浅谈电缆故障查中的管线探测方法及接收探测

来源:用户上传      作者:

　　摘要：随着城市建设的快速发展，电力电缆供电广泛得到應用，电缆维护的工作量成倍增加。由于原先电缆路径资料不尽如人意，电缆路径的探测与电缆的鉴别成为电缆维护工作难题。下面对新电缆故障查找的系统分析，以期可改变电力电缆管理中路径资料不全、安全隐患大的现状，设备操作简便，工效较高，功能齐全，能精确探测电缆路径并准确识别区分电缆，大大减少电网不必要的停电，有效提高配网运行维护水平。
　　关键词：电缆故障 查找 管线探测方法
　　近年来，随着城市建设的快速发展，电力电缆供电广泛得到应用，电缆维护的工作量成倍增加。电缆路径的探测与电缆的鉴别成为电缆维护工作中极其重要的一环。如果无法明确电缆路径，将增加工程施工时损伤供电电缆事故的发生率；不知道电缆具体走向，就无法对电缆的故障点进行查找，影响了抢修的速度和恢复供电的时间。因此，智能电缆路径探测系统的研制具有十分重要的社会和经济效益。
　　1电缆故障查找及路径管理设备发展现状
　　地下管线是城市基础设施的重要组成部分，城市地下管线包括给水、排水、燃气、热力、电信、电力、工业管道等几大类，是发挥城市功能、确保城市经济和社会健康、协调发展的物质基础，被称为城市的“血管”和“神经”。同时，在进行城市规划、设计、施工和管理工作中，如果没有完整准确的地下管线信息，就会变成“瞎子”，到处碰壁，寸步难行，甚至造成重大损失。 近年来，随着城市化进程的加快和城市建设的快速发展，各地加大了城市地下空间、特别是地下管线的开发和利用，加强了地下管线档案管理。但由于一些地下管线工程建设单位、管线管理单位等，不能及时向城建档案管理部门送交地下管线档案，致使地下管线档案信息的集中统一管理和查询服务工作不能适应城市建设发展的需要。地下管线在方便城市生活的同时，也因施工不当、年久失修等存在很大的安全隐患，可能造成巨大的人员和财产损失，甚至成为当地居民的“夺命线”。
　　2电缆故障查找中管线探测方法及接收探测
　　（一）管线探测方法
　　该工具场源有被动源和主动源两种工作方式。被动源工作方式用来搜索一个区域内未知的电力电缆或者施加有阴极保护信号的地下管道以及能感应到无线电频率的金属管线，主动源工作方式用来追踪和定位区域内管线信号。
　　1、被动源工作方式：
　　1）被动源工频法工作方式不需要发射机，它可以搜索出一个未知区域内的电力电缆。打开接收机，选择接收机工作频率为50Hz，调节增益得到一个合适的读数并选择极大值法或极小值法，以网格搜索方式在一个区域内来回搜索。提着接收机平稳地行走，使机身面与移动方向成一直线且尽可能与通过的管线呈直角状态，不要弧形摆动，因为这样会产生一些误导信号。当接收机响应显示有异常时，立即停下，精确定位管线的位置并做好标记。对穿出搜索区域范围的某条管线亦需进行追踪和标记。
　　2）被动源阴极保护电流（CPS）信号法工作方式不需要发射机，它可以它可以搜索出一个未知区域内的施加有外加电流阴极保护的地下金属管道。打开接收机，选择接收机工作频率为CPS，使用方法与工频法相同。
　　3）无线电频率探测模式：无线电频率探测方式，主要应用于能感应到无线电频率的金属管线探测。
　　2、主动源工作方式
　　主动源工作方式是将发射机发出的特定频率的信号施加到管线上，再用接收机对管线进行定位和追踪。采用主动源方式可以对管线进行精确定位、追踪、测深，也可以对地下管线防腐层破损点进行精确定位并可确定防腐层破损点的大小。
　　测仪发射机信号施加的方法有两种：直接法和感应法。直接法是追踪管线比较理想的方法，感应法是寻找区域内地下管线最方便的方法。具体方法分述如下
　　（1）直接法：
　　发射机直接与管线相连接，并在管线中产生最强信号，这种方法在探测管线中应为首选。它适用于连续追踪定位各种地下管线，定位、测深，精度较高。
　　（2）感应法：
　　当操作者不能将发射机的信号直接施加到目标管线上时，可以采用感应法。发射机内有一发射线圈，当打开发射机，发射线圈可以将信号直接感应到发射机下面的管线上，用接收机就可以接收到地下管线产生的电磁场。该方法使用方便快捷，不需要连接到目标管线上，但该方法信号也会感应到邻近非目标管线上，还有一部分信号的能量损失在周围的土壤中使感应信号减弱。
　　感应法不能给金属井盖或钢筋混凝土路面下的管线施加信号，因为信号将被金属井盖或钢筋网屏蔽。感应法也不能用来给绝缘良好的管线施加信号，除非管线两端有良好的接地。
　　（二）接收探测
　　接收机用于对目标管线的定位、定深和测量目标管线中的电流。
　　当发射机的信号成功地施加到目标管线上以后便可以用接收机探测目标管线的位置、走向、深度。位置和埋深是地下管线的最重要资料，因此对管线定位和定深是地下管线探测工作中最重要的环节。
　　1、管线定位
　　用接收机探测目标管线的位置时，需要随时注意可能干扰定位精度的因素，防止发射机信号偶合到相邻管线，使探测结果出现偏差。
　　（1）准备工作：
　　1） 检查电源电压： 打开接收机，检查电池电压，电量不足时需要先充足电后使用。
　　2）频率选择： 按动频率键，将接收机频率设定在所需的频率。如果采用主动源模式，接收机的频率应与发射机一致。
　　3）灵敏度设置：调节上升键或下降键来增加或减小接收机增益，使条形图读数位于整个量程的60-80%处。
　　4）工作模式选择：按动模式键，根据需要选择合适的工作模式。8018管线探测仪接收机提供了峰值模式、宽峰模式、宽峰箭头模式和谷值模式四种探测模式。
　　（2）峰值（极大值）法
　　峰值法响应模式采用单水平天线（宽峰）或双水平天线接收目标管线信号的水平分量，接收机在目标管线正上方得到最大值响应。单水平天线宽峰模式用在定位较深的管线，探测的信号灵敏度最高。接收机在被探测管线的正上方时，信号强度最大，响应范围宽，定位精度比其它方式要低。双水平天线峰值法比单水平天线宽峰模式具有更陡的峰值响应，测量位置相对准确，信号强度较弱。接收机在被定位管线正上方时，信号强度达到峰值。 　　首先要对目标管线进行定位，保持接收机与地面大体垂直并将接收机机身宽面对准发射机，如果信号直接连接到目标管线上，则以发射机为圆心，以5-10米为半径（如果采用感应法，则半径要大于20米）绕发射机作圆形行走，调节灵敏度，使接收机保持一定的静态信号。在出现峰值响应的地方向两侧轻轻地来回移动接收机，找出峰值响应的准确位置并做上标记，这一位置即为目标管线的位置。
　　采用峰值法对管线进行精确定位方法：当找到峰值响应点时停下来，不要移动接收机，原地转动接收机，当响应最大时停下来，保持接收机垂直地面，在管线上方左右移动接收机，响应最大的地方即为目标管线的位置。
　　在目标管线的上方，手持接收机，使接收机机身宽面与管线垂直，调整灵敏度，使条形图读数位于整个量程的60-80%之间。离开发射机，同时左右移动接收机，中间峰值两边减小的情况则表明探测探测人员走在管线的正上方，这样就可以对管线进行远距离追踪。
　　（3） 谷 （极小）值法
　　谷（极小）值法响应模式用一个垂直天线，接收目标管线的垂直分量，接收机在目标管线正上方得到最小值响应。谷（极小）值法定位直观、快捷，但易受干扰，精度较差。主要用于快速追踪管线和验证峰值法响应的准确性。使用谷（极小）值法可以加快追踪管线的速度，能以任意角度随意拿着接收机，因为零值响应不取决于管线的方向。当沿管线走向行走时，在管线正上方时接收机可得到最小值，声音也最小。当左右移动接收机时，条形图的读数会增大到一个峰值，并且声音也随之增大，所以在探测过程中要注意观察管线正上方的零值响应和管线两侧的峰值响应。
　　采用谷（极小）值响应模式探测目标管线时，应周期性切换到峰值响应模式，以便验证目标管线的准确位置。用峰值模式作定点定位并做好标记，然后切换到零值响应模式，在管线谷（极小）值位置做好标记，如果峰值响应标记与谷（极小）值响应标记的位置一致，则可以认为该点定位是精确的。如果两者不一致，则可认为定点定位不精确，目标管线的实际位置应该靠近峰值响应的位置。
　　（4） 峰值箭头模式
　　峰值箭头模式同时使用一个垂直天线和两个水天线，同时接收目标管线的垂直分量和水平分量，接收机在目标管线正上方得到最大值并且有左右箭头响应。当最大值与箭头方向位置一致时，则可以认为该点定位是精确的。如果两者不一致，则可认为定点定位不精确，目标管线的实际位置应该靠近峰值响应的位置。用该方法检测无需在探测过程中峰值和谷值周期性切换，操作更加简便快捷。
　　2、深度测量。
　　（1）直读法： 直读法测量深度的范围是：4.5cm- 6m，当超过该范围或者信号不正常时，接收机显示器显示错误信息。
　　在测深前首先用接收机的峰值法和极小（零）值法对目标管线进行精确定位，如果两个位置不一致，则表示有干扰存在，需要选择峰值信号和极小（零）值信号一致的地方进行深度测量。
　　（2）80%测深法。
　　将接收机置于目标管线的正上方地面上并垂直于地面，选择单水平天线峰值工作模式，调整灵敏度，把读数调整到一个合适的值，然后沿管线走向的垂直方向左右移动接收机直到显示器读数下降到管线正上方读数的80%。对这两个点做好标记并测量出它们之间的距离，这个距离就等于目标管线的埋土深度。
　　（3）45°测深法。
　　首先精确测量出目标管线的位置和走向，将接收机的工作模式切换到零值法，在深度测量点把接收机的底端放在管道正上方的地面上，调整接收机机身使其与地面成45度角，沿垂直于管线走向的方向移动接收机，当接收到的信号为最小值时，在接收机与底部所在的地面上做上标记，该标记与测量点之间的距离即为管线的埋土深度。
　　3、电流测量。
　　探测仪与传统的管线仪相比，它还能够测量目标管线上的电流大小，这就能帮助操作者更好的识别目标管线。在管线密集地区，接收机可能会在干扰管线上测到比目标管线上更强的信号，因为它的深度比目标管线浅。这时如果只是根据信号强度来测量就会很难准确地区分目标管线与干扰管线。用电流测量功能就能够有效地区分目标管线与非目标管线，电流测量数据最大的（而不是信号最强的）管线就是施加了发射机信号的目标管线。测量电流还可以提供关于三通和弯头的有用信息，在三通后面进行电流测量主管线由于长度大会吸引更多的电流，从而可以帮助判断主管线与支管线。
　　电流测量的原理：发射机给目标管线施加一个电流信号，随着离发射机距离的增加，电流的强度会逐渐减小，衰減的程度会因管线种类和土质而定。但对于某一种类型的管线，电流的衰减将保持稳定，而没有突然的下降或变化。电流的突然变化都表明管线或其状况发生了变化。
　　电流测量的方法：电流测量方法和测深方法完全一样，而且电流的大小在深度测量的时候就会同时检测出来并显示在显示器中。
　　信号感应到邻近的管线将降低测量的精度。如果测量的读数可疑，搜索附近的区域，检查附近是否有其它辐射信号的管线，如果其它信号造成了干扰，应该到管线的其它点进行深度/电流测量。
　　3.结语
　　在非开挖的情况下，对地下管道、电缆、光缆进行精确定位和埋土深度测量，精确查找地下管道外防腐层破损点、埋地电缆故障点的位置。该仪器融合超窄带滤波器、蓝牙无线通讯、GPS定位、专业数据分析软件自动成图、检测报告自动生成等最先进技术，具有超强抗干扰能力，精准定位和测深功能，大大提升配电网电缆运维管理水平，提高抢修及时率，有效保障客户供电，进一步增加客户满意度。
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-14865358.htm