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電纜路徑探測儀說明書【圖文詳解】


時間:2018-10-18 15:43:57 | 作者:陜西意聯電氣 | 標簽: 電纜故障測試儀

第一章 前言



1.1 電纜路徑探測儀研發意義

  電纜路徑探測儀的研發生產在國內已有三十多年歷史,意聯電氣在研發生產電纜路徑探測儀的同時,長期致力于電纜故障測試技術的服務和研究,為客戶解決了很多疑難問題,得到廣大用戶的信賴和支持,同時我們把現場的問題帶了回來,有針對性研究,終于誕生了用戶期望的、國內獨一的“電纜綜合探測儀”。該產品的研發成功,解決了多年來困擾供電部門帶電尋徑的問題;解決了故障電纜準確路徑尋測難的問題;開辟了電纜尋徑新領域,打破了國外產品在中國的壟斷。


1.2
電纜路徑探測儀應用范圍 

  自產品推向市場以來,因其功能強大、性能優越已廣泛應用于城市供電局、縣電力局、鐵路供電段、大中型企業(石油、化工、煤礦、電廠、鋼廠)、院校、物業小區、城市路燈、高速公路、通信維護等部門。在我們強有力的技術支持下,為供、用電部門快速搶修、快速查找電纜路徑發揮著應有的作用。


1.3 
電纜路徑探測儀溫馨提示

  電纜路徑探測儀雖功能強大、性能優越,但它總是一種工具,是輔助人來解決問題的一種工具,它不可能直接告訴人們線路的具體位置,但是,操作者可很容易根據儀器所反映的各種信息加以判斷作出結論。
  意聯電氣將在產品的改進、提高方面不懈努力不斷推出技術更先進、性能更優越、功能更完善的新產品,在電纜監護、測試領域中為您提供堅實的物質基礎和強有力的技術支持,同時希望用戶給我們多提寶貴意見。

  為了確保安全順利使用本儀器,為了最大發揮儀器功能,請在使用儀器前仔細閱讀用戶手冊。


第二章 儀器簡介


2..1 工作原理      
  電纜路徑探測儀是以電磁波在傳輸過程中的反射原理和電磁感應原理為基礎,結合數字濾波 、無線接收、軟件控制而設計的高科技產品。
  電磁感應:其基本工作原理是:由發射機產生電、磁波并通過不同的發射連接方式將發送信號傳送到地下被探測電纜上,電纜感應到電磁波后,在線纜表面產生感應電流,感應電流就會沿著金屬線纜向遠處傳播,在電流的傳播過程中,又會通過該線纜向地面輻射出電磁波,這樣當地下電纜測試儀接收機在地面探測時,就會在地下電纜正上方的地面接收到電磁波信號,通過接收到的信號強弱變化就能判別地下電纜的位置和走向。
  此原理實現的條件:首先,要有能發出足夠電能的信號源,在具備傳輸電能的線路中形成電流,電流在流動過程中又在該線周圍產生磁場;其次,要有能接收這一特定磁場的電路,把磁場的變化過程以電信號形式顯示出來。


2.2儀器特點

2.2.1發射機特點
1)具有方便用戶的軟件和全中文菜單。按鍵定義簡單明了。測量方法簡單快速。
2)恒功率輸出、自動匹配,保證本機工作在最佳狀態。內置絕緣表功能,自動測量電纜對地及相間的環路阻抗,可協助判斷電纜絕緣性質。
3)查找電纜路勁成功率、測試精度及測試方便程度優于國內任何一種檢測設備。
4)儀器具有強大的數據處理能力和友好的顯示界面
5)內置鋰電池供電,可在無電源環境測試電纜的路由,保障日常工作。
2.2.2接收機特點
1) 便攜輕巧,使用方便,充電鋰電池供電,一人即可操作,使用簡單。
2) 數字化設計,軟件控制,性能穩定、可靠。        
3) 所測信息以數字大小、升降光柵長短、聲音緩急三種方式提供給操作者,使測試過程輕松自如。
4) 接收機具有缺電報警和自動關機保護等功能;

2.3 儀器組成
1)電纜路徑探測儀發射機                         一臺
2)電纜路徑探測儀接收機                         一臺
3)接、發通用鋰電池充電器           一臺
4)儀器輸出線    一組
5)發射耦合鉗                                    一把

2.4  儀器參數
2.4.1 發射機
1)輸出信號:四種交流輸出模式低頻、中頻、高頻、射頻、絕緣回路阻抗測量。
2)輸出功率:恒功率輸出,高、中、低三檔。
3)輸出模式:直連法、耦合法、感應法。
4)阻抗顯示:25000歐以內。
5)負載匹配:自動調節匹配。
6)顯示界面:背光照明,顯示輸出能量、運行模式、自檢狀態、負荷電阻等。 
7)整機采進口高容量18650鋰電組,充放電500次。工作時間大于8小時,電量提示。
8)工作條件:溫度-10℃~+45℃,相對濕度 90%。    
2.4.2 接收機
    1)接收頻率:接收低頻、中頻、高頻、射頻和50Hz的五種正弦交流信號。
2)接收模式:波峰法(水平線圈)、 波谷法(豎直線圈)、深度測量(雙水平天線)、電流測量(雙水平天線)。
3)信號界面:數字大小、梯形光柵長短、聲音緩急三種方式同時提示信號強弱
4)顯示界面:高亮度LED, 支持強陽光下工作,背光照明,保證夜間正常工作。
5)增益控制:手動調節,動態范圍000——100db。
6) 探測長度:直連電纜時,最長15KM。.
             耦合電纜時,一次耦合可測3Km,多次耦合無限遠。
             感應電纜時,一次感應可測300m,多次感應無限遠。
7)深度測量:直讀探測深度,范圍 000—300cm。
             80%法測深度,范圍 000—250cm(耦合)\600cm(直連)
8)電流測量:直讀電流,范圍000—999mA.
9) 探測精度:±2.5%+5厘米  (0-2m)
10)電   源:進口高容量18650鋰電組,充放電500次。
11)待機時間:大于12小時,電量提示。
12)過熱過流:自動保護。
13)工作溫度:-10℃—40℃。
14)體    積:650×110×32mm 
15)重    量:2.3Kg


2.5 發射機儀器面板及功能簡介

發射機就是能發出足夠電能的信號源,是本套儀器的核心之一。其功能齊全、智能化程度高、操作簡單。
2.5.1面板簡介
①開關鍵  ②輸出口 ③液晶顯示區④頻率鍵⑤功率鍵⑥充電口
見下圖所示
2.5.2功能簡介
①開關鍵:此開關為自鎖開關;按下接通電源,發射機處于工作狀態;彈起斷開電源,發射機處于關機狀態。
②輸出口:此接口為多芯專用航空插座;用于改變信號的輸出模式。接入直連線為直連模式;接入耦合鉗連線為耦合模式;不接線儀器沒有任何信號輸出。
③液晶顯示區
頻  率:顯示當前輸出模式;可分別顯示低頻、中頻、高頻、射頻、絕緣回路電阻測量。在感應模式下只顯示射頻或高頻。
功  率:顯示當前輸出功率;可分別顯示低檔、中檔、高檔。
模  式:顯示當前工作模式;可分別顯示直連、耦合、感應。
阻  抗:顯示當前環路阻抗值;有效顯示為1歐姆——25000歐姆。
電  量:提示當前電池電量。
匹配提示:圖標移動表示發射機已穩定工作。


發射機


④頻率鍵:此鍵為點動開關:每按一次可改變一次輸出信號的模式,由低頻、中頻、高頻、射頻循環選擇;開機初始為低頻。在感應模式下只能選擇射頻或高頻。
⑤功率鍵:此鍵為點動開關:輸出功率;可分別顯示低檔、中檔、高檔。每按一次可改變一次輸出功率,循環選擇;開機初始為低檔。
⑥充電口:此接口為Φ2.5充電座;用于連接專用充電器給電池充電。


2.5.3操作界面簡介

頻    率:顯示當前的發射模式;分別顯示低頻、中頻、高頻、射頻;開機初始為低頻。
電量顯示:顯示當前電池電壓。
外部阻抗:顯示儀器測量外部電纜的阻抗。
功率檔位:顯示低檔、中檔、高檔,開機初始為低檔。
輸出方式顯示:在儀器與外部阻抗匹配過程中,右下角的圖標停止不轉轉,當儀器與外部阻抗匹配好以后,圖標開始旋轉。
電    量:提示當前電池電量;以電池符號表示,全為滿電量。


2.6接收機面板及功能簡介
1)面板簡介

接收機面板
①液晶顯示區
②按鍵區:音量、背光、電流、深度、模式、頻率、增益加/減
③電源開關
④數據通訊口
⑤充電口

2)功能簡介
①液晶顯示區
頻    率:顯示當前的接收頻率;分別顯示低頻、中頻、高頻、射頻和50Hz;開機初始為低頻。
梯形光柵:表示接收到信號強弱的一種界面,以光柵長短表示信號強弱。
三位數字:表示接收到信號強弱的一種界面,以數字大小表示信號強弱;有效數位000-999,當顯示999時為信號過強、超范圍顯示。還可瞬間顯示直測深度值,動態范圍000-300㎝;也可瞬間顯示直測電流值,動態范圍000-999mA;
增   益:表示接收機當前處理信號的放大倍數,動態范圍000-100db;開機初始為060db。
模    式:表示接收機接收信號的方式,分別顯示波峰    、波谷     ;開機初始為波峰。
電    量:提示當前電池電量;以電池符號表示,全為滿電量
音    量:表示蜂鳴器當前工作狀態,以喇叭符號加線條表示,一條線為低響度、二條線為中響度、三條線為高響度、打叉為關閉蜂鳴。開機初始為中響度。
目標方位:在波谷模式下,偏離電纜會自動出現左右箭頭(→)⊙(←)指向此標識(方位指示);在電纜上方箭頭自動消失。
②按鍵區
頻 率 鍵    : 此鍵為點動軟開關;每按一次可改變一次接收信號的頻率,由低頻、高頻、工頻(50Hz)、循環選擇;開機初始為低頻。
模 式 鍵    :此鍵為點動軟開關;每按一次可改變一次接收信號的方式,由波峰    、波谷    、外接數據通訊口    ;循環選擇;開機初始為波峰。
增 益 鍵         :此鍵為兩個點動軟開關,箭頭向上表示可增加增益,箭頭向下表示可降低增益;每按一次改變一個數量,按住不動連續改變;
 
電  流 鍵    :此鍵為點動軟開關,每按一次可直測一次電流值,瞬間顯示在三位數字區。
深  度 鍵    : 此鍵為點動軟開關,每按一次可直測一次深度值,瞬間顯示在三位數字區。
背  光 鍵    :此鍵為點動軟開關,每按一次可開啟、關閉之間切換,開機初始為關閉背光。
音 量  鍵    :此鍵為點動軟開關,每按一次可改變一次蜂鳴響度,由中響度、高響度、關閉蜂鳴、低響度、循環選擇。開機初始為中響度。
③充 電 口:此接口為Φ2.5*5.1充電座;用于連接專用充電器給電池充電。
④開 關 鍵:此開關為自鎖開關;按下接通電源,接收機處于工作狀態;彈起斷開電源,接收機處于關機狀態,本儀器具有缺電自動關機。
⑤外接通訊數據口: 此接口為多芯專用航空插座,用于連接外部數據通訊。擴展接收機信號介入的方式。



2.7發射機工作模式
  發射機具有四種工作模式(直連法、夾鉗耦合法、感應法和回路電阻測量),要保證信號在目標電纜上可靠傳輸,線路中必須有可靠的回路。它可以是由大地構成的間接回路,可以是由足夠長的電纜與大地間形成的分布電容構成的容性回路,也可以是由線間短路故障點構成的直接回路。不同的回路滿足不同的測試,如:帶電電纜路徑測試必須電纜外鎧直接大地回路。
直連法容性回路
  發射機的信號用直連線直接施加到目標電纜(停電電纜)上即直連法。直連線分紅、黑兩線,紅線接到電纜的某一根線上,黑線是儀器工作地線,應單獨可靠接地。為保證信號在線路中單向可靠傳輸,要求至少斷開目標電纜的一端地線,使信號以間接回路或容性回路的方式通過大地回流。如圖利用電纜直接傳輸信號,傳輸過程衰減小、信號強、傳輸遠,是信號施加的最佳方法,適用于任何一種信號的傳輸,是測試的最佳方法。詳細操作見第四章。

2.8 接收機工作模式
  當電纜被施加信號后,電纜上就有了電流,同時電流又產生磁場輻射到電纜周圍。磁場的頻率與被施加信號頻率一致,強弱是以電纜為圓心遞減向外輻射,方向是輻射圓周上某點的切線方向。
  接收機通過內部天線,分別接收電纜輻射出來的磁場信號或泄漏的電場信號,可用五種不同的頻率工作模式處理,把信號的強弱變化提示給操作者。

2.8.1波峰法
  在傳輸某一特定信號電纜的正上方,接收機測得的信號最強;在同一平面上左右移動接收機測到的信號會隨即衰減,故命名為波峰法。其實它是利用接收機內水平天線來感應磁場信號的。
  當水平方向的磁場穿過水平天線時線圈中就產生了感應電流,感應電流的大小隨穿過水平天線磁場的多少(磁通量)而變化,只有在電纜正上方時穿過水平天線的磁場是最多(磁通量最大),既接收機測得的信號最強。如圖所示:

波峰法原理
  波峰法適合路徑探測、深度測試、故障預判、短路點定位等。



2.8.2波谷法

波谷法原理圖


  在傳輸某一特定信號電纜的正上方,接收機測得的信號最弱,在同一平面上左右移動接收機測到的信號會隨即增強,與波峰相反,故命名為波谷法。其實它是利用接收機內垂直天線感應磁場信號的。
  當垂直方向的磁場穿過垂直天線時線圈中就產生了感應電流,感應電流的大小隨穿過垂直天線磁場的多少(磁通量)而變化,只有在電纜正上方或遠離電纜時穿過垂直天線的磁場是最少(磁通量最小),既接收機測得的信號最弱。
  正因為在電纜上方和遠離電纜所側得的信號都是弱,所以波谷法在顯示上設計了方位指示;適用于對路徑的驗證及45°法測深。
2.9 附件的操作
  2.9.1充 電 器:配備鋰電池專用充電器為DC8.4V、1A智能充電器,具有限流充電、過流過熱保護功能。充電器接AC220V市電,指示燈亮綠色,充電頭插入主機充電座后,指示燈變紅色,表明正在給電池充電;當指示燈再次變綠時,表明充電器進入小電流慢充電狀態,一般要求充電時間應達到8-12小時。
 2.9.2直 連 線:將直連線的航空插頭插入發射機的輸出口,紅黑兩個夾子分別接電纜和地。
  2.9.3 地 釬:直連線的黑夾子與地釬相連插入潮濕土壤,與大地構成回路。
  2.9.4發射耦合鉗:寬頻大開口(125mm)電纜專用鉗。鉗體直接出線與                                                                                                                                 發收機相連,用于帶電電纜路徑測試。

第三章 使用指南

3.1簡言
  前兩章介紹了儀器及儀器的操作,達到了了解儀器功能和性能及掌握儀器各鍵作用和界面內容的目的。單獨操作儀器是沒有任何問題了。但是實際測試和單獨操作儀器是兩個不同的概念。實際測試是:操作者(人)在一定的環境(現場)下,把發射機、接收機、選配件及電纜(被測目標)按一定的原理理論,用特定的方法結合起來從發送信號到檢測信號再得出結論的系統測試過程。在這個過程中不論哪個環節使用配合不當,都可能造成測試的失敗。也就是說(實際測試是)在人員+儀器+被測目標+所測現場因素的測試系統,操作儀器只是一個重要環節,對電纜結構、供電方式、接線情況及敷設環境等因素的了解一樣重要,了解的情況越多越有利于測試的結果。本章結和一般常規現場介紹本套儀器的各項測試過程.                                            3.2路徑的探測:
3.2.1條件:
  1)必須是停電電纜。
  2)至少知道電纜的一個端頭,并將已知端頭與系統分離,包括零線和地線。
3.2.2信號施加:(發射機)
  1)發射機的功率輸出有三種,分別為:低檔、中檔、高檔。
  2)發射機有4個發射頻率輸出,分別是:低頻、中頻、高頻、射頻。
  3)直連線多芯航空頭與發射機多芯航空座(輸出口)相連。
  4)紅夾子接到被測電纜某一相上;如果條件具備,可將此相的另一頭接地。(形成間接回路)效果更好。
  5)黑夾子是發射機的工作地,接地點的選擇原則是不能讓回流信號從本電纜中回流,盡量減少回流信號對測試的影響。一般要求單獨作接地極,方法是把地釬遠離電纜插入潮濕的土壤中即可,當電纜與系統完全分離后,接地點可選系統地。
  6)接好線后按下電源開關,發射機按下確定鍵開始工作,自動檢測環路阻抗,保證工作在最佳匹配輸出狀態,當液晶右下角圖標開始旋轉標示發射機輸出信號,表明發射機正穩定工作,此時觀察環路阻抗值,一般在1Ω-3KΩ為合適,如果超過3KΩ以上,說明阻抗過大,線路中的信號很弱,應從以下三方面來調整改善。
第一、改善接地極的接地條件,加濕或改接系統地。
第二、把電纜所施加信號的相在另一端接地。
第三、調整頻率,將開機時的低頻改成高頻(注:直連法測電纜時高頻足以滿足測試)
6)功率開機時為低檔,直連探測低檔功率完全滿足。
3.2.3信號搜尋及跟蹤。(接收機)
  1)手握接收機提把,手腕手臂放松機體自然下垂,拇指操作按鍵,離開信號施加點一定距離,目的是避開接地極及地線,避開配電柜及建筑物等障礙。
  2)按下電源開關,模式選波峰   (開機初始為波峰,可不用再選)頻率與發射機對應,面向信號施加點,機頭指向電纜起端。并繞著起端搜尋信號。開機初始增益為60db,在此增益下,如果搜尋到信號三位數字顯示999光柵顯示滿,則降增益,使得數字顯示在800左右。光柵不滿幅,此時保持增益不變再繼續搜尋,如果三位數字再顯示999則說明此處的信號比上次搜尋到的要強,再次降增益使數字顯示再次到800左右,如此搜尋一圈,最后確定最小的增益,最強的信號處下方就是該電纜位置的一個點。這個過程是搜尋傳輸施加信號的電纜所輻射出二次磁場,排除因地線串干擾非目標電纜的二次磁場。
  3)保持當前增益不變,以當前接收到的信號強度為基準(三位數字值)以該點位軸心轉動接收機,接收到的信號會隨轉動而減弱,當減到最弱時,機頭的指向與電纜在該點的走向成90°角。繼續轉動接收機,接收到的信號有又會隨轉動而增強,當增強到與基準值相同時,機頭的指向就是電纜的路徑方向,沿著機頭指向跟蹤著最強信號向前走,就探測出了電纜的準確路徑,這個過程就是信號的跟蹤,同時也就探測出了路徑。
3.3深度測試
    深度測試是在路徑探測狀態下同步完成的,具體操作如下:
3.3.1直讀深度(波峰法)

直讀深度示意圖
1)接收機置于電纜正上方,機頭指向電纜路徑方向,保持機器穩定不動;
2)調節增益,使三位數字值顯示在500—800之間;
3)按一次深度鍵,立即松開,過幾秒鐘后,在三位數字區顯示出深度值單位㎝,幾秒種后又回復到三位數值(表示信號強度);
4)如果沒有看清深度值可以再次重復3);
5)按一下深度鍵后,有時顯示—㎝,表示埋深超過300㎝超出直讀范圍,或者信號受到干擾,這是可以降低增益再次測試。
6)測深時,不要在轉彎,高低起伏和故障點處測試,這樣會造成測深誤差過大,或測試失敗。
7)直讀測深的方法雖然簡單,但要獲取正確結果需要一定的條件,否則測量精度不高,甚至得到錯誤結果。應用直讀測深的條件之一是此時的波峰值和波谷測得的路徑要基本重合,否則誤差會很大。其二是直讀的深度受電纜埋設土壤的濕度,以及檢測信號的頻率,一般土壤濕度越大、檢測頻率越高,誤差就大。通常低頻直讀測深精度高。
8)如果測試環境理想,深度測量的精度應為管線埋深的±5%。然而,有時可能不知道現場條件是否適合深度測量,所以應該采用以下的方法來檢查測試深度值:
8.1) 檢查深度測量點兩邊電纜的走向間至少有10米是直的。
8.2) 檢查10米范圍內信號是否相對穩定,并且在初始深度測量點的兩邊進行深度測量。
8.3) 檢查目標電纜附近3至4米范圍之內是否有相鄰的干擾管線。這是造成深度測量誤差最常見的原因,鄰近管線感應了很強的信號會造成深度測量誤差。
檢查電纜干擾管線

3.3.2 80%法測深(波峰法)
1)接收機置于電纜正上方,機頭指向電纜路徑一致,保持機器穩定不動;
2)調節增益,使三位數字值顯示在700—900之間比如當前顯示為800.
3)以當前顯示的值為基數,乘以0.8得出一個新值比如800×0.8=640,這個值并不在液晶上顯示,而是在測試者心中記住。
4)此時接收機沿垂直于路徑方向,保持同一水平位置,左右各移動一次,每移動一次到液晶三位數字值,心目中的值時,比如640即停止移動,并記下這兩次移動的位置點。
4)用尺子或目測這兩點的距離,即為電纜的埋設深度。



法測深示意圖
3.3.3 45°法測試(波谷法)
  將接收機移到所需測試點,確定電纜的正確路徑,如上圖45度法測深。用波谷法盡可能精確的標出線纜的路徑。把接收機的底端放在地面上,使得接收機與地面成45度角。移動接收機離開管線路徑,接收機移動的路徑同管線路徑保持垂直,當接收信號指示為最大時,接收機同電纜路徑的距離就是電纜的深度。在管線的另一方重復上述步驟,測得的距離值應該相等。當電纜兩側測得的深度值不相等時,表明有別的管線或金屬物質。

3.3.4 50/60Hz信號的測試(接收機)

  接收機能探測運行電纜的50Hz頻率。這種工作方式對于區分地下主、次帶電電纜及不帶電電纜及金屬管道探測有很實用的用處。將接收機的工作頻率選擇為50Hz頻率,工作模式為波峰法或波谷法。由于這種工作方式快捷而有效,因而比較實用。在這種方式中,不需要使用發射機。


第四章  電纜探測的信號發射方法

  上一章講解了儀器的使用方法,本章主要結合使用者在常規現場測試使用發射機與電纜的幾種接線方法。
4.1、簡言
  一般電纜由數根芯線和金屬鎧裝構成,結構和用途的差異造成了探測時的信號施加方式的差異,不同的接法將會產生不同的電磁場,探測效果也有所區別,因此本章對電纜探測的信號發射方式進行單獨描述。
4.2、非運行電纜的信號發射方法
4.2.1、基本接線方法:芯線-大地接法(建議使用低頻低檔)
  芯線-大地接法是對離線電纜(退出運行的不帶電電纜)進行路徑探測的最佳接線方式,可以充分發揮本儀器的功能,并能最大程度地抗干擾。


芯線-大地接法

圖4.1芯線-大地接線法

  如圖4.1所示,將電纜金屬護層兩端的接地線均解開,低壓電纜的零線和地線的接地也應解開,將發射機的紅色鱷魚夾夾一條完好芯線,黑色鱷魚夾夾在打入地下的接地釬上。在電纜的對端,對應芯線接打入地下的接地釬。


  注意,盡量使用接地釬,而不要直接用接地網!至少在電纜的對端必須用接地釬,接地釬還需要離開接地網一段距離,否則會在其他電纜上造成地線回流,影響探測效果。


  電流自發射機流經芯線,在電纜對端進入大地,流回近端返回發射機。這種接法在地面探測時可以感應到很強的信號,而且在本條電纜上沒有感應電流的影響,信號特性比較明確,可以充分利用儀器的電流方向測量功能;信號在絕緣良好的芯線上流過,不會流到鄰近管線上,尤其不會流到交叉的金屬管道上,最適于在復雜環境下進行路徑查找。另外由于電纜接地,流經電纜的信號電壓很低,不容易對鄰線產生電容耦合,減少干擾。


  由于存在芯線和大地之間的分布電容,隨距離的增加,電流會逐漸減小。但若接地良好,電容電流即很小,可以不予考慮。這種方法的缺點是需要將電纜兩端的接地線全部解開,略顯繁瑣。



4.2.2、護層-大地接法:(建議使用低頻低檔)

護層-大地接線法
圖4.2 護層-大地接線法


  如圖4.2所示,將電纜近端的護層接地線解開,低壓電纜的零線和地線的接地也應解開,對端的電纜護層保持接地,信號加在護層和接地釬之間(不可使用接地網),電纜相線保持懸空。電流自發射機流經護層,在電纜對端進入大地,流回近端返回發射機。這種接法不存在屏蔽,因而在地面上產生的信號最強,信號特性也比較明確。同樣,由于護層-大地分布電容的存在,信號會自近向遠逐漸衰減。


  潛在的問題:護層外部的絕緣層若有破損,部分電流將由破損點流入大地,造成破損點后的電流突然減小,減小幅度與破損點的接地電阻有關。


4.2.3、相線-護層接法:
相線-護層接法

4.3相線-護層接法

  如圖4.3所示,發射信號加在電纜一相和護層之間,對端相線和護層短路,護層兩端保持接地。
  如果是單條電纜敷設,信號自發射機流經芯線,再經護層和大地兩個回路返回。因為護層(鎧裝及銅屏蔽層)由連續金屬組成,電阻很小;大地回路由于存在兩端接地電阻,再加土壤電阻,總阻值較大,故大部分電流將通過護層返回,少部分電流通過大地返回。由于芯線電流和護層電流反向,能在外部一定距離產生磁場信號的有效電流為其差,數值等于通過大地返回的電阻電流。另外由于芯線-護層回路和護層-大地回路存在互感,通過電磁感應也能夠在護層-大地回路產生感生電流。綜合效果為有效電流等于大地回路的電阻電流和感應電流的矢量和(兩者存在相位差)。根據現場情況的不同,有效電流可能會占總注入電流的百分之幾到百分之十幾。



  如果存在同路徑敷設(兩端位置均相同)的其他電纜,則返回電流主要被幾條電纜的護層分流,例如三條電纜同路徑,則三條電纜的護層返回電流各占1/3。有效電流正向,占注入值的2/3,鄰線電流反向,占1/3。如圖4.4所示。
并行電纜的分流效果

圖4.4 并行電纜的分流效果



  相線與護層法的優點在于接線簡單,不需要解開接地線。缺點是當多條電纜同路徑敷設時,各條電纜信號相差不大,僅靠信號幅值有時難以區分;當單線敷設時,有效電流大幅減少,信號較弱,而且有效電流中含有感應電流成分,目標電纜和鄰近管線的感應信號相位相同,在使用時,有可能無法根據電流大小排除鄰線干擾。



4.2.4、相間接法:(建議使用高頻信號)

相間接法
圖4.5 相間接法



  如圖4.5所示,發射信號加在電纜兩相之間,電纜的對端兩相線短路。兩相在電纜內部扭絞,其電流值相同且方向相反。由于兩相線雖相距很近,但仍有一定間隔,故兩相線和接收機線圈之間的距離會有微小差異,兩相線在此處產生的磁場方向相反,但強度因距離的差異而不會完全相同,雖大部分相互抵消,但仍有小部分殘余,金屬護層的屏蔽作用會將其進一步削弱,最后的剩余信號方能被接收。因為扭絞的原因,信號會沿電纜路徑有周期性的幅值和方向的變化。


  在一個扭絞周期內,對外輻射的磁通因方向連續變化360°而相互抵消,故不會在護層和大地回路產生感應電流。由于有效信號很小,使用高頻信號將比低頻信號更易于探測。一般不建議使用者操作此種接發。

4.3、運行電纜的信號發射方法
4.3.1、零線/地線/護層注入法:
  這是一種對運行中的低壓電纜進行探測的方法,因為許多低壓電纜的護層不作接地,或護層不連續,或接地不夠良好,無法測量。本方法不需要電纜作任何改動,而且注入的是高頻信號,不會對運行線路產生不良影響。


  在用戶端,將發射機的紅色鱷魚夾接零線、地線或護層,黑色鱷魚夾接打入地下的接地釬。如圖4.6所示。


零線/地線/護層注入法
圖4.6零線/地線/護層注入法





注意事項:
1) 必須在用戶端發射信號,如果在變電室端發射信號,將在所有出線上均注入信號,造成無法區分目標電纜。
2) 電纜帶電,接線必須由具有相關資質或資格的電力工作人員操作!
3) 接地釬位置的選擇:為保證輸出效果,應將接地釬打在距離管道5m之外,而且接地線應盡量和管道方向垂直。
4) 如果零線在用戶端不接地,則優先使用零線注入信號。
5) 低壓電纜的護層可能不連續,如果護層注入信號太弱,或探測過程中在電纜路徑某處信號中斷,可換用零線/地線進行注入。
6) 由于所有出線的零線/地線或護層在變電室并聯,所以其他電纜出線上會有部分電流被分流,也能探測到信號,但強度較弱,實際測試中應注意區分。
7) 探測高壓運行電纜時,如果收不到信號或信號很弱,說明電纜兩端護層接地電阻過大,這時可以通過護層注入。
8) 探測單芯超高壓運行電纜時,可使用護層注入法。


4.3.2夾鉗耦合法(效果好,推薦帶電運行電纜用此種方法)


夾鉗耦合法
圖4.7夾鉗耦合法


  當不能與待測運行電纜直接相連時,可以采用耦合夾鉗進行耦合法探測。這時被測電纜的近端和遠端都必須接地以形成回路。接線見圖4.7。
  這是一種對運行中的電纜進行探測的方法,尤其是對高壓運行電纜的路徑查找極為方便。本方法不需要電纜作任何改動,而且可以注入的多種頻率信號,不會對運行線路產生不良影響。


4.3.3感應輻射法(建議使用射頻信號)

感應輻射法
  當不能接近電纜來進行直接連接或使用耦合夾鉗,此時可使用發射機內置的感應天線來發射輸出(射頻)信號,將信號感應到被測地下線纜上來進行定位探測。首先,將發射機放置于電纜的地面正上方,發射機放置方向應使發射機面板上的校準線與電纜路徑方向相一致。然后使用接收機在電纜地面上方就能探測出地下電纜位置,如圖4.8所示。
  如果是盲測,兩個人分別持發射機和接收機,面對面相距15米左右,發射機用內置天線射頻工作,接收機用波峰法接收方式,在待探測范圍內移動,信號強的地方(兩個測試者的連線)有埋設的線纜。
4.3.4安全警告!
1)由于帶電運行電纜查找涉及設施及人身安全,必須在儀器給出結果的基礎上,先根據各種現場信息(如電纜直徑等)進行排除,剩余的要充分分析各條并行電纜的電流強度,最后作出判斷。
2)儀器的正確判斷建立在正確的操作上,請務必保證接線方式以及測試操作的正確性。
3)如果兩條或幾條電纜均顯示探測信號強弱一樣,或者全部顯示探測不到信號,且測試電流值不大,則必須引起特別注意,不要輕易下結論,出現這種情況很可能是發射機接線方法有誤,以下幾種錯誤應首先檢查:
a.地線連接不正確。
b.頻率選擇錯誤。
c.探測中沒有找到目標電纜,而是只追蹤到鄰線。
d.信號發射功率方法選用不當。
e.如果還不能判斷,請使用其它方法進一步探測!




第五章  使用技巧

本章節主要和使用者分享在現場測試過程中的一些使用經驗。

5.1掃測和盲測搜索(感應法)
  在一個區域內有很多未知電纜,在開挖之前要探明這些線纜的位置,以免在開挖過程中損壞這些線纜。感應搜索是探測未知管線的最可靠技術。這種搜索方法需要發射機和接收機并有兩個操作員。這種搜索方法被稱為“兩人搜索”。在開始搜索之前,確定要搜索的區域和管線通過該區域可能的方向。打開發射機,并把發射頻率設定為射頻。第一個人操作發射機,第二個人操作接收機。兩人保持10米距離平行行走或畫圓行走測試,當發射機經過線纜時將會有信號施加到地下線纜上,接收機就可以探測到該信號。發射機的方向與估計的管線的方向保持一致。接收機操作者要在搜索的區域的起始位置,接收機的天線的方向保持與可能的地下管線的方向垂直。將接收機調到不會接收到直接從空中傳播過來的發射機信號的最高的靈敏度。當發射機與接收機的方向保持正確之后,兩個操作人員平行地向前移動,如圖6.1。提著接收機的操作人員在向前走動的過程中,前后移動接收機。發射機將信號施加到正下方的線纜,再由接收機探測到該信號。在接收機探測到的峰值的位置在地面上做好標志。在其它可能有線纜穿過的方向重復搜索。
掃測和盲測搜索


5.2 感應技巧:
  保持與發射機之間的距離在感應模式下,發射機除了給目標線纜發射信號,還會向空氣中發射信號,這可能會給在發射機附近的探測工作造成干擾。要檢查接收機探測到的是線纜的信號,而不是直接從發射機發射出來的信號,移動發射機一兩米,如果接收機信號也隨之移動的話,這表明接收機離發射機的距離太近。另一種檢查接收機是否接收到發射機信號的方法是把接收機指向發射機,如果接收機的響應大小不變或增加,說明接收機接收到的是直接從空中傳播過來的發射機信號。在這種情況下降低發射機輸出功率并降低接收機的增益。接收機可能還要離開發射機幾米。不要把發射機放在井蓋上,因為這樣會阻止信號到達線纜。從目標線纜感應到相鄰線纜的不需要的感應信號是電纜探測中最常見的問題。這可能會導致目標電纜的位置或深度測量不準確或探測到錯誤的電纜。在許多情況下一定程度的感應是不可避免的,但有經驗的操作人員可以用一些方法減小感應的程度,從而提高探測的可靠性。盡量避免使用感應法施加信號。信號可能感應到下方的的多根管線上。可能的話盡量使用耦合夾鉗。 


5.3 信號施加點的選擇
  1)選擇信號施加點,信號施加點應盡量遠離其它管線,而不是在管線密集的區域。 當使用單端連接施加信號時,接地點應盡量遠離目標管線,并遠離其它地下管線。 不要使用現存的地下結構作為接地,可能會有其它管線與其相連。如果不需要長距離的追蹤,僅僅將地線與管線垂直放在地面上,可能會比良好的接地造成更少的感應。
  2)井蓋作為接地
  在探測的過程中,有時候無法將接地棒插入地下,例如:在硬地面(如:公路)上探測管線。在這種情況下可以把地線連接到人井的金屬邊框上作為接地回路。
  3)使用路燈柱
  直接連接到金屬的路燈柱幾乎與直接連接電纜護層具有相同的效果。通常電纜的護層與金屬燈柱是連通的,所以簡單地連接到路燈柱,操作人員就可以安全地、迅速地探測路燈電纜,而不需要找來路燈公司的技術人員。
如果路燈柱是混凝土的,將發射機連接到電纜的護層。連接電纜護層施加發射機信號到很遠的距離,使接收機可以追蹤到路燈和其它街道設施提供照明的電纜。


5.4 電纜拐彎和電纜末段的定位
  在跟蹤電纜時,可能碰到信號強度突然下降,當接收機左右移動時,讀數信號沒有明顯變化。原地繼續左右搜索,同時轉動身體。如果轉到某一位置時信號恢復,則表示電纜轉彎,可沿新的方向繼續跟蹤,如圖6.2所示。如果轉過一圈沒有測得明顯的信號強度,則表明到達電纜的盡頭,如圖6.3所示。


電纜拐彎和電纜末段的定位


5.5 確認地下存在
多個管線的方法
  如果地下存在多根導體,我們用感應法測試時發射機可能感應到最淺的或導電性好管線上,在這種情況下用直讀法測量時,可能測得深度不可信。


  此時我們用45°法測試可以進一步確定多個導體的存在,并可測得多個管線的深度,如圖6.4所示。首先我們可以用45°法測到第一個管線的深度,然后繼續移動接收機找出多個管線的深度。將接收機移到另外一側重復上述過程,分別測出各個管線的深度。


5.6 埋設比較深的電纜導體
  當電纜埋設比較深時用感應法測試就會感到很困難,并可能感覺到接收機信號很弱,移動接收機時,信號強度變化很小,增加增益后信號很不穩定。這是由于電纜比較深發射機感應到管道的信號比較弱,而接收機從電纜接收的信號會更弱造成的。
  如果目標電纜埋在2米以下,用感應法測試就會產生很大誤差。此時最好用直連法。

埋設比較深的電纜導體



5.7 測試中常見問題

問:探測過程中干擾是如何產生的? 
答:地下電纜探測儀是探測目標金屬線纜上的施加信號電流產生的電磁場。在理想情況下電磁場的形狀應是標準的同心圓。干擾的產生最常見的原因是目標線纜上的信號耦合到鄰近的線纜上。被干擾的電磁場是一個變形的電磁場,從而造成讀數不準確。發射頻率越高相鄰管線的干擾就越大。


問:測試時為什么在其它的電纜上也能探測到信號? 

答: 這種情況是由于發射機施加的信號,通過公共接地點使信號分流到了其他電纜上或互感耦合到了其它電纜或金屬管線上。這時最好使用直接連接法施加信號,或更換信號施加點,變換接地線,并使用較低的頻率(低頻)。


問:如何用谷值法驗證峰值法定位的準確性? 
答:對于理想的無干擾的被測目標電纜,波峰/波谷法定位的位置是重合的。但對于有并行電纜或有其它金屬管線干擾時,波峰/波谷法定位的位置就會不重合。此時的電纜真正位置在波峰值一側。當干擾嚴重時可能找不到零值點,此時只能根據峰值位置大概給出管線的位置。最好采取改變施加信號的方法,重新進行電纜定位。當波峰/波谷法所測位置不重合時,電纜直讀測深也會有較大偏差,甚至無法讀出深度。


問:如何減小電纜次生電磁場形態的變形? 
答:首先,你可以試著降低發射機的輸出功率。有時信號太強,探測的效果不一定最好,尤其是多根電纜并行、非常接近的情況下。如果使用的是感應法,這時可以改用直接連接法或夾鉗法施加信號。這樣可以減小耦合到其它電纜的信號,從而小線纜電磁場形態的變形。如果,發現谷值法和峰值法定位不一致,換一個一致的地方進行定位,如果找不到一致的地方,我們通常以峰值位置做為電纜的位置,深度測量也在峰值模式下進行,當然也存在一定的誤差,但比谷值法更接近真實值。 


問:該設備是否可同時用來探測銅線電纜和光纜? 
答:目前的地下電纜探測儀只能探測帶有金屬護套或芯線的電纜。只有帶有金屬護套或中央金屬加強芯的光纜才能用地下電纜探測到。要探測電纜必須給導體施加一個可以探測的信號(發射機低頻信號)。 


問:為什么測深不準確? 
答:1. 檢查選擇了正確的模式。 
2.檢查峰值法和谷值法定位的位置是否一致。直讀測深的方法雖然簡單,但讀取正確結果需要一定的條件,否則測量精度不高,甚至得到錯誤結果。應用直讀測深的條件之一是峰值法和谷值法測定的管線位置要基本重合,否則誤差會很大。其二是直讀的深度要經過校正才能達到較高的可靠性,校正的因素包含:管線埋設土壤的濕度,以及檢測信號的頻率,一般土壤濕度越大、檢測頻率越高,校正的系數就應越小,一般在0.8-0.95之間。簡單的辦法是找一個深度已知且無干擾的管段,測出直讀深度,與實際埋深相比求的校正系數。
3.測量埋深時要注意接收機的方向,盡量使接收機的線圈與管線走向垂直,這個要求可以通過輕微轉動接收機,使面板上的顯示讀數達到最大值來達到。此外,還應注意:直讀埋深值是接收機機身地面到管道中心的距離。


問:遇到信號強度突然減弱是何原因?
答:如果信號強度突然減小,有可能是經過了T型分叉或分支電纜,也有可能是埋深出現變化。在區域內進行360度掃描,查找其他中心線,以確認導體是否有分支,核對埋設資料。


問:如果感應信號感應到到其他電纜上怎么辦?
答:可以采用以下辦法:
1. 調低頻率,選用低頻;
2. 調低功率,選用低檔;
3. 如果可能使用直連法或夾鉗耦合法;
4. 把接地插到遠離目標電纜和其他埋地金屬管線的地方;
5. 在目標電纜和其他管線相距最遠的位置施加信號。

第六章  儀器常見問題分析和質保

4.1 日常保養
  設備應保存于干燥常溫的環境中,并定期充電,一般三個月充一次,充電時間8-12小時。
  設備應避免長時間在陽光下暴曬,避免長時間在低溫(-10℃以下)下使用。否則會損壞液晶,促使機殼老化。
  盡量避免雨天使用,如果不能避免請做好防雨防潮準備,一旦儀器淋雨受潮應在最短時間內除水排潮,否則會造成儀器的損壞。
  在使用過程中如果發現儀器異常請及時與廠家聯系,避免影響使用耽誤工作。


4.2 正確充電
  充電器接入AC 220 V 50HZ市電,充電器指示燈亮(綠色),然后將充電頭插入主機充電座(被充電主機在關機狀態),此時充電器指示燈變紅,表明系統充電正常,過一段時間后充電指示燈由紅變綠,此刻并不表明電池已充滿電量,只是說明充電器由大電流快充狀態轉為小電流慢充狀態,只要保證充電時間達到8-12小時即可。
  如果充電頭插入主機充電座后(被充電主機在關機狀態),充電器指示燈不變紅,而開機又無顯示,說明機內電池松動或接觸不良,此時打開電池蓋板將電池裝好即可。


4.3儀器自檢
4.3.1 面板按鍵檢查
1.發射機:按3.1.2功能簡介操作各鍵是否正常。
2. 接收機:按3.2.2功能簡介操作各鍵是否正常。
4.3.2工作狀態檢查
1)信號輸出與接收互檢
  直連線五芯航空頭插入發射機五芯航空座,將線分開順直并短接兩夾子,按下發射機電源開關,阻抗顯示小于00005Ω。右側圖標中不停地移動。
  手持接收機位于直連線附近,按下接收機電源開關,幾秒鐘后接收機穩定工作接收到直連線上的信號并有顯示,移動接收機信號顯示會有變化。說明發射機、接收機工作正常。
  發射機在感應狀態下,打開發射機,將接收機的接收頻率調至和發射機一致的頻率,看接收機能否接收到信號,移動接收機,看接收機的數據有無變化;
2)耦合鉗的檢查
  把耦合鉗與發射機相連,按下發射機電源開關,阻抗顯示10Ω左右,同時聽到耦合鉗發出聲響(低頻)。說明耦合鉗工作正常。


4.4質保
1)儀器主機及附件一年保修,電池半年保換。超過上述期限,維修時只收取更換的器件成本費。
2)若因為使用不當造成損壞(包括保修期內),或超過保修期限發生產品質量問題,我公司負責維修,維修時只收取更換的器件成本費。
3)儀器出現下列問題時,用戶可以嘗試自行解決:
不開機:可能是電池已耗光,請嘗試先充電再使用。
儀器自動關機:可能是因為電池欠壓自動關機,或長時間未進行任何操作自動關機,請嘗試重新開機。
開機后立即關機:原因是電池欠壓,請先對電池充電再使用。
4)若出現其他問題,請不要試圖自行維修,以免擴大故障,請與本公司聯系,以便及時維修和服務。


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