Самодельная схема приемника для поиска подземных кабелей. Простейший детектор скрытой проводки на скорую руку. Генератор высоковольтных импульсов для поиска обрыва в линии эл.передачи
Акустический метод практически универсален и во многих кабельных сетях является основным методом. Им можно определять повреждения различного характера: однофазные и междуфазные замыкания с различными переходными сопротивлениями, обрывы одной, двух или всех жил. В отдельных случаях возможно определение нескольких повреждений на одной кабельной линии. Метод применяется для определения мест повреждения в силовых кабельных линиях, носящих характер «заплывающего» пробоя, а так же может быть применен при замыканиях с переходным сопротивлением, обеспечивающим устойчивые искровые разряды, и при обрыве жил кабеля.
Сущность метода заключается в создании в месте повреждения мощных электрических разрядов и фиксации на поверхности земли звуковых колебаний с помощью чувствительных приемных устройств. Для создания мощных разрядов в месте повреждения электрическая энергия предварительно накапливается в высоковольтных конденсаторах или в емкости самого кабеля путем заряда от выпрямительной установки.
Запасенная энергия пропорциональна емкости {С} и квадрату напряжения {U}.
При достижении напряжения пробоя эта энергия расходуется за очень короткое время (десятки микросекунд) и в месте повреждения происходит мощный удар. Звук от этого удара распространяется в окружающей среде и может быть прослушан на поверхности земли. Обычно периодичность разрядов составляет 2-3 секунды.
В зависимости от характера повреждения кабеля собирают соответствующую схему измерения.
Рисунок. Схема определения места повреждения при замыкании между жилой и заземленной оболочкой (землей): 1 – жилы кабеля; 2 – оболочка кабеля; 3 – место повреждения.
Напряжение пробоя искрового промежутка не должно превышать 70% испытательного напряжения для кабеля данного типа. Практически для силовых кабелей с рабочим напряжением до 1, 6, 10 и 35 кВ напряжение импульсов не должно превышать 8, 25, 30 и 40 кВ соответственно.
Рисунок. Схема определения места повреждения при замыкании между жилой и заземленной оболочкой (землей) при использовании в качестве зарядной емкости жил кабеля: 1 – жилы кабеля; 2 – оболочка кабеля; 3 – место повреждения.
При повреждениях с заплывающим пробоем и обрывах жил напряжение на кабель подается непосредственно от выпрямительной установки, при этом напряжение пробоя в месте повреждения может быть доведено до испытательного.
Рисунок. Схема определения места повреждения при заплывающем пробое: 1 – жилы кабеля; 2 – оболочка кабеля; 3 – место повреждения.
Рисунок. Схема определения места повреждения при обрыве жил кабеля: 1 – жилы кабеля; 2 – оболочка кабеля; 3 – место повреждения.
Практически возникновение устойчивого искрового разряда в месте повреждения обеспечивается при значении переходного сопротивления 40 Ом и более. При меньших значениях переходного сопротивления и металлических замыканиях на оболочку акустический метод не может быть применен. В этих случаях проводящий мостик в месте повреждения разрушают пропусканием больших разрядных токов.
В настоящее время для создания в месте повреждения кабеля искровых разрядов применяют генераторы акустических ударных волн. Генератор имеет конденсаторы, которые заряжаются и затем разряжаются в дефектный кабель через рабочий искровой промежуток.
Рисунок. Генератор акустических ударных волн
Место повреждения кабеля определяется по максимальной слышимости звука разрядов. Обычно зона слышимости на поверхности земли колеблется от 2 до 15 метров в зависимости от свойств грунта. Наибольшую зону слышимости обеспечивают плотные и однородные грунты, наименьшую зону – рыхлые грунты, шлак, строительный мусор.
В случае, если зона повреждения располагается на расстоянии 10-50 м от оживленной автострады, то поиск повреждения рекомендуется проводить в ночное время, т. к. шум машин не позволит выделить акустический сигнал.
Ниже на видео демонстрируются акустические разряды в кабелях.
Применение акустического метода наиболее целесообразно для кабелей проложенных в земле и под водой. При прокладке хотя бы части кабельной трассы в кабельных каналах и коллекторах не рекомендуется использовать акустический метод из-за опасности возникновения пожара. Последнее обусловлено тем, что протекающие в момент разряда большие импульсные токи вызывают в местах соприкосновения с заземленными конструкциями и с другими кабелями искрение, что может привести к загоранию краски, покрытия кабеля и т.д.
Дополнительный материал:
- Приемник для поиска повреждений в силовых кабелей ПОИСК 2006м. Руководство по эксплуатации.
- Приемник для поиска повреждений в силовых кабелей П-806. Руководство по эксплуатации.
- Генератор акустических ударных волн ГАУВ-6-05-1. Паспорт.
Часто перед проведением каких-нибудь земляных работ или даже с целью обслуживания проложенного под землей кабеля, необходимо этот самый кабель найти. Согласитесь, будет весьма досадным - повредить проложенный под землей кабель, например зацепив его ковшом экскаватора или случайно пробурив.
Чтобы подобных казусов избежать, необходимо предварительно получить достоверную информацию о месте пролегания кабеля под землей, это же касается и подземных коммуникационных трубопроводов.
Если информация о месте проложенного под землей кабеля не будет достоверной или окажется недостаточно точной, то неминуемы лишние затраты и ошибки, а ошибки такие иногда чреваты плачевными последствиями для здоровья и даже для жизни людей.
Состояние подземных кабелей позволяют оценить трассоискатели, но иногда требуется локализовать кабель под землей, чтобы дальше провести его внимательный осмотр и принять решение о целесообразности тех или иных дальнейших действий. Именно о способах локализации кабелей под землей и пойдет речь в данной статье.
Как вы уже поняли, поиск подземного кабеля — дело ответственное, и требует большой внимательности и аккуратности. Давайте же рассмотрим способы поиска кабеля под землей.
Найдите документацию
В принципе любой объект, на территории которого имеются подземные кабели, имеет соответствующую документацию. Чертежи и схемы вы можете запросить в администрации города или у коммунальной службы, в ведомстве которой находится данный объект.
На этих чертежах должна быть представлена вся информация о подземных коммуникациях на территории объекта: подземные кабели, трубы, каналы и т. д. Эта документация станет для вас источником исходных данных, от которых можно будет оттолкнуться, чтобы знать где искать. Данные могут оказаться неточными, и тогда следующие шаги оператора позволят уточнить место положения кабеля под землей.
Прозондировать грунт на наличие закопанного кабеля, как один из вариантов, поможет георадар.
Георадары — это радиолокаторы, с помощью которых можно исследовать стены зданий, воду, землю, но не воздух. Данные геофизические приборы являются электронными устройствами, функционирование которых можно описать следующим образом.
Передающая антенна излучает радиочастотные импульсы в исследуемую среду, затем отраженный сигнал поступает на приемную антенну и обрабатывается. Процессы синхронизированы так, что система позволяет например на экране ноутбука увидеть место, где проходит подземный кабель.
Использование георадара, работающего на принципе излучения и приема электромагнитных волн, позволяет точно выявить глубину залегания и размер подземного объекта. С помощью георадара легко найти пластиковые трубы и оптоволоконные кабели под землей. Но отличить пластиковую трубу с водой от уплотнения в грунте сможет лишь профессионал. Тем не менее, приблизительно выявить расположение подземных коммуникаций в разного рода грунтах можно. Документация поможет оператору сориентироваться и понять, что он обнаружил — трубу с водой или трубу с кабелем.
Отрицательными факторами при работе с георадаром будут: высокий уровень грунтовых вод, глинистый грунт, наносы, - в силу их высокой проводимости, и, как следствие, возможности прибора будут ниже. Разнородные осадочные породы и скальный грунт способствуют рассеиванию сигнала.
Для правильной интерпретации полученной информации важно обладать достаточным опытом в данной сфере, и лучше всего, если оператором будет квалифицированный профессионал. Сам прибор довольно дорогой, и качество его использования, как вы уже догадались, сильно зависит от условий исследуемой среды.
В некоторых случаях температура проложенного под землей силового кабеля может сильно отличаться от температуры окружающего кабель грунта. И иногда разности температур может оказаться достаточно для точной локализации кабеля. Но опять же, внешние условия сильно влияют, и например ветер или солнечный свет значительно скажутся на результате анализа.
Наиболее верный способ поиска кабеля под землей — использовать метод электромагнитной локации. Это наиболее популярный и поистине универсальный способ поиска любых проводящих коммуникаций под землей, в том числе и кабелей. По количеству получаемой информации, данный метод, пожалуй, лучший.
Обнаруживается граница зоны залегания кабеля. Идентифицируется проводящий материал подземного объекта. Измеряется глубина залегания кабеля путем оценки электромагнитного поля от центра подземного кабеля. Может работать с любым типом грунта с одинаковой эффективностью. Трассоискатель имеет небольшой вес и не требует при обращении с собой специальных навыков от оператора.
Электромагнитный трассоискатель кабельных линий использует в процессе своей работы всем известный принцип электромагнитной индукции: 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 эти токи и улавливаются прибором.
Андрей Повный
Предлагаю очень простой и в тоже время практичный прибор, для поиска обрыва в кабелях и проводах. Небольшие габариты позволяют таскать его в сумке с инструментом, где он не занимает много места.Данный прибор давно и успешно применяется для поиска обрывов в телефонных многожильных кабелях, автопроводке, а в последнее время и для поиска скрытой проводки.
Схема содержит всего одну микросхему и обвес к ней.
Все устройство поиска обрыва в кабелях собирается в любом подходящем корпусе - как готовом, так и самодельном. В моем первом варианте это был пенал для чертежных принадлежностей,
А теперь, склеенный из пласмасы с помощью дихлорэтана небольшого размера коробке. Схема спаянная навесным монтажом (в первом варианте это была плата выдранная из нерабочего плеера) и всаженная термоусадкой.
За 9 лет работы ни каких проблем с прибором для поиска обрыва кабелей не было, разве что замена шнуров да элементов питания.
Так как ток потреблния определяется в основном звукоизлучателем - при использовании наушников батареек хватит очень надолго.
Щуп изготовлен из велосипедной спицы (еще в разработке магнитный). Хотя пойдет любой экранированый провод, но я делаю свой (так надежней и долговечней).
Центральная жила - МГТФ. Оплетка сдернута со старого магнитофона. И все это затянуто в ПВХ трубку.
Также нужна будет термоусадка разных диаметров и конечно немного познаний в электронике. С уважением, UR5RNP.
Гражданин К. давно мечтал поселиться где-нибудь на природе, вдали от шумной суетливой цивилизации большого города, среди тишины и покоя гармонии мира. И вот его мечта сбылась: он купил небольшой земельный участок на окраине села под строительство, в хорошем месте и даже с небольшим заброшенным садом… но тут-то ему пришлось столкнуться с таким проблематичным вопросом, как поиск трасс труб и кабельных линий, ведь не зная где они расположены:
- При строительстве можно повредить их, а если кабель находится под напряжением, то и подвести под риск собственную жизнь;
- О подключении к электричеству, газо- и водопроводу, не зная, где он проходит, можно забыть.
Но как найти эти злосчастные линии? Разрывать весь грунт и искать наугад?.. Вовсе нет! Просто нужно обратиться к помощи такого полезного прибора, как трассоискатель, позволяющего отыскать линии быстро и безопасно. Сегодня прибор можно приобрести в каждом специализированном магазине, можно изготовить трассоискатель своими руками. А как, мы и расскажем далее. Но, прежде, стоит разобраться: что это за прибор такой, трассоискатель.
Немного теории
Итак, трассоискатель - это уникальный прибор, позволяющий обнаружить линию прохождения кабеля или залегания труб. Современные устройства делятся на два типа по принципу работы;
- Контактный принцип;
- Индукционная разновидность.
Контактный принцип используется в случае разрыва кабеля, находящегося под напряжением.
Прибор, работающий по индукционному принципу, способен определять, как кабель под напряжением, так и пассивную трассировку, то есть, не подающую активных сигналов подземную коммуникацию. Индукционный метод более сложный и базируется на улавливании устройством высоких частот и регистрации данных показателей на специальном индикаторе.
Трассоискатели также подразделяются на одно- и многочастотные. Первые - наиболее приемлемый вариант, такие приборы несложно смонтировать самостоятельно, и применяются они для определения коммуникаций, расположенных под грунтом в том случае, когда одни трассы не пересекают другие, и, таким образом, не перекликаются исходящие от них сигналы.
Многочастотные устройства - более сложная конструкция и используются для определения сигналов трасс в случае высокой плотности кабельных линий и трубопроводов. Мультичастотные устройства способны определять указанную в программе частоту, не сбиваясь на другие. Современные приборы оборудованы программным обеспечением, что значительно облегчает работу, которая для пользователя заключается в одном нажатии на клавишу и прочтении полученной информации, высветившейся на индикаторе.
Технология сборки
Устройство обладает несложной конструкцией и состоит из двух компонентов - приемника, на который поступает сигнал, и генератора, регулирующего работу прибора. Чем сильнее генератор, тем мощнее будет прибор и значительнее дальность расстояния, на котором он способен определять линии. Так, устройство, работающие от аккумулятора в 24 В, способно трассировать местность на 4 км и работать около ста часов бесперебойно. На работающий по такому принципу трассоискатель схема приведена ниже.
Как видно из чертежа, устройство комплектуется следующим образом: на транзисторе Т1, П14 собирается модулятор и генератор. При условиях, что выключатель приходит в разомкнутое состояние, транзистор с цепью базы создают генератор частой 1 кГЦ. И при включении контура, даже частичном, становится возможным увеличить нагрузку на прибор. Таким образом, при включении конденсатора, резко увеличивается мощность генератора, и он начинает работать в УКВ диапазоне.
Чтобы сконструировать трассоискатель кабельных линий своими руками, необходимо тщательным образом проработать его вторую часть, приемник.
Здесь важнейшим условием является тот факт, что магнитная антенна настраивается на напряжение звуковых частот генератора. Проходящий через транзисторы сигнал создает стабильную схему, а транзисторные каскады обеспечивают необходимое усиление, что гарантирует бесперебойную работу устройства.
Чтобы смонтировать кабельный трассоискатель схема на который приведена выше, потребуется следующее:
- Берем гетинаксовую плату, которая будет основой будущего прибора.
- Устанавливаем на переднюю панель клеммы питания.
- Наматываем на ферритовое кольцо (диаметр 0.8 см) трансформатор первый, а второй - на стальной сердечник.
При сборке руководствуйтесь чертежами, чтобы не допустить ошибки.
Как сделать трассоискатель из старого плеера?
У многих в подвалах и на антресолях можно найти массу занятных вещиц, которые при умелой доработке, могут еще прослужить своему хозяину не один год. Так, из простого старого плеера можно сконструировать трассоискатель.
Добавляем клеммы питания и займемся поисковой катушкой. Для этого разбираем РКН и снимаем контактную катушку. Чтобы демонтировать пластину реле, нужно зажать ее в тисках и при помощи молотка выбить ее из катушки. Эта работа займет пару секунд не более. Теперь, когда все детали для будущего прибора получены, соединяем обмотки и вставляем в сердцевину стержень, который зажимаем с двух сторон.
В качестве зажимов может выступить любой подручный предмет, например пластмассовая трубка, которую достаточно только немного подточить, согнуть, чтобы деталь подходила по размеру и выполняла свою рабочую функцию фиксатора. Потратим еще пару минут на корректировку всего устройства, проверяем разводку, разъемы, надежность конструкции. Затем припаиваем провод к катушке, который после должен быть соединен с усилителем.
Работа готова. Как видите, это совсем не сложно для тех, кто имеет хотя бы элементарные знания в электронике.
Теперь вы знаете, как собрать трассоискатель своими руками схемы и поэтапная инструкция поможет вам выполнить эту нехитрую работу быстро и качественно. А нам только остается напоследок пожелать вам удачи и доброго дня!
При всех строительно-монтажных работах необходимо точно знать расположение трасс различных трубопроводов и кабельных линий. Для выявления трасс подземных коммуникаций иногда приходится прибегать к разрытию грунта. Это вызывает удорожание работ, а иногда приводит к повреждению самих коммуникаций. Мной изготовлен прибор, позволяющий производить определение трасс различных металлических трубопроводов и кабелей при закладке их на глубину до 10 м. Длина исследуемого участка достигает 3 км. Погрешность определения трассы трубопровода при закладке на глубине 2 м, не превышает 10 см. Он может быть использован для определения трасс трубопроводов и кабелей, заложенных под водой. Принцип работы трассоискателя основан на обнаружении переменного электромагнитного поля, которое искусственно создается вокруг исследуемого кабеля или трубопровода. Для этого генератор звуковой частоты подключается к исследуемому трубопроводу или кабелю и заземляющему штырю. Обнаружение электромагнитного поля на всем протяжении трассы производится с помощью портативного приемника, снабженного ферритовой антенной, обладающей ярко выраженной направленностью. Катушка магнитной антенны с конденсатором образует резонансный контур, настроенный на частоту звукового генератора 1000 Гц. Напряжение звуковой частоты, наведенное в контуре полем трубопровода, поступает в усилитель, к выходу которого подключены головные телефоны. При желании можно использовать и визуальный индикатор - микроамперметр. Для питания генератора используется сетевой блок или аккумуляторная батарея 12 Вольт. Приемное устройство питается от двух элементов А4.
Описание схемы трассоискателя. На рис. 1 схема тонального генератора. RC-генератор собран на транзисторе Т1 и работает в диапазоне 959 – 1100 Гц. Плавная регулировка частоты осуществляется переменным резистором R 5. В коллекторную цепь транзистора Т 2, который служит для согласования генератора Т1 с фазоинвертором Т3 с помощью выключателя Вк1 могут подключаться контакты реле Р1 предназначенного для манипуляции колебаниями генератора Т1 с частотой 2-3 Гц. Такая манипуляция необходима для четкого выделения сигналов в приемном устройстве при наличии помех и наводок от подземных кабелей и воздушных цепей переменного тока. Частота манипуляции определяется ёмкостью конденсатора С7. Предоконечный и оконечный каскады выполнены по двухтактной схеме. Вторичная обмотка выходного трансформатора Тр3 имеет несколько выходов. Это позволяет подключать к выходу различную нагрузку, которая может встретится на практике. При работе с кабельными линиями требуется подключение более высокого напряжения 120-250 Вольт. На Рис.2 изображена схема сетевого блока питания со стабилизацией выходного напряжения 12В.
Принципиальная схема приемного устройства с магнитной антенной - Рис 3. Оно содержит колебательный контур L1 C1. Напряжение звуковой частоты, наведенное в контуре L1 C1 через конденсатор С2 поступает на базу транзистора Т1 и далее усиливается последующими каскадами на транзисторах Т2 и Т3. Транзистор Т3 нагружен на головные телефоны. Не смотря на простоту схемы, приемник обладает достаточно большой чувствительностью. Конструкция и детали трассоискателя. Генератор собран в корпусе и из деталей имеющегося усилителя низкой частоты, переделанного по схеме рис.1,2 . На переднюю панель выведены ручки регулятора частоты R5, и регулятора выходного напряжения R10. Выключатели Вк1 и Вк2 – обычные тумблеры. В качестве трансформатора Тр1 можно использовать межкаскадный трансформатор от старых транзисторных приемников "Атмосфера”, "Спидола” и пр. Он собран из пластин Ш12, толщина пакета 25мм, первичная обмотка 550 витков провода ПЭЛ 0.23, вторичная – 2 х100 витков провода ПЭЛ 0.74. Трансформатор Тр2 собран на таком же сердечнике. Его первичная обмотка содержит 2 х110 витков провода ПЭЛ 0.74, - вторичная 2 х 19 витков провода ПЭЛ 0.8. Трансформатор Тр3 собран на сердечнике Ш-32, толщина пакета 40 мм; первичная обмотка содержит 2 х 36 витков провода ПЭЛ 0.84; вторичная обмотка 0-30 содержит 80 витков; 30-120 - 240 витков; 120-250 – 245 витков провода 0.8. Иногда в качестве Т3 мной использовался силовой трансформатор 220 х 12+12 В. При этом вторичная обмотка 12+12 В включалась как первичная, а первичная как выходная 0 – 127 - 220. Транзисторы Т4-Т7 и Т8, должны быть установлены на радиаторы. Реле Р1 типа РСМ3.
Монтаж усилителя приемного устройства трассоискателя сделан на печатной плате которая вместе с элементами питания А4 и выключателем Вк1 закреплена в коробке из пластика. В качестве штанги приемного устройства мной приспособлена лыжная палка нижняя часть которой обрезана по росту для удобства пользования. В верхней части ниже ручки крепится коробка с усилителем. В нижней части перпендикулярно штанге крепится пластиковая трубка с ферритовой антенной. Ферритовая антенна состоит из ферритового сердечника Ф-600 размером 140х8 мм. Антенная катушка разбита на 9 секций по 200 витков в каждой провода ПЭШО 0.17 индуктивность ее 165 мГн
Налаживание генератора удобно производить с помощью осциллографа. Перед включением нагрузить выходную обмотку Тр3 на лампочку 220 В х 40 Вт. Проверить осциллографом или головными телефонами через конденсатор 0.5 прохождение звукового сигнала от первого до выходного каскада. Резистором Р5 установить по частотомеру частоту 1000 Гц. Вращая резистор Р10 проверить по свечению лампочки регулировку уровня выходного сигнала. Настройку приемника следует начинать с настройки контура L1C1 на заданную резонансную частоту. Проще всего это сделать с помощью звукового генератора и указателя уровня. Подстройку контура можно производить изменением емкости конденсатора С1 или перемещением секций обмоток Катушки L1.
Исходным пунктом для начала поиска трассы должно быть место, где возможно соединение генератора с трубопроводом или кабелем. Провод, соединяющий генератор с трубопроводом должен быть как можно короче и имел сечение не менее 1,5-2 мм. Заземляющий штырь вбивается в землю в непосредственной близости от генератора на глубину не менее 30-50 см. Место, где вбит штырь, должно быть в стороне от пролегающей трассы на 5-10 м. С помощью приемника, обнаружив зону наибольшей слышимости сигнала, уточняют зону направления трассы, поворачивая магнитную антенну в горизонтальной плоскости. При этом следует сохранять постоянную высоту антенны над уровнем почвы. Наибольшая громкость сигнала получается, когда ось антенны направлена перпендикулярно направлению трассы. Четкий максимум сигнала получается, если антенна направлена точно над линией трассы. Если трасса имеет обрыв, то в этом месте и далее сигнал будет отсутствовать. Подземные силовые кабели, находящиеся под напряжением, могут быть обнаружены с помощью одного только приемного устройства, так как вокруг них имеется значительное электромагнитное переменное поле. При поиске трасс обесточенных подземных кабелей, генератор трассоискателя подключается к одной из жил кабеля. В этом случае обмотка выходного трансформатора подключается полностью, чтобы получить максимальный уровень сигнала. Место заземления или обрыва кабеля обнаруживается по пропаданию сигнала в телефонах приемного устройства, когда оператор будет находиться над точкой повреждения кабеля. Мной было изготовлено 6 подобных устройств. Все они показали отличные результаты при эксплуатации, в некоторых случаях, даже не производилась настройка трассоискателя.
