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凯迪正大电缆路径探测仪探测的信号发射方法

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凯迪正大电缆路径探测仪探测的信号发射方法

发布日期:2018-12-27 00:00 点击:

       上一章讲解了仪器的使用方法,本章主要结合使用者在常规现场测试使用发射机与电缆和金属管线的几种接线方法。

       发射机的信号发送连接方式:直连法、耦合法、感应法。

直连法——最佳方法

       这是最佳的探测方法,发射机输出线红色端直接连接到管线的裸露金属部分(     切勿将其接入带电运行线路中),另一端接地。此种方法产生的信号最强,传播距离最远,适用于全部频率工作状态,通常低频足以满足测试需求。

电缆路径探测仪

耦合法——较佳方法

       当不能与待测管线直接相连时,可以采用耦合夹钳用耦合法探测。此种方法可以根据现场的实际情况来选择发射频率:低频、中频、高频、射频。当地下管线的近端和远端都接地良好并形成回路,这时就使用低频频率;如果两端接地不良好,回路电阻过大,或者低频信号耦合不上,那就改用高频来测试。选择频率没有固定不变的原则,下面给出了频率选择的基本原则:对于高阻的管线(如:通信电缆,带防腐层的管道和铸铁管)使用高频和射频。要注意频率越高,信号越容易感应到其它管线上,而且信号的传播距离越短。对于一般的管道和电缆的探测,使用低频和中频。这些频率传播距离比较远,也不会感应太多的信号到其它管线上。低频适用于长距离追踪。低频信号传播距离长而且不会感应到其它管线上。低频率信号也适用于长距离而绝缘良好的输送管线。

电缆路径探测仪

感应法——可行方法

       在某些情况下,操作者不可能接近电缆来进行直接连接或使用耦合夹钳施加信号,此时可使用发射机内置的感应天线来发射输出信号,将信号感应到被测地下电缆上进行定位探测。首先,将发射机放置于电缆的地面正上方,发射机放置方向应使发射机面板上的指示线与管线路径方向相一致。然后使用接收机在管线上方的地面上就能探测出地下管线位置。这种方法只能使用射频而不能用低频,同时被测管线的两端都必须有良好的接地即被测管线要具有良好的回路。其使用示意图见下图。


电缆路径探测仪

4.1、简言

       一般电缆由数根芯线和金属铠装构成,结构和用途的差异造成了探测时的信号施加方式的差异,不同的接法将会产生不同的电磁场,探测效果也有所区别,因此本章对电缆探测的信号发射方式进行单独描述。

4.2、非运行电缆的信号发射方法

4.2.1、基本接线方法:芯线-大地接法(建议使用低频低档)

芯线-大地接法是对离线电缆(退出运行的不带电线缆)进行路径探测的最佳接线方式,可以充分发挥本仪器的功能,并能最大程度地抗干扰。


电缆路径探测仪


图4.1芯线-大地接线法

如图4.1所示,将电缆金属护层两端的接地线均解开,低电缆的零线和地线的接地也应解开,将发射机的红色鳄鱼夹夹一条完好芯线,黑色鳄鱼夹夹在打入地下的接地钎上。在电缆的对端,对应芯线接打入地下的接地钎。


注意,尽量使用接地钎,而不要直接用接地网!至少在电缆的对端必须用接地钎,接地钎还需要离开接地网一段距离,否则会在其他电缆上造成地线回流,影响探测效果。


       电流自发射机流经芯线,在电缆对端进入大地,流回近端返回发射机。这种接法在地面探测时可以感应到很强的信号,而且在本条电缆上没有感应电流的影响,信号特性比较明确,可以充分利用仪器的电流方向测量功能;信号在绝缘良好的芯线上流过,不会流到邻近管线上,尤其不会流到交叉的金属管道上,最适于在复杂环境下进行路径查找。另外由于电缆接地,流经电缆的信号电压很低,不容易对邻线产生电容耦合,减少干扰。


由于存在芯线和大地之间的分布电容,随距离的增加,电流会逐渐减小。但若接地良好,电容电流即很小,可以不予考虑。这种方法的缺点是需要将电缆两端的接地线全部解开,略显繁琐。

4.2.2、护层-大地接法:(建议使用低频低档)


电缆路径探测仪

图4.2 护层-大地接线法

       如图4.2所示,将电缆近端的护层接地线解开,低压电缆的零线和地线的接地也应解开,对端的电缆护层保持接地,信号加在护层和接地钎之间(不可使用接地网),电缆相线保持悬空。电流自发射机流经护层,在电缆对端进入大地,流回近端返回发射机。这种接法不存在屏蔽,因而在地面上产生的信号最强,信号特性也比较明确。同样,由于护层-大地分布电容的存在,信号会自近向远逐渐衰减。


      潜在的问题:护层外部的绝缘层若有破损,部分电流将由破损点流入大地,造成破损点后的电流突然减小,减小幅度与破损点的接地电阻有关。

4.2.3、相线-护层接法:

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图4.3相线-护层接法

       如图4.3所示,发射信号加在电缆一相和护层之间,对端相线和护层短路,护层两端保持接地。

如果是单条电缆敷设,信号自发射机流经芯线,再经护层和大地两个回路返回。因为护层(铠装及铜屏蔽层)由连续金属组成,电阻很小;大地回路由于存在两端接地电阻,再加土壤电阻,总阻值较大,故大部分电流将通过护层返回,少部分电流通过大地返回。由于芯线电流和护层电流反向,能在外部一定距离产生磁场信号的有效电流为其差,数值等于通过大地返回的电阻电流。另外由于芯线-护层回路和护层-大地回路存在互感,通过电磁感应也能够在护层-大地回路产生感生电流。综合效果为有效电流等于大地回路的电阻电流和感应电流的矢量和(两者存在相位差)。根据现场情况的不同,有效电流可能会占总注入电流的百分之几到百分之十几。


       如果存在同路径敷设(两端位置均相同)的其他电缆,则返回电流主要被几条电缆的护层分流,例如三条电缆同路径,则三条电缆的护层返回电流各占1/3。有效电流正向,占注入值的2/3,邻线电流反向,占1/3。如图4.4所示。

电缆路径探测仪

      相线与护层法的优点在于接线简单,不需要解开接地线。缺点是当多条电缆同路径敷设时,各条电缆信号相差不大,仅靠信号幅值有时难以区分;当单线敷设时,有效电流大幅减少,信号较弱,而且有效电流中含有感应电流成分,目标电缆和邻近管线的感应信号相位相同,在使用时,有可能无法根据电流大小排除邻线干扰。

4.2.4、相间接法:(建议使用高频信号)


如图4.5所示,发射信号加在电缆两相之间,电缆的对端两相线短路。两相在电缆内部扭绞,其电流值相同且方向相反。由于两相线虽相距很近,但仍有一定间隔,故两相线和接收机线圈之间的距离会有微小差异,两相线在此处产生的磁场方向相反,但强度因距离的差异而不会完全相同,虽大部分相互抵消,但仍有小部分残余,金属护层的屏蔽作用会将其进一步削弱,最后的剩余信号方能被接收。因为扭绞的原因,信号会沿地下管线有周期性的幅值和方向的变化。


在一个扭绞周期内,对外辐射的磁通因方向连续变化360°而相互抵消,故不会在护层和大地回路产生感应电流。由于有效信号很小,使用高频信号将比低频信号更易于探测。一般不建议使用者操作此种接发。


4.3、运行电缆的信号发射方法

4.3.1、零线/地线/护层注入法:

这是一种对运行中的低压电缆进行探测的方法,因为许多低压电缆的护层不作接地,或护层不连续,或接地不够良好,无法测量。本方法不需要电缆作任何改动,而且注入的是高频信号,不会对运行线路产生不良影响。

在用户端,将发射机的红色鳄鱼夹接零线、地线或护层,黑色鳄鱼夹接打入地下的接地钎。如图4.6所示。

电缆路径探测仪

图4.6零线/地线/护层注入法


注意事项:

1)必须在用户端发射信号,如果在变电室端发射信号,将在所有出线上均注入信号,造成无法区分目标电缆。

2)电缆带电,接线必须由具有相关资质或资格的电力工作人员操作!

3)接地钎位置的选择:为保证输出效果,应将接地钎打在距离管道5m之外,而且接地线应尽量和管道方向垂直。

4)如果零线在用户端不接地,则优先使用零线注入信号。

5)低压电缆的护层可能不连续,如果护层注入信号太弱,或探测过程中在地下管线某处信号中断,可换用零线/地线进行注入。

6)由于所有出线的零线/地线或护层在变电室并联,所以其他电缆出线上会有部分电流被分流,也能探测到信号,但强度较弱,实际测试中应注意区分。

7)探测高压运行电缆时,如果收不到信号或信号很弱,说明电缆两端护层接地电阻过大,这时可以通过护层注入。

8)探测单芯超高压运行电缆时,可使用护层注入法。

4.3.2夹钳耦合法(效果好,推荐带电运行电缆用此种方法)

电缆路径探测仪

当不能与待测运行电缆直接相连时,可以采用耦合夹钳进行耦合法探测。这时被测电缆的近端和远端都必须接地以形成回路。接线见图4.7。

这是一种对运行中的电缆进行探测的方法,尤其是对高压运行电缆的路径查找极为方便。本方法不需要电缆作任何改动,而且可以注入的多种频率信号,不会对运行线路产生不良影响。


4.4感应辐射法(建议使用射频信号)

当不能接近电缆来进行直接连接或使用耦合夹钳,此时可使用发射机内置的感应天线来发射输出(射频)信号,将信号感应到被测地下线缆上来进行定位探测。首先,将发射机放置于电缆的地面正上方,发射机放置方向应使发射机面板上的校准线与地下管线方向相一致。然后使用接收机在电缆地面上方就能探测出地下电缆位置,如图4.8所示。

电缆路径探测仪

如果是盲测,两个人分别持发射机和接收机,面对面相距15米左右,发射机用内置天线射频工作,接收机用波峰法接收方式,在待探测范围内移动,信号强的地方(两个测试者的连线)有埋设的线缆。


4.5安全警告!

1)由于带电运行电缆查找涉及设施及人身安全,必须在仪器给出结果的基础上,先根据各种现场信息(如电缆直径等)进行排除,剩余的要充分分析各条并行电缆的电流强度,最后作出判断。

2)仪器的正确判断建立在正确的操作上,请务必保证接线方式以及测试操作的正确性。

3)如果两条或几条电缆均显示探测信号强弱一样,或者全部显示探测不到信号,且测试电流值不大,则必须引起特别注意,不要轻易下结论,出现这种情况很可能是发射机接线方法有误,以下几种错误应首先检查:

a.地线连接不正确。

b.频率选择错误。

c.探测中没有找到目标电缆,而是只追踪到邻线。

d.信号发射功率方法选用不当。

e.如果还不能判断,请使用其它方法进一步探测!


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