Тпк 1 трассоискатель инструкция

Глава III

МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТОПОЛОЖЕНИЯ СКРЫТЫХ ПОДЗЕМНЫХ КОММУНИКАЦИЙ

Определение местоположения подземных коммуникаций и глубины их заложения может быть осуществлено двумя методами: шурфованием и индукционным методом (с использованием трубокабелеискателей).

1. ВЫЯВЛЕНИЕ И СЪЕМКА ПОДЗЕМНЫХ КОММУНИКАЦИЙ С ПОМОЩЬЮ ЭЛЕКТРОННЫХ ПРИБОРОВ

Общие принципы действия приборов поиска подземных коммуникаций

Поиск с определением планово-высотного положения подземных коммуникаций, не имеющих выходов на поверхность, а также от дельных участков трубопроводов, проложенных между колодцами (выходами), выполняют с помощью трубокабелеискателей. При боры позволяют определить место и глубину заложения прокладок без вскрытия их шурфами.

В принципе действия большинства приборов поиска подземных коммуникаций лежит закон электромагнитной индукции, на основе которого производится обнаружение переменного магнитного поля, искусственно создаваемого вокруг исследуемого проводника (трубопровода или кабеля).

Функционально приборы поиска подземных коммуникаций обычно выполняют из двух блоков (рис. 44): передающего и приемного.

Передающий блок состоит из передатчика Г с управляющим устройством Р, питанием Б1 и антенны или выхода А1, приемный блок — из антенны А2, усилителя П с питанием Б2 и воспроизводящим устройством В.

Функциональная схема обнаружения токопроводящих подземных коммуникаций изображена на рис. 45. При помощи генератора в токопроводящую линию подается переменный электрический ток звуковой частоты, что вызывает появление переменного магнитного поля. В антенне, помещенной в магнитное поле, наводится индукционный электрический ток той же частоты, на которой работает генератор. В усилителе ток усиливается до необходимой величины и подается на воспроизводящее устройство (индикаторный блок).

Рис. 44. Функциональные блоки приборов поиска подземных коммуникаций:

1 — передающий блок; 2 — приемный блок

Рис. 45. Принципиальная схема обнаружения токопроводящих подземных коммуникаций

Приборы поиска подземных коммуникации по основным техническим данным можно разделить на три класса:

— приборы I класса с мощностью генератора на выходе не менее 20 Вт, с выходным напряжением от 1 до 200 В, коэффициентом усиления поискового контура не менее 10000, хорошей помехоустойчивостью, наличием автономного питания (ВТР-IVМ, ВТР-V, ТПК-1);

— приборы II класса с мощностью генератора на выходе до 20 Вт, выходным напряжением от 1 До 200 В и коэффициентом усиления: поискового контура не менее 2000 (ТКИ-2, ВТР-1П, ВТР-IV, ИПК-2, ИПКТ);

— приборы III класса с мощностью генератора на выходе до 2 Вт (КИ-3; ИПЛ-4; ИП-7 с генератором ГИП (ГКИ)); И. П. Казакова, г. Харьков; прибор П. Скопина и А. Макарова, г. Усть-Каменогорск) и приборы типа миноискателей — колодцеискатели.

В настоящее время применяется ,до 20 типов отечественных и зарубежных трубокабелеискателей. Технические характеристики трубокабелеискателей даны в прил. 4. В настоящем Руководстве подробно рассматриваются трубокабелеискатели следующих типов: ТПК-1, ВТР-V ИПК-2, КИ-3, ИП-7 с генератором ГИП (ГКИ).

Основные технические характеристики приборов поиска подземных коммуникации

Для определения местоположения и глубины заложения под земных сетей рекомендуются высокочувствительные трассоискатали (ВТР-V, ТПК-1), кабелеискатели КИ-3, ИП-7 с генератором ГИП (ГКИ), искатель подземных коммуникаций ИПК.-2, искатель подземных кабелей и трубопроводов ИПКТ и др. Приборы работают на одном и том же принципе и различаются только электрическими схемами, оформлением и техническими характеристиками.

С помощью данных приборов возможно также определение повреждения силовых и телефонных кабелей и местоположения муфт без вскрытия грунта.

Трубокабелеискатели состоят из двух основных узлов:

— генератора,

— приемного устройства.

Генератор служит для создания переменного электромагнитного поля определенной частоты. Частота звукового сигнала, посылаемого генератором, выбирается так, чтобы она отличалась от промышленных частот и легко воспринималась на слух. У рассматриваемых трубокабелеискателей она составляет в основном 1000 Гц.

Для более надежного выделения сигнала генераторы снабжаются прерывателем сигналов (модулятором).

Трассоискатель ТПК-1

Трассоискатель подземных коммуникаций ТПК-1 относится к приборам первого класса и рассчитан для работы в диапазоне температур окружающего воздуха от —20 до +40° С и относительной влажности 65 ± 15%. Выходная мощность генератора 35 Вт. Вес комплекта трассоискателя 14 кг.

Генератор звуковой частоты состоит из трех каскадов, схемы прерывания и выходного трансформатора (рис. 46).

Задающий генератор -представляет собой симметричный мультивибратор на транзисторах Т1 и Т2 типа МП36А и работает в режиме самовозбуждения.

Цепь питания задающего генератора прерывается ключевым транзистором Т7. Усилитель собран на двух (ТЗ, Т4) транзисторах типа П214В по двухтактной схеме и работает в ключевом режиме.

Оконечный каскад собран на транзисторах Т5 и Т6 типа П210А по двухтактной схеме и работает в ключевом режиме.

Выходной трансформатор Тр2 служит для согласования с нагрузочными сопротивлениями оконечного каскада. Вторичная обмотка трансформатора — секционная. Переключателем изменяется выходное напряжение генератора от 1 до 200 В.

Прерыватель введен в схему генератора с целью улучшения соотношения полезного сигнала к шуму. При таком режиме работы значительно экономится расход энергии аккумуляторов и утомляемость оператора снижается.

Рис. 46. Принципиальная электрическая схема генератора ТПК-1

Картинка с сайта: rukovodstvo2.ru

Рис. 47 Зарядное устройство (принципиальная электрическая схема) питания ТПК-1

Основой прерывателя является коммутирующий мультивибратор, собранный на транзисторах Т8 и Т9 типа МП39. При установке переключателя рода работ в положение «Работа» мультивибратор генерирует импульсы, которые управляют работой транзистора Т7. В паузах транзистор Т7 запирается, разрывая цепь питания задающего генератора (350 мкс), затем открывается на время 50 мкс, подавая питание на генератор. Если переключатель рода работы поставить в положение «Настройка», прерыватель отключится, и генератор начнет работать непрерывно.

Схема защиты от короткого замыкания на выходе представлена датчиком защиты, выпрямительным мостом и реле. При токе в выходной цепи генератора более ЗА реле срабатывает, и генератор отключается. При срабатывании защиты необходимо понизить выходное напряжение на 1—2 ступени и нажать кнопку повторного включения КН2, при этом разрывается цепь самоблокировки, и генератор вновь возобновит работу.

Блок питания состоит из двух аккумуляторных батарей типа ЗМТ-6 и зарядного устройства (рис. 47), собранного по мостовой схеме на четырех диодах типа Д202. Первичная обмотка трансформатора рассчитана на включение в сеть напряжением 220 В.

Приемное устройство трассоискателя (рис. 48) представляет собой усилитель низкой частоты с избирательным элементом (приемной антенной) на входе. Избирательным элементом является контур магнитной антенны, настроенной на частоту, близкую к 1000 Гц. Согласование контура с входом усилителя осуществляется при помощи эмиттерного повторителя, собранного на транзисторе Т1 типа МП39Б.

Усилитель собран на транзисторах Т2—Т5 по два каскада со взаимосвязанным смещением, обеспечивающим высокую стабильность усиления.

Включение и выключение поискового устройства осуществляется выключателем, а регулирование громкости — потенциометром К.5. Схема питается от двух последовательно включенных элементов типа 1,ЗФМЦ-0,25.

Конструктивно прибор выполнен в виде трех отдельных блоков (рис.49):

1) блок генератора,

2) блок питания,

3) поисковый контур.

Генератор помещен в металлический корпус, на боковую стен ку которого выведены стандартные разъемы для подключения питания, нагрузки и заземления, предусмотрена защита от неправильного подключения питания по полярности.

Органы управления генератора и контроля работы выведены на лицевую панель (рис. 50): тумблер включения генератора 1, ручка переключения выходного напряжения 2, тумблер переключателя режима работы генератора (импульсный или непрерывный) 3, кнопка 4 повторного включения генератора при выключении его защитой, предохранитель 5, вольтамперметр 6 с кнопкой 7, контрольная лампочка 8.

Картинка с сайта: rukovodstvo2.ru

Рис. 48. Принципиальная электрическая схема приемного устройства ТПК-1

Рис. 49. Комплект прибора ТПК-1:

1-генератор; 2—аккумуляторная батарея; 3— приемное устройство; 4—заземлитель; 5 — головные телефоны; 6 — стандартный разъем

Рис. 50. Генератор ТПК-1 (вид со стороны лицевой панели)

Шкала переключателя выходного напряжения градуирована на 10 положений, изменяющих выходное напряжения от 1 до 200 В. Размеры корпуса генератора 293*165*177 мм. Масса блока генератора 4,2 кг.

Блок питания состоит из двух батарей аккумуляторов ЗМТ- б зарядного устройства, принадлежностей и размещен в металлическом ящике размером 275 X 180 X 170 мм. На боковую стенку ящика выведен стандартный разъем для подключения генератора.

рис.51. Приемное устройство ТПК-1:

(1-рукоядка;2-штанга;3 — разъемные щечки: 4 —трубчатый корпус антенны (экран),

5-разъем малогабаритный; 6 — движковый переключатель; 7- ручка регулировки

усиления

Аккумуляторы в отсеке размещены так, что неправильное включение по полярности исключено. Масса блока питания в комплекте 9 КГ.

Приемное устройство (рис. 51) выполнено в виде дюралюминиевой трубчатой штанги, на одном из концов которой крепится магнитная антенна с экраном под углом 45° к штанге, а на другом конце в рукоятке помещена монтажная плата приемника с элементами питания, движковый переключатель и регулятор усиления. В торцовую часть рукоятки вмонтирована розетка разъема для головных телефонов.

Общая масса укладки приемного устройства с соединительным кабелем 2.8кг.

Трассоискатель ВТР-V

Высокочувствительный трассоискатель ВТР-V относится к приборам первого класса и рассчитан для работы в диапазоне температур окружающего воздуха от -40 до +40 C

Выходная мощность генератора 50Вт.Масса комплекта трассоискателя 26 кг. Трассоискатель ВТР-Vвыполнен из двух функциональных блоков: передающего ( генератор звуковой частоты ) и приемного (приемная антенна и усилитель)

Генератор состоит из задающего генератора, модулятора выходного каскада и выходного трансформатора (рис 52)

Картинка с сайта: rukovodstvo2.ru

Задающий генератор представляет собой генератор LС, собранный по трехточечной схеме на транзисторе Т4 типа П4В, и служит для формирования колебаний тока звуковой частоты 1000 ± 20 Гц.

Модулятор, включающийся тумблером, собран по схеме мультивибратора на транзисторах Т1 и Т2 типа П40 и служит для создания импульсного режима работы генератора.

Выходной каскад выполнен по двухтактной схеме на транзисторах Т5 и Т6 типа П210. Выходной трансформатор обеспечивает согласование генератора с различными нагрузками. Выводы секций трансформатора подсоединены к переключателю на 12 положений, с помощью которого подачу выходного напряжения в искомые прокладки можно менять в пределах от 1 до 200 В.

Защита генератора от перегрузки, в случае неправильности подключения источника питания по полярности, осуществляется на реле типа РКМ и диоде Д7Ж.

В качестве источника питания применены щелочные аккумуляторные батареи типа КН-10 (ГОСТ 9240—59) или КН-14 (ФБЗ. 576. 022ТУ).

Приемное устройство трассоискателя ВТР-V (рис. 53) состоит ;из двух основных узлов: поискового контура (ферритовой антенны) и усилителя, выполненных раздельно.

Электрическая схема усилителя имеет четыре каскада усиления, собранных на транзисторах Т1 — Т4 типа П39Б, включенных по схеме с общим эмиттером. Входной контурL1C1 настроен на частоту генератора (1000 ± 20 Гц). Согласование сопротивления контура с первым каскадом усилителя осуществляется за счет подключения лишь части витков катушки L1.

Первые три каскада охвачены обратной связью по напряжению.

Картинка с сайта: rukovodstvo2.ru

Рис. 53. Принципиальная схема приемного устройства трассоискателя ВТР-V
Для обеспечения помехоустойчивости приемного устройства в схему введен полосовой КС фильтр верхних частот с полюсом затухания на частотах 50 Гц. При включении фильтра КС уровень полезного сигнала снижается в 2 раза, а сигнала помех — в 35 раз. Переменное сопротивление К5 регулирует величину сигнала на входе второго каскада усилителя, обеспечивая плавную регулировку выходного напряжения, что необходимо для более точного определения трассы.

Питание приемного устройства осуществляется от батареи типа КБС-Х-0,70 (КБС-Л-0,50).

Конструктивно прибор состоит из трех узлов: генератора, приемного устройства и аккумуляторной батареи (рис. 54).

Генератор (рис. 55) вмонтирован в металлический футляр с крышкой, в котором при транспортировке размещаются усилитель . приемного устройства, соединительные провода (3 м), головные телефоны, ЗИП, магнитоконтакт.

Органы управления генератора состоят из кнопки включения 1 и выключения 2 генератора, сигнальной лампочки 3, предохранителя 4, тумблера включения модулятора 5, переключателя выходного напряжения 6, клемм для подключения исследуемой коммуникации 7, клемм для подключения нагрузки в виде короткого замыкания 8, клемм для подключения аккумуляторной батареи 9.

Блок питания состоит из батарей щелочных аккумуляторов и размещен в деревянном ящике, в отдельном отсеке которого на. вставляемом щитке помещаются заземлитель, соединительный кабель и напильник для зачистки мест подключения генератора к

прокладкам.

Усилитель приемного устройства (рис. 56) смонтирован вместе с источником питания в отдельном металлическом корпусе, имеет звуковую (телефон) и визуальную (микроамперметр) индикации.

Органы управления усилителя состоят из тумблера включения усилителя 1, тумблера включения фильтра 2, гнезд 3 для подключения головных телефонов, ручки регулировки усиления 4, штеккера с соединительным проводом 5 для включения в поисковый контур и микроамперметра 6.

Поисковый контур (рис. 57) выполнен в виде ферритовой антенны 2, укрепленной на специальном трубчатом держателе с ручкой 1, через который проходит провод, соединяющий усилитель с антенной.

Металлический уголок-насадка 3 надевается на поисковый, контур при определении глубины заложения отыскиваемых коммуникаций.

Искатель подземных коммуникаций ИПК-2

Искатель подземных коммуникаций ИПК-2 относится к приборам второго класса и рассчитан для работы в диапазоне темпера- тур окружающего воздуха от —20 до +40° С и относительной влажности 65 ± 15%. Выходная мощность генератора 6 Вт. Масса комплекта прибора 6 кг.

Картинка с сайта: rukovodstvo2.ru

Картинка с сайта: rukovodstvo2.ru

Основным узлом искателя подземных коммуникаций является генератор, принципиальная схема которого представлена на рис. 58.

Задающий генератор импульсных колебаний с частотой 1000 Гц и периодом посылок 3 Гц в секунду собран на транзисторе Т1типа МП42Б. Индуктивность контура Ll С1, определяющего частоту колебаний, выполнена, в броневом карбонильном сердечнике типа СБ-3. Подстройка генератора по частоте осуществляется изменением индуктивности L1 путем введения стального сердечника. Ручка подстройки частоты выведена на переднюю панель. Частота посылок генератора определяется интегрирующей цепью С2R.2 и может регулироваться потенциометром C2R2 смонтированным на шасси генератора.

Напряжение с задающего генератора через разделительную емкость С4 подается на согласующий каскад, собранный на транзисторе Т2 типа МП42Б ПО схеме эмиттерного повторителя. Нагрузкой каскада является согласующий трансформатор Тр1, вторичная обмотка которого имеет заземленную среднюю точку, что обеспечивает получение двух противофазных напряжений, необходимых для работы двухтактного усилителя мощности. Усилитель мощности собран на транзисторах ТЗ и Т4 типа П216. Выходной трансформатор Тр2 обеспечивает согласование генератора с нагрузками в 6; 60 и 600 Ом.

Питание генератора осуществляется от 12 батарей типа «Марс» или «Сатурн».

Принципиальная схема приемного устройства ИПК-2 представлена на рис. 59. Контур L1С1 настроен на частоту 1000 Гц. Катушка контура намотана на ферритовом стержне с М₀ = 600. Напряжение с контура через разделительную емкость С₂ подается на усилитель, выполненный на интегральной микросхеме типа «Индукция» серии 2252. Напряжение с этого каскада подается на узкополосный фильтр , собранный на транзисторах T1 , T2 , T3 , T4 типа МП37

Все каскады охвачены отрицательной обратной связью через двойной Т-образный фильтр. Подобная схема позволяет получить частотную характеристику тракта с полосой ±25 Гц. Включение фильтра позволяет ослабить промышленные помехи 50 Гц не менее чем в 1000 раз. В режиме работы «50 Гц» фильтр отключается.

Напряжение с фильтра подается на усилитель, собранный на микросхеме типа «Индукция», и далее на усилитель мощности, нагрузкой которого служат головные телефоны. Напряжение последнего каскада поступает на интегрирующий каскад на транзисторе Т6.Среднее значение тока этого каскада измеряется приборами визуальной индукции.

Картинка с сайта: rukovodstvo2.ru

Рис. 59. Принципиальная электрическая схема приемного устройства ИПК-2

Картинка с сайта: rukovodstvo2.ru

рис. 60. Комплект искателя ИПК-2:

/—генератор; 2—приемное устройство; 3 — соединительные провода; 4 — штырь заземления; 5 — напильник: 6—головные телефоны; 7 —уголок; 8— магнитоконтакт

Картинка с сайта: rukovodstvo2.ru

Рис. 61. Генератор ИПК-2 (вид со стороны лицевой панели):

/ — тумблер включения генератора; 2 ~ кнопка контроля работы генератора; 3 — сигнальная лампочка; 4 — ручка регулировки частоты; 5 — клеммы для подключения трассы;

6 — клемма заземления

Питание приемного устройства осуществляется от батареи типа КБС-Х-0,7,потребляемый ток 6мА.

Искатель подземных коммуникаций состоит из двух узлов: генератора и приемного устройства (рис. 60).

Генератор вмонтирован в удобный для переноски металлический футляр с крышкой. Для удобства пользования генератором все основные ручки выведены на переднюю панель (рис. 61). Слева на панели расположены тумблер «Вкл», кнопка «Контроль» и сигнальная лампочка, в центре — потенциометр «Частота» и справа — выходные клеммы генератора.

Размеры корпуса генератора 220 X 205 X 40 мм. Масса блока генератора с питанием 2,55 кг.

Рис. 62. Приемное устройство ИПК-2:

1 — поисковый контур; 2 — тумблер включения приемного устройства; 3 —гнезда для подключения головных телефонов; 4 — переключатель рода работ «50— 1000 Гц»; 5 — ручка регулировки усиления
Приемное устройство (рис. 62) включает в себя поисковый контур, усилительное устройство и головные телефоны.

Поисковый контур состоит из катушки индуктивности, собранной на ферритовом сердечнике, и конденсатора, которые помещены в специальный корпус.

Верхняя часть приемного устройства выполнена из трубы и ручки, в которые вмонтированы усилительное устройство и источник питания. Усилительное устройство имеет звуковую и визуальную индикации, для чего предусмотрены головные телефоны и вмонтированный в корпус микроамперметр.

Переключатель рода работ «50—1000 Гц» и регулировка усиления выведены на верхнюю панель корпуса приемника.

Приемное устройство и генератор размещены в деревянном ящике, где хранятся соединительные провода, уголок, зажим для трубопроводов, заземляющий штырь и напильник.

Кабелеискатель КИ-3

Кабелеискатель КИ-3 относится к приборам третьего класса и рассчитан для работы в диапазоне температур окружающего воздуха от —20 до +40° С и относительной влажности до 80%.

Генератор (рис. 63) состоит из задающего генератора, ступени усилителя, выходного каскада и устройства прерывания. Для обеспечения возможности питания от сети переменного тока генератор имеет свой выпрямитель. Задающий генератор собран на двух триодах Т1 и Т2 типа П14 с двойным Т-образным мостом в цепи положительной обратной связи. Каскад усиления собран на триоде ТЗ типа П14 по схеме с общим эмиттером. Выходной каскад работает по двухтактной схеме на триодах Т1 и Т7 типа П4Д. Триоды выходного каскада нагружены на трансформатор Тр2, вторичная обмотка которого имеет отводы для работы на линии с входным сопротивлением 10, 600 и 1 Ом. Для перевода генератора в импульсный режим работы применен несимметричный мультивибратор, выполненный на триодах Т4 и Т5 типа П16. В качестве выпрямителя использованы 4 диода Д7Ж, собранные по схеме моста.

Питание генератора осуществляется от одного из следующих источников питания:

а) десяти элементов типа «Марс» или «Сатурн»;

б) сети переменного тока напряжением 220 или 24 В;

в) любого внешнего источника постоянного тока напряжением 12—15В.

Картинка с сайта: rukovodstvo2.ru

Усилитель искателя (рис. 64) выполнен на триодах Т1 Т2, ТЗ типа П14 по схеме с общим эмиттером. Все каскады охвачены глубокой отрицательной обратной связью. Кроме того, предусмотрена стабилизация рабочей точки всех каскадов. В цепь коллектора выходного каскада включены телефоны. Индуктивность обмоток телефона с подключенной к ним емкостью образует резонансный контур, настроенный на частоту 1000 Гц. В схеме усилителя предусмотрена возможность плавного изменения коэффициента усиления с помощью потенциометра.

Картинка с сайта: rukovodstvo2.ru

Картинка с сайта: rukovodstvo2.ru

Рис. 65. Комплект прибора КИ-3:

/ — генератор; 3 — искатель; 3— выходные клеммы генератора; 4 — сигнальная лампочка; 5 — кнопка-контроль; 6 — переключатель напряжения сети; 7 — колодка и гнезда для подключения шнура питания; 8 —тумблер «Бат. -сеть»; 9—кнопка «Выкл. бат»; 10 — тумблер «Имп. непрерывн..»; 11- потенциометр «Частота»; 12 — гнезда для подключения головных телефоне» 13 — ручка регулировки усиления; 14 — пружинная защелка-фиксатор; 15 — угольник-сектор, 16 — переключатель рода работ «Узкая — широкая полоса»; 17 — клемма для настройки и проверки искателя в условиях завода или ремонтной мастерской

Контур искателя представляет собой катушку с ферритовым сердечником. Для работы при большом уровне помех на вход усилителя подключается часть контура (положение переключателя «Узкая полоса»), что повышает избирательность усилителя. В обычных условиях включается весь контур (положение переключателя «Широкая полоса»).

Питание искателя осуществляется от двух элементов 1. 5СНМЦ-О,6, соединенных последовательно. Генератор КИ-3 выполнен в виде прибора настольного типа (рис. 65). Для удобства пользования генератором все основные ручки выведены на переднюю панель. Справа внизу на панели расположены выходные клеммы генератора, вверху — сигнальная лампочка и кнопка «Контроль», внизу слева направо — переключатель напряжения сети, колодка и гнезда подключения шнура питания, тумблер «Бат.-— сеть», кнопка «Выкл.— бат.», тумблер «Имп. непрерывн.» и потенциометр «Частота».

Размеры корпуса генератора 168 X 260 X 150 мм. Масса блока генератора с питанием 4,5 кг.

В искателе (см. рис. 65) конструктивно объединены усилитель и контур с ферритовой антенной. В верхней части искателя выведены на наружную накладку, крепящуюся к трубе, гнезда для подключения головных телефонов и переменное сопротивление для регулировки усиления. Батарейный отсек расположен в верхней части дюралюминиевой трубы. Фиксация сочленения нижней и верхней частей искателя производится с помощью пружинной защелки-фиксатора. На конце трубы укреплен угольник-сектор, к которому крепится контур искателя. Поворот угольника позволяет выбирать нужный наклон ферритовой антенны относительно трубы.

Кабелеискатель ИП-7 с генератором ГКИ (ГИП)

Кабелеискатель ИП-7 разработан для определения трассы и глубины залегания подземного кабеля, места повреждения жил кабеля при полном заземлении.

Прибор относится к третьему классу, рассчитан для работы в диапазоне температур окружающего воздуха от —20 до -|-40⁰С и относительной влажности 95 ± 3%.

Искатель ИП-7 работает в комплекте с генераторами типа ГКИ и ГИП.

Принципиальные схемы искателя ИП-7, генераторов ГКИ и ГИП представлены на рис. 66, 67,

Картинка с сайта: rukovodstvo2.ru

Рис. 66. Принципиальная электрическая схема искателя ИП-7.

Картинка с сайта: rukovodstvo2.ru

Конструктивно и по электрическим схемам искатель ИП-7 с генератором ГКИ (ГИП) аналогичен кабелеискателю КИ-3 Назначение основных частей понятно из описания устройств предыдущих трубокабелеискателей.

Библиографическое описание

Техническое обследование газопроводов является обязательной работой, обеспечивающей безопасность газораспределительных сетей. При этом в соответствии с действующим пока ГОСТ Р 54983-2012 «Сети газораспределения природного газа. Общие требования к эксплуатации. Эксплуатационная документация» производится, в том числе, выявление мест повреждений защитных покрытий стальных подземных газопроводов.

С 1 июня 2022 года в силу вступит ГОСТ 34741-2021 «Требования к эксплуатации сетей газораспределения природного газа». Он отменяет ГОСТ Р 54983, который почти 10 лет устанавливал порядок эксплуатации газораспределительных сетей. В новом документе объем работ при обследовании увеличен, в том числе добавлена проверка глубины залегания газопроводов в характерных точках на соответствие проектной (исполнительной) документации. Как для поиска повреждений, так и для определения глубины заложения применяется трассопоисковое оборудование.

Про защиту от коррозии

В прошлом газопроводы массово строились из стали, отличного конструкционного материала. Но, к сожалению, без соответствующей защиты стальная труба подвержена коррозии, вплоть до сквозных повреждений с утечкой газа. Конечно, можно в сталь добавить хром, чтобы его стало 12%, и она станет нержавеющей. Но стоимость газопровода резко возрастет. Или применить полиэтилен, который также не подвержен коррозии. Но полиэтиленовые трубы активно используются с начала XXI века. Поэтому для существующих стальных подземных газопроводов применяют защиту от коррозии, активную и пассивную. Первая — это катодная поляризация, вторая — защитные покрытия. Дефекты защитных покрытий открывают путь электрохимической коррозии. Даже наличие защитного потенциала не гарантирует полностью безопасную работу газопровода. Особенно велик риск в зонах действия блуждающих токов или в грунтах с высокой коррозионной агрессивностью. Наличие низкоомных контактов с подземными коммуникациями: теплотрассой, водопроводом, бронированным кабелем, также может привести к коррозии газопровода.

Немного истории

В 60-е — 80-е годы прошлого века велось активное строительство газовых сетей. Массово применялись трубы с битумно-мастичным покрытием, которое легко повреждалось при транспортировке, погрузке-разгрузке, хранении и укладке. Электрохимической защите уделялось недостаточное внимание, поэтому в тот период было много сквозных коррозионных повреждений газопроводов. После пика аварий в 70‑е годы началась серьезная борьба с коррозией. Работа велась в нескольких направлениях:

• улучшение работы электрохимической защиты;
• контроль качества изоляционных работ в базовых и полевых условиях;
• поиск и устранение повреждений изоляции в процессе эксплуатации.

Контроль качества изоляционных покрытий осуществлялся приборами, которые позволяли без вскрытия грунта обнаружить их дефекты. Трассоискатели ВТР‑V и ТПК‑1, искатели подземных коммуникаций ИПК‑2 применялись в 70‑е годы прошлого века. Им на смену пришли: аппаратура нахождения повреждений изоляции АНПИ, искатель повреждений изоляции ИПИ, устройство контроля изоляции УКИ и их различные модификации. Модернизированные версии этих устройств выпускаются промышленностью и в настоящее время (рис. 1). Их основное достоинство — невысокая стоимость. В тоже время они сложны в использовании, в обследовании принимают участие два работника. Но главный недостаток — точность обнаружения трассы газопровода и повреждений изоляции в большой мере зависит от оператора, для которого главный источник информации — звуковой сигнал в головных телефонах. Современные приборы лишены этих недостатков. Они выдают информацию на экран, сохраняют информацию в памяти.

Картинка с сайта: mrg-online.ru

Рис. 1. Приборы для поиска трассы и повреждений изоляции: а — АНПИ;

Картинка с сайта: mrg-online.ru

б — ИПИ 95

Про электромагнитную индукцию

И современные, и ранее применявшиеся приборы для поиска трассы газопровода и выявления повреждений изоляции используют физическое явление, именуемое электромагнитной индукцией, которая была открыта 1831 году Майклом Фарадеем. Суть состоит в возникновении тока в замкнутом проводящем контуре при изменении магнитного потока, пронизывающего его. Если проще — изменение магнитного поля порождает движение электронов в проводниках. И наоборот, электрический ток образует вокруг проводника магнитное поле. Электромагнитная индукция используется в самых различных электрических устройствах, от генераторов турбин электростанций до микродвигателей сервоприводов, от промышленных индукционных печей до микроволновок. Без использования этого явления наша цивилизация осталась бы на уровне паровых двигателей и дровяных печей.

Как работает трассоискатель

Принцип работы трассопоискового оборудования основан на обнаружении электромагнитного поля, которое создается вокруг трубопровода. Для газопровода может использоваться сигнал частотой 100 Гц, наводимый в трубе катодной защитой. Но поиск трубопровода и повреждений на нем лучше производить, обеспечив непосредственный контакт вывода генератора с трубой — гальваническое подключение. Генератор выдает сигнал с заданной частотой, который улавливает электромагнитный контур, размещенный в приемнике.

Возможно использование наведенного генератором сигнала без непосредственного контакта, так называемого индуктивного подключения. Именно по такому принципу работают металлоискатели, применяемые для поиска в грунте кладов и иных металлических предметов.

Картинка с сайта: mrg-online.ru

Рис. 2. Поиск трубопровода методом максимума

При подключении генератора через газопровод проходит переменный ток, вокруг образуется переменное магнитное поле. В плоскости, расположенной перпендикулярно оси проводника, линии магнитного поля будут выглядеть как концентрические окружности с центром в трубе. Если ось поискового контура приемника расположить параллельно поверхности земли непосредственно над трубой (рис. 2), вдоль линий поля, то в катушке наведется максимальный электрический сигнал. При перемещении катушки в сторону его амплитуда будет плавно уменьшаться. По максимуму сигнала обнаруживают приблизительное положение газопровода.

Более точный результат дает метод минимума (рис. 3). Если ось поискового контура расположить перпендикулярно поверхности земли над трубой, то сигнал в катушке будет минимальным. При смещении катушки в сторону амплитуда сигнала сначала быстро увеличивается, а затем плавно уменьшается. Именно резко выраженный минимум сигнала позволяет точнее находить газопровод.

Картинка с сайта: mrg-online.ru

Рис. 4. Растекание тока от повреждения изоляции

Поиск повреждений изоляции основан на обнаружении электрических полей, образованных сходящими с газопровода токами в местах сквозных дефектов изоляции. Картина растекания тока в месте контакта с грунтом представлена на рисунке 4. Максимальный ток утечки протекает вблизи места контакта, а линии равного тока расположены вблизи места контакта радиально. Плотность тока и разность потенциалов резко уменьшаются при удалении от контакта.

В старых моделях аппаратуры (АНПИ и подобные) сигнал поступает в головные телефоны, а также на индикатор. Далее точность обнаружения трассы газопровода или повреждения целиком зависит от работника, выполняющего обследование. В результате в разных службах при одинаковых условиях (протяженность и срок эксплуатации обследуемых газопроводов, грунтовые условия) выявляется количество повреждений, различающееся в разы. Кроме как квалификацией и добросовестностью персонала объяснить это отличие невозможно.

Приемники современных трассоискателей имеют не одну, а две и даже несколько катушек. Применение двух катушек позволяет одновременно проводить измерение по максимуму и по минимуму. Полученные сигналы обрабатываются микропроцессором и отображаются на дисплее, что уменьшает зависимость результатов обследования от человеческого фактора. Имеется возможность записи измерений, что позволяет контролировать качество выполненных работ.

Трассопоисковые комплексы «Сталкер»

АО «НПФ «Радио-Сервис» (г. Ижевск) разрабатывает и производит приборы электробезопасности, а также трассоискатели «Сталкер».

Картинка с сайта: mrg-online.ru

Рис. 5. Генератор и приемник трассопоискового комплекса «Сталкер» 75-14

Для поиска металлических трубопроводов и повреждений изоляции используют комплексы «Сталкер» 75‑14. Они имеют погрешность обнаружения трассы не более 10 см (при глубине залегания 2 м), определяют глубину заложения коммуникации от 0,1 до 10 м.

«Сталкер» 75‑14 (рис. 5) состоит из генератора ГТ‑75 и приемника ПТ‑14. Генераторы ГТ‑75 имеют 4 рабочих частоты, выходную мощность от 10 до 75 Вт. Они выдают синусоидальный регулируемый сигнал с максимальным напряжением 250 В и силой тока до 12 А. Электропитание — два аккумулятора 6 В, 12 А/ч. Допускается питание генераторов от внешнего источника постоянного тока напряжением 12 В. При снижении напряжения ниже 10,5 В генераторы отключаются.

Приемник ПТ‑14 постоянно находится в руке работника, поэтому немаловажной характеристикой является масса устройства, которая составляет 1,8 кг. Напряжение питания от 7,5 до 5,2 В. Питание — от аккумулятора 6 В, емкостью 2000 мА/ч или от пяти сменных батарей типоразмера АА.

Комплекс «Сталкер» 75‑14 благодаря GPS приемнику, идущему в комплекте с приемником ПТ‑14, может производить трассировку подземных коммуникаций с последующим наложением на карту во всемирной системе координат. При использовании внешнего GPS модуля, подключаемого к приемнику по Bluetooth, трассоискатель «Сталкер» 75‑14 фиксирует координаты коммуникации и пройденное расстояние, записывая информацию в трек. После импорта данных на компьютер можно отметить положение коммуникации на карте. Имеется связь с компьютером по Bluetooth, память на 10000 измерений. Можно использовать смартфон вместо внешнего GPS/ГЛОНАСС-модуля.

Картинка с сайта: mrg-online.ru

Рис. 6. Дисплей приемника ПТ-14

Для обеспечения наглядности «Сталкер» 75‑14 может отображать на графическом дисплее линию отслеживаемой трассы относительно положения приемника — функция КОМПАС (рис. 6). Совмещая ось приемника с указателем положения трассы, можно отследить повороты газопровода.

Комплексы поисково-диагностические «Прогресс» ФК-01

НПО ДПО «ФАРМЭК» находится в Минске. Предприятие среди прочего оборудования для газораспределительных организаций производит комплексы поисково-диагностические «Прогресс» ФК-01.

Картинка с сайта: mrg-online.ru

Рис.7, а — генератор комплекса «Прогресс»

Картинка с сайта: mrg-online.ru

б — прогресс комплекса «Прогресс»

Комплекс «Прогресс» ФК‑1 включает в себя генератор сигнала «Прогресс» ФКГ‑100 (рис. 7, а) и приемник-локатор «Прогресс» ФКП-01 (рис.7, б). Генератор может выдавать выходной сигнал на 5 фиксированных частотах: 525 Гц, 2025 Гц, 8025 Гц, 33025 Гц, 58025 Гц. Электропитание устройства — аккумуляторная батарея с номинальным напряжением 13,2 В. Масса приемника ФКП-01 — 2,2 кг. Приемник питается от аккумуляторной батареи номинальным напряжением 6,5 В.

Комплекс «Прогресс» ФК-1 позволяет определять глубину заложения газопровода до 5 м. Отклонение определяемой величины глубины залегания коммуникаций в отсутствие помех ± 10%. Комплекс производит измерение глубины залегания, тока в трассе, напряжённости поля и состояния изоляционного покрытия. Имеется возможность записи перечисленных параметров в память прибора с привязкой к географическим координатам с использованием встроенного модуля ГЛОНАСС / GPS.

Трассопоисковые комплексы «Атлет»

ООО «Техно-ас» (г. Коломна) начинало когда-то с производства пирометров и контактных термометров. В настоящее время среди прочего оборудования изготавливает трассопоисковые комплексы «Атлет».

Картинка с сайта: mrg-online.ru

Рис. 8. Трассопоисковый комплекс «Атлет»

«Атлет» АГ-319К-СКИ состоит из генератора АГ-120Т и приемника АП-19 (рис. 8). Комплекс позволяет определять трассу коммуникации на глубине до 10 м и удалении до 10 км от места подключения генератора.

Генератор при автономном питании имеет регулируемую мощность выходного сигнала: в непрерывном режиме — до 120 Вт, в импульсном — до 180 Вт. Частота сигнала и его мощность выбирается в зависимости от решаемых задач. При работе генератора производится автоматическое согласование с нагрузкой в широком диапазоне сопротивлений.

В акустическом режиме Комплекс «Атлет» АГ-319К-СКИ может использоваться для поиска как металлических, так и неметаллических трубопроводов, в частности полиэтиленовых газопроводов. Для токопроводящих коммуникаций акустический метод эффективен в условиях высоких индустриальных помех.

Картинка с сайта: mrg-online.ru

Рис. 9. Ударный механизм УМ-112

Суть метода состоит в том, что по трубопроводу наносятся механические удары. Они вызывают в трубе акустические волны, воспринимаемые приемником, к которому подключен специальный датчик. Фактически трассоискатель «слышит» коммуникацию. Сигнал датчика отображается индикатором и поступает на головные телефоны. Оператор по максимальному уровню сигнала и специфическим звукам определяет место расположения трубопровода. Дальность трассировки зависит от различных факторов: тип и плотность грунта, глубина расположения, материал и наполненность трубопровода.

Для реализации метода генератор переводится в ударный режим. К нему подключается ударный механизм УМ-112М (рис. 9). Это электромеханическое устройство для производства ударов по трубе, на которой оно крепится посредством цепи с фиксирующим рычагом. При использовании УМ-112М необходимо учитывать механические свойства материала, из которого изготовлены трубы, толщину стенок. Нельзя закреплять ударный механизм непосредственно в местах соединений труб. В случае опасности повреждения труб ударный механизм необходимо использовать при минимальной силе удара.

И в заключение

Современные трассоискатели решают много задач. Они способны определить глубину заложения трубопровода или кабеля, обнаружить трассу коммуникации, нанести ее на карту, выявить место повреждения изоляции. Многие комплексы способны обнаружить маркеры, предназначенные для обозначения трассы полиэтиленовых коммуникаций. Применение современных комплексов увеличивает производительность труда и качество работ при выполнении обследования газопроводов.