper, förändringar<br />
av <strong>och</strong> kring ett system med, oisolerad koppartråd, PUR-isolering, aktivator samt medierör<br />
registreras när vatten kommer in i systemet. I princip finns inga aktiva komponenter<br />
i rör eller nedgrävda i mark. Undantaget är de installationer i ALSTOMs öppna<br />
system där en impedansanpassad överkoppling mellan rören kan förekomma.<br />
De mätningar som är aktuella är att bestämma slingresistans, isolationsresistans (överslag)<br />
för koppartråden, resistansen mellan koppartråd <strong>och</strong> mediarör samt den karakteristiska<br />
impedansen 8 längs ett ledningsavsnitt.<br />
Nedan ges en översikt <strong>och</strong> beskrivning av de fysikaliska grunderna för de olika mätningarna<br />
<strong>och</strong> underliggande principerna för larm- <strong>och</strong> övervakningssystemen. Syftet<br />
med avsnittet är att klargöra de olika metodernas tekniska förutsättningar innan den insamlade<br />
litteraturen <strong>och</strong> erfarenheter från fält redovisas.<br />
Tekniken för larm- <strong>och</strong> övervakningssystem <strong>och</strong> för lokalisering av <strong>fukt</strong> är mer eller<br />
mindre direkt överförd till fjärrvärmetillämpning från att ha tillämpats inom el, både<br />
stark- <strong>och</strong> svagström som tele.<br />
7.1 Slingresistansen<br />
Målsättningen med bestämningar av slingresistansen är en kontroll av att larmtråden är<br />
hel. Mjukglödgad koppartråd, som används som givare, har ett värde för resistiviteten<br />
på 17⋅10 -3 Ω mm 2 /m (17⋅10 -9 Ωm) vid 20 °C. Resistiviteten är temperaturberoende med<br />
en temperaturkoefficienten på 0,39 procent per °C, se Tabell 3.<br />
Tabell 3 Resistansen för en mjukglödgad koppartråd med tvärsnittsarea<br />
1,5 mm 2 som funktion av temperaturen<br />
Table 3 The resistance of an annealed copper wire with a 1,5 mm 2 cross-section as a<br />
function of temperature.<br />
Temperatur °C Resistansen ohm per 100 meter<br />
20 1,17<br />
40 1,26<br />
60 1,36<br />
80 1,47<br />
Dimensionsändringar eller ofullständiga skarvar mellan larmtrådar medför att slingresistansen<br />
för larmtråden kommer att bli högre än den för en heldragen tråd.<br />
8 I elkraftsammanhang kallas denna för kabelimpedansen.<br />
24
7.2 Isolationsresistans<br />
Isolationsresistansen <strong>och</strong> isoleringens resistans definieras <strong>och</strong> är i fysikalisk mening<br />
som två skilda egenskaper. Liksom luft är PUR-isoleringen inte bara ett termiskt isoleringsmaterial<br />
utan även en elektrisk isolator. Det finns knappast några fria elektroner<br />
eller joner som kan delta i ledningen av ström.<br />
En isolator som PUR är ett dielektriskt material som karakteriseras av:<br />
o elektriska resistiviteten<br />
o elektriska permitiviteten (dielektriska konstanten)<br />
o genomslagshållfastheten, det vill säga det spänningsfall över materialet vid vilket<br />
materialets förmåga att stå emot en statisk uppladdning bryts ned.<br />
I de efterföljande avsnitten beskrivs dessa fysikaliska begrepp.<br />
Elektriska resistiviten är normalt mycket hög <strong>och</strong> det kan vara svårt att bestämma den<br />
noggrant genom en likströmsmätning. Mätningar kan genomföras genom att ladda upp<br />
systemet som en kondensator <strong>och</strong> bestämma läckströmmen. Mätningar av resistansen på<br />
ett <strong>och</strong> samma isoleringsobjekt kan ge olika resultat vid olika mättillfällen (Hellström,<br />
1980).<br />
I många praktiska sammanhang räcker det med att konstatera att den elektriska ledaren,<br />
larmtråden i detta fall, är tillräckligt väl isolerad. Det man mäter i praktiken är isolationsresistansen<br />
för denna koppartråd till en annan ledare till exempel fjärvärmeledningens<br />
medierör, eller till jord.<br />
Vid mätningen används en isolationsprovare (megohmmeter eller ”megger”), ett instrument<br />
som är anpassat till höga resistanser. En hög spänning används, 1 till 5 kV.<br />
Mätutrustningen regelbundet kontrolleras <strong>och</strong> kalibreras för att visa rätt värde <strong>och</strong>, i förekommande<br />
fall, att batterierna har tillräcklig laddning. Det är även viktigt att även<br />
mätsladdarna kontrolleras <strong>och</strong> att en bra jordpunkt används vid mätningen.<br />
7.3 Isoleringens resistans<br />
I många sammanhang karakteriseras ett dielektriskt material med hjälp av en pålagd<br />
växelspänning, varvid den så kallade komplexa permitiviteten erhålls. Materialet kan<br />
representeras som parallellkopplade resistanser <strong>och</strong> kapacitanser. Resistansen svarar<br />
inte enbart mot ren ledning utan även mot andra förlustmekanismer såsom polarisation<br />
(von Hippel, 1954). Många material har en molekylstruktur som gör dem till dipoler, till<br />
exempel vatten, <strong>och</strong> det kan ta en viss tid för molekylerna att omorientera sig en pålagd<br />
spänning. Kapacitansen för materialstycket <strong>och</strong> resistansen beror ofta på den pålagda<br />
spänningens frekvens.<br />
25
Figur 4 Ekvivalent elektriskt schema (a) för ett dielektriskt material <strong>och</strong><br />
motsvarande fasdiagram (b).<br />
Figure 4 Equivalent electrical diagram for a dielectric material (a) and corresponding<br />
phase shift diagram (b).<br />
Om en växelspänning, √2 V sin ωt, läggs på materialet där ω definieras som svängningens<br />
vinkelfrekvens (vinkelhastighet) blir det kapacitiva bidraget till strömmen Ic = jωCV<br />
<strong>och</strong> det resistiva bidraget IR = -jI tan δ, där δ definieras som förlustvinkeln. Normalt är<br />
resistiva bidraget mycket litet <strong>och</strong> Ic är det dominerande bidraget, I ≈ Ic. Förlustfaktorn<br />
tan δ beror på konduktiviteten:<br />
tan δ = k / (ωε0εr)<br />
där ε0 är dielektriska konstanten för vakuum (8,85·10 -12 F/m) <strong>och</strong> εr den relativa dielektriska<br />
konstanten hos materialet. Totala strömmen genom isoleringen uttrycks som:<br />
I = jωC0V (εr - j εr tan δ)<br />
Alltså, ur mätningar av förlusterna i isoleringen kan isoleringens resistans bestämmas.<br />
7.4 Materialdata för isoleringen<br />
Några uppgifter om den elektriska resistiviteten för torr PUR-isolering har inte kunnat<br />
hittas inom ramen för denna utredning. Litteraturuppgifter för olika polymera material, i<br />
till exempel Tefyma eller von Hippels monografi, antyder att värdet för resistiviteten<br />
finns i ett intervall på 10 5 till 10 15 Ωm.<br />
26
Dessa värden gäller för ett kompakt material. I verkligheten är PUR-isolering ett<br />
skummat material med betydligt lägre densitet än materialet PUR. Resistiviteten för den<br />
skummade PUR-isoleringen är en funktion av de ingående materialens resistivitet,<br />
blåsningmedlet, PUR <strong>och</strong> vatten, samt av geometrin. Med geometri avses storlek,<br />
storleksfördelning, inbördes placering av gascellerna i isoleringen, PUR-skelettets<br />
utseende etc.<br />
Elektriska resistivitetens värde för luft anges av CRC Handbook som 4⋅10 13 Ωm (Weast,<br />
1977).<br />
I referenslitteratur brukar normalt inte resistiviteten för vatten anges utan i stället anges<br />
konduktiviteten. I tabell 4 visas variationsbredden på konduktiviteten <strong>och</strong> resistiviteten<br />
för olika vattenkvaliteter.<br />
Tabell 4 Konduktivitet <strong>och</strong> resistivitet för olika vattenkvaliteter.<br />
Table 4 Conductivity and resistivity of water with different salt contents.<br />
Vattenkvalitet Konduktivitet (mS/m) Resistivitet (Ωm)<br />
Avjoniserat vatten 0,01 10 5<br />
Spädvatten till fv-nät < 1,0 > 10 3<br />
Ytvatten 25 40<br />
Havsvatten 1000 – 4000 1 – 0,25<br />
Dessa värden skall jämföras med värdet på 17⋅10 -9 Ωm för metallisk koppar <strong>och</strong> luftens<br />
värde på 4⋅10 13 Ωm. Resistiviteten hos avjoniserat vatten är för övrigt tillräckligt hög<br />
<strong>och</strong> dess dielektriska egenskaper lämpliga för att vatten skall vara intressant som elektriskt<br />
isoleringsmaterial i elektriska kablar. Försök har även gjorts för denna tillämpning 9<br />
(Malik m fl, 1997).<br />
Dielektricitetskonstanten är dimensionslös <strong>och</strong> dess funktion kan lättast förstås genom<br />
dess förhållande till andra variabler i en förhållandeekvation. Genom att definiera förhållandet<br />
mellan kapacitansen hos en kondensator för ett visst dielektrikum med kapacitansen<br />
hos samma kondensator med luft som har dielektricitetskonstanten 1 erhålls<br />
den relativa dielektricitetskonstanten ke.<br />
9 Den praktiska svårigheten är att upprätthålla god kvalitet på vattnet i en vattenfylld kabel. Inläckage av<br />
salt vatten, syre kan ge snabba korrosionsangrepp <strong>och</strong> funktionsproblem.<br />
27
Tabell 5 Relativa dielektricitetskonstanten för vatten, luft <strong>och</strong> PUR-isolering.<br />
Table 5 The relative dielectric constant for water, air and PUR-based insulation.<br />
Material Relativa dielektricitetskonstant, ke<br />
Luft 1<br />
Polyuretanisolering 1,2<br />
Vatten 100 °C 56<br />
Vatten 70 °C 64<br />
Vatten 20 °C 80<br />
Genomslagshållfastheten är det spänningsfall över materialet vid vilket materialets förmåga<br />
att isolera upphör. Definitionsmässigt är det en materialegenskap då ett homogent<br />
spänningsfält lagts över dielektriska materialet. I praktiken är det ett inhomogent <strong>och</strong><br />
lokaliserat genombrott där bland annat geometrin <strong>och</strong> inhomogeniteter i elektriska fältet<br />
har betydelse. För gaser har tryck, temperatur, <strong>fukt</strong>ighet (vattenhalt) betydelse. I praktiken<br />
är de värden som redovisas ett medelvärde över flera mätningar.<br />
28
Exempel<br />
För att exemplifiera genomslagshållfastheten anges i figuren nedan, överslagsspänningen<br />
som funktion av avståndet mellan två sfäriska elektroder i luft.<br />
(Kuffel E,1985)<br />
Break down voltage V<br />
45000<br />
40000<br />
35000<br />
30000<br />
25000<br />
20000<br />
15000<br />
10000<br />
5000<br />
0<br />
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11<br />
Gap spacing [mm]<br />
Paschen kurva vid överslag i luft vid 20 °C. [14]<br />
The Paschen curve for dielectric breakdown of air at 25 o C. [14]<br />
Det är dock flera parametrar som lufttryck, luft<strong>fukt</strong>ighet, temperatur <strong>och</strong> elektrodernas<br />
utformning som påverkar överslagsspänningens storlek. Sambandet kan approximativt<br />
även anses gälla för CO2.<br />
Vanligen har isolationsmaterial som oljor eller polymera material högre genomslagshållfasthet<br />
än luft. Litteraturuppgifter om genomslagshållfastheten hos kompakta polymera<br />
material med en täthet av ca 1000 kg/m 3 ger den ett värde i ett intervall<br />
10-20 kV/mm.<br />
Genomslagshållfastheten är den egenskap av PUR-isoleringen som gett<br />
förutsättningarna för att använda den metod som idag används <strong>och</strong> som specificerats för<br />
kontroller vid tillverkning <strong>och</strong> montage av rör <strong>och</strong> rörkomponenter.<br />
För en diskussion av elektriska överslag i olika material hänvisas till till exempel Malik<br />
m fl (Malik m fl, 1997).<br />
29
7.5 Larm- <strong>och</strong> övervakningskrets<br />
PUR-isoleringen i <strong>fjärrvärmerör</strong> <strong>och</strong> rörkomponenter kan i elektriskt hänseende betraktas<br />
som ett oändligt stort antal parallellkopplade resistanser <strong>och</strong> kapacitanser mellan<br />
larmtråd <strong>och</strong> stålrör. Om en spänning läggs mellan koppartråd <strong>och</strong> stålrör fås en RCkrets<br />
10 enligt Figur 5.<br />
I<br />
U<br />
U mät<br />
R mät<br />
R C R<br />
C<br />
Figur 5 Principschema för ett enkelt <strong>larmsystem</strong>.<br />
Figure 5 Schematics of a supervisory moisture detection system.<br />
Genom att lägga en likspänning 11 mellan larmtråd <strong>och</strong> stålrör blir det möjligt att mäta<br />
isoleringens resistans. Den uppmätta resistansen kan då illustreras som summan av ett<br />
oändligt antal parallellkopplade motstånd, R [Ω].<br />
Den totala resistansen kan då tecknas som 1/Rtot = 1/R + 1/R + 1/R + ………..……+1/R<br />
För att undvika risken för punktkorrosion arbetar de flesta <strong>larmsystem</strong> med en lågfrekvent<br />
växelspänning, det vill säga man mäter isoleringens impedans Z [Ω]. Denna är<br />
avhängig av isolermaterialets totala resistans, den pålagda spänningens frekvens, kapacitansen<br />
per meter larmtråd <strong>och</strong> antalet meter tråd. För en torr isolering kan kondensatorinflytandet<br />
märkas redan vid frekvenser under 50 Hz. Isoleringens impedans kan<br />
tecknas formelmässigt med följande enheter.<br />
10 Observera diskussionen av resistivitet <strong>och</strong> förlustfaktor i avsnittet 7.3 Isoleringens resistans.<br />
11 Larmenheter som baseras på likspänning bör frånkopplas <strong>fjärrvärmerör</strong>ets larmtrådar då larmenheten<br />
har larmat för <strong>fukt</strong>. Närvaro av vatten ger upphov till en materialvandring som kan ge risk för punktkorrosion<br />
på grund av likspänning genom <strong>fukt</strong>stället. (Molander, 1983) För att undvika materialvandring<br />
bör den positiva polen läggas på stålröret.<br />
30<br />
Larmtråd<br />
Medierör
Där f = växelspänningens frekvens [Hz]<br />
1/R = 1/R + 1/R + 1/R + ………..1/R , R = resistans, på motsvarande sätt som ovan [Ω].<br />
C = C1 + C2 +………………….….C , C = kapacitans [F]<br />
Den totala kapacitansen kan också uttryckas som<br />
C = kc ⋅ L<br />
Z =<br />
1<br />
R 2<br />
där kc = kapacitansen per meter larmtråd [F/m]<br />
L = larmtrådens längd [m].<br />
För torr isolering skall isoleringens totala resistans R vara mycket hög, varför dess invers<br />
1/R blir nära noll <strong>och</strong> kan försummas i uttrycket för impedansen. Formeln för impedansen<br />
kan skrivas om som:<br />
Z = 1 / (2π f⋅ kc ⋅L) [Ω]<br />
När vatten tränger in i isoleringen mellan medierör <strong>och</strong> larmtråd påverkar det såväl resistans<br />
som kapacitans för materialet. En lokal minskning av resistansen påverkar resistansen<br />
för hela sektionen eftersom resistanserna är parallellkopplade. En lokal ändring<br />
av kapacitansen, vilket är en konsekvens av vattnets högre dielektricitetskonstant, har<br />
mycket liten effekt på ledningens totala kapacitans. Detta har också bekräftats med<br />
praktiska försök (Rundström, 1983). När resistansen minskar, ökar den elektriska<br />
strömmen genom isoleringen. Om informationen om strömmen över kretsen, som mäts<br />
som en spänning över ett mätmotstånd, kommer upp till ett förinställt gränsvärde <strong>och</strong><br />
skickas vidare i övervakningssyfte erhålls ett enkelt <strong>larmsystem</strong>. Vissa larmutrustningar<br />
använder även den uppmätta resistansen.<br />
Formlerna ovan ger ytterligare information:<br />
1<br />
+( 2 л f C ) 2<br />
[Ω]<br />
o Frekvensen i <strong>larmsystem</strong>ets växelspänning har betydelse för impedansen, <strong>och</strong> därmed<br />
en avgörande betydelse för gränsvärdet, det vill säga larmgränsen. Om man<br />
vill mäta aktuell impedansnivå, eller isolationsresistansen med en isolationsprovare<br />
31<br />
(1)
är det viktigt att veta vilken mätspänningsfrekvens <strong>larmsystem</strong>et arbetar med. Ju<br />
högre frekvens, desto lägre är impedansen. Ett lågohmigt fel kan ”brännas” till ett<br />
högohmigt fel av isolationsprovarens höga spänning 12 , vilket försvårar lokaliseringen<br />
av felstället med en pulsekometer, se nedan.<br />
o Ju längre sträckan är, desto lägre är impedansen. Om data är givna för impedans,<br />
larmnivå, frekvens <strong>och</strong> kapacitans per meter larmtråd kan anläggningens larmgräns<br />
uppnås, trots att isoleringen är torr (Bodin m fl, 1986) om en maximal trådlängd<br />
överskrids.<br />
7.6 Mätningar med pulsekometer<br />
Vid lokalisering av <strong>fukt</strong> används i regel en pulsekometer eller en impulsreflektometer 13 .<br />
Principen för detta instrumentet är att en elektrisk puls - en spänning mellan koppartråden<br />
<strong>och</strong> medieröret – skickas ut på koppartråden <strong>och</strong> svaret från tråden registreras.<br />
Spänningspulsen, som skapar ett elektriskt fält i sin omgivning (PUR isoleringen), laddar<br />
<strong>och</strong> tömmer kapacitanserna (materialets dielektriska egenskaper) i isoleringen. Varje<br />
gång larmtrådens egenskaper eller isoleringens egenskaper förändras reflekteras en del<br />
av pulsen tillbaka till instrumentet. Det är samma princip som för radar.<br />
Pulsen färdas längs koppartråd med en hastighet som beror på isoleringens egenskaper.<br />
De två parametrar som är karakteristiska för pulsekometertekniken är den karakteristiska<br />
impedansen, Zo <strong>och</strong> vågutbredningshastigheten, Vf.<br />
7.6.1 Den karakteristiska impedansen<br />
Den karakteristiska impedansen mellan koppartråden <strong>och</strong> medieröret i fjärrvärmeledningen<br />
motsvarar den så kallade ”kabelimpedansen” i starkströmkablar. Det är impedansen<br />
för isoleringen mellan larmtråd <strong>och</strong> en ledare, medieröret eller jord.<br />
Approximativt kan den karakteristiska impedansen beräknas som för en enkel ledare<br />
parallell över ett jordplan enligt följande samband:<br />
Z 0 =<br />
60<br />
k e<br />
ln<br />
2h<br />
r<br />
(2)<br />
ke = relativa dielektricitetskonstanten, [ ]<br />
h = avståndet mellan ledarens centrum <strong>och</strong> jordplanet (medieröret) [m]<br />
12<br />
Uppgift från handböcker om felsökning i elkablar (Hellström, 1980, Clegg, 1993).<br />
13<br />
På engelska: TDR, Time-Domain Reflectometry. Fortsättningsvis används begreppet pulsekometer för<br />
denna mätteknik.<br />
32
= ledarens tvärsnittsradie [m].<br />
Parametrarna åskådliggörs även i Figur 6.<br />
Förändringar i dielektricitetskonstanten, som kan ha orsakats av att vatten trängt in i<br />
isoleringen eller av att avståndet mellan koppartråd <strong>och</strong> jordplan varierar, ger således<br />
variationer i den karakteristiska impedansen.<br />
Exempel<br />
Om vi utgår från ett exempel att en oisolerad koppartråd - givaren med en area av<br />
1,5 mm 2 - i en fjärrvärmeledning är ingjuten i PUR-isolering <strong>och</strong> placerad 15 mm från<br />
<strong>och</strong> parallellt med medieröret blir den karakteristiska impedansen Zo = 200 Ω. Vid en<br />
förändring med 5 mm åt ena eller andra hållet ändras den karakteristiska impedansen<br />
± 10 %.<br />
h<br />
Figur 6 Enkel ledare över jordplan.<br />
Figure 6 Illustration of the relation between a conductor and ground.<br />
7.6.2 Vågutbredningshastighet<br />
Ledare, koppartråd<br />
k e relativa dielektricitetskonstanten<br />
Jordplan<br />
Vågutbredningshastigheten, som är den hastighet varmed en elektrisk signal förflyttar<br />
sig längs larmtråden, förhåller sig som omvänt proportionell mot kvadratroten ur den<br />
relativa dielektricitetskonstanten för isoleringen. Sambandet kan tecknas enligt följande<br />
formel.<br />
33<br />
d
där<br />
Vf = vågutbredningshastigheten [m/s]<br />
C = ljushastighet = 3 ·10 8 m/s<br />
ke = relativa dielektricitetskonstanten [ ]<br />
Hastigheten på signalen i tråden förändras således när den passerar olika medium med<br />
olika värde på den relativa dielektricitetskonstanten, oberoende av avståndet till jordplanet.<br />
En koppartråd genom ett homogent medium ger en bestämd vågutbredningshastighet.<br />
Tidsavståndet mellan den utsända signalen <strong>och</strong> den reflekterade representerar<br />
det dubbla avståndet till defekten eller förändringen. Eller annorlunda uttryckt,<br />
där<br />
V f =<br />
c<br />
k e<br />
L = Vf*t/2,<br />
L = avståndet till den förändring i karakteristiska impedansen som ger ekot [m]<br />
Vf = vågutbredningshastigheten [m/s]<br />
t = tidsskillnaden mellan tidpunkt för utsänd <strong>och</strong> reflekterad signal [s].<br />
Här bör påpekas att den karakteristiska impedansen <strong>och</strong> vågutbredningshastigheten även<br />
kan påverkas av rördimension <strong>och</strong> medietemperatur på så sätt att jordplanet, det vill<br />
säga medieröret, inte plant utan krökt. Likaså är dielektricitetskonstanten temperaturberoende.<br />
7.6.3 Signaler <strong>och</strong> reflexer<br />
(3)<br />
(4)<br />
Pulser <strong>och</strong> flanker<br />
Från ekometern skickas en signal ut på ledaren, koppartråden. Två typer av signaler förekommer.<br />
I föreliggande rapport benämns de puls respektive flank beroende på signalens<br />
utseende. Pulsens <strong>och</strong> flankens utseende framgår av figur 7.<br />
Pulsen har en form av en halv sinusvåg. Genom att välja olika pulsbredder erhålls olika<br />
egenskaper på mätinstrumentet. Med pulser med låg energi finns det möjligheter att se<br />
vattenfilmer eller vattensamlingar med kort utbredning, men däremot blir räckvidden<br />
relativt kort. Genom att moderera pulsen kan räckvidden ökas eller minskas <strong>och</strong> i detta<br />
sammanhang uppstår en kompromiss av vad man vill uppnå – lång räckvidd <strong>och</strong> låg<br />
upplösning alternativt kort räckvidd <strong>och</strong> hög upplösning. Tillverkarna av mätinstru-<br />
34
menten har förvalda pulsbredder som ställs in beroende av vilket mätområde –längd –<br />
som skall mätas.<br />
Flanken har en form som kan beskrivas som en fyrkantsvåg. Den består av en<br />
stegspänning med en kort stigtid som behåller sin toppspänning hela den inställda<br />
mätperioden för att därefter återgå till ursprungsnivån. Alstom Power Flow System AB<br />
fasta övervakningssystem (Felfinnare) arbetar med denna teknik.<br />
Pulsbredd<br />
Mätperiod<br />
a) Puls b) Flank<br />
Figur 7 Typsignaler.<br />
Figure 7 A schematic illustration of the signal pulses used in TDR for leak<br />
localization.<br />
Båda fallen innebär att förändringar i kretsens karakteristiska impedans registreras, men<br />
med olika typer av reflexer. I dagsläget finns ingen branschstandard för dessa instrument<br />
<strong>och</strong> vid dokumentation av bilder är kurvorna ej enkelt jämförbara.<br />
Reflexer<br />
Pulsen eller signalen dämpas under det att den färdas längs tråden därför att dess energi<br />
tas upp av isoleringen. En del av pulsen eller flanken reflekteras då pulsen träffar på ett<br />
stycke isolering med andra dielektriska egenskaper, det vill säga en förändring i larmtrådens<br />
karakteristiska impedans Z0, enligt formel 2 ovan.<br />
I Figur 8 nedan visar en fjärrvärmeledning där larmtråden kopplats samman med stålröret<br />
via en resistans vid trådslutet.<br />
35<br />
Stigtid<br />
Mätperiod
U puls<br />
Figur 8 Principskiss av <strong>fukt</strong>indikeringssystem där pulsreflektometri används.<br />
Figure 8 Illustration of the principle for a supervisory moisture detection system<br />
where TDR is used.<br />
De beteckningar som vänds i figuren är<br />
Upuls = den utsända signalen [V]<br />
Zo = Isolermaterialets (kretsens ) karakteristiska impedans [Ω]<br />
R = Slutresistans [Ω]. Kopplas mellan larmtråd <strong>och</strong> stålrör<br />
Sambandet mellan reflekterad <strong>och</strong> utsänd puls skrivs som<br />
där –1 ≤ P ≤ 1<br />
Upuls (reflekterad)<br />
Upuls (utsänd)<br />
Ledare, koppartråd<br />
Z 0<br />
Jordplan, medierör<br />
= R-Zo<br />
R-Zo<br />
36<br />
= P<br />
R = Z 0
Man talar om seriefel eller shuntfel:<br />
o Ett avbrott på koppartråden innebär ett seriefel (öppen krets) <strong>och</strong> pulsens reflex kommer<br />
tillbaka med samma tecken på elektriska potentialen som den utgående signalen.<br />
o Om slutmotståndet R, se figur 8, mellan larmtråd <strong>och</strong> medierör har samma värde som<br />
den karakteristiska impedansen Zo erhålls ingen ekobild, reflektionen att utebli, det<br />
vill säga Upuls(reflekterad) = 0.<br />
o tt fel i isoleringsmaterialet (PUR-isoleringen), t ex orsakad av en vattenbrygga mellan<br />
koppartråden <strong>och</strong> den andra ledaren (stålröret, eller jord i vissa fall) är ett kontaktfel<br />
eller shuntfel <strong>och</strong> potentialen för reflexen får motsatt tecken.<br />
Storleken på reflexen beror på felets storlek, det vill säga lite <strong>fukt</strong> eller en liten övergångsresistans<br />
i skarven mellan larmtrådssektioner syns knappast. Ett stort fel, till<br />
exempel avbrott i larmtråden eller isolering indränkt i mycket salt vatten syns tydligt.<br />
Med en karakteristisk impedans på cirka 200 Ω borde ett seriefel synas endast om resistansen<br />
är över några hundratal ohm (Clegg, 1993) <strong>och</strong> ett shuntfel, till exempel vatten i<br />
isoleringen, behöver leda till en resistans som är mindre än några hundra ohm för att<br />
synas. 14<br />
På en bildskärm erhålls ekobilder som i figur 9, varvid löptiden kan mätas <strong>och</strong> avståndet<br />
till felet kan beräknas enligt ekvation 4.<br />
Avstånd (L)<br />
Mätområde<br />
a) Puls b) Flank<br />
Figur 9 Idealiserade ekobilder av puls – <strong>och</strong> flanksignaler, avstånd till fel.<br />
Figure 9 Ideal echos of the two types of signal pulses above.<br />
14 Erfarenheten från referenslagring är att man kan ofta se skador med betydligt mindre<br />
resistansavvikelse än några hundra ohm vid ett seriefel: Ett tiotal ohm kan räcka för att det<br />
skall gå att lokalisera felet. Vid shuntfel kan ”mindre än några hundra ohm” stämma när det<br />
gäller kortslutning/låg isolation, eller om <strong>fukt</strong>en är av typen ”spalt<strong>fukt</strong>”. Vid lite större<br />
<strong>fukt</strong>mängder kan skador synas från cirka 10-15 Mohm, i vissa fall högre.<br />
37<br />
Avstånd (L)<br />
Mätområde
Impedansavvikelser<br />
Bredden på signalen har betydelse för hur impedansavvikelsen kommer att synas på en<br />
bildskärm <strong>och</strong> utskrifter från instrumenten. I figur 10 åskådliggörs skillnaden i utseendet<br />
på de olika typerna av signal vid en impedansförändring.<br />
0<br />
200<br />
A1<br />
150 B 200<br />
A2<br />
Mätområde<br />
a) Puls b) Flank<br />
Figur 10 Idealiserade ekobilder av puls- <strong>och</strong> flanksignaler, impedansavvikelser.<br />
Figure 10 Ideal echos of the two types of signal pulses showing impedance<br />
differences.<br />
Med ”puls” erhålls avvikelsen som ett eko där impedansförändring(A1) 200 Ω/150 Ω<br />
börjar <strong>och</strong> återgår sedan till ”nollinjen” (A2) fram till att nästa impedansförändring (B)<br />
150 Ω/200 Ω börjar.<br />
Med ”flank” erhålls avvikelsen som ett steg nedåt där impedansförändring(A)<br />
200Ω/150Ω börjar <strong>och</strong> får en lägre nivå <strong>och</strong> behåller den ända tills nästa impedansförändring(B)<br />
150Ω/200Ω börjar.<br />
Rundström diskuterar teorier för att ta hänsyn till <strong>och</strong> korrigera för att olika larmfabrikat<br />
(Rundström, 1983). I bilaga E till Rundströms rapport diskuteras de i korrigeringen antagna<br />
vågutbredningshastigheterna samt karakteristisk impedans för en enkel ledare<br />
ovanför ett jordplan. Av detta framgår betydelsen av larmtrådens diameter <strong>och</strong> avstånd<br />
till stålröret (jordplan) för att reducera antalet störmoment vid läcklokalisering. Ekobild<br />
<strong>och</strong> vågutbredningshastighet kan även påverkas av rördimension <strong>och</strong> medietemperatur,<br />
varför man vid varje läcklokalisering bör kontrollmäta från en mätpunkt så nära läckstället<br />
som möjligt.<br />
38<br />
200 A 150 B 200<br />
Mätområde
I praktiken kommer sällan bilden av puls från instrumentet <strong>och</strong> svar från larmtråden att<br />
vara så tydlig som i exemplen i litteraturen. Signalen dämpas, flera reflexer stör varandra,<br />
brusnivån 15 blir högre.<br />
15<br />
Litteraturen om fellokalisering i elkablar anger att närvaron av vatten i isoleringen kännetecknas av en<br />
brusig reflex (Clegg, 1993).<br />
39
8 Försök, tester <strong>och</strong> gränsvärden<br />
Från omkring år 1977 fram till år 1991 publicerades rapporter från FoU-arbeten som<br />
finansierats av bland annat Stiftelsen för Värmeteknisk Forskning (Värmeforsk) <strong>och</strong> dåvarande<br />
Byggforskningsrådet (BFR). Den äldsta dokumentationen som identifierats är<br />
en marknadsinventering från år 1977 <strong>och</strong> den första jämförande testen av olika fabrikat<br />
genomfördes på Studsvik AB i samband med test av fjärrvärmeledningar. Resultaten<br />
publicerades år 1980, varför försöken torde ha varit en följd av den tidigare nämnda<br />
marknadsundersökningen.<br />
Under senare tid har forskningsaktiviteten inom området varit begränsad. Detta beror<br />
troligen på att tekniken i slutet av 1980-talet har bedömts vara en kommersiell teknik<br />
<strong>och</strong> att det hade utvecklats en praxis för både teknik <strong>och</strong> system. Den statliga finansieringen<br />
av denna typ av försök upphörde i stort sett i slutet av 1980-talet. Den sista större<br />
utredningen inriktat på ämnet redovisades 1986. Indirekt har ämnets berörts genom att<br />
vattenkvaliteter diskuterats i en rapport om inläckage av vatten genom otät mantelrörskarv<br />
16 (Bergström, Nilsson <strong>och</strong> Sällberg, 2001).<br />
Parallellt har även undersökningar genomförts av företagen som tillverkar <strong>larmsystem</strong><br />
eller <strong>fjärrvärmerör</strong>. Under senare år har inga utredningar utförts för att klarlägga frågeställningar<br />
inom ämnet. Den utveckling som ändå tros ha utförts kan ha skett hos tillverkare<br />
av instrument <strong>och</strong> övervakningssystem. Utvecklingen har då inriktats mot att<br />
tillämpa <strong>och</strong> förfina tekniken, i första hand lokalisering av läckage. Den har främst bestått<br />
i att lösa problem kring enskilda frågor <strong>och</strong> positionering kring en praxis eller tekniklösning<br />
snarare än att finna branschgemensamma lösningar. Erfarenheterna som då<br />
erhållits har integrerats i den kommersiella produkten <strong>och</strong> de anvisningar som finns utarbetade<br />
för dess handhavande.<br />
Energiföretag, tillverkare <strong>och</strong> företag som utvecklat <strong>fjärrvärmerör</strong> <strong>och</strong> <strong>larmsystem</strong> har<br />
också lagt ned mycket arbete på larm- <strong>och</strong> övervakningssystem men av de intervjuer<br />
som gjorts, för att komplettera svaren i det frågeformulär som tagits fram inom uppdraget,<br />
har det generellt visat sig att få genomförda arbeten dokumenterats. Av intervjusvaren<br />
framgår att det underlag <strong>och</strong> den dokumentation som beskriver hur <strong>och</strong> under vilka<br />
förhållanden undersökningen är gjord är bristfällig <strong>och</strong> spårbarheten går förlorad. Likaså<br />
saknas uppgifter om instrument <strong>och</strong> instrumentnoggrannhet. Generellt innebär<br />
detta förhållande att relevansen i enskilda mätningar kan ifrågasättas <strong>och</strong> att resultat från<br />
enskilda mätningar inte kan sammanställas för till exempel att få ett större statistiskt underlag<br />
för utvärdering <strong>och</strong> slutsatser. Frågeformuläret har skickats till tillverkande företag<br />
av såväl <strong>fjärrvärmerör</strong> som <strong>fukt</strong>övervaknings- <strong>och</strong> mätsystem, energiföretag, montage<br />
<strong>och</strong> läcksökning företag entreprenörer. Ingen i gruppen energiföretag har redovisat<br />
tester <strong>och</strong> försök utförda i laboratoriemiljö alternativt resultat från försök genomförda i<br />
fält. Orsaken till detta kan vara att testerna inte uppfyller kraven på spårbarhet som efterfrågats<br />
eller att de personer som genomfört försöken har slutat inom företaget <strong>och</strong> att<br />
dokumentationen på detta sätt inte finns kvar. Flera energiföretag har redovisat instruk-<br />
16 Vattenläckage genom otät mantelrörsskarv, <strong>Svensk</strong> <strong>Fjärrvärme</strong> FOU 2001:51<br />
40
tioner för installation av kulvert<strong>larmsystem</strong> som komplettering till <strong>Svensk</strong> <strong>Fjärrvärme</strong>s<br />
Tekniska bestämmelser 17 .<br />
8.1 Försök <strong>och</strong> tester<br />
De undersökningar som rapporterats har behandlat följande frågor:<br />
o inverkan av medierörets rostskikt på isolationsresistansen i torrt <strong>och</strong> <strong>fukt</strong>igt tillstånd<br />
o långtidseffekter av PUR-hud på larmtråd <strong>och</strong> medierör<br />
o tester av larmskena av PUR med NaCl inkluderande aktivatorns ytstorlek<br />
o inverkan av bygg<strong>fukt</strong> (<strong>fukt</strong> i <strong>fjärrvärmerör</strong>ens ändytor)<br />
o vattenupptagningsförmåga <strong>och</strong> urlakning av elektriskt ledande joner (hygroskopisk<br />
filt, PUR- <strong>och</strong> saltindränkt skena) vid 83 o C<br />
o mätning av resistansen mellan tråd <strong>och</strong> medierör nedsänkta i vatten som funktion av<br />
vattenkvalitet <strong>och</strong> exponerad längd<br />
o undersökning av överslagspänning mellan koppartråd <strong>och</strong> stålrör i PUR-isoleringen<br />
o oxidering av larmtråd <strong>och</strong> medierören om de utsätts för vatten i isoleringen<br />
o korrosion i system med likspänning<br />
o drag- <strong>och</strong> brottprov på skarvade larmtrådar – undersökning av skarvningsmetod<br />
o experimentell mätning av löphastigheter<br />
o simulering av läckor <strong>och</strong> tid till läckageindikation<br />
o jämförande test mellan några elektroniska <strong>larmsystem</strong> i samband med test av<br />
fjärrvärmeledningar<br />
Av de rapporter som samlats in innehåller få rekommendationer om lämpliga gränsvärden<br />
för <strong>larmsystem</strong>en.<br />
Funktionen hos ett larm- <strong>och</strong> övervakningssystem är att övervaka en sektion av ett fjärrvärmenät,<br />
känna av närvaron av <strong>fukt</strong> <strong>och</strong> larma när <strong>fukt</strong> förekommer. Den huvudsakliga<br />
frågan är därför om systemet har erforderlig känslighet för <strong>fukt</strong>. En konsekvensfråga är<br />
om ett ”utslag” i övervakningssystemet som ger ett larm är tillräckligt betydande för att<br />
kunna lokaliseras med pulsekometern.<br />
8.1.1 Slingresistans<br />
Rundström <strong>och</strong> Schleimann-Jensen har undersökt hållfastheten i koppartrådar <strong>och</strong><br />
skarvmetoder i olika utföranden genom bland annat drag- <strong>och</strong> bockprov (Rundström<br />
<strong>och</strong> Schleimann-Jensen, 1984). Resultaten påvisade inte några större mekaniska svagheter<br />
i skarvar eller trådar.<br />
17<br />
<strong>Svensk</strong> <strong>Fjärrvärme</strong>, FVF D:207 Fuktövervakning Tekniska bestämmelser för <strong>fukt</strong>övervakning i<br />
fjärrvärmekulvert, Februari 2002.<br />
41
8.1.2 Fukt<strong>detektering</strong><br />
Enkla överväganden om isoleringens impedans, se tidigare avsnitt 7.5, leder till<br />
slutsatsen att <strong>fukt</strong>ens närvaro kommer att märkas först på isoleringens resistans, vilken<br />
mäts med växelström med låg spänning. Fuktens påverkan på kapacitanserna i<br />
mätningar med växelspänning må vara betydande, men eftersom dessa kapacitanser är<br />
parallellkopplade är känsligheten låg. Detta har också bekräftats i praktiska försök<br />
(Rundström, 1983).<br />
Av betydelse för funktionen är således inverkan av <strong>fukt</strong> eller vatten på isoleringens resistans<br />
<strong>och</strong> inverkan av ytskiktet hos medierör <strong>och</strong> larmtråd. Materialdata för PUR <strong>och</strong> för<br />
vatten har återgivits ovan. Den elektriska konduktiviteten hos vatten är en funktion av<br />
antalet elektriska joner i vattnet (salthalten) – ju fler joner (högre salthalt), desto större<br />
värde har konduktiviteten. Medan vatten i marken kring fjärvärmeledningar har en<br />
jämförelsevis hög salthalt, kan vattnet i medieröret ha en betydligt lägre konduktivitet<br />
om det är avsaltat <strong>och</strong> avgasat. Se även Faktarutan Vattenkvaliteter i fjärrvärmenät.<br />
42
FAKTARUTA<br />
Vattenkvaliteter i fjärrvärmenät<br />
Förutsättningarna för en låg invändig korrosionsnivå i ett fjärrvärmenät är att fjärrvärmevattnet har ett<br />
lämpligt pH-värde, en låg halt av löst syre samt en låg elektrisk konduktivitet (en låg salthalt).<br />
<strong>Fjärrvärme</strong>vattnets kvalitet beror på behandlingen av vattnet som cirkulerar i ledningarna <strong>och</strong> av tillsatsvattnet<br />
som tillförs nätet för att kompensera för förluster. Råvatten eller renvatten (till exempel<br />
dricksvatten) av tillräcklig god kvalitet kan användas under förutsättningen att behovet av tillsatsvatten<br />
är lågt. Är systemet tätt kommer korrosionen att avstanna när syret i vattenvolymen har förbrukats.<br />
Det innebär att en minsta behandling är att justera pH till ett värde i intervallet 9-10 <strong>och</strong> att vidta<br />
åtgärder för att undvika tillförsel av syre till vattnet.<br />
Valet av vattenkvalitet <strong>och</strong> av behandling av vattnet till fjärrvärmenätet styrs i hög grad av tillgången<br />
till vatten <strong>och</strong> av systemfrågor. I praktiken kan förhållanden i fjärrvärmesystemet, till exempel i<br />
produktionsanläggningen, kräva en högre vattenkvalitet, t ex avsaltat vatten. Det kan vara praktiskt<br />
att använda detta för att, dels slippa ha två olika vattenbehandlingsanläggningar, dels undvika<br />
skador i produktionskretsen om fjärrvärmevattnet skulle råka läcka över dit.<br />
Detta innebär att fjärrvärmevattnets kvalitet i svenska näten varierar ganska mycket. I små anläggningar<br />
används avgasat råvatten, avhärdat om tillgängliga vattnet är så pass hårt att beläggningar på<br />
värmeväxlare kan befaras. Konduktiviteten är jämförelsevis hög. Då nätet kopplade till en kraftvärmeanläggning<br />
fylls det med avgasat, avsaltat vatten, till exempel pannvatten. I det förra fallet har<br />
vattnet samma konduktivitet som råvattnet eller renvattnet. I det senare fallet har tillsatsvattnet<br />
samma konduktivitet som kraftvärmeanläggningens vatten. Inläckage av vatten från sekundärsystemen<br />
eller från kundanläggningar innebär ett tillskott av vatten med högre konduktivitet. System som<br />
spädmatas med avsaltat vatten kommer därför att ha vatten med en något högre konduktitvitet än<br />
tillsatsvattnet.<br />
<strong>Fjärrvärme</strong>vattnet kommer därför att a priori ha en konduktivitet mellan cirka 0,01 mS/m, ett riktvärde<br />
för högtryckspannor, <strong>och</strong> cirka 25 mS/m vilket motsvarar ett salt ytvatten. Eftersom lut eller eventuellt<br />
annat alkaliseringsmedel doseras till vattnet för att justera pH (samt möjligen även andra kemikalier<br />
som till exempel syrereducerande medel eller pyranin) är lägre gränsen, 0,01 mS/m, en något för låg<br />
uppskattning.<br />
Uppgifter om behandling <strong>och</strong> konduktivitet för fjärrvärmevattnet har begärts från ett tjugotal fjärrvärmesystem.<br />
Ett rimligt intervall för fjärrvärmevattnets konduktivitet är alltså 1-50 mS/m.<br />
Konduktivitet för fjärrvärmevattnet (mS/m) <strong>och</strong> behandling av tillsatsvattnet.<br />
Källa Projektresultat<br />
Conductivity of District Heating water (S/m) and water treatment equipment used<br />
System <strong>Fjärrvärme</strong>vattnet<br />
normalvärde<br />
<strong>Fjärrvärme</strong>vattnet<br />
börvärde<br />
43<br />
Tillsatsvattnet<br />
normalvärde<br />
Tillsatsvatten<br />
börvärde<br />
Tillsatsvatten,<br />
behandling<br />
Göteborg 11 Inget Blandat stadsvatten<br />
<strong>och</strong><br />
avsaltat vatten<br />
Ljungby 40 600<br />
Luleå 3 3,5 1 1 Avsaltning <strong>och</strong><br />
kemisk avgasning<br />
Jämtkraft 10 10 Avhärdat<br />
Växjö 12 1 0,2-0,5 Totalavsaltning<br />
Hallstahammar 30 26<br />
Västerås ca 10 1 0,2-0,7 Totalavsaltning<br />
Helsingborg ca 4 3-10<br />
1 högt värde på grund av inläckage i fjärrvärmesystemet.
I som benämnts orienterande försök har Rundström <strong>och</strong> Schleimann-Jensen sänkt ned<br />
en <strong>fjärrvärmerör</strong>sattrapp, ett plattjärn, en koppartråd <strong>och</strong> distanselement emellan, till<br />
olika djup i en behållare med vatten av varierande konduktivitet. Även om resultaten<br />
inte direkt kan överföras till det verkliga systemet, PUR-isolering indränkt i vatten med<br />
olika konduktiviteter, demonstrerar de omfånget i det konduktivitetsintervall som gäller<br />
för larm- <strong>och</strong> övervakningssystemet, Figur 11.<br />
ohm<br />
100000<br />
10000<br />
1000<br />
100<br />
10<br />
1<br />
59 mS/m 16 mS/m 4,5 mS/mm 0,12 mS/m<br />
0 10 20 30 40 50 60<br />
Längd i vatten, cm<br />
Figur 11 Resistansmätningar för <strong>fjärrvärmerör</strong>sattrapp i vatten.<br />
Figure 11 Measurements of the resistance for model District Heating piping in water.<br />
För ett vatten med hög konduktivitet är resistansen i uppställningen låg, men för ett avsaltat<br />
vatten, den översta kurvan, är resistansen betydligt högre. Det antyder att systemets<br />
känslighet för <strong>fukt</strong> är betydligt lägre för ett avsaltat vatten i medierören än för ett<br />
vatten som trängt in från omgivande mark eller för ett fjärrvärmevatten som bara avhärdats.<br />
Det är också en återkommande fråga i debatten över larmgränser. Det som kan för<br />
övrigt noteras i figuren är att ju längre sträcka som exponeras för vatten, desto lägre resistans,<br />
även om sambandet inte är särskilt stort.<br />
För att få upp känsligheten för <strong>fukt</strong> kan man försöka se till att tillräckligt mycket elektriskt<br />
ledande joner tillförs till det vatten som trängt ut från medieröret för att vattnets<br />
låga konduktivitet inte blir ett hinder. Genom att skapa en större våt yta mellan vatten<br />
<strong>och</strong> koppartråd eller större <strong>fukt</strong>påverkad volym ökas också känsligheten. En teknik är<br />
att införa ytterligare en komponent – aktivator - i skarven mellan <strong>fjärrvärmerör</strong> <strong>och</strong><br />
larmtråden. Dessa kan utgöras av en hygroskopisk filt eller skena. Även försök med<br />
saltpreparerade larmskenor har också genomfört. Rundström <strong>och</strong> Schleimann-Jensen<br />
jämförde objekt utrustade med en aktivator preparerad med salt respektive objekt utan,<br />
det vill säga vanlig PUR-isolering, med avseende på vattenupptagningsförmåga <strong>och</strong> urlakning<br />
av elektriskt ledande joner. Provbitar med en bestämd volym urlakades under<br />
24 timmar i vattenvolym med känd begynnelsekonduktivitet <strong>och</strong> vid temperaturen<br />
44
83ºC 18 . Efter 24 timmar bestämdes mängden urlakade joner <strong>och</strong> vattenupptagningsförmågan.<br />
Det konstaterades att den saltpreparerade aktivatorn hade avgivit flest joner,<br />
följd av den hygroskopiska filten <strong>och</strong> sist vanlig PUR-iolering. Vid högre temperaturer<br />
kan PUR-isoleringen förväntas avge ytterligare joner genom hydrolys <strong>och</strong> bidra till en<br />
snabbare urlakning av joner, <strong>och</strong> därmed till en högre konduktivitet för vattnet.<br />
Ur en analys av försöken ovan drogs slutsatsen att den då använda larmgränsen 120 Ω<br />
krävde betydande mängder <strong>fukt</strong> om vattnet har normal låg konduktivitet <strong>och</strong> om ingen<br />
larmaktivator används. Till detta bör dock tilläggas att i utredningen har inte konduktiviteten<br />
hos utifrån kommande vatten diskuterats. Ur korrosionssynpunkt ifrågasattes<br />
dock användandet av kloridjoner (NaCl) som aktivatorsalt. Riskerna för lokal korrosion<br />
med avseende på urlakade kloridjoner observerades, speciellt vid läckage genom manteln<br />
eftersom syre då tillförs till korrosionsprocessen. Olika systemlösningar för larmskenor<br />
med natriumklorid som salt har studerats vid företagsinterna utredningar. Resultaten<br />
från dessa försök är inte relevanta då sådana larmskenor inte förekommer på<br />
marknaden idag. Produkten som sådan togs tidigt bort från marknaden.<br />
Sambandet mellan resistansen <strong>och</strong> karakteristiska impedansen för <strong>fukt</strong>ig isolering har<br />
undersöktes i ett orienterande försök med hjälp av en isolerskål av mineral i vilken vatten<br />
injicerats (Rundström <strong>och</strong> Schleimann-Jensen, 1984). Resultatet av detta försök visade<br />
att larmgränsen kan väljas till minst 1,0 kohm. För larmenheter som mäter isoleringens<br />
impedans med en pålagd växelspänning bör även en högsta tillåtna larmgräns<br />
sättas om den reella larmgränsen för <strong>fukt</strong> skall bli oberoende av den i övrigt torra kulvertens<br />
längd (kapacitans).<br />
Den maximala larmgränsen rekommenderades till max larmgräns 2500/f kΩ där f är den<br />
pålagda växelspänningen frekvens (Rundström <strong>och</strong> Schleimann-Jensen, 1984). I en senare<br />
rapport ändrades rekommendationen till 3000/f kΩ. Detta samband torde ge en tillräcklig<br />
marginal för att undvika falsklarm på grund av det kapacitiva bidraget till den<br />
uppmätta impedansen. Det bör observeras att rekommendationen är längdberoende. Rekommendationen<br />
är satt utifrån praktiska erfarenheter från felsökning där det visat sig<br />
att det största avståndet mellan två larmenheter inte bör överstiga 1000 meter.<br />
Rundström <strong>och</strong> Schleimann-Jensen redovisar en rekommendation på gränsvärde för<br />
system med <strong>och</strong> utan larmaktivator:<br />
Larmaktivator: Hygroskopisk filt larmgräns 120 ohm eller pulseko (larmtråden bör<br />
läggas ca 15 mm från medieröret för att ge karakteristiska impedansen ett värde på<br />
200 Ω).<br />
Ingen aktivator: skena minst 1,0 kΩ.<br />
I frågan om <strong>fukt</strong>ens utbredning <strong>och</strong> systemets känslighet ingår även frågan om bygg<strong>fukt</strong>,<br />
det vill säga den <strong>fukt</strong> som tagits upp av isoleringen innan ledningen monterats fär-<br />
18 Denna temperatur hade valts med tanke på de dåvarande årsmedeltemperaturerna i fjärrvärmenäten.<br />
45
digt. Ett enstaka försök har genomförts i laboratorium av Bodin m fl (Bodin m fl, 1987).<br />
Vid detta försök preparerades proven genom att <strong>fjärrvärmerör</strong>ets ändytor låg tre veckor i<br />
20ºC vatten (± 2ºC), varefter montage genomfördes i direkt anslutning till att <strong>fjärrvärmerör</strong>et<br />
togs upp ur vattnet. Efter skarvningen mättes PUR-skummets impedans under<br />
fem dygn <strong>och</strong> jämfördes med den hos tre skarvar som förvarats torrt. Inga skillnader<br />
kunde iakttas mellan de torra skarvarna <strong>och</strong> den <strong>fukt</strong>iga skarven: uppmätta värden låg<br />
på samma nivå. En tolkning kan vara dels att den höga andelen slutna celler utgör gott<br />
hinder för vattenupptagning om vattentemperaturen är låg, dels att förändringarna av<br />
kapacitansen inte är mätbara vid lokal <strong>fukt</strong>inträngning. Bygg<strong>fukt</strong>ens inverkan redovisas<br />
dock av Ljungqvist m fl inte med avseende på larmfunktion utan med avseende på<br />
PUR-skummets kvalitet (Ljungqvist m fl, 1987).<br />
Isolationsresistansen beror inte endast på den torra eller våta PUR-isoleringens egenskaper,<br />
utan även på de övergångsresistanser som finns i gränsytorna mellan isoleringen<br />
<strong>och</strong> såväl medierör som larmtråd. Detta har till exempel påpekats av Rundström <strong>och</strong><br />
Schleimann-Jensen. I fyra företagsinterna utredningar har tester genomförts för att få en<br />
uppfattning inverkan av olika parametrar som rostens påverkan på ledningsförmågan,<br />
inverkan av oxidering av larmtråd <strong>och</strong> rörytor om de utsätts för vatten, inverkan av PUR<br />
hud på larmtråd <strong>och</strong> medierör etc.<br />
I det test som genomförts för att studera inverkan av rostens påverkan på ledningsförmågan<br />
– konduktansen [mS/cm] som definieras som inverterade värdet av resistansen<br />
[kΩ] – vid <strong>fukt</strong> har olika prov genomförts, dels på blankslipat yta, dels på ett rostangripet<br />
medierör. Det noterades i testrapporten att medieröret var rostskyddsmålat med en<br />
elektriskt isolerande färg <strong>och</strong> så länge färgen var intakt kunde inte larm erhållas även<br />
om kulverten var helt vattenfylld. Resistansmätningar på torr yta gav hög resistans vilket<br />
visar att rost i torrt tillstånd är en bra isolator men att minsta <strong>fukt</strong>mängd på rostyta<br />
absorberades snabbt <strong>och</strong> rosten blev elektriskt ledande.<br />
Även försök har genomförts för att bedöma skumningsresultaten kring skenan. Vid<br />
dessa försök konstaterades att vid skumningen har skenan lyft från stålröret i alla punkter<br />
utom där tejp suttit samt att PUR-isoleringen har varit porös mellan skena <strong>och</strong> stålrör.<br />
Vidare konstaterades att den momentana höjningen av isolationsmotståndet efter<br />
skumning troligen kan förklaras av att ett PUR-skikt bildas mellan skena <strong>och</strong> stålrör <strong>och</strong><br />
att denna fungerar som isolator. I ytterligare ett test med larmtråd med PUR-hud har den<br />
relativa resistansförändringen uppmätts som funktion av tiden. Tråden har i detta fall<br />
varit nedsänkt i ett vattenbad med temperaturen 50 ºC. Avståndet mellan larmtråd <strong>och</strong><br />
medierör var konstant. Mätningarna pågick under en månad <strong>och</strong> den relativa resistansförändringen<br />
som var 1 då mätningen påbörjades uppmättes till 0,15 vid perioden slut.<br />
Vid högre temperaturer erhålls förmodligen ett snabbare förlopp, men man konstaterar<br />
att tendensen är tydlig. Under mätningarna mättes dock inte eventuella förändringar i<br />
vattnets konduktivitet.<br />
I en test från 1987 mättes impedansen mellan koppartråd <strong>och</strong> medierör bland annat för<br />
att studera inverkan av:<br />
46
• vattnets konduktivitet<br />
• PUR-hud på larmtråd respektive mediarör<br />
• aktivatorns ytstorlek<br />
• larmtråd med strumpa av glasfiber<br />
Mätningarna genomfördes så att ett specifikt avstånd mellan larmtråd <strong>och</strong> medierör<br />
ställdes in <strong>och</strong> aktuell kapacitans <strong>och</strong> resistans avlästes liksom vattnets konduktivitet.<br />
Larmtrådarna <strong>och</strong> medierörer var nedsänkt i ett vattenbad <strong>och</strong> längderna skulle motsvara<br />
förhållandena vid en fjärrvärmeskarv med 0,5 meter mellan rörändarna. Konduktiviteten<br />
på vattnet var cirka 10 mS/m. Försöket i detta fall avspeglar en helt vattenfylld<br />
fjärrvärmeskarv. I de fall som PUR isolering har ingått i försöken har detta varit som ett<br />
tunt ytskikt för att studera inverkan av gjuthud på larmtråd <strong>och</strong> medierör.<br />
Resultaten från provet visas i nedanstående tabell.<br />
Tabell 6. Resultat från försök med ytbeläggningar.<br />
Table 6 Results from experiments where different surface treatments were used.<br />
Provuppställning Uppmätt resistans, Ω<br />
Blankt mediarör, Dy 114 mm Larmtråd 72<br />
Blankt mediarör, Dy 114 mm Larmtråd med strumpa 940<br />
Blankt mediarör, Dy 114 mm Larmtråd med PURhud 11 000<br />
PURskum på mediarör, Dy Larmtråd 300<br />
114 mm<br />
Platt järn 0,5 m * 0,02 m Larmtråd 180<br />
Tråd Ø 2,1 mm Larmtråd 1300<br />
Följande kommentarer gavs till de erhållna resultaten.<br />
• Vattnets resistans är den parameter som minst inverkar på det totala isolationsmotståndet<br />
mellan medierör <strong>och</strong> larmtråd.<br />
• PUR-hud på larmtråden ökar resistansen avsevärt.<br />
• En skyddande glasfiberstrumpa på larmtråden ger en klar förbättring av ledningsförmågan.<br />
Orsakerna till detta anges vara att PUR-huden inte fäster lika bra mot strumpan som mot<br />
naken larmtråd.<br />
8.1.3 Överslagspänning mellan koppartråd <strong>och</strong> stålrör i PUR-isoleringen<br />
I Tyskland har ett isolationstest genomförts för att studera överslag mellan koppartråd<br />
<strong>och</strong> stålrör i ett <strong>fjärrvärmerör</strong> med polyuretanisolering (Stadtwerke Bielefeld GmbH,<br />
1999). Resultatet har i ett provprotokoll delgivits WG11. I den följande figuren 12 redo-<br />
47
visas överslagsspänningen som funktion av avståndet mellan koppartråden <strong>och</strong> stålrör,<br />
isolertjockleken. Som jämförelse visas även Paschens kurva för överslag i luft mellan<br />
två sfäriska elektroder (Kuffel <strong>och</strong> Zaengl, 1984), se tidigare avsnitt 7.4. Paschens<br />
ekvation kan även gälla som en approximation även för den tidigare använda drivgasen<br />
CO2. Skillnaderna i geometri <strong>och</strong> material i de båda försöken gör att resultaten inte är<br />
jämförbara. Paschens kurva är konstruerad utifrån överslag mellan två sfärer. Även<br />
luft<strong>fukt</strong>ighet, tryck <strong>och</strong> temperaturer är parametrar som påverkar resultatet.<br />
Överslagsspänning [V]<br />
45000<br />
40000<br />
35000<br />
30000<br />
25000<br />
20000<br />
15000<br />
10000<br />
5000<br />
0<br />
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11<br />
Avstånd mellan elektroder [mm]<br />
Figur 12 Överslagsspänning som funktion av avståndet mellan två elektroder a)<br />
luftgap mellan två sfäriska elektroder i luft med temperaturen<br />
20 °C <strong>och</strong> b) avstånd mellan koppartråd <strong>och</strong> stålrör i ett <strong>fjärrvärmerör</strong><br />
med PUR isolering.<br />
Figure 12. Dielectric breakdown voltage as a function of distance between two<br />
electrodes. Curve a): air gap between two spherical electrodes in air at 20 o C<br />
and curve b): distance between a copper wire and the steel pipe in a DH<br />
piping with PUR insulation.<br />
Erfarenheten från försök med kompakta polymera material är att genomslagsspänningen<br />
ligger mellan 10-20 kV per mm. Den låga genomslagshållfastheten för PUR som erhållits<br />
i försöken (Stadtwerke Bielefeld GmbH, 1999) i förhållande till Pachens kurva är<br />
inte trovärdig <strong>och</strong> nya försök bör genomföras för att verifiera resultaten. Dessa försök<br />
bör genomföras med aktuell geometri <strong>och</strong> kan utföras med luft <strong>och</strong> PUR-isolering med<br />
olika avstånd mellan tråd <strong>och</strong> medierör.<br />
48<br />
a<br />
b
Slutsatsen av resonemanget ovan är emellertid att resultatet från tester i samband med<br />
tillverkning <strong>och</strong> montage med 5 kV respektive 1 kV ger en uppfattning om tråden ligger<br />
an eller i omedelbar anslutning till stålröret. Resultaten visar att det är relativt små marginaler<br />
för att koppartråden skall komma så nära stålröret att det vid temperaturrörelser i<br />
ledningen, rörelser i mark etc skall ge upphov till en eventuell indikation till kortslutning<br />
mellan koppartråd <strong>och</strong> stålrör. För att kunna verifiera att avståndet mellan larmtråd<br />
<strong>och</strong> medierör är minst 10 mm, enligt den standard som föreslås, krävs mycket hög<br />
spänning eller andra mätmetoder, se även avsnitt 10 Förslag till tester <strong>och</strong> försök.<br />
8.1.4 Fuktlokalisering<br />
Löphastigheten hos olika ledare har studerats av Rundström <strong>och</strong> Schleimann-Jensen, det<br />
vill säga larmtråd samt elkablar som användes som överkopplingar (Rundström <strong>och</strong><br />
Schleimann-Jensen, 1984). På grund av skillnader i elektriska egenskaper i det omgivande<br />
materialet är löphastigheten betydligt högre i <strong>fjärrvärmerör</strong> än i elkablar. Experimentellt<br />
har skillnaden uppmätts till cirka 30–60 procent högre.<br />
Rundström <strong>och</strong> Schleimann-Jensen påtalar att ett lämpligt värde på larmgräns är en avvägning<br />
mellan önskemål om små <strong>fukt</strong>mängder vid larm <strong>och</strong> möjligheter att med pulsekometermetoden<br />
lokalisera läckan. Frågeställningen blir således: Vilket är sambandet<br />
mellan resistansen <strong>och</strong> karakteristiska impedansen för en <strong>fukt</strong>ig isolering?<br />
Ett antal larmenheter har undersökts av Rundström med avseende på larmgränser <strong>och</strong><br />
hysteres, larmgränsen för slinga samt även vågutbredningshastigheten V/2, vilken diskuterades<br />
för hopkopplade system (Rundström, 1983).<br />
8.1.5 Erfarenhet i full skala <strong>och</strong> i fält<br />
Ett antal försök har genomförts i pilotskala på nedgrävd ledning (Idebro m fl, 1980). I<br />
den diskussion som följt påpekades att flera faktorer spelar in vid ett läckage för tiden<br />
till larm. Det sägs att det kan ta avsevärd tid innan inläckande vatten når larmtråden <strong>och</strong><br />
stålröret. Om man också betänker att det kan behövas <strong>fukt</strong> längs koppartråden på en<br />
sträcka på cirka 0,4 meter ökas tiden ytterligare. Det är bara i denna rapport som <strong>fukt</strong>utbredningen<br />
längs en larmtråd diskuteras.<br />
För att studera vatteninträngningens inflytande på impedansminskningen har prov <strong>och</strong><br />
mätningar gjorts på tre olika fabrikat av <strong>fjärrvärmerör</strong> under simulering av yttre <strong>och</strong> inre<br />
läckage (Rundström <strong>och</strong> Schleimann-Jensen, 1984). I en provuppställning har även en<br />
<strong>fjärrvärmerör</strong> med fyra larmtrådar studerats. Vidare har <strong>fjärrvärmerör</strong>ens hopkopplingsmöjligheter<br />
studerats genom att koppla samman <strong>fjärrvärmerör</strong>en från tre fabrikat<br />
till en gemensam sluten larmtrådsslinga. Slingans pulsekobild har sedan iakttagits, vidare<br />
har slingan använts för att få ett grovt samband mellan karakteristisk impedans<br />
(eko) <strong>och</strong> resistansen i ett <strong>fukt</strong>ställe. I samma provtillfälle simulerades även läckor i en<br />
försöksuppställning. Detta gjordes genom att nipplar anslöts axiellt mitt på skarvhyl-<br />
49
sorna. Till nipplarna tillfördes under tryck färgat vattenledningsvatten. Under ett antal<br />
driftsperioder bevakades impedansförändringen manuellt <strong>och</strong> genom inkopplade larmenheter.<br />
Liknande läckförsök har även gjorts på Energiverken i Göteborg (LEL 1982).<br />
Dokumentation från detta försök har emellertid inte gått att finna.<br />
Det bör noteras att tiden till larm inte bara bestod av larmaktivatorernas egenskaper utan<br />
också av skarvisoleringens egenskaper som densitet <strong>och</strong> vattenupptagningsförmåga men<br />
också av läckagevägarna i form av spalter i skarven. Vid jämförande resultat drogs slutsatsen<br />
att läckagevägarna har ett avgörande inflytande på tiden till larm.<br />
Bodin med flera har analyserat larmnivåer (impedans) i fält (Bodin m fl, 1986). Resultaten<br />
visade att den då vanligast förekommande larmnivån 30 kΩ knappast var tillräckligt<br />
hög för att ge en nöjaktig täckning av förekommande inläckage av fjärrvärmevatten.<br />
Mätningarna har gjort vid inifrån kommande läckage. Resultatet visar att en högsta impedans<br />
på 60 kΩ krävs för att täcka 80 procent av alla så kallade svetsläckor på grund<br />
av att fjärrvärmevattnet i många nät är avluftat <strong>och</strong> avsaltat. Undersökningen har gjorts<br />
med en bärbar pulsekometer.<br />
Resistansen mellan larmtråd <strong>och</strong> stålrör har också mätts i modellförsök (Bergström,<br />
2001). Bland annat visades att det kan vara tillräckligt med en tunn vattenfilm i hålrum<br />
för att ledningsmässigt förbinda ståltråd <strong>och</strong> larmtråd <strong>och</strong> ge signal om låg resistans. En<br />
faktor som ökar resistansen är den oxidering som sker med tiden av både larmtråd <strong>och</strong><br />
stålrör, likaså har andra faktorer som temperaturen <strong>och</strong> hur stor mängd joner som finns<br />
löst i vattnet betydelse. Se FAKTARUTAN Vattenkvaliteter i fjärrvärmenät i avsnitt<br />
8.1.2. Då larmtråd <strong>och</strong> stålrör står i kontakt med varandra genom vattnet har temperaturen<br />
på vattnet betydelse för den uppmätta resistansnivån. En högre vattentemperatur gör<br />
att resistansen minskar. Bergström har även experimentellt <strong>och</strong> beräkningsmässigt visat<br />
att resistansnivån kan variera som en konsekvens av andningseffekten vid ett läckage.<br />
Andningseffekten uppstår när temperaturen i ett <strong>fjärrvärmerör</strong> varierar <strong>och</strong> ett hålrum<br />
står i förbindelse med markvatten via t ex skadat mantelrör. Andningseffekten innebär<br />
att vatten pumpas in <strong>och</strong> delvis torkas ut i hålrummet i takt med att temperaturen varierar.<br />
Effekten blir att övervakningssystemet vid vissa perioder ger larm men under andra<br />
perioder ger systemet inte någon larmindikering. På sikt kommer dock skarven att vattenfyllas<br />
<strong>och</strong> ge ett kontinuerligt larm.<br />
Simulering av inre läckage har även genomförts. Vid inre läckage är lakvattnets<br />
konduktivitet av avgörande betydelse för resistansminskningen. Vanliga värden på<br />
fjärrvärmevatten i de olika fjärrvärmenäten framgår i ovan refererade FAKTARUTAN.<br />
50
8.1.6 Hur står sig resultaten<br />
Vad är det för förändringar som har skett sedan dessa försök har genomförts <strong>och</strong> som<br />
kan påverka <strong>och</strong> förändra des slutsatser som dragits.<br />
I princip ser vi två förändringar som:<br />
• Det är idag en annan typ av drivgas i PUR-isoleringen än vad som fanns när ovanstående<br />
försök <strong>och</strong> tester genomfördes. Eftersom den senaste större utredningen är daterad<br />
1986 har samtliga genomförda försök gjorts med PUR isolering med freon som<br />
drivgas. Undantaget är modellförsöken för vattenläckage genom otät mantelrörskarv<br />
(Bergström 2001)<br />
Tabell 7 Tidsperioder för olika typer av drivgaser för tillverkning av PUR<br />
isolering i <strong>fjärrvärmerör</strong>.<br />
Table 7 When were different foaming gases used to manufacture PUR insulation in<br />
District Heating piping.<br />
Drivgas för<br />
tillverkning av PUR<br />
isolering i<br />
<strong>fjärrvärmerör</strong><br />
Använd för tillverkning under tidsperioden<br />
Freoner Före Montrealprotokollet 1987 användes hårda freoner, till<br />
exempel CFC 11 som blåsmedel vid tillverkning av PURisolering.<br />
Protokollet ledde snabbt till olika lagar i olika länder<br />
<strong>och</strong> successivt fasade tillverkarna ut CFC11 ur tillverkningen.<br />
Slutprodukten av den cyklopentanblåsta isoleringen<br />
innehåller cirka 70 % CO2.<br />
CO2 <strong>och</strong> mjuka freoner Under en mellanperiod CO2 introducerades som blåsmedel.<br />
Parallellt med CO2 förekom även mjuka freoner som blåsmedel.<br />
Cyklopentan Idag användes företrädesvis någon form av pentan vid tillverkning<br />
av PURisolering för fjärrvärmeledningar <strong>och</strong> rörkomponenter.<br />
Slutprodukten av den cyklopentanblåsta isoleringen<br />
innehåller cirka 70 % CO2.<br />
• Möjligheterna idag är mycket större att samla in, lagra, bearbeta <strong>och</strong> analysera data.<br />
Detta innebär att större datamängder hanteras <strong>och</strong> möjligheter att under längre tidsperioder<br />
samla in data för att upptäcka förändringar.<br />
51
8.2 Gränsvärden<br />
I standardiseringskommittén CEN/TC107/WG11:s standard pr EN 14419 finns<br />
anvisningar om att tillverkningskontrollen av detaljer skall bestå av elektrisk<br />
kontrollmätning av larmtråden samt isolationstest (CEN, 2001).<br />
Följande riktvärden anges:<br />
o Larmtrådsmätning (slingtest) skall ske vid
Gränssvärdena för larmnivåerna har successivt ändrats. Värdet på den resistans som utlöser<br />
larm har i allmänhet sänkts från 120 Ω till flera olika larmnivåer 60, 30, 15 <strong>och</strong> 5<br />
kΩ för att kompensera för olika vattenkvaliteter (Bolin et al, 1987). För inläckage av<br />
fjärrvärmevatten som ofta har en låg strömledande förmåga bör larmnivån ligga på<br />
60 kΩ speciellt för system utan aktivator (filtar <strong>och</strong> skenor). Vidare föreslogs att <strong>larmsystem</strong>et<br />
borde ha minst tre larmnivåer vilket gav en möjlighet till att registrera hastigheten<br />
med vilken resistansen förändras. Anledningen till höjningen är att isoleringens<br />
kvalitet förbättrats.<br />
Då larmgränserna höjs, kommer den torra <strong>fjärrvärmerör</strong>isoleringens kapacitans få ett<br />
allt större inflytande på den registrerade impedansen för isoleringen <strong>och</strong> det kan i extrema<br />
fall innebära att larm kan erhållas för ett torrt ledningsavsnitt om ledningen är<br />
lång <strong>och</strong> tillverkaren valt en högfrekvent spänning. Detta har teoretiskt utretts (Bolin et<br />
al, 1987) <strong>och</strong> resultatet sammanfattas i avsnitt tidigare 7.5 Larm- <strong>och</strong><br />
övervakningskrets.<br />
Från ÅF-SIFU har följande tabell hämtats avseende elektrisk kontroll av <strong>fjärrvärmerör</strong>.<br />
Denna har kompletterats med avseende på erhållna uppgifter från tillverkare av larm<br />
<strong>och</strong> övervakningssystem.<br />
De kontroller <strong>och</strong> gränsvärden gäller för att kraven för att övervakningssystemet skall<br />
larma finns beskrivna i tidigare avsnitt 5 Statusbedömning av larmtrådar. Dessa krav<br />
sammanfattas i tabell 8.<br />
Tabell 8 Kontroller <strong>och</strong> gränsvärden (<strong>Svensk</strong> <strong>Fjärrvärme</strong>, 2002).<br />
Table 8 Checks and limit values prescribed by the Swedish District Heating<br />
Association.<br />
Isolationsresistans/mätspänning/enhet Slingresistans/enhet<br />
Tillverkning Ej angiven Ej angiven<br />
Mottagning Se montage Se montage<br />
Montage ≥1000 Mohm/1kV/rördetalj 1.1-1.4 ohm/100m<br />
Överlämning ≥10 Mohm/1kV/1000m tråd 1.1-1.4 ohm/100m<br />
Driftövervakning ≥10 Mohm/1kV/1000m tråd 1.1-1.4 ohm/100m<br />
På grund av att det finns komponenter i systemen är det ej tillrådligt att utföra isolationsmätning<br />
med högre spänning än vad som föreskrivs av leverantören, i annat fall<br />
skulle man kunna använda en högre mätspänning utan att skada varken kulvert eller<br />
larmfunktioner. Därför rekommenderas att man för de system som så tillåter att använder<br />
en utrustning som har en mätspänning på 1000 V vid isolationtester. Den kan i vissa<br />
fall underlätta upptäckt av tråd som ligger mot medieröret.<br />
53
Tabell 9 Kontrolltabell vid montage. Källa Bearbetad version av grunduppgifter från ÅF-SIFU.<br />
Table 9. Check table for assembly of District Heating network. Source: updated summary by ÅF-SIFU.<br />
ELEKTRISK KONTROLL OKULÄR KONTROLL<br />
FABRIKAT<br />
Läge i prefab. Rör Färg Antal<br />
Avstånd mellan tråd<br />
<strong>och</strong> medierör<br />
Gränsvärden<br />
Larmslinga Isolation<br />
Skarvar Stålrör Koppar Standard<br />
Prefab.<br />
Rör<br />
Mätspänning<br />
Minvärde/<br />
trådlängd<br />
Rekommenderat<br />
värde per 100 m<br />
Rekommenderad<br />
maximal längd<br />
ALSTOM Power 1000 m d) 1.1 Ω Ej ang Ej ang. 15 mm 15 mm Kl 10/02 olika 2 c)<br />
Flowsystem AB<br />
Lögstör Rör i) f) 1.4 Ω >2000 MΩ/ Min 1000 V Ej ang. Ej ang. Kl 09/03 Kl 09/03 olika 2<br />
rördetalj<br />
KWH Pipe AB f) 1.35-1.65 Ω 200 kΩ/ 2000 m Ej ang Ej ang. Ej ang Kl 09/03 lika 2<br />
Kl 10/02 lika 2<br />
2000 m 1.3 Ω 10MΩ/ 1000 m Ej ang Ej ang min 15<br />
mm<br />
Powerpipe System<br />
AB<br />
lika 2<br />
Kl 10/02<br />
f) 1.4 Ω 10MΩ/ 1000 m Min 1000 V Ej ang Ej ang Kl 10/02<br />
Isoplus<br />
Fernvarmeteknik a/s<br />
Kl 09/03<br />
vid ovalt<br />
dubbelrör<br />
Kl 09/03<br />
vid ovalt<br />
dubbelrör<br />
Star pipe a/s dansk Uppgifter har ej erhållits från tillverkaren<br />
rörindustri<br />
i) Endast dansk monteringsanvisning c) Ej i prefabricerade T-stycken d) Vid fast impulsreflektometer ca 500 m f) Beroende på larmutrustning<br />
(ÅF-SIFU 1995)<br />
54
Tabell 10 Övervakningssystem <strong>och</strong> larmcentraler för kontinuerlig <strong>fukt</strong>övervakning. Källa: Projektresultat.<br />
Table 10 Supervisory systems and alarm units for a continuous monitoring of moisture.<br />
Företag Produktnamn Funktion 1)<br />
Mätmetod Presenterade larmgränser<br />
<strong>och</strong> mätområden<br />
Alstom Power Flow Felfinnare Inmätning – lokalisering av Pulsekometer med kodad puls Larmgräns:Zo 200 Ω ± 20%<br />
Systems AB<br />
<strong>fukt</strong><br />
Detektor Larm av <strong>fukt</strong> i mätavsnitt Fasförskjutning Larmgräns: 120 Ω ± 20 %<br />
CWA Systems AB CWA 9000 Inmätning – lokalisering av Pulsekometer Larmgräns: uppgift saknas<br />
<strong>fukt</strong><br />
4 nivåer<br />
CWA 6000 Larm av <strong>fukt</strong> i mätavsnitt Impedansmätning<br />
Larmgräns: 8-15-30 kΩ<br />
(växelspänning, 50 Hz, Vpp ej ”(resistivt)” motsvarar<br />
angivet)<br />
enligt. tillverkare: ”ca 200<br />
kΩ vid likspänningsmätning”<br />
<strong>Fjärrvärme</strong>service i PipeControl Kulvertlarm Larm av <strong>fukt</strong> i mätavsnitt Impedansmätning<br />
Larmgräns: 0-200 kΩ<br />
Örebro AB 20<br />
(växelspänning, Hz, Vpp ej<br />
angivet)<br />
PipeControl Kulvertlarm Mätvärdesinsamling av <strong>fukt</strong> Impedansmätning<br />
Mätområde: 0-500 kΩ<br />
11, 12, <strong>och</strong> 13.<br />
i mätavsnitt<br />
(växelspänning, Hz, Vpp ej<br />
angivet)<br />
1) Automatisk övervakning om annat ej anges.<br />
55
Tabell 10, forts. Övervakningssystem <strong>och</strong> larmcentraler för kontinuerlig <strong>fukt</strong>övervakning. Källa: Projektresultat.<br />
Table 10, cont. Supervisory systems and alarm units for a continuous monitoring of moisture.<br />
Företag Produktnamn Funktion 1) Mätmetod Presenterade larmgränser<br />
<strong>och</strong> mätområden<br />
Larmgräns: 9-60-200 kΩ<br />
G. Swedoff AB K112, K112S, S112S1 Larm av <strong>fukt</strong> i mätavsnitt Impedansmätning<br />
(växelspänning<br />
Mätområde: 50 kΩ – 20 MΩ<br />
2 Hz, 5 Vpp )<br />
Pulsekometer <strong>och</strong><br />
Impedansmätning<br />
(växelspänning, Hz, Vpp ej<br />
angivet)<br />
Pulsekometer, slingresistans,<br />
Impedansmätning<br />
(växelspänning 5 Hz, 5 Vpp)<br />
Isoplus Digital MS4 Inmätning – lokalisering av<br />
<strong>fukt</strong> <strong>och</strong> mätvärdesinsamling.<br />
ISOPLUS<br />
Fjernvarmateknik<br />
A/S<br />
Mätområden:<br />
Inmätning – lokalisering av<br />
<strong>fukt</strong>. Manuell insamling.<br />
System StateView<br />
Stateview AB<br />
Slingres: 0-999 Ω<br />
AC-resistans: 0-9999 kΩ<br />
Spänning: 0-999 mV<br />
Fjärrövervakning via<br />
modem.<br />
Se ovan<br />
Slingresistans,<br />
Impedansmätning<br />
(växelspänning 5 Hz, 5 Vpp)<br />
PipeGuard 1004 Mätvärdesinsamling av <strong>fukt</strong><br />
i mätavsnitt, justerbara<br />
larmgränser sätts i fjärr-<br />
<strong>och</strong> spänning.<br />
övervakande dator.<br />
1) Automatisk övervakning om annat ej anges.<br />
56
Tabell 10, forts. Övervakningssystem <strong>och</strong> larmcentraler för kontinuerlig <strong>fukt</strong>övervakning. Källa: Projektresultat.<br />
Table 10, cont. Supervisory systems and alarm units for a continuous monitoring of moisture.<br />
Företag Produktnamn Funktion 1) Mätmetod Presenterade larmgränser<br />
<strong>och</strong> mätområden<br />
Vitec Energy AB LP4 Larm av <strong>fukt</strong> i mätavsnitt Impedansmätning<br />
Larmgränser: 1-5-25 <strong>och</strong><br />
<strong>och</strong> analog utgång för (växelspänning 88 Hz, 3 Vpp) 150-170 kΩ<br />
mätvärdesinsamling.<br />
Larmgränser: 1-5-25 <strong>och</strong><br />
150-170Ω<br />
Impedansmätning<br />
(växelspänning 11 Hz, 3 Vpp)<br />
Prediktor 1262 Larm av <strong>fukt</strong> i mätavsnitt<br />
<strong>och</strong> analog utgång för<br />
mätvärdesinsamling.<br />
Larmgränser: 1-1000kΩ<br />
Impedansmätning<br />
(växelspänning Hz, Vpp ej<br />
Larm av <strong>fukt</strong> i mätavsnitt,<br />
justerbart larmgräns-<br />
LC753, LC755, LC756<br />
<strong>och</strong> LC756-2<br />
Wideco i Borås AB<br />
angivet)<br />
Impedansmätning (växelspänning<br />
Hz, Vpp ej angivet)<br />
motstånd.<br />
Mätdosa 754 MDI Larm av <strong>fukt</strong> i mätavsnitt,<br />
manuell insamling<br />
Larmgränser: 1-1000kΩ<br />
Impedansmätning<br />
(växelspänning, Hz, Vpp ej<br />
Larm av <strong>fukt</strong> i mätavsnitt,<br />
justerbart larmgräns-<br />
LC758 MDI <strong>och</strong> LC758-<br />
2 MDI<br />
angivet)<br />
motstånd., samt manuell<br />
insamling<br />
1) Automatisk övervakning om annat ej anges.<br />
57
Tabell 10, forts. Övervakningssystem <strong>och</strong> larmcentraler för kontinuerlig <strong>fukt</strong>övervakning. Källa: Projektresultat.<br />
Table 10, cont. Supervisory systems and alarm units for a continuous monitoring of moisture.<br />
Företag Produktnamn Funktion 1) Mätmetod Presenterade larmgränser<br />
<strong>och</strong> mätområden<br />
Wideco i Borås AB RCB Controller Larm av <strong>fukt</strong> i mätavsnitt, Impedansmätning<br />
Mätområden:<br />
justerbara larmgränser sätts (växelspänning Hz, Vpp ej<br />
i fjärrövervakande dator. angivet) samt kapacitans- <strong>och</strong> Resistans: 1kΩ-50 MΩ<br />
spänningsmätning<br />
Kapacitans: 2000 pF – 1 µF<br />
Spänning: -0.5V - +0.5 V<br />
Se ovan<br />
Pulsekometer för<br />
referenskontroller i övrigt<br />
KabelRadar Inmätning – lokalisering av<br />
som RCB Controllern<br />
<strong>fukt</strong>, justerbara larmgränser<br />
sätts i fjärrövervakande<br />
dator.<br />
1) Automatisk övervakning om annat ej anges.<br />
58
9 Verklighet för larmtrådar <strong>och</strong><br />
övervakningssystem<br />
9.1 Användarens funktionskrav på <strong>fukt</strong>övervakning<br />
Det primära med att använda övervakningssystem är att i ett tidigt skede få reda på att<br />
det finns <strong>fukt</strong>skador i fjärrvärmeledningen. Men för att övervakningssystemet skall få<br />
en praktisk betydelse måste man även kunna lokalisera var <strong>fukt</strong>en finns. Om man dessutom<br />
vet hur stor spridning skadan har <strong>och</strong> hur snabbt läckan utvecklas, kan man bedöma<br />
när skadan skall åtgärdas. Kan man dessutom avgöra om det är ett läckage i mantelröret,<br />
eller om det är medieröret har skador, vet man även hur skadan skall åtgärdas.<br />
Om alla dessa ”önskemål” är uppfyllda har man ett övervakningssystem som ger information<br />
om:<br />
• att det finns <strong>fukt</strong>skador<br />
• var det finns <strong>fukt</strong>skador<br />
• när dessa ska åtgärdas<br />
• hur dessa ska åtgärdas<br />
För att veta att detta system ska fungera måste även larmtråden (givaren) <strong>och</strong> övriga<br />
delar som bildar det elektriska systemet vara intakt <strong>och</strong> korrekt installerad för att man<br />
ska kunna avläsa alla de parametrar som krävs för att ovan punkter ska bli uppfylla. Det<br />
innebär att man även måste skapa förutsättningar <strong>och</strong> kontrollera att:<br />
• det går att mäta att en <strong>fukt</strong>skada finns<br />
• det går att mäta var en <strong>fukt</strong>skada är placerad<br />
• det går ur planeringssyfte att bedöma när en skada ska åtgärdas<br />
• det går att fastställa arten av skada för att veta hur <strong>fukt</strong>skadan ska åtgärdas<br />
Idag inte finns någon heltäckande metod eller system som kan uppfylla alla dessa ”önskemål”.<br />
Däremot finns det metoder <strong>och</strong> system som kan tala om att en skada inträffat<br />
<strong>och</strong> var den är placerad. Dock finns vissa begränsningar för att tala om att en <strong>fukt</strong>skada<br />
finns om medieröret är av koppar.<br />
När det gäller att bedöma när <strong>och</strong> hur en skada skall åtgärdas, är det betydligt svårare<br />
att se att någon metod eller system med säkerhet hanterar dessa. Dock kan man med erfarenhet,<br />
metodik <strong>och</strong> rätt förutsättningar bedöma när en skada skall åtgärdas. Med dagens<br />
metoder går det inte att avgöra om medieröret har skador som måste åtgärdas. Det<br />
är även mycket svårt att veta om det är ett in- eller utläckage om man inte mättekniskt<br />
kan ”isolera” skadan, det vill säga följa skadan utan påverkan av andra skador på<br />
samma larmtråd.<br />
59
Med de kontroller <strong>och</strong> gränsvärden som rekommenderas idag uppfylls kravet på att<br />
övervakningssystemet larmar för <strong>fukt</strong>, men det finns inga rekommendationer på<br />
kontroller eller gränsvärden för att uppfylla krav för att lokalisera <strong>fukt</strong>en. Möjligtvis kan<br />
kravet på sektionering ses som rekommendation för att få en begränsad längd inom<br />
vilken <strong>fukt</strong>en finns. Även en rekommendation av avstånden mellan mätpunkter kan ses<br />
som en möjlighet till att begränsa den övervakade längden.<br />
Med dagens kontroller <strong>och</strong> gränsvärden kan inte önskemålet att avgöra när <strong>och</strong> hur en<br />
skada skall åtgärdas, eftersom det ställer väldigt stora, näst intill omöjliga, krav på<br />
åtkomlighet av mätbara larmtrådar.<br />
För att hantera alla ovan punkter krävs ett stort antal parametrar som ska mätas, tolkas,<br />
sammanställas <strong>och</strong> analyseras för att ge en bild av skadan: Dessutom finns det praktiska<br />
<strong>och</strong> fysiska begränsningar som är ytterst svåra att ”komma runt”. Bara det faktum att<br />
mätresultatet över en sträcka inte nödvändigtvis behöver bestå av en enda skada, utan<br />
det kan vara flera skador <strong>och</strong> dessutom flera skadetyper inblandade, gör det svårt att<br />
tolka mätningen. Möjligheten att sedan bedöma skadetyp <strong>och</strong> storlek på varje enskild<br />
skada är i stort sett obefintlig.<br />
9.2 Tillämpning av dagens mätmetoder <strong>och</strong> övervakningssystem<br />
Det är möjligt att de ovanstående kravspecifikationerna – ”önskemålen” – inte kan uppnås<br />
med dagens teknik. Om de rätta förutsättningar är skapade vid tillverkning <strong>och</strong><br />
montage kan emellertid kraven för att larma för en <strong>fukt</strong>skada <strong>och</strong> framförallt att lokalisera<br />
var skadan/skadorna tillgodoses med dagen metoder.<br />
Det är därför viktigt att öka medvetenheten att man använder olika mätmetoder för att<br />
hantera de olika punkterna <strong>och</strong> att det är viktigt att skapa fältmässiga förutsättningar för<br />
alla mätmetoder för att mätresultaten ska gå att tolka. Det innebär att man måste hitta<br />
bra metoder som kontrollerar att en anläggning är utförd på ett riktigt sätt så att den kan<br />
betecknas som godkänd, eller ”bevakningsbar”.<br />
Det finns mätmetoder för att veta att en <strong>fukt</strong>skada förekommer genom att mäta den<br />
elektroniska jonvandring 21 som uppstår när vatten lägger sig mellan larmtråd <strong>och</strong> stålrör<br />
Den kan konstateras med spänning (mV) eller med resistansmätning med låg mätspänning.<br />
När man mäter med resistans måste två mätningar utföras <strong>och</strong> polerna skiftas så<br />
att man kan upptäcka de skillnader i mätresultatet som uppstår när <strong>fukt</strong> finns. Används<br />
endast resistansmätning utan polvändning eller impedansmätning kan man inte avgöra<br />
21 När vatten tillförs mellan koppartråd <strong>och</strong> stålrör bildas en elektrokemisk cell som kan leverera elektrisk<br />
ström till omgivningen, samtidigt som det sker en kemisk reaktion – jonvandring - i cellen (en oxidation<br />
vid cellens anod, i detta fall minuspolen, en reduktion vid dess katod, i detta fall pluspolen). När cellen<br />
fungerar som strömkälla kommer den elektriska potentialskillnaden (spänningen) mellan de båda polerna<br />
att vara mindre än vilospänningen (cellens elektromotoriska kraft eller emk), dels på grund av överspänning<br />
vid elektroderna (polarisation), dels på grund av att cellens inre motstånd orsakar ett potentialfall<br />
inne i cellen. (Nationalencyklopedin)<br />
60
om det är låg isolationsresistans/kortslutning eller <strong>fukt</strong>. Om ”jonvandring” mäts får inte<br />
resistansen vara för låg exempelvis inte mindre än 5 kohm, eftersom detta gör att spänningen<br />
sjunker <strong>och</strong> det medför svårigheter att se skillnader i mätresultatet med resistansmätning.<br />
Med hjälp av pulskometer kan man även i vissa fall avgöra om en skada är <strong>fukt</strong> eller låg<br />
isolation/kortslutning, men det kräver en följd av mätningar (trender) <strong>och</strong> ett erfarenhet<br />
att tolka resultaten från mätningarna för att med säkerhet ge rätt analys.<br />
I praktiken innebär detta att en larmutrustning som endast mäter impedans inte kan<br />
avgöra om det är <strong>fukt</strong>. Detta gäller även vid isolationsmotståndsmätning ”meggning”,<br />
eftersom den höga mätspänning förstör möjligheten att upptäcka jonvandring, även om<br />
man polvänder. För dessa mätmetoder måste felsökningen kompletters med en<br />
”jonvandringsmätning” för att veta typen av skada. Om larmtråden, förutom <strong>fukt</strong>, även<br />
har låg isolationsresistans/kortslutning, kan detta göra att ”jonvandringsmätningen” inte<br />
går att utföra.<br />
Man kan heller inte med mätvärden avgöra om det är <strong>fukt</strong> på kopparrör eftersom det<br />
inte förekommer jonvandring av betydelse i dessa fall. Den metod som kan vara möjlig<br />
är pulsekometermätningar. Sammanfattningsvis är det relativt lätt att säga om det finns<br />
<strong>fukt</strong> i <strong>fjärrvärmerör</strong>en när det gäller stålrör. Det är svårare när det gäller kopparrör.<br />
De gränser som rekommenderas, för att kunna veta att <strong>fukt</strong> finns, är endast baserade på<br />
resistansmätning med låg mätspänning <strong>och</strong> om de uppfylls kan en <strong>fukt</strong>avkänning utföras<br />
utan problem. Att hög mätspänning används är endast till för att kontrollera om det föreligger<br />
risk för kortslutning.<br />
För att veta var en <strong>fukt</strong>skada är placerad är pulsekometermätning den metod som används<br />
idag. Skadan kan konstateras om kurvbilden ger ett tillräckligt stort utslag nedåt<br />
eller en förändring i förhållande till lagrade referenskurvor. Kurvbilden ger även avståndet<br />
till skadan. Låg isolationsresistans/kortslutning ger också liknande utslag, vilket<br />
gör att det är bra om man kompletterar pulsekometermätning med ”jonvandringsmätning”,<br />
se exempel i Figur 17 - 18 i Avsnitt 9.3 Exempel.<br />
Sammanfattningsvis kan konstateras att det är det relativt lätt att avgöra avståndet till en<br />
skada om skadan är tillräckligt stor. Däremot kan det vara svårt att med enbart pulsekometermätning<br />
avgöra om ”skadan” eller förändringen är <strong>fukt</strong> eftersom låg isolationsresistans/kortslutning<br />
också ger liknande utslag. Om man däremot kompletterar mätningen<br />
med ”jonvandringsmätningar” är det betydligt lättare. Dock kan analysen försvåras<br />
om sträckan har en kombination av <strong>fukt</strong> <strong>och</strong> mycket låg isolationsresistans/kortslutning.<br />
I dessa fall kan man kan tro att det endast är kortslutning eftersom<br />
”jonvandringsmätningen” inte fungerar vid låg resistans.<br />
Kontroller, gränsvärden <strong>och</strong> krav på pulsekometerutrustning som används för att lokalisera<br />
av <strong>fukt</strong>skador saknas i dagsläget. Likaså saknas gränsvärden eller kontrollpunkter<br />
61
med avseende på larmtrådens elektriska egenskaper (karaktäristisk impedans, dämpning,<br />
överhörning m.m.) för att pulsekometermätning går att utföra. I nuläget beaktas<br />
inte eventuella toleransavvikelser med avseende på dessa parametrar.<br />
9.3 Exempel<br />
Den nedanstående avsnitt illustreras med några exempel på bilder av pulsekometerkurvor<br />
<strong>och</strong> kompletterande mätdata som erhållits från mätningar i fält. Några exempel är<br />
enkla, medan andra är mer komplicerade.<br />
FAKTARUTA<br />
Att läsa en pulsekometerbild<br />
Blindperiod<br />
Exempel på pulsekometerbild<br />
An example of a TDR response<br />
Meter från mätpunkt<br />
Den puls som sänds ut från instrument syns längst till vänster i bilderna. Den inledande<br />
delen av kurvan är så kallad ”dödtid”, ett inneboende drag i pulstekniken. Konsekvensen<br />
är att reflexer, orsakade av fel, med kortare löptid inte kan ses. I exemplet dränks<br />
detaljer närmare än cirka 10 meter av utgående puls. För att kunna se detaljer
De fyra figurerna som följer, figur 13-16, utgör exempel på identifiering <strong>och</strong><br />
lokalisering av en <strong>fukt</strong>skada då skadan ger ett shuntfel med <strong>fukt</strong> mellan kopparrör <strong>och</strong><br />
medierör eller kortslutning mellan larmtråd <strong>och</strong> stålrör.<br />
I de fyra exemplen syns utöver den första reflexen vid shuntfelet (<strong>fukt</strong>skadan) en svagare<br />
sekundär reflex. I det exempel som visas i Figur 16, Kortslutning som skulle kunna<br />
vara en <strong>fukt</strong>skada, syns även en tredje reflex på tredubbla avståndet.<br />
Figur 13 Fuktskada med höga isolationsvärden.<br />
Figure 13 Moisture damage with a high value for the insulation resistance.<br />
Isolationsresistans <strong>och</strong> isolerresistansen (uppmätt med låg växelspänning) är fortfarande<br />
höga, 6 MΩ i det fall som visas i Figur 13, <strong>och</strong> skulle kanske inte alltid motivera ett<br />
larm.<br />
I pulsekometerbilden i figur 13 syns en kraftig reflex vid 63 meter. Polspänningen ger<br />
ett värde på 147 mV, vilket säger att det finns <strong>fukt</strong> någonstans på slingan <strong>och</strong> att reflexen<br />
är en trolig <strong>fukt</strong>skada. Denna reflex visade sig vara <strong>fukt</strong> som orsakats av en skada<br />
på mantelröret.<br />
63<br />
Mätvärden:<br />
Polspänning 147 mV<br />
AC-resistans 6010 kohm<br />
Isolationsresistans 6 Mohm<br />
Kurvparametrar:<br />
Mätområde 500 m<br />
Visuellt område 0-170 m<br />
Förstärkning 20 dB<br />
Pulsvidd 20 ns<br />
Kurvform Halv ∩ sin
Figur 14 Fuktskada med ”normala” isolationsvärden.<br />
Figure 14 Moisture damage with “normal” values for the insulation resistance.<br />
Exemplet som ges i Figur 14 visar tydligt att isolationsresistans <strong>och</strong> isolerresistansen<br />
(uppmätt med låg växelspänning) är låga, cirka 0,1 MΩ vid 1000 V <strong>och</strong> 150 kΩ med 2.5<br />
V mätspänning, vilka är ”normala” värden för en <strong>fukt</strong>skada. Vid mätning av polspänningen<br />
erhålls 429 mV, ett tydligt tecken på <strong>fukt</strong>skada, som utan svårigheter kan lokaliseras<br />
till cirka 93 meter på denna ledning.<br />
Figur 15 Fuktskada med låga isolationsvärden.<br />
Figure 15 Moisture damage with a low value of the insulation resistance.<br />
I exemplet som Figur 15 åskådliggör är isolationsresistans <strong>och</strong> isolerresistansen (uppmätt<br />
med låg växelspänning) låga (0 Ω vid 1 kV <strong>och</strong> cirka 2 kΩ vid 0,5 V mätspänning).<br />
Inte heller i detta fall är det svårt att veta om det är en <strong>fukt</strong>skada eller en kortslutning<br />
då polspänningen visar en tydlig jonvandring (375 mV). Fuktskadan är på cirka 65<br />
meter.<br />
64<br />
Mätvärden:<br />
Polspänning 429 mV<br />
AC-resistans 150 kohm<br />
Isolationsresistans 0.1 Mohm<br />
Kurvparametrar:<br />
Mätområde 500 m<br />
Visuellt område 0-250 m<br />
Förstärkning 20 dB<br />
Pulsvidd 20 ns<br />
Kurvform Halv ∩ sin<br />
Mätvärden:<br />
Polspänning 375 mV<br />
DC-resistans (min) 2 kohm<br />
Isolationsresistans 0 Mohm<br />
Kurvparametrar:<br />
Mätområde 250 m<br />
Visuellt område 0-250 m<br />
Förstärkning 20 dB<br />
Pulsvidd 20 ns<br />
Kurvform Halv ∩ sin
Exemplet i Figur 16 är svårare att tolka. Isolationsresistans <strong>och</strong> lågspänningsresistans är<br />
mycket låga. Kortslutningen vid cirka 60 meter är inte svår att lokalisera, då det är i det<br />
närmaste direkt kontakt mellan koppartråden <strong>och</strong> rören (0,1 kΩ vid 2,5 V). Däremot är<br />
det svårt att bestämma om det är en kortslutning eller <strong>fukt</strong>, då den låga resistansen<br />
omöjliggör mätning av jonvandring genom polvändning.<br />
Figur 16 Kortslutning som kunde vara en <strong>fukt</strong>skada.<br />
Figure 16 A short circuit that could be moisture damage.<br />
Liksom isolationsprovning eller ”meggning” kan förstöra möjligheten att se ett shuntfel<br />
på pulsekometern kan isolationsprovningen även framkalla ett fel. Exemplet i Figur 17<br />
består av två överlagrade pulsekometermätningar, före <strong>och</strong> efter isolationsprovningen.<br />
Det finns en kortslutning vid cirka 130 meter som är svår att lokalisera. Lågspänningsresistansen<br />
är oändlig (> 9999 kΩ vid 2,5 V) före isolationsprovningen <strong>och</strong> låg efter (4<br />
kΩ vid 2,5 V). Isolationsresistansen är noll både före <strong>och</strong> efter isolationsprovningen.<br />
Genom att överlagra pulsekometerbilden efter ”meggning” på bilden före ”meggning”<br />
syns skillnader tydligare än om enskilda kurvor granskats. I detta fall har felet vid cirka<br />
130 meter förstärkts <strong>och</strong> framträder tydligare. Det var inte direkt kontakt mellan tråd<br />
<strong>och</strong> rör, utan det fanns ett tunt isolerande skikt mellan dem. Isolationsprovningen har<br />
åstadkommit ett överslag som bränt isoleringen <strong>och</strong> alstrat i detta exempel en ”kolbrygga”<br />
som blivit en kortslutning 22 .<br />
22 Vid inmätning av fel i elkablar benämns detta förfarande såsom ”bränning” för att preparera ett kabelfel<br />
för att finlokalisera felet med stötvågs- eller induktansmetoden.<br />
65<br />
Mätvärden:<br />
Polspänning 0 mV<br />
AC-resistans 0.1 kohm<br />
Isolationsresistans 0 Mohm<br />
Kurvparametrar:<br />
Mätområde 250 m<br />
Visuellt område 0-250 m<br />
Förstärkning 20 dB<br />
Pulsvidd 20 ns<br />
Kurvform Halv ∩ sin
Figur 17 Låg isolation som blev kortslutning.<br />
Figure 17 A low value of the insulation resistance that became a short circuit.<br />
Följande två exempel, figur 18-19, visar problem som kan uppträda <strong>och</strong> som illustrerar<br />
svårigheten att enbart förlita sig på mätningar med pulsekometern. I båda fallen är<br />
isolationsresistans <strong>och</strong> lågspänningsresistans utan anmärkning, dvs nöjaktigt höga,<br />
utanför instrumentens mätområde.<br />
Figur 18 Impedansskillnader.<br />
Figure 18 Differences in impedance.<br />
Exemplet i Figur 18 har en pulsekometerbild tagits på båda larmtrådarna i en ledning<br />
utan avgreningar. Det finns tydliga skillnader i karakteristisk impedans mellan höger<br />
tråd <strong>och</strong> vänster tråd, trots att de förlagts i samma rör.<br />
66<br />
Mätvärden:<br />
Polspänning (0) 0 mV<br />
AC-resistans (>9999) 4 kohm<br />
Isolationsresista (0) 0 Mohm<br />
Kurvparametrar:<br />
Mätområde 2000 m<br />
Visuellt område 0-250 m<br />
Förstärkning 20 dB<br />
Pulsvidd 20 ns<br />
Kurvform Halv ∩ sin<br />
Mätvärden:<br />
Polspänning 0 mV<br />
AC-resistans >9999 kohm<br />
Isolationsresistans >999 Mohm<br />
Kurvparametrar:<br />
Mätområde 4000 m<br />
Visuellt område 0-1000 m<br />
Förstärkning 20 dB<br />
Pulsvidd 80 ns<br />
Kurvform Halv ∩ sin
I Figur 19 är alla värden utan anmärkning, såväl isolationsresistans som<br />
lågspänningsresistans. Pulsekometerbilden visar ett shuntfel vid cirka 820 meter <strong>och</strong> ett<br />
seriefel vid cirka 1400 meter. Seriefelet är ett avbrott, men orsaken till shuntfelet har<br />
inte kunnat fastställas. Dessa typer av avvikelser kan göra det svårt att analysera<br />
pulsekometerbilderna <strong>och</strong> lokalisera eventuella fel.<br />
Figur 19 ”Naturliga impedansavvikelser”.<br />
Figure 19 Natural departures of impedance from normal values.<br />
9.4 Praktiska följder<br />
Det kan i praktiken visa sig vara omöjligt att genomföra pulsekometermätningar på en<br />
anläggning som har godkända värden för <strong>fukt</strong>övervakning. Även det omvända fallet<br />
kan inträffa, att det på en anläggning som är underkänd enligt de krav som ställs i<br />
<strong>Svensk</strong> <strong>Fjärrvärme</strong>s Tekniska bestämmelser är fullt möjlig att studera förändringar med<br />
pulsekometermätningar <strong>och</strong> referenskurvor <strong>och</strong> utifrån dessa lokalisera <strong>fukt</strong><br />
Dessa problem uppkommer oftast vid byggandet <strong>och</strong> montage <strong>och</strong> ställs på sin spets vid<br />
överlämnandet av anläggningen till beställare när anläggningen ska besiktas. Detta gör<br />
att man i dagsläget kan godkänna en anläggning som det inte går att lokalisera <strong>fukt</strong> på,<br />
<strong>och</strong> tvärt om, underkänna en anläggning där det går att lokalisera <strong>fukt</strong>. Med andra ord,<br />
varje mätmetod behöver sina egna gränsvärden för att bedöma om anläggningen i sin<br />
helhet är godkänd. Samma problem kan uppstå vid övervakning under drift när man får<br />
”larm” från larmenheter med ”resistansmätning” (lågfrekvent impedansmätning). Om<br />
larmenheten larmar för att ”resistansen” i ledningssektionen understiger larmgränsen, är<br />
det inte självskrivet att man kan lokalisera detta ”larm” med pulsekometer. Det beror<br />
bland annat på vilken typ <strong>och</strong> utbredning skadan har. För att beskriva sammanhanget<br />
mellan skador <strong>och</strong> larm finns en sammanställning av några olika typer av skador beskrivet<br />
i den följande tabellen 11. Där visas om en viss typ av skada larmar <strong>och</strong>/eller går att<br />
lokalisera. Denna tabell är mycket generell <strong>och</strong> dess mätvärden <strong>och</strong> parametrar är inte<br />
67<br />
Mätvärden:<br />
Polspänning 0 mV<br />
AC-resistans >9999 kohm<br />
Isolationsresistans >999 Mohm<br />
Kurvparametrar:<br />
Mätområde 4000 m<br />
Visuellt område 0-2000 m<br />
Förstärkning 20 dB<br />
Pulsvidd 80 ns<br />
Kurvform Halv ∩ sin
praktiskt testade. Avsikten är att tabellen skall förmedla en bild över den komplexa<br />
situation som finns mellan larm <strong>och</strong> lokalisering.<br />
68
Tabell 11 Skadetyper <strong>och</strong> möjligheter till <strong>fukt</strong>indikering <strong>och</strong> lokalisering med impedans <strong>och</strong> pulsekometermätningar<br />
Källa: Projektresultat.<br />
Table 11 Types of moisture damages and possibilities to obtain a moisture signal and to localize the damage using impedance and TDRmeasurements.<br />
Skada Skadans uppmätta Inställda larmnivå Pulsekometerparametrar Larm Lokalisering<br />
mätvärden<br />
larmenhet<br />
möjlig<br />
Typ av skada Spridning Avstånd Iso.res Resistans mV Resistans mV Ref Pulsform Pulsbredd Förstärkning<br />
mm meter 1000V låg sp.<br />
Fukt (spalt mellan prefabrörpipa- 1-2 500 200K 200K 250 500K - Nej Puls >20ns 20dB Ja Nej<br />
skarv)<br />
Fukt (spalt mellan prefabrörpipa- 1-2 50 200K 200K 250 500K - Ja Puls 20 20dB Nej Ja<br />
Fukt (medialäcka delvis fylld skarv) 100 500 8M 8M 50 500K - Ja Puls >20 20dB Nej Ja<br />
Låg isolation 1 500 8M 8M 0 500K - Puls >20 20dB Nej Nej<br />
Kortslutning 1 50 0 2K 0 500K - Nej Puls >20 20dB Ja Nej<br />
Kortslutning 1 50 0 2K 0 500K - Ja Puls >20 20dB Ja Ja<br />
Kortslutning 1 50 0 0.2K 0 500K - Nej Puls >20 20dB Ja Ja<br />
69
10 Förslag till tester <strong>och</strong> försök<br />
Av de försök som föreslås nedan är två försök med torr isolering vilket i <strong>och</strong> för sig är<br />
en begränsning men det ger värdefulla uppgifter/data för att gå vidare med mera komplexa<br />
system elektriska system med vatten. Avsikten med de försök som föreslås är att<br />
få en förståelse av <strong>och</strong> utvärdering av metoder för att mäta avståndet mellan koppartråd<br />
<strong>och</strong> medierör. Två försök föreslås i detta avseende varav ett av dessa är mindre omfattande.<br />
Vidare föreslås tre försök i vått tillstånd, men med olika karaktär. Ett försök är enkelt<br />
till karaktären, ett försök är av grundforskningskaraktär emedan det tredje kan ses som<br />
ett övergripande orienterande försök i syfte att behandla så många parametrar som möjligt<br />
med mätserier i begränsad omfattning.<br />
10.1 Genomslagshållfastheten för polyuretanisolering.<br />
Genomslagshållfastheten är det spänningsfall över materialet vid vilken materialets<br />
förmåga att isolera upphör. För ett inhomogent material har geometri <strong>och</strong> inhomogeniteter<br />
i det elektriska fältet betydelse <strong>och</strong> för gaser har tryck, temperatur, <strong>fukt</strong>ighet betydelse.<br />
För att bedöma genomslagshållfastheten måste ett antal provkroppar framställas<br />
för att med hjälp av detta bilda ett medelvärde av genomförda försök.<br />
Provkroppar framställs <strong>och</strong> genometriskt modelleras försöken genom att genomföra försöket<br />
mellan en stålplatta (medierör med oändlig krökningsradie) <strong>och</strong> standardiserad<br />
koppartråd som används. Polyuretanisolering tillverkas med varierande tjocklek för att<br />
på så sätt bestämma en överslagsspänning som funktion av isolertjocklek. Såsom kontrollmätning<br />
genomförs försöket med utsnitt av tillverkad kulvert med polyuretanisoleringen<br />
intakt från tillverkning, vilket även innefattas att vidhäftningen på medierör <strong>och</strong><br />
koppartråd.<br />
Motiv<br />
Motiv till försöket är att ge ökad kunskap av överslagsspänning för polyuretanisolering<br />
samt underlag för nedanstående försök. Testen ger även tillverkare <strong>och</strong> entreprenörer<br />
ökad kunskap om vilken avstånd mellan koppartråd <strong>och</strong> medierör som kan identifieras<br />
vid kontroll vid tillverkning <strong>och</strong> montage med denna metod.<br />
Erhållet resultat<br />
Erhållet resultat är överslagsspänning som funktion av isolertjocklek. Resultatet kompletterar<br />
de mätningar som är genomförda enligt referens (Stadtwerke Bielefeld GmbH,<br />
1999 ) <strong>och</strong> ger en information om de trådlägen som kan identifieras med mätspänning 1<br />
respektiv 5 kV vid montage <strong>och</strong> tillverkning.<br />
70
10.2 Kontroll vid tillverkning av rör- <strong>och</strong> rördetaljer med pulsekometermetod för att<br />
fastställa trådläge<br />
Ekvationen (2) för den karakteristiska impedansen visar att den är en funktion av dielektricitetskonstanten<br />
<strong>och</strong> avståndet mellan koppartråd <strong>och</strong> jordplan. Vid tillverkningen<br />
skulle det således kunna gå att bedöma avståndet mellan koppartråd <strong>och</strong> stålrör. Sambandet<br />
skulle kunna omsättas till att vid tillverkningen av <strong>fjärrvärmerör</strong> <strong>och</strong> detaljer använda<br />
pulsekometermetoden för att mäta/kontrollera avståndet mellan koppartråd <strong>och</strong><br />
stålrör på ett bättre sätt än med enbart en isolationsmätning vid 5 kV. På sikt skulle detta<br />
kunna innebära att ett krav kan sättas på en maximal avvikelse i förhållande till ett<br />
lämpligt värde för att förbättra möjligheten att tolka resultaten från pulsekometerkurvor<br />
i fält. Förvissningen om att detaljerna är bra redan från tillverkningen underlättar tolkningen<br />
av kurvbilderna. I fält finns tillräckligt många störparametrar ändå att ta hänsyn<br />
till som överkopplingar med elkabel, som både förändrar löphastigheten <strong>och</strong> karakteristiska<br />
impedansen. Detsamma gäller isolerade trådar <strong>och</strong> avvikande avstånd mellan tråd<br />
<strong>och</strong> stålrör till exempel då isolerskålar används.<br />
Målsättningen med försöket är att utvärdera denna möjlighet <strong>och</strong> toleranser för avvikelser.<br />
Det vill säga pulsekometermätningar, med puls- eller flanksignal, för att vid tillverkningskontroll<br />
av <strong>fjärrvärmerör</strong> <strong>och</strong> komponenter säkerställa att avståndet mellan<br />
koppartråd <strong>och</strong> medierör är korrekt inom vissa toleranser. Försöken ger även möjligheter<br />
att klarlägga samband <strong>och</strong> därmed undanröja osäkerheter innan mätningar <strong>och</strong> utvärderingar<br />
i vått tillstånd genomförs.<br />
En utvärdering av pulsekometermätning utvecklad för tillverkningskontroll innebär en<br />
parameterstudie för att studera inverkan av densitetsvariationer av isolertvärsnitt, temperatur<br />
vid mättillfälle (i samband med tillverkningen <strong>och</strong> i avsvalnat <strong>och</strong> utreagerat tillstånd),<br />
kvarvarande ej utreagerade drivmedel etc för att bedöma med vilken noggrannhet<br />
som mätmetoden skulle kunna visa en avståndsavvikelse mellan koppartråd <strong>och</strong> medierör.<br />
Om man för enkelhetens skull kunde säga att den relativa dielektricitetskonstanten<br />
alltid är konstant längs röret eller rördetaljen så skulle vi kunna omsätta erhållet<br />
mätresultat till ett avstånd mellan rör <strong>och</strong> koppartråden <strong>och</strong> dessutom sätta ett krav på<br />
detta, med en tolerans säg ± 5 mm. Möjligen kan en större avvikelse tillåtas under en<br />
kortare delsträcka utan att det blir för mycket störningar vid en inmätning i fält. Framför<br />
allt är det viktigt att anpassa mätmetoden till rördetaljer med korta längder etc. för att t<br />
ex den utsända pulsen inte reflekteras för fort.<br />
Det övergripande motivet är att begränsa eventuella störningsmoment för senare<br />
övervakning <strong>och</strong> inmätning för att lokalisering av fel, i fält. För respektive intressegrupp<br />
kan följande motiv ses:<br />
71
Tillverkaren av fjärrvärmekomponenter.<br />
• Man skall säkerställa att avståndet mellan tråd <strong>och</strong> medierör håller<br />
rekommenderade värden, 10-15 mm.<br />
• Man slipper använda spänningsaggregat med 25kV för att påvisa 12-13 mm.<br />
• Högre kvalitet på de producerade produkterna. Om det är ett säkerställt mått kan<br />
inte transporten orsaka eventuella fel som kortslutning.<br />
Entreprenören<br />
• Bättre kvalitet på framför allt rörkomponenter ger färre problem vid installation.<br />
• Lättare att hitta eventuell kortslutning vid montage, säkerställer felet till skarven då<br />
ett avstånd på 10–15 mm vid tillverkning inte kan orsaka att ett fel skulle uppstå vid<br />
transport.<br />
Beställare<br />
• Bättre kvalitet ger färre driftstörningar.<br />
• Lättare att lokalisera skador genom en tidig indikation på om karakteristiska<br />
impedansen genomgående är 200 Ω i stället för ibland 100 Ω.<br />
• Stabilare kurvbilder vid referenslagring genom det konstanta avståndet till jordplanet.<br />
Mättekniker<br />
• Lättare att identifiera fel då de är koncentrerade till skarvar, vilket sparar tid i <strong>och</strong><br />
med analysen går snabbare.<br />
Resultat<br />
Kompletterar eller ersätter tidigare rekommendationer/krav på tillverkningskontroll,<br />
isolationsmotståndsmätning vid 5 kV. Kravet på att kontrollera/redovisa avstånd mellan<br />
koppartråd <strong>och</strong> stålrör i rör <strong>och</strong> rörkomponenter vid fabrik kan till exempel ingå i<br />
<strong>Svensk</strong> <strong>Fjärrvärme</strong>s P-märkning av rör <strong>och</strong> rörkomponenter 23 <strong>och</strong> bör ingå i<br />
leverantörens/tillverkarens kvalitetssystem som egenkontroll. Med den utveckling som<br />
idag sker inom insamling av information kan till exempel ”referenskurvan” för varje<br />
produkt som har ett identifikationsnummer lagras <strong>och</strong> följa med produkten vid leverans<br />
till kund.<br />
Kravet på pulsekometermätning vid tillverkning ersätter dock ej den pulsekometermätningen<br />
eller isolationsmotståndsmätning som rekommenderas efter avslutat montage<br />
<strong>och</strong> vid överlämnande av anläggningen.<br />
23<br />
<strong>Svensk</strong> <strong>Fjärrvärme</strong> Certifiering av <strong>fjärrvärmerör</strong> - program för provning <strong>och</strong> kontroll, November FVF<br />
2000:14.<br />
72
10.3 Elektrisk konduktivitet i vatten <strong>och</strong> PUR-isolering<br />
Förutsättningen för att <strong>fukt</strong> skall kunna detekteras <strong>och</strong> sedan lokaliseras i en fjärrvärmeledning<br />
är att de elektriska egenskaperna i ledningen förändras då denna blir <strong>fukt</strong>ig.<br />
Grunddata liksom erfarenheten under många år visar att förutsättningen är uppfylld,<br />
men ett antal det finns osäkerheter som måste utredas för att bättre kunna bestämma<br />
statusen på fjärrvärmeledningen. Exempel på frågor som måste besvaras är :<br />
Hur mycket vatten behövs för att systemet skall larma?<br />
Om det är fjärrvärmevatten som läcker ut till isoleringen, blir det något larm?<br />
Konduktiviteten <strong>och</strong> kapacitiviteten hos torr eller <strong>fukt</strong>ig isolering är en funktion av konduktiviteten<br />
hos de ingående materialen (PUR-skummet, gasen i skummets celler, vattnet<br />
<strong>och</strong> eventuella salter lösta i vattnet) <strong>och</strong> av de geometriska förhållandena.<br />
Det är svårt att ge kvantitativa svar på dessa frågor därför att det inte finns några uppmätta<br />
data för isoleringens elektriska egenskaper under olika förhållanden. Eftersom det<br />
inte finns tillförlitliga data, kan man inte heller resonera sig fram till övervakningsmetodernas<br />
känslighet eller till vilken larmgräns som skall väljas under beaktandet av den<br />
minsta <strong>fukt</strong>förekomst som man önskar få utslag för.<br />
Att göra en systematisk utredning är ett tämligen omfattande arbete. Eftersom det är<br />
vattnet, med inlösta ämnen, <strong>och</strong> dess konduktivitet som ger upphov till förändringarna<br />
är en naturlig första etapp att undersöka de faktorer <strong>och</strong> förlopp som påverkar vattnets<br />
konduktivitet i isoleringen.<br />
10.3.1 Förändrad konduktivitet i vatten som är exponerad mot polyuretanisolering.<br />
Det är känt att äldre isolering, vilken blåsts med freoner som CFC 11, lakas ur i varm,<br />
<strong>fukt</strong>ig miljö. Återstående PUR-monomerer, nedbrytningsprodukterna från PUR eller<br />
CFC 11 är ofta joniska <strong>och</strong> bidrar till en högre elektrisk konduktivitet i vattnet. Även<br />
om det inträngande vattnet är saltfritt, <strong>och</strong> därmed har låg konduktivitet, kommer dess<br />
konduktivitet att öka med tiden vilken ökar möjligheten till ett larm. I dag används<br />
andra blåsmedel, till exempel isopentan, vilka inte är polära som tidigare blåsmedel.<br />
En analys av förändring av vattnets ledningsförmåga med avseende på vattenkvalitet,<br />
temperatur samt med tiden förändrad ledningsförmåga vid exponering mot polyuretanisolering<br />
föreslås. Olika typer av vattenkvaliteter används vid försöket. Denna typ av<br />
urlakningsförsök har beskrivits i tidigare forskningsrapporter (Tor Rundström, Arne<br />
Schleimann-Jensen, 1984) med de PUR-kvaliteter som då tillverkades.<br />
73
Motiv<br />
Motiv till förslaget är att ge ökad kunskap om vattenkvalitetens betydelse <strong>och</strong> om växelverkan<br />
mellan vatten <strong>och</strong> dagens PUR-skum. Den ger en bättre grund för diskussioner<br />
om känslighet, svarstider m m.<br />
Resultat<br />
Resultatet kompletterar tidigare försök med information om en annan typ av PUR-material.<br />
Försöket ger en uppfattning om tidsförloppen <strong>och</strong> tidsutdräkten tills vattnets konduktivitet<br />
ökat så mycket att förutsättningar för larm finns. Provuppställningen kompletteras<br />
även med att studera urlakningsförloppet som funktion av temperaturen på<br />
vattnet.<br />
10.3.2 Elektriska konduktiviteten för isoleringen<br />
Vad händer med konduktiviteten när PUR-isoleringen blir <strong>fukt</strong>ig? Den ökar, men den<br />
praktiskt inriktade frågan är hur snabbt finns förutsättningar för larm. Till paradoxerna<br />
hör att PUR-skum är i stort sett ogenomträngligt för vätskeformigt vatten <strong>och</strong> tar upp<br />
det mycket långsamt. Transporten av <strong>fukt</strong> genom PUR-isolering sker troligen som ånga,<br />
som däremot PUR är genomsläpplig för. Vattnet kommer inte att fylla gascellerna utan<br />
förekomma delvis som ånga i cellerna, delvis som en vätskefilm. Denna film kan lösa<br />
upp PUR <strong>och</strong> dess komponenter på samma sätt som vatten gör, men kontaktytan mellan<br />
PUR <strong>och</strong> vatten är betydligt större.<br />
Försökens syfte är att söka bedöma vilken inverkan upptagningen av vattenånga har på<br />
PUR-isoleringens konduktivitet. Denna kan förväntas öka dels på grund av att vattenfilmer<br />
i skumstrukturen bidrar till att öka konduktiviteten, dels på grund av att vattenfilmens<br />
konduktivitet ökar som en konsekvens av lakningen av PUR-materialet.<br />
Dessa försök kräver en ny uppställning som dels kan användas för att driva in ånga i<br />
PUR-strukturen (<strong>och</strong> mäta viktökningen), dels kan användas för att mäta den elektriska<br />
konduktiviteten hos det <strong>fukt</strong>iga materialet.<br />
Motiv<br />
Motivet till förslaget är en ökad kunskap om växelverkan mellan vatten/ånga <strong>och</strong> PURskum<br />
<strong>och</strong> dess betydelse för den <strong>fukt</strong>iga isoleringens konduktivitet. Den ger en bättre<br />
grund för diskussioner om känslighet, svarstider mm.<br />
Resultat<br />
Resultaten ger underlag för en korrelation av konduktiviteten med <strong>fukt</strong>halten, med hänsyn<br />
till tiden under vilken lakning kan inträffa. Det ger även ett underlag för en bedömning<br />
av <strong>fukt</strong>mängder <strong>och</strong> lämpliga larmgränser ur den synpunkten.<br />
74
10.4 Simulering av <strong>fukt</strong>mängder <strong>och</strong> utbredning i försöksuppställning<br />
Försöken får ses som ett inledande praktiskt <strong>och</strong> kompletterande försök för att simulera<br />
<strong>fukt</strong>mängder <strong>och</strong> <strong>fukt</strong>utbredning. Testen utförs i en för ändamålet uppförd <strong>och</strong> specificerad<br />
försöksuppställning <strong>och</strong> förändringar i mätvärden registreras i förhållande till torr<br />
isolering som utgör referensvärde. Den tidsmässiga förändringen undantas i dessa mätningar.<br />
I syfte att behandla så många parametrar som möjligt, vattenkvalitet, omgivningstemperatur,<br />
<strong>fukt</strong>mängd <strong>och</strong> utbredning, genomförs försöket med mätserier i begränsad<br />
omfattning. Någon statistisk bearbetning av erhållna resultat blir därför ej möjlig.<br />
Motiv<br />
Inledande försök för att få praktiskt kopplad kunskap om <strong>fukt</strong>mängdens <strong>och</strong> <strong>fukt</strong>utbredningens<br />
återspegling (inverkan) med de mätmetoder som används på dagens fjärrvärmeledningar<br />
Resultat: Resultatet av försöken ska ligga till underlag <strong>och</strong> grund för att klarlägga vilka<br />
metoder, larmnivåer <strong>och</strong> gränsvärden som är relevanta för detektion av <strong>fukt</strong> i fjärrvärmeledningar.<br />
75
11 Litteratur<br />
I denna sammanställning ingår flera typer av dokument:<br />
o Rapporter från tekniska <strong>och</strong> vetenskapliga undersökningar<br />
o Rekommendationer eller standarder<br />
o Dokumentation för kurser<br />
Det bör påpekas att Rundströms rapporter år 1982 <strong>och</strong> 1983 hör till en <strong>och</strong> samma utredning<br />
om tillgänglighet <strong>och</strong> tillförlitlighet hos <strong>larmsystem</strong>. Den första rapporten avser<br />
den första etappen, vilken omfattar en enkät till svenska fjärrvärmeföretag. I den andra<br />
rapporten ingår även mätningar <strong>och</strong> funktionskontroller för ett begränsat antal larmenheter.<br />
11.1 Allmänt tillgänglig dokumentation, via branschorganisationer, bibliotek etc<br />
AB <strong>Svensk</strong> Byggtjänst, Värmekulverthandboken 1986, ISBN 91-7332-313-6<br />
Bergström, G, Nilsson, S <strong>och</strong> Sällberg, S-E 2001, Vattenläckage genom otät<br />
mantelrörskarv, <strong>Svensk</strong> <strong>Fjärrvärme</strong>, rapport FOU 2001:51<br />
Bodin, C, Ljungqvist, J <strong>och</strong> Rundström, T, 1987, Larmsystem – kompatibilitet,<br />
Stiftelsen för Värmeteknisk Forskning, rapport nr 286. ISSN 0282-3772.<br />
CEN European Committee for Standardization, TC 292 WG 11, 2001, förslag till<br />
standard, version e- 9July 2001,<br />
Cronholm, L-Å, 1996, Auktorisation av montörer för montage av skarvhylsor <strong>och</strong><br />
isolering, <strong>Svensk</strong> <strong>Fjärrvärme</strong>, rapport FOU 1996:6<br />
Idebro, T, Roseen R, Schleimann-Jensen A <strong>och</strong> Stenberg R, 1980, Larmsystem <strong>och</strong><br />
läcksökningsmetoder för fjärrvärmekulvert, del 1, Studsvik AB, rapport<br />
STUDSVIK/EI-90/140<br />
LEL, 1982, Resultatrapport. Provning av plastkulvert vid simulerat inre läckage,<br />
Energiverken i Göteborg.<br />
Ljungqvist, J, Oddving, B <strong>och</strong> Westin, R, 1987, Skador på mantelrörskarvar,<br />
Värmeforsk, rapport nr 257. ISSN 0282-3772.<br />
Molander Anders, 1983. Korrosionsproblem vid larmindikering i fjärrvärmekulvert,<br />
Studsvik Arbetsrapport EI-83/102<br />
Rundström, T, 1980, Tillgänglighet hos <strong>larmsystem</strong>, Slutrapport SVF E29, Studsvik<br />
AB, rapport STUDSVIK/EI-82/45<br />
Rundström, T, 1983, Tillgänglighet <strong>och</strong> tillförlitlighet hos <strong>larmsystem</strong>, 1983, Stiftelsen<br />
för Värmeteknisk Forskning, rapport nr 141. ISSN 0348-758X<br />
Rundström, T <strong>och</strong> Schleimann-Jensen, A, 1984, Metoder för lokalisering av läckor på<br />
värmekulvertar, Byggforskningsrådet, rapport R62:1984<br />
76
Stenberg, R, Larmsystem <strong>och</strong> läcksökningsmetoder för värmekulvertar,<br />
Byggforskningsrådet, rapport R89:1977. ISBN 91-540-2792-6.<br />
Standardiseringen I Sverige SIS, <strong>Svensk</strong> Standard SS-EN 448. <strong>Fjärrvärme</strong>system –<br />
Förisolerade rörsystem med fast förband mellan värmeisolering <strong>och</strong> medierör respektive<br />
mantelrör för markförlagd distribution av hetvatten.<br />
<strong>Svensk</strong> <strong>Fjärrvärme</strong>, juni 1997, Fuktövervakning, tekniska rekommendationer för<br />
<strong>fukt</strong>övervakning i fjärrvärmekulvert, Upphandlingsserien FVF D:207.<br />
<strong>Svensk</strong> <strong>Fjärrvärme</strong>, februari 2002, Fuktövervakning, tekniska bestämmelser för<br />
<strong>fukt</strong>övervakning i <strong>fjärrvärmerör</strong>, FVF D:207.<br />
<strong>Svensk</strong> <strong>Fjärrvärme</strong> Certifiering av <strong>fjärrvärmerör</strong> - program för provning <strong>och</strong> kontroll,<br />
November FVF 2000:14.<br />
11.2 Företagsdokumentation<br />
ECOPIPE. 1987-01-09 Ljunggren L <strong>och</strong> Kuusela L, Prefabricerad larmskena i muff<br />
som aktivator <strong>och</strong> distans<br />
Jon-Sved AB. 1987-01-23, Svedoff G, Fuktresistans i kulvert – rostens påverkan <strong>och</strong><br />
mätvärden på olika instrument<br />
UPONOR innovation AB 1987-03-09 Carlsson Thomas, Kontroll av larmaktivator<br />
UPONOR Inovation AB, Thomas Carlsson 1987-06-29, Långtidseffekter på larmtråd<br />
med PUR hud<br />
11.3 Övrig Dokumentation<br />
Andersson Jan, Rapportkoncept 2001 Digitala läck<strong>detektering</strong>ssystem<br />
Clegg, B, 1993, Underground cable fault location, McGraw Hill Europe, Maidenhead<br />
Hellström, J, 1980, Tekno’s EL2, Elmätteknik, Teknografiska Institutet, Stockholm,<br />
Tekno’s Facklitteratur nr 162<br />
Klimpke, K <strong>och</strong> Güttler, H, 1996, Fehlerortung, VDE-Verlag, Berlin<br />
Kuffel, E <strong>och</strong> Zaengl, W S, 1984, High-voltage engineering fundamentals, Pergamon<br />
Press, New York, N Y<br />
Malik, N H, Qureshi, M I <strong>och</strong> Al-Arainy A A, 1997, Electrical insulation in power<br />
systems, Marcel Dekker, New York, NY<br />
Möller B, 2001, TDR – mätning i geoteknik – Förstudie, SGI, Varia 515<br />
Nationalencyklopedin, Bokförlaget Bra Böcker AB, Höganäs<br />
O’Connor, K M <strong>och</strong> Dowding, C H, 1999, Geomeasurements by pulsing TDR cables<br />
and probe, CRC Press, Boca Raton, FL<br />
Stadtwerke Bielefeld GmbH 1999 – Gleichspannungsprüfung an<br />
Lecküberwachungsadern<br />
77
von Hippel, A (Red.), 1954, Dielectric materials and applications, Technology Press of<br />
MIT, Cambridge, MA, omtryckt 1995 i facsimile av Artech House, Boston, MA<br />
ÅF-SIFU, 1996, <strong>Fjärrvärme</strong> – Mantelskarvning, kursdokumentation<br />
Följande rapporter avser akustiska metoder att lokalisera läckor:<br />
Bjurström, H, 1992, ”LOKAL”, ett instrument för akustisk läcksökning <strong>och</strong><br />
läcklokalisering i ledningsnät, <strong>Fjärrvärme</strong>utveckling FVU AB, rapport FVU-92/18<br />
Thurner, H, 1991, Läcksökning i fjärrvärmekulvertar, Värmeforsk, rapport nr 412<br />
11.4 Projektdokument - frågeformulär<br />
Svarsfrekvensen på utskickade frågeformulär var strax över 50 %. Av 47 utskickade<br />
frågeformulär har svar erhållits från 9(21) energibolag, 7 24 (7) tillverkare av<br />
<strong>fjärrvärmerör</strong>, 6(6) tillverkare av <strong>fukt</strong>övervakningsutrustning <strong>och</strong> 3(13) montage- <strong>och</strong><br />
läcksökningsföretag.<br />
Tillverkare av <strong>fjärrvärmerör</strong><br />
Wieschalla Hansi, Alstom Power Flow System<br />
Rolin Jan, KWH Pipe<br />
Johansson Göran, Power Pipe System AB<br />
Thorén Lennart, Lögstör Rör Sverige AB<br />
ISOPLUS Fjernvarmeteknik A/S<br />
Starpipe A/S Dansk Rörindustri<br />
Tillverkare av <strong>fukt</strong>övervakningsutrustning<br />
Kjellberg Per-Olof, <strong>Fjärrvärme</strong>service i Örebro AB<br />
Wirfalk Arnold <strong>och</strong> Boman Peter, Wideco i Borås AB<br />
Edström Mats-Olof, Mittel Produkter AB<br />
Swedoff Görean, Göran Swedoff AB<br />
Jonsson Bo, CWA Systems AB<br />
Persson Peter, Vitec Energy AB<br />
Montage <strong>och</strong> läcksökningsföretag<br />
Andezon Lars-Erik, <strong>Fjärrvärme</strong>larm i Borås AB<br />
Röjd Gunnar, Gunnar Röjd Kulvertkontroll HB<br />
Wallner Lars, Stockholms Byggnadsmaterial AB<br />
24 AB Isolermetoder har vidtalats men avböjt deltagande då produkter med larmtrådar ej ingår i<br />
sortimentet.<br />
78
Energibolag<br />
Johansson Karl-Erik, Göteborg Energi AB<br />
Lind Leif, Jämtkraft AB<br />
Tyrholm Peter, Sydkraft Öst Värme AB<br />
Almqvist Claes, Växjö Energi AB<br />
Nerén Kent-OveMälarEnergi AB<br />
Gustavsson Patrik, Ljungby Energi AB<br />
Björnfot Tomas, Luleå Energi AB<br />
Hacksell Pekka, Borås Energi AB<br />
Sundström Sten, Öresundskraft<br />
11.5 Personkontakter<br />
A<br />
Anderssen Kenneth, A/S Dansk Rörindustri STARPIPE<br />
Anderzon Lars-Erik, <strong>Fjärrvärme</strong>larm i Borås AB<br />
Antonsen Kurt, ALSTOM Power Flow System<br />
B<br />
Boman Peter, Wideco i Borås AB<br />
F<br />
Forsberg Anders, Vitec Energy AB<br />
G<br />
Granath Benny, Isoplus Fjernvarmeteknik A/S<br />
J<br />
Johansson Göran, Powerpipe System AB<br />
Johansson Karl-Erik, Göteborg Energi AB<br />
Jonsson Bo, CWA Systems AB<br />
L<br />
Ljunggren Lars, Göteborg Energi AB<br />
M<br />
Masar Mikael, KWH Pipe<br />
N<br />
Nilsson Pekka, LTK Larm <strong>och</strong> termokontroll AB<br />
Norgren Jonas, AB Isoleringsmetoder<br />
P<br />
Persson Peter, Vitec AB<br />
R<br />
Rasmussen Jan, A/S Dansk Rörindustri<br />
Rolin Jan, KWH Pipe<br />
Rosendal Verner, Isoplus Fjernvarmeteknik A/S<br />
S<br />
Schleimann – Jensen Arne, Arne Jensen AB<br />
Strömberg Jonny, OC Jensen, Danmark<br />
Störholt, Ove, Isopipe<br />
79
Swedoff Göran, G Svedoff A<br />
T<br />
Torén, Lennart, Lögstör Rör AB<br />
W<br />
Westanbäck Bo, Lögstör Rör AB<br />
Wiberg Leif, Ing. F:a Leif Wiberg<br />
Wirfalk Arnold, Wideco i Borås AB<br />
Wieschalla Hans, ALSTOM Power Flow System<br />
Z<br />
Zitnik Mihael, Uppsala Universitet<br />
Ö<br />
Öberg Niclas, Xi Instrument AB<br />
<strong>och</strong> många fler<br />
80
Rapportförteckning<br />
Samtliga rapporter kan beställas hos <strong>Svensk</strong> <strong>Fjärrvärme</strong>s Förlagsservice.<br />
Telefon: 026 – 24 90 24, Telefax: 026 – 24 90 10, www.fjarrvarme.org<br />
Nr Titel Författare Publicerad<br />
2003-10-28<br />
FORSKNING OCH UTVECKLING – RAPPORTER<br />
1 Inventering av skador på befintliga skarvar med CFC-blåsta<br />
respektive CFC-fria fogskum<br />
Hans Torstensson maj-96<br />
2 Tryckväxlare – Status hösten 1995 Bror-Arne Gustafson<br />
Lena Olsson<br />
maj-96<br />
3 Bevakning av internationell fjärrvärmeforskning Sture Andersson<br />
Gunnar Nilsson<br />
maj-96<br />
4 Epoxirelining av <strong>fjärrvärmerör</strong> Jarl Nilsson sep-96<br />
5 Effektivisering av konventionella fjärrvärmecentraler<br />
(abonnentcentraler)<br />
6 Auktorisation av montörer för montage av skarvhylsor <strong>och</strong> isolering<br />
Former <strong>och</strong> utvärdering<br />
Lena Råberger<br />
Håkan Walletun<br />
okt-96<br />
Lars-Åke Cronholm okt-96<br />
7 Direkt markförlagda böjar i fjärrvärmeledningar Jan Molin<br />
Gunnar Bergström<br />
8 Medierör av plast i fjärrvärmesystem Håkan Walletun<br />
Heimo Zinko<br />
9 Metodutveckling för mätning av värmekonduktiviteten i<br />
kulvertisolering av polyuretanskum<br />
Lars-Åke Cronholm<br />
Hans Torstensson<br />
dec-96<br />
dec-96<br />
dec-96<br />
10 Dynamiska värmelaster från fiktiva värmebehov Sven Werner mars-97<br />
11 Torkning av tvätt i fastighetstvättstugor med fjärrvärme H. Andersson<br />
J. Ahlgren<br />
12 Omgivningsförhållandenas betydelse vid val av strategi för<br />
Sture Andersson<br />
ombyggnad <strong>och</strong> underhåll av fjärrvärmenät. Insamlingsfasen Jan Molin<br />
Carmen Pletikos<br />
13 <strong>Svensk</strong> statlig fjärrvärmeforskning 1981-1996 Mikael Henriksson<br />
Sven Werner<br />
14 Korrosionsrisker vid användning av stål- <strong>och</strong> plaströr i<br />
fjärrvärmesystem – en litteraturstudie<br />
15 Värme- <strong>och</strong> masstransport i mantelrör till ledningar<br />
för fjärrkyla <strong>och</strong> fjärrvärme<br />
16 Utvärdering av <strong>fukt</strong>inträngning <strong>och</strong> gasdiffusion<br />
hos gamla kulvertrör ”Hisings-Backa”<br />
maj-99<br />
dec-97<br />
dec-97<br />
Peeter Tarkpea dec-97<br />
Daniel Eriksson<br />
Bengt Sundén<br />
dec-97<br />
Ulf Jarfelt dec-97<br />
17 Kulvertförläggning med befintliga massor Jan Molin<br />
Gunnar Bergström<br />
Stefan Nilsson<br />
dec-97<br />
18 Värmeåtervinning <strong>och</strong> produktion av frikyla – två sätt att öka<br />
marknaden för fjärrvärmedrivna absorptionskylmaskiner<br />
Peter Margen dec-97<br />
19 Projekt <strong>och</strong> Resultat 1994-1997 Anders Tvärne mars-98
Nr Titel Författare Publicerad<br />
20 Analys av befintliga fjärrkylakunders kylbehov Stefan Aronsson<br />
Per-Erik Nilsson<br />
21 Statusrapport<br />
Trycklösa Hetvattenackumulatorer<br />
22 Round Robin<br />
test av isolerförmågan hos <strong>fjärrvärmerör</strong><br />
03-10-28<br />
Mats Lindberg<br />
Leif Breitholtz<br />
mars-98<br />
maj-98<br />
Ulf Jarfelt maj-98<br />
23 Mätvärdesinsamling från inspektionsbrunnar i fjärrvärmesystem Håkan Walletun juni-98<br />
24 <strong>Fjärrvärme</strong>rörens isolertekniska långtidsegenskaper Ulf Jarfelt<br />
Olle Ramnäs<br />
25 Termisk undersökning av koppling av köldbärarkretsar till<br />
fjärrkylanät<br />
juni-98<br />
Erik Jonson juni-98<br />
26 Reparation utan uppgrävning av skarvar på <strong>fjärrvärmerör</strong> Jarl Nilsson<br />
Tommy Gudmundson<br />
27 Effektivisering av fjärrvärmecentraler – metodik, nyckeltal<br />
<strong>och</strong> användning av driftövervakningssystem<br />
juni-98<br />
Håkan Walletun apr-99<br />
28 Fjärrkyla. Teknik <strong>och</strong> kunskapsläge 1998 Paul Westin juli-98<br />
29 Fjärrkyla – systemstudie Martin Forsén<br />
Per-Åke Franck<br />
Mari Gustafsson<br />
Per-Erik Nilsson<br />
30 Nya material för <strong>fjärrvärmerör</strong>. Förstudie/litteraturstudie Jan Ahlgren<br />
Linda Berlin<br />
Morgan Fröling<br />
Magdalena Svanström<br />
juli-98<br />
dec-98<br />
31 Optimalt val av värmemätarens flödesgivare Janusz Wollerstrand maj-99<br />
32 Miljöanpassning/återanvändning av polyuretanisolerade <strong>fjärrvärmerör</strong> Morgan Fröling dec-98<br />
33 Övervakning av fjärrvärmenät med fiberoptik Marja Englund maj-99<br />
34 Undersökning av golvvärmesystem med PEX-rör Lars Ehrlén apr-99<br />
35 Undersökning av funktionen hos tillsatser för fjärrvärmevatten Tuija Kaunisto<br />
Leena Carpén<br />
maj-99<br />
36 Kartläggning av utvecklingsläget för ultraljudsflödesmätare Jerker Delsing nov-99<br />
37 Förbättring av fjärrvärmecentraler med sekundärnät Lennart Eriksson<br />
Håkan Walletun<br />
38 Ändgavlar på <strong>fjärrvärmerör</strong> Gunnar Bergström<br />
Stefan Nilsson<br />
39 Användning av lågtemperaturfjärrvärme Lennart Eriksson<br />
J<strong>och</strong>en Dahm<br />
Heimo Zinko<br />
40 Tätning av skarvar i <strong>fjärrvärmerör</strong> med hjälp av material<br />
som sväller i kontakt med vatten<br />
Rolf Sjöblom<br />
Henrik Bjurström<br />
Lars-Åke Cronholm<br />
maj-99<br />
sept-99<br />
sept-99<br />
nov-99
Nr Titel Författare Publicerad<br />
41 Underlag för riskbedömning <strong>och</strong> val av strategi för underhåll<br />
<strong>och</strong> förnyelse av fjärrvärmeledningar<br />
42 Metoder att nå lägre returtemperatur med värmeväxlardimensionering<br />
<strong>och</strong> injusteringsmetoder. Tillämpning på två fastigheter i Borås.<br />
43 Vidhäftning mellan PUR-isolering <strong>och</strong> medierör. Har blästring<br />
av medieröret någon effekt?<br />
44 Mindre lokala produktionscentraler för kyla med optimal<br />
värmeåtervinningsgrad i fjärrvärmesystemen<br />
03-10-28<br />
Sture Andersson<br />
Jan Molin<br />
Carmen Pletikos<br />
dec-99<br />
Stefan Petersson mars-00<br />
Ulf Jarfelt juni-00<br />
Peter Margen juni-00<br />
45 Fullskaleförsök med friktionsminskande additiv i Herning, Danmark Flemming Hammer<br />
Martin Hellsten<br />
feb-01<br />
46 Nedbrytningen av syrereducerande medel i fjärrvärmenät Henrik Bjurström okt-00<br />
47 Energimarknad i förändring<br />
Utveckling, aktörer <strong>och</strong> strategier<br />
Fredrik Lagergren nov-00<br />
48 Strömförsörjning till värmemätare Henrik Bjurström nov-00<br />
49 Tensider i fjärrkylenät – Förstudie Marcus Lager nov-00<br />
50 <strong>Svensk</strong> sammanfattning av AGFWs slutrapport<br />
”Neuartige Wärmeverteilung”<br />
51 Vattenläckage genom otät mantelrörsskarv Gunnar Bergström<br />
Stefan Nilsson<br />
52 Direktförlagda böjar i fjärrvärmeledningar<br />
Påkänningar <strong>och</strong> skadegränser<br />
Heimo Zinko jan-01<br />
Sven-Erik Sällberg<br />
Gunnar Bergström<br />
Stefan Nilsson<br />
jan-01<br />
jan-01<br />
53 Korrosionsmätningar i PEX-system i Landskrona <strong>och</strong> Enköping Anders Thorén feb-01<br />
54 Sammanlagring <strong>och</strong> värmeförluster i närvärmenät J<strong>och</strong>en Dahm<br />
Jan-Olof Dalenbäck<br />
feb-01<br />
55 Tryckväxlare för fjärrkyla Lars Eliasson mars-01<br />
56 Beslutsunderlag i svenska energiföretag Peter Svahn sept-01<br />
57 Skarvtätning baserad på svällande material Henrik Bjurström<br />
Pal Kalbantner<br />
Lars-Åke Cronholm<br />
okt-01<br />
58 Täthet hos skarvar vid återfyllning med befintliga massor Gunnar Bergström<br />
Stefan Nilsson<br />
Sven-Erik Sällberg<br />
okt-01<br />
59 Analys av trerörssystem för kombinerad distribution av<br />
fjärrvärme <strong>och</strong> fjärrkyla<br />
Guaxiao Yao dec-01<br />
60 Miljöbelastning från läggning av <strong>fjärrvärmerör</strong> Morgan Fröling<br />
Magdalena<br />
Svanström<br />
jan-02<br />
61 Korrosionsskydd av en trycklös varmvattenackumulator<br />
med kvävgasteknik – fjärrvärmeverket i Falkenberg<br />
Leif Nilsson jan-02<br />
62 Tappvarmvattenreglering i P-märkta fjärrvärmecentraler för<br />
villor – Utvärdering <strong>och</strong> förslag till förbättring<br />
Tommy Persson jan-02
Nr Titel Författare Publicerad<br />
63 Experimentell undersökning av böjar vid kallförläggning<br />
av <strong>fjärrvärmerör</strong><br />
03-10-28<br />
Sture Andersson<br />
Nils Olsson<br />
jan-02<br />
64 Förändring av fjärrvärmenäts flödesbehov Håkan Walletun<br />
Daniel Lundh<br />
jan-02<br />
65 Framtemperatur vid värmegles fjärrvärme Tord Sivertsson<br />
Sven Werner<br />
mars-02<br />
66 Fjärravläsning med signaler genom rörnät – förstudie Lars Ljung<br />
Rolf Sjöblom<br />
mars-02<br />
67 Fukttransport i skarvskum Gunnar Bergström<br />
Stefan Nilsson<br />
Sven-Erik Sällberg<br />
april-02<br />
68 Round Robin test II av isolerförmågan hos <strong>fjärrvärmerör</strong> Ture Nordenswan april-02<br />
69 EkoDim – beräkningsprogram Ulf Jarfelt juni-02<br />
70 Felidentifiering i FC med ”flygfoton” – Förstudie Patrik Selinder<br />
Håkan Walletun<br />
juni-02<br />
71 Digitala läck<strong>detektering</strong>ssystem Jan Andersson aug-02<br />
72 Utvändigt skydd hos <strong>fjärrvärmerör</strong>sskarvar Gunnar Bergström<br />
Stefan Nilsson<br />
Sven-Erik Sällberg<br />
73 Fuktdiffusion i plaströrsystem Heimo Zinko<br />
Gunnar Bergström<br />
Stefan Nilsson<br />
Ulf Jarfelt<br />
sept-02<br />
sept-02<br />
74 Nuläge värmegles fjärrvärme Lennart Larsson<br />
Sofie Andersson<br />
Sven Werner<br />
sept-02<br />
75 Tappvarmvattensystem – egenskaper, dimensionering <strong>och</strong> komfort Janusz Wollerstrand sept-02<br />
76 Teknisk <strong>och</strong> ekonomisk jämförelse mellan 1- <strong>och</strong> 2-stegskopplade<br />
fjärrvärmecentraler<br />
77 Isocyanatexponering vid svetsning av <strong>fjärrvärmerör</strong> Gunnar Bergström<br />
Lisa Lindqvist<br />
Håkan Walletun okt-02<br />
Stefan Nilsson<br />
78 Förbättringspotential i sekundärnät Lennart Eriksson<br />
Stefan Petersson<br />
Håkan Walletun<br />
okt-02<br />
okt-02<br />
79 Jämförelse mellan dubbel- <strong>och</strong> enkelrör Ulf Jarfelt dec-02<br />
80 Utvändig korrosion på <strong>fjärrvärmerör</strong> Göran Sund dec-02<br />
81 Varmvattenkomfort sommartid i småhus Tommy Persson dec-02<br />
82 Miljöbelastning från produktion av <strong>fjärrvärmerör</strong> Morgan Fröling<br />
Camilla Holmgren<br />
dec-02<br />
83 Samverkande produktions- <strong>och</strong> distributionsmodeller John Johnsson<br />
Ola Rossing<br />
feb-03<br />
84 Användning av aska vid förläggning av fjärrvärmeledningar -<br />
förstudie<br />
Rolf Sjöblom feb-03<br />
85 Marginaler i fjärrvärmesystem Patrik Selinder<br />
Heimo Zinko<br />
mars-03<br />
86 Flödesutjämnande körstrategi Gunnar Larsson april-03<br />
87 ”Black-Box”-undersökning av fjärrvärmecentraler Håkan Walletun<br />
Bernt Svensson<br />
juni-03
Nr Titel Författare Publicerad<br />
88 Långtidsegenskaper hos lågflödesinjusterade radiatorsystem Stefan Petersson<br />
Sven Werner<br />
aug-03<br />
89 Rationellt byggande av fjärrvärmeledningar Tommy Gudmundson sep-03<br />
90 Total – Kontra utförandeentreprenad Tommy Gudmundson sep-03<br />
91 Tryckväxlare för fjärrkyla – Teknik <strong>och</strong> funktion Bror-Arne Gustafson sep-03<br />
92 Kylning av kylmaskiners kondensorer med fjärrkyla i<br />
livsmedelsbutiker<br />
03-10-28<br />
Caroline Haglund<br />
Stignor<br />
sep-03<br />
93 Minskade distributionsförluster med diffusionstäta <strong>fjärrvärmerör</strong> Maria Olsson okt-03<br />
94 Kopplingsprinciper för fjärrvärmecentral <strong>och</strong> frånluftsvärmepump Patrik Selinder<br />
Håkan Walletun<br />
Heimo Zinko<br />
95 Funktion hos 1-rörs radiatorsystem – Avkylning, komfort <strong>och</strong> stabilitet Stefan Petersson<br />
Bernt-Erik Nyberg<br />
okt-03<br />
okt-03<br />
96 EPSPEX-kulvert – Utveckling, utförande <strong>och</strong> uppföljning Tommy Gudmundson okt-03<br />
97 EPSPEX-kulvert – Funktion under <strong>och</strong> efter vattendränkning Stefan Nilsson<br />
Sven-Erik Sällberg<br />
Gunnar Bergström<br />
98 Fukt i <strong>fjärrvärmerör</strong>, <strong>larmsystem</strong> <strong>och</strong> <strong>detektering</strong><br />
Inventering av mätmetoder <strong>och</strong> gränsvärden<br />
FORSKNING OCH UTVECKLING – ORIENTERING<br />
Henrik Bjurström<br />
Lars-Åke Cronholm<br />
Mats-Olov Edström<br />
okt-03<br />
okt-03<br />
1 Fjärrkyla: Behov av forskning <strong>och</strong> utveckling Sven Werner jan-98<br />
2 Utvärdering av fjärrkyla i Västerås. Uppföljning av Värmeforsk rapport<br />
nr 534. Mätvärdesinsamling för perioden 23/5 – 30/9 1996.<br />
3 Symposium om <strong>Fjärrvärme</strong>forskning på Ullinge Wärdshus i Eksjö<br />
kommun, 10-11 december 1996<br />
4 Utvärdering av fjärrkyla i Västerås. Uppföljning av Värmeforsk rapport<br />
nr 534. Mätvärdesinsamling för period 2. 1/1 – 31/12 1997.<br />
5 Metodutveckling för mätning av värmekonduktiviteten<br />
i kulvertisolering av polyuretanskum<br />
6 Optimering av fjärrvärmevattens framledningstemperatur i mindre<br />
fjärrvärmesystem<br />
Lars Lindgren<br />
Conny Nikolaisen<br />
jan-98<br />
Lennart Thörnqvist jan-98<br />
Conny Nikolaisen juli-98<br />
Lars-Åke Cronholm<br />
Hans Torstensson<br />
Ilkka Keppo<br />
Pekka Ahtila<br />
sept-99<br />
jan-03
<strong>Svensk</strong>a <strong>Fjärrvärme</strong>föreningens Service AB <strong>och</strong> Statens Energimyndighet<br />
bedriver forskningsprogram inom området fjärrvärme<br />
hetvattenteknik <strong>och</strong> fjärrkyla.<br />
SVENSKA FJÄRRVÄRMEFÖRENINGENS SERVICE AB<br />
101 53 STOCKHOLM<br />
Besöksadress: Olof Palmes Gata 31, 6 tr<br />
Telefon 08 - 677 25 50, Telefax 08 - 677 25 55<br />
Förlagsservice, beställning av trycksaker:<br />
Telefon 026 - 24 90 24, Telefax 026 - 24 90 10