Большинство силовых трасс прокладываются под землёй, что улучшает их устойчивость от поверхностных механических и климатических воздействий. Однако, с другой стороны, в случае неисправности определить точку потери контакта или короткого замыкания, (особенно в условиях плотной городской застройки) весьма затруднительно. В таких случаях прибегают к помощи специальных приборов – трассоискателей кабельных линий.

Принцип действия кабельных трассоискателей

Кроме мониторинга состояния кабельной трассы, рассматриваемые приборы могут также установить точное месторасположение кабеля (причём не только в земле, но и в стенах сооружений), устанавливать глубину его залегания, обнаруживать различные подземные объекты. Их применение особенно эффективно при прокладке новых кабельных сетей, поскольку позволяет оптимизировать объём и трудоёмкость требующихся земляных работ.

Трассоискатель кабельных линий реализует известное явление электромагнитной индукции, при котором любой металлический проводник с током образует вокруг себя электромагнитное поле. В случае силового кабеля – это ток рабочего напряжения линии, для стального трубопровода – вихревой ток наводки. Именно такие токи и улавливаются прибором.

Рассматриваемые приборы могут функционировать по активной и пассивной схеме. Первая более эффективна, а потому преимущественно применяется в тех случаях, когда на исследуемом участке плотно расположено несколько подземных коммуникаций.

Сложность поиска заключается в том, что насыщенность грунта такими проводниками весьма высокая, поэтому в итоговый сигнал, регистрируемый трассоискателем, могут «вплетаться» и источники от других, исправных или не подлежащих в данный момент контролю, линий. Поэтому отличительной особенностью и достоинством современных трассоискателей активного типа является возможность сравнительно простой и — в то же время – точной отстройки показаний, имеющих отношение к строго определённой кабельной линии. Такая возможность определяется наличием в схеме трассоискателя двух самостоятельных узлов – генератора и приёмника сигналов.

Генератор обеспечивает подачу на проводник электрического сигнала определённой частоты. Она не только не может совпадать с обычно используемой для сетей переменного тока частотой 50 Гц, но и должна быть как можно более отличной от этого значения. Таким образом минимизируется вероятность случайных помех или наводок (особенно это касается подземных трубопроводов, ток наводки которых, вообще говоря, неизвестен).

Трассоискатель кабельных линий, работающий по активному типу, в свою очередь может использовать различные способы передачи сигнала:

• Метод прямого подключения характеризуется наличием непосредственного контакта проводника с кабелем. В этом случае сигнал передаётся точно, без искажения;
• Метод индуктивного наведения , когда передача сигнала производится при помощи специальной антенны, причём она должна быть размещена непосредственно над кабелем;
• Метод сопряжения , при использовании которого кабель во время прокладки в определённом месте охватывается регулируемой по диаметру клипсой. Она и создаёт требуемое электромагнитное поле.

Если насыщенность участка подземными сетями невелика, то можно обойтись и трассоискателем, который изготовлен по пассивной схеме. В этом случае для поиска действующего силового кабеля используется та величина электромагнитного поля, которое он создаёт. Однако, кроме простоты схемы, такие приборы отличаются существенным недостатком: они не способны противодействовать помехам от соседних проводников, а потому результирующая точность трассировки заметно ухудшается. Пассивные трассоискатели, в частности, не используются вблизи ЛЭП или электрифицированных участков железных дорог.

Последовательность работ и конструкция трассоискателя

При повреждении кабеля, в частности, его изоляции, в дефектном месте вследствие воздействия подземной влаги происходит утечка тока. Установив контактный щуп, отслеживают его значение тока утечки вдоль трассы, которое в проблемном месте будет наибольшим. В таких ситуациях достаточно трассоискателя с аналоговой обработкой сигнала. Однако при необходимости определить значение тока короткого замыкания потребуется более чувствительный прибор цифрового типа. Он, после подключения щупов и генератора, производит непрерывную обработку поступающего периодического сигнала, с определённым декрементом затухания, а потом – с резким подъёмом уровня. Именно в этом месте и происходит утечка.

Современный трассоискатель кабельных линий состоит из следующих узлов:

1. Батарей питания, которые обычно располагаются в ручке прибора.
2. Блока переключения питания и изменения чувствительности.
3. Светодиодного индикатора питания.
4. Высокочастотного излучателя, которые генерирует управляющие электромагнитные импульсы (до 2…2,5 ГГц).
5. Указателя месторасположения объекта (экрана, мини-дисплея или лазерного луча).
6. Микроволновых боковых (слева и справа) приёмников, которые обеспечивают приём сигнала, отражаемого исследуемым кабелем или трубопроводом. Каждый из приёмников снабжается своим светоиндикатором.

Наличие двух индикаторов позволяет оператору во время трассировки использовать оба светодиода: если кабель располагается слева от прибора, активируется левый, если справа – правый. При расположении трассоискателя непосредственно над определяемым объектом горят оба индикатора. Направление кабеля устанавливается медленными колебательными перемещениями корпуса прибора вдоль примерной оси залегания определяемого объекта.

Поскольку трассоискатель кабельных линий представляет собой мобильный компактный прибор, то он комплектуется специальным кейсом, а корпус устройства выполняется из ударостойкого пластика.

Основные производители трассоискателей и характерные особенности их продукции

Наиболее компактными и современными считаются трассоискатели от фирмы Tempo (США) . Локаторы типа AML обеспечивают своевременный и точный захват оси кабеля, что ускоряет процесс трассировки. Питание трассоискателей – батарейное (создаётся возможность непрерывной работы до 4 часов), а вес прибора не превышает 1 кг. Однако трассоискатели Tempo требуют специально обученного персонала, который верно бы интерпретировал показания приборов. Цена таких трассоискателей, в зависимости от их характеристик и возможностей, находится в пределах 65…140 тыс. руб.

Отечественные трассоискатели 3M Dynatel — полустационарного типа, с индукционными захватами – отличаются наличием фиксированного набора частот (от 4 до 6). Более дешёвые модели не обладают возможностью устанавливать ток утечки, а допускают лишь точное определение места повреждения или прохождения кабеля. Цена комплектов составляет 80…120 тыс. руб.

Бюджетными вариантами трассоискателей, производимых в России, считаются приборы модельной линейки «Поиск» . Данные трассоискатели комплектуются специальными антеннами. Они позволяют определять глубину залегания кабеля, и устанавливать дефектный кабель при многожильном варианте прокладки. Цена от 25 до 65 тыс. рублей.

Кроме указанных производителей, для определения неисправности подземных кабелей используется техника от компаний Radiodetection, MetroTech (США), а также отечественные трассоискатели «Сталкер».

Трассоискатель кабельных линий своими руками

Трассоискатель можно изготовить и в домашних условиях. Простейший прибор включает в себя тональный RC-генератор сигнала, собираемый на транзисторах, фазоинвертор, управляющее реле, выходной трансформатор и блок питания, который должен обеспечивать стабильность подаваемого на прибор напряжения. Магнитная антенна с усилителем сигнала подключается на выходные телефоны.

Такой трассоискатель нуждается в предварительной наладке, для чего применяется обычный осциллограф. При заданной частоте (обычно не менее 1000 Гц) отстройка выполняется по уровню свечения лампочки.

При настройке приёмника вначале настраивают RC-контур на нужную частоту, для чего применяют обычный звуковой генератор.

При компоновке самодельного трассоискателя важно, чтобы щуп имел минимальную длину и сечение, не менее 2 мм, а расстояние от него до генератора не превышало 500 мм. Точность трассировки устанавливается по уровню выходного звукового сигнала.

При проведении любых строительно-монтажных работ необходимо иметь точное знание места расположения под землей трасс трубопровода, линий кабелей. Чтобы не прибегать к разрытию грунта для их поиска, что стоит дорого и можно повредить коммуникации, лучше использовать трассоискатель. Его можно купить в магазине, а можно собрать трассоискатель самостоятельно .

Схема генератора

Этот прибор собирается из двух основных блоков: генератора и приемника. Устройство позволяет точно определить осевую линию прохождения коммуникаций с большой точностью до 10 см, проложенных на метровой глубине, и определяет примерное место повреждения, его дальность действия 3-4 км. Ниже на рисунке показана схема трассоискателя . Питание прибора поддерживается аккумулятором напряжением в 24 В, емкость КБС-0,5 батареи способна обеспечить 100 часов бесперебойной работы прибора. В основном вся схема трассоискателя своими руками не сложная, задающий генератор с модулятором собирается на транзисторе Т1, П14. Когда выключатель Вк1 разомкнут транзистор Т1 с контуром L1C3 в цепи коллектора и с элементами R1C2 в цепи базы создают разновидность LC генератора, имеющего рабочую частоту 1 кГц. Даже частичное включение контура в коллекторную цепь позволит подключить большие нагрузки к коллектору Т1 транзистора.

Включая конденсатор С1 при помощи Вк1, постоянная времени основной цепи резко растет и генератор становится сверх генератором действующим в диапазоне УКВ, только так частота модуляции может достичь 2-3 Гц. Каскад на Т2, П14 транзисторе служит буфером между генератором и двухтактным выходным каскадом, он собирается на транзисторах Т3, Т4 – П201. R2 сопротивление образует нужный режим Т2 транзистору по току, а R3 понижает напряжение питания, которое подается на первые 2 маломощных транзистора в цепях предохраняющих от перегрузки по предельно допустимому параметру. R4, R5 создают начальный режим для транзисторов выходного каскада, чтобы они работали не искажая отдаваемую мощность. Обмотка секционная выходного трансформатора предназначена согласовать выход генератора с нагрузками 1-2 ома, 50 и 200 ом. Мощность генератора на выходе 5-8 Вт.

Схема приемника

Чтобы собрать трассоискатель своими руками необходимо знать и то, из чего состоит его вторая часть – приемник с магнитной антенной, он показан на рисунке ниже.

Контур антенны L1C1 должен настраиваться на частоту генератора, напряжение его звуковой частоты проходит через сопротивление R1 на вход усилителя, он состоит из 4 транзисторов П14. Первых 2 транзистора создают совместно с Т‑образным мостом избирательный усилитель, а применение проводимости моста позволяет не использовать переходные емкости, в результате получается стабильная схема. R1 обеспечивает нормальное условие работы усилителя, а два каскада на транзисторе Т3 и Т4 создают нужное усиление, применяются также высокоомные телефоны наподобие ТОН-2.

Детали и конструкция прибора

Монтируется прибор трассоискатель на гетинаксовой плате, в его корпус она вставляется на салазках, ее размер 150*100 мм. На передней панели устанавливают два тумблера, клеммы подключения питания и выхода. Катушка прибора L1 состоит из 500+500 витков ПЭЛ 0,1 провода. Трансформатор Т1 наматывается на ферритовое кольцо диаметром 8 мм, а Т2 - на сердечнике из специальной стали. Катушка антенны наматывается на обычном ферритовом стержне размером 140*8 мм. Как видим собрать трассоискатель своими руками вполне возможно, но если не хочется этим заниматься, то можно купить уже готовую модель в интернет-магазине.