电缆路径仪的探测技术和性能分析

电缆路径仪的探测技术和性能分析

摘　要
为解决目前电缆线路急待标识的问题，介绍了电磁法测寻电缆路径的原理及技术方法。电磁法通过发射机把某种频率的交变电流或交变磁场施加到被测电缆上，使该电缆产生电磁场，用接收机在地面上测量该电磁场的强度及其分布，便可确定被测电缆的位置和埋深。对于不同的现场要求，分别讲述了三种主动施加信号的连接方式及两种测深方法，并就平行电缆的区分问题，引入了电流测量方法，可以有效的查找电缆及区分平行电缆。从不同角度分析了应用电磁法原理的电缆路径仪的性能特点，可作为使用单位的选型依据。
关键词：电缆路径　电磁法　定位　测深

Analysis of detection technology and performance for cable tracer

LIU Shuyan1，LIU Shuxia2，SUN Lihong3，YANG Fan1

（1. Beijing Adler Development New Technology Co., Ltd. Beijing 100086, China;2. Jiamusi Power Supply Bureau, Jiamusi 154002, China; 3.Jiamusi Electricity Generation Co., Ltd. Jiamusi 154005, China）

Abstract:To solve the problem which power cables urgently need to mark, introduced the electromagnetic principle and technological method for cable line location. The transmitter exerts alternating current or the alternating magnetic field with some kind of frequency to the test cable, causes the cable producing the electromagnetic field, then the receiver measures this electromagnetic field intensity and its the distribution on the ground, so it can determine the cable’s position and the burying depth. To meet different field requirement for locating cables, presented separately three kinds of connection way and two kinds of depth measurement method. The current measure method is introduced which can effectively differentiate parallel cables. Analyzed the performance characteristic of the cable tracer which applying electromagnetic principle and proposed how to select suitable units for users.
Key words:cable trace; electromagnetic principle; location; depth measurement

引言

目前，我国城乡电网大量采用电力电缆线路输配电。然而，随着城市的发展，原有的地貌和地下管线都有相当大的变化，加之电网改造、电缆搬迁和故障电缆的修复等原因，原有的图纸已不能正确反映电缆的敷设路径[1, 2]和埋深，尤其是近几年城市基础建设的加快，外力对电缆的破坏显得日益突出，成为影响电缆安全运行的主要因素，给电网安全带来了极大的威胁。因此为了保证电缆的安全运行，就需要对电缆进行有效地探测，建立完善的电缆线路管理系统。

电磁法[3]是电缆路径探测和深度测量常用而又有效的方法，所用探测设备就是电缆路径仪，随着技术的进步，各种仪器的性能及适用范围也各不相同。本文重点介绍该类仪器的技术特点及适用范围，以便供使用单位选择合适的仪器。

1、电磁法探测的原理

由于敷设在地下的电缆与周围的土壤介质在导电性、导磁性、密度或其他理化性质上存在着差异，从而能被探测、识别和区分。目前应用于电缆探测的方法大致有电磁法、直流电法、地震波法、放射性跟踪法和地质雷达等。其中电磁法由于探测精度高、操作简便、抗干扰能力强、适用范围广、成本低，效率高等特点而成为电缆探测工作中最常用的方法。

电磁法探测电缆，主要是利用电磁感应原理。当采用专用的发射机向待测电缆施加（直连或感应）一定频率的信号电流I后，该电流在待测电缆中流动并在其周围空间产生一个电磁场，其强度H可由下式确定：H=K·（I/R），式中K为场强系数，I为电流强度，R为电缆周围任意一点距电流中心的距离，如图1所示，图中P为电缆周围任意一点，I为电流强度，R为P点距电流中心的距离，H为P点的电场强度，Hx为场强的水平分量，Hz为场强的垂直分量。用接收机在地面上测量该电磁场的强度及其分布便可确定被测电缆的位置和埋深，实现被测电缆的定位。

图1 电缆周围电磁场分布 Fig.1 Eelectromagnetic field distribution around the cable

2　信号连接方式

电缆路径仪从发射机的连接方式来讲可分为直连法、夹钳耦合法、磁感应法。下面分别叙述：
直连法是将发射机一端接地，另一端接到被测电缆上（此时要确保电缆不带电），这样由发射机发出的信号直接加到被查电缆上。它的特点是：信号强、定位、定深精度高，易分辩相邻电缆，见图2。