KD-2124A 電纜路徑探測及識(shí)別儀（帶A子架定點(diǎn)）-電纜探測的信號(hào)發(fā)射方法

    電纜路徑探測和WY性識(shí)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(hào)施加方式的差異，不同的接法將會(huì)產(chǎn)生不同的電磁場，探測效果也有所區(qū)別，因此本章對(duì)電纜探測的信號(hào)發(fā)射方式進(jìn)行單獨(dú)描述。

一、停運(yùn)電纜的信號(hào)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(duì)離線電纜（停電電纜）進(jìn)行路徑探測和識(shí)別的最佳接線方式，可以充分發(fā)揮儀器的功能，并能ZDCD地減小干擾影響，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釬上。在電纜的對(duì)端，對(duì)應(yīng)芯線接打入地下的接地釬。

    注意：盡量使用接地釬，而不要直接用接地網(wǎng)！至少在電纜的對(duì)端必須用接地釬，接地釬還需要離開接地網(wǎng)一段距離，否則會(huì)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(duì)端進(jìn)入大地，流回近端返回發(fā)射機(jī)。這種接法接收機(jī)在地面探測時(shí)可以感應(yīng)到很強(qiáng)的信號(hào)，信號(hào)特性比較明確，而且可以充分利用儀器的防誤跟蹤功能；信號(hào)在絕緣良好的芯線上流過，不會(huì)流到鄰近管線上，尤其不會(huì)流到交叉的金屬管道上，適合在復(fù)雜環(huán)境下的路徑查找。另外由于電纜接地，流經(jīng)電纜的信號(hào)電壓很低，不容易對(duì)鄰線產(chǎn)生電容耦合，減少臨近管線的干擾。

    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(huì)有衰減。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，電纜對(duì)端的護(hù)層保持接地，信號(hào)加在護(hù)層和接地釬之間（不可使用接地網(wǎng)），電纜相線保持懸空。電流自發(fā)射機(jī)流經(jīng)護(hù)層，在電纜對(duì)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(hào)*，信號(hào)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(hào)會(huì)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(hào)加在電纜一相和護(hù)層之間，對(duì)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(hào)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，電阻很小；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(hào)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(huì)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(hào)相差不大，僅靠信號(hào)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(hào)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(hào)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(hào)加在電纜兩相之間，電纜的對(duì)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(huì)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(huì)*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(huì)將其進(jìn)一步削弱，最后的剩余信號(hào)方能被接收。因?yàn)榕そg的原因，信號(hào)會(huì)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(duì)外輻射的磁通因方向連續(xù)變化360°而相互抵消，故不會(huì)在護(hù)層－大地回路產(chǎn)生感應(yīng)電流。

    由于有效信號(hào)很小，使用高頻信號(hào)將比低頻信號(hào)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(duì)于一般電纜的探測，除非采用相間接法，均推薦使用開機(jī)默認(rèn)的1280Hz頻率。其頻率較低，傳播距離長，且不容易感應(yīng)到臨近管線上；再者接收機(jī)對(duì)1280Hz信號(hào)的接收效果要強(qiáng)于640Hz，強(qiáng)抗干擾，較易分辨。

★對(duì)于長距離電纜（>3km），如果使用1280Hz信號(hào)，在較長距離處會(huì)有較大衰減，信號(hào)不易接收，相位也會(huì)發(fā)生偏移。故探測長距離電纜推薦使用640Hz發(fā)射信號(hào)。

★640Hz和1280Hz為復(fù)合頻率信號(hào)，接收機(jī)能夠進(jìn)行跟蹤正誤提示。

★使用相間接法時(shí)，應(yīng)優(yōu)先采用高頻（8kHz、33kHz、82kHz或197kHz）。

二、運(yùn)行電纜的信號(hào)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，不需要對(duì)電纜本身作任何操作即可測試，并且操作遠(yuǎn)離高壓，非常安全，電纜全程都有信號(hào)。

電纜外護(hù)套兩端必須良好接地，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。

（1）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，本方法適用于三相統(tǒng)包運(yùn)行電纜的探測。發(fā)射機(jī)連接輸出卡鉗，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(jí)，電纜金屬護(hù)套－大地回路等效為變壓器的次級(jí)（單匝），次級(jí)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，發(fā)射機(jī)應(yīng)選擇較大輸出功率。

（2）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(duì)外表現(xiàn)為相對(duì)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(hào)，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(huì)每隔一定距離地線交叉互連，故信號(hào)會(huì)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(duì)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(huì)造成信號(hào)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(duì)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(dòng)，而且注入的是高頻信號(hào)，不會(huì)對(duì)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釬，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(hào)，如果在變電室端發(fā)射信號(hào)，將在所有出線上注入信號(hào)，造成無法區(qū)分目標(biāo)電纜。

★接地釬位置的選擇：為保證輸出效果，應(yīng)將接地釬打在距離電纜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(hào)。

★低壓電纜的護(hù)層大多不連續(xù)，如果護(hù)層注入信號(hào)太弱，或探測過程中在電纜路徑某處信號(hào)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(huì)有部分電流被分流，也能探測到信號(hào)，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(hào)或信號(hào)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。