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電纜識別的信號發(fā)射方法(1)-國浩電氣
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電纜識別的信號發(fā)射方法(1)

發(fā)布時間:2021-06-03 01:08:37人氣:

電纜識別在金屬管線探測中占有重要地位,相比于金屬管道的單一連續(xù)金屬結(jié)構(gòu),電纜由數(shù)根芯線和金屬鎧裝構(gòu)成,結(jié)構(gòu)和用途的差異造成了識別時的信號施加方式的差異,不同的接法將會產(chǎn)生不同的電磁場,識別效果也有所區(qū)別,因此本文對電纜識別的信號發(fā)射方式進(jìn)行單獨描述,以下為停運電纜的信號發(fā)射方法。

1、基本接線方法:芯線-大地接法

芯線-大地接法是對離線電纜(退出運行的不帶電電纜)進(jìn)行識別的最佳接線方式,可以充分發(fā)揮儀器的功能,并能最大程度地抗干擾,如下圖所示:
芯線-大地接線法
芯線-大地接線法
將電纜金屬護(hù)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(yīng)解開,將發(fā)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(yīng)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(wǎng)!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(wǎng)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(fā)射機流經(jīng)芯線,在電纜對端進(jìn)入大地,流回近端返回發(fā)射機。這種接法在地面探測時接收機可以感應(yīng)到很強的信號,信號特性比較明確;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(fù)雜環(huán)境下進(jìn)行電纜識別。另外由于電纜接地,流經(jīng)電纜的信號電壓很低,不容易對鄰線產(chǎn)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。


2、護(hù)層-大地接法

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

潛在的問題:護(hù)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(guān)。


3、相線-護(hù)層接法

相線-護(hù)層接法
相線-護(hù)層接法
如上圖所示,發(fā)射信號加在電纜一相和護(hù)層之間,對端相線和護(hù)層短路,護(hù)層兩端保持接地。

如果是單條電纜敷設(shè),信號自發(fā)射機流經(jīng)芯線,再經(jīng)護(hù)層和大地兩個回路返回。因為護(hù)層(鎧裝及銅屏蔽層)由連續(xù)金屬組成,電阻很??;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(hù)層返回,少部分電流通過大地返回。由于芯線電流和護(hù)層電流反向,能在外部一定距離產(chǎn)生磁場信號的有效電流為其差,數(shù)值等于通過大地返回的電阻電流。另外由于芯線-護(hù)層回路和護(hù)層-大地回路存在互感,通過電磁感應(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(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,鄰線電流反向,占1/3。如圖所示。   
并行電纜的分流效果
并行電纜的分流效果
相線-護(hù)層法的優(yōu)點在于接線簡單,不需要解開接地線。缺點是當(dāng)多條電纜同路徑敷設(shè)時,各條電纜信號相差不大,僅靠信號幅值有時難以區(qū)分;當(dāng)單線敷設(shè)時,有效電流大幅減少,信號較弱,而且有效電流中含有感應(yīng)電流成分,目標(biāo)電纜和鄰近管線的感應(yīng)信號相位相同,在使用復(fù)合頻率探測時,有可能無法根據(jù)電流方向排除鄰線干擾。

4、發(fā)射頻率的選擇

(1)對于一般電纜的探測,均推薦使用開機默認(rèn)的1280Hz頻率。其頻率較低,傳播距離長,且不容易感應(yīng)到其他管線上;再者接收機對1280Hz信號的接收效果要強于640Hz,抗干擾能力較強,較易分辨。
(2)對于長距離電纜(長于2-3km),如果使用1280Hz信號,在較長距離處會有較大衰減,信號不易接收,相位也會發(fā)生偏移。故探測長距離電纜推薦使用640Hz發(fā)射信號。
(3)640Hz和1280Hz均為復(fù)合頻率信號,接收機能夠進(jìn)行相位判斷。

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