Часто перед проведением каких-нибудь земляных работ или даже с целью обслуживания проложенного под землей кабеля, необходимо этот самый кабель найти. Согласитесь, будет весьма досадным - повредить проложенный под землей кабель, например зацепив его ковшом экскаватора или случайно пробурив.
Чтобы подобных казусов избежать, необходимо предварительно получить достоверную информацию о месте пролегания кабеля под землей, это же касается и подземных коммуникационных трубопроводов.
Если информация о месте проложенного под землей кабеля не будет достоверной или окажется недостаточно точной, то неминуемы лишние затраты и ошибки, а ошибки такие иногда чреваты плачевными последствиями для здоровья и даже для жизни людей.
Состояние подземных кабелей позволяют оценить трассоискатели, но иногда требуется локализовать кабель под землей, чтобы дальше провести его внимательный осмотр и принять решение о целесообразности тех или иных дальнейших действий. Именно о способах локализации кабелей под землей и пойдет речь в данной статье.
Как вы уже поняли, поиск подземного кабеля — дело ответственное, и требует большой внимательности и аккуратности. Давайте же рассмотрим способы поиска кабеля под землей.
Найдите документацию
В принципе любой объект, на территории которого имеются подземные кабели, имеет соответствующую документацию. Чертежи и схемы вы можете запросить в администрации города или у коммунальной службы, в ведомстве которой находится данный объект.
На этих чертежах должна быть представлена вся информация о подземных коммуникациях на территории объекта: подземные кабели, трубы, каналы и т. д. Эта документация станет для вас источником исходных данных, от которых можно будет оттолкнуться, чтобы знать где искать. Данные могут оказаться неточными, и тогда следующие шаги оператора позволят уточнить место положения кабеля под землей.
Прозондировать грунт на наличие закопанного кабеля, как один из вариантов, поможет георадар.
Георадары — это радиолокаторы, с помощью которых можно исследовать стены зданий, воду, землю, но не воздух. Данные геофизические приборы являются электронными устройствами, функционирование которых можно описать следующим образом.
Передающая антенна излучает радиочастотные импульсы в исследуемую среду, затем отраженный сигнал поступает на приемную антенну и обрабатывается. Процессы синхронизированы так, что система позволяет например на экране ноутбука увидеть место, где проходит подземный кабель.
Использование георадара, работающего на принципе излучения и приема электромагнитных волн, позволяет точно выявить глубину залегания и размер подземного объекта. С помощью георадара легко найти пластиковые трубы и оптоволоконные кабели под землей. Но отличить пластиковую трубу с водой от уплотнения в грунте сможет лишь профессионал. Тем не менее, приблизительно выявить расположение подземных коммуникаций в разного рода грунтах можно. Документация поможет оператору сориентироваться и понять, что он обнаружил — трубу с водой или трубу с кабелем.
Отрицательными факторами при работе с георадаром будут: высокий уровень грунтовых вод, глинистый грунт, наносы, - в силу их высокой проводимости, и, как следствие, возможности прибора будут ниже. Разнородные осадочные породы и скальный грунт способствуют рассеиванию сигнала.
Для правильной интерпретации полученной информации важно обладать достаточным опытом в данной сфере, и лучше всего, если оператором будет квалифицированный профессионал. Сам прибор довольно дорогой, и качество его использования, как вы уже догадались, сильно зависит от условий исследуемой среды.
В некоторых случаях температура проложенного под землей силового кабеля может сильно отличаться от температуры окружающего кабель грунта. И иногда разности температур может оказаться достаточно для точной локализации кабеля. Но опять же, внешние условия сильно влияют, и например ветер или солнечный свет значительно скажутся на результате анализа.
Наиболее верный способ поиска кабеля под землей — использовать метод электромагнитной локации. Это наиболее популярный и поистине универсальный способ поиска любых проводящих коммуникаций под землей, в том числе и кабелей. По количеству получаемой информации, данный метод, пожалуй, лучший.
Обнаруживается граница зоны залегания кабеля. Идентифицируется проводящий материал подземного объекта. Измеряется глубина залегания кабеля путем оценки электромагнитного поля от центра подземного кабеля. Может работать с любым типом грунта с одинаковой эффективностью. Трассоискатель имеет небольшой вес и не требует при обращении с собой специальных навыков от оператора.
Электромагнитный трассоискатель кабельных линий использует в процессе своей работы всем известный принцип электромагнитной индукции: любой металлический проводник с током образует вокруг себя электромагнитное поле. В случае силового кабеля - это ток рабочего напряжения линии, для стального трубопровода - вихревой ток наводки. Именно эти токи и улавливаются прибором.
Андрей Повный
При ремонте квартиры часто требуется знать места, по которым проведена скрытая электропроводка. Это необходимо по нескольким причинам.
Во-первых, при ремонте обычно необходимо сверлить отверстия для крепления в стенах различного оборудования. При этом попадание в проводку сверла дрели может, в лучшем случае, привести к порче электросети, а в худшем случае – нанести травму человеку.
Во-вторых, при замене старой скрытой проводки также требуется знать, где она проложена.
К сожалению, при ремонте не всегда имеется или частном доме. И хотя в соответствии с правилами по установке сетей (ПУЭ) кабеля должны размещаться строго горизонтально или вертикально, часто эти требования не выполняются, а схема домашнего электроснабжения смонтирована по самым коротким путям.
При ремонте вышедшей из строя скрытой проводки желательно также без разрушения стены точно определить места разрывов.
Различают два основных подхода к обнаружению закрытой проводки:
В соответствии с законами физики вокруг проводов с протекающим электричеством возникает электромагнитное поле. Большинство устройств для обнаружения скрытой проводки используют это свойство электрического тока.
Для обнаружения скрытой проводки выпускается большое число различных приборов. Они имеют различную сложность, возможности и, конечно, разную цену. Стоимость таких устройств может колебаться в широких пределах.
Среди электриков-профессионалов большой популярностью пользуется индикатор скрытой проводки Е121. С помощью этого устройства можно находить внутреннюю электросеть в штукатурке на глубине до 7 см. Прибор прост в обращении и относительно недорогой. Цена составляет около 1350 рублей.
Широко используются в домашних условиях приборы серии MS из Китая. Достоинство этих устройств – малая цена. Недостаток состоит в том, что они реагируют не только на провода, но и на другой металл.
Поэтому для эффективной работы с приборами MS необходимо иметь определенный опыт с тем, чтобы отличать сигналы от медных проводов и от других предметов из металла.
Цена детектора MS 158 составляет 350-900 рублей.
Вместо усилителя в схему можно добавить мультивибратор и светодиод. При обнаружении скрытой проводки происходит запуск первого и мигание источника света.
Возможным виновником пропадания света в доме может стать скрытая проводка. Обрыв в кабелях может возникнуть, например, из-за разрушения старой электросети или повреждения ее при сверлении стены.
Обнаружить обрыв в скрытой проводке можно с помощью указанных выше промышленных приборов. Как правило, в месте разрыва устройство подает соответствующий знак. Например, перестает издаваться звуковой сигнал.
Если в качестве индикатора используется приемник, то в месте обрыва издаваемый им звук, будет отличаться от обычного для него шума.
При отсутствии в наличии каких-либо устройств обрыв можно попытаться найти с помощью обычной таким инструментом, знает практически каждый). Этот метод работает только в случае, если произошел обрыв фазы.эта статья .
Для обнаружения проблемного места индикаторную отвертку при включенной сети надо медленно вести вдоль скрытой проводки и следить за поведением горящей лампочки.
Всякие отклонения от нормального свечения могут указывать на место обрыва.
Для случая, когда произошел разрыв нулевого провода, такой метод не действует. Чтобы проверить «ноль», необходимо сменить фазировку проводов.
Выводы :
Прибор предназначен для поиска электросетей переменного тока под землёй и в каналах бетонных и кирпичных зданий, их местоположение и глубину залегания.
В отключенные кабельные линии перед поиском трассы следует подать напряжение звуковой частоты достаточной мощности, а конец линии временно замкнуть, также следует поступить при возможном механическом повреждении, электромагнитное поле в поврежденном месте всегда в несколько раз выше, чем в исправном участке линии.
Принцип действия прибора основан на преобразовании электромагнитного поля электросети частотой 50 Гц в электрический сигнал, уровень которого зависит от напряжения и тока в проводнике, а также от расстояния до источника излучения и экранирующих факторов грунта или бетона.
Схема прибора состоит из датчика электромагнитного поля BF1, предварительного усилителя на транзисторе VT1, усилителя мощности DA1 и выходного контрольного устройства состоящего из звукового анализатора на наушниках ВA1 , светового пикового индикатора HL1 и гальванического прибора индикации мощности – PA1. Для снижения искажений сигнала электромагнитного поля в схемы усилителей введены цепи отрицательной обратной связи. Использование на выходе мощного усилителя низкой частоты позволяет подключать нагрузку любого сопротивления и мощности.
В схему введены установочные резисторы и регуляторы, позволяющие оптимизировать режим работы схемы устройства. Прибором можно оценить глубину залегания электросети от поверхности земли.
Для электропитания схемы прибора достаточно источника тока типа «Крона» на 9 вольт или КБС на напряжение 2 * 4,5 вольта.
Для устранения случайной разрядки элементов питания в схеме используется двойное выключение: размыканием плюсовой шины питания шины питания при отключении наушников BA1.
Электромагнитный датчик BF1 используется от высокоомных телефонных наушников типа ТОН -1 со снятой металлической мембраной. Он подключен к предварительному усилителю на транзисторе VT1 через разделительный конденсатор C2. Конденсатор С3 снижает уровень высокочастотных помех, особенно радио- помехи. Усилитель на транзисторе VT1 имеет обратную связь по напряжению с коллектора на базу через резистор R1, при повышении напряжения на коллекторе повышается напряжение на базе, транзистор открывается и напряжение коллектора снижается. Питание на усилитель подается через резистор R2 нагрузки с фильтра C1, R4. Резистор R3 в цепи эммитера транзистора VT1 смешает характеристику транзистора и за счёт отрицательного уровня напряжения несколько снижает усиление при пиках сигнала. Предварительно усиленный сигнал электромагнитного поля через конденсатор С4 гальванической развязки поступает на регулятор усиления R5 и далее через резистор R6 и конденсатор С6 на вход (1) аналоговой микросхемы усилителя мощности DA1. Конденсатор С5 снижают частоты более 8000 Гц для лучшего восприятия сигнала.
Усилитель мощности звуковой частоты на микросхеме DA1 с внутренним устройством защиты от коротких замыканий в нагрузке и перегрузки позволяет с хорошими параметрами усилить входной сигнал до величины достаточной для работы нагрузки мощностью до 1 ватта.
Искажения в сигнале вносимые усилителем в процессе работы зависят от значения отрицательной обратной связи. Цепь ОС состоит из резисторов R7,R8 и конденсатора C7. Резистором R7 возможно подстроить коэффициент обратной связи исходя из качественных показателей сигнала.
Конденсатор С9 и резистор R8 устраняют самовозбуждение микросхемы на низких частотах.
Через разделительный конденсатор С10 усиленный сигнал поступает на нагрузку ВА1 , индикатор уровня РА1 и светодиодный индикатор HL1.
Электродинамические наушники подключаются к выходу усилителя через разъём XS1 и XS2 , перемычка в XS1 замыкает цепь подачи напряжения питания с батареи GB1 на схему. Световой индикатор HL1 контролирует наличие перегрузки выходного сигнала.
Гальванический прибор РА1 указывает на уровень сигнала в зависимости от глубины залегания электросети и подключен к выходу усилителя через разделительный конденсатор С11 и умножитель напряжения на диодах VD1-VD2.
В приборе поиска электросетей нет дефицитных радиодеталей: приемник электромагнитного поля BF1 можно выполнить из малогабаритного согласующего трансформатора или электромагнитной катушки.
Резисторы типа С1-4 или МЛТ 0,12 , конденсаторы типа КМ, К53.
Транзистор обратной проводимости КТ 315 или КТ312Б. Диоды импульсные на ток до 300 мА.
Иностранный аналог микросхемы DA1 – TDA2003.
Прибор уровня РА1 использован от индикатора уровня записи магнитофонов на ток до 100мкА.
Светодиод HL1 любого типа. Наушники ВА1 – ТОН-2 или малогабаритные от плееров.
Правильно собранное устройство начинает работать сразу, положив датчик электромагнитного поля на сетевой шнур включенного паяльника установить резистором R7 максимальную громкость сигнала в наушниках, при
среднем положении регулятора R5 «Усиление».
Все радиодетали схемы расположены на печатной плате кроме датчика BF1 , он установлен в отдельной металлической коробочке. Батарея питания – КБС закреплена снаружи корпуса на скобку. Все корпуса с радиокомпонентами закреплены на алюминиевой тросточке.
Испытание прибора поиска электросетей можно начать не выходя из дома, достаточно включить свет одной из ламп и уточнить трассу в стене и потолке от выключателя до лампы, а затем перейти на поиск трасс под землёй во дворе дома.
Литература:
1. И.Семёнов Измерение больших токов. «Радиомир» №7 /2006 год стр.32
2. Ю.А.Мячин 180 аналоговых микросхем. 1993г.
3. В.В.Мукосеев и И.Н. Сидоров Маркировка и обозначение радиоэлементов. Справочник. 2001г.
4. В.Коновалов. Прибор поиска электропроводов – Радио,2007,№5 ,С41.
5. В.Коновалов. А. Вантеев Поиск подземных электросетей, Радиомир №11, 2010, С16.
Если кабельная линия повреждена, то это чревато экономическими потерями при передачах электрического тока, может возникнуть короткое замыкание, что приведет к поломке запитанных приборов или подстанций. При нарушении целостности изоляционного материала может возникнуть опасность удара электрическим током.
Поиск повреждений кабельный линий
Повреждение линии может стать причиной отключения от электропитания жилых домов, хозяйственных объектов, системы управления и контроля цехов и предприятий, транспортных средств. Отыскивание нарушений в роботе кабельной линии имеет первоочередное значение.
Подземные и надземные линии передачи электрического тока могут повреждаться по многим причинам. Самые распространены следующее ситуации:
Для установления истинного типа нарушения передачи электроэнергии пользуются специальным прибором – мегаомметром.
Мегаомметр
Предполагаемый поврежденный кабель отсоединяют от источников питания и рабочего прибора. На обоих концах провода измеряют такие показатели:
Этапы определение мест повреждения кабельных линий
Отыскивание проблематичных зон в кабеле включает три основных этапа, благодаря которым достаточно быстро устраняется нерабочий участок:
Первый этап осуществляется с использованием специального оборудования. В этих целях используют трансформаторы, кенотрономы или же приборы способные генерировать высокие частоты. При прожигании за 20 — 30 сек показатель сопротивления значительно падает. Если в проводнике присутствует влага, то необходимая процедура прожигания проходит намного дольше и максимальное сопротивление, которого удается достигнуть составляет 2 -3 тыс Ом.
АИП-70 установка для прожигания кабеля
Намного дольше происходит этот процесс в муфтах, при этом показатели сопротивления могут изменятся волнообразно, то повышаются, то обратно падают. Процедуру прожигания проводят до тех пор, пока не наблюдается линейное понижение сопротивления.
Сложность определение места повреждения кабеля состоит в том, что длина кабельной линии может достигать несколько десятков километров. Поэтому на втором этапе нужно определить зону повреждения. Чтобы справиться с поставленной задачей используют эффективные методики:
Выбор методики зависит от предполагаемого типа повреждений.
На основе емкости проводника вычисляют длину от свободного конца проводника до зоны разрыва жилы.
Схема определения повреждений емкостным методом
Применяя переменный и постоянный ток измеряют емкость жилы, что повреждена. Расстояние измеряют, основываясь на том, что емкость проводника напрямую зависит от его длины.
с1/lx = c2/l – lx,
где, c1 и c2 – емкость кабеля на обоих концах, l –длина исследуемого проводника, lх – искомое растения до места предполагаемого обрыва.
Из представленной формулы не трудно определить длину кабеля до зоны обрыва, которая равняется:
lх = l * c1/(c1 + c2).
Методика применима практически во всех случаях повреждения проводника, за исключением заплывающих пробоев, причиной которых является повышенная влажность. Поскольку в таких случаях сопротивление в проводнике свыше 150 Ом, что является недопустимым для импульсного метода. Он основывается на подаче, с помощью переменного тока, импульса-зонда к поврежденной области и улавливании ответного сигнала.
Временная развертка зондирующих отраженных сигналов при импульсном методе определения мест повреждения: 1, 2, …, m – единичные процессы, повторяющиеся с частотой 500 — 1000 Гц.
Эта процедура осуществляется с помощью специального оборудования. Поскольку скорость передачи импульса постоянная и составляет 160 метров за микросекунду, то легко рассчитать расстояние до зоны повреждения.
Проверка кабеля производится на приборе ИКЛ-5 или же ИКЛ-4.
Прибор ИКЛ-5
Экран сканера отображает импульсы разной формы. Исходя из формы можно примерно определить тип повреждения. Также импульсный метод дает возможность найти место где возникло нарушение в передаче электрического тока. Хорошо данный метод работает если оборвана одна или несколько жил, а плохой результат получается при коротком замыкании.
В этом методе применяется специальный мост из переменного тока, позволяющий измерять изменения сопротивления. Создание петли возможно при наличии хотя бы одной рабочей жили в кабеле. Если возникла ситуация с обрыванием всех жил, следует воспользоваться жилами кабеля, что располагается параллельно. При соединении перебитой жилы с рабочей по одну сторону проводника образуется петля. К противоположной стороне жил подсоединяют мост, который может регулировать сопротивление.
Схема определения повреждений кабеля методом петли
Поиск повреждения силового кабеля при помощи данной методики имеет ряд недостатков, а именно:
В силу этих причин метод применяют крайне редко.
Используют метод если причиной повреждения послужил заплывающий пробой. Метод подразумевает использование кенотронной установки, от которой по поврежденной жиле подается напряжение. Если в процессе работы возникает пробой в кабеле, там обязательно формируется разряд с устойчивой частотой колебаний.
Учитывая тот факт, что электромагнитная волна имеет постоянную скорость, то можно легко определить место повреждения на линии. Это можно сделать, сопоставив периодичность колебания и скорость.
Схема определения повреждений методом колебательного разряда
Установив область повреждения, в предполагаемую зону отправляют оператора, который найдет точку повреждения силового кабеля. Для этого используют уже совсем другие методы, такие как:
Этот вариант отыскивания повреждения используется для подземных линий. При этом оператору нужно создать искровой разряд в мести нарушения работы кабеля в земле. Метод работает в случае если в точке повреждения есть возможность создать сопротивление более 40 Ом. Сила звуковой волны, которую может создать искровой разряд, зависит от глубины, на которой размещается кабель, а также от структуры грунта.
Схема определения повреждений акустическим методом
В качестве прибора способного генерировать необходимый импульс используют кенотрон, в схему которого необходимо дополнительное включить шаровой разрядник и высоковольтный конденсатор. В роли акустического приемника используется электромагнитный датчик или же датчик-пьезо. Дополнительно используют усилители звуковой волны.
Это универсальный метод для поиска всех возможных типов нарушений в работе кабеля, кроме этого, позволяет определить поврежденную кабельную линию и глубину на которой она залегает под землей. Используют для обнаружения муфт, соединяющих кабель.
Схема определения повреждений кабеля методом индукции
Основой данного метода является возможность уловить изменений в электромагнитном поле, что возникают при движении тока по электрической линии. Для этого пропускают ток, что имеет частоту 850 — 1250 Гц. Сила тока при этом может находиться в пределах нескольких долей ампера до 25 А.
Зная каким образом происходят изменения исследуемого электромагнитного поля не составит труда отыскать место нарушения целостности кабеля. Для того чтобы достаточно точно определить место, можно воспользоваться выжиганием кабеля и переводом однофазного замыкание в двух- или трехфазное.
В этом случае нужно создать цепь «жила-жила». Преимуществом такой цепи является то, что ток направляется по противоположных направлениях (по одной жиле вперед, по второй – обратно). Таким образом концентрация поля значительно возрастает и отыскать место повреждения значительно легче.
Схема определения повреждений кабеля методом рамки
Это хороший способ для отыскивания нерабочих зон на поверхности линии электропередач. Принцип действия очень схож с методом индукции. Подключается генератор к двум жилами или же к одной жиле и оболочке. Затем на кабель с повреждением накладывается рамка, что вращается вокруг оси.
К месту нарушения должны отчетливо проявляются два сигнала – минимум и максимум. За предполагаемой зоной сигнал не будет колебаться, не давая пиков (монотонный сигнал).
Предлагаю очень простой и в тоже время практичный прибор, для поиска обрыва в кабелях и проводах. Небольшие габариты позволяют таскать его в сумке с инструментом, где он не занимает много места.
Данный прибор давно и успешно применяется для поиска обрывов в телефонных многожильных кабелях, автопроводке, а в последнее время и для поиска скрытой проводки.
Схема содержит всего одну микросхему и обвес к ней.
Все устройство поиска обрыва в кабелях собирается в любом подходящем корпусе - как готовом, так и самодельном. В моем первом варианте это был пенал для чертежных принадлежностей,
А теперь, склеенный из пласмасы с помощью дихлорэтана небольшого размера коробке. Схема спаянная навесным монтажом (в первом варианте это была плата выдранная из нерабочего плеера) и всаженная термоусадкой.
За 9 лет работы ни каких проблем с прибором для поиска обрыва кабелей не было, разве что замена шнуров да элементов питания.
Так как ток потреблния определяется в основном звукоизлучателем - при использовании наушников батареек хватит очень надолго.
Щуп изготовлен из велосипедной спицы (еще в разработке магнитный). Хотя пойдет любой экранированый провод, но я делаю свой (так надежней и долговечней).
Центральная жила - МГТФ. Оплетка сдернута со старого магнитофона. И все это затянуто в ПВХ трубку.
Также нужна будет термоусадка разных диаметров и конечно немного познаний в электронике. С уважением, UR5RNP.
