Способ определения трассы прокладки и локализации места повреждения кабеля

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения трассы прокладки и локализации мест повреждений кабелей со сложной конфигурацией прокладки и/или расположенных в многопроводной системе в условиях сложной электромагнитной обстановки. Технический результат: расширение области применения. Сущность: по кабелю передают низкочастотный электромагнитный сигнал. На устройстве, способном перемещаться по поверхности только по прямой и в одном направлении, закрепляют датчики компонент магнитного поля и курвиметр. На поверхности над кабелем выделяют прямоугольную область и перемещают устройство параллельно одной из сторон этой прямоугольной области вдоль всей длины этой стороны. С помощью датчиков магнитного поля измеряют уровни компонент магнитного поля на высоте h по поверхности над кабелем, а с помощью курвиметра – расстояние, которое прошло устройство. Запоминают результаты измерений как функции уровней компонент магнитного поля от расстояния. Повторяют эту операцию многократно для других выделенных прямоугольных областей на поверхности над кабелем. Затем измеряют распределение уровней компонент магнитного поля на высоте Н такой, чтобы выполнялось условие Н-h>0.5 м. Определяют разность между распределениями уровней магнитных полей на указанных высотах. По результатам строят двумерные функции распределений разности уровней компонент магнитного поля на поверхности над кабелем. По местоположению локальных экстремумов двумерной функции распределения этой разности по поверхности над кабелем определяют трассу и место повреждения кабеля. 1 ил.

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения трассы прокладки и локализации мест повреждений кабелей со сложной конфигурацией прокладки и/или расположенных в многопроводной системе в условиях сложной электромагнитной обстановки. В частности, кабелей связи, уложенных на наклонных участках трассы змейкой, кабелей нагрева, уложенных в ступенях сходов, «теплых полах» и т.п. В том числе в случае параллельной прокладки нескольких кабелей и других протяженных металлических сооружений - трубопроводов, грозозащитных тросов и др., - при влиянии внешних электромагнитных полей линий электропередачи, контактных сетей электрифицированных железных дорог, радиостанций.

Известны способы [1, 2] определения трассы прокладки и локализации места повреждения кабеля, заключающиеся в том, что по кабелю передают низкочастотный электромагнитный сигнал, перемещают датчики магнитного поля над кабелем вдоль и перпендикулярно трассе прокладки кабеля и определяют трассу и место повреждения кабеля по распределению компонент магнитного поля над кабелем. В результате смены направления прокладки кабеля в случае сложной трассы, реакции соседних цепей и влияний внешних электромагнитных полей распределение магнитного поля над кабелем становится сложным, что затрудняет его идентификацию, поиск искомого кабеля и ведет к ошибкам определения трассы и погрешностям локализации мест повреждений кабеля.

Известен способ [3] определения трассы прокладки кабеля, заключающийся в том, что по кабелю передают низкочастотный электромагнитный сигнал, над кабелем на фиксированном расстоянии друг от друга одну над другой размещают две идентичные системы датчиков магнитного поля, в каждой из которых один из датчиков ориентируют для приема вертикальной компоненты напряженности магнитного поля, а два других для приема взаимно перпендикулярных горизонтальных компонент напряженности магнитного поля, причем в верхней и нижней системе датчики для приема горизонтальных компонент ориентируют одинаково, перемещают датчики магнитного поля над кабелем, измеряют уровни результирующей горизонтальной компоненты магнитного поля, принимаемые датчиками нижней и верхней системы, рассчитывают разность между этими уровнями, рассчитывают разность между уровнями напряженности вертикальной компоненты, измеренными датчиками нижней и верхней систем, и определяют место прокладки кабеля в точке, где указанные разности уровней для горизонтальной и вертикальной компонент магнитного поля совпадают. Расположение двух идентичных систем датчиков магнитного поля на разной высоте одну под другой позволяет улучшить разрешающую способность определения места прокладки кабеля и, как следствие, несколько уменьшить погрешности. Однако влияние факторов смены направления прокладки кабеля в случае сложной трассы, реакции соседних цепей и влияний внешних электромагнитных полей на распределение магнитного поля над кабелем остается существенным, что не позволяет существенно повысить точность идентификации местоположения кабеля.

Известен способ определения места повреждения кабельной линии со сложной конфигурацией прокладки кабеля [4], заключающийся в том, что по кабелю передают низкочастотный электромагнитный сигнал и перемещают датчики магнитного поля на поверхности над кабелем, ограничивающей участок со сложной конфигурацией прокладки кабеля, во взаимно перпендикулярных направлениях, измеряют распределение уровня излучаемого сигнала по поверхности, ограничивающей участок со сложной конфигурацией прокладки кабеля, как двумерную функцию координат на этой поверхности, анализируют эту двумерную функцию распределения уровня излучаемого сигнала по поверхности над кабелем, ограничивающей участок со сложной конфигурацией прокладки кабеля, определяют место повреждения в точке поверхности, где эта двумерная функция распределения уровня излучаемого сигнала имеет локальный экстремум. При перемещении датчиков магнитного поля по поверхности над кабелем достаточно сложно контролировать и поддерживать постоянными направление и скорость перемещения. Это приводит к погрешностям при построении двумерной функции распределения уровня излучаемого сигнала на поверхности и, как следствие, погрешностям определения трассы кабеля и ошибкам локализации места повреждения.

От этих недостатков свободен способ [5] определения трассы прокладки и локализации места повреждения кабеля, по кабелю передают низкочастотный электромагнитный сигнал и перемещают датчики магнитного поля по поверхности над кабелем, измеряют распределения уровней излучаемого сигнала по поверхности как двумерные функции координат на этой поверхности и определяют трассу прокладки и место повреждения кабеля по местоположению локальных экстремумов этих функций, при этом на устройстве, способном перемещаться по поверхности только по прямой и в одном направлении, закрепляют датчики компонент магнитного поля и курвиметр, на поверхности над кабелем выделяют прямоугольную область, предварительно обнуляют показания курвиметра и перемещают устройство параллельно одной из сторон этой прямоугольной области вдоль всей длины этой стороны, с помощью датчиков магнитного поля измеряют уровни компонент магнитного поля, а с помощью курвиметра – расстояние, которое прошло устройство по поверхности, запоминают результаты измерений как функции уровней компонент магнитного поля от расстояния, повторяют эту операцию многократно, каждый раз смещая устройство с известным шагом вдоль другой стороны выделенной прямоугольной области, по результатам измерений строят двумерные функции распределений уровней компонент магнитного поля на поверхности над кабелем в выделенной прямоугольной области, по местоположению локальных экстремумов которых определяют трассу и место повреждения кабеля. Минимальное расстояние между датчиками компонент магнитного поля, закрепляемыми на устройстве, определяются их диаграммами направленности, что существенно ограничивает разрешающая способность при определении трассы и места повреждения по координате, перпендикулярной направлению перемещения устройства. А это, в свою очередь, ограничивает область применения способа.

Сущностью предлагаемого изобретения является расширение области применения.

Эта сущность достигается тем, что согласно способу определения трассы прокладки и локализации места повреждения кабеля по кабелю передают низкочастотный электромагнитный сигнал, на устройстве, способном перемещаться по поверхности только по прямой и в одном направлении, закрепляют датчики компонент магнитного поля и курвиметр, на поверхности над кабелем выделяют прямоугольную область, предварительно обнуляют показания курвиметра и перемещают устройство параллельно одной из сторон этой прямоугольной области вдоль всей длины этой стороны, с помощью датчиков магнитного поля измеряют уровни компонент магнитного поля, а с помощью курвиметра – расстояние, которое прошло устройство по поверхности, запоминают результаты измерений как функции уровней компонент магнитного поля от расстояния, повторяют эту операцию многократно для других выделенных прямоугольных областей на поверхности над кабелем, по результатам измерений строят двумерные функции распределений уровней компонент магнитного поля на поверхности над кабелем, при этом предварительно измеряют распределение уровней компонент магнитного поля на высоте h по поверхности над кабелем, а затем на высоте Н по поверхности над кабелем такой, чтобы выполнялось условие H-h>0.5 м, после чего определяют разность между этими распределениями уровней магнитных полей и по местоположению локальных экстремумов двумерной функции распределения этой разности по поверхности над кабелем определяют трассу и место повреждения кабеля.

На чертеже представлена структурная схема устройства для реализации заявляемого способа.

Устройство содержит размещенные на поверхности над кабелем 1 устройство 2, способное перемещаться по поверхности только по прямой и в одном направлении, систему датчиков компонент магнитного поля 3, курвиметр 4, информационную систему 5 и генератор низкочастотного электромагнитного сигнала 6, подключенный к цепи «кабель-земля», при этом система датчиков 3 и курвиметр 4 подключены к информационной системе и закреплены на устройстве 2.

Способ осуществляется следующим образом. Генератор 6 создает в кабеле 1 низкочастотный электромагнитный сигнал. Закрепляют систему датчиков магнитного поля 3 на устройстве 2 на высоте h над поверхностью над кабелем. На поверхности над кабелем выделяют прямоугольную область. Показания курвиметра 4 обнуляют. Устройство 2 с системой датчиков магнитного поля 3 и курвиметром 4 перемещают вдоль одной из сторон выделенной прямоугольной области по всей ее длине. В процессе перемещения устройства 2 датчики компонент магнитного поля системы 3 принимают вертикальную и горизонтальные компоненты напряженности магнитного поля и измеряют их уровни, курвиметр 4 измеряет расстояние, на которое переместили устройство 2, а результаты измерений поступают к информационной системе 5, в которой формируют функции распределения уровней компонент магнитного поля вдоль исследуемой стороны выделенной прямоугольной области и запоминают ее. Затем обнуляют показания курвиметра 4 и устройство 2 смещают, относительно линии, по которой оно перемещалось, внутрь выделенной прямоугольной области на известное расстояние. После чего перемещают устройство 2 с системой датчиков магнитного поля 3 и курвиметром 4 параллельно той же стороне выделенной прямоугольной области в том же направлении вдоль всей ее длины. Операцию повторяют многократно, каждый раз смещая устройство 2 относительно линии, по которой оно перемещалось, на известное расстояние в одном и том же направлении. По результатам измерений в информационной системе формируют двумерные функции распределений уровней компонент магнитного поля на поверхности над кабелем в выделенной прямоугольной области на высоте h. После этого закрепляют систему датчиков магнитного поля 3 на устройстве 2 на высоте Н над поверхностью над кабелем такой, чтобы обеспечивалось условие Н-h>0.5 м. Повторяют перечисленные выше операции и по результатам измерений в информационной системе формируют двумерные функции распределений уровней компонент магнитного поля на поверхности над кабелем в выделенной прямоугольной области на высоте Н. Затем определяют двумерные функции распределения по поверхности над кабелем разности между уровнями магнитного поля, измеренными на высоте h, и уровнями магнитного поля, измеренными на высоте Н. После чего по местоположению локальных экстремумов двумерных функций распределения разности уровней определяют трассу и место повреждения кабеля.

В отличие от известного способа, которым является прототип, предлагаемый способ за счет измерения распределений уровней магнитного поля над поверхностью над кабелем на разной высоте и последующей обработки разности этих распределений позволяет улучшить разрешающую способность, что и обеспечивает расширение области его применения по сравнению с прототипом.

ЛИТЕРАТУРА

1. Трассопоисковая система Radiodetection RD4000. Руководство пользователя.

2. US 2006/0036376 А1.

3. RU 2319179 С1.

4. SU 1765791 А1.

5. RU 2350974 С1.

Способ определения трассы прокладки и локализации места повреждения кабеля, заключающийся в том, что по кабелю передают низкочастотный электромагнитный сигнал, на устройстве, способном перемещаться по поверхности только по прямой и в одном направлении, закрепляют датчики компонент магнитного поля и курвиметр, на поверхности над кабелем выделяют прямоугольную область, предварительно обнуляют показания курвиметра и перемещают устройство параллельно одной из сторон этой прямоугольной области вдоль всей длины этой стороны, с помощью датчиков магнитного поля измеряют уровни компонент магнитного поля, а с помощью курвиметра – расстояние, которое прошло устройство по поверхности, запоминают результаты измерений как функции уровней компонент магнитного поля от расстояния, повторяют эту операцию многократно для других выделенных прямоугольных областей на поверхности над кабелем, по результатам измерений строят двумерные функции распределений уровней компонент магнитного поля на поверхности над кабелем, отличающийся тем, что предварительно измеряют распределение уровней компонент магнитного поля на высоте h по поверхности над кабелем, а затем на высоте Н по поверхности над кабелем такой, чтобы выполнялось условие H-h>0.5 м, после чего определяют разность между этими распределениями уровней магнитных полей и по местоположению локальных экстремумов двумерной функции распределения этой разности по поверхности над кабелем определяют трассу и место повреждения кабеля.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для дистанционного определения местоположения подземных коммуникаций (трубопроводов, кабелей и т.п.), их поперечного размера и глубины залегания в грунте.

Изобретение относится к области геологоразведки. Возбуждают генератором переменный ток в звуковом диапазоне частоты в стационарно размещенной в течение всего процесса измерения петле, питаемой переменным током, с последующим возбуждением переменным током, протекающим в петле, переменного вертикального магнитного поля в звуковом диапазоне частоты.

Изобретение относится к области геофизических исследований мерзлых грунтов и может быть использовано для определения мощности пригодного для инженерно-строительных работ почвенно-мерзлотного комплекса, а также для изучения грунтов криолитозоны.

Изобретение относится к геофизическим методам поиска и разведки полезных ископаемых электроразведочными методами и может быть использовано для поиска и разведки целевых объектов, имеющих электрофизический контраст с вмещающей геологической средой.Сущность заявленного изобретения заключается в том, что согласно изобретению измерения компонент электромагнитного поля осуществляют в пределах апертуры наблюдений, которую формируют в виде полосы наблюдений, каждая точка границ которой по профилю (на площади наблюдений) удалена от точек базового профиля по нормали на расстояние, соответствующее латеральному положению максимума плотности тока на временах, соответствующих проектной глубине исследований.

Группа изобретений относится к геомагнитной съемке для многочисленных применений, таких как навигация, определение ориентации управления движущимися объектами, в частности направленное бурение.

Группа изобретений относится к геомагнитной съемке для многочисленных применений, таких как навигация, определение ориентации управления движущимися объектами, в частности направленное бурение.

Изобретение относится к области защиты подземных металлических сооружений от коррозии, вызванной блуждающими токами. Способ идентификации источника блуждающего тока заключается в следующем: отключают средства электрохимической защиты трубопровода и синхронно измеряют разности потенциалов «труба-земля» по меньшей мере в двух точках обследуемого участка трубопровода.

Группа изобретений относится к области электроразведки, а именно к методам электромагнитного зондирования. Способ включает размещение генераторного и измерительного контуров, периодическую подачу от генератора импульсов тока на вход контура и периодически, в паузах между импульсами, регистрацию наведенной ЭДС в измерительном контуре, предварительную установку длительности импульсов генерируемого тока, измерение величины импульса тока и регистрацию отношения значения наведенной ЭДС к измеренной величине тока, накопление во времени указанных отношений и расчет среднего значения отношения по количеству точек, выбранных на кривой спада.
Изобретение относится к способам геоэлектроразведки, а именно к технологии радиомагнитотеллурического (РМТ) зондирования, и может быть использовано для выявления и оконтуривания загрязнений в почвах и грунтовых водах.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения составляющих вектора плотности электрического тока в проводящих средах. Устройство для измерения компонент вектора плотности тока в проводящих средах состоит из по меньшей мере одного установленного в корпусе 1 датчика плотности тока 2, состоящего из токопровода 3 с размещенным на нем трансформатором тока 4, и по меньшей мере одного электронного блока.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для дистанционного определения местоположения подземных коммуникаций (трубопроводов, кабелей и т.п.), их поперечного размера и глубины залегания в грунте.

Изобретение относится к области электроэнергетики и может быть использовано для диагностики высоковольтного электротехнического оборудования, установленного на территории электроустановок электросетевых объектов и находящегося под рабочим напряжением.

Изобретение относится к релейной защите и автоматике распределительных сетей. Сущность: наблюдаются фазные напряжения и токи на входе фидера.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к автоматизированным информационно-измерительным системам коммерческого учета электроэнергии. Способ позволяет выявлять места возникновения и величины нетехнических потерь энергии в разомкнутых распределительных электрических сетях напряжением 35 кВ и ниже с точностью до отдельного узла сети по данным синхронных измерений.

Изобретение относится к электроэнергетике и предназначено для диагностики состояния и пространственного положения различных элементов воздушных линий электропередач.

Заявлены способ и система контроля состояния электрического кабеля. Способ характеризуется тем, что подают волну широкополосного сигнала с частотой f на первый конец электрического кабеля, при этом волна широкополосного сигнала модулирована по фазе и амплитуде по меньшей мере импедансом электрического кабеля, и получают модулированную по фазе и амплитуде волну широкополосного сигнала, переданного и отраженного электрическим кабелем.

Изобретение относится к электроэнергетике, в частности к устройствам, обозначающим путь тока короткого замыкания на разветвленном присоединении сети с целью последующего выявления поврежденного участка.

Изобретение относится к электроизмерительной технике. Монитор ЛЭП содержит кожух, устанавливаемый на линии электропередачи.

Изобретение относится к подаче электроэнергии к электрическим сетям, контактирующим с токоприемниками транспортных средств. Способ частично неселективной защиты тяговой сети переменного тока заключается в том, что проверяется отсутствие короткого замыкания в аварийно отключенной контактной сети посредством устройства контроля короткого замыкания по наведенному напряжению, и при отсутствии короткого замыкания подается команда на включение аварийно отключенной питающей линии с минимальной выдержкой времени автоматическим повторным включением.

Группа изобретений относится к устройствам для перемещения по канату и может быть использовано, в частности, для перемещения устройства для диагностики состояния воздушных линий электропередач (ВЛ) по силовому проводу или грозозащитному тросу.

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к способу поиска трассы и определения места повреждения оптического кабеля. В оптическое волокно вводят модулированный зондирующий сигнал, над кабелем продольно-поперечно относительно предполагаемой трассы кабеля перемещают источник направленного вибрационного воздействия. По отдельному каналу связи управляют перемещениями источника направленного вибрационного воздействия и уровнем вибрационного воздействия. Предварительно с помощью импульсного оптического рефлектометра, источник оптического излучения которого имеет длину когерентности меньше длины зондирующего импульса, измеряют характеристику обратного рассеяния оптического волокна, затем с помощью фазочувствительного импульсного оптического рефлектометра, у которого длина когерентности оптического источника излучения больше длительности зондирующего импульса, измеряют характеристику обратного рассеяния того же волокна при отсутствии вибрационного воздействия, затем производят вибрационное воздействие на кабель с поверхности земли, перемещая источник направленного вибрационного воздействия над предполагаемой трассой. С помощью фазочувствительного импульсного оптического рефлектометра измеряют характеристику обратного рассеяния того же волокна при вибрационном воздействии и совместно обрабатывают характеристики обратного рассеяния, измеренные импульсными оптическими рефлектометрами до начала и при вибрационном воздействии. Определяют трассу прокладки кабеля по местоположению источника направленного вибрационного воздействия, при котором разница между характеристиками обратного рассеяния в месте вибрационного воздействия максимальна. Место повреждения оптического волокна кабеля определяют по местоположению источника направленного вибрационного воздействия, при котором на характеристиках обратного рассеяния оптического волокна участки, на которых идентифицируют повреждение и вибрационное воздействие, совпадают. Технический результат заключается в расширении области применения. 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения трассы прокладки и локализации мест повреждений кабелей со сложной конфигурацией прокладки иили расположенных в многопроводной системе в условиях сложной электромагнитной обстановки. Технический результат: расширение области применения. Сущность: по кабелю передают низкочастотный электромагнитный сигнал. На устройстве, способном перемещаться по поверхности только по прямой и в одном направлении, закрепляют датчики компонент магнитного поля и курвиметр. На поверхности над кабелем выделяют прямоугольную область и перемещают устройство параллельно одной из сторон этой прямоугольной области вдоль всей длины этой стороны. С помощью датчиков магнитного поля измеряют уровни компонент магнитного поля на высоте h по поверхности над кабелем, а с помощью курвиметра – расстояние, которое прошло устройство. Запоминают результаты измерений как функции уровней компонент магнитного поля от расстояния. Повторяют эту операцию многократно для других выделенных прямоугольных областей на поверхности над кабелем. Затем измеряют распределение уровней компонент магнитного поля на высоте Н такой, чтобы выполнялось условие Н-h>0.5 м. Определяют разность между распределениями уровней магнитных полей на указанных высотах. По результатам строят двумерные функции распределений разности уровней компонент магнитного поля на поверхности над кабелем. По местоположению локальных экстремумов двумерной функции распределения этой разности по поверхности над кабелем определяют трассу и место повреждения кабеля. 1 ил.

Наверх