Трассировка и идентификация кабельных линий

B ряде случаев при подаче сигнала между кабелем и грунтом успешный результат может быть достигнут только при качественном и правильном заземлении. Если трассируемая линия разветвляется, неправильно выбранное место заземления генератора не позволит основному току течь в направлении поиска. Точку заземления передатчика следует изменить таким образом, чтобы сигнал подавался в нужную сторону. Однако если у линии имеется короткий отвод, качественно заземленный на своем конце, то он все равно будет «отводить» большую часть сигнала.

Импеданс цепи, на которую подается сигнал (кабель-земля), зависит от состояния грунта (его типа и влажности), физических параметров трассируемой линии (размеров, изоляции и т. п.) и характеристик заземления. В некоторых генераторах для увеличения амплитуды сигнала предусмотрена возможность согласования (переключением вручную или автоматически) выходного импеданса с параметрами сигнальной цепи.

Чем надежнее заземлен генератор, тем выше амплитуда. Причем качество заземления особенно важно для низких частот. Сопротивление заземления должно быть менее 1000 Ом. Поэтому канистра с водой емкостью 20 л будет нелишней, чтобы ее всегда можно было вылить в месте заземления. В случае асфальтового или бетонного покрытия на его поверхность кладется небольшая металлическая пластина и поливается водой. Для заземления не стоит использовать находящиеся рядом различные металлические конструкции (трубы водопровода, забор), так как они начнут излучать сигнал. Нужно помнить, что если в непосредственной близости от трассируемого кабеля проходит параллельный кабель или трубопровод, то обратный ток (а он ищет легкие пути) будет течь по ним, и поэтому они также станут излучать магнитное поле. В результате для экспериментального подбора наилучшей точки заземления может потребоваться несколько попыток.

Свои особенности имеет и техника трассировки трубопроводов и кабельных каналов. Если они выполнены из проводящего материала, то генератор подключается непосредственно к ним. Важно проследить, чтобы в этой точке канал был отключен от заземления, иначе сигнал пойдет по короткому пути. Для непосредственного подсоединения к металлическому трубопроводу или кабельному каналу в середине трассы стоит воспользоваться смотровыми колодцами, а при их отсутствии следует предварительно установить место его залегания методом активного или пассивного поиска. Затем трубопровод раскапывается и подготавливается фронт работ. Качество подключения генератора (низкое переходное сопротивление контакта) к металлическим кабельным каналам оценивается по изменению уровня сигнала — у большинства генераторов сигнал меняет свой тон при появлении нагрузки. Производя трассировку кабельных каналов и трубопроводов, всегда следует иметь в виду, что соединение их сегментов кое-где может быть выполнено с помощью непроводящих прокладок. Чтобы не заниматься каждым сегментом в отдельности, такие места рекомендуется соединить гальванически (отрезком провода с двумя «крокодилами»).

Трассировка неметаллических каналов, не содержащих внутри проводящих элементов, выполняется двумя способами. Во-первых, в канал может быть введен пруток металлического устройства для заготовки кабельных каналов (УЗК), при этом генератор подключается и к прутку, и к заземлению. Во-вторых, в канал может быть введен активный зонд — нагруженный на катушку генератор, размещенный в капсуле небольшого размера. Он крепится на УЗК и вталкивается в канал, а сигнал катушки активного зонда обнаруживается приемником, оснащенным датчиком-катушкой. Первый способ более удобен для трассировки, а второй — для поиска конкретных мест (например, для определения места засора в канале).

Используя датчик в виде антенны, сигнал можно подавать на два любых незамкнутых проводника кабеля или между одним из проводников и шиной заземления здания. Поскольку датчик-антенна «чувствует» электрическое поле, то подача сигнала осуществляется так, чтобы обеспечить его максимум (цепь на удаленном конце должна быть разомкнута). Об этом нужно помнить, когда сигнал подается на пару жил, которая имеет дефект в виде короткого замыкания (пониженной изоляции) или нагружена (замкнута) на другом конце, так как напряженность электрического поля (ее величина определяется разностью потенциалов) будет падать по мере приближения к месту замыкания.

Если сигнал подан на одну из витых пар многопарного кабеля, то при трассировке (перемещении антенны вдоль витой пары) он будет максимальным, когда один из проводов окажется возле щупа, и минимальным в месте пересечения проводов. Таким образом, в отличие от трассировки с использованием датчика-катушки, уровень сигнала вдоль трассируемой линии будет периодически изменяться. Этот эффект возможен и тогда, когда сигнал подается между жилой одной из пар и шиной заземления (положение жилы внутри кабеля все время изменяется).

При идентификации пары, на которую подан сигнал, антенну нужно подносить к одному из проводников, а не размещать между ними — напряженность электрического поля максимальна вблизи несущих сигнал проводников и равна нулю строго посредине.

Для проверки правильности идентификации достаточно просто замкнуть пару накоротко. Исчезновение сигнала укажет на то, что пара идентифицирована правильно. Еще один способ проверки (по нулю сигнала) следует из сказанного выше — если раздвинуть проводники пары в виде буквы V и поместить антенну пробника в центре, то правильно идентифицированная пара генерирует нулевой сигнал. Особо следует отметить, что отрицательный результат обоих тестов может указывать не только на то, что пара идентифицирована неверно, но и на неисправность в правильно идентифицированной паре. Это может быть обрыв или повышенное сопротивление жил, нарушение симметрии (ошибки соединения, когда используются две жилы из разных пар — так называемая «распарка») или пониженное сопротивление изоляции одной из жил.

Из-за большого количества упомянутых нюансов идентификация и трассировка сигнала с помощью датчика антенны требуют высокой аккуратности и внимательности: нужно тщательно следить за положением антенны относительно проводников и нельзя допускать, чтобы рука находилась рядом с антенной или касалась ее. Если антенна установлена на корпусе приемника, то для уменьшения наводок на цепи приемника его следует держать подальше от пучка проводов.

Особой тщательности требует выбор способа подачи сигнала для трассировки. При работе с кабелями из витых пар (особенно высокочастотными и кабелями СКС) генератор нужно подключать не к одной паре, а к жилам двух разных пар или к жиле какой-либо пары и экранирующей оболочке. Необходимо помнить, что электрическое поле, в отличие от магнитного, почти полностью блокируется экранирующими оболочками (фольгой или оплеткой) кабеля. По этой же причине затруднена работа с намокшими кабелями. Следовательно, для трассировки генератор лучше подключать к одной из жил кабеля или его экранирующей оболочке и шине заземления здания.

При использовании приемника с двумя переключаемыми датчиками (катушкой и антенной) сигнал должен всегда подаваться так, чтобы возвратный путь не проходил по проводнику в том же кабеле или идущему близко и параллельно. Несоблюдение этого условия (скажем, сигнал подается на жилы в одном кабеле) сделает работу с датчиком-катушкой невозможной — магнитные поля проводников будут вычитаться, так как ток в них течет в разном направлении.

Вообще же, трассировка с применением датчика-антенны не очень удобна и годится только при работе в зданиях и с подвесными кабелями. Этот прибор удобен для идентификации кабельных пар (разбора пар при соединении кабелей или расшивке на кросс) и кабельных окончаний (поиска розеток или плинтов на кроссе).

Следующий по эффективности способ подачи сигнала на трассируемую линию — индукционное устройство сопряжения (клипса). Оно позволяет подать сигнал на конкретную линию без удаления изоляции и гальванического контакта с проводником.

Выходной сигнал передатчика индуцируется в кабеле с помощью одетой на него клипсы в виде разъемного тороидального сердечника с катушкой. После того как клипса защелкивается вокруг трассируемой линии, вся система превращается в трансформатор тока. Одна из его обмоток — катушка, нагруженная на генератор, а вторая — трассируемая линия, на которой индуцируется сигнал. Для подачи тока в трассируемую линию следует сформировать замкнутую цепь, т. е. проводники кабельной линии должны быть заземлены по обе стороны от места установки клипсы. Индукционному устройству сопряжения для работы требуется сигнал с высокой частотой. Поэтому если трассируемая линия лежит в грунте, то цепь может замыкаться и через емкостные утечки. Однако при работе в здании или трассировке коротких кабелей в грунте на это надеяться не стоит: оба конца проводника, на котором индуцируется сигнал, лучше заземлить. К слову, низкий уровень сигнала в линии, где установлена клипса, указывает на необходимость более качественного заземления. Исключение может составить случай использования частот около 100 кГц, когда проводник превращается в излучающую антенну.