Трассоискатель

Поисковой комплект КП — 500К

Трассоиска́тель — прибор для обнаружения и определения местоположения подземных инженерных коммуникаций: кабелей, трубопроводов, канализационных сетей. Трассоискатель основан на регистрации электромагнитного поля, создаваемого коммуникацией либо специальным генератором сигнала. Большое количество трассоискателей имеют в комплекте генератор переменного тока, что позволяет искать металлические коммуникации в активном режиме — самостоятельно подпитывая их.

История

Портрет Фарадея (1842 год), художник Томас Филлипс

Создание

Явление электромагнитной индукции обнаружено английским учёным Майклом Фарадеем. Майкл Фарадей родился 22 сентября 1791 года в окрестностях Лондона, в семье, где отец работал кузнецом. С двенадцатилетнего возраста он начал работать, разнося газеты, а затем стал подмастерьем в книжной переплётной мастерской. Он посвящал время самообразованию, изучая книги по химии и электричеству. В 1813 году один из клиентов предоставил Майклу Фарадею билеты для посещения лекций Гемфри Дэви в Королевском институте, что существенно повлияло на его дальнейшую жизнь. Благодаря поддержке Гемфри Дэви он получил должность ассистента в Королевской ассоциации. В 1831 году Майкл Фарадей представил в институте научную работу, в которой детально описывалось явление генерации электрического тока в замкнутом проводящем контуре при изменении магнитного потока, проходящего через этот контур. Экспериментально Майкл Фарадей доказал, что при изменении магнитного поля внутри замкнутого контура возникает электрический ток, который он обозначил как индукционный ток.

Применение

Ранние упоминания о применении электромагнитной индукции для обнаружения подземных кабелей датируются 1910 годом. В последующие годы появились более компактные поисковые устройства. Примером может служить «Локатор Шармана». Инструкция упрощает процесс подключения: «…достаточно подключить генератор к газовому рожку в ближайшем здании или к опоре уличного освещения».

В довоенный период пальма первенства в разработке трассоискателей принадлежала американской и немецкой школам, которые активно развивались и не сталкивались с ощутимой конкуренцией до начала Второй мировой войны. В Северной Америке, где дорожное полотно отличалось большей шириной, а кабельные линии прокладывались преимущественно на опорах, основное внимание при разработке трассоискателей уделялось определению местоположения подземных трубопроводов, расположенных на значительном расстоянии друг от друга и имеющих большую протяжённость. Это обусловило создание простых и надёжных устройств, работающих в основном на высоких частотах и характеризующихся небольшой мощностью генератора и доступной ценой. В Германии, напротив, где кабели и трубопроводы прокладывались под узкими улицами, разрабатывались сложные низкочастотные локаторы с высокой мощностью. Эксплуатация таких устройств требовала высокой квалификации персонала, что ограничивало их широкое распространение.

Широкое внедрение приборов, оснащённых двумя антеннами, объединёнными миниатюрными электронными схемами, полностью отвечает тенденциям развития и модернизации коммунальной инфраструктуры XXI века. Необходимость проведения земляных работ на улицах стала распространённым явлением во многих странах, что привело к значительному увеличению спроса на обнаружение подземных коммуникаций. Возрастающие требования и технологический прогресс способствовали расширению функциональности и появлению новых возможностей трассоискателей, обеспечивающих более высокую точность и простоту трассировки.

Состав трассоискателя

В составе трассоискателя присутствуют следующие компоненты:

• приёмник, который улавливает волны определённых частот;
• генератор, предназначенный для подачи электромагнитных импульсов к коммуникациям, имеющим металлическую основу, а также к обесточенным кабелям;
• соединительный кабель.

Принцип работы

Приёмник, или приёмная антенна — система, которая способна уловить электромагнитные волны в заданном диапазоне (или диапазонах) частот и способная отобразить полученные значения. Для поимки электромагнитных волн в простом трассоискателе используется катушка индуктивности, для отображения результатов — наушники. В этом случае, специалист слышит в наушниках сигнал максимальной мощности если он находится непосредственно над кабелем. Чем более приёмник удаляется от кабеля, тем менее громкий сигнал слышен в наушниках. Приёмники современных трассоискателей имеют не одну, а сразу две, три и более катушек индуктивности. Полученный с них сигнал обрабатывается микропроцессором и результат отображается на дисплее. В этом случае пользователю получает дополнительные данные, такие как: глубина залегания кабеля, направление протекания тока по нему, графическое изображение положение кабеля относительно приёмника и так далее.

Электромагнитное поле берётся:

• В случае с силовыми кабелями чаще всего оно уже присутствует. Если по кабелю протекает электрический ток, он неизбежно создаёт вокруг кабеля электромагнитное поле частотой 50Гц.
• В газовых трубопроводах зачастую присутствует ток катодной защиты, который тоже создаёт электромагнитное поле, но уже частотой 100Гц.
• Любые внешние источники электромагнитных сигналов, в поле которых попадает кабель, могут создавать в нём вихревые токи, приводящие также к появлению слабого поля вокруг кабеля.
• В случае, если кабель ни к чему не подключён и в нём никакого тока не протекает, необходимо искусственно подать в него сигнал.

Генератор — прибор, который производит сигнал на заданной частоте (или частотах). Генератор подаёт созданные частоты в кабель.

Существует три способа подачи сигнала в кабель:

1. Непосредственный (крокодилами). В этом случае один вывод генератора подключается к гофрированной оболочке, или группе металлических жил кабеля, другой — заземляется (часто в комплекте с трассоискателями имеется специальный колышек). Недостаток этого способа в том, что требуется непосредственный доступ к жилам кабеля, который может быть либо в муфте, либо в распределительном ящике, либо на кроссе. Преимущество — большая дальность распространения сигнала, потому как в этом случае используется низкая частота сигнала и понижается его растекание во время прохождения по кабелю.
2. При помощи индукционной клипсы. В этом случае не требуется доступ к жилам кабеля и достаточно иметь доступ к оболочке кабеля в кабельном колодце или шкафу. Индукционная клипса надевается на кабель и подаёт высокочастотный сигнал в него (при условии, если в нём есть металлические элементы). Преимуществом этого метода является простота и доступность. Недостатком — меньшая длина рабочего участка за счёт использования высоких частот и большого растекания тока по ходу распространения.
3. При помощи индукционной антенны. Таким способом сигнал в кабель можно навести без доступа к последнему. Вместе с тем, необходимо точно знать направление кабеля и для подачи сигнала в него необходимо установить антенну на земле, непосредственно над кабелем.

Виды трассоискателей

По принципу действия трассоискатели кабельных линий бывают:

• Индукционными (бесконтактный, пассивный) — генератор размещают возле исследуемой линии, магнитная антенна направляется в её сторону.
• Прямого подключения (активный) — реагируют на протекающий по коммуникации ток.

В зависимости от рабочего частотного диапазона трассоискатели делят на:

• Универсальные или многозадачные — определяют место залегания трубопроводов, силовых кабелей, умеют находить пробои изоляции, исследовать одну линии из пучка проводников.
• Кабелеискатели — обнаруживают электрические коммуникации: кабели, силовые линии, скрытую проводку на частоте 33 кГц.
• Акустические — позволяют исследовать пластиковые трубопроводы.

Применение

Трассоискатели в строительстве и инженерных изысканиях

Применение трассоискателей в строительстве и инженерных изысканиях имеет существенное значение для успешной реализации проектов. Одной из главных задач при подготовке строительной площадки является обнаружение и определение подземных коммуникаций, которые могут оказать влияние на ход работ. Трассоискатели позволяют быстро и точно определить расположение трубопроводов, кабелей, сетей электроснабжения и других инженерных коммуникаций, что позволяет избежать их повреждения во время строительства.

Использование трассоискателей в инженерно-геодезических изысканиях для строительства позволяет более эффективно планировать проекты и управлять ресурсами. При проведении инженерно-геодезических работ необходимо точно определить местоположение объектов и особенностей местности. Трассоискатели обеспечивают точное определение глубины залегания подземных коммуникаций, что позволяет более точно проектировать и планировать размещение новых сооружений.

Кроме того, трассоискатели значительно повышают безопасность работников на строительной площадке. Предварительное обнаружение подземных коммуникаций позволяет избежать непредвиденных ситуаций, связанных с повреждением кабелей или трубопроводов во время работ. Это также способствует снижению риска возникновения аварийных ситуаций, связанных с электрическими системами или сетями водоснабжения и канализации.

Трассоискатели в геодезии и геоинформационных системах

Применение трассоискателей в геодезии и геоинформационных системах обладает рядом преимуществ и позволяет решать различные задачи:

1. Определение местоположения подземных коммуникаций. Трассоискатели позволяют точно определить расположение трубопроводов, кабелей, сетей электроснабжения и других подземных коммуникаций. Это важно при проведении геодезических измерений и картографических работ, так как точная информация о расположении коммуникаций позволяет создавать точные карты и планы местности.
2. Определение глубины залегания подземных объектов. Трассоискатели позволяют определить глубину залегания подземных коммуникаций, что является важной информацией при проектировании и планировании различных инженерных систем. Это позволяет более точно определить требуемую глубину прокладки новых коммуникаций или проведение земляных работ.
3. Маркировка трассы. С помощью трассоискателей можно проводить маркировку трассы подземных коммуникаций. Это помогает более точно определить путь прокладки коммуникаций, а также предотвращает их повреждение при последующих строительных или ремонтных работах.
4. Планирование прокладки коммуникаций. При проектировании систем водоснабжения и канализации трассоискатели позволяют определить оптимальный путь прокладки коммуникаций. Учитывая уже существующие подземные сети и препятствия, трассоискатели помогают выбрать наиболее эффективный маршрут и избежать пересечения или конфликтов с другими инженерными объектами.
5. Предотвращение повреждений коммуникаций. Трассоискатели играют важную роль в предотвращении повреждений подземных коммуникаций. Благодаря возможности точного обнаружения и маркировки трассы, можно избежать случайного повреждения коммуникаций при проведении строительных или ремонтных работ.

Трассоискатели в водоснабжении и канализации

При проектировании систем водоснабжения и канализации трассоискатели помогают определить оптимальные маршруты прокладки коммуникаций, учитывая уже существующие подземные сети и препятствия, такие как другие трубопроводы, кабели или геологические особенности местности. Это позволяет сократить затраты на строительство и обеспечить оптимальную работу системы.

Важной задачей при эксплуатации систем водоснабжения и канализации является обнаружение и локализация проблемных участков, таких как утечки или засоры. Трассоискатели позволяют точно определить местоположение проблемы, что существенно упрощает процесс её устранения. Благодаря возможности быстрого обнаружения и точной маркировки трассы коммуникаций, рабочие могут провести необходимые ремонтные работы или профилактические мероприятия без повреждения существующих трубопроводов и минимизации негативного влияния на работу системы в целом.