RU2350974C1

RU2350974C1 - Method for determination of cable installation route and localisation of cable damage point

Info

Publication number: RU2350974C1
Application number: RU2007118602/28A
Authority: RU
Inventors: Владимир Александрович Бурдин (RU); Владимир Александрович Бурдин
Priority date: 2007-05-18
Filing date: 2007-05-18
Publication date: 2009-03-27
Also published as: RU2007118602A

Abstract

FIELD: physics, measurement.

SUBSTANCE: invention is related to measuring equipment and may be used to detect installation route and localise areas of cables damage with complex configuration of installation, in particular for cables installed in sloped sections in the form of serpentine, also in case of parallel installation of several cables and other structures under effect of external electromagnet fields. Low-frequency electromagnet signal is sent along cable. On device that is able to move on surface only straight and in one direction, detectors of magnetic field components and curvometer are fixed. Rectangular area is isolated on the surface above the cable. Device is displaced parallel to one of sides of this rectangular field. With the help of magnetic field detectors levels of magnetic field components are measured, and curvometer is used to measure distance covered by device. This operation is repeated multiple times, every time the device is displaced with known pitch along the other side of isolated rectangular area. According to measurement results two-dimensional functions of magnetic field components distribution are built on the surface above cable in isolated rectangular area. Location of local extremes is used to identify route and place of cable damage.

EFFECT: higher accuracy in detection of installation route and localisation of cable damage area.

2 dwg

Description

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения трассы прокладки и локализации мест повреждений кабелей со сложной конфигурацией прокладки и/или расположенных в многопроводной системе в условиях сложной электромагнитной обстановки. В частности, кабелей связи, уложенных на наклонных участках трассы змейкой, кабелей нагрева, уложенных в ступенях сходов, «теплых полах» и т.п. В том числе в случае параллельной прокладки нескольких кабелей и других протяженных металлических сооружений - трубопроводов, грозозащитных тросов и др., - при влиянии внешних электромагнитных полей линий электропередачи, контактных сетей электрифицированных железных дорог, радиостанций.The invention relates to measuring equipment and can be used to determine the route of laying and localization of places of damage to cables with a complex configuration of the strip and / or located in a multi-wire system in a complex electromagnetic environment. In particular, communication cables laid on sloping sections of the route with a snake, heating cables laid in steps of descent, "warm floors", etc. Including in the case of parallel laying of several cables and other extended metal structures - pipelines, lightning protection cables, etc., - under the influence of external electromagnetic fields of power lines, contact networks of electrified railways, radio stations.

Известны способы /1, 2/ определения трассы прокладки и локализации места повреждения кабеля, заключающиеся в том, что по кабелю передают низкочастотный электромагнитный сигнал, перемещают датчики магнитного поля над кабелем вдоль и перпендикулярно трассе прокладки кабеля и определяют трассу и место повреждения кабеля по распределению компонент магнитного поля над кабелем. В результате смены направления прокладки кабеля в случае сложной трассы, реакции соседних цепей и влияний внешних электромагнитных полей распределение магнитного поля над кабелем становится сложным, что затрудняет его идентификацию, поиск искомого кабеля и ведет к ошибкам определения трассы и погрешностям локализации мест повреждений кабеля.Known methods / 1, 2 / for determining the route of laying and localization of the place of damage to the cable, which consists in transmitting a low-frequency electromagnetic signal through the cable, moving the magnetic field sensors above the cable along and perpendicular to the route of cable laying and determining the path and place of damage to the cable according to the distribution of components magnetic field above the cable. As a result of a change in the direction of cable laying in the case of a complex route, the reaction of adjacent circuits and the effects of external electromagnetic fields, the distribution of the magnetic field above the cable becomes complicated, which makes it difficult to identify it, search for the cable to be found and leads to errors in determining the route and localization errors of cable damage locations.

Известен способ определения места повреждения кабельной линии со сложной конфигурацией прокладки кабеля /3/, заключающийся в том, что по кабелю передают низкочастотный электромагнитный сигнал и перемещают датчики магнитного поля на поверхности над кабелем, ограничивающей участок со сложной конфигурацией прокладки кабеля, во взаимоперпендикулярных направлениях, измеряют распределение уровня излучаемого сигнала по поверхности, ограничивающей участок со сложной конфигурацией прокладки кабеля, как двумерную функцию координат на этой поверхности, анализируют эту двумерную функцию распределения уровня излучаемого сигнала по поверхности над кабелем, ограничивающей участок со сложной конфигурацией прокладки кабеля, определяют место повреждения в точке поверхности, где эта двумерная функция распределения уровня излучаемого сигнала имеет локальный экстремум. При перемещении датчиков магнитного поля по поверхности над кабелем достаточно сложно контролировать и поддерживать постоянными направление и скорость перемещения. Это приводит к погрешностям при построении двумерной функции распределения уровня излучаемого сигнала на поверхности и, как следствие, погрешностям определения трассы кабеля и ошибкам локализации места повреждения.There is a method of determining the location of damage to a cable line with a complex configuration of the cable routing / 3 /, which consists in transmitting a low-frequency electromagnetic signal through the cable and moving the magnetic field sensors on the surface above the cable, limiting the area with a complex configuration of the cable routing, in mutually perpendicular directions, measure distribution of the level of the emitted signal over the surface bounding the area with a complex configuration of cable laying as a two-dimensional coordinate function on this Surfaces, analyze this two-dimensional function of the distribution of the level of the emitted signal over the surface above the cable, limiting the area with a complex configuration of the cable, determine the location of damage at the point of the surface where this two-dimensional distribution function of the level of the emitted signal has a local extremum. When moving magnetic field sensors over the surface above the cable, it is quite difficult to control and keep the direction and speed of movement constant. This leads to errors in constructing a two-dimensional distribution function of the level of the emitted signal on the surface and, as a result, errors in determining the cable path and errors in localizing the location of the damage.

Сущностью предлагаемого изобретения является повышение точности определения трассы прокладки и локализации места повреждения кабеля.The essence of the invention is to increase the accuracy of determining the route of laying and localization of the place of damage to the cable.

Эта сущность достигается тем, что согласно способу определения трассы прокладки и локализации места повреждения кабеля по кабелю передают низкочастотный электромагнитный сигнал и перемещают датчики магнитного поля по поверхности над кабелем, измеряют распределения уровней излучаемого сигнала по поверхности как двумерные функции координат на этой поверхности и определяют трассу прокладки и место повреждения кабеля по местоположению локальных экстремумов этих функций, при этом на устройстве, способном перемещаться по поверхности только по прямой и в одном направлении, закрепляют датчики компонент магнитного поля и курвиметр, на поверхности над кабелем выделяют прямоугольную область, предварительно обнуляют показания курвиметра и перемещают устройство параллельно одной из сторон этой прямоугольной области вдоль всей длины этой стороны, с помощью датчиков магнитного поля измеряют уровни компонент магнитного поля, а с помощью курвиметра - расстояние, которое прошло устройство по поверхности, запоминают результаты измерений как функции уровней компонент магнитного поля от расстояния, повторяют эту операцию многократно, каждый раз смещая устройство с известным шагом вдоль другой стороны выделенной прямоугольной области, по результатам измерений строят двумерные функции распределений уровней компонент магнитного поля на поверхности над кабелем в выделенной прямоугольной области, по местоположению локальных экстремумов которых определяют трассу и место повреждения кабеля.This essence is achieved by the fact that according to the method for determining the route of laying and localizing the place of damage to the cable, a low-frequency electromagnetic signal is transmitted through the cable and the magnetic field sensors are moved over the surface above the cable, the distribution of the levels of the emitted signal over the surface is measured as two-dimensional coordinate functions on this surface, and the route of the strip is determined and the place of cable damage at the location of local extremes of these functions, while on a device that can move along the surface only in a straight and in one direction, the sensors of the magnetic field components and the curvimeter are fixed, a rectangular region is distinguished on the surface above the cable, the readings of the curvimeter are zeroed out and the device is moved parallel to one of the sides of this rectangular region along the entire length of this side, they are measured using magnetic field sensors levels of the magnetic field components, and with the help of a curvimeter, the distance that the device has traveled over the surface, the measurement results are stored as a function of the levels of the magnetic components about the field from the distance, repeat this operation many times, each time shifting the device with a known step along the other side of the selected rectangular region, according to the measurement results, two-dimensional distribution functions of the levels of the components of the magnetic field on the surface above the cable in the selected rectangular region are constructed, according to the location of the local extrema of which route and place of cable damage.

На фиг.1 представлена структурная схема устройства для реализации заявляемого способа. Фиг.2 поясняет реализацию заявляемого способа.Figure 1 presents the structural diagram of a device for implementing the proposed method. Figure 2 explains the implementation of the proposed method.

Устройство содержит размещенные на поверхности над кабелем 1 устройство 2, способное перемещаться по поверхности только по прямой и в одном направлении, систему датчиков компонент магнитного поля 3, курвиметр 4, информационную систему 5 и генератор низкочастотного электромагнитного сигнала 6, подключенный к цепи «кабель-земля», при этом система датчиков 3 и курвиметр 4 подключены к информационной системе и закреплены на устройстве 2.The device comprises a device 2 located on the surface above the cable 1, capable of moving along the surface only in a straight line and in one direction, a sensor system of magnetic field components 3, a curvimeter 4, an information system 5, and a low-frequency electromagnetic signal generator 6 connected to the cable-to-ground circuit ”, While the sensor system 3 and the curvimeter 4 are connected to the information system and mounted on the device 2.

Способ осуществляется следующим образом. Генератор 6 создает в кабеле 1 низкочастотный электромагнитный сигнал. На поверхности над кабелем выделяют прямоугольную область. Показания курвиметра 4 обнуляют. Устройство 2 с системой датчиков магнитного поля 3 и курвиметром 4 перемещают вдоль одной из сторон выделенной прямоугольной области по всей ее длине. В процессе перемещения устройства 2 датчики компонент магнитного поля системы 3 принимают вертикальную и горизонтальные компоненты напряженности магнитного поля и измеряют их уровни, курвиметр 4 измеряет расстояние, на которое переместили устройство 2, а результаты измерений поступают к информационной системе 5, в которой формируют функции распределения уровней компонент магнитного поля вдоль исследуемой стороны выделенной прямоугольной области и запоминают ее. Затем обнуляют показания курвиметра 4 и устройство 2 смещают относительно линии, по которой оно перемещалось, внутрь выделенной прямоугольной области на известное расстояние. После чего перемещают устройство 2 с системой датчиков магнитного поля 3 и курвиметром 4 параллельно той же стороне выделенной прямоугольной области в том же направлении вдоль всей ее длины. Операцию повторяют многократно, каждый раз смещая устройство 2 относительно линии, по которой оно перемещалось, на известное расстояние в одном и том же направлении. По результатам измерений в информационной системе формируют двумерные функции распределений уровней компонент магнитного поля на поверхности над кабелем в выделенной прямоугольной области. Затем по местоположению локальных экстремумов этих функций определяют трассу и место повреждения кабеля.The method is as follows. Generator 6 generates a low-frequency electromagnetic signal in cable 1. A rectangular area is distinguished on the surface above the cable. The readings of the curvimeter 4 are reset to zero. A device 2 with a system of magnetic field sensors 3 and a curvimeter 4 is moved along one of the sides of the selected rectangular region along its entire length. In the process of moving the device 2, the sensors of the components of the magnetic field of the system 3 take the vertical and horizontal components of the magnetic field and measure their levels, the curvimeter 4 measures the distance over which the device 2 was moved, and the measurement results are sent to the information system 5, in which the level distribution functions are formed component of the magnetic field along the investigated side of the selected rectangular region and remember it. Then the readings of the curvimeter 4 are reset to zero and the device 2 is displaced relative to the line along which it moved into the selected rectangular area by a known distance. After that, the device 2 is moved with a system of magnetic field sensors 3 and a curvimeter 4 parallel to the same side of the selected rectangular region in the same direction along its entire length. The operation is repeated many times, each time shifting the device 2 relative to the line along which it moved, a known distance in the same direction. According to the results of measurements in the information system, two-dimensional functions of the distribution of the levels of the components of the magnetic field on the surface above the cable in the selected rectangular region are formed. Then, according to the location of local extremes of these functions, the path and the place of cable damage are determined.

По сравнению с прототипом предлагаемый способ обеспечивает более высокую точность определения трассы прокладки и места повреждения кабеля.Compared with the prototype, the proposed method provides higher accuracy in determining the route of the strip and the place of damage to the cable.

Контроль направления перемещения системы датчиков магнитного поля, измерение расстояний курвиметром и привязка к ним результатов измерений уровней компонент магнитного поля обеспечивают повышение точности построения двумерных функций распределения уровней компонент магнитного поля на поверхности над кабелем и, как следствие, уменьшение погрешностей и ошибок при определении трассы и места повреждения кабеля.Monitoring the direction of movement of the magnetic field sensor system, measuring the distances with a curvimeter and linking to them the results of measuring the levels of the magnetic field components provide increased accuracy in the construction of two-dimensional distribution functions of the levels of the magnetic field components on the surface above the cable and, as a result, reduced errors and errors in determining the path and location cable damage.

ЛитератураLiterature

1. Трассопоисковая система Radiodetection RD4000. Руководство пользователя. Версия 03.10.2002.1. Trassopoiskovy system Radiodetection RD4000. User's manual. Version 10/03/2002.

2. US 2006/0036376 A1.2. US 2006/0036376 A1.

3. SU 1765791 A1.3.SU 1765791 A1.

Claims

The method for determining the laying path and localizing the place of damage to the cable, which consists in transmitting a low-frequency electromagnetic signal along the cable and moving the magnetic field sensors over the surface above the cable, measuring the distribution of the emitted signal levels over the surface as two-dimensional coordinate functions on this surface and determining the laying path and the place of cable damage at the location of local extremes of these functions, characterized in that on a device capable of moving on the surface only about the straight line and in one direction, the sensors of the magnetic field components and the curvimeter are fixed, a rectangular region is distinguished on the surface above the cable, preliminary the curvimeter readings are reset and the device is moved parallel to one of the sides of this rectangular region along the entire length of this side, the levels are measured using magnetic field sensors component of the magnetic field, and with the help of a curvimeter, the distance that the device has traveled over the surface, the measurement results are stored as a function of the levels of the components of the magnetic field from a distance, repeat this operation many times, each time shifting the device with a known step along the other side of the selected rectangular region, according to the measurement results, two-dimensional functions of the distribution of the levels of the magnetic field components on the surface above the cable in the selected rectangular region are constructed, the local extrema of which determine the path and cable damage location.