Artykuły techniczne

DETEKCJA MIEJSCA USZKODZENIA

Spis treści:

Detekcja akustyczna
Detekcja elektromagnetyczna
Detekcja elektromagnetyczno-akustyczna
Detekcja poprzez pomiar spadku potencjału w gruncie

Część opisanych rozwiązań zastosowano w lokalizatorach Rycom

Detekcja akustyczna
Niezależnie od tego, która z metod jest używana do wstępnej lokalizacji uszkodzenia w zakopanym pod ziemią kablu, i tak w którymś momencie musi być zaznaczony punkt "x" na ziemi i powiedziane "kopać tutaj". Najbardziej powszechne metody używane do wstępnej lokalizacji uszkodzenia, jakimi są "odbicie od łuku" lub "impuls powrotny udaru" dadzą wynik bliski miejsca uszkodzenia, ale nie wystarczająco dokładny do określenia dokładnej lokalizacji uszkodzenia. Przed rozpoczęciem kopania, w celu naprawy uszkodzonego kabla, muszą być użyte techniki punktowego wyznaczenia miejsca uszkodzenia. Wszystkie klasyczne metody dążą do zmniejszenia odległości do zera od dźwięku produkowanego przez wstrząs lub od impulsu rozładowania energii w miejscu uszkodzenia wytworzone przez generator udaru. Prostą i skuteczną metodą jest przyłożenie ucha do ziemi. W niektórych warunkach takich, jak pod deszczu lub przy solidnej porannej rosie może być to wstrząsającym przeżyciem. W pewnych przypadkach takich, jak wytworzone przez skorodowany przewód neutralny, w czasie podawania udarów w kablu, prąd będzie bardziej rozpływał się w ziemi niż powracał do generatora poprzez przewód neutralny. W takim przypadku, powstaje spadek napięcia pomiędzy rozpostartymi dłońmi lokalizującego uszkodzenie, za każdym razem, gdy generator rozładowuje się. Inne mniej bolesne zbliżenia powodują stare niezawodne narzędzia, jakimi są tuba megafonowa lub zmodyfikowany stetoskop. Nieznacznie bardziej wyrafinowany sprzęt używa głowic (geofonów) kładzionych na gruncie, wzmacniaczy elektronicznych i zestawu słuchawek. Zestaw ten wzmacnia dźwięk i pomaga w określeniu punktu uszkodzenia. Udoskonaleniem tej techniki jest dodanie drugiej głowicy. Przełącznik i miernik na wzmacniaczu pozwalają porównać wielkość dźwięku z każdej głowicy. Silniejszy sygnał pochodzi od głowicy bliższej miejsca uszkodzenia i czujniki są przesuwane w tym kierunku. Dla obu głowic stojących nad uszkodzeniem, poziomy dźwięku są równe. Wszystkie te techniki akustyczne zakładają, że dźwięk wytworzony w miejscu uszkodzenia rozchodzą się prosto do powierzchni gruntu bez przeszkód oraz, że najgłośniejszy dźwięk jest słyszany bezpośrednio nad miejscem uszkodzenia. Jeżeli zdarzy się, że kabel jest umieszczony w kanale lub przepuście kablowym pod nawierzchnią drogi lub otoczony przez korzenie drzew, to założenie takie może nie być prawidłowe. W kanale lub rurze najgłośniejszy dźwięk występuje na końcu lub w miejscu przerwy. Jeżeli kabel jest pod nawierzchnią drogi, najgłośniejszy dźwięk może być w miejscu pęknięcia lub łączenia nawierzchni. System korzeniowy może przenosić dźwięk we wszystkich kierunkach.

Akustyczna detekcja udaru

Detekcja elektromagnetyczna
Alternatywną techniką jest użycie detektora impulsów elektromagnetycznych. Rozładowanie detektora udarów tworzy impuls prądu, który przemieszcza się wzdłuż kabla, poprzez uszkodzenie i powraca do kondensatora generatora udarów. Używając właściwej anteny lub cewki powierzchniowej i wzmacniacza, pole magnetyczne tworzone przez ten impuls prądu może być wykryty i zmierzony podczas spacerowania nad kablem. Jest to podobne do trasowania drogi kabla, gdzie maksymalny sygnał jest wykrywany bezpośrednio nad kablem, tylko za wyjątkiem tego, że ten sygnał jest obecny za każdym razem, gdy występuje wyładowanie. Przy zbliżaniu się do miejsca uszkodzenia intensywność pola magnetycznego rośnie, a po minięciu uszkodzenia wielkość pola spada dość gwałtownie. To zwiększanie i następnie gwałtowne zmniejszanie może czasami być używane do punktowego wyznaczenia miejsca podziemnego uszkodzenia wystarczająco dokładnie, aby kopać. Niestety, w przypadku kabli koncentrycznych z odizolowanym ekranem neutralnym, część impulsu prądu może podążać przewodem neutralnym na pewną odległość za uszkodzeniem, czyniąc trudnym precyzyjne określenie miejsca lokalizacji. Metoda ta może być jedyną nadzieją, gdy uszkodzenie ma bardzo małą rezystancję i generator udaru nie może wytworzyć dźwięku w miejscu uszkodzenia.

Detekcja elektromagnetyczno-akustyczna
Najnowsze detektory udarów łączą obie metody elektromagnetyczną oraz głowic akustycznych do sprawnego i precyzyjnego wyznaczania miejsca uszkodzenia. Głowice w odbiorniku wykrywają pole magnetyczne wytwarzane przez impuls prądu i również wyświetla jego wielkość na wykresie słupkowym wyświetlacza za każdym razem, gdy generator rozładowuje się. Wskazanie wielkości impulsu będzie malało, po minięciu miejsca uszkodzenia lub gdy odbiornik nie będzie dłużej nad trasą kabla. Po wykryciu impulsu, głowice akustyczne umieszczone na gruncie wysłuchują wstrząsów, jako wyniku wyładowania. Wykryty impuls uruchamia licznik czasu w odbiorniku i, gdy wykryte zostaną słyszalne wstrząsy, licznik czasu zostanie zatrzymany. Pomiar ten czasem, jaki potrzebowała fala dźwiękowa wytworzona w miejscu uszkodzenia na przebycie drogi do głowic akustycznych i jest wyświetlany w ms.

SD-3000

Przy zbliżaniu do uszkodzenia, czas ten zmniejsza się do minimum bezpośrednio nad uszkodzeniem i wzrasta ponownie po minięciu miejsca uszkodzenia. Czas nigdy nie spada do zera, ponieważ jest zawsze jakaś głębokość kabla pomiędzy miejscem uszkodzenia, a głowicami akustycznymi. Technika ta polega na pomiarze upływu czasu pomiędzy dwoma zdarzeniami, a nie prosty pomiar głośności dźwięku i stąd eliminuje problem dokładności wyznaczenia nawet w trudnych warunkach. Jeżeli są używane dwie głowice akustyczne, odbiornik wykonuje podwójny pomiar i wskazuje przy użyciu strzałek na wyświetlaczu, kierunek przemieszczania się do uszkodzenia. Przy zbliżaniu się do uszkodzenia, strzałki staja się krótsze, dopóki uszkodzenie nie zostanie ominięte, wtedy kierunek strzałek zmieni się na przeciwny. W punkcie tym, wykonywane są małe przesunięcia głowic. Gdy znajdują się bezpośrednio nad uszkodzeniem, oba groty strzałek będą wskazywały się nawzajem. Ponieważ przyrząd "słyszy" uderzenia, słuchawki nie są już dłużej konieczne i pomiary będą prowadziły operatora bezpośrednio do miejsca uszkodzenia. Odbiornik również mierzy i wyświetla cyfrową wartość poziomu dźwięku, który typowo zwiększa się przy zbliżaniu do uszkodzenia. Przez używanie funkcji "Zapisz" przyrządu, dwa zestawy czasu i wartość poziomu dźwięku mogą być zapamiętane i wyświetlone, podczas obserwacji bieżących wartości, które potwierdzają, że przyjęty kierunek jest prawidłowy. Detektory dostarczają informacje na wyświetlaczu, który skutecznie i szybko prowadzi operatora do miejsca uszkodzenia z dokładnością kilkunastu centymetrów.

Wyświetlacz SD-3000

Wskazania:

Intensywność impulsu udaru
Czas jaki upłynął od impulsu do dotarcia dźwięku
Wielkość poziomu dźwięku
Kierunek i względną odległość od uszkodzenia

Detekcja poprzez pomiar spadku potencjału w gruncie
Zestawy do pomiaru spadku potencjału w gruncie, chociaż są głównie konstruowane do precyzyjnego wyznaczania trasy zakopanych kabli, to mogą czasami być używane do punktowego wyznaczania miejsca uszkodzenia kabli pokrytych płaszczem izolacyjnym, gdy wszystkie inne metody zawiodą. Nadajnik jest używany do wytworzenia przepływu prądu pomiędzy punktem uszkodzenia poprzez ziemię do uziemienia nadajnika. Ponieważ grunt ma swoją rezystancję, przepływ prądu wywołuje spadek napięcia na powierzchni ziemi. A-ramka, z dwoma odseparowanymi od siebie sondami pomiarowymi dołączonymi do odbiornika, mierzy i wyświetla wartość różnicy potencjału. A-ramka musi być przemieszczana bezpośrednio nad drogą kabla, dlatego ważne jest wcześniejsze dokładne wyznaczenia drogi kabla. Jeżeli przepływ prądu jest równy we wszystkich kierunkach, mierzony spadek napięcia wzdłuż drogi kabla będzie prowadził do miejsca uszkodzenia. Jeżeli prąd płynący w gruncie znajdzie inny przewodnik, jak na przykład zakopaną rurę, technika ta będzie nieefektywna ponieważ nie będzie wytwarzany spadek napięcia w gruncie. Podczas używania nadajnika, zmierzone napięcie zwiększa się w miarę, jak A-ramka jest przemieszczane coraz bliżej do uszkodzenia. Gdy A-ramka znajdzie się nad uszkodzeniem, pomiar spadnie do zera i po minięciu uszkodzenia napięcie ponownie zacznie zwiększać się. We wskazywanym miejscu uszkodzenia, należy obrócić A-ramkę o kąt prosty i wykonać tą samą procedurę. Potwierdzimy miejsce uszkodzenia, gdy obrócimy ramkę w lewo i w prawo o dziewięćdziesiąt stopni w stosunku do drogi kabla.

Traser z nadajnikiem AC

Podobną technikę stosuje się wykorzystując generator DC, który wytwarza kilka sekundowych impulsów napięcia z regularnym interwałem czasu. W tym przypadku, miernik z zerem pośrodku umieszczony na A-ramce będzie odchylał się w jednym kierunku podczas zbliżania się do uszkodzenia, nad uszkodzeniem odczyt będzie zerowy natomiast po minięciu miejsca uszkodzenia wystąpi odchylanie w przeciwnym kierunku. Podejście takie mą tą zaletę, że w większości przypadków napięcie DC jest dużo wyższe, niż to, które jest wytwarzane przez generator AC. Wyższe napięcie wywołuje przepływ większego prądu przez ziemię wytwarzając z kolei większy spadek napięcia.

Traser z nadajnikiem DC

Powiadomienie o plikach cookie. Witryna korzysta z plików cookie.
Pozostając na tej stronie, wyrażasz zgodę na korzystanie z plików cookie.
Dowiedz się więcej