凱迪正大KD-2123電纜路徑探測(cè)儀探測(cè)的信號(hào)發(fā)射方法

上一章講解了儀器的使用方法，本章主要結(jié)合使用者在常規(guī)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試使用發(fā)射機(jī)與電纜和金屬管線(xiàn)的幾種接線(xiàn)方法。

       發(fā)射機(jī)的信號(hào)發(fā)送連接方式：直連法、耦合法、感應(yīng)法。

直連法——較好方法

       這是較好的探測(cè)方法，發(fā)射機(jī)輸出線(xiàn)紅色端直接連接到管線(xiàn)的裸露金屬部分（     切勿將其接入帶電運(yùn)行線(xiàn)路中），另一端接地。此種方法產(chǎn)生的信號(hào)最強(qiáng)，傳播距離最遠(yuǎn)，適用于全部頻率工作狀態(tài)，通常低頻足以滿(mǎn)足測(cè)試需求。

耦合法——較佳方法

       當(dāng)不能與待測(cè)管線(xiàn)直接相連時(shí)，可以采用耦合夾鉗用耦合法探測(cè)。此種方法可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況來(lái)選擇發(fā)射頻率：低頻、中頻、高頻、射頻。當(dāng)?shù)叵鹿芫€(xiàn)的近端和遠(yuǎn)端都接地良好并形成回路，這時(shí)就使用低頻頻率；如果兩端接地不良好，回路電阻過(guò)大，或者低頻信號(hào)耦合不上，那就改用高頻來(lái)測(cè)試。選擇頻率沒(méi)有固定不變的原則，下面給出了頻率選擇的基本原則：對(duì)于高阻的管線(xiàn)（如：通信電纜，帶防腐層的管道和鑄鐵管）使用高頻和射頻。要注意頻率越高，信號(hào)越容易感應(yīng)到其它管線(xiàn)上，而且信號(hào)的傳播距離越短。對(duì)于一般的管道和電纜的探測(cè)，使用低頻和中頻。這些頻率傳播距離比較遠(yuǎn)，也不會(huì)感應(yīng)太多的信號(hào)到其它管線(xiàn)上。低頻適用于長(zhǎng)距離追蹤。低頻信號(hào)傳播距離長(zhǎng)而且不會(huì)感應(yīng)到其它管線(xiàn)上。低頻率信號(hào)也適用于長(zhǎng)距離而絕緣良好的輸送管線(xiàn)。

感應(yīng)法——可行方法

       在某些情況下，操作者不可能接近電纜來(lái)進(jìn)行直接連接或使用耦合夾鉗施加信號(hào)，此時(shí)可使用發(fā)射機(jī)內(nèi)置的感應(yīng)天線(xiàn)來(lái)發(fā)射輸出信號(hào)，將信號(hào)感應(yīng)到被測(cè)地下電纜上進(jìn)行定位探測(cè)。首先，將發(fā)射機(jī)放置于電纜的地面正上方，發(fā)射機(jī)放置方向應(yīng)使發(fā)射機(jī)面板上的指示線(xiàn)與管線(xiàn)路徑方向相一致。然后使用接收機(jī)在管線(xiàn)上方的地面上就能探測(cè)出地下管線(xiàn)位置。這種方法只能使用射頻而不能用低頻，同時(shí)被測(cè)管線(xiàn)的兩端都須有良好的接地即被測(cè)管線(xiàn)要具有良好的回路。其使用示意圖見(jiàn)下圖。

4.1、簡(jiǎn)言

       一般電纜由數(shù)根芯線(xiàn)和金屬鎧裝構(gòu)成，結(jié)構(gòu)和用途的差異造成了探測(cè)時(shí)的信號(hào)施加方式的差異，不同的接法將會(huì)產(chǎn)生不同的電磁場(chǎng)，探測(cè)效果也有所區(qū)別，因此本章對(duì)電纜探測(cè)的信號(hào)發(fā)射方式進(jìn)行單獨(dú)描述。

4.2、非運(yùn)行電纜的信號(hào)發(fā)射方法

4.2.1、基本接線(xiàn)方法：芯線(xiàn)-大地接法（建議使用低頻低檔）

芯線(xiàn)-大地接法是對(duì)離線(xiàn)電纜（退出運(yùn)行的不帶電線(xiàn)纜）進(jìn)行路徑探測(cè)的較好接線(xiàn)方式，可以充分發(fā)揮本儀器的功能，并能最大程度地抗干擾。

圖4.1芯線(xiàn)－大地接線(xiàn)法

如圖4.1所示，將電纜金屬護(hù)層兩端的接地線(xiàn)均解開(kāi)，低電纜的零線(xiàn)和地線(xiàn)的接地也應(yīng)解開(kāi)，將發(fā)射機(jī)的紅色鱷魚(yú)夾夾一條完好芯線(xiàn)，黑色鱷魚(yú)夾夾在打入地下的接地釬上。在電纜的對(duì)端，對(duì)應(yīng)芯線(xiàn)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(wǎng)！至少在電纜的對(duì)端須用接地釬，接地釬還需要離開(kāi)接地網(wǎng)一段距離，否則會(huì)在其他電纜上造成地線(xiàn)回流，影響探測(cè)效果。

       電流自發(fā)射機(jī)流經(jīng)芯線(xiàn)，在電纜對(duì)端進(jìn)入大地，流回近端返回發(fā)射機(jī)。這種接法在地面探測(cè)時(shí)可以感應(yīng)到很強(qiáng)的信號(hào)，而且在本條電纜上沒(méi)有感應(yīng)電流的影響，信號(hào)特性比較明確，可以充分利用儀器的電流方向測(cè)量功能；信號(hào)在絕緣良好的芯線(xiàn)上流過(guò)，不會(huì)流到鄰近管線(xiàn)上，尤其不會(huì)流到交叉的金屬管道上，最適于在復(fù)雜環(huán)境下進(jìn)行路徑查找。另外由于電纜接地，流經(jīng)電纜的信號(hào)電壓很低，不容易對(duì)鄰線(xiàn)產(chǎn)生電容耦合，減少干擾。

由于存在芯線(xiàn)和大地之間的分布電容，隨距離的增加，電流會(huì)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(diǎn)是需要將電纜兩端的接地線(xiàn)全部解開(kāi),略顯繁瑣。

4.2.2、護(hù)層－大地接法：（建議使用低頻低檔）

圖4.2 護(hù)層－大地接線(xiàn)法

       如圖4.2所示，將電纜近端的護(hù)層接地線(xiàn)解開(kāi)，低壓電纜的零線(xiàn)和地線(xiàn)的接地也應(yīng)解開(kāi)，對(duì)端的電纜護(hù)層保持接地，信號(hào)加在護(hù)層和接地釬之間（不可使用接地網(wǎng)），電纜相線(xiàn)保持懸空。電流自發(fā)射機(jī)流經(jīng)護(hù)層，在電纜對(duì)端進(jìn)入大地，流回近端返回發(fā)射機(jī)。這種接法不存在屏蔽，因而在地面上產(chǎn)生的信號(hào)最強(qiáng)，信號(hào)特性也比較明確。同樣，由于護(hù)層－大地分布電容的存在，信號(hào)會(huì)自近向遠(yuǎn)逐漸衰減。

      潛在的問(wèn)題：護(hù)層外部的絕緣層若有破損，部分電流將由破損點(diǎn)流入大地，造成破損點(diǎn)后的電流突然減小，減小幅度與破損點(diǎn)的接地電阻有關(guān)。

4.2.3、相線(xiàn)－護(hù)層接法：

圖4.3相線(xiàn)－護(hù)層接法

       如圖4.3所示，發(fā)射信號(hào)加在電纜一相和護(hù)層之間，對(duì)端相線(xiàn)和護(hù)層短路，護(hù)層兩端保持接地。

如果是單條電纜敷設(shè)，信號(hào)自發(fā)射機(jī)流經(jīng)芯線(xiàn)，再經(jīng)護(hù)層和大地兩個(gè)回路返回。因?yàn)樽o(hù)層（鎧裝及銅屏蔽層）由連續(xù)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(guò)護(hù)層返回，少部分電流通過(guò)大地返回。由于芯線(xiàn)電流和護(hù)層電流反向，能在外部一定距離產(chǎn)生磁場(chǎng)信號(hào)的有效電流為其差，數(shù)值等于通過(guò)大地返回的電阻電流。另外由于芯線(xiàn)－護(hù)層回路和護(hù)層－大地回路存在互感，通過(guò)電磁感應(yīng)也能夠在護(hù)層－大地回路產(chǎn)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(yīng)電流的矢量和（兩者存在相位差）。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況的不同，有效電流可能會(huì)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(shè)（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(hù)層分流，例如三條電纜同路徑，則三條電纜的護(hù)層返回電流各占1/3。有效電流正向，占注入值的2/3，鄰線(xiàn)電流反向，占1/3。如圖4.4所示。

      相線(xiàn)與護(hù)層法的優(yōu)點(diǎn)在于接線(xiàn)簡(jiǎn)單，不需要解開(kāi)接地線(xiàn)。缺點(diǎn)是當(dāng)多條電纜同路徑敷設(shè)時(shí)，各條電纜信號(hào)相差不大，僅靠信號(hào)幅值有時(shí)難以區(qū)分；當(dāng)單線(xiàn)敷設(shè)時(shí)，有效電流大幅減少，信號(hào)較弱，而且有效電流中含有感應(yīng)電流成分，目標(biāo)電纜和鄰近管線(xiàn)的感應(yīng)信號(hào)相位相同，在使用時(shí)，有可能無(wú)法根據(jù)電流大小排除鄰線(xiàn)干擾。

4.2.4、相間接法：(建議使用高頻信號(hào))

如圖4.5所示，發(fā)射信號(hào)加在電纜兩相之間，電纜的對(duì)端兩相線(xiàn)短路。兩相在電纜內(nèi)部扭絞，其電流值相同且方向相反。由于兩相線(xiàn)雖相距很近，但仍有一定間隔，故兩相線(xiàn)和接收機(jī)線(xiàn)圈之間的距離會(huì)有微小差異，兩相線(xiàn)在此處產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向相反，但強(qiáng)度因距離的差異而不會(huì)幾乎相同，雖大部分相互抵消，但仍有小部分殘余，金屬護(hù)層的屏蔽作用會(huì)將其進(jìn)一步削弱，最后的剩余信號(hào)方能被接收。因?yàn)榕そg的原因，信號(hào)會(huì)沿地下管線(xiàn)有周期性的幅值和方向的變化。

在一個(gè)扭絞周期內(nèi)，對(duì)外輻射的磁通因方向連續(xù)變化360°而相互抵消，故不會(huì)在護(hù)層和大地回路產(chǎn)生感應(yīng)電流。由于有效信號(hào)很小，使用高頻信號(hào)將比低頻信號(hào)更易于探測(cè)。一般不建議使用者操作此種接發(fā)。

4.3、運(yùn)行電纜的信號(hào)發(fā)射方法

4.3.1、零線(xiàn)／地線(xiàn)／護(hù)層注入法：

這是一種對(duì)運(yùn)行中的低壓電纜進(jìn)行探測(cè)的方法，因?yàn)樵S多低壓電纜的護(hù)層不作接地，或護(hù)層不連續(xù)，或接地不夠良好，無(wú)法測(cè)量。本方法不需要電纜作任何改動(dòng)，而且注入的是高頻信號(hào)，不會(huì)對(duì)運(yùn)行線(xiàn)路產(chǎn)生不良影響。

在用戶(hù)端，將發(fā)射機(jī)的紅色鱷魚(yú)夾接零線(xiàn)、地線(xiàn)或護(hù)層，黑色鱷魚(yú)夾接打入地下的接地釬。如圖4.6所示。

圖4.6零線(xiàn)／地線(xiàn)／護(hù)層注入法

注意事項(xiàng)：

1)須在用戶(hù)端發(fā)射信號(hào)，如果在變電室端發(fā)射信號(hào)，將在大多數(shù)出線(xiàn)上均注入信號(hào)，造成無(wú)法區(qū)分目標(biāo)電纜。

2)電纜帶電，接線(xiàn)須由具有相關(guān)資質(zhì)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(yīng)將接地釬打在距離管道5m之外，而且接地線(xiàn)應(yīng)盡量和管道方向垂直。

4)如果零線(xiàn)在用戶(hù)端不接地，則優(yōu)先使用零線(xiàn)注入信號(hào)。

5)低壓電纜的護(hù)層可能不連續(xù)，如果護(hù)層注入信號(hào)太弱，或探測(cè)過(guò)程中在地下管線(xiàn)某處信號(hào)中斷，可換用零線(xiàn)／地線(xiàn)進(jìn)行注入。

6)由于大多數(shù)出線(xiàn)的零線(xiàn)／地線(xiàn)或護(hù)層在變電室并聯(lián)，所以其他電纜出線(xiàn)上會(huì)有部分電流被分流，也能探測(cè)到信號(hào)，但強(qiáng)度較弱，實(shí)際測(cè)試中應(yīng)注意區(qū)分。

7)探測(cè)高壓運(yùn)行電纜時(shí)，如果收不到信號(hào)或信號(hào)很弱，說(shuō)明電纜兩端護(hù)層接地電阻過(guò)大，這時(shí)可以通過(guò)護(hù)層注入。

8)探測(cè)單芯超高壓運(yùn)行電纜時(shí)，可使用護(hù)層注入法。

4.3.2夾鉗耦合法（效果好，推薦帶電運(yùn)行電纜用此種方法）

當(dāng)不能與待測(cè)運(yùn)行電纜直接相連時(shí)，可以采用耦合夾鉗進(jìn)行耦合法探測(cè)。這時(shí)被測(cè)電纜的近端和遠(yuǎn)端都須接地以形成回路。接線(xiàn)見(jiàn)圖4.7。

這是一種對(duì)運(yùn)行中的電纜進(jìn)行探測(cè)的方法，尤其是對(duì)高壓運(yùn)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(dòng)，而且可以注入的多種頻率信號(hào)，不會(huì)對(duì)運(yùn)行線(xiàn)路產(chǎn)生不良影響。

4.4感應(yīng)輻射法（建議使用射頻信號(hào)）

當(dāng)不能接近電纜來(lái)進(jìn)行直接連接或使用耦合夾鉗，此時(shí)可使用發(fā)射機(jī)內(nèi)置的感應(yīng)天線(xiàn)來(lái)發(fā)射輸出（射頻）信號(hào)，將信號(hào)感應(yīng)到被測(cè)地下線(xiàn)纜上來(lái)進(jìn)行定位探測(cè)。首先，將發(fā)射機(jī)放置于電纜的地面正上方，發(fā)射機(jī)放置方向應(yīng)使發(fā)射機(jī)面板上的校準(zhǔn)線(xiàn)與地下管線(xiàn)方向相一致。然后使用接收機(jī)在電纜地面上方就能探測(cè)出地下電纜位置，如圖4.8所示。

如果是盲測(cè)，兩個(gè)人分別持發(fā)射機(jī)和接收機(jī)，面對(duì)面相距15米左右，發(fā)射機(jī)用內(nèi)置天線(xiàn)射頻工作，接收機(jī)用波峰法接收方式，在待探測(cè)范圍內(nèi)移動(dòng)，信號(hào)強(qiáng)的地方（兩個(gè)測(cè)試者的連線(xiàn)）有埋設(shè)的線(xiàn)纜。

4.5安全警告！

1)由于帶電運(yùn)行電纜查找涉及設(shè)施及人身安全，須在儀器給出結(jié)果的基礎(chǔ)上，先根據(jù)各種現(xiàn)場(chǎng)信息（如電纜直徑等）進(jìn)行排除，剩余的要充分分析各條并行電纜的電流強(qiáng)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(qǐng)務(wù)保證接線(xiàn)方式以及測(cè)試操作的正確性。

3)如果兩條或幾條電纜均顯示探測(cè)信號(hào)強(qiáng)弱一樣，或者全部顯示探測(cè)不到信號(hào)，且測(cè)試電流值不大，則須引起特別注意，不要輕易下結(jié)論，出現(xiàn)這種情況很可能是發(fā)射機(jī)接線(xiàn)方法有誤，以下幾種錯(cuò)誤應(yīng)首先檢查：

a.地線(xiàn)連接不正確。

b.頻率選擇錯(cuò)誤。

c.探測(cè)中沒(méi)有找到目標(biāo)電纜，而是只追蹤到鄰線(xiàn)。

d.信號(hào)發(fā)射功率方法選用不當(dāng)。

e.如果還不能判斷，請(qǐng)使用其它方法進(jìn)一步探測(cè)！

另外需要電纜故障測(cè)試儀的客戶(hù)，歡迎隨時(shí)咨詢(xún)！

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