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管線探測儀發生故障的原因有哪些？
閱讀：3505 發布時間：2020-11-24管線探測方法
（一）發射信號施加操作
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區域內未知的電力電纜或者施加有陰極保護信號的地下管道以及能感應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域內管線信號。
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射機，它可以搜索出一個未知區域內的電力電纜。打開接收機，選擇接收機工作頻率為50Hz，調節增益得到一個合適的讀數并選擇極大值法或極小值法，以網格搜索方式在一個區域內來回搜索。提著接收機平穩地行走，使機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，不要弧形擺動，因為這樣會產生一些誤導信號。當接收機響應顯示有異常時，立即停下，定位管線的位置并做好標記。對穿出搜索區域范圍的某條管線亦需進行追蹤和標記。
2）被動源陰極保護電流（CPS）信號法工作方式不需要發射機，它可以它可以搜索出一個未知區域內的施加有外加電流陰極保護的地下金屬管道。打開接收機，選擇接收機工作頻率為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，主要應用于能感應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射機發出的特定頻率的信號施加到管線上，再用接收機對管線進行定位和追蹤。采用主動源方式可以對管線進行定位、追蹤、測深，也可以對地下管線防腐層破損點進行定位并可確定防腐層破損點的大小。
SHWJ-6018E地下電纜故障探測儀發射機信號施加的方法有兩種：直接法和感應法。直接法是追蹤管線比較理想的方法,感應法是尋找區域內地下管線方便的方法。具體方法分述如下
(1)直接法：
發射機直接與管線相連接，并在管線中產生強信號，這種方法在探測管線中應為。它適用于連續追蹤定位各種地下管線,定位、測深,精度較高。
1)接線:關閉發射機，將連接導線插入發射機輸出插座，紅色導線的鄂魚夾連到目標管線（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。另一條黑色導線的鄂魚夾連接到接地點上，該接地點應該遠離目標管線且與目標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，以防信號感應到非目標管線上。如果沒有現成的接地點，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。如果接地點比較干燥可以澆點水，以改善接地效果。如果可能的話接地點離發射機不得小于5米。
2)參數設置。打開發射機，顯示器中顯示選用的頻率、發射機功率及輸出參數情況。，根據測量需要的頻率，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之間循環點亮，點亮的三角形對應的頻率就是選擇的頻率。顯示窗口根據三角形指示燈指示相對應的參數（包括輸出功率、輸出電壓、輸出電流和接地電阻），參數顯示用測量鍵進行選擇。
3)接地電阻檢查。發射機具有萬用表功能，能夠自動檢測接地電阻。選擇輸出參數到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或者在接地點處加水以減小接地電阻。因為如果接地電阻太大，儀器的功率無法加大。
注：一定要在發射機開機之前將導線連接好。如果探測地下電纜采用直接法時必須先切斷電纜電源開關。
(2)感應法：
當操作者不能將發射機的信號直接施加到目標管線上時，可以采用感應法。發射機內有一發射線圈，當打開發射機，發射線圈可以將信號直接感應到發射機下面的管線上，用接收機就可以接收到地下管線產生的電磁場。該方法使用方便快捷，不需要連接到目標管線上，但該方法信號也會感應到鄰近非目標管線上，還有一部分信號的能量損失在周圍的土壤中使感應信號減弱。
感應法不能給金屬井蓋或鋼筋混凝土路面下的管線施加信號，因為信號將被金屬井蓋或鋼筋網屏蔽。感應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。
感應法示意圖
1)收發距:發射機開機后會同時向它上部空間和下部管線同時發射信號，因此接收機在距離發射機較近的地方接收探測時，可能會接收到發射機的場源信號，為了分辨接收機在管線定位時是否受發射場源的影響，可將發射機向一側移動一至兩米，如果從接收機探測到的異常也在移動，則表示接收機與發射機之間距離太近,接收探測到信號為發射場源的影響。另一種方法是將接收機直接對準發射機，這時若接收機的異常不變或增加，則表示接收機接收的是發射場源信號，如果出現這種情況則應加大收發距離或減小發射機功率，并減小接收機靈敏度。
2)發射機放置:將發射機放置在目標管線的“正上方”，發射機的放置方向盡量與管線走向一致，只有這樣才能使管道產生良好的感應信號。
發射機放置示意圖
3)發射頻率選擇：高頻率信號容易感應到其它管線,通常在用感應法信號時,使用高頻率。高頻信號會感應到所有的管線上,所以感應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，也不會感應太多的信號到其它管線上，適合對管線進行長距離追蹤。
4) 發射功率選擇: 發射功率選擇應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更多的信號，使目標管線的識別更加困難，而且會浪費發射機的電池能量。因此發射功率選擇應適當。
（3）夾鉗法：夾鉗法與感應法的大區別就是使用外置夾鉗將發射機信號施加到目標管線上，不需要使用發射機內部的感應線圈。使用方法和直連法基本相同。
3、電纜探測的信號發射方法
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金屬結構，電纜由數根芯線和金屬鎧裝構成，結構和用途的差異造成了探測時的信號施加方式的差異，不同的接法將會產生不同的電磁場，探測效果也有所區別，因此本章對電纜探測的信號發射方式進行單獨描述。
1）停運電纜的信號發射方法
（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（退出運行的不帶電電纜）進行路徑探測和鑒別的接線方式，可以充分發揮儀器的功能，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解開，將發射機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！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。
電流自發射機流經芯線，在電纜對端進入大地，流回近端返回發射機。這種接法在地面探測時接收機可以感應到很強的信號，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，適于在復雜環境下進行路徑查找。另外由于電纜接地，流經電纜的信號電壓很低，不容易對鄰線產生電容耦合，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。
這種方法的缺點是需要將電纜兩端的接地線全部解開,略顯繁瑣。
（2）護層-大地接法：
護層-大地接線法
如上圖所示，將電纜近端的護層接地線解開，低壓電纜的零線和地線的接地也應解開，對端的電纜護層保持接地，信號加在護層和接地棒之間（不可使用接地網），電纜相線保持懸空。電流自發射機流經護層，在電纜對端進入大地，流回近端返回發射機。這種接法不存在屏蔽，因而在地面上產生的信號強，信號特性也比較明確。同樣，由于護層-大地分布電容的存在，信號會自近向遠逐漸衰減。
潛在的問題：護層外部的絕緣層若有破損，部分電流將由破損點流入大地，造成破損點后的電流突然減小，減小幅度與破損點的接地電阻有關。
（3）相線-護層接法：
相線-護層接法
如上圖所示，發射信號加在電纜一相和護層之間，對端相線和護層短路，護層兩端保持接地。
如果是單條電纜敷設，信號自發射機流經芯線，再經護層和大地兩個回路返回。因為護層（鎧裝及銅屏蔽層）由連續金屬組成，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層返回，少部分電流通過大地返回。由于芯線電流和護層電流反向，能在外部一定距離產生磁場信號的有效電流為其差，數值等于通過大地返回的電阻電流。另外由于芯線-護層回路和護層-大地回路存在互感，通過電磁感應也能夠在護層-大地回路產生感生電流。綜合效果為有效電流等于大地回路的電阻電流和感應電流的矢量和（兩者存在相位差）。根據現場情況的不同，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（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層分流，例如三條電纜同路徑，則三條電纜的護層返回電流各占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-護層法的優點在于接線簡單，不需要解開接地線。缺點是當多條電纜同路徑敷設時，各條電纜信號相差不大，僅靠信號幅值有時難以區分；當單線敷設時，有效電流大幅減少，信號較弱，而且有效電流中含有感應電流成分，目標電纜和鄰近管線的感應信號相位相同，在使用復合頻率探測時，有可能無法根據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，故兩相線和接收機線圈之間的距離會有微小差異，兩相線在此處產生的磁場方向相反，但強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，金屬護層的屏蔽作用會將其進一步削弱，剩余信號方能被接收。因為扭絞的原因，信號會沿電纜路徑有周期性的幅值和方向的變化。
在一個扭絞周期內，對外輻射的磁通因方向連續變化360°而相互抵消，故不會在護層-大地回路產生感應電流。
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的電流方向測量功能排除鄰線干擾。
（5）發射頻率的選擇：
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，且不容易感應到其他管線上，抗*力較強，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，相位也會發生偏移。故探測長距離電纜推薦使用512Hz發射信號。
使用相間接法時，應優先采用高頻（8kHz、33kHz、65KHz或83kHz）。
2）運行電纜的信號發射方法
（1）卡鉗耦合法：
這是一種探測運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，或電纜護層中間斷開，不能使用卡鉗耦合法。
a)卡住電纜本體
運行電纜卡鉗耦合法1（卡電纜本體）
如上圖所示，本方法適用于普通三相統包運行電纜的探測。發射機輸出接卡鉗，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，電阻越小，電流越大。
電纜通過卡鉗耦合得到的電流較小，為加強探測效果，應選擇較大輸出水平。
b）卡住電纜護套接地線
運行電纜卡鉗耦合法2（卡電纜接地線）
如上圖所示，本方法適用于超高壓單芯運行電纜的探測。由于單芯電纜芯線流過的工頻電流很強，而且沒有三芯統包電纜的三相抵消效果（對外表現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，無法發出信號，此時應將卡鉗卡住其護層接地線。
由于長距離超高壓單芯電纜的護層會每隔一定距離地線交叉互連，故信號會在交叉互連點從一相的護層流到另一相的護層，在跟蹤時注意區分。
對于三芯統包電纜，如果受現場條件限制，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）出現不可預料的變化。
(2)零線／地線／護層注入法：
這是一種對運行中的低壓電纜進行探測的方法，因為許多低壓電纜的護層不作接地，或護層不連續，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，不會對運行線路產生不良影響。
在用戶端，將發射機的紅色鱷魚夾接零線、地線或護層，黑色鱷魚夾接打入地下的接地棒，如下圖所示：
運行電纜零線／地線／護層注入法
注意事項：
安全警告：電纜帶電，接線必須由具有相關資質或資格的電力工作人員操作！
必須在用戶端發射信號，如果在變電室端發射信號，將在所有出線上均注入信號，造成無法區分目標電纜。
接地棒位置的選擇：為保證輸出效果，應將接地棒打在距離電纜5m之外，而且接地線應盡量和電纜方向垂直。
如果零線在用戶端不接地，則優先使用零線注入信號。
低壓電纜的護層大多不連續，如果護層注入信號太弱，或探測過程中在電纜路徑某處信號中斷，可換用零線／地線進行注入。
由于所有出線的零線／地線或護層在變電室并聯，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，但強度較弱，實際測試中應注意區分。
探測高壓運行電纜時，如果使用卡鉗耦合法接收不到信號或信號很弱，說明電纜兩端護層接地電阻過大，這時可以通過護層注入。
探測單芯超高壓運行電纜時，卡鉗耦合法失效，可使用護層注入法。
(二)接收探測
接收機用于對目標管線的定位、定深和測量目標管線中的電流。
當發射機的信號成功地施加到目標管線上以后便可以用接收機探測目標管線的位置、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節。
1、管線定位
用接收機探測目標管線的位置時，需要隨時注意可能干擾定位精度的因素，防止發射機信號偶合到相鄰管線，使探測結果出現偏差。
