Как найти изоленту в земле прибор

Сущность изобретения: устройство содержит СВЧ-генератор, выход которого соединен со входом передающей антенны с линейной поляризацией излучения, приемную антенну, выход которой соединен через детектор с индикатором, канал опорного сигнала, фазовращатель, фазовый детектор, индикатор фазы, плоский отражатель и транспортную тележку. К тележке крепятся антенны таким образом, что их электрические оси пересекаются на поверхности земли: ось передающей антенны наклонена под углом Брюстера, а ось приемной под отрицательным таким же углом. Поляризации излучения антенн лежат в плоскости падения. Тележку с установленными на ней антеннами перемещают вдоль исследуемой части поверхности земли и одновременно принимают отраженные радиоволны, измеряют их амплитуду и относительную фазу. По расстоянию, пройденному тележкой между двумя положениями, в которых амплитудный индикатор показывает одинаковые значения через максимум показаний, и ширине диаграммы направленности приемной антенны судят о размерах найденного предмета, а по значению относительной фазы отраженных волн с помощью индикатора фазы, откалиброванного с помощью отражателя, определяют глубину залегания предмета в земле. 5 с.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к поисковой технике и может применяться в геофизике, археологии, строительстве и локализации предметов в земле, определении их размеров и глубины залегания.

Известен металлоискатель [1] который содержит генератор электромагнитных колебаний, индукционный датчик, синхронные детекторы: синфазный и квадратурных компонент, два фильтра постоянной составляющей, двухполупериодный выпрямитель, аналоговый сумматор и два стрелочных индикатора.

Металлоискатель и способ его функционирования не обеспечивают обнаружения неметаллических предметов.

Известен способ определения местоположения неоднородностей в массиве горных пород [2] Способ, при котором излучают в первой точке излучения-приема зондирующий электромагнитный сигнал, осуществляют прием отраженных сигналов при помощи коммутируемых приемопередающих антенн в первой и второй точках излучения-приема, удаленной от первой. Антеннами производят излучение и прием сначала сигнала, поляризованного в плоскости падения, затем сигнала, поляризованного перпендикулярно этой плоскости, измеряют амплитуды и фазы спектральных компонент отраженных сигналов.

Устройство для реализации способа содержит два радиолокатора, установленных на некотором удалении друг от друга. В состав каждого локатора входят генератор электромагнитных колебаний, наноимпульсный модулятор, выход которого соединен с управляющим входом генератора, приемно-передающая антенна, коммутатор антенны, включенный между входом антенны и выходом генератора, устройства для измерения амплитуд и фаз спектральных компонент отраженных сигналов. Поляризации излучения антенн могут изменяться в пространстве в пределах 90o, а их раскрывы параллельны и направлены в сторону центра земли. Способ и устройство, которые приняты за прототип изобретения, не могут обнаружить в земле предметы малых размеров вблизи ее поверхности.

Изобретение обеспечивает обнаружение предметов вблизи ее поверхности, определение их размеров и глубины залегания.

Из оптики и электродинамики известно, что если плоскость поляризации электромагнитных волн параллельна плоскости их падения на границу раздела двух сред, то такую поляризацию называют параллельной, а если плоскость поляризации электромагнитных волн перпендикулярна плоскости падения, то такую поляризацию называют перпендикулярной. Кроме того, известно, что волны параллельной поляризации, падающие на границу раздела двух сред под определенным углом углом Брюстера, от этой границы не отражаются, а целиком проникают во вторую среду (см. Харвей А.Ф. Техника сверхвысоких частот. т.1, М. Сов.радио, 1965, с. 41,42).

Технический результат изобретения достигается в двух вариантах выполнения способа и трех исполнения устройства, реализующих способы, связанных одним изобретательским замыслом.

I вариант исполнения способа обнаружения предмета в земле.

Способ основан на облучении исследуемого участка земли радиоволнами СВЧ диапазона и приема отраженных волн, состоящий в том, что часть участка земли в котором необходимо произвести поиск предмета и в котором априорно известно, что обнаруживаемый предмет отсутствует, облучают радиоволнами СВЧ-диапазона параллельной поляризации под углом Брюстера к границе раздела воздух земля, после чего начинают изменять область облучения, и одновременно под отрицательным углом Брюстера принимают отраженные волны и измеряют их амплитуду. По появлению отраженных радиоволн судят о наличии в земле предмета, а по двум значениям амплитуды отраженных радиоволн меньше максимального значения, например, на 3 дБ, лежащих с двух сторон максимального значения, судят о геометрических размерах найденного предмета.

Отличительными признаками способа являются то, что облучают землю под углом Брюстера к границе раздела воздух земля, изменяют области облучения с одновременным приемом отраженных волн под отрицательным углом Брюстера и сравнивают диаграммы от предмета с главным лепестком диаграммы направленности приемной антенны.

I вариант исполнения устройства для реализации способа по I варианту.

Устройство для обнаружения предмета в земле содержит СВЧ генератор квазимонохроматического излучения, выход которого через линию передачи соединен со входом передающей антенны, приемную антенну, амплитудный детектор, усилитель и индикатор, соединенные последовательно, и транспортную тележку.

Электрические оси антенн расположены в плоскости падения радиоволн на границу раздела воздух земля под положительным и отрицательным углами падения с возможностью изменения значений этих углов. Поляризация излучения антенн параллельная. Антенны установлены на тележке с возможностью перемещения их вдоль поверхности земли как единого целого.

Отличительными признаками изобретения являются транспортная тележка, выполнение генератора электромагнитных колебаний квазимонохроматического излучения и СВЧ-диапазона, закрепление антенн на транспортной тележке с возможностью изменения положения их электрических осей в плоскости падения и электрические связи передающей антенны с линией передачи, а приемной с амплитудным детектором и индикатором.

II вариант выполнения способа обнаружения предмета в земле.

Способ основан на облучении исследуемого участка земли радиоволнами СВЧ-диапазона и приеме отраженных волн, состоящий в том, что часть участка земли, в котором необходимо произвести поиск предмета и в котором априорно известно, что обнаруживаемый предмет отсутствует, облучают радиоволнами СВЧ-диапазона параллельной поляризации под углом Брюстера к границе раздела воздух земля, после чего начинают изменять область облучения и одновременно под отрицательным углом Брюстера принимают отраженные волны параллельной поляризации. По появлению отражений радиоволн параллельной поляризации судят о наличии в земле предмета, а по разности фаз падающих и отраженных волн судят о глубине его залегания. По двум значениям амплитуды отраженных радиоволн параллельной поляризации меньше максимального значения, например, на 3 дБ, лежащих на измеренном расстоянии с двух сторон максимального значения, судят о геометрических размерах найденного предмета.

Отличительными признаками способа является то, что облучают землю под углом Брюстера к границе раздела воздух земля, изменяют области облучения с одновременным приемом отраженных радиоволн под отрицательным углом Брюстера, измеряют амплитуду и фазу отраженных волн, сравнивают диаграммы отражения от предмета с главным лепестком диаграммы направленности приемной антенны, в результате чего получают размеры предмета, а глубину его залегания определяют по разности фаз.

II вариант исполнения изобретения.

Устройство для обнаружения предмета в земле содержит СВЧ-генератор, линии передачи, приемную и передающую антенны, два разветвителя сигналов на два канала, фазовращатель, канал опорного сигнала, фазовый и амплитудный детекторы, два усилителя и два индикатора амплитуды и фазы, плоский отражатель, а также транспортную тележку.

Выход СВЧ-генератора через линию передачи, один разветвитель соединен со входом передающей антенны.

Выход приемной антенны через второй разветвитель соединен со входом амплитудного детектора и сигнальным входом фазового детектора. Вход опорного сигнала фазового детектора соединен с выходом генератора через второй выход первого разветвителя, канал опорного сигнала и фазовращатель.

Выход фазового детектора через усилитель соединен со входом индикатора фазы, а выход амплитудного детектора через усилитель соединен со входом индикатора амплитуды.

Электрические оси антенн расположены в плоскости падения радиоволн на границу раздела воздух земля под положительным и отрицательным углами с возможностью изменения значений этих углов.

Поляризация излучения антенн параллельная. Антенны установлены на тележке с возможностью перемещения их вдоль поверхности земли как единого целого.

Отличительными признаками изобретения являются транспортная тележка, два разветвителя сигналов на два канала, канал опорного сигнала, фазовращатель, выполнение генератора электромагнитных колебаний монохроматического излучения и СВЧ-диапазона, особая форма выполнения антенн приемной и передающей, закрепление антенн на тележке с возможностью изменения углов наклона их электрических осей и электрические связи приборов, кроме того, плоский металлический отражатель.

III вариант исполнения изобретения.

Устройство для обнаружения предмета в земле содержит СВЧ-генератор квазимонохроматического излучения, линию передачи, передающую и две приемные антенны, разветвитель сигналов на два канала, фазовращатель, фазовый и амплитудный детекторы, два усилителя, два индикатора амплитуды и фазы и транспортную тележку.

Вход передающей антенны через линию передачи соединен с выходом СВЧ-генератора.

Поляризация излучения передающей антенны имеет две ортогональные составляющие, одна из которых параллельна плоскости падения, а другая ей перпендикулярна.

Одна из приемных антенн имеет поляризацию излучения параллельную плоскости падения, а другая антенна имеет поляризацию перпендикулярную плоскости падения.

Выход одной приемной антенны через фазовращатель соединен с одним входом фазового детектора, например входом опорного сигнала, а другой приемной антенны с параллельной поляризацией излучения соединен со входом разветвителя сигналов. Один выход разветвителя соединен со вторым входом фазового детектора, например с сигнальным входом, а другой выход разветвителя соединен со входом амплитудного детектора.

Выходы амплитудного и фазового детектора через усилители соединены со входами индикаторов амплитуды и фазы.

Электрические оси антенн расположены в плоскости падения радиоволн на границу раздела воздух земля под положительным углом падения для передающей антенны и отрицательными углами для приемных антенн.

Антенны установлены на тележке с возможностью изменения их углового положения в плоскости падения и перемещения вдоль поверхности земли как единого целого.

Отличительными признаками изобретения являются транспортная тележка, третья антенна, фазовращатель, разветвитель сигналов на два канала, выполнение передающей антенны с двумя линейными ортогональными составляющими поляризации излучения, выполнение приемных антенн с линейными ортогональными поляризациями излучений, расположение электрических осей антенн в пространстве, электрические связи приборов устройства, кроме того, плоский металлический отражатель, а также выполнение генератора СВЧ-диапазона, квазимонохроматического излучения.

На фиг.1 представлена структурная электрическая схема I варианта исполнения предлагаемого устройства; на фиг.2 структурная электрическая схема II варианта исполнения предлагаемого устройства; на фиг.3 структурная электрическая схема III варианта исполнения предлагаемого устройства; на фиг.4 представлено расположение антенн по I и II вариантам устройств, вид спереди; на фиг.5 приведены графики зависимости модуля коэффициента отражения радиоволн от границ раздела воздух земля и земля воздух от угла падения радиоволн для диэлектрической постоянной земли равной 2,2 параллельной и перпендикулярной поляризаций; на фиг.6 приведены геометрические построения, связанные с диаграммами направленности передающей и приемной антенн, зоной облучения земли по уровню 3 дБ относительно максимума облучения, углом падения, расстоянием от раскрыва антенн до земли и размерами обнаруженного предмета в земле; на фиг. 7 представлена диаграмма направленности главного максимума диаграммы направленности антенны в зависимости от угла наблюдения; на фиг.8 представлены графики изменения амплитуды отраженных радиоволн параллельной поляризации для точечного предмета в земле (пунктирная кривая) и протяженного (сплошная кривая).

На фиг. 1-8 введены обозначения: 1 СВЧ-генератор; 2 линия передачи; 3 передающая антенна параллельной поляризации излучения; 4 приемная антенна параллельной поляризации излучения; 5 амплитудный детектор (АД); 6 — усилитель (У); 7 индикатор амплитуды отраженных радиоволн параллельной поляризации (А=); 8 найденный в земле предмет; 9 разветвитель сигналов на два канала; 10 фазовращатель (ФЗ); 11 канал опорного сигнала; 12 фазовый детектор (ФД); 13 индикатор фазы (Ф); 14 передающая антенна с ортогональными составляющими поляризации излучения; 15 приемная антенна перпендикулярной поляризации излучения; 16 индикатор амплитуды отраженных радиоволн перпендикулярной поляризации (A); 17 транспортная тележка; 18 — шкаф измерительной радиоаппаратуры; 19 узел крепления антенны к тележке и изменения угла наклона ее электрической оси.

На чертежах обозначены: угол падения угол Брюстера; В глубина залегания предмета в земле; v угол преломления; e диэлектрическая постоянная земли; D диаметр апертуры антенны; R расстояние от антенны до земли; H ширина пятна облучения земли по спаду электрического поля 0,7; L диаметр предмета; h ширина диаграммы направленности антенны у земли; a0,7 — угловая ширина диаграммы направленности по спаду электрического поля 0,7 (3 дБ).

СВЧ-генератор 1 может быть выполнен на магнетроне, клистроне или полупроводниковых транзисторах по известным схемам немодулированного излучения или с амплитудной модуляцией, например меандром звуковой частоты. Длина волны СВЧ-генератора может быть выбрана, например, 12 или 32 см (длины волн, разрешенные для промышленного применения). Мощность СВЧ-генератора может составлять доли Вт.

Линия 2 передачи может быть выполнена на волноводе или быть коаксиальной, а также полосковой.

Передающая антенна 3 может быть выполнена, например, в виде открытого конца волновода, электромагнитного рупора, полуволнового вибратора или быть диэлектрической. В лучшем варианте исполнения поляризация излучения передающей антенны должна быть параллельной плоскости падения, но может быть и произвольной эллиптической, но только не линейной, перпендикулярной плоскости падения.

Приемная антенна 4 может быть выполнена как и антенна 3, но поляризация ее излучения должна быть параллельной плоскости падения.

Амплитудный детектор 5 может быть выполнен на полупроводниковом диоде.

Усилитель 6 должен работать на частоте модуляции СВЧ-генератора. Выполняется по известным схемам на полупроводниковых приборах или в виде интегральной схемы.

Индикатор 7 может быть выполнен стрелочным или цифровым.

Обнаруживаемый предмет 8 должен иметь электромагнитные параметры, отличные от таких же параметров земли, где он находится, и может быть выполнен из металла или диэлектрика.

Разветвитель 9 на два канала может быть выполнен из коаксиального кабеля или быть полоскововым.

Фазовращатель 10 может быть выполнен на раздвижной линии, быть трамбонным или поляризационным. Пределы изменения фазы должны быть не менее 360o.

Канал 11 опорного сигнала может быть выполнен на коаксиальном кабеле.

Фазовый детектор 12 может быть выполнен на полупроводниковом диоде по известным схемам.

Индикатор 13 фазы может быть выполнен так же, как и индикатор 7.

Передающая антенна 14 может быть выполнена так же, как и антенна 3, но поляризация излучения должна иметь обязательно две ортогональные составляющие.

Приемная антенна 15 может быть выполнена как и антенна 7, но ее поляризация излучения обязательно должна быть перпендикулярной плоскости падения.

Тележка 17 может быть выполнена металлической с вперед вынесенными консолями, на которых крепятся антенны.

Шкаф 18 измерительной радиоаппаратуры может быть выполнен из металла.

Узел 19 крепления антенны может быть выполнен из металла, обеспечивать изменение угла наклона ее электрической оси и иметь стопор положения антенны.

Пример реализации I варианта исполнения предлагаемого устройства (фиг. 1).

Устройство содержит СВЧ-генератор 1, волноводную линию 2 передачи, передающую антенну 3, приемную антенну 4, амплитудный детектор 5, усилитель 6 звуковой частоты и стрелочный индикатор 7, тележку 17.

Генератор 1 имеет длину волны 12 см. Волновод имеет сечение 72 х 34 мм. Антенна 3 выполнена в виде оптимального электромагнитного рупора с размерами раскрыва 2 2, где — длина волны СВЧ-генератора 1. Широкая стенка волновода перпендикулярна плоскости падения, следовательно поляризация излучения антенны 3 параллельна плоскости падения. Приемная антенна 4 выполнена также как и передающая антенна 3. Амплитудный детектор 5 выполнен на диоде. Усилитель 5 на полупроводниковых приборах. Индикатор 7 стрелочный.

Вход передающей антенны 3 через линию 2 передачи соединен с выходом СВЧ-генератора 1. Выход приемной антенны 4, амплитудный детектор 5, усилитель 6 и индикатор 7 соединены последовательно.

Электрические оси антенн 3 и 4 лежат в плоскости перпендикулярной поверхности земли и пересекаются в одной точке на этой поверхности под положительным и отрицательным углами падения.

Это устройство работает следующим образом (I вариант способа).

Включают СВЧ-генератор 1. Часть исследуемого участка земли, в котором априорно известно, что отсутствуют обнаруживаемые предметы, облучают радиоволнами с помощью антенны 3 под углом падения и одновременно принимают отраженные радиоволны с помощью антенны 4. Путем изменения углового положения электрических осей антенн 3 и 4 добиваются минимального (нулевого) показания индикатора 7. В этом случае угол падения радиоволн на границу раздела воздух земля будет равен углу Брюстера (фиг.5). Электрическую ось приемной антенны 4 устанавливают под отрицательным углом Брюстера. После чего начинают с помощью тележки 17 (фиг.4) перемещать антенны как единое целое вдоль исследуемого участка поверхности земли. Появление показаний индикатора 7 будет свидетельствовать об обнаружении предмета в земле. Перемещением тележки добиваются максимального показания индикатора. После чего фиксируют показания индикатора на 3 дБ меньше максимального при перемещении тележки 17 с двух сторон относительно максимального показания. Измеряют путь, пройденный тележкой между двумя одинаковыми показаниями индикатора, зная ширину главного лепестка диаграммы направленности приемной антенны по уровню минус 3 дБ, вычитают ее из расстояния, пройденного тележкой между одинаковыми показаниями индикатора 7 (фиг.8). Эта разность и будет равна геометрическому размеру найденного в земле предмета. Для определения другого его размера необходимо повторить измерения в отрогональном направлении.

Известно (Фрадин А.З. Антенны сверхвысоких частот. М. Сов.радио, с.88, формулы 3.18 и 3.19), что диаграмма направленности прямоугольной апертуры антенны может быть аппроксимирована формулой где l рабочая длина волны СВЧ-генератора; D расстояние между крайними точками апертуры антенны (ширина апертуры); a угол между линией визирования и электрической осью антенны.

Из геометрических построений фиг.6 нетрудно получить формулы для определения ширины освещенной поверхности земли на расстоянии R от апертуры антенн в плоскости параллельной (H=) и перпендикулярной H плоскости падения под углом где 0,7 ширина главного лепестка диаграммы направленности приемной антенны по уровню 0,7 амплитуды электрического поля (-3 дБ).

Из построений (графиков) фиг. 8 нетрудно понять, что H + L расстояние пройденное тележкой от двух равных значений амплитуды отраженных радиоволн по уровню минус 3 дБ от максимального значения. Поэтому, вычитая из этой суммы ширину освещенной поверхности земли H (см. формулы 2 и 3), определим размер найденного предмета. При установке антенн, как показано на фиг.4, необходимо пользоваться формулой (3).

Пример реализации II варианта исполнения предлагаемого устройства (фиг. 2).

Устройство содержит СВЧ-генератор 1, коаксиальную линию 2 передачи, передающую 3 и приемную 4 антенны, выполненные в виде полуволновых вибраторов-диполей, амплитудный детектор 5 и фазовый детектор 12, фазовращатель 10, канал 11 опорного сигнала, два усилителя 6 звуковой частоты, два разветвителя 9 сигналов на два канала, индикатор 7 амплитуды, индикатор 13 фазы, тележку 17 и плоский отражатель. Генератор 1 имеет длину волны 32 см и амплитудную модуляцию меандром звуковой частоты.

Оси диполей лежат в плоскости падения, поэтому поляризация их излучений лежит тоже в этой плоскости.

Амплитудный и фазовый детекторы выполнены на диодах и резисторах.

Усилители 6 выполнены звуковой частоты. Индикаторы 7 и 13 стрелочные.

Фазовращатель 10 выполнен на раздвижной линии.

Разветвители 9 выполнены на коаксиальном кабеле, канал 11 выполнен также на коаксиальном кабеле.

Выход СВЧ-генератора 1 соединен со входом линии 2, выход которой соединен со входом одного разветвителя 9. Выходы этого разветвителя соединены со входами антенны 3 и канала 11. Выход канала 11 соединен со входом фазовращателя 10. Выход антенны 4 соединен со входом второго разветвителя 9, выходы которого соединены: один со входом амплитудного детектора 5, а другой с сигнальным входом фазового детектора 12, вход опорного сигнала этого детектора соединен с выходом фазовращателя 10. Выходы амплитудного и фазового детекторов 5 и 12 соединены через усилители 6 с индикаторами амплитуды и фазы 7 и 13.

Электрические оси антенн 3 и 4 лежат в плоскости перпендикулярной поверхности земли и пересекаются в одной точке на этой поверхности под положительным и отрицательным углами падения.

Это устройство работает следующим образом (II вариант способа).

Включают СВЧ-генератор 1. Часть исследуемого участка земли, в котором априорно известно, что отсутствуют обнаруживаемые предметы, облучают радиоволнами с помощью антенны 3 под острым углом падения и одновременно принимают отраженные радиоволны с помощью антенны 4. Путем изменения углового положения электрических осей антенн 3 и 4 с помощью узла 19 добиваются минимального (нулевого) показания индикатора 7. В этом случае угол падения радиоволн на границу раздела воздух земля будет равен углу Брюстера (фиг.5). Электрическую ось антенны 4 устанавливают с помощью узла 19 под отрицательным углом Брюстера. На освещенную поверхность земли кладут плоский, тонкий по сравнению с длиной волны металлический лист. После чего с помощью фазовращателя 10 добиваются нулевого показания индикатора 13. Убирают металлический лист. Устройство настроено на поиск предмета в земле, определения его размеров и глубины залегания.

С помощью тележки 17 перемещают антенны как единое целое вдоль исследуемого участка поверхности земли. Появление показаний индикаторов 7 и 13 будет свидетельствовать об обнаружении предмета в земле. Перемещением тележки 17 добиваются максимального показания индикатора 7, при этом фиксируют показания индикатора 13. После чего при перемещении тележки фиксируют показания индикатора 7 на 3 дБ меньше максимального с двух сторон относительно максимального показания. Измеряют путь, пройденный тележкой между двумя одинаковыми показаниями индикатора 7, зная ширину главного лепестка диаграммы направленности приемной антенны по уровню минус 3 дБ, вычитают ее из расстояния, пройденного тележкой (фиг.8) между одинаковыми показаниями индикатора 7, определяют размеры найденного предмета. По зафиксированному значению индикатором 13 фазы по формуле (4) определяют глубину залегания предмета.

где В глубина залегания найденного предмета;
l рабочая длина волны;
v угол преломления
диэлектрическая постоянная земли, которая определяется по формуле
= (tg)2 (5)
где угол Брюстера, определенный экспериментально.

Пример реализации III варианта исполнения устройства (фиг.3).

Устройство содержит СВЧ-генератор 1, коаксиальную линию 2, передающую 14 и две приемные антенны 4 и 15, фазовращатель 10, фазовый детектор 12 и два амплитудных детектора 5, три усилителя 6 и три индикатора: фазовый индикатор 13 и амплитудные индикаторы 7 и 16, ортогонально поляризованных отраженных радиоволн, два разветвителя 9 сигналов на два канала и тележку 17, кроме того, плоский металлический отражатель.

Генератор имеет длину волны 32 см и амплитудную модуляцию меандром звуковой частоты.

Антенны выполнены с линейной поляризацией излучения в виде диэлектрических штырей из полистерола, имеющего малые диэлектрические потери.

Плоскость поляризации излучения антенны 14 наклонена к плоскости падения под острым углом, поляризации излучения приемных антенн 4 и 15 ортогональны, поляризация излучения антенны 4 лежит в плоскости падения, а антенны 15 перпендикулярна ей.

Вход антенны 14 через линию 2 соединен с выходом СВЧ-генератора 1.

Электрические оси антенн 14, 4 и 15 лежат в плоскости перпендикулярной поверхности земли и пересекаются в одной точке этой поверхности, ось антенны 14 под положительным углом падения, а оси антенн 4 и 15 под отрицательным.

Выход антенны 4 соединен со входом одного разветвителя 9, выходы которого соединены со входом амплитудного детектора а второй с сигнальным входом фазового детектора 12. Выходы детекторов 12 и 5 соединены через усилители 6 с соответствующими индикаторами 13 (фазы) и 7 (амплитуды отраженных радиоволн параллельной поляризации).

Выход антенны 15 перпендикулярной поляризации излучения через фазовращатель 10 соединен со входом второго разветвителя 9. Один выход этого разветвителя соединен с входом опорного сигнала фазового детектора 12, а другой с контрольным каналом, содержащим последовательно соединенные амплитудный детектор 5, усилитель 6 и индикатор 16 (амплитуды отраженных радиоволн с перпендикулярной поляризацией).

Это устройство работает следующим образом.

Включают СВЧ-генератор 1. Часть исследуемого участка земли, в котором априорно известно, что отсутствуют обнаруживаемые предметы, облучают радиоволнами с помощью антенны 14 под острым углом падения и одновременно принимают отраженные радиоволны с помощью антенн 4 и 15. Путем изменения углового положения электрических осей антенн 14 и 4 добиваются минимального (нулевого) показания индикатора 7. В этом случае угол падения радиоволн на границу раздела воздух земля будет равен углу Брюстера (фиг.5). Электрические оси антенн 4 и 15 с помощью узла 19 устанавливают под отрицательным углом Брюстера. На облучаемую поверхность земли кладут плоский, тонкий по сравнению с длиной волны металлический лист. После чего с помощью фазовращателя 10 добиваются нулевого показания индикатора 13 (фазы). Убирают металлический лист. Показания индикатора 16 свидетельствуют о наличии излучений антенны 14. Устройство настроено на поиск предметов в земле, определения их размеров и глубин залегания.

С помощью тележки 17 перемещают антенны как единое целое вдоль исследуемого участка поверхности земли. Появление показаний индикаторов 7 и 13 будет свидетельствовать об обнаружении предмета в земле. Перемещением тележки 17 добиваются максимального показания индикатора 7, при этом фиксируют показания индикатора 13. После чего при перемещении тележки фиксируют показания индикатора 7 на 3 дБ меньше максимального с двух сторон относительно максимального показания. Измеряют путь, пройденный тележкой между двумя одинаковыми показаниями индикатора 7, зная ширину главного лепестка диаграммы направленности приемной антенны по уровню минус 3 дБ, вычитают ее из расстояния, пройденного тележкой (фиг.8) между одинаковыми показаниями индикатора 7, определяют размеры найденного предмета. По зафиксированному значению индикатора 13 фазы по формуле (4) определяют глубину залегания предмета.

Индикатор 13 фазы может быть откалиброван в сантиметрах для разных значений диэлектрической постоянной земли, которая определяется по формуле (5). Ширина диаграммы направленности приемной антенны 4 может быть определена экспериментально с помощью тонкого провода, лежащего на земле в плоскости падения радиоволн на землю.

Технический результат изобретения достигается благодаря тому, что радиоволны с поляризацией параллельной плоскости падения, перпендикулярной к земле падающие под углом Брюстера без отражений от земли проникают внутрь земли. При нахождении в земле предмета, у которого электромагнитные параметры отличны от таких же параметров земли отражаются под углами, отличными от отрицательных углов Брюстера, и выходят из земли, где и принимаются приемной антенной 4. При этом чем длиннее рабочая волна, тем глубже радиоволны проникают в землю и тем меньшее влияние оказывает на результаты измерения неровность поверхности земли.

Формула изобретения

1. Способ обнаружения предметов в земле, основанный на облучении исследуемого участка земли радиоволнами с линейной поляризацией и измерении амплитуды отраженных радиоволн, отличающийся тем, что часть исследуемого участка земли, в котором априорно известно, что обнаруживаемые предметы отсутствуют, облучают под углом Брюстера радиоволнами с поляризацией параллельной плоскости падения, перпендикулярной поверхности земли, после чего изменяют область облучения исследуемого участка и одновременно принимают отраженные радиоволны под отрицательным углом Брюстера, измеряют их максимальную амплитуду и фиксируют два одинаковых значения амплитуды по обе стороны от ее максимума, измеряют расстояние между положениями антенн, где были измерены амплитуды после чего по известной ширине главного максимума диаграммы направленности приемной антенны на том же уровне относительно его максимума, что и одинаковые значения амплитуды отраженных волн относительно ее максимума, определяют размеры обнаруженного предмета.

2. Устройство для обнаружения предметов в земле, содержащей генератор электромагнитных колебаний, линию передачи, вход которой соединен с выходом генератора, две антенны с линейной поляризацией излучения, амплитудный детектор и индикатор, отличающееся тем, что в него введена транспортная тележка и плоский отражатель, кроме того, генератор электромагнитных колебаний выполнен квазимонохроматического излучения, СВЧ-диапазона, одна антенна выполнена передающей, а другая приемной, причем антенны на тележке закреплены так, что их электрические оси пересекаются на поверхности земли под положительным и отрицательным острыми углами падения радиоволн на землю и лежат в плоскости перпендикулярной поверхности земли, кроме того, имеется возможность изменять эти углы, выход приемной антенны через амплитудный детектор соединен с индикатором, а выход линии передачи соединен с входом передающей антенны.

3. Способ обнаружения предметов в земле, основанный на облучении исследуемого участка земли радиоволнами с линейной поляризацией, измерении амплитуды и фазы отраженных радиоволн, отличающийся тем, что исследуемый участок земли, в котором априорно известно, что обнаруживаемые предметы отсутствуют, облучают под углом Брюстера радиоволнами с поляризацией параллельной плоскости падения, перпендикулярной поверхности земли, после чего изменяют область обручения исследуемого участка и одновременно принимают отраженные радиоволны под отрицательным углом Брюстера, измеряют их максимальную амплитуду и разность фаз падающих и отраженных радиоволн, кроме того, фиксируют два одинаковых значения амплитуды отраженных радиоволн по обе стороны от ее максимального значения, измеряют расстояние между положениями антенн, где были измерены амплитуды, после чего по известной ширине главного максимума диаграммы направленности приемной антенны, на том же уровне относительно его максимума, что и одинаковые значения амплитуды отраженных радиоволн относительно ее максимума, определяют размеры обнаруженного предмета, а по измеренному значению разности фаз падающих и отраженных радиоволн определяет глубину залегания предмета по формуле

где В глубина залегания предмета в земле;
Ф разность фаз падающих и отраженных радиоволн;
v — угол преломления в земле;
— рабочая длина волны;
— диэлектрическая постоянная земли.

4. Устройство обнаружения предметов в земле, содержащее генератор электромагнитных колебаний, линию передачи, вход которой соединен с выходом генератора, две антенны с линейной поляризацией излучения, амплитудный и фазовый детекторы и два индикатора: амплитуды и фазы, отличающееся тем, что в него введены транспортная тележка, два разветвителя сигналов на два канала, канал опорного сигнала, фазовращатель и плоский отражатель, причем генератор электромагнитных колебаний выполнен квазимонохроматического излучения и СВЧ-диапазона, одна антенна выполнена передающей, а другая приемной, причем антенны на тележке закреплены так, что их электрические оси пересекаются на поверхности земли под положительным и отрицательным острыми углами падения радиоволн на землю и лежат в плоскости перпендикулярной поверхности земли, кроме того, имеется возможность изменять эти углы, причем выход линии передачи соединен с входом одного разветвителя сигналов, выходы которого соединены с входами передающей антенны и канала опорного сигнала, выход которого соединен с входом фазовращателя выход приемной антенны соединен с входом второго разветвителя сигналов, выходы которого соединены с входом амплитудного детектора и сигнальным входом фазового детектора, вход опорного сигнала фазового детектора соединен с выходом фазовращателя, выходы амплитудного и фазового детекторов соединены с индикаторами амплитуды и фазы.

5. Устройство обнаружения предметов в земле, содержащее генератор электромагнитных колебаний, линию передачи, вход которой соединен с выходом генератора, две антенны, одна из которых выполнена с линейной поляризацией излучения, амплитудный и фазовый детекторы и два индикатора: амплитудный и фазовый, отличающееся тем, что в него введена транспортная тележка, третья антенна, фазовращатель, разветвитель сигналов на два канала и плоский отражатель, причем генератор электромагнитных колебаний выполнен квазимонохроматического излучения и СВЧ-диапазона, одна антенна выполнена передающей с двумя линейными ортогональными составляющими поляризации излучения, две другие антенны выполнены приемными, поляризации излучения которых линейны и ортогональны, кроме того, антенны на тележке закреплены так, что их электрические оси пересекаются на поверхности земли под положительным острым углом падения для передающей антенны и отрицательными острыми углами падения для приемных антенн и лежат в плоскости перпендикулярной поверхности земли, одна из ортогональных составляющих поляризации передающей антенны лежит в плоскости падения, а другая перпендикулярна ей, поляризация одной из приемных антенн параллельна плоскости падения, а другой перпендикулярна ей, кроме того, имеется возможность изменять углы падения, причем выход линии передачи соединен с входом передающей антенны, выход приемной антенны перпендикулярной поляризации излучения соединен с входом фазовращателя, выход которого соединен с входом опорного сигнала фазового детектора, выход приемной антенны с параллельной поляризацией излучения соединен с входом разветвителя сигналов, выходы которого соединены с входом амплитудного детектора и сигнальным входом фазового детектора, выходы детекторов соединены с индикаторами амплитуды и фазы.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8

Инженеры Томского государственного университета создали
специальный прибор — геолокатор — для поиска неметаллических объектов в слабопроводящих
средах, например, таких как земля. У
этого изобретения нет ни одного аналога в мире, сообщила пресс-служба вуза.

Изначально прибор создавался для поиска трубопроводов, в
которых проложен волоконно-оптический кабель. «Срок службы оптического кабеля
20 — 25 лет. В России и странах СНГ он применяется уже свыше двух десятков лет,
соответственно, всё чаще возникает необходимость в его замене. При этом многие
организации сталкиваются с проблемой определения места залегания трубопровода»,
— рассказал сотрудник ТГУ Валерий Донченко.

Устройство позволяет находить предметы из таких материалов как
поливинилхлорид, полиэтилен, стеклопластик. Само изобретение и метод поиска объектов
основаны на измерении такой величины, как показатель диэлектрической
проницаемости вещества.

«В процессе сканирования грунта радар фиксирует сигнал и
обрабатывает его с помощью алгоритма. В результате мы получаем
радиоизображение, на котором видно, где находится интересующий нас объект. Макет
радара уже прошёл успешные лабораторные испытания», — добавил учёный.

Кабельные линии регулярно подвергаются неблагоприятному воздействию. Среди самых частых причин повреждений: земляные работы и сдвиги грунта, старение или окончание расчетного срока эксплуатации, перенапряжение, тепловая перегрузка, коррозия, неквалифицированная прокладка кабеля, заводской брак.

Итак, в ходе очередных плановых измерений кабельной линии, ее первичные параметры оказались в неудовлетворительном состоянии. Неисправны несколько пар, вероятно нарушилась герметичность в районе установки соединительных муфт.

Этот рассказ будет о том:

  • Как найти место повреждения кабеля под землей.
  • Как определить расстояние до дефекта при помощи рефлектометрического метода.
  • Как определить наличие дефекта и его идентифицировать (вода в кабеле, обрыв пары или жилы, повреждение изоляции, короткое замыкание, переходные наводки, шумы, перепутанные пары, параллельные отводы и др.).
  • Как локализовать повреждение на местности при помощи трассодефектоискателя.

Определение расстояния до дефекта будем производить рефлектометрическим методом при помощи прибора РД Мастер. Кабельный рефлектометр посылает в пару импульс (ширина импульса регулируется в зависимости от длины линии) и по форме и задержке отраженных от неоднородностей (дефектов) импульсов определяет тип повреждения и расстояние до него.

Опыт использования РД-Мастер показал, что это отличный прибор и справляется со своими задачами на «отлично». Минимальные измеряемые расстояния в РД-Мастере от пятидесяти метров. Для поиска повреждений в квартирах он оказался совершенно неэффективным, а при поиске на улице, где кабель имеет длину, превышающую пятьдесят метров (и если еще знать его траекторию залегания) — отличный прибор.

В приборе есть фиксация плавающего дефекта и возможность наложения двух диаграмм друг на друга. Фиксация плавающего дефекта показывает расстояние до места заплыва, а также незаменима при поиске плохого контакта.

Мы имеем дело с кабелем ТППэпЗ 10х2х0,5.

ТППэпЗ 10х2х0,5 — кабель телефонный с 20 медными жилами, с экраном из алюмополимерной ленты, в изоляции и оболочке из полиэтилена с гидрофобным заполнением. При длине кабельной линии 360 метров, на рефлектограмме видны значительные затухания на расстоянии 175 метров.

Учитывая тот факт, что на этом расстоянии имеются ранее установленные соединительные муфты, одно из предположений заключается в том, что произошло нарушение герметичности муфтового соединения.

Рефлектограмма кабельной линии

Проверять такие параметры, как сопротивление изоляции, шлейфа, емкости жилы по отношению к земле, будем при помощи прибора ИРК-ПРО.

ИРК-ПРО 7.4 предназначен для определения расстояния до участка с пониженным сопротивлением изоляции кабеля, определения места обрыва или перепутывания жил кабеля. Прибор ИРК-ПРО 7.4 также позволяет измерять сопротивления изоляции и сопротивления шлейфа, омической асимметрии, измерения электрической емкости всех типов кабелей связи.

Чем ниже изоляция, тем проще найти повреждение. А если в том же кабеле присутствует целая жила с хорошей изоляцией, то всё довольно просто. Коротим на противоположном конце линии повреждённую жилу с чистой, а со своей стороны включаем три провода прибора ИРК-ПРО: два провода «А» и «В» идут на «чистую» и повреждённую жилу соответственно. «С» заземляется.

Номер пары Сопротивление изоляции по отношению к земле, МОм
1-ый провод 2-ой провод
0 1100 0,3
1 0,46 1,5
2 8 3000
3 900 3,2
4 2500 500
5 2,6 2000
6 4,9 1400
7 3,1 2,2
8 12 9
9 0,4 600

В приведённом примере, три пары не в норме. Имеются поврежденные три пары (расстояние до повреждения ориентировочно 175 м). Имеется обрыв экрана на расстоянии 175 м.

Следует заметить, что точность определения расстояния до дефекта прибором и точность локализации повреждения в кабеле – это разные вещи. Ведь измеренное расстояние еще нужно точно отмерять, а это весьма непростая задача, учитывая запасы кабеля на муфтах, неравномерность глубины залегания кабеля и др. Кроме того, большую погрешность вносят неточно введенные погонные значения сопротивления и емкости или коэффициент распространения (а они постоянно изменяются в ходе эксплуатации).

После того, как приблизительное расстояние до повреждения становится известно, к поврежденной паре подключается генератор трассоискателя и начинается трассировка кабеля. Для этих целей будем использовать прибор ПОИСК-410 Мастер.

Кабельный трассоискатель всегда состоял из двух частей — генератора сигнала (передатчика) и приемника (детектора). Первый подает на кабельную линию сигнал для последующего обнаружения, а второй — фиксирует его. С уверенностью можно сказать, что именно приемник и является «сердцем» трассоискателя.

Поиск обрыва скрытой проводки в бетонной стене

Место обрыва провода в бетонной стене поможет найти специальный прибор – трассоискатель. Он представляет собой сочетание приемника и генератора. Данный способ можно ассоциировать с индукционным методом в поиске повреждений кабелей под землей.

Итак, определить место обрыва трассоискателем не сложно. Конец провода, в котором есть обрыв, подключают к генератору, который посылает в него импульсы определенной частоты. Проводя рамкой по месту прокладки проводки, в наушниках будет отчетливо слышен звук, который образуется в результате воздействия импульсов. Как только звук пропадет, отметьте это место на стене – это и будет точка повреждения провода.

Отыскать обрыв в фазном проводе также поможет бесконтактный указатель напряжения. Здесь все просто. Ведем прибор по стене до тех пор, пока индикатор наличия напряжения перестанет гореть. Проводим прибором несколько раз по кругу в данной области стены, чтобы убедиться, что мы не ушли с маршрута прохождения проводов. Отсутствие свечения индикации укажет на ориентировочное место обрыва.

В завершение хотелось бы отметить, что трассоискателем и бесконтактным указателем напряжения можно пользоваться для поиска повреждений проводки под штукатуркой или же под гипсокартоном.

Напоследок рекомендуем просмотреть полезное видео по поиску КЗ в проводке:

Вот мы и рассмотрели самые известные методики поиска места повреждения кабеля. Надеемся, информация была для вас полезной и интересной!

Также рекомендуем прочитать:

Индукционный метод

Один из универсальных способов, позволяющий точно определить обрыв или другую неисправность в самом проводе или в месте кабельного соединения муфтой. Кроме точного места аварии определяется также глубина залегания. Это облегчает и ускоряет доступ к месту повреждения.

Проходя по жилам, переменный ток образует электромагнитное поле. Пока ток протекает по исправному кабелю, это поле однородно. Как только натыкается на препятствие – показатели поля меняются. На обнаружении таких изменений основан этот метод.

По кабелю пропускается высокочастотный ток, способный создать достаточно сильное электромагнитное поле, чтобы его исследовать. Такое воздействие специалисты называют прожигом кабельной линии. Указатель повреждения кабеля – это приёмная рамка, генерирующая частоту колебаний переменного тока, равную от 850 до 1250 Гц, в виде звукового сигнала. Место аварии определяется по изменению тональности звука или по его исчезновению. Это – надёжный метод, проверенный на практике.

Определение расстояния до места повреждения кабеля под землей

Определение расстояния до дефекта производится одним из двух методов – рефлектометрическим (при помощи рефлектометров) и мостовым (при помощи кабельных мостов). Эти методы имеют существенные различия.

Кабельные мосты выполняют локализацию повреждения по сопротивлению и емкости кабеля. В ходе измерения они используют вспомогательные (заведомо исправные) жилы или пары кабеля, что позволяет измерить сопротивление (емкость) исправной пары, сравнить эти показания с аналогичными значениями на поврежденной паре и определить расстояние до дефекта. В ходе измерений они чаще всего используют напряжение 180В — 500В, что позволяет определить даже незначительные повреждения изоляции кабеля.

Кабельные рефлектометры посылают в пару импульс амплитудой примерно 20В (ширина импульса регулируется в зависимости от длины линии) и по форме и задержке отраженных от неоднородностей (дефектов) импульсов определяется тип повреждения и расстояние до него. Этот метод не позволит определить незначительные повреждения изоляции, зато с легкостью обнаружит перепутанные пары, параллельные отводы, пупиновские катушки и др.

Для повышения эффективности эти методы все чаще совмещают в одном корпусе прибора. В таком исполнении, например, представлены приборы ИРК-ПРО Альфа и КБ Связь Сова. Такие функции имеют и описанные выше анализаторы SideKick Plus и Riser Bond 6000DSL.

Следует заметить, что точность определения расстояния до дефекта прибором и точность локализации повреждения в кабеле – это разные вещи. Ведь измеренное расстояние еще нужно точно отмерять, а это весьма непростая задача, учитывая запасы кабеля на муфтах, неравномерность глубины залегания кабеля и др. Кроме того, большую погрешность вносят неточно введенные погонные значения сопротивления и емкости или коэффициент распространения (а они постоянно изменяются в ходе эксплуатации).

Определение наличия дефекта в кабеле и его идентификация

Чаще всего для определения наличия повреждения и идентификации его типа применяются те же измерения, что и в ходе плановых измерений. Для проведения таких измерений используются кабельные мосты, мегомметры, измерители сопротивления заземления.

Однако в ряде случаев имеют место множественные дефекты (несколько разнотипных дефектов одновременно). В этом случае сложно определить, какое из них вносит наибольший вклад, так как они маскируют друг друга. Для определения таких неисправностей требуется не только измерение первичных параметров кабеля, но и вторичных: перекрестных наводок, наведенных шумов, затухания и т.д. В таких случаях ремонтная бригада должна быть оснащена несколькими приборами: кабельный мост, мегомметр, анализатор шумов и помех, измеритель затухания. Существуют, конечно, и комплексные анализаторы, которые совмещают в одном корпусе множество функций. Так, для работы с абонентскими телефонными линиями в последнее время часто используются кабельные анализаторы Greenlee SideKick Plus, Riser Bond 6000DSL и др.

Они позволяют измерить все первичные и вторичные параметры кабельной линии, подать тональный сигнал для идентификации пары на обратном конце, локализовать повреждение рефлектометрическим и мостовым методом и даже проанализировать качество ADSL/VDSL канала, сымитировав абонентский модем.

Повреждение кабельных линий: способы и методы обнаружения

Большинство крупных электрических соединений между потребителями энергии и источниками осуществляется при помощи кабельных линий. Чаще всего это система параллельных друг другу кабелей, муфт и крепежей. Повреждение даже в самой малой степени чревато как минимум экономическими потерями.

Наиболее частые повреждения

Кабельные линии возможно протянуть подземным или надземным способом. При этом характер их повреждений будет схожим. Чаще всего происходит следующее:

  • бывают повреждены одна или несколько жил. Замыкание при этом осуществляется на грунт;
  • повреждены несколько жил с замыканием друг на друга;
  • разрыв кабеля с заземлением;
  • разрыв без заземления;
  • возникновение так называемого «заплывающего пробоя», когда замыкание происходит при повышении напряжения, после нормализации ситуация стабилизируется;
  • нарушена целостность изоляционного слоя.

Любое повреждение требует скорейшего устранения. Так как происходит нарушение схем подачи энергии, ставится под сомнение надежность всего электроснабжения конечных пользователей. Это оказывает влияние и на технико-экономические показатели всей сети в целом.

На фото видно, что мы имеем дело с низкоОмным пробоем, такое место повреждения найти проще всего.

Причинами повреждений могут быть:

  • в различные сезоны происходит подвижка грунта. Например, в весенний период в результате резкого оттаивания отдельных участков, линии могут испытывать излишнее натяжение, которое приводит к разрыву;
  • нарушение условий подачи, в частности перегрузки по току;
  • нарушения при технологии прокладки линий;
  • работы вблизи линий с нарушением границ;
  • линии могут подвергаться воздействию транзитных токов.

Определение точного места обрыва

После того как мультиметром был найден обрыв, следует точно определить, в каком месте это произошло. Чтобы облегчить себе задачу, следует помнить – проводка может располагаться внутри сте, строго горизонтально или вертикально. Под обоями можно визуально определить место нахождения штроб по небольшим вздутиям. Если эти вздутия идут к расположению выключателя или розеткам – под ними спрятана электропроводка.

Как определить место неисправности, если визуальный метод обнаружения не подходит? Можно воспользоваться таким недорогим прибором, как кабель трекер. Эти устройства называют ещё тестер/трекерами, звонилками. В комплекте предлагаются два устройства – генератор сигналов (эмиттер) и приёмник (ресивер). Генератор подключается к исследуемому проводу крокодилами. Ресивер с большой точностью просигнализирует, в каком месте располагается проводка. Им можно также проверять на целостность провода компьютерной и телефонной сети.

После обнаружения прокладки кабеля его следует освободить из штроба и заменить неисправный кусок, идущий к распределительной коробке. Может быть так, что напряжение отсутствует внутри самой коробки. Тогда нужно искать и проверять провод, который проложен от электрощита к распределяющей коробке. Последовательность действий та же.

Кратко о ремонте кабельной линии

Ремонтные работы на кабельных линиях принято классифицировать на плановые и аварийные. Что касается объема таких работ, то у первых он, как правило, капитальный, у вторых – текущий.

При капитальных работах производится плановая замена КЛ, прокладка новых трасс и т.д. При необходимости также выполняется ремонт и/или модернизация сопутствующего оборудования. К последним относятся вентиляционные системы и освещение кабельных туннелей, а также насосы для откачки грунтовых вод. Учитывая специфику плановых работ, при их проведении не требуется локализация дефектных участков.

Совсем иначе обстоит дело при аварийном ремонте. Чтобы не раскапывать всю трассу, следует точно определить место обрыва провода, пробоя изоляции и т.д. Для этой цели применяются различные способы, для которых задействуется спецоборудование. Подробно об этом будет рассказано ниже.

На фото муфта тупиковая МТ-45. Предназначена для защиты сростков кабелей ТПП и ТППэп ёмкостью от 10 до 50 пар с жилами диаметром от 0,32 до 0,5 мм. Муфта представляет собой только полиэтиленовый корпус в виде полиэтиленовой трубки, заглушенной с одной стороны. Метод монтажа кабелей ТПП и ТППэп в муфте МТ-45 заключается в соединении жил и экранов параллельно соединённых концов кабелей, помещении их в корпус муфты и в последующей заливке муфты саморасширяющимся полиуретановым герметиком ВИЛАД-31. Вот только смонтирована она явно без использования герметика ВИЛАД-31, а при помощи непонятной белой массы скорее похожей на мыло или солидол. Ну и, конечно же, синяя изолента. Известно же, что в любой непонятной ситуации следует использовать синюю изоленту – это «залог успеха». Результат такого монтажа муфтового соединения – перед вами.

Монтаж соединительной муфты ВССК на 10 пар

Подготовка кабеля (кабель ТППэпЗ 10*2*0,5).

Зачищаем и обезжириваем оболочку кабеля с обоих концов на 250 мм.

Восстановление экрана кабеля

Нужно вставить основание соединителя экрана под оболочку кабеля, между экраном и поясной изоляцией кабеля до упора в обрез оболочки. Слегка постучим по оболочке, чтобы зубцы зацепились за оболочку. Оденем крышку на винт основания и стянем обе части одной гайкой.

На кабелях с наружным диаметром менее 20 мм нужно делать разрез оболочки длиной 25 мм со стороны диаметрально противоположной экранному соединителю.

Наденем экранную шину на винты соединителей и зафиксируем ее второй гайкой.

Сращивание кабеля

Равномерно распределяем одножильные соединители по окружности сростка так, чтобы диаметр сростка был одинаковым. Используем соединители типа Scotchlock UY2.

Заполнение сердечника кабеля компаундом

Накладываем по одному витку мастики на оболочку кабелей за экранным соединителем. Обернем пластиковый лист равномерно вокруг кольца из мастики так, чтобы линия на листе проходила под нижней частью сростка. Концы плотно примотаем лентой 88Т.

8882-А Герметизирующий гель, упаковка 90 мл. Предназначен для заливки методом самотека или под давлением в сростки кабелей с целью их герметизации на кабелях с полиэтиленовой изоляцией, не заполненных или заполненных гидрофобом, без его предварительного удаления. 8882 — это двухкомпонентный компаунд, не содержащий уретан. Он надежно герметизирует заполненный кабель, совместим с пластиком, используемым в телефонных соединителях. Совместим с поликарбонатами, медью и заполнителями. Не содержит изоцианатов. Материал герметика – полибутадиен.

Разорвем перемычку упаковки между составными частями компаунда и перемешаем их. Заполним получившуюся из пластиковой обертки емкость до уровня, когда компаунд полностью закроет соединители и проводники.

Развернем углы пластиковой обертки и свернем пакет в трубочку от обреза вниз по направлению к сростку. Подмотаем края пластиковой обертки к мастике лентой 88Т. Обернем сросток, заступив за края мастики, двумя слоями эластичной виниловой ленты EZ с перекрытием витков 50%.

Обмотаем с усилием весь сросток, заступив за края мастики, тремя слоями эластичной ленты EZ с перекрытием витков 50%. При обмотке заступаем на 2 см за края мастики. Зафиксируем конец эластичной виниловой ленты EZ от разматывания при помощи ленты 88Т.

Монтаж корпуса муфты

Сдвиньте полумуфты на росток. Обмотаем одним слоем мастики центральный стык и стыки с кабелем.

Для защиты мастики плотно обмотаем мастику двумя слоями виниловой ленты 88Т с перекрытием витков и заступая за края мастики на 20 мм с каждого края. Намотку начинаем с меньшего диаметра.

Монтаж термоусадочных трубок.

Готово.

Проводим измерения смонтированного участка кабельной линии.

Станет ли процесс локализации повреждений кабелей под землей чрезмерно затратным или нет, в равной степени зависит от профессионализма ремонтной бригады, и возможностей импульсного локатора и качества его исполнения. В этом случае пословица: «Скупой платит дважды», приобретает особую актуальность.

Как найти место повреждения кабеля?

В процессе эксплуатации и на этапе монтажа кабельных линий, проложенных под землей, возникают непредвиденные механические повреждения изоляции и токоведущих жил. Это может быть связано с нарушением нормальных режимов работы, неаккуратным ведением монтажных работ на других коммуникациях, расположенных в нескольких метрах от места прокладки и не относящихся к линии электроснабжения. Как выполнить поиск места повреждения кабеля под землей и в стене, мы расскажем далее, предоставив существующие методики и приборы для обнаружения аварийного участка.

Чтобы найти место повреждения кабельной линии, необходимо понимать специфику и методику ведения поиска. Процесс необходимо разделить на два этапа:

  1. Поиск проблемной зоны на всей протяженности линии.
  2. Поиск места аварии на установленном участке трассы.

Существует несколько методов отыскания поврежденной зоны:

  1. Импульсный метод;
  2. Петлевой метод;
  3. Акустический метод;
  4. Индукционный метод;
  5. Метод шагового напряжения.

Импульсный метод.

Данный способ подразумевает поиск повреждения с помощью рефлектометра. Работа прибора основывается на посылании зондирующих импульсов определенной частоты, которые встречая на своем пути препятствие, отражаются и возвращаются обратно к прибору. То есть, прибор располагается с одного конца силового кабеля, что очень удобно и практично. Испытания следует проводить на полностью отключенной линии.

Метод петли.

Данный способ применим при условии, что хотя бы один провод в кабеле остался цел, или рядом пролегает еще один проводник с целыми жилами. Чтобы узнать расстояние до места повреждения петлевым методом, нужно измерить сопротивление жил постоянному току прибором Р333. Это измерительный мост постоянного тока. Это один из первых придуманных методов, применяемых для отыскания места повреждения, и используется он исключительно при однофазном и двухфазном замыкании. Постепенно им перестают пользоваться, ввиду его трудоемкости и большой погрешности в измерениях.

Акустический метод.

Найти обрыв в кабеле акустическим методом можно, создав в месте повреждения разряд с помощью генератора высоковольтных импульсов. В месте обрыва или замыкания появятся колебания звука определенной частоты. Качество прослушивания зависит от вида грунта, расстояния от поверхности до кабельной линии и типа повреждения. Обязательным условием для работы способа является превышение значения переходного сопротивления в 40 Ом.

Метод шагового напряжения.

Метод основан на пропускании по кабелю тока, вырабатываемого генератором. Он создает между двумя расположенными в земле точками разность потенциалов, о которой можно судить по утечке тока в месте аварии. Чтобы найти точку с пониженным сопротивлением изоляции, контактные штыри-зонды устанавливаются так – первый ровно над пролегающим проводником, второй под углом 90 в метре от первого.

Индукционный метод.

Способ очень точно определяет места обрыва, однако его применение связано с прожигом кабеля. При большом переходном сопротивлении необходимо уменьшить его величину путем прожига, используя специальные устройства. Метод основан на пропускании по жиле тока с высокой частотой, который образует электромагнитное поле над кабельной линии. В местах механических повреждений трассы, проводя приемной рамкой, звук будет изменяться. Таким образом, отсутствие звука говорит об обрыве жилы.

Место обрыва провода в бетонной стене поможет найти специальный прибор – трассоискатель. Он представляет собой сочетание приемника и генератора. Данный способ можно ассоциировать с индукционным методом в поиске повреждений кабелей под землей.

Локализация повреждения на местности

После того, как приблизительное расстояние до повреждения известно, к поврежденной паре подключается генератор трассоискателя или кабельного локатора и начинается трассировка кабеля. Трассировать и искать дефект поврежденного кабеля лучше начинать на расстоянии 200-300 метров от определенного кабельным мостом или рефлектометром места дефекта, от ближайшей муфты, кабельного ящика или другого места, расположение которого точно известно. Причем если трассировка начинается от кабельного шкафа или ящика, генератор нужно установить в этом месте.

Трассировку и локализацию дефектов можно производить параллельно или последовательно. В первом случае сначала «отбивается» трасса при помощи трассоискателя, после этого производится локация повреждения при помощи кабельного локатора. Во втором случае трассировка и локализация повреждений ведется одновременно: один специалист производит трассировку линии, другой – локализацию повреждений. Для таких случаев существуют приборы с одним генератором, но двумя приемниками, например Поиск-310Д-2М (2). Существуют также приборы, совмещающие не только средства поиска и локализации повреждений, но и средства предварительной диагностики и определение расстояния до повреждения. Среди них можно выделить прибор ToneRanger от компании Greenlee. К его преимуществам можно отнести:

  • Высокая точность локализации повреждения
  • Отсутствие зависимости результатов диагностики от длины и температуры кабеля, разности сечения жил различных участков, количества участков, наличие воды в кабеле и муфтах
  • Измерение таких параметров как:
  • Сопротивление изоляции
  • Сопротивление шлейфа
  • Емкость
  • Определение расстояния до повреждения
  • Локализация повреждений:
  • Пониженное сопротивление изоляции
  • Короткое замыкание
  • Обрыв
  • Перепутанные пары
  • Идентификация пар кабеля
  • В ходе измерений не осуществляет влияния на передачу информации в соседних DSL линиях
  • Всепогодное вибро- и ударопрочное исполнение

Трассировка кабеля подробно описана в разделе «Трассировка и идентификация инженерных коммуникаций (кабели, трубопроводы и т.д.)», поэтому не будем на ней останавливаться тут. Уже в ходе трассировки можно локализовать некоторые повреждения кабеля, такие как обрыв или короткое замыкание пары.

Локализация повреждений изоляции кабеля, как говорилось выше, производится при помощи кабельного локатора. Составными его частями являются контактные штыри (или, как изображено на рисунке — А-образная рама) и генератор сигнала.

А-образная рама

Генератор подключается к линии и подает в нее импульсы высокого напряжения. Локализация выполняется с помощью контактных штырей или А-образной рамы с индикаторами. А-рама состоит из двух соединённых между собой контактных штырей, измеряющих разность потенциалов в точке, находя место утечки тока в землю. Определение точки утечки выполняется после отсоединения кабеля от штатного заземления. Заземлённый генератор подсоединяют к экрану или жиле кабеля, создавая условия для возвращения «стёкшего» тока путём наименьшего сопротивления. Контактные штыри или А-раму передвигают параллельно кабельной линии (над ней), в сторону предполагаемого повреждения, периодически втыкая в землю, сверяя показания индикаторов.

В зависимости от места нахождения дефекта по отношению к А-раме (контактным штырям) и генератору, показания вольтметра колеблются вправо или влево от нуля (плюс и минус соответственно)

В зависимости от места нахождения дефекта по отношению к А-раме (контактным штырям) и генератору, показания вольтметра колеблются вправо или влево от нуля (плюс и минус соответственно). Смещение индикатора на шкалу плюс указывает, что повреждение кабеля находится между А-рамой и концом кабеля, а смещение на минус, что прибор находится между генератором и А-рамой. Перемещением А-рамы по направлению к повреждению определяется место, в котором индикатор покажет обратное направление. Повернув раму на 90 градусов, двигаясь в сторону дефекта необходимо найти следующую точку, в которой индикатор покажет обратное направление. Если стрелка находится посредине «0» – это значит, что повреждение изоляции находится непосредственно между точками соприкосновения с землей (А-рамы). Эта точка – цель поиска.

При локализации повреждений показания приёмника могут изменяться в зависимости от глубины залегания кабеля, неоднородности почвы (сухая или влажная, песок или глина) и присутствия металлических предметов непосредственно возле линии. Чтобы не отвлекаться на поиск подобных «неполадок», необходимо учесть следующее:

  • возле повреждения показания индикатора меняются резко в одной точке;
  • величина максимальных показаний индикатора должна соотноситься с величиной сопротивления повреждения;
  • утечку можно проверить «на минимум», воткнув штыри на большей удалённости друг от друга (если рядом несколько повреждений, этот способ не подходит).

Методы поиска места повреждения кабеля

Разработаны и успешно применяются следующие способы для поиска мест повреждения.

Импульсный способ

Импульсный способ исключен к применению при заплывающих пробоях ввиду того, что причиной таких повреждений служит высокая влажность, соответственно сопротивление проводника превышает 150 Ом, а это недопустимо для данного метода.

Проверка осуществляется в соответствии с предусмотренной инструкцией как найти место повреждения, с использованием измерителя ИКЛ-5 или ИКЛ-4 путем ввода через переменный ток импульса к области неисправности и получении ответного сигнала. Прибор производит замер времени между периодом подачи и возвращением импульса.

Акустический метод

Акустический метод предусматривает использование приемника и электрогенератора мощных ударных импульсов. Конденсатор генератора присоединяют к кабелю, и когда разрядник срабатывает, напряжение в линии создаёт электромагнитную волну, происходит сильнейшее пробивание, сопровождающееся щелчком в области неисправности. Оператор улавливает щелчки при помощи акустического прибора.

Зона распространения звука распложена в границах от двух до пятнадцати метров. Точка неисправности кабеля устанавливается присутствием максимально громкого звука.

Метод петли

Неисправности устанавливается путем сравнения сопротивлений нарушенной и целой кабельной жилы при использовании метода петли. Порядок поиска повреждений в этом случае требует формирование из кабеля моста типа Р 334 или Р 333, так же требуется наличие моста сопротивления МВУ-49.

Применяется в том случае, если одна жила кабеля не повреждена, если все жилы неисправны, рекомендуется использование неповреждённой жилы находящегося рядом кабельного канала.

Исправная и поврежденная жилы соединяются на одной стороне кабеля петлей. На противоположной стороне кабеля устанавливают мост, регулирующий электросопротивление. Производятся замеры, и, используя формулы соотношения сопротивления, устанавливается дистанция до точки расположения неисправности.

Минусом такого способа является неточность установления точки нахождения неисправности и огромные временные затраты.

Индукционный метод

Рассмотрим теперь, как определяют участок повреждения кабеля индукционным методом, который является более точным и дает шанс установить отрезок неисправности прямо в КЛ, погрешность этого способа не превышает 50 сантиметров.

Применение индукционного метода допустимо в случае, если в месте неисправности сопротивление переходное в кабельной линии составляет не более от двадцати до пятидесяти ОМ.

Содержание способа состоит в улавливании и фиксации над трассой кабельного канала колебаний электромагнитного поля, образованного за счет пропускании по неисправной жиле электричества с частотой звука от 800 до 1000 Гц. Оператор двигается по ходу трассы кабеля и с использованием антенны, усилителя и наушников определяет характер передачи электромагнитного поля. Звучание заметно увеличивается в точке неисправности и теряет силу на расстоянии 50 сантиметров от точки пробоя.

Метод накладной рамки

Если кабель проложен открытым способом или в открытых шурфах, в случае однофазного замыкания кабельной жилы на оболочку, с целью установления отрезка неисправности, специалисты советуют применение метода накладной рамки.

Рамка представляет собой катушку из 1000 витков проволоки и имеет форму прямоугольника, в этом методе используется в роли антенны, выглядит, как указано на фото с места повреждения кабеля.

При определении места неисправности оператор использует телефон для прослушивания изменений звуков, которые издают жила и оболочка кабеля при подключении к ним генератора звуковой частоты. Прослушивается пара максимума и пара минимума звучания, в случае, если рамка установлена и вращается вокруг оси кабеля перед местом расположения повреждения кабельной линии.

Подобный звук говорит о том, что в кабеле протекает пара токов, по жиле и по оболочке. Монотонное звучание вызвано током протекающем только по оболочке и слышится, в случае если рамка установлена и вращается за местом неисправности кабеля.

Такой способ эффективен, если длина кабеля не превышает одного километра за местом повреждения.

Во всех случаях отыскания места повреждения кабельной линии необходимо произвести огромный комплекс работ с использованием приборов для поиска повреждения кабеля.

Импульсный метод

Один из лучших методов дистанционной диагностики. Определение ориентировочного места повреждения кабеля на длительном протяжении производится с помощью специального оборудования. Приборы ИКЛ-4, ИКЛ-5, Рейс-305 предназначены для такого поиска. Принцип работы основан на том, что прибор для поиска повреждения кабеля посылает импульсы в подключенную линию. Эти сигналы имеют определённую частоту и перемещаются по жилам с постоянной скоростью – 160 м/сек.

Как только последовательность импульсов встречает препятствие, она возвращается обратно к источнику сигналов. Таким образом, прибор для обнаружения позволяет засечь время, за которое сигналы дойдут до препятствия и вернутся обратно. Зная это время и скорость движения, по определённой формуле можно приблизительно определить расстояние от места подключения до повреждённого участка.

На рисунке tx – время до возврата сигналов. Тогда расстояние до места аварии будет равно половине значения tx, умноженного на постоянную скорость. Таким образом, отыскивают любое повреждение проверяемых проводников – обрыв или короткое замыкание. Как только неисправность локализована, ищут точное её нахождение.

Причины повреждения

Основные причины заключаются в следующем:

  • ошибки проектирования (занижение сечения, неправильный подбор защитной аппаратуры);
  • дефекты, допущенные на производстве: сквозные отверстия, трещины и заусенцы на проволоке;
  • крутые изгибы и механические поломки, допущенные в процессе прокладки кабеля;
  • порча, допущенная при эксплуатации: старение изоляции, коррозия металлов, разрывы при производстве земляных работ

В зависимости от вида проложенного кабеля, способа его прокладки и уровня напряжения, выбирается метод, с использованием которого будет устанавливаться участок повреждения. Основными, наиболее эффективными способами установления места неисправности являются рассмотренные ниже методы.

Прокладка кабеля в земле

Прокладка проводов и кабелей в земле имеет множество преимуществ. При монтаже данной проводки необходимо соблюдение специального технологического процесса. Можно выделить такие преимущества:

  • Экономичность, стоимость работ не будет превышать стоимость используемых материалов. Наиболее приемлемый вариант, в сравнении с прокладкой воздушной линии, на которую необходимо специальное согласование, дополнительные материалы, техника;
  • Во избежание повреждения кабеля делается не глубокая траншея и не потребуются материальные и другие средства на обслуживание линии;
  • Возможность провести прокладку кабеля своими руками не прибегая к помощи монтажников и не привлекая спецтехнику в виде вышки;
  • Место проводки скрыто от взора, поэтому не портит внешний облик местности;
  • Данный метод позволяет использование электрического высоковольтного кабеля разнообразного сечения, без применения усилений подвесных устройств.

Подземный ввод электрокабеля в дом

Электроэнергетика и электротехника

Мнение эксперта

It-Technology, Cпециалист по электроэнергетике и электронике

Задавайте вопросы «Специалисту по модернизации систем энергогенерации»

Прокладка кабеля в земле идеальный вариант электролинии в загородном доме либо на дачном участке. Перед поиском скрытой проводки желательно протестировать детектор на конструкции, в которой положение электропроводки уже известно. Спрашивайте, я на связи!

Прокладка кабеля в земле

  • Обозначение места проведения электролинии;
  • Выбор подходящего для данного вида работ кабеля;
  • Обустройство траншеи под проводку;
  • Укладка кабеля в грунт;
  • Обустройство зашиты проводки подушкой, далее грунтом и сигнализационной лентой;
  • Проведение проверочных работ по функционированию линии;
  • Завершающий этап – закапывание траншеи.

Этапы работ по прокладке электропроводки

Для создания проводки под землей необходимо владеть специальными знаниями:

  • Первым делам производится разметка трассы на земле для линии электропередачи на дачном, загородном участке и т.д.;
  • При разметке возможно использование всевозможных кольев, веревки. Необходимо тщательно следить, чтобы не было пересечения с коммуникационными сетями;
  • Стоит создать план расположения кабеля. На чертеже обозначаются расстояния выхода кабеля из грунта, а так же его повороты. Важно перед укладкой проверить отключена ли проводка от сети напряжения;
  • Затем выкапывается траншея по произведенной разметке. Как правило, ее глубина – 80 см, ширина для прокладки одного кабеля 20 см. Дно выкопанной траншеи следует утрамбовать;
  • Существует вариант — дно траншеи выкладывается красным кирпичом;
  • Если вы планируете вести электропроводку через дорогу, то в таком случае глубина должна составлять не менее 120см;
  • Когда производится укладка кабеля в грунт необходимо очистить траншею от веток, камней и других предметов;
  • Далее насыпается подушка из песка -12 см. Она обезопасит от возможности порыва провода;
  • Обесточенный провод надо положить так, чтобы он не был слишком натянут. Как правило, кладут целый провод без соединительных участков;
  • Завершающим этапом является засыпка землей траншеи с электропроводкой. После этого проверяется кабель на предмет замыкания и заземляется его броня.

Как правильно делается прокладка кабеля в земле видео обязательно посмотрите:

В зимний период допустима подземная прокладка линии электропроводки, необходимо принять во внимание следующие:

  • Перед укладкой кабель прогревается в жилом помещении. Прогретый кабель укладывают, не допуская промерзания. Если мороз более 20 градусов возможность монтажа исключается;
  • Если температура воздуха минус 5 и выше возможно не проводить процедуру прогрева, если провод высокого давления;
  • При температуре минус 7допустима укладка защищенного изоляцией проводника;
  • Если температура минус 15 и выше и проводник имеет защиту пленкой ПВХ либо резиновой оболочкой;
  • Возможна укладка в минус 20 градусов, в случае защиты провода изоляцией из ПВХ оболочки либо резиновой и, если сверху имеется оболочка их свинца.

Существуют детали, которые стоит учесть, они помогут более правильно провести работы:

Данные правила по прокладки подземной проводки следует соблюдать для безопасного проведения работ и последующей эксплуатации. При нарушении правил могут возникнуть неприятности, которые затруднительно будет исправить.

Подземный ввод электрокабеля в дом

Электромагнитный детектор проводки

Это устройство «видит» электромагнитное поле провода под напряжением 1 кВт и выше. А значит, прежде чем искать электрокабель, его нужно нагрузить. То есть включить все лампочки и подключить к розеткам бытовые приборы. Это — обязательное условие. Глубина поиска электромагнитного детектора проводки варьируется от 1 до 7,5 см.

В обращении детектор предельно прост. На его корпусе есть два светодиода — синий/зеленый и красный. Первый загорается, когда прибор находит электромагнитное поле, то есть кабель. А второй — когда расстояние до его источника сокращается до минимума.

Чтобы точно определить, где находится проводка, стену желательно промерить несколько раз

Кабели разного назначения можно обозначать разными цветами

Электроэнергетика и электротехника

Мнение эксперта

It-Technology, Cпециалист по электроэнергетике и электронике

Задавайте вопросы «Специалисту по модернизации систем энергогенерации»

Прокладка кабеля в земле: способы, глубина, нормы Если найти такой прибор не удалось, то нужно хотя бы проверить изделие на пробой между жилами, что можно сделать используя обычный тестер. Спрашивайте, я на связи!

Кабель под землей или по воздуху — как лучше и надёжнее

Металлодетектор

Прибор реагирует на алюминиевую или медную жилу внутри электрокабеля, для чего детектор создает собственное электромагнитное поле, которое в свою очередь создает наведенное электромагнитное поле вокруг проводников поблизости от излучателя детектора. А уже это поле улавливается электромагнитным приемником детектора.

Металлодетектор позволяет искать не только исправную проводку под напряжением, но и оборванный кабель, и это безусловное преимущество. Минусом прибора является то, что он реагирует на любые металлические предметы — гвозди, саморезы и, конечно же, арматуру. Так что искать проводку в бетонных стенах с его помощью не стоит.

Наиболее совершенные металлодетекторы могут «понять», какой именно металл обнаружен. Это облегчает процесс поиска электропроводки

укладка кабеля в траншее

Технология подземного монтажа кабеля

  • выравнивается дно траншеи, засыпается песком слоем в 15 см и утрамбовывается;
  • на подготовленную подушку укладываются защитные футляры, если они необходимы;
  • через футляры протягивается кабель, с соблюдением необходимой слабины;
  • выполняется соединение труб защиты в одно целое одним из нескольких способов;
  • сверху на уложенный кабель в защите насыпается слой песка толщиной 25 см;
  • верхняя засыпка слегка утрамбовывается, лучше всего собственными ногами;
  • укладывается пластиковая сигнальная лента обязательно надписью вверх;
  • траншея засыпается грунтом, послойно с обязательной трамбовкой.

Укладка кабеля

На этом прокладка кабельных линий в земле заканчивается и начинается этап подключение подземных электрических коммуникаций к общим сетям электроснабжения и ввода в строения, находящихся на участке. На каждом этапе работ как при укладке кабеля, так и его подключении, имеются свои нюансы, которые будут освещены ниже. Это описание мы начнем с выбора кабеля для подземных трасс.

Электроэнергетика и электротехника

Мнение эксперта

It-Technology, Cпециалист по электроэнергетике и электронике

Задавайте вопросы «Специалисту по модернизации систем энергогенерации»

Прокладка кабеля в земле: нормы, правила Для ввода, при условии расстояния от опоры до стены дома в 10 м, понадобится около 13 м провода дополнительные 3 м для завода в щиток и запаса на случай ремонта , что составит примерно 900 1000 рублей плюс 1000 рублей монтажнику, чтобы подцепил провод на опору, итого примерно 2000 рублей. Спрашивайте, я на связи!

Перечень и порядок работ

  1. По возможности исключить пересечение с другими коммуникациями. Если удается этого сделать, то кабель без защитной оболочки необходимо располагать на расстоянии не ближе 0.5 м от газовых, водопроводных и канализационных труб. При укладке проводника в кожух это расстояние сокращается до 0.25 м. При пересечении с другим электрическим кабелем этот параметр составляет 15 см.
  2. Необходимо обходить места парковки автомобилей и заезда автотранспортной техники. Если это условие соблюсти не удается, то необходимо увеличить глубину траншеи или пропустить кабель через защитный футляр. Крупные деревья и кустарника следует обходить стороной. При прохождении трассы вдоль фундамента расстояние от него должно быть не менее 60 см.

Какой кабель подходит для укладки в землю

Кабель2

Важно! Перед тем как уложить купленный кабель в траншею желательно измерить сопротивление изоляционного слоя. Эта операция выполняется с помощью мегомметра. Если найти такой прибор не удалось, то нужно хотя бы проверить изделие на пробой между жилами, что можно сделать используя обычный тестер.

Эксплуатация подземных силовых и телекоммуникационных кабелей связана с проведением плановых и ремонтно-восстановительных измерений, а также локализации повреждений в кабельных линиях.

В ходе плановых измерений зачастую проверяют первичные параметры: сопротивление изоляции, шлейфа, асимметрию. Зачастую для этих работ достаточно мостового измерителя.

Ремонтно-восстановительные работы – это более трудоемкий процесс, требующий хорошей подготовки специалистов и широкого спектра оборудования. Локализация дефекта требует выполнения следующих действий:

  • Определение наличия дефекта и его идентификация (вода в кабеле, обрыв пары или жилы, повреждение изоляции, короткое замыкание, переходные наводки, шумы, перепутанные пары, параллельные отводы и др.)
  • Определение расстояния до дефекта (при помощи мостового или рефлектометрического метода).
  • Локализация повреждения на местности при помощи трассодефектоискателей или кабельных локаторов.

Определение наличия дефекта в кабеле и его идентификация

Чаще всего для определения наличия повреждения и идентификации его типа применяются те же измерения, что и в ходе плановых измерений. Для проведения таких измерений используются кабельные мосты, мегомметры, измерители сопротивления заземления.

Однако в ряде случаев имеют место множественные дефекты (несколько разнотипных дефектов одновременно). В этом случае сложно определить, какое из них вносит наибольший вклад, так как они маскируют друг друга. Для определения таких неисправностей требуется не только измерение первичных параметров кабеля, но и вторичных: перекрестных наводок, наведенных шумов, затухания и т.д. В таких случаях ремонтная бригада должна быть оснащена несколькими приборами: кабельный мост, мегомметр, анализатор шумов и помех, измеритель затухания. Существуют, конечно, и комплексные анализаторы, которые совмещают в одном корпусе множество функций. Так, для работы с абонентскими телефонными линиями в последнее время часто используются кабельные анализаторы Greenlee SideKick Plus, Riser Bond 6000DSL и др.

Они позволяют измерить все первичные и вторичные параметры кабельной линии, подать тональный сигнал для идентификации пары на обратном конце, локализовать повреждение рефлектометрическим и мостовым методом и даже проанализировать качество ADSL/VDSL канала, сымитировав абонентский модем.

Как работать с тестером

Для того чтобы воспользоваться мультиметром, нужно запомнить позиции переключателя на лицевой панели. Для поиска обрыва понадобятся режимы измерения сопротивления или прозвонки (см. рис).

Современные методы поиска мест повреждения в кабельных линиях

Рассмотрим пример, когда пропало освещение в одной из комнат. Здесь могут быть три вида неисправностей:

  • вышел из строя выключатель;
  • пропал контакт в месте подсоединения проводов к выключателю;
  • оборвался проводник скрытый в штробе.

Все их можно проверить мультиметром. При этом необходимо соблюдать последовательность действий.

  1. Требуется обесточить проводку в квартире, отключив автоматы в электрощите.
  2. Как проверить выключатель? Отсоединив от него провода, проверяем сопротивление между его клеммами. В одном положении выключателя дисплей должен показывать 1 (обрыв), а в другом – 0 (короткое замыкание). Если это так, значит – выключатель исправен. Если в обоих положениях обрыв – устанавливается новый.
  3. Проверяем, есть ли напряжение в жилах кабеля, который подводит электричество к распределительной коробке. Перед тем как проверить, нужно надеть на концы щупов крокодилы, выбрать режим измерения переменного напряжения (ACV) с диапазоном выше 200 В.
  4. По одному аккуратно подсоединить щупы к проводникам. Чтобы не спровоцировать КЗ и самому не пострадать от электричества, концы проводов следует расположить как можно дальше друг от друга.
  5. Вновь подключается к проводам электричество. Если на дисплее появилось значение больше 200 – значит, проводка в порядке. Если 0 – придётся искать обрыв в цепи, идущей от электрощита к распределяющей коробке.

Осталось проверить скрытый кабель, идущий от распределительной коробки к выключателю. Как найти обрыв проводки в стене?

  1. Отключается электричество.
  2. Режим работы тестера переключается в прозвонку.
  3. Один из щупов крокодилом подсоединяется к одному концу жилы кабеля. Другой щуп – к другой кабельной жиле.
  4. В распределительной коробке обе проверяемые жилы соединяются, образуя замкнутый контур.
  5. Если кабель не оборван – будет подан звуковой сигнал. Если сигнала нет – одна из жил оборвана.

Определение расстояния до места повреждения кабеля под землей

Определение расстояния до дефекта производится одним из двух методов – рефлектометрическим (при помощи рефлектометров) и мостовым (при помощи кабельных мостов). Эти методы имеют существенные различия.

Кабельные мосты выполняют локализацию повреждения по сопротивлению и емкости кабеля. В ходе измерения они используют вспомогательные (заведомо исправные) жилы или пары кабеля, что позволяет измерить сопротивление (емкость) исправной пары, сравнить эти показания с аналогичными значениями на поврежденной паре и определить расстояние до дефекта. В ходе измерений они чаще всего используют напряжение 180В — 500В, что позволяет определить даже незначительные повреждения изоляции кабеля.

Кабельные рефлектометры посылают в пару импульс амплитудой примерно 20В (ширина импульса регулируется в зависимости от длины линии) и по форме и задержке отраженных от неоднородностей (дефектов) импульсов определяется тип повреждения и расстояние до него. Этот метод не позволит определить незначительные повреждения изоляции, зато с легкостью обнаружит перепутанные пары, параллельные отводы, пупиновские катушки и др.

Для повышения эффективности эти методы все чаще совмещают в одном корпусе прибора. В таком исполнении, например, представлены приборы ИРК-ПРО Альфа и КБ Связь Сова. Такие функции имеют и описанные выше анализаторы SideKick Plus и Riser Bond 6000DSL.

Следует заметить, что точность определения расстояния до дефекта прибором и точность локализации повреждения в кабеле – это разные вещи. Ведь измеренное расстояние еще нужно точно отмерять, а это весьма непростая задача, учитывая запасы кабеля на муфтах, неравномерность глубины залегания кабеля и др. Кроме того, большую погрешность вносят неточно введенные погонные значения сопротивления и емкости или коэффициент распространения (а они постоянно изменяются в ходе эксплуатации).

Вскрытие тупиковой муфты

На фото муфта тупиковая МТ-45. Предназначена для защиты сростков кабелей ТПП и ТППэп ёмкостью от 10 до 50 пар с жилами диаметром от 0,32 до 0,5 мм. Муфта представляет собой только полиэтиленовый корпус в виде полиэтиленовой трубки, заглушенной с одной стороны. Метод монтажа кабелей ТПП и ТППэп в муфте МТ-45 заключается в соединении жил и экранов параллельно соединённых концов кабелей, помещении их в корпус муфты и в последующей заливке муфты саморасширяющимся полиуретановым герметиком ВИЛАД-31. Вот только смонтирована она явно без использования герметика ВИЛАД-31, а при помощи непонятной белой массы скорее похожей на мыло или солидол. Ну и, конечно же, синяя изолента. Известно же, что в любой непонятной ситуации следует использовать синюю изоленту – это «залог успеха». Результат такого монтажа муфтового соединения – перед вами.

Локализация повреждения на местности

После того, как приблизительное расстояние до повреждения известно, к поврежденной паре подключается генератор трассоискателя или кабельного локатора и начинается трассировка кабеля. Трассировать и искать дефект поврежденного кабеля лучше начинать на расстоянии 200-300 метров от определенного кабельным мостом или рефлектометром места дефекта, от ближайшей муфты, кабельного ящика или другого места, расположение которого точно известно. Причем если трассировка начинается от кабельного шкафа или ящика, генератор нужно установить в этом месте.

Трассировку и локализацию дефектов можно производить параллельно или последовательно. В первом случае сначала «отбивается» трасса при помощи трассоискателя, после этого производится локация повреждения при помощи кабельного локатора. Во втором случае трассировка и локализация повреждений ведется одновременно: один специалист производит трассировку линии, другой – локализацию повреждений. Для таких случаев существуют приборы с одним генератором, но двумя приемниками, например Поиск-310Д-2М (2). Существуют также приборы, совмещающие не только средства поиска и локализации повреждений, но и средства предварительной диагностики и определение расстояния до повреждения. Среди них можно выделить прибор ToneRanger от компании Greenlee. К его преимуществам можно отнести:

  • Высокая точность локализации повреждения
  • Отсутствие зависимости результатов диагностики от длины и температуры кабеля, разности сечения жил различных участков, количества участков, наличие воды в кабеле и муфтах
  • Измерение таких параметров как:
  • Сопротивление изоляции
  • Сопротивление шлейфа
  • Емкость
  • Определение расстояния до повреждения
  • Локализация повреждений:
  • Пониженное сопротивление изоляции
  • Короткое замыкание
  • Обрыв
  • Перепутанные пары
  • Идентификация пар кабеля
  • В ходе измерений не осуществляет влияния на передачу информации в соседних DSL линиях
  • Всепогодное вибро- и ударопрочное исполнение

Трассировка кабеля подробно описана в разделе «Трассировка и идентификация инженерных коммуникаций (кабели, трубопроводы и т.д.)», поэтому не будем на ней останавливаться тут. Уже в ходе трассировки можно локализовать некоторые повреждения кабеля, такие как обрыв или короткое замыкание пары.

Локализация повреждений изоляции кабеля, как говорилось выше, производится при помощи кабельного локатора. Составными его частями являются контактные штыри (или, как изображено на рисунке — А-образная рама) и генератор сигнала.

А-образная рама

Генератор подключается к линии и подает в нее импульсы высокого напряжения. Локализация выполняется с помощью контактных штырей или А-образной рамы с индикаторами. А-рама состоит из двух соединённых между собой контактных штырей, измеряющих разность потенциалов в точке, находя место утечки тока в землю. Определение точки утечки выполняется после отсоединения кабеля от штатного заземления. Заземлённый генератор подсоединяют к экрану или жиле кабеля, создавая условия для возвращения «стёкшего» тока путём наименьшего сопротивления. Контактные штыри или А-раму передвигают параллельно кабельной линии (над ней), в сторону предполагаемого повреждения, периодически втыкая в землю, сверяя показания индикаторов.

В зависимости от места нахождения дефекта по отношению к А-раме (контактным штырям) и генератору, показания вольтметра колеблются вправо или влево от нуля (плюс и минус соответственно)

В зависимости от места нахождения дефекта по отношению к А-раме (контактным штырям) и генератору, показания вольтметра колеблются вправо или влево от нуля (плюс и минус соответственно). Смещение индикатора на шкалу плюс указывает, что повреждение кабеля находится между А-рамой и концом кабеля, а смещение на минус, что прибор находится между генератором и А-рамой. Перемещением А-рамы по направлению к повреждению определяется место, в котором индикатор покажет обратное направление. Повернув раму на 90 градусов, двигаясь в сторону дефекта необходимо найти следующую точку, в которой индикатор покажет обратное направление. Если стрелка находится посредине «0» – это значит, что повреждение изоляции находится непосредственно между точками соприкосновения с землей (А-рамы). Эта точка – цель поиска.

При локализации повреждений показания приёмника могут изменяться в зависимости от глубины залегания кабеля, неоднородности почвы (сухая или влажная, песок или глина) и присутствия металлических предметов непосредственно возле линии. Чтобы не отвлекаться на поиск подобных «неполадок», необходимо учесть следующее:

  • возле повреждения показания индикатора меняются резко в одной точке;
  • величина максимальных показаний индикатора должна соотноситься с величиной сопротивления повреждения;
  • утечку можно проверить «на минимум», воткнув штыри на большей удалённости друг от друга (если рядом несколько повреждений, этот способ не подходит).

Неисправности скрытой электропроводки

Такие явления, как обрыв проводки в стене или короткое замыкание, в жилых постройках происходят довольно часто. Возникают неисправности по разным причинам:

  • непрофессиональное, неправильное или небрежное отношение к электромонтажным работам;
  • плохой контакт в местах соединения проводников – электрощитах, распределительных коробках, розетках, выключателях;
  • забивание гвоздей или сверление стен, вызывающих повреждение электропроводки;
  • при ремонте помещений.

Вследствие этого может пропасть нулевая фаза или заземление, одна из фаз или сразу несколько. Возможно короткое замыкание между этими жилами. Как найти замыкание или обрыв в скрытой проводке? Можно ли это сделать своими руками и какие приборы использовать? Для этого не нужны особые навыки, достаточно воспользоваться недорогим устройством – мультиметром (тестером).

Дедовские методы

Конечно же, раньше для обнаружения проводки в стене обходились без приборов, при этом безопасно находили всю линию электросети под обоями, плиткой и штукатуркой. Как это делали наши деды и прадеды?

Предоставляем к Вашему вниманию три наиболее простых варианта, который позволят самому найти проводку:

  1. Если намечается капитальный ремонт. Срываете обои и осматриваете стену в хрущевке (либо в доме). Обычно штробы для скрытой электропроводки немного выделяются цветом от остальных участков поверхности, да и на ощупь шпаклевка будет более шершавой.
  2. Берете обыкновенный радиоприемник, настраиваете на 100 кГц и подводите к необходимой зоне. В месте, где проходит ток, приемник начнет сильнее шуметь.
  3. Альтернативный вариант по отношению к радиоприемнику – использование микрофона на магнитоле. Включаем микрофон и аккуратно ведем его вдоль поверхности. Появился шум либо треск – Вам удалось найти приблизительное место нахождения трассы.

Обращаем Ваше внимание на то, что методы, где используются микрофон и приемник имеют довольно высокую погрешность в 15 см. Именно поэтому, опираясь на сигналы данных устройств лучше подстраховаться и еще немного отступить, чтобы не получить поражение током!. Лайфхак с индикаторной отверткой

Лайфхак с индикаторной отверткой

Вот и вся инструкция по использованию приборов для обнаружения скрытой электропроводки в стене. Надеемся, что теперь Вы точно знаете, как найти провод и силовой кабель под штукатуркой в доме без чьей-то помощи!

Похожие материалы:

  • Как найти распределительную коробку в стене
  • Как заменить электропроводку в доме
  • Устройство защиты сети от перенапряжения

Причины возникновения

Подобная ситуация может возникнуть не только в условиях непосредственной эксплуатации, но и на этапе монтажных работ. В процессе рабочие могут непринужденно повредить несколько линий, может быть выявлен производственный брак, работы на других коммуникациях, не относящихся к целевой сети и еще множество печальных вариантов, которые приведут к неработоспособности линии.

В домашних же электросетях проводка, аккуратно спрятанная под любимый ремонт, может дать сбой в самый неподходящий момент. Самыми частыми причинами являются производственный брак и микроповреждения, нанесенные проводу в процессе монтажа.

Какой бы не была причина, а задача состоит в том, чтобы точно определить место разрыва, не руша при этом дорогой ремонт и не перекапывая сотни метров земли. Данный вопрос и существующие методики решения проблемы мы и рассмотрим.

Устранение обрыва фазного и нулевого проводов

Выяснив точное место обрыва кабеля и определив его особенность (повреждение «фазы», «ноля»), можно приступить к его ремонту.

Для устранения поврежденного фазового провода, следует выполнить такие шаги:

Прежде всего нужно отключить фазный провод. При помощи молотка или иного инструмента убрать штукатурку или иную отделку с поверхности стены. Необходимо освободить участок вдоль трассы примерно на 10-15 см, захватывая зону справа и слева от предполагаемого центра повреждения. От сети требуется отделить поврежденную жилу, стараясь не задеть изоляцию на прочих кабелях. Медную проводку лучше соединять пайкой. Для этого требуется взять дополнительный кусок подобного изделия, из которого выполняется ремонтная перемычка. Желательно также предварительно надеть на жилу поврежденного кабеля поливинилхлоридную либо термоусадочную трубку

Концы перемычки скручиваются с концами перебитого провода, после чего соединения спаиваются. На отремонтированное место плотно (в несколько слоев) накладывается изоляционная лента, после чего на нее осторожно задвигается трубка, одетая на провод. Это обеспечивает герметичность крепежа.

Алюминиевые провода хуже поддаются пайке, для которой к тому же требуется специальный припой и флюс. В этом случае самым надежным способом соединения будет клемма WAGO, при этом место ее крепления требуется обмотать изолентой и дополнительно покрыть герметиком.

Провода можно также соединить при помощи ответвительной коробки. Для этого с оборванного провода снимается изоляция, после чего его концы разводятся в разные стороны. При помощи перфоратора, оснащенного специальной коронкой в стене пробивается отверстие, размеры которого совпадают с параметрами ответвительной коробки.

Устройство вставляется в проем, после чего оно закрепляется алебастром. В коробку помещаются провода, при этом поврежденные жилы соединяются по цвету и обматываются изоляционной лентой. В заключении коробка с восстановленными проводами закрывается крышкой.

Если кабели помещаются в специальных трубках, поврежденные жилы следует осторожно вытянуть наружу, а вместо них при помощи протяжного приспособления вставить новые провода. При повреждении нулевого кабеля в начале работы его требуется отсоединить от шины, прикрепив фазную жилу

Весь остальной процесс совпадает с описанным выше регламентом

При повреждении нулевого кабеля в начале работы его требуется отсоединить от шины, прикрепив фазную жилу. Весь остальной процесс совпадает с описанным выше регламентом.

После любого вида ремонта штробы покрываются штукатуркой. Давать напряжение в отремонтированную проводку можно лишь после полного высыхания покрытия.

Кратко о ремонте кабельной линии

Ремонтные работы на кабельных линиях принято классифицировать на плановые и аварийные. Что касается объема таких работ, то у первых он, как правило, капитальный, у вторых – текущий.

При капитальных работах производится плановая замена КЛ, прокладка новых трасс и т.д. При необходимости также выполняется ремонт и/или модернизация сопутствующего оборудования. К последним относятся вентиляционные системы и освещение кабельных туннелей, а также насосы для откачки грунтовых вод. Учитывая специфику плановых работ, при их проведении не требуется локализация дефектных участков.

Совсем иначе обстоит дело при аварийном ремонте. Чтобы не раскапывать всю трассу, следует точно определить место обрыва провода, пробоя изоляции и т.д. Для этой цели применяются различные способы, для которых задействуется спецоборудование. Подробно об этом будет рассказано ниже.

Общий принцип

Разность потенциалов создается протекающими в объеме грунта распределенными токами, которые в свою очередь наводятся элек­тромагнитным полем вокруг коммуникации либо возникают, как токи утечки в МП изоляции, где образуется гальваническая связь с грунтом. Используется постоянный ток и переменный ток по­вышенной частоты (звукового диапазона). Величина измеренного напряжения и характер ее изменения вдоль коммуникации явля­ются информативными параметрами для локализации МП. Опе­ратор перемещается по трассе с двумя контактными стержнями или пластинами (А-рамка). В первом случае осуществляется непосредстве­нное измерение разности потенциалов, во втором — через емкость пластин. Пластины используются при асфальтобетонных покры­тиях на трассе КЛ. Ток в поврежденную жилу подается с конца КЛ. А-рамка (АР-500), разработанная , используется совместно с Приемником поисковым ПП-500А из состава Поисковых комплектов.

Современные методы поиска мест повреждения в кабельных линиях

Понравилась статья? Поделить с друзьями:
  • Как найти переадресацию звонков
  • Молебен как найти работу
  • Как найти дизайнера для комнаты
  • Как найти производную по картинке
  • Disconnected steam auth failed как исправить