04 kombinovana elektricna-em metoda za detekciju podzemnih objekata infrastrukture

11

Kombinovana Elektrina-EM metoda za detekciju podzemnih objekata

infrastrukture

dr Duan Petrovakimr Aleksandar Risti

2

Lokator RD4000 - optez Opte napomene o detekciji vodova

1. Namenjen je za detekciju svih tipova metalnih vodova, prvenstveno za detekciju energetskih vodova

2. Ureaj koristi kombinaciju EM i elektrinih metoda3. Pokretan i primenljiv na nepristupanim terenima4. Osetljiv na smetnje koje emituju kako nadzemni tako i podzemni vodovi5. Nova tehnologija obezbeuje indirektnu primenu i za nemetalne vodove6. Postoje sektori mrea koji su nedodirljivi za ovaj tip detekcije

23

RD4000 - prijemnik 11. ON/OFF, selekcija menija2. Izbor preddefinisanih vrednosti frekvencija3. Pojaava signala4. Merenje: relativna dubina do ose cevi, struja5. Tip antene: Null, Peak (twin - manje

dubine, manja osetljivost, single - vee dubine, vea osetljivost, ne moe dubina)

6. Grafiki prikaz jaine prijemnog signala7. Prikaz frek. opsega: Null, Narrow, Wide 8. Strelice za navoenje9. Displej smera toka struje (CD)10. Reim detekcije voda11. Reim rada sa sondom12. Status napajanja13. Numeriki displej, procenat odziva14. Displej frekvencije: 32.6kHz, 8kHz, 440Hz15. Elektronski marker, EMS16. Radio reim17. Power reim18. Zvuna indikacija19. Dodatni ureaji20. Detekcija prekida voda21. Numeriki displej jaine signala22. Reim detekcije toka struje

4

RD4000 - prijemnik 2z SONDE - sistem za detekciju nementalnih vodova

z + detekcija curenja, kopanja...z Frekvencije sonde i prijemnika moraju biti istez Sonda emituje specifian signal (baterija)z Merenje se ponavlja na svaka 3 do 5m.z Merenje dubine: direktno, proraun d=AB*0.7

z Koristi se i stetoskop kada je nemogue prii energetskom vodu i postaviti spojku

z Stetoskop se koristi i za sluaj velikog broja energetkih vodova na malom prostoru

z Stetoskopi se prave za male i velike prenike kablova, posebna vrsta za praenje smera toka struje

z Izolovane potopne antene za detekciju vodova u koritu reke, jezera, kanala itd...

z Niska frekvencija (manja od 1kHz) pri detekciji pod vodom. Uzemljenje mora biti udaljeno od predajnika najmanje 100m

z Uslovi su problematini za detekciju metalnih cevi velikog prenika

35

RD4000 - predajnik 11. ON/OFF, selekcija menija2. Izbor preddefinisanih vrednosti frekvencija3. Izbor tipa merenja: napon, otpornost, struja4. Smanjenje jaine pobudnog signala5. Poveanje jaine pobudnog signala6. Status napajanja7. Grafiki prikaz jaine pobudnog signala 8. Prikaz merne jedinice i vrednosti9. Indikacija voda pod napajanjem10. Reim Locate: prikaz tipa merenja11. Indikacija Induction reima12. Indikacija rada predajnika13. Indikacija direktne veze predajnika sa

uzemljenjem14. Indikacija direktne veze predajnika sa

vodom koji se locira15. Reim rada, frekvencija, upozorenja16. Frekvencija pobudnog signala (ISTA!)17. Upozorenje: status pobudnog napona18. Zvuna indikacija19. Direktno napajanje iz mree

6

RD4000 - predajnik 2z Selekcija korektne vrednosti frekvencije:

z Visoke frekvencije (do 32.6kHz) se koriste za TT vodove, izolovane eline cevi, livene cevi. Vea frekvencija - vea ansa da se signal izgubi na nekom drugom vodu, vea frekvencija - bre slabljenje signala zbog parazitne kapacitivnosti. Koristi se u Inductive reimu rada.

z Srednji opseg frekvencija od 8 do 33kHz se generalno koristi za detekciju. Manje su anse za meanje signala sa drugim vodovima i manje je slabljenje signala.

z Niske frekvencije 440, 512 i 640Hz se koriste za detekciju dugih izolovanih vodova. Nema mogunosti za meanje sa drugim tipovima vodova

z Direktno povezivanje: katodna zatita, gasovod, vodovod, TT kablovi, oplata kablova (bez napajanja!!!)

z Predajnik se NIKADA ne povezuje direktno na vodove pod napajanjem, koristi se spojka ili sonda

z Uzemljenje je na 5m od predajnika, po mogustvu upravno na osu voda, ne sme biti vodova izmeu predajnika i uzemljenja

z Jaina konekcije definisana zvunoz Spojka daje manji intenzitet signalaz Predajnik ima posebnu antenu koja

indukuje EM signal do 2m dubine, Inductive reim, elina mrea, izolovani vodovi su prepreka.

z Struja pobude: 5, 10, 30, 100mA, ogranienje 60mA za f

47

RD4000 - Princip rada 1

Tipovi detekcijez Trace reim - brza detekcija voda

Trai se Null pozicija (iznad ose) Antena prijemnika je u Null modu Traganje se vri laganim pomeranjem

prijemnika po trajektoriji upravnoj na duu osu voda, u opsegu za koji se sumnja da sadri instalaciju

Strelice e ukazivati na koju stranu se treba kretati

Ne koristi se predajnik

8


Tipovi detekcijez Pinpoint reim - tano lociranje voda

Tano lociranje voda, sledi nakon brze detekcije voda Srednja vrednost amplitude signala predajnika, srednja vrednost

frekvencije na predajniku i prijemniku (Peak, Narrow mod antene) Postavljanjem prijemnika upravno na duu osu voda i upravno na

povrinu odreuje se mesto sa maksimalnim odzivom (a) Rotiranjem antene bez kretanja prijemnika odreuje se maksimalni odziv

(b) - pravac Laganim kretanjem prijemnika po trajektoriji upravnoj na duu osu voda i

sasvim bliskoj povrini odreuje se mesto sa maksimalnim odzivom (c) Ponavljanjem koraka (b) i (c) se poveava tanost pozicioniranja

59


Tipovi detekcijez Pinpoint reim - provera

Antena prijemnika se postavlja u Nullmod

Ako postoji razlika, vod se nalazi na polovini rastojanja izmeu Peak i Null pozicije sa suprotne strane Peak pozicije

Ne koristi se predajnik

10


Tipovi detekcijez Sweep + search reim - analiza kompletne povrine

a) Passive sweep Prijemnik je u Power modu, sa maksimalnom osetljivou Prebrisavanje prijemnikom eljene povrine cik-cak kretanjem sa

odreenim razmakom (prema slici) Markira se svaka detektovana taka, u Peak modu se tano odredi taka Zbog estih smetnji koje izazivaju niskonaponski vodovi, antena

prijemnika se podie 5cm od povrine zemlje Sa prijemnikom u Radio modu se ponavlja procedura za detekciju

vodova koji nisu detektovani u Power modu Predajnik se ne koristi

611


Tipovi detekcijez Sweep + search reim - analiza kompletne povrine

b) Sweep and search (inductive search) Najpouzdanija metoda za detekciju nepoznatih vodova Aktivni su i prijemnik i predajnik (Inductive mod), 2 operatera Predajnik emituje signale ka vodovima, prijemnik detektuje signal sa

vodova Minimalno rastojanje T-R je 20m Istovremeno kretanje predajnika i prijemnika u liniji Zbog estih smetnji koje izaziva zraenje nadzemnih vodova,

maksimalna osetljivost prijemnika je i dobra i loa Mogue je odrediti poziciju za predajnik sa GPR

12


z Merenje relativne dubine do ose cevi Max dubina detekcije je do 3m kada je predajnik u kontaktu sa vodom Ukoliko je velik prenik cevi a pri tome nepoznat, tada je mogua velika

greka oitavanja dubine Kada je predajnik u Inductive modu, merenja dubine su nepouzdana. Za

sluaj da je takvo merenje jedino mogue, rastojanje T-R mora da bude barem 30m

Prijemnik loe meri dubinu na kolenu cevi ili ravi, preporuka minimalno 5m pre kolena merenje

Merenje relativne dubine do ose cevi je nepouzdano ukoliko ima jo vodova u neposrednoj blizini voda koji se analizira

Ukoliko zrae vodovi merenje dubine izvriti na 5cm od zemlje

713


z Verifikacija merenja dubine i kalibracija ureaja Na sumnjivim mestima se podie antena prijemnika 0.5m iznad povrine i

ponavlja merenje. Ukoliko se dubina poveala za datu vrednost, merenje je ispravno.

Nazivna tanost merenja dubine je 5% Loe merenje se kontrolie: proverom pravca prethodnih merenja, jaine

signala na prijemniku, provera postojanja paralelnih vodova Ponavljanjem merenja u rasponu od 0.5m, izabrati najmanju vrednost Postoje 2 metode za proveru merenja dubine

Metoda 1: Predajnik se postavi na kartonsku kutiju na visinu 0.5m, daleko od vodova i aktivira u Inductive modu. Prijemnik se aktivira na rastojanju 5m od predajnika u reimu rada sa sondom, takoe se postavi na visinu 0.5m na kartonsku kutiju i usmeri ka predajniku. Odmeri se rastojanje i proveri metrom (antena prijemnika je u horizontali)

Metoda 2: Ista kao kod GPR kalibracije

14

RD4000 - Energetski vodovi 1

z Opte napomene o detekciji energetskih vodova (merenje struje)1. Predajnik emituje AC struju odreene frekvencije u vod, koja slabi sa

udaljavanjem od izvora, to zavisi od sastava zemljita u okruenju i tipa energetskog voda. Struja emitovanog signala slabi ravnomerno u normalnim okolnostima. Nagla promena vrednosti oznaava mesto oteenja kabla.

2. Promena jaine odziva signala uz konstantnu vrednost detektovanestruje ukazuje na promenu dubine energetskog voda. Najvanija informacija je signal koji ima maksimalnu vrednost merenja strujnog signala.

815

RD4000 - Energetski vodovi 2z Opte napomene o detekciji energetskih vodova (merenje struje)

3. Promena vrednosti merene struje moe da ukae na ravanjeenergetskih vodova.

4. U zonama sa gusto rasporeenim instalacijama, maksimalnu vrednost odziva signala moe da ima proizvoljna instalacija sa veim zraenjem. Stoga je primarni metod za praenje eljenog energetskog voda, praenje voda sa najveom vrednou merenja struje.

16

RD4000 - Energetski vodovi 3z Opte napomene o detekciji energetskih vodova

Predajnik se moe direktno da povee na vod (ako nije pod napajanjem) ili da se prati indukcionom metodom

Merenje struje mogue je samo kada je predajnik u Locate modu, jer moraju da budu aktivni i prijemnik i predajnik. Merenje struje je u funkciji dubine.

Odreivanje smera toka struje (Current Direction)CD: Ostvaruje se pomou za to predviene CD spojnice ili direktnim povezivanjem predajnika na vod

Detekcija se odvija na posebnim frekvencijama koje moraju da budu istovetne na oba ureaja

917


z Opte napomene o detekciji energetskih vodova Pri detekciji smera strujnog toka na dugim vodovima, na rastojanjima

veim od 10km, emitovana struja slabi sa udaljavanjem zbog parazitne kapacitivnosti pa se pomera i faza signala (kanjenje signala)

Vri se reset CD moda rada na prijemniku kada se dostigne lokacija C. Postoji opciono mogunost slanja merenja na Data Logger ili direktno

povezivanje sa GPS ureajem. Ukoliko se ispotuje odreen vremenski interval merenje dubine bie preneto na loger. U suprotnom merenje dubine e biti tumaeno kao kontrolno merenje.

18

RD4000 - Energetski vodovi 5z Lociranje oteenja plata energetskog voda (Finding Faults FF)

Neophodna je A ram, primenjuje se za analizu kako E tako i TT voda Predajnik se povezuje sa kablom i propisno uzemlji Poetak pretrage sa A ram na koju je zakaen prijemnik se odvija na

2m od uzemljenja, oitava se referentno merenje u dB i pamti. Ako je tokom daljnje pretrage merena vrednost identina kao referentna, tada postoji samo 1 oteenje. Ukoliko su merenja manja od referentnog, tada ima vie oteenja, a zbir merenja u dB mora da da referentnu vrednost.

Kretanjem po trajektoriji voda, analizira se mesto oteenja, konstantnim merenjem u dB i praenjem strelice. Ukoliko nema oteenja, oitavanja u dB su zanemarljiva u odnosu na referentno merenje.

Min rastojanje pretrage (novo ubadanje A rama u zemlju) se dobija pri startu kada se A ram postepeno udaljava od uzemljenja i odredirastojanje na kojoj je merenje u dB zanemarljivo.

10

19


z Lociranje oteenja plata energetskog voda (Finding Faults FF) U toku pribliavanja oteenju, vrednosti merenja amplitude signala u dB

poinju da rastu Na metu oteenja, amplituda signala naglo se smanjuje do referentne

vrednosti. Ako je vrednost amplitude manja od referentne, znai da ima jo oteenja

Rotiranjem A rama za 90 tano se odreuje lokacija oteenja Ukoliko se energetski vod nalazi ispod trotoara, traganje se odvija po

zemlji to blie trotoaru. Ukoliko se energetski vod nalazi ispod asfaltiranog puta, traganje se

odvija po trasi uz kvaenje trase voda po putu i kontaktnih ipki A rama, da bi se obezbedila bolja provodljivost.

20


11

21

RD4000 - EMS 1z Lociranje podzemnih vodova primenom elektronskih markera -

Electronic Marker System (EMS) Elektronski markeri su pasivne antene koje se zakopavaju pri polaganju

vodova na karakteristina mesta na trasi: H i V lomovi, ukrtanja, prelasci puta, spojevi, ventili, lukovi...

U EMS modu rada, detektuje se takasti objekat odreene boje na odgovarajuoj frekvenciji koja reprezentuje ogovarajui tip voda

22


Electronic Marker System (EMS) Mogu da budu izraeni sa odgovarajuim ID brojem za sveobuhvatnu

analizu na planovima vodova Jeftina alternativa GPS (geodetskom) premeru vodova Specijalni infrastrukturni podsistemi tipa aerodroma su prvi ugradili

ovakav tip reenja za potpuni uvid u poloaj instalacija Budunost u Katastru vodova

12

23

iDMarker


Electronic Marker System (EMS) Integracija GPS-GIS mogunosti, potovanje standarda u oblasti Pasivne antene, RFID tehnologija Primenljivost u zonama sa gusto rasporeenim vodovima, vie paralelnih

energetskih vodova na bliskom rastojanju, sloena dispozicija vodova, mimoilaenje vodova...

24

2250M / 2250M

-

iD2273M /

2273M-iD22732250221014202205 /2206

I&R Techs, Locating Techs, Maint. Techs.

I&R Techs, Locating Techs.



Installation & repair Techs.

MaintenanceTechnicians


Cable/Pipe & Sheath/Ground Fault Locator

Cable/Pipe LocatorCable/Pipe & Sheath/Ground Fault Locator

Cable/Pipe LocatorCable/Pipe locator Two active frequencies 577 & 33KhzSnapshot Depth estimationPeak mode only2 peak antennasDirect connect, coupler and direct induction modes2205/2206 accessory for EMS locatingSymbolic universal icons on keypad

Multi frequencystand alone marker locatorLocates all passive markersRead/Write capability foriDBallmarkersDepth estimationImproved sensitivity vs. EMS II and 2205/2206

Marker locating accessory for 2210, 2250, 2273 locators2205 is single frequency marker locator2206 is multi frequency marker locatorSnaps on to bottom of locator





Installation & repair Techs.



Cable/Pipe & Sheath/Ground Fault Locator

Cable/Pipe LocatorCable/Pipe & Sheath/Ground Fault Locator

Cable/Pipe LocatorCable/Pipe locator Two active frequencies 577 & 33KhzSnapshot Depth estimationPeak mode only2 peak antennasDirect connect, coupler and direct induction modes2205/2206 accessory for EMS locatingSymbolic universal icons on keypad

Multi frequencystand alone marker locatorLocates all passive markersRead/Write capability foriDBallmarkersDepth estimationImproved sensitivity vs. EMS II and 2205/2206

Marker locating accessory for 2210, 2250, 2273 locators2205 is single frequency marker locator2206 is multi frequency marker locatorSnaps on to bottom of locator

2 active frequencies 577, 8k, 33k, 200k HzPassive frequencies - power, CATV, LFSnapshot depth estimationPeak, null, differential and single peak modes4 antenna configuration, 2 peak, 2 null antennasLoop resistance & voltage measurement3 watt and 5 watt output optionsDirect connect, coupler and induction modes2205/2206 accessory for EMS locatingSymbolic universal icons on keypad

4 active frequencies 577, 8k, 33k, 200k HzPassive frequencies - power, CATV, LF, long haul fiber, 4 user assignableReal Time depth estimationDirectional peak, null and single peak modes6 antenna configurationLoop resistance & voltage measurement3 watt and 5 watt output optionsDirect connect, coupler and induction modesImproved sensitivity, speed, depth accuracy vs. 2250/2273 modelsM-iD model has EMS-iDcapabilityCurrently available in 16 languagesHigh resolution graphic display with backlightM-iD model has communications capability with selected GPS/GIS field mapping instruments

13

25


Electronic Marker System (EMS) Tipovi elektronskih markera: a) Prsten - lepi se ispod nemetalnog poklopca, do dubine 1.2m, b) Kuglica - 102mm prenik, pasivna antena sa identifikacijom i drugim GIS

podacima: datum zakopavanja, stepen zatite-opasnosti, tip instalacije itd..., do dubine 1.5m

c) Disk - 380mm prenik, postavlja se kao zatita, do dubine 2.44md) Paok - 210mm prenik, paoci slue za laku stabilizaciju, do dubine 1.83me) tapi - 89mm dugaki, do dubine 0.61m, direktno ispod asfalta ili betona

26

Near Surface 61cm dubina

Ball Marker 1.5m dubina

Disk Marker 1.5m dubina

Vault Marker 1.5m dubina

RFID Option RFID Option RFID Option

Mid Range 1.8m dubina

Full Range 2.4m dubina

Duct Marker 61cm dubina

RFID Option

Telefon Gas CATV Struja Voda Kanalizac. Op. nam.

RD4000 - EMS 5

14

27

Primer: detekcija energetske spojkeStatistiki jedna od najeih lokacija oteenja, teko detektabilna sa standardnim EM lokatorom

Primer: Kraj instalacije - Kraj kabela proizvodi irok signal odziva koji se pooveava sa dubinom kabela, teko je detektovati tanu lokaciju kraja kabela

RD4000 - EMS 61. Budui prikljuci mree - Take nastavka budue mree, na primer Gasovod

srednjeg pritiska Novi Sad: Univereksport - Klisa, SPENS, - zalivene u bitumen2. Odravanje - Detekcija trase za potrebe odravanja, zamene cevi, ventila, spojki...3. Izbegavanje oteenja vodova - Detekcija lomova, lukova ukrtanja sa ostalim

tipovima instalacija.

28

Primer EMS aplikacije Naftovod & Gasovod

Katodna zatita, zatita- Mesta prikljuka na cev- Krajevi zatite- Pristupne take

Prikljuci- Reparacija- Odmuljivanje- Ventili- aht, poklopac

Nemetalni gasovod- Pravolinijska trasa- Krajevi, lukovi- Promena dubine, V lom- Kolena, H lom

Ukrtanja- Reka, kanal- Prelaz puta- Pruga- Druge instal.

15

29

Primer EMS aplikacije Telekomunikacioni vodovi

Mesta konekcije i ormariaSvi tipovi spojkiPrikljuna mesta popravkePrespoji

Prekidi, Rave, Savijanje, ZatitaIzolovani vodoviOptiki vodoviahtovi


30

Primer EMS aplikacije Energetski vodovi

Mesta konekcije i ormariaSvi tipovi spojkiPrikljuna mesta popravkePrespoji

Prekidi, Rave, Savijanje, ZatitaEliminisani vodoviahtovi


16

31

Telephone Power CATV General Purpose Water Wastewater GasBuried splices Buried transformers Buried splices Buried valves Buried valves Buried valves Main stubsService drops Buried splices Cable paths -fiber Buried splices Road crossings Road crossings Meter boxesHand holes Street lighting Road crossings Private campus Clean-outs Clean-outs Buried valvesRoad crossings Road crossings Bends Road crossings PVC pipeline PVC pipeline P.C. fittings Cable paths -fiber Service drops Service drops Bends Service stubs Service stubs Stopping valvesMan holes Distribution loops Tees Pipeline paths Path marking Depth changesConduit stubs Bends Path marking Snow cover E. F. couplingsBends Cable paths Transition fittingsSlack loops Hand hole covers Sqeeze pointsLoad coils Conduit stubs Road crossings

Man hole covers Pipeline pathsTeesService stubs

RD4000 - EMS 7

32

RFID Marker Tehnologija

EnhancedMarker

A.S.I.C. User

DataID

DataAC/DC

Demodulator

Modulator

CentralControl

Unit

Protection

17

33

RFID Markeri - identifikacija

Korisniki podaci Svi podaci o tipu voda

Podaci o vlasniku voda Podaci o lokaciji

(prostorne koordinate)

Jedinstveni ident. broj

(programiran pre polaganja)EMS

SIGNAL

BALLMARKER

SOIL

Lokator pobuujeRFID Marker

BALLMARKER

SOIL

MARKERSIGNAL

BALL

RFID podatkeita lokator

34

Mogunosti RFID Marker tehnologije

iD Locator Kapacitet memorije

100 zapisa tipa Read/Write 32 korisniki definisana ID templejta

Eksport do raunara read/write istorije Simultana detekcija trase i oitavanje markera

iD Marker 10- cifreni jedinstveni identifikacioni broj Koriniki definsani podaci - 6 redova

labela sa 8 karaktera za naziv reda 14 karaktera opisa za svaki red zakljuavanje podataka

Detektabilnost svim tipovima lokatora

18

35

GPS Interfejs

36

EMS - Sistemsko reenje

Identifikacija markera - pomou ID Markera

Omoguavanje detektabilnosti nemetalnih vodova, jednostavnost Iskopavanje

Smanjena inspekcija pri izvoenju radovaProces mapiranja markera nakon postavljanja

Unos Lat/Long koordinata u generisane mape

Projektovanje

Markiranje vodovaOdravanjeProcedura popravki i odravanja

Integracija sa SCADANadzor procesa lociranja

Menadment vodova

Asset Tracking

GISIntegracija

04 kombinovana elektricna-em metoda za detekciju podzemnih objekata infrastrukture

Documents