СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТРАССЫ ПРОКЛАДКИ И ЛОКАЛИЗАЦИИ МЕСТА ПОВРЕЖДЕНИЯ КАБЕЛЯ Российский патент 2009 года по МПК G01R31/08 

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 определения места повреждения кабельной линии со сложной конфигурацией прокладки кабеля /3/, 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 взаимоперпендикулярных 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.

Сущностью предлагаемого изобретения является повышение точности определения трассы прокладки и локализации места повреждения кабеля.

Эта сущность достигается тем, что согласно способу 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.

На фиг.1 представлена структурная схема устройства для реализации заявляемого способа. Фиг.2 поясняет реализацию 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. 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. Затем по местоположению локальных экстремумов этих функций определяют трассу и место повреждения кабеля.

По сравнению с прототипом предлагаемый способ обеспечивает более высокую точность определения трассы прокладки и места повреждения кабеля.

Контроль направления перемещения системы датчиков магнитного поля, измерение расстояний курвиметром и привязка к ним результатов измерений уровней компонент магнитного поля обеспечивают повышение точности построения двумерных функций распределения уровней компонент магнитного поля на поверхности над кабелем и, как следствие, уменьшение погрешностей и ошибок при определении трассы и места повреждения кабеля.

Литература

1. Трассопоисковая система Radiodetection RD4000. Руководство пользователя. Версия 03.10.2002.

2. US 2006/0036376 A1.

3. SU 1765791 A1.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения трассы прокладки и локализации мест повреждений кабелей со сложной конфигурацией прокладки, в частности кабелей, уложенных на наклонных участках змейкой, в случае параллельной прокладки нескольких кабелей и других сооружений при влиянии внешних электромагнитных полей. Технический результат: повышение точности определения трассы прокладки и локализации места повреждения кабеля. 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. Перемещают устройство параллельно одной из сторон этой прямоугольной области. С помощью датчиков магнитного поля измеряют уровни компонент магнитного поля, а с помощью курвиметра - расстояние, которое прошло устройство. 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 определяют трассу и место повреждения кабеля. 2 ил.

Способ определения трассы прокладки и локализации места повреждения кабеля, заключающийся в том, что 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, отличающийся тем, что 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.