地下管線探測在電力電纜線路排查中的應(yīng)用

張信安

（華東冶金地質(zhì)勘查局測繪總隊，安徽馬鞍山 243000）

0 前言

隨著社會的發(fā)展，電力公司對電力電纜的施工、維護(hù)、管理、搶修等工作的要求不斷提高，以往的電力電纜普查成果已不能滿足現(xiàn)階段的需要。經(jīng)過長時間的技術(shù)探索，并通過實際操作，有一套完整的技術(shù)方案，最大限度地滿足電力公司現(xiàn)階段施工、維護(hù)、管理、搶修的工作需求。對電力電纜進(jìn)行線路排查，確定電力管線走向、電力管塊中每根電纜的來源去向及屬性、電纜井位置及各方向剖面等信息在AutoCAD 2004平臺下，根據(jù)外業(yè)探測草圖編繪而成。并編制《電力電纜屬性查詢與編輯軟件》錄入各電纜線的線屬性和走向?qū)傩孕畔ⅰ⒏麟娎|井的每個方向的剖面信息和相關(guān)圖片信息。

1 工作內(nèi)容

（1）對電纜井、環(huán)網(wǎng)柜、分支箱、變壓器等電力設(shè)施及附屬物進(jìn)行實際測量；

（2）對直埋地下電纜進(jìn)行追蹤定位，探明埋深及走向，實際測量其特征點；

（3）對采用排管敷設(shè)的電纜群，對應(yīng)其回路編號逐根進(jìn)行詳探，核對電纜標(biāo)識牌，繪制敷設(shè)剖面圖；

（4）調(diào)查井道內(nèi)電纜接頭、中繼或分支、盤余量及斷頭空電纜，繪制電纜的局部詳圖；

（5）管線圖走向、電纜井位置等信息在Auto-CAD 2004平臺下，根據(jù)外業(yè)探測草圖、測量數(shù)據(jù)編繪而成。

（6）在《電力電纜屬性查詢與編輯軟件》錄入各電纜線的線屬性和走向?qū)傩孕畔?、各電纜井的每個方面的剖面信息和相關(guān)圖片信息。

2 儀器設(shè)備

2.1 地下金屬管線探查儀

電力電纜探測使用香港雷迪公司的LD-6000型地下金屬管線探測儀，該儀器通過ISO 9001國際質(zhì)量體系認(rèn)證，具有高效、輕便和抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點，配合電纜專用聽診器，是目前國內(nèi)外在電纜密集區(qū)域識別某條電纜的常用儀器。

2.2 測量

對電力電纜特征點及檢修井等附屬物的平面位置測量采用GPS接收機(jī)自動采集，選用的儀器為美國產(chǎn)天寶R8型雙頻GPS[1.2.4]。

3 直埋電力電纜探測

3.1 工作原理

對目標(biāo)電纜施加一定頻率、適當(dāng)強(qiáng)度的交變電磁場。該目標(biāo)電纜與大地之間便有相應(yīng)的交變電流通過。該交變電流在其周圍空間產(chǎn)生相同頻率的交變電磁場，即在目標(biāo)電纜周圍形成二次交變電磁場異常。用接收裝置檢測該異常，便能確定目標(biāo)電纜的位置，達(dá)到探測地下管線之目的[3，5]。

3.2 方法、技術(shù)

根據(jù)工區(qū)的地球物理環(huán)境特征，采取相應(yīng)的探測方法和措施。

通過對比試驗，選擇合適的工作頻率，以達(dá)到最佳探測效果。該項工作最終選定的工作頻率為38 KHz和9.5 kHz，在不同情況分別選用。

以有源感應(yīng)法搜索探查，探得管線準(zhǔn)確位置后，用歸零法感應(yīng)，探查鄰近管線，再繼續(xù)感應(yīng)搜索，如此循環(huán)交替的方法進(jìn)行有源掃描、探查。

努力利用一切有利條件進(jìn)行夾鉗法施加探測信號，以克服相鄰管線干擾、埋深過大等造成的探查困難，從而保證探查精度。

探查過程中，打開與目標(biāo)電纜有關(guān)的手孔、檢修井，量取電纜實際埋深，并與儀器探測深度相比較，求出儀器測深修正系數(shù)，對測深結(jié)果進(jìn)行修正，以提高探查精度。

管線探查中遇管線特征點（如折點、分支點等），必須精確定位、定深。直線段兩探測點間距離一般不得超過100 m，現(xiàn)場以紅油漆標(biāo)注探測點位并編號。詳細(xì)記錄電纜探查點位編號、特征點名稱、回路編號、埋深等探查結(jié)果，并草繪探查成果圖。

4 排管敷設(shè)電纜群探測

聽診器用于電纜識別，可以從多條電纜中找出目標(biāo)電纜。

4.1 工作原理

在檢修井內(nèi)對單根目標(biāo)電纜用夾鉗法施加一定頻率、適當(dāng)強(qiáng)度的交變電磁場，該目標(biāo)電纜便有相應(yīng)的交變電流通過，該交變電流在目標(biāo)電纜周圍形成二次交變電磁場異常，在下一檢修井用聽診器接收裝置檢測該異常，便能在電纜群中區(qū)分出目標(biāo)電纜，核對其回路編號[3.5]。

4.2 方法、技術(shù)

（1）給電纜施加一個信號（夾鉗法或直連法），聽診器的工作頻率從512 Hz到 200 kHz，一般采用較低的頻率，比如9.5 kHz（見 圖1）。

圖1 夾鉗法示意圖

（2）聽診器最好用于帶電電纜識別（夾鉗模式），不要采用感應(yīng)模式進(jìn)行聽診器識別。

（3）把聽診器接到接收機(jī)上后再開機(jī) 。接收機(jī)會自動選擇聽診器模式（見圖2）。

（4）為接收機(jī)選擇和發(fā)射機(jī)相同的頻率，把聽診器依次放置在電纜外護(hù)套上，聽診器的平面要順著電纜的方向放置（見圖3）。

（5）注意記錄每條電纜上的dB值，dB值最大的電纜就是目標(biāo)電纜。如果需要，請調(diào)整接收機(jī)的增益，使最大的信號值不要超出信號強(qiáng)度指示條的范圍。

詳細(xì)記錄電纜檢修井編號、回路編號、管塊中電纜所處位置等探查結(jié)果，并草繪電纜敷設(shè)剖面圖。

圖2 聽診器模式示意圖

圖3 聽診器的放置方向示意圖

5 數(shù)據(jù)處理

管線圖走向、電纜井位置等信息在AutoCAD 2004平臺下，根據(jù)外業(yè)探測草圖編繪而成。

編制《電力電纜屬性查詢與編輯軟件》，錄入各電纜線的線屬性和走向?qū)傩孕畔?、各電纜井的每個方面的剖面信息和相關(guān)圖片信息，這些信息均保存在專用數(shù)據(jù)庫中。

使用《電力電纜屬性查詢與編輯軟件》查詢各點、線的屬性信息。

（1）電纜井屬性（剖面圖，涉及的線路名稱等）。圖4為M6電纜井位置示意圖；圖5為M6電纜井北方向?qū)傩允疽鈭D；圖6為M6電纜井南方向?qū)傩允疽鈭D。

圖4 M 6電纜井位置示意圖

圖5 M 6電纜井北方向?qū)傩允疽鈭D

圖6 M6電纜井南方向?qū)傩允疽鈭D

（2）電纜線路屬性（線路的起、終點，電壓，埋設(shè)方式，規(guī)格，長度，線路經(jīng)過的電纜井）。圖7為其示意圖。

圖7 電纜線路屬性示意圖

6 工程業(yè)績與總結(jié)建議

（1）利用該技術(shù)在福建省晉江市（溝頭變電站、英林變電所、青華開閉所、公園開閉所） 電纜線路排查及電氣核對工程中，共計完成電力電纜排查約100 km，完成245條電纜主、支線路識別，獲得福建省晉江電力有限責(zé)任公司的肯定。

（2）由于歷史原因，早期敷設(shè)的電纜很多沒有掛牌，通過電纜線路排查后掛牌，增強(qiáng)管理效率。通過電纜井各方向管塊電纜占用情況，為以后新增電纜設(shè)計提供準(zhǔn)確的依據(jù)。

（3）所有的管線都是動態(tài)的，不可避免會有改動和增加，要保持資料的現(xiàn)勢性和權(quán)威性，必須建立管線動態(tài)更新管理機(jī)制。

（4）由于多方面的原因，編制《電力電纜屬性查詢與編輯軟件》實現(xiàn)的功能，缺少分析、統(tǒng)計等功能，應(yīng)立項單獨編制電力電纜管理系統(tǒng)，以滿足電力公司對配網(wǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理。

[1]李青岳,陳永奇.工程測量學(xué)[M].北京:測繪出版社，1995.

[2]張正祿.工程測量學(xué)[M].武漢:武漢大學(xué)出版社，2002.

[3]張正祿等.地下管線探測和管網(wǎng)信息系統(tǒng)[M].北京:測繪出版社，2007.

[4]黃聲享,郭英起,易慶林.GPS在測量工程中的應(yīng)用[M].北京：測繪出版社，2007.

[5]CJJ 61-2003，城市地下管線探測技術(shù)規(guī)程[S].