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管線探測儀發(fā)生故障的原因有哪些？
閱讀：3488 發(fā)布時(shí)間：2020-11-24管線探測方法
（一）發(fā)射信號施加操作
場源有被動源和主動源兩種工作方式。被動源工作方式用來搜索一個(gè)區(qū)域內(nèi)未知的電力電纜或者施加有陰極保護(hù)信號的地下管道以及能感應(yīng)到無線電頻率的金屬管線，主動源工作方式用來追蹤和定位區(qū)域內(nèi)管線信號。
1、被動源工作方式：
被動源工頻法示意圖
1）被動源工頻法工作方式不需要發(fā)射機(jī)，它可以搜索出一個(gè)未知區(qū)域內(nèi)的電力電纜。打開接收機(jī)，選擇接收機(jī)工作頻率為50Hz，調(diào)節(jié)增益得到一個(gè)合適的讀數(shù)并選擇極大值法或極小值法，以網(wǎng)格搜索方式在一個(gè)區(qū)域內(nèi)來回搜索。提著接收機(jī)平穩(wěn)地行走，使機(jī)身面與移動方向成一直線且盡可能與通過的管線呈直角狀態(tài)，不要弧形擺動，因?yàn)檫@樣會產(chǎn)生一些誤導(dǎo)信號。當(dāng)接收機(jī)響應(yīng)顯示有異常時(shí)，立即停下，定位管線的位置并做好標(biāo)記。對穿出搜索區(qū)域范圍的某條管線亦需進(jìn)行追蹤和標(biāo)記。
2）被動源陰極保護(hù)電流（CPS）信號法工作方式不需要發(fā)射機(jī)，它可以它可以搜索出一個(gè)未知區(qū)域內(nèi)的施加有外加電流陰極保護(hù)的地下金屬管道。打開接收機(jī)，選擇接收機(jī)工作頻率為CPS，使用方法與工頻法相同。
3）無線電頻率探測模式：無線電頻率探測方式，主要應(yīng)用于能感應(yīng)到無線電頻率的金屬管線探測。
2、主動源工作方式
主動源工作方式是將發(fā)射機(jī)發(fā)出的特定頻率的信號施加到管線上，再用接收機(jī)對管線進(jìn)行定位和追蹤。采用主動源方式可以對管線進(jìn)行定位、追蹤、測深，也可以對地下管線防腐層破損點(diǎn)進(jìn)行定位并可確定防腐層破損點(diǎn)的大小。
SHWJ-6018E地下電纜故障探測儀發(fā)射機(jī)信號施加的方法有兩種：直接法和感應(yīng)法。直接法是追蹤管線比較理想的方法,感應(yīng)法是尋找區(qū)域內(nèi)地下管線方便的方法。具體方法分述如下
(1)直接法：
發(fā)射機(jī)直接與管線相連接，并在管線中產(chǎn)生強(qiáng)信號，這種方法在探測管線中應(yīng)為。它適用于連續(xù)追蹤定位各種地下管線,定位、測深,精度較高。
1)接線:關(guān)閉發(fā)射機(jī)，將連接導(dǎo)線插入發(fā)射機(jī)輸出插座，紅色導(dǎo)線的鄂魚夾連到目標(biāo)管線（如果是電力電纜必須斷電）上，如無法直接連接可以使用先將連接磁鐵放到管道上，然后再夾住連接磁鐵即可，必要時(shí)要清除連接處的腐蝕物，保證良好的電氣連接。另一條黑色導(dǎo)線的鄂魚夾連接到接地點(diǎn)上，該接地點(diǎn)應(yīng)該遠(yuǎn)離目標(biāo)管線且與目標(biāo)管線可能的走向成直角。要注意不要使接地線跨過地下其它管線，以防信號感應(yīng)到非目標(biāo)管線上。如果沒有現(xiàn)成的接地點(diǎn)，可以使用接地棒，將接地棒插入地下，將黑色魚夾連接到接地棒上。如果接地點(diǎn)比較干燥可以澆點(diǎn)水，以改善接地效果。如果可能的話接地點(diǎn)離發(fā)射機(jī)不得小于5米。
2)參數(shù)設(shè)置。打開發(fā)射機(jī)，顯示器中顯示選用的頻率、發(fā)射機(jī)功率及輸出參數(shù)情況。，根據(jù)測量需要的頻率，通過頻率鍵選擇。按下頻率鍵，頻率三角形在128Hz、512Hz、1KHz、2KHZ、8KHz、33KHz、65KHz、83KHz之間循環(huán)點(diǎn)亮，點(diǎn)亮的三角形對應(yīng)的頻率就是選擇的頻率。顯示窗口根據(jù)三角形指示燈指示相對應(yīng)的參數(shù)（包括輸出功率、輸出電壓、輸出電流和接地電阻），參數(shù)顯示用測量鍵進(jìn)行選擇。
3)接地電阻檢查。發(fā)射機(jī)具有萬用表功能，能夠自動檢測接地電阻。選擇輸出參數(shù)到Ω檔，接地電阻就會在顯示器中顯示出來，如果接地電阻太大，則必須重新選擇接地點(diǎn)或者在接地點(diǎn)處加水以減小接地電阻。因?yàn)槿绻拥仉娮杼螅瑑x器的功率無法加大。
注：一定要在發(fā)射機(jī)開機(jī)之前將導(dǎo)線連接好。如果探測地下電纜采用直接法時(shí)必須先切斷電纜電源開關(guān)。
(2)感應(yīng)法：
當(dāng)操作者不能將發(fā)射機(jī)的信號直接施加到目標(biāo)管線上時(shí)，可以采用感應(yīng)法。發(fā)射機(jī)內(nèi)有一發(fā)射線圈，當(dāng)打開發(fā)射機(jī)，發(fā)射線圈可以將信號直接感應(yīng)到發(fā)射機(jī)下面的管線上，用接收機(jī)就可以接收到地下管線產(chǎn)生的電磁場。該方法使用方便快捷，不需要連接到目標(biāo)管線上，但該方法信號也會感應(yīng)到鄰近非目標(biāo)管線上，還有一部分信號的能量損失在周圍的土壤中使感應(yīng)信號減弱。
感應(yīng)法不能給金屬井蓋或鋼筋混凝土路面下的管線施加信號，因?yàn)樾盘枌⒈唤饘倬w或鋼筋網(wǎng)屏蔽。感應(yīng)法也不能用來給絕緣良好的管線施加信號，除非管線兩端有良好的接地。
感應(yīng)法示意圖
1)收發(fā)距:發(fā)射機(jī)開機(jī)后會同時(shí)向它上部空間和下部管線同時(shí)發(fā)射信號，因此接收機(jī)在距離發(fā)射機(jī)較近的地方接收探測時(shí)，可能會接收到發(fā)射機(jī)的場源信號，為了分辨接收機(jī)在管線定位時(shí)是否受發(fā)射場源的影響，可將發(fā)射機(jī)向一側(cè)移動一至兩米，如果從接收機(jī)探測到的異常也在移動，則表示接收機(jī)與發(fā)射機(jī)之間距離太近,接收探測到信號為發(fā)射場源的影響。另一種方法是將接收機(jī)直接對準(zhǔn)發(fā)射機(jī)，這時(shí)若接收機(jī)的異常不變或增加，則表示接收機(jī)接收的是發(fā)射場源信號，如果出現(xiàn)這種情況則應(yīng)加大收發(fā)距離或減小發(fā)射機(jī)功率，并減小接收機(jī)靈敏度。
2)發(fā)射機(jī)放置:將發(fā)射機(jī)放置在目標(biāo)管線的“正上方”，發(fā)射機(jī)的放置方向盡量與管線走向一致，只有這樣才能使管道產(chǎn)生良好的感應(yīng)信號。
發(fā)射機(jī)放置示意圖
3)發(fā)射頻率選擇：高頻率信號容易感應(yīng)到其它管線,通常在用感應(yīng)法信號時(shí),使用高頻率。高頻信號會感應(yīng)到所有的管線上,所以感應(yīng)法是尋找地下管線好的方法,而不是追蹤管線。對于管線的追蹤用直接法效果比較理想。
頻率選擇的一般原則：
對于高阻的管線（如通信電纜，帶防腐層的管道和鑄鐵管）使用83K的頻率，但也必須注意的是頻率越高越容易感應(yīng)到其它管線上，而且信號傳播距離越短；
對于一般管道和電纜的探測，使用65K的頻率， 此頻率傳播的距離比較遠(yuǎn)，也不會感應(yīng)太多的信號到其它管線上，適合對管線進(jìn)行長距離追蹤。
4) 發(fā)射功率選擇: 發(fā)射功率選擇應(yīng)盡量將施加信號的功率保持在能夠滿足工作需要的低值水平，增大輸出功率應(yīng)能使直到在需要探測的管線上探測到清晰的異常信號。輸出功率如果過高,將會使鄰近的管線感應(yīng)更多的信號，使目標(biāo)管線的識別更加困難，而且會浪費(fèi)發(fā)射機(jī)的電池能量。因此發(fā)射功率選擇應(yīng)適當(dāng)。
（3）夾鉗法：夾鉗法與感應(yīng)法的大區(qū)別就是使用外置夾鉗將發(fā)射機(jī)信號施加到目標(biāo)管線上，不需要使用發(fā)射機(jī)內(nèi)部的感應(yīng)線圈。使用方法和直連法基本相同。
3、電纜探測的信號發(fā)射方法
電纜路徑探測和鑒別在金屬管線探測中占有重要地位，相比于金屬管道的單一連續(xù)金屬結(jié)構(gòu)，電纜由數(shù)根芯線和金屬鎧裝構(gòu)成，結(jié)構(gòu)和用途的差異造成了探測時(shí)的信號施加方式的差異，不同的接法將會產(chǎn)生不同的電磁場，探測效果也有所區(qū)別，因此本章對電纜探測的信號發(fā)射方式進(jìn)行單獨(dú)描述。
1）停運(yùn)電纜的信號發(fā)射方法
（1）基本接線方法：芯線-大地接法
芯線-大地接法是對離線電纜（退出運(yùn)行的不帶電電纜）進(jìn)行路徑探測和鑒別的接線方式，可以充分發(fā)揮儀器的功能，并能大程度地抗干擾，如下圖所示：
芯線-大地接線法
將電纜金屬護(hù)層兩端的接地線均解開，低壓電纜的零線和地線的接地也應(yīng)解開，將發(fā)射機(jī)的紅色鱷魚夾夾一條完好芯線，黑色鱷魚夾夾在打入地下的接地棒上。在電纜的對端，對應(yīng)芯線接打入地下的接地棒。
注意：盡量使用接地棒，而不要直接用接地網(wǎng)！至少在電纜的對端必須用接地棒，接地棒還需要離開接地網(wǎng)一段距離，否則會在其他電纜上造成地線回流，影響探測效果。
電流自發(fā)射機(jī)流經(jīng)芯線，在電纜對端進(jìn)入大地，流回近端返回發(fā)射機(jī)。這種接法在地面探測時(shí)接收機(jī)可以感應(yīng)到很強(qiáng)的信號，信號特性比較明確，可以充分利用儀器的防誤跟蹤功能；信號在絕緣良好的芯線上流過，不會流到鄰近管線上，尤其不會流到交叉的金屬管道上，適于在復(fù)雜環(huán)境下進(jìn)行路徑查找。另外由于電纜接地，流經(jīng)電纜的信號電壓很低，不容易對鄰線產(chǎn)生電容耦合，減少干擾。
由于存在芯線和大地之間的分布電容，隨距離的增加，電流會逐漸減小。但若接地良好，電容電流很小，可以不予考慮。
這種方法的缺點(diǎn)是需要將電纜兩端的接地線全部解開,略顯繁瑣。
（2）護(hù)層-大地接法：
護(hù)層-大地接線法
如上圖所示，將電纜近端的護(hù)層接地線解開，低壓電纜的零線和地線的接地也應(yīng)解開，對端的電纜護(hù)層保持接地，信號加在護(hù)層和接地棒之間（不可使用接地網(wǎng)），電纜相線保持懸空。電流自發(fā)射機(jī)流經(jīng)護(hù)層，在電纜對端進(jìn)入大地，流回近端返回發(fā)射機(jī)。這種接法不存在屏蔽，因而在地面上產(chǎn)生的信號強(qiáng)，信號特性也比較明確。同樣，由于護(hù)層-大地分布電容的存在，信號會自近向遠(yuǎn)逐漸衰減。
潛在的問題：護(hù)層外部的絕緣層若有破損，部分電流將由破損點(diǎn)流入大地，造成破損點(diǎn)后的電流突然減小，減小幅度與破損點(diǎn)的接地電阻有關(guān)。
（3）相線-護(hù)層接法：
相線-護(hù)層接法
如上圖所示，發(fā)射信號加在電纜一相和護(hù)層之間，對端相線和護(hù)層短路，護(hù)層兩端保持接地。
如果是單條電纜敷設(shè)，信號自發(fā)射機(jī)流經(jīng)芯線，再經(jīng)護(hù)層和大地兩個(gè)回路返回。因?yàn)樽o(hù)層（鎧裝及銅屏蔽層）由連續(xù)金屬組成，電阻很??；大地回路由于存在兩端接地電阻，再加土壤電阻，總阻值較大，故大部分電流將通過護(hù)層返回，少部分電流通過大地返回。由于芯線電流和護(hù)層電流反向，能在外部一定距離產(chǎn)生磁場信號的有效電流為其差，數(shù)值等于通過大地返回的電阻電流。另外由于芯線-護(hù)層回路和護(hù)層-大地回路存在互感，通過電磁感應(yīng)也能夠在護(hù)層-大地回路產(chǎn)生感生電流。綜合效果為有效電流等于大地回路的電阻電流和感應(yīng)電流的矢量和（兩者存在相位差）。根據(jù)現(xiàn)場情況的不同，有效電流可能會占總注入電流的百分之幾到百分之十幾。
如果存在同路徑敷設(shè)（兩端位置均相同）的其他電纜，則返回電流主要被幾條電纜的護(hù)層分流，例如三條電纜同路徑，則三條電纜的護(hù)層返回電流各占1/3。有效電流正向，占注入值的2/3，鄰線電流反向，占1/3。如右圖所示。 并行電纜的分流效果
相線-護(hù)層法的優(yōu)點(diǎn)在于接線簡單，不需要解開接地線。缺點(diǎn)是當(dāng)多條電纜同路徑敷設(shè)時(shí)，各條電纜信號相差不大，僅靠信號幅值有時(shí)難以區(qū)分；當(dāng)單線敷設(shè)時(shí)，有效電流大幅減少，信號較弱，而且有效電流中含有感應(yīng)電流成分，目標(biāo)電纜和鄰近管線的感應(yīng)信號相位相同，在使用復(fù)合頻率探測時(shí)，有可能無法根據(jù)電流方向排除鄰線干擾。
（4）相間接法：
相間接法
如上圖所示，發(fā)射信號加在電纜兩相之間，電纜的對端兩相線短路。兩相在電纜內(nèi)部扭絞，其電流值相同且方向相反。由于兩相線雖相距很近，但仍有一定間隔，故兩相線和接收機(jī)線圈之間的距離會有微小差異，兩相線在此處產(chǎn)生的磁場方向相反，但強(qiáng)度因距離的差異而不會*相同，雖大部分相互抵消，但仍有小部分殘余，金屬護(hù)層的屏蔽作用會將其進(jìn)一步削弱，剩余信號方能被接收。因?yàn)榕そg的原因，信號會沿電纜路徑有周期性的幅值和方向的變化。
在一個(gè)扭絞周期內(nèi)，對外輻射的磁通因方向連續(xù)變化360°而相互抵消，故不會在護(hù)層-大地回路產(chǎn)生感應(yīng)電流。
由于有效信號很小，使用高頻信號將比低頻信號更易于探測。相間接法無法使用接收機(jī)的電流方向測量功能排除鄰線干擾。
（5）發(fā)射頻率的選擇：
對于一般電纜的探測，除非采用相間接法，均推薦使用1KHz頻率。其頻率較低，傳播距離長，且不容易感應(yīng)到其他管線上，抗*力較強(qiáng)，較易分辨。
對于長距離電纜（長于2-3km），如果使用1KHz信號，在較長距離處會有較大衰減，信號不易接收，相位也會發(fā)生偏移。故探測長距離電纜推薦使用512Hz發(fā)射信號。
使用相間接法時(shí)，應(yīng)優(yōu)先采用高頻（8kHz、33kHz、65KHz或83kHz）。
2）運(yùn)行電纜的信號發(fā)射方法
（1）卡鉗耦合法：
這是一種探測運(yùn)行電纜較理想的方法，不需要電纜作任何改動即可測試，并且操作遠(yuǎn)離高壓，非常安全，電纜全長上都有信號，沒有距離限制。
電纜護(hù)層兩端必須良好接地，否則耦合電流隨接地電阻的增大而減小。
兩端未接地，或電纜護(hù)層中間斷開，不能使用卡鉗耦合法。
a)卡住電纜本體
運(yùn)行電纜卡鉗耦合法1（卡電纜本體）
如上圖所示，本方法適用于普通三相統(tǒng)包運(yùn)行電纜的探測。發(fā)射機(jī)輸出接卡鉗，將卡鉗卡住電纜本體（注意不能卡接地線以上部分），卡鉗等效為變壓器的初級，電纜金屬護(hù)套-大地回路等效為變壓器的次級（單匝），次級耦合電流的大小與回路電阻（主要是兩端的接地電阻）密切相關(guān)，電阻越小，電流越大。
電纜通過卡鉗耦合得到的電流較小，為加強(qiáng)探測效果，應(yīng)選擇較大輸出水平。
b）卡住電纜護(hù)套接地線
運(yùn)行電纜卡鉗耦合法2（卡電纜接地線）
如上圖所示，本方法適用于超高壓單芯運(yùn)行電纜的探測。由于單芯電纜芯線流過的工頻電流很強(qiáng)，而且沒有三芯統(tǒng)包電纜的三相抵消效果（對外表現(xiàn)為相對很小的零序電流），如果將卡鉗卡住電纜本體，則很容易造成卡鉗的磁飽和，無法發(fā)出信號，此時(shí)應(yīng)將卡鉗卡住其護(hù)層接地線。
由于長距離超高壓單芯電纜的護(hù)層會每隔一定距離地線交叉互連，故信號會在交叉互連點(diǎn)從一相的護(hù)層流到另一相的護(hù)層，在跟蹤時(shí)注意區(qū)分。
對于三芯統(tǒng)包電纜，如果受現(xiàn)場條件限制，卡電纜本體有困難，也可以采用卡電纜接地線的方法，但應(yīng)盡量不采用，在某些特殊情況下，可能會造成信號特征（包括幅值和相位）出現(xiàn)不可預(yù)料的變化。
(2)零線／地線／護(hù)層注入法：
這是一種對運(yùn)行中的低壓電纜進(jìn)行探測的方法，因?yàn)樵S多低壓電纜的護(hù)層不作接地，或護(hù)層不連續(xù)，或接地不夠良好，無法使用卡鉗耦合法。
本方法不需要電纜作任何改動，而且注入的是高頻信號，不會對運(yùn)行線路產(chǎn)生不良影響。
在用戶端，將發(fā)射機(jī)的紅色鱷魚夾接零線、地線或護(hù)層，黑色鱷魚夾接打入地下的接地棒，如下圖所示：
運(yùn)行電纜零線／地線／護(hù)層注入法
注意事項(xiàng)：
安全警告：電纜帶電，接線必須由具有相關(guān)資質(zhì)或資格的電力工作人員操作！
必須在用戶端發(fā)射信號，如果在變電室端發(fā)射信號，將在所有出線上均注入信號，造成無法區(qū)分目標(biāo)電纜。
接地棒位置的選擇：為保證輸出效果，應(yīng)將接地棒打在距離電纜5m之外，而且接地線應(yīng)盡量和電纜方向垂直。
如果零線在用戶端不接地，則優(yōu)先使用零線注入信號。
低壓電纜的護(hù)層大多不連續(xù)，如果護(hù)層注入信號太弱，或探測過程中在電纜路徑某處信號中斷，可換用零線／地線進(jìn)行注入。
由于所有出線的零線／地線或護(hù)層在變電室并聯(lián)，所以其他電纜出線上會有部分電流被分流，也能探測到信號，但強(qiáng)度較弱，實(shí)際測試中應(yīng)注意區(qū)分。
探測高壓運(yùn)行電纜時(shí)，如果使用卡鉗耦合法接收不到信號或信號很弱，說明電纜兩端護(hù)層接地電阻過大，這時(shí)可以通過護(hù)層注入。
探測單芯超高壓運(yùn)行電纜時(shí)，卡鉗耦合法失效，可使用護(hù)層注入法。
(二)接收探測
接收機(jī)用于對目標(biāo)管線的定位、定深和測量目標(biāo)管線中的電流。
當(dāng)發(fā)射機(jī)的信號成功地施加到目標(biāo)管線上以后便可以用接收機(jī)探測目標(biāo)管線的位置、走向、深度。位置和埋深是地下管線的重要資料，因此對管線定位和定深是地下管線探測工作中重要的環(huán)節(jié)。
1、管線定位
用接收機(jī)探測目標(biāo)管線的位置時(shí)，需要隨時(shí)注意可能干擾定位精度的因素，防止發(fā)射機(jī)信號偶合到相鄰管線，使探測結(jié)果出現(xiàn)偏差。
