Трассировка и идентификация кабельных линий

При высокой плотности коммуникаций очень важно, чтобы трассировка кабельных линий в месте проведения ремонтных работ выполнялась с помощью приемника, способного предельно точно оценить глубину залегания всех проходящих поблизости трасс. Прибор с двумя катушками делает это самостоятельно за счет математической обработки сигнала от двух датчиков, расположенных на разной высоте. Амплитуда наведенного сигнала зависит от расстояния до источника, поэтому глубина может быть вычислена по простой формуле.

Однако нужный результат можно получить даже в случае применения приемника с одним индуктивным датчиком, для чего достаточно воспользоваться простым алгоритмом. Прямо над кабелем на земле требуется сделать отметку (по пиковому или нулевому принимаемому сигналу). Затем повернуть датчик под углом 450 к поверхности земли и, удерживая этот угол, медленно перемещать его в сторону от трассы кабеля. Громкость сигнала уменьшится до минимума, а далее снова будет расти. Ту точку, в которой уровень сигнала был минимальным, необходимо отметить. Глубина залегания кабеля окажется равна расстоянию между двумя отмеченными на поверхности земли точками.

Как отмечалось, линии магнитного поля могут подвергаться искажению из-за находящихся рядом других проводников. Первым признаком этого является изменение точки расположения максимума или минимума сигнала при нахождении датчика-катушки на различной высоте. Более правильно на позицию кабеля указывает воображаемая прямая, проходящая через определенные точки. Точное положение можно определить после оценки глубины его залегания. Но если поле искажено, проведенные с разных сторон трассы измерения будут отличаться. Максимально верное значение вычисляется как среднее арифметическое данных величин.

Для проверки необходимо повторить измерения, при этом датчик следует поднять над землей на некоторую высоту (около 50 см) — полученные цифры должны отличаться именно на эту величину.

Важно отметить, что замеры глубины всегда производятся до продольной оси трассируемой линии. Если кабель имеет малый диаметр, то оснований для беспокойства нет. Если же это трубопровод большого диаметра, то нужно быть очень внимательным — расстояние от его верхней точки до поверхности земли будет меньше полученного значения.

Следует помнить, что вблизи изгибов и ответвлений линии погрешность может оказаться высокой. Поэтому измерения лучше выполнять на расстоянии не менее 4-5 м от таких мест. Сказанное в равной степени относится и к работам вблизи места подачи сигнала от индуктивной антенны, где приемник может захватывать сигнал передатчика напрямую. «Безопасное» для измерений расстояние в таких случаях составляет не менее 25—30 м.

Теперь, после рассмотрения возможностей передатчиков и приемников, мы можем приступить к описанию методов их использования. Доскональное знание всех приемов, конечно, не гарантирует безошибочный результат (статистика показывает, что даже очень опытный оператор в течение дня может допускать от 10 до 20% ошибок в общем объеме работ), но позволяет снизить число просчетов.

С помощью этих приборов можно решать следующие задачи:

• определение трассы кабеля (пучков кабелей) и кабельной канализации;
• идентификацию кабельных линий в пучке или каналов кабельной канализации среди других, идущих параллельно;
• идентификацию окончаний кабелей;
• идентификацию кабельных жил.

Решение каждой из них может требовать индивидуального подхода — все зависит от типа трассируемой линии (кабель из витых пар, коаксиальный, силовой, кабельный канал, трубопровод), ее характеристик (сечения, частотные свойства, длина), ее расположения (на поверхности, в полости или в теле монолитной строительной конструкции, в грунте), а также характеристик имеющегося генератора и приемника. Поэтому дать набор прямых и однозначных указаний не представляется возможным. Систему же предпочтений, однако, описать можно.

Вначале следует определить наиболее эффективный для рассматриваемого случая тип датчика (катушка или емкостная антенна) и способ подачи сигнала (прямое подключение или индуктивный способ).

Прямое подключение, как следует из названия, подразумевает физическое соединение передатчика с искомой линией, что требует доступа либо к жилам кабеля, либо к поверхности кабельного канала (трубопровода), и предоставляет богатый выбор схем образования сигнальной цепи. К тому же оно обеспечивает наиболее мощный сигнал, поданный точно на нужную цепь. Поэтому, если возможно прямое подключение, следует предпочесть именно его. Исключение составляют случаи, когда линия находится под напряжением. Несмотря на то что выход передатчика обычно защищен от воздействия напряжения переменного тока до 240 В, подключать его к проводникам кабеля, находящимся под напряжением, не рекомендуется. В этой ситуации лучше подойдет индуктивное устройство сопряжения или индуктивная антенна.

Таким образом, датчик в виде катушки предоставляет гораздо бо?льшие возможности, чем датчик в виде антенны. Однако, чтобы использовать катушку, сигнал нужно подавать на замкнутую цепь, по которой сможет течь достаточный для имеющейся чувствительности приемника ток.

Если речь идет о двух проводниках кабеля (пара жил или жила и экран), то организовать такую цепь можно лишь в двух случаях. Во-первых, если удаленное окончание цепи доступно и можно замкнуть проводники, на которые подан сигнал. Во-вторых, если оно нагружено (например, проводники подключены к нагрузке или входным цепям какого-либо оборудования). Сказанное относится и к парам проводников, замкнутых из-за пониженного сопротивления изоляции.

Замкнутая цепь может быть также организована с помощью одного проводника (жилы, экранирующей оболочки, металлической брони или центрального несущего элемента кабеля, проводящего кабельного канала). Для этого на удаленном конце его надо соединить с шиной заземления. Этот способ пригоден только для линий, находящихся на территории одного здания (СКС, охранно-пожарная сигнализация и электропитание), так как генератор должен подключаться не просто к тому же проводнику, но и к той же шине заземления.

Очень важно понимать, что дальность, на которой приемник будет в состоянии определить сигнал, в существенной мере зависит от назначения и конструкции кабеля. Поскольку одна из задач, которые разработчики решают при создании большинства кабелей (особенно высокочастотных), — это минимизация излучения передаваемого сигнала, то выбор проводников, на которые будет подаваться сигнал, следует производить с особой тщательностью. Трассировка кабелей в экране или защитном покрытии (рукаве, оплетке из проволоки или фольги) возможна, так как они не устраняют магнитное поле полностью. Гораздо сильнее сигнал ослабляется в кабелях, бронированных стальной лентой или проволокой. Он почти полностью блокируется кабельными каналами из стальных или алюминиевых труб. Поэтому такие линии можно трассировать, только подавая сигнал на сами каналы или получив доступ к кабелю в переходных и распределительных коробках.

Последний вариант подачи сигнала в трассируемый кабель путем непосредственного подключения — соединение генератора с проводником лежащего в грунте кабеля. В этом случае цепь может замыкаться через емкостные утечки сигнала с проводника на землю, поскольку в качестве сигнала используется напряжение переменного тока. Заземлять удаленный конец не требуется. Подключение же передатчика к проводнику внутри кабеля (жиле, экрану, металлической броне или центральному несущему элементу) позволяет минимизировать эффект растекания тока или перенос сигнала на находящиеся рядом объекты. Так, коаксиальный кабель с изолированным экраном и многопарный телефонный кабель в полиэтиленовой оболочке трассируются на бо?льшую дальность, чем свитый силовой кабель и многопарный телефонный кабель в свинце. На дальность влияет также наличие воды в каналах канализации, где проходит трассируемый кабель. Нужно помнить, что у короткого отрезка кабеля может не оказаться емкостных утечек, наличие которых позволяет обеспечить ток, достаточный для имеющейся чувствительности приемника. Тогда выход один: заземлить удаленный конец линии или перейти на использование высокочастотного сигнала.

Без заземления не обойтись также в случае выхода кабеля из грунта (например, при организации ввода в здание). Если такой отрезок кабеля не заземлен на удаленном конце, то, начиная с места, где он покинул грунт, трассировать линию не удастся — ток далее течь не будет, так как емкостная связь с грунтом исчезнет.

Когда в качестве обратного провода применяется грунт, генератор нужно размещать в непосредственной близости около точки подключения к кабелю. Путь протекания обратного тока по земле оказывает влияние на суммарное поле (магнитные поля двух близко расположенных проводников с током различного направления вычитаются), поэтому точка заземления генератора не должна находиться рядом с местом подключения к кабелю. Используемый в этом случае металлический штырь для заземления втыкается в землю на небольшом расстоянии (5—10 м) в сторону и вперед по направлению трассировки кабеля.