Google+

Oferowane na rynku lokalizatory pozwalają na trasowanie linii przebiegu przewodów w ścianach i gruncie. Jest również możliwe lokalizowanie bezpieczników i wyłączników w obwodach końcowych oraz wykrywanie przerw i zwarć w przewodach.

Nowoczesne urządzenia pozwalają również na wykrywanie szeregu innych elementów infrastruktury, takich jak rury wodne i grzejne. Odpowiednie przyrządy zaprojektowano także z myślą o wykrywaniu uszkodzeń w kablach. Oferowane na rynku przyrządy do wykrywania kabli i przewodów cechuje wiele zalet. Za pomocą ekranu LCD użytkownik jest informowany o poziomie i kodzie transmisji oraz napięciu zewnętrznym. Jeżeli urządzenie wyposażono w odbiornik to również i w nim istotną rolę odgrywa wyświetlacz, który informuje o poziomie odbieranego sygnału, jego kodzie i wykryciu napięcia w przewodzie. Sygnał nadajnika jest kodowany cyfrowo, dzięki czemu identyfikacja sygnału nadajnika przebiega bezbłędnie. Czułość odbioru sygnału może być ustawiona ręcznie lub być przeprowadzona w sposób automatyczny. Skorzystać można z dźwiękowej sygnalizacji odbioru. W niektórych urządzeniach przewidziano funkcję latarki, umożliwiającej pracę w miejscach, gdzie poziom natężenia oświetlenia jest niski. Istnieje możliwość zastosowania dodatkowych nadajników w celu rozbudowania zestawu lub umożliwienia rozpoznawania różnych sygnałów. Za pomocą jakich urządzeń wykrywane są uszkodzenia w kablach? Do ich lokalizowania bardzo często uwzględnia się reflektometry. Są one pewną formą radarów, które wysyłają impulsy o bardzo dużej częstotliwości i niskim napięciu względem badanego obiektu. Miernik wyszukuje punkty o zmieniającej się impedancji falowej kabla. Cała energia impulsu lub jej część, odbija się a następnie powraca do reflektometru. Urządzenie przeprowadza pomiar czasu, który jest potrzebny zarówno na dotarcie do miejsca zmiany impedancji jak i na powrót. O wynikach pomiaru użytkownik jest informowany za pomocą wykresu. Nowoczesne cyfrowe reflektometry przeznaczone są do lokalizowania uszkodzeń w instalacjach średniego i niskiego napięcia. Urządzenia tego typu są proste w obsłudze, bowiem pomiar odbywa się przy użyciu jednego przycisku. Niektóre modele cechuje bardzo przyjazny interfejs użytkownika, bazujący na kolorowym wyświetlaczu 10,4” o rozdzielczości VGA. Nabyć można wersje wyposażone w generator częstotliwości akustycznych do lokalizowania uszkodzeń w telekomunikacyjnych kablach miedzianych o długości do 6000 m. Jako akcesoria oferowane są przystawki, pozwalające na lokalizowanie uszkodzeń w wysokoomowych kablach symetrycznych. Niektóre modele dostępnych na rynku lokalizatorów uszkodzeń kabli stanowią zaawansowane urządzenia, które znajdują zastosowanie w procesie rozwiązywania problemów z liniami elektroenergetycznymi. Mierniki tego typu doskonale sprawdzają się podczas prac związanych z usuwaniem awarii kabli koncentrycznych, telefonicznych, alarmowych, LAN itp. Ważne jest bowiem szybkie, a zarazem skuteczne wykrywanie uszkodzeń, takich jak całkowite zwarcie i rozwarcie, przerwane linie czy też luźne połączenia. Niejednokrotnie lokalizatorów uszkodzeń używa się przy wykrywaniu uszkodzeń w kablach położonych pod ziemią. Przyrządy są dobrym narzędziem do lokalizowania usterek w systemach elektrycznego ogrzewania podłogowego itp.

Wykrywanie kabli i infrastruktury podziemnej

Urządzenia przeznaczone do kompleksowego wykrywania infrastruktury podziemnej bazują na pasywnym lub aktywnym trybie trasowania. Kable podziemne mogą być wykrywane pod napięciem lub bez jego obecności. W przypadku wykrywania kabli podziemnych bez napięcia urządzenie bazuje na trybie radiowym. Używany jest przy tym nadajnik lub specjalne cęgi. Za pomocą dodatkowej sondy można trasować rury metalowe lub nieprzewodzące, natomiast rurociągi nieprzewodzące lokalizowane są za pomocą tzw. sondy pływającej. Przebieg linii można trasować określając głębokość położenia kabla. Do informowania o funkcjach realizowanych przez przyrząd przeznaczony jest wyświetlacz LCD. Urządzenie informuje o kablach ułożonych zbyt płytko. Sygnały dźwiękowe ułatwiają lokalizację kabla. Typowy przyrząd może zmierzyć głębokość kabla do 3 m w trybie pasywnym (50 Hz i 60 Hz), umożliwiającym wykrywanie przewodów i kabli pod napięciem oraz pasywnym (15-30 kHz), pozwalającym na szybką, nieselektywną lokalizację infrastruktury podziemnej. W trybie aktywnym (8 kHz i 33 kHz) przewody lokalizuje się indukcyjnie. Jest również możliwe lokalizowanie poprzez bezpośrednie podłączenie nadajnika do odbiornika pod napięciem. Użyć można również cęgów nadawczych. Przy lokalizowaniu obiektów niemetalowych używane są także sondy nadawcze, a specjalny separator pozwala na bezpośrednie podłączenie nadajnika do gniazdka sieciowego.

Nowoczesne przyrządy przeznaczone są do wykrywania przewodów elektrycznych w rożnych środowiskach (beton, cegła, drewno, ziemia) zarówno będących pod napięciem (bez potrzeby odłączania jakichkolwiek urządzeń od badanej sieci), jak i pozbawionych napięcia.

Metody wykrywania uszkodzeń w kablach

Dostępne na rynku przyrządy do wykrywania uszkodzeń w kablach bazują na trzech metodach wykrywania uszkodzeń.

W jaki zatem sposób wykrywa się uszkodzenia kabli? Dostępne na rynku przyrządy najczęściej bazują na trzech metodach wykrywania uszkodzeń. Podstawowa z nich to odbicie impulsów niskonapięciowych reflektometru (TDR). Przyrząd generuje impulsy, a następnie analizowane są ich odbicia. Powstają one w miejscu uszkodzenia kabla. Dzięki znajomości szybkości propagacji impulsów w kablu oraz czasu od ich wysłania do powrotu, w sposób automatyczny, określana jest odległość do miejsca uszkodzenia. Do zalet takiego rozwiązania należy zaliczyć łatwe i szybkie lokalizowanie miejsca usterki. Nie mniej istotny pozostaje pomiar bezpiecznym napięciem. Kolejna metoda, która znajduje zastosowanie przy wykrywaniu uszkodzeń w kablach, to odbicie impulsów niskonapięciowych od łuku (Arc Reflection Method - A.R.M.). Sposób ten najczęściej uwzględnia się w miejscach, gdzie nie jest możliwe zastosowanie reflektometru. Metoda bazuje na wysyłaniu impulsu o dużej energii, który powoduje zapalenie łuku w miejscu uszkodzenia. W następnej kolejności reflektometr wysyła niskonapięciowe impulsy, odbijane od palącego się łuku. Jeżeli rezystancja łuku przekracza 200 Ω metoda odbicia od łuku nie jest efektywna. Stąd też uwzględnia się metodę impulsu prądowego (Surge IC). W tym przypadku generowany jest impuls o dużej energii przy napięciu osiągającym do 16 kV. Powoduje on zapalenie łuku w miejscu uszkodzenia, przy czym obserwowane są stany nieustalone (gasnące oscylacje) przebiegu prądu. Do obwodu włączany jest sprzęg, który pełni rolę bocznika. Uzyskany w ten sposób sygnał jest rejestrowany i analizowany.

Funkcjonalność lokalizatorów uszkodzeń

W dostępnych na rynku urządzeniach do lokalizowania uszkodzeń w kablach dąży się do uzyskania prostej a zarazem wygodnej obsługi. Stąd też do wymiany danych z użytkownikiem służy wyświetlacz. To właśnie dzięki niemu operator informowany jest o odległości do miejsca uszkodzenia. Najczęściej przewiduje się dwa tryby wyświetlania reflektogramów. W trybie pierwszym na całości ekranu wyświetlany jest badany przebieg. Naciskając odpowiedni przycisk pojawiają się dwa obrazy tego samego przebiegu. Na górnym przedstawiany jest cały reflektrogram, zaś na dolnym wybrany fragment, który może być powiększany celem analizowania detali. W niektórych modelach przewidziano możliwość kompensowania impulsu wejściowego. Tym sposobem zyskuje się optymalne dostosowanie reflektometru do impedancji mierzonego kabla, dzięki czemu bez problemu wykrywane są uszkodzenia znajdujące się w niewielkiej odległości od lokalizatora.

Grzegorz Jasiński, Starszy specjalista ds. produktu w Dziale Marketingu, Sonel:
Urządzenia do lokalizacji przewodów, kabli i innych niewidocznych obiektów bardzo ułatwiają życie i pracę, pod warunkiem, że odpowiednio dobierzemy urządzenie oraz ustawimy w nim odpowiedni tryb pracy. Wbrew pozorom, obsługa lokalizatora nie jest łatwa - nawet najlepszych urządzeń trzeba się nauczyć, gdyż dopiero połączenie walorów przyrządu i doświadczenia użytkownika daje wymierne efekty. A te efekty będą dużo lepsze zawsze, gdy posługując się lokalizatorem będziemy mieli świadomość zjawisk fizycznych (rozchodzenie się pola elektrycznego i magnetycznego), na których opiera się jego działanie; uniknie się wówczas błędów i rozczarowań podczas stawiania pierwszych kroków w tym temacie. Nie ma lokalizatorów do wszystkiego - inny rodzaj urządzenia będzie potrzebny tam, gdzie jest dużo wykopów na nieznanym terenie, a inny podczas pracy w budynkach, gdzie trzeba zidentyfikować instalację lub znaleźć uszkodzenia spowodowane na przykład podczas prac murarskich.

Z myślą o przesyle danych

Lokalizatory kabli i innych elementów zapewniają bezpieczeństwo podczas prac elektrycznych i budowlanych.

Na rynku dostępne są również mierniki mocy optycznej, które pozwalają na wykrywanie uszkodzeń w kablach światłowodowych. Urządzenia tego typu są w stanie mierzyć poziom mocy źródła światła laserowego oraz lokalizować uszkodzenia w kablu światłowodowym, dzięki czemu zyskuje się pełny obraz jakości sieci. Typowy przyrząd współpracuje z kablami SMF i obsługuje długości fali 1310 nm, 1490 nm, 1550 nm i 1625 nm z możliwością obsługi długości z zakresu, który jest zdefiniowany przez użytkownika. Istotny pozostaje również zakres pomiaru mocy. Mieści się on najczęściej pomiędzy -55 dBm a 10 dBm. Kluczową rolę odgrywają przejściówki (FC/SC/ST) do różnych kabli optycznych. Niektóre przyrządy łączą w sobie funkcje reflektometra jednomodowego, testera tłumienności oraz wizualnego lokalizatora uszkodzeń. Opcjonalnie urządzenie może pełnić funkcje reflektometru do pomiarów na liniach aktywnych poza ich pasmem za pomocą fali 1625 nm. Przyrząd realizuje również zadania związane z pomiarem mocy. Port reflektometru zabezpieczony jest przed uszkodzeniem spowodowanym niezamierzonym pomiarem linii aktywnej. Przydatne rozwiązanie stanowią testery kabli typu skrętka. Dzięki nim można szybko sprawdzić stan połączenia sieciowego. W niektórych modelach oddzielono nadajnik od odbiornika, co pozwala na testowanie kabla zamontowanego w instalacji. Istotną rolę odgrywają również gniazda RJ-45, dzięki którym kable sprawdzane są tylko w nadajniku. Również i w przypadku tych urządzeń, kluczowe miejsce zajmuje wyświetlacz LCD. Zaletą jest możliwość wykrywania przerw lub zwarć dla konkretnych żył kabla. Sprawdzić można również czy zastosowano połączenie proste lub typu cross. Przydać może się funkcja pozwalająca na pomiar długości poszczególnych par skrętki. W niektórych przyrządach uwzględniono tryb pracy, w którym do jednego końca przewodu podłącza się tester, a do drugiego przystawkę. Urządzenie wskazuje odległość liczoną w metrach do miejsca gdzie przewód jest uszkodzony - tzn. wystąpiło zwarcie lub przerwa.

Podsumowanie

Standardowe lokalizatory przewodów są uproszczonymi urządzeniami, które mogą pracować wyłącznie z instalacjami będącymi pod napięciem. Nieco bardziej zaawansowane modele bardzo dobrze sprawdzają się przy lokalizowaniu kabli podziemnych, zarówno czynnych jak i nieczynnych. Podczas pracy można użyć nadajnika lub tylko odbiornika. Wykorzystuje się więc pole pochodzące od napięcia sieciowego lub generowane przez fale radiowe. Zaawansowane detektory uznaje się za uniwersalne przyrządy pozwalające na trasowanie przewodów oraz kabli zarówno w ścianach, jak i w ziemi do głębokości 2 m. Na uwagę zasługuje możliwość wykrywania przerw i zwarć, identyfikacji kabli w wiązce i zabezpieczeń chroniących dany obwód. Urządzenia tego typu pozwalają na wykrywanie wszystkich metalowych elementów, takich jak instalacje c.o., wodne i gazowe. Niektóre przyrządy pozwalają na wykrywanie stelaży w ścianach, wykonanych w technologii kartonowo-gipsowej. Przyrządy do wykrywania uszkodzeń w kablach najczęściej uwzględnia się w energetyce. Przede wszystkim chodzi o diagnostykę kabli niskiego napięcia. Stąd też niektóre modele, dzięki specjalnym filtrom separującym, mogą być stosowane przy badaniach kabli pod napięciem. Przyrządy tego typu używane są chociażby do wykrywania przerw w przewodach aluminiowych, zwarć między fazami czy też stanu połączeń transformatorów. Niejednokrotnie zastosowanie obejmuje wykrywanie nielegalnych podłączeń do linii elektroenergetycznych. Przyrządy do lokalizowania uszkodzeń w przewodach cieszą się dużą popularnością w diagnostyce systemów telewizji przemysłowej. Przede wszystkim chodzi o ocenę ciągłości przewodów pod kątem zagięć, nacięć, zwarć itp. Oczywiście lokalizatory uszkodzeń kabli są nieocenione w telekomunikacji.

Damian Żabicki

Bibliografia
• materiały informacyjne firmy Sonel, www.sonel.pl.
• materiały informacyjne firmy Tomtronix, www.tomtronix.pl.
• materiały informacyjne firmy Fluke, www.fluke.com.