电缆路径探测技术研究

1 国内外现状

国内外对地下管线探测这方面的研究已经具有了多年的历史，在英国、美国、俄罗斯、德国、法国等发达国家甚至已经有了几十年的历史。目前国外大约有上万家地下管线探测的公司，基本上都是采用电磁法对地下管线进行探测，所采用的仪器主要是英国雷迪公司生产的RD400PL(观察 AHx参数)，RD400PXL和 RD432PDL(观察A//X'参数)。美国3M公司生产的2250M,2273M系列，探测方法主要有直连法、磁偶极法、被动源法，工作频率主要为 500、8 000、33 000、65 000、133 000 Hz等，相对于国产仪器来说频率较高。目前国外电缆路径检测仪的精度比较高，功能较为齐全，抗干扰能力强，但是价格较高，使用起来也比较麻烦。

我国在这方面起步的较晚，但是发展速度比较快，目前已经有许多公司从事于这个行业并且形成了一套对地下电缆和管线检测的方法，对地下电缆路径的检测具有了一定的能力。国内地下电缆路径检测仪主要是采用电磁感应的原理，采用一个或两个线圈对电缆中的信号进行探测，利用耳机中声音的强弱来判断电缆的位置。这种方法虽然可以实现对地下电缆的有效检测，但是，这与国外存在着很大的差距，主要表现在检测频率单一、功能不够强大、辅助功能不多、可操作性不好。

2 电缆路径检测技术的广泛应用

电力行业。由于电力电缆出现故障需要确定故障的位置，这时为准确找到故障位置，减少开挖的工程量和寻找时间，就需要利用智能电缆路径检测仪来快速而准确的确定出电缆的路径。

1）通信行业。通信中有很多通信电缆和电视电缆，当这些线缆出现故障需要检测时也需要确定其路径。

2）建筑行业。工程施工中为避免开挖过程中破坏地下的管线，减少不必要的经济损失，加快工程进度，需要准确的知道地下埋藏的管线的位置。

3）城市规划建设行业。由于过去地下管线的资料不全或者资料丢失，这样就使得城市建设规划部门对该城市下的管线的分布情况不能准确的掌握，导致城市规划过程中出现很多问题，在这种情况下就应该重新对地下管线进行路径检测并对其进行保存。

3 智能化电缆路径探测技术研究

针对目前国内外对电缆路径检测技术的研究和不足以及电缆路径检测技术在各个领域的广泛应用，智能电缆路径检测的研究也由此展开。研究工作以电磁感应原理、弱信号处理、数据采集、单片机、FPGA等技术为基础，要求系统具有实时性好、抗干扰能力强、操作性好、系统维护升级简单、能够记录足够长的电缆位置数据等特点。对智能电缆路径检测仪的工作原理进行研究，分析地下载流电缆的等效模型以及电缆周围的电磁场分布特征，然后根据实际的要求提出了用多个线圈组合的电缆路径探测方法。智能电缆路径检测仪的研制，将可以使人们更加快速、实时、方便的检测到地下电缆的位置、深度、电流大小等重要的信息，可以节约施工的成本，加快施工的进度，保证施工安全、提供给城市规划部门一个清晰的地下电缆的情形。

智能电缆路径检测仪是对地下电缆路径进行探测的设备，不仅具有以前老式地下电缆路径检测仪的功能，而且具有了一些新的功能，取得了一定技术突破。

1）峰值模式。该模式下可以判断出电缆与操作者的相对位置并且指示出操作者应该移动的方向，进而寻找到地下电缆的埋藏位置。

2）谷值模式。该模式下具有罗盘功能，可以判断操作者与电缆的偏转方向并提示操作者及时改正自己的方向，直到找到电缆的位置。

3）自动搜索和锁定频率功能。在未知频率输入情况下可以对信号频率进行搜索，进而确定输入频率并将其锁定。

4）电流和深度显示。可以对地下电缆的电流大小和埋藏深度进行实时的显示。

5）GPS定位。当已经确定好电缆的位置并且需要记录电缆当前的地理位置信息时可以选择GPS定位功能，记录当前电缆的地理位置信息，最终上传至计算机进行电缆数据的管理。

研究提出了釆用多个线圈组合的方式探测电缆路径的方法，实现了设计的要求。其次，提出了频率搜索与锁定的功能。这样可以在未知电缆中信号频率的情况下也可以很好的使用智能电缆路径检测仪，使其操作更加方便快捷；最后，提出了谷值模式下对电缆路径进行的罗盘指示功能。目前市场上的电缆路径检测仪一般只具有峰值模式，而没有谷值模式，谷值模式的增加能更好的判断电缆在地下的具体位置，能够容易的判断出电缆埋藏的转弯情况，而且谷值模式下测量的精度更高。

本项目研究在国内处于先进水平，有非常广阔的市场前景，操作简便，定位准确，有非常高的应用价值。作为地下管线检测的智能电缆路径检测仪不仅可以检测出地下电缆的路径信息，而且还可以与地下管线故障检测仪一起工作，作为故障检测仪的一个重要的辅助设备查找故障点，进而解决故障。因此该检测仪可以应用于很多领域。

4 结语

智能电缆路径检测仪是室外强干扰环境下进行实时作业时使用的仪器，因此，对仪器的抗干扰能力和灵敏度，反应时间等都具有比较高的要求，所以，智能电缆路径检测仪以后的发展可以向着更加智能化，操作灵活，抗干扰能力更高，反应时间更快的方向发展，相信随着科技的发展，各种元器件以及检测方法和手段的提高，智能电缆路径检测仪一定可以实现更好的性能。智能电缆路径检测仪在很多行业中都会用到，给现场施工带来了方便，减少了在施工中不必要的损失，带来更大的经济利益。

[1]吴尚科.地下管线探测技术初探[J].人民长江，2007，（10）：98.

[2]金 纯.噪声背景条件下高精度地下管线探测技术及信息管理[D].焦作：焦作工学院，2002.

[3]张汉春，黄国军.特深地下管线的电磁场特征分析及探测研究[J].地球物理学进展，2006，（4）：288-296.

[4]张志刚.智能电缆故障检测系统的研究[D].上海：上海交通大学，2002.