Kábelek mérése - kábelkeresés I.

2006/12. lapszám | netadmin |  6868 |

Figylem! Ez a cikk 20 éve frissült utoljára. A benne szereplő információk mára aktualitásukat veszíthették, valamint a tartalom helyenként hiányos lehet (képek, táblázatok stb.).

Kábelek mérése - kábelkeresés I. Mindennapi tevékenységünk során számos esetben találkozhatunk kábelekre vonatkozó problémákkal, kábelhibák keresésével, kábelek azonosításával, valamint eltemetett és falban haladó kábelek nyomvonalának felderítés...

Kábelek mérése - kábelkeresés I.

Mindennapi tevékenységünk során számos esetben találkozhatunk kábelekre vonatkozó problémákkal, kábelhibák keresésével, kábelek azonosításával, valamint eltemetett és falban haladó kábelek nyomvonalának felderítésével vagy kábelek hosszának meghatározásával. Munkánkat különböző "okos" készülékek segítik. Alábbiakban a fenti feladatokra alkalmas készülékek működési módjáról, alkalmazási lehetőségeiről ejtünk néhány szót.

Kábelek nyomvonalának felderítése
Az eltemetett kábelek nyomvonalának és mélységének felderítése általában nehézkes és időrabló munka. Ugyanakkor a földben haladó kábelek veszélyt jelenthetnek, különösen akkor, ha feszültség alatt vannak, ha nincsen róluk nyomvonaltérkép, illetve semmilyen egyéb információ nem áll rendelkezésünkre. Egy új üzem építésekor, felújításakor célszerű először a területen eltemetett kábeleket, csöveket felkutatni az építés megkezdése előtt.
Az eltemetett kábelek egyik legrégibb felderítési módja a fémkereső módszer. Ez a módszer azon az elven alapul, hogy egy megfelelően kialakított tekercs induktivitása megváltozik, ha a tekercs terébe fém kerül. Olyan eltemetett kábelek, fémcsövek felkutatására alkalmas, amelyek nincsenek feszültség alatt. Az 1. ábra a működés elvét mutatja.
Az érzékelő oszcillátor (17) rezgőköri tekercse maga a kereső tekercs. Ha a kereső tekercs fémmentes környezetben van, az oszcillátor frekvenciája fo. Ha a keresés folyamán fém közelébe kerül, akkor induktivitása és ezért az oszcillátor frekvenciája is megváltozik. Ez a jel, valamint a szintén fo-ra hangolt belső oszcillátor (18) kimenőjele a keverő- egységre (19) kerül. Az alul áteresztő frekvenciamenettel rendelkező szintszabályzó fokozaton (20) csak a különbségi frekvenciájú jel képes áthaladni. A különbségi frekvencia pedig az érzékelő tekercs elhangolásától függ, amit a tekercs közelében lévő fém határoz meg. A (21) hangfrekvenciás erősítő az alacsony frekvenciájú jelet felerősíti, amely a kimenetére kapcsolt fejhallgatóból hallható, vagy egyenirányítás után műszerre vezetve kijelezhető. A fém jelenlétét a hallgatóból hallható egyre magasabb frekvenciájú fütty jelzi, amint egyre jobban megközelítjük a fémtárgyat.
A fenti eljárás előnye az egyszerűség és a gyors keresési lehetőség mellett az, hogy kábelek esetén nem szükséges az, hogy feszültség alatt legyenek, továbbá az, hogy a kábelnek legalább az egyik vége hozzáférhető legyen. A fémdetektálás jósága azonban függ a talaj szerkezetétől (kavics, beton, homok stb.), és sajnos az érzékelt fémtest talajban elfoglalt mélysége nem határozható meg.
A legnagyobb nehézséget általában az okozza, hogy az eltemetés mértéke nem határozható meg. Ez azonban a fenti detektálási elv továbbfejlesztésével megoldható.
A megoldást az érzékelő tekercs újszerű megoldása adja. A módosított érzékelő egy tekercs helyett két, egymásra merőleges fo frekvenciára hangolt ferrittekercset tar-talmaz.

A föld alatti csővezeték felett a vízszintesen elhelyezett tekercsben az indukált feszültség értéke maximális, míg a függőleges tekercsben minimális. A vevőrész két, egymástól független szelektív erősítő csatornával, érzékenységszabályzóval, hányadosképző egységgel, hangjelzéssel és műszeres kijelzéssel rendelkezik.

A fenti tulajdonságok alapján a nyomvonalkeresés történhet:
. jelminimum-, vagy 90°-ra elfordított antenna esetén jelmaximum-kereséssel,
. hányadosképzéssel, mely pontosabb nyomvonal-meghatározást tesz lehetővé,
. 45°-ra elfordított antennával, mely mélységmérést tesz lehetővé,
. az antenna ellátható egy 50 Hz vételére alkalmas tekerccsel is, mellyel az áramkör feszültség alatt lévő erősáramú kábelek felkutatására is alkalmassá tehető.

Kiegészítésképpen az antenna helyett mérőmikrofon vagy geofon is csatlakoztatható az áramkörhöz, amelylyel akusztikus vizsgálatok végezhetők, például csőtörés felderítése, illetve nem fémből készült csövek nyomvonalának felderítése. Nézzük a fémtest/kábel talajban elfoglalt mélységének meghatározását! A mérés lényegét a 2. ábra mutatja.

A 45°-os szögben beállított keresőantennában nem a csővezeték felett indukálódik feszültség (jelminimum- és aritmetikai kereséssel), hanem a csővezeték nyomvonalára merőlegesen jobbra és balra.

A mélység megállapítása
két lépésben történik.
. Először egy adott szakaszon megállapítjuk a csővezeték vagy kábel nyomvonalát, amelyet hagyományos (vagy a később ismertetett hányodosmérési) módszerrel határozunk meg.
. A nyomvonal megállapítása után, a nyomvonal két oldalán L1 és L2 távolságra (L1=L2!) a 45°-ra megdöntött keresőantennával minimumot vagy maximumot keresünk. A nyomvonaltól mért L1 és L2 távolság összegét kettővel osztva kapjuk a csővezeték vagy kábel fektetési mélységét.
Városi környezetben nem mindig végezhető el a fektetési mélység megállapítása a vezeték mindkét oldalán. Ilyen esetekben elegendő egyetlen mérés a vezeték hozzáférhető oldalán (L = M).
Láthatóan a mérés gyors és hatékony, és igen jó szolgálatot tesz, amikor előre meg kell mondani, hogy kb. milyen mélységre kell ásni.

Nyomvonalkeresés minimum-
vagy maximumkereséssel
A mérés elve azonos az 1. ábrán láthatóval, de most a keretantenna helyére a kereszttekercses mérőfejet helyezzük, amelynek vagy a vízszintes (maximumkeresés), vagy a függőleges tekercsét (minimumkeresés) használjuk.
A kábel egyik végének hozzáférhetőnek kell lennie, és a kábelre adott frekvenciájú (pl. 10 kHz) jelet kapcsolunk. Természetszerűleg most a belső oszcillátor (18) is ezen a frekvencián működik.
Az antennában indukált jel a már ismertetett módon kerül feldolgozásra. A 21. fokozat kimenetén megjelenő jelnek a nyomvonal felett függőlegesen tartott antenna esetén minimuma, vízszintesen tartott antenna esetén pedig maximuma van. Ha a 21. fokozat kimenetét egy egyenirányítóra vezetjük, annak kimenőjele műszerrel mérhető, ily módon a minimum-, illetve maximumérték műszeresen is detektálható.
Az áramkör általában tartalmaz egy érzékenység-szabályozót is, ennek segítségével a detektálási mélység növelhető. Természetesen a detektálási mélység növelhető a kábelre adott jel nagyságával is, de ne feledjük, hogy a kábel, amelyre a mérőjelet rákapcsoltuk, egyben adóantennaként is működik. Megnövelve a ráadott teljesítményt, a mérés zavarhatja a környéken működő egyéb berendezéseket. A vonatkozó híradástechnikai szabványok megadják azokat az értékeket, ameddig az ilyen jellegű készülékek működtetéséhez nem szükséges engedély.
Említettük, hogy a mérőfejbe akár egy további tekercs is beépíthető feszültség alatt lévő eltemetett kábelek felderítésére. Természetesen nincs akadálya annak, hogy erre a célra egy külön mérőfejet alkalmazzunk, az említett beépítést valójában csak gazdasági és kényelmi szempontok indokolják.
Amennyiben egy ilyen mérőfej áll rendelkezésünkre, úgy lehetőségünk van adóegység nélkül feszültség alatt lévő kábelek nyomvonalának felderítésére. Az áramköri elrendezést az 3. ábra mutatja.
Az antennában indukált 50 Hz-es jel vagy a talajmikrofon (geofon, lásd később) az (1) erősítőfokozat bemenetére kerül. Ez a fokozat kis erősítéssel szélessávú üzemmódban működik. A (2) fokozatok alacsony frekvenciát erősítenek, tipikusan 50.800 Hz-es sávszélességgel. A felerősített jel a (3) szintszabályzóra kapcsolt fejhallgatóból hallható, illetve az (5) egyenirányítóra kapcsolt műszer a vételi jel szintjét mutatja. Az antenna helyzetétől függően itt is lehetőség van maximum- vagy minimumértékek detektálására. A (4) fokozat érzékenységszabályozást végez az (1) és (2) fokozatok erősítésének szabályozásával. Ezzel az erősítés-szabályozással változtatható a detektálási mélység. Tipikusan ez 2-4 méter lehet a talaj szerkezetének függvényében.
Az érzékelő tekercs (antenna) helyére talajmikrofont is helyezhetünk. Ebben az esetben lehetőségünk van olyan csővezetékek felderítésére is, amelyekben folyadék áramlik. Megfelelő tapasztalattal és érzékeny mikrofonnal korai szivárgások is felfedezhetők, és helyük behatárolható, megakadályozva ezzel későbbi, komoly károkat okozó csőtöréseket. A mérés lényege az, hogy a csővezetékben nyomás alatt lévő, áramló folyadék (például víz) nyomvonala és a csővezeték hibahelyei zajforrásként viselkednek. Ezt a csekély zajt az igen érzékeny, a talaj felszínén lévő mikrofon, a geofon érzékeli. A geofon által érzékelt zaj a vevőkészülékkel felerősítve a fejhallgatóval indikálva jól követhető.
Csővezetékek meghibásodási helyének felkutatásánál - ismert nyomvonal esetén - különösen jól használható ez a mérési eljárás. Az előre meghatározott (bejelölt) nyomvonalon a geofonnal lépésről-lépésre haladva, a meghibásodás helye könynyen meghatározható.
A kereszttekercses érzékelő fej lehetővé teszi a nyomvonal pontosabb behatárolását, ha ún. hányadosmérési módszerrel mérünk. Ennek lényegét a 4. ábrán látható blokkdiagram mutatja.
A mérés lényege, hogy mind a vízszintes, mind a függőleges elrendezésű tekercsek jelét hasonló módon dolgozzuk fel, de a kiértékelést egy hányadosképző áramkörre bízzuk. Ennek eredményeképpen a nyomvonal lényegesen pontosabban behatárolható, és a mélységmérés eredménye is pontosabb lesz. Igen hasznos ez a tulajdonság akkor, amikor a kábel vagy csővezeték relatíve mélyen (2-3 m) helyezkedik el. A fenti tulajdonságokkal rendelkező készülék természetesen nem csak kábelek és csővezetékek felderítésére alkalmas. Attól függően, hogy melyik mérési módot alkalmazzuk, a készülék alkalmas kábelek azonosítására, felszíni nyomkövetésre, eltemetett csatornafedelek megkeresésére. Pástyán Ferenc

---