Использование трассопоисковой техники на основе методов электромагнитной локации

Регулярное использование локаторов подземных кабелей и труб началось сравнительно недавно, примерно 40 лет назад, однако они были малодоступны и систематически не использовались. Небольшая потребность в них была обусловлена их невысокими техническими характеристиками, а также противоречивостью предоставляемой ими информации, которая в значительной степени зависела от её интерпретации пользователем. В настоящее время разработка и внедрение прецизионных локаторов, основанных на методе электромагнитной локации, а также целого ряда других технических новшеств, изменили ситуацию коренным образом.

Электромагнитная локация — это универсальный метод локации и трассировки подземных кабелей и металлических трубопроводов. Достоинством этого метода является возможность получения «из-под земли» большого объёма информации, которая не доступна при использовании любой другой технологии. Локаторы не определяют положение кабелей и труб, а детектируют магнитное поле вокруг линии, созданное переменным током, который протекает по ней. Наличие магнитного поля вокруг линии с током и позволяет определять её положение. В то время как возможна изоляция от электрического тока, невозможно изолироваться от магнитного поля. Изоляция кабеля или присутствие различных типов грунта не изменяют вида поля. Переменный ток создаёт детектируемое магнитное поле или «сигнал», таккакон не только вызывает появление поля, но и приводит к его реверсивным изменениям с осциллирующей частотой, что и обеспечивает возможность эффективной локации, используя электромагнитную индукцию. Основное правило, касающееся выбора частоты сигнала, может быть сформулировано следующим образом: «Выше частота сигнала, больше напряжение переменного тока и сигнал, индуцируемый в проводнике, а также больше ёмкостный ток». Таким образом, получается, что использование высокочастотных сигналов более эффективно, чем низких. Однако высокочастотный сигнал более легко уходит на землю через ёмкость и поэтому будет распространяться по линии на меньшее расстояние, чем низкочастотный сигнал такой же мощности.

Другой недостаток высоких частот заключается в лёгкости, с которой сигналы, наведённые в определённую линию, могут взаимодействовать с сигналами других близлежащих линий за счёт индуктивной связи. Это зачастую затрудняет трассировку данного трубопровода или кабеля в зонах с большим количеством коммуникаций.

В трубах или кабелях большого диаметра значительно возрастает поверхность контакта линии с грунтом и, таким образом, величина утечки сигнала на землю. При одной и той же мощности сигнала его утечка на землю в больших трубах происходит на существенно более коротком расстоянии, чем в малых трубах.

Возможность грунта проводить ток изменяется в зависимости от конкретных условий. Очевидно, что влажный грунт является лучшим проводником, чем сухой песок, а результирующие ёмкостные эффекты будут зависеть от проводимости проводника. Высокая   проводимость грунта обеспечивает более лёгкое наведение тока и поэтому хорошее прохождение сигнала в проводнике, находящемся под землёй. При этом и потеря сигнала происходит на существенно более коротком расстоянии.

И наоборот, низкая проводимость грунта и земли требует больших затрат энергии для индуцирования сигнала в линии, но при этом он может быть определён на значительно большей длине проводника (линии).

Оптимальная частота для эффективной локации и трассировки зависит от типа трубы или кабеля.

Метод электромагнитной локации имеет следующие отличительные характеристики:

• поиск с поверхности земли границ зон локации подземных кабелей и труб;
• трассировка и идентификация определённых линий;
• трассировка и идентификация канализационных коллекторов или других неметаллических каналов и труб, к которым есть доступ;
• локализация закупорки и повреждений;
• измерение глубины залегания линии непосредственно с поверхности земли;
• портативность оборудования;
• небольшой вес оборудования (легко удерживается в руках) и возможность эффективного использования даже неопытными операторами;
• возможность использования оборудования во всех типах грунтов и даже под водой;
• небольшая стоимость оборудования и его отдельных элементов для реализации данного метода. Возможность приобретения оборудования небольшими подрядными фирмами или производящими региональными или национальными организациями.

Эффект электромагнитной индукции был открыт Майклом Фарадеем. В 1831 году он представил в Королевский институт в Лондоне статью, где было дано описание этого явления, и очевидно, что он реализовал лишь часть возможностей данного эффекта. Это исторический факт, что в ответ на вопрос одного из политиков о практической ценности открытия он сказал: «Сейчас я не знаю, но придёт время, и Вы введёте налог на его использование».

Тем не менее первые сведения об использовании метода электромагнитной индукции для локации подземных кабелей относятся к 1910 году.

Среди наиболее интересных с практической точки зрения возможностей современных методов локации необходимо отметить следующие:

• сочетание приёма пассивных и активных сигналов для локации определённой линии и быстрого её поиска с целью проверки в присутствии других коммуникаций;
• многочастотные системы локации, позволяющие пользователю выбрать оптимальную частоту при решении конкретной задачи;
• автоматическое измерение глубины залегания линии;
• измерение распределения тока по длине линии или кабеля для определения дефектов покрытия или изоляции;
• определение направления тока в линии для точной её идентификации;
• стационарная установка генераторов для ввода тонального сигнала в кабельные линии длиной до нескольких десятков;
• большой набор различных дополнительных принадлежностей и устройств для увеличения эффективности применения локаторов и расширения области их использования.

Современные электромагнитные локаторы являются признанным во всём мире стандартом локации подземных кабелей и труб. Большое количество специализированных производителей предлагают широкий спектр локаторов — от простейших устройств для определения лишь наличия подземных кабелей до сложных приборов и систем для точного определения местонахождения, идентификации и поиска неисправностей подземных труб и кабелей в большинстве сложных ситуаций.