【摘 要】介紹一種新型管線探測(cè)儀的基本原理，和在光纜/電纜的路由探測(cè)以及表皮絕緣破損點(diǎn)的查找等功能應(yīng)用，并結(jié)合多年實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)使用中影響探測(cè)效果的幾點(diǎn)問(wèn)題闡述說(shuō)明。

【關(guān)鍵詞】管線；探測(cè)儀；原理；應(yīng)用

隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，國(guó)內(nèi)外出現(xiàn)了多款電纜探測(cè)設(shè)備，有些在實(shí)際工作中得到廣泛應(yīng)用。某型管線探測(cè)儀在國(guó)內(nèi)二十多個(gè)機(jī)場(chǎng)五年多的應(yīng)用表明，其在機(jī)場(chǎng)供電、助航燈光電纜的管理維修中有很好的應(yīng)用前景。

1.基本原理

從上式可以看出，接收磁場(chǎng)信號(hào)有三種方法，即探測(cè)管線水平方向磁場(chǎng)強(qiáng)度和管線垂直方向磁場(chǎng)強(qiáng)度以及管線水平方向的變化梯度。即：峰值法，利用兩個(gè)水平線圈所測(cè)得的水平方向磁場(chǎng)強(qiáng)度，比較峰值最大時(shí)應(yīng)在管線最上方。谷值法，利用一個(gè)垂直線圈測(cè)得的垂直分量最小時(shí)即在管線上方。差分法，利用兩個(gè)水平線圈比較測(cè)得磁場(chǎng)的變化量，差值最大時(shí)即在管線上方。

（3）絕緣破損時(shí)電流特征和探測(cè)方法。當(dāng)管線中出現(xiàn)絕緣破損時(shí)，流經(jīng)管線的大部分電流會(huì)通過(guò)該點(diǎn)經(jīng)大地流回發(fā)射機(jī)，因此，故障點(diǎn)的回路電流接近于發(fā)射機(jī)接地端的電流。而此時(shí)，管線電流不僅會(huì)產(chǎn)生前面所述的二次磁場(chǎng)，還會(huì)在這兩點(diǎn)大地中產(chǎn)生大致相同的電壓變化梯度。因此，可以通過(guò)測(cè)量大地中電壓變化量，與發(fā)射機(jī)接地端測(cè)得數(shù)值比較，查找出絕緣破損處。

2.實(shí)踐應(yīng)用

管線探測(cè)儀在機(jī)場(chǎng)供電、燈光電纜的檢查維修中主要有三種功能。一是電纜/光纜的路由探測(cè)，通過(guò)原理分析可以得知，在電纜、光纜探測(cè)中可以采取兩種信號(hào)加載方式和三種探測(cè)方法，感應(yīng)加載方式又可以通過(guò)耦合圈法和發(fā)射機(jī)直接感應(yīng)實(shí)現(xiàn)。選擇哪種方式進(jìn)行信號(hào)加載主要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況確定，順序一般是直接接入、耦合圈感應(yīng)、發(fā)射機(jī)感應(yīng)。盡可能采用直接接入方式，當(dāng)線纜不能斷開(kāi)，且不能使用耦合圈單線加載時(shí)才選擇發(fā)射機(jī)直接感應(yīng)，此時(shí)由于感應(yīng)線纜需要高頻，應(yīng)增大輸出功率，2012年在桂林機(jī)場(chǎng)助航燈光改造時(shí)，由于某單位通信光纜橫穿機(jī)場(chǎng)，因場(chǎng)內(nèi)標(biāo)志樁損壞無(wú)法確定線路走向和深度，影響了電纜溝開(kāi)挖，通過(guò)在場(chǎng)外的標(biāo)志樁采用直接感應(yīng)方式找出了光纜。在接收方式選擇上，通常情況是采用先差分法查找后，再峰值法驗(yàn)證。二是工頻交流電力電纜路由探測(cè)，電力電纜中的50Hz工頻交變電流同樣會(huì)在線纜周?chē)臻g產(chǎn)生二次磁場(chǎng)，可以通過(guò)接收機(jī)接收50Hz同頻率的電磁信號(hào)來(lái)進(jìn)行路由探測(cè)，這種功能一般在線路復(fù)雜且不能斷電的情況下使用。2013年汕頭機(jī)場(chǎng)開(kāi)挖新電纜溝時(shí)由于不能確定某庫(kù)區(qū)低壓電纜走向和深度，就采用此方法探測(cè)查找出正在使用的地下電纜。若三相電流較平衡時(shí)，應(yīng)重復(fù)驗(yàn)證；若電纜有鎧裝或屏蔽層時(shí)，可改用第一種方式探測(cè)。三是電纜絕緣破損點(diǎn)的故障定位，根據(jù)線纜絕緣破損時(shí)出現(xiàn)的信號(hào)特征，可以有效的查找出電纜的破損點(diǎn)，采用直接接入方式加載電流信號(hào)，通過(guò)A字架采樣發(fā)射機(jī)接地端電壓變化梯度值后，沿線纜走向查找數(shù)值與之一致的位置，由于距離發(fā)射機(jī)接地端或者接地點(diǎn)較遠(yuǎn)時(shí)電壓梯度強(qiáng)度較弱，會(huì)出現(xiàn)信號(hào)信號(hào)盲區(qū)，此時(shí)應(yīng)采用路由功能沿線纜繼續(xù)向前探測(cè)，當(dāng)接近故障點(diǎn)時(shí)，接收機(jī)會(huì)指示故障點(diǎn)在A字架的同色方向。2009年以來(lái)，有19個(gè)機(jī)場(chǎng)采用此方法排除了機(jī)場(chǎng)燈光電纜絕緣故障，絕緣最低值均大于2兆歐，同時(shí)也在桂林、惠州、西郊、濰坊等機(jī)場(chǎng)燈光改造中發(fā)揮很好作用。

3.探測(cè)中應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題

在使用中我們也發(fā)現(xiàn)一些使用人員不熟練，出現(xiàn)探測(cè)盲區(qū)時(shí)不知所措，導(dǎo)致使用效果不好等問(wèn)題，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行一些問(wèn)題說(shuō)明。一是盡可能用低頻，由于低頻信號(hào)在線路傳輸距離更遠(yuǎn)，且不易形成信號(hào)串?dāng)_，能夠很好的查找線纜走向，但在線纜絕緣較好時(shí)，由于需要減小回路阻抗提高管線電流，就只能通過(guò)提高頻率來(lái)實(shí)現(xiàn)。通常情況下，管線絕緣電阻在2kΩ以下時(shí)，選用最低頻率；在2kΩ-6kΩ時(shí)提高一檔選8kHz；在6kΩ-10kΩ時(shí)，選用33kHz；大于10KΩ時(shí)選用最高頻率。二是盡可能接地，在路由探測(cè)中，當(dāng)管線絕緣較好時(shí)可通過(guò)遠(yuǎn)端接地，來(lái)減小回路阻抗提高回路電流，以此來(lái)增強(qiáng)信號(hào)，若遇到土質(zhì)干燥等導(dǎo)電率差的情況時(shí)，也可通過(guò)灑水等方式增強(qiáng)導(dǎo)電性能。三是理解參考電流信號(hào)值含義，采用A字架測(cè)量得出的參考電流信號(hào)值，是其兩腳測(cè)得的線纜回路電流在大地產(chǎn)生電壓差，由于電壓梯度越靠近故障點(diǎn)越強(qiáng)，電流信號(hào)值也就越大，同時(shí)根據(jù)兩腳測(cè)得的大小可判斷出故障點(diǎn)的方向，是從低電壓的腳指向高電壓的腳。通常情況下，探測(cè)絕緣故障點(diǎn)時(shí)都會(huì)出現(xiàn)盲區(qū)，此時(shí)只是A字架兩腳的電壓差太小，接收機(jī)不能完全判斷出故障點(diǎn)位置而出現(xiàn)左右搖擺現(xiàn)象，但此時(shí)指示左或右的電流信號(hào)值仍有意義，因此，可以通過(guò)繼續(xù)沿電纜路徑前進(jìn)比較電流值是增大還是減小來(lái)判斷故障點(diǎn)位置，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)表明，電流值在40-50dB時(shí)絕緣值為1兆歐左右。四是靈活運(yùn)用耦合圈，耦合圈不僅可以在信號(hào)加載時(shí)利用線纜穿過(guò)線圈產(chǎn)生很好的感應(yīng)電流，同樣也可以在信號(hào)接收時(shí)更好的形成線圈電流。因此，在不能以直接接入方式加載信號(hào)時(shí)，可以采用耦合圈進(jìn)行加載或者在多股線纜中選擇性進(jìn)行加載，同樣，也可以利用耦合圈在多股線纜中篩選出被探測(cè)線纜。五是特殊對(duì)待屏蔽層電纜，在屏蔽層電纜路由探測(cè)中，我們可以通過(guò)在屏蔽層加載信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)，但在絕緣故障點(diǎn)探測(cè)時(shí)，由于屏蔽層在電纜兩端連接處都進(jìn)行了接地，特別是機(jī)場(chǎng)燈光電纜在每個(gè)燈箱都做接地，這就會(huì)出現(xiàn)一處線芯與屏蔽層接觸導(dǎo)致多點(diǎn)接地情況，因此，在屏蔽層電纜絕緣故障點(diǎn)的探測(cè)前應(yīng)斷開(kāi)電纜兩端屏蔽層的接地。

4.結(jié)束語(yǔ)

多年實(shí)踐的應(yīng)用表明，該型管線探測(cè)儀在機(jī)場(chǎng)供電、助航燈光施工和管理維修中，都有很好的應(yīng)用前景。 [科]

【參考文獻(xiàn)】

[1]地下管線探測(cè)儀的工作原理.Sam Lee.浙江測(cè)繪學(xué)會(huì)，2010，08，19.