Pull to refresh
0

Технология трассопоиска и электронной маркировки подземных инженерных коммуникаций. Часть 1

Reading time 12 min
Views 21K
Всем привет!

Мы продолжаем рассказывать о наших продуктах и представляем вашему вниманию первый пост из цикла статей о решениях компании 3М по электронной маркировке!


Трассоискатель невероятно легкий!

Под катом вас ждет рассказ о наших уникальных продуктах по маркировке с полным техническим разбором спецификаций, а также обзором сфер и способов применения!


Зачем вообще нужна маркировка подземных коммуникаций?
Города связаны сетью подземных коммуникаций, необходимых для их жизнеобеспечения и скрытых от посторонних глаз десятками метров асфальта, бетона и почвы. Это огромный «город под городом», состоящий из разветвленных газовых магистралей, тепло- и коммуникационных сетей, кабельных коллекторов, технологических тоннелей и шахт, сетей канализации и сточных вод, и многого другого. Не секрет, что сегодня состояние этих коммуникаций оставляет желать лучшего, и они периодически выходят из строя и требуют серьезного ремонта … а добраться до них можно только сильно раскопав улицу или проезжую часть…

При этом чем больше и старше город, тем выше плотность и сложность всевозможных сетей и риск их случайного повреждения при строительных и ремонтных работах. А это чревато серьезными последствиями – обесточивание целых районов (при повреждении силовых кабелей) и пожарами (при повреждении газопроводов).

Как предотвратить эти последствия с помощью метода электромагнитной индукции и технологии RFID?


Мы существенно модифицировали многие решения, значительно повысив точность локации и наглядность отображенных данных, и расскажем, как нам это удалось.

Какие проблемы у стандартных методов трассировки?


  • Картографический метод: исполнительные чертежи часто неточны, устарели или составлены с большими погрешностями; конкретные точки инженерной сети (муфты, повороты, изменения глубины) по ним сложно точно определить на местности.
  • Наружные опознавательные знаки: недолговечны, повреждаются вандалами.
  • Обычные GPS-навигаторы: низкая точность в условиях плотной городской застройки; данные заносятся вручную и хранятся разрозненно, несистемно.

Оффтоп: как ищут сеть без точечной маркировки. Знакомо?

Источник — google.ru


Суть нашей технологии электронной маркировки


Технология электронной маркировки состоит в зондировании поверхности специальным прибором, генерирующим сигналы, с целью определения местоположения маркера, заложенного в грунт рядом с инженерной сети при ее строительстве / при проведении ремонтно-восстановительных работ.


Маркер Scotchmark – это резонирующий колебательный контур, помещенный в защитный пластиковый кожух. Сигнал от прибора вызывает в маркере колебания определенной частоты, с помощью которых он идентифицируется с поверхности.
Элементов питания маркер не требует! Срок службы маркера – не менее 30 лет.

Наша комплексная трассомаркирующая система состоит из:

Интеллектуальные электронные маркеры
Отличительной особенностью технологии интеллектуальной маркировки является то, что с ее помощью не только обозначаются объекты подземных коммуникаций, но и производится их абсолютная идентификация.



А сам маркероискатель не только обнаруживает отраженный сигнал маркера (на глубине до 9 метров), но и считывает из памяти маркера информацию, записанную пользователем при его закладке: тип коммуникации, класс напряжения, название объекта (муфта, место пересечения, ответвление и т.п.), владелец, глубина, угол поворота… + уникальный серийный номер маркера.
Всего для записи доступно 6 строк, состоящих из 2 полей:
  • Метка (название параметра) – 8 алфавитно-цифровых символов.
  • Значение параметра (описание) – 14 алфавитно-цифровых символов


Сигнальная лента с электронными маркерами
Закладывается на прямых участках инженерной сети, особенно вне территорий плотной городской застройки, для обеспечения точной привязки и возможности непрерывной трассировки без необходимости отключения цепей от сети.


Трассомаркирующее оборудование Dynatel
Служит как для локализации трасс кабельных линий, так и для поиска электронных маркеров (в т.ч. на ленте). Современные модели Dynatel серии 2500 имеют ряд ключевых преимуществ перед конкурентными решениями:
  • один из самых широких диапазонов активных частот (577 Гц – 133 кГц);
  • режим визуализации траектории прохождения коммуникации и указания местоположения трассы относительно оператора;
  • возможность производить одновременно и трассировку инженерной сети путем подачи сигнала в цепь, и поиск электронных маркеров с возможностью чтения / записи информации в память интеллектуальных маркеров.



Опционально – GPS / ГЛОНАСС оборудование, интегрируемое с трассопоисковыми приборами Dynatel
Данное комплексное решение — Автоматизированная интеллектуальная система учета маркируемых подземных коммуникаций (далее — 3М АИСУ МПК), представляет собой программно-аппаратный комплекс, состоящий из следующих компонентов, взаимодействующих между собой:
  • (трассо)маркероискатель.
  • портативный ПК с встроенным GPS/ГЛОНАСС приемником.
  • специализированное программное обеспечение, функционирующее на КПК.
  • программное обеспечение (БД), функционирующее на сервере.



Схема работы.

Применение данной опции позволяет автоматически присваивать заложенным вместе с инженерной сетью интеллектуальным маркерам GPS-координаты и выгружать информацию из маркеров вместе с геолокационными данными в единую базу, интегрируемую в качестве отдельного модуля с существующими ГИС-системами.

Данное решение имеет следующие преимущества:
  • автоматическая паспортизация промаркированных подземных коммуникаций с возможностью их отображения на электронной карте местности;
  • дополнительное облегчение и ускорение работ по локализации трассы.



Видео




Трассоискатель Dynatel


Современное трассопоисковое оборудование 3M Dynatel построено на основе мультиантенной конструкции (всего в новейших приборах установлено 6 антенн). За счет этого достигается высокая точность измерений прибора, а также возможность работы в режиме Направленного пика, позволяющего оператору определить по визуальным обозначениям на дисплее прибора (уровень сигнала в дБ + направляющие стрелки), с какой стороны и насколько далеко от коммуникации он находится в настоящий момент.). Всего доступно 4 режима поиска: направленный пик, направленный нуль, специальный пик и индукционный пик, а также режим визуализации на дисплее трассы металлической коммуникации.


Кнопки у прибора отзывчивые, а самое главное — грязь и вода не попадает под них!

Трассоискатели Dynatel обладают следующим функционалом::
  1. Определение трассы кабеля/трубы
  2. Определение глубины залегания кабеля/трубы или индуктивного зонда типа, запускаемого в трубу для проведения диагностики и трассировки
  3. Обнаружение, считывание и программирование электронных маркеров
  4. Измерение сигнального тока в кабеле или трубе
  5. Идентификация кабеля или кабельных пар
  6. Функция поиска повреждений (с помощью А-рамки)
  7. Полный набор аксессуаров (рамки поиска повреждений, соленоиды различных типоразмеров, все необходимые типы кабелей, различные виды подзаряжающих устройств)


Наше трассопоисковое оборудование обладает одним из самых широких наборов активных частот (577 Гц, 8 кГц, 33 кГц, 133 кГц + 1 кГц и 82 кГц для новейшей серии Dynatel 2500) + 4 настраиваемых пользователем частоты от 0 до 999 Гц и самым широким набором частот для поиска в пассивном режиме (50 / 100 Гц + 5-я и 9-я гармоники, частота кабельного ТВ 31,5 кГц, радиочастоты 15-30 кГц).

Это позволяет производить точную и надежную локализацию подземных коммуникаций в самых сложных условиях так называемого «грязного эфира», путем подбора наиболее оптимальной частоты трассопоиска, (в частности, в городе, когда в непосредственной близости проходит множество металлических инженерных коммуникаций и различных трасс — кабели связи, силовые кабели, трубы тепло- водо- и газоснабжения).



Генераторы, идущие в комплекте с современным оборудованием Dynatel серий 2200М и 2500, позволяют производить непрерывную трассировку трубопровода на расстояние вплоть до нескольких десятков км (для ситуации прямого гальванического подключения генератора к клеммному щитку КИП системы катодной защиты либо непосредственно к трубопроводу через пункты сервисного доступа, при применении генератора мощностью 12 Вт). А также позволяют измерять глубину залегания коммуникации (не более 9 м). Ряд моделей Dynatel (с индексом 73) обладают возможностью поиска повреждений кабелей и проводов катодной защиты (необходим контакт металлической сердцевины кабеля с землей).

Под крышкой




Для применения на полиэтиленовых трубопроводах и волоконно-оптических линиях связи наиболее оптимальны трассоискатели с возможностью поиска электронных маркеров и чтения / записи данных в интеллектуальные электронные маркеры (трассо-маркероискатели) либо простые маркероискатели.

Вид целиком:


Технические характеристики наших трассоискателей Dynatel:



Трассоискатели Dynatel базовой серии 2200-E


Трассоискатели Dynatel стандартной серии 2200M


Комплектный генератор Dynatel 2273M


Трассоискатели Dynatel премиум-серии 2500E


Маркероискатель Dynatel 1420E-iD


Маркеро-лентоискатель Dynatel 7420


Сравнение характеристик оборудования




Технология поиска трассы и повреждений с помощью Dynatel:



Поиск трассы кабеля / трубы методом непосредственного подключения

Один зажим генератора подключается к клеммам КИП / ковера / непосредственно к кабелю / трубе (например, к задвижке), другой – к заземлению на ближнем конце (штырь заземления идет в комплекте с генератором)

Генератор передает сигнал определенной частоты, который проходит по металлическому проводнику кабеля или трубы и за счет заземления возвращается обратно, образовывая замкнутую электрическую цепь.



Приемник, настроенный на ту же частоту, улавливает сигнал и отображает его уровень (а также приблизительную траекторию пролегания трассы – для трассоискателей Dynatel серии 2500E).

Варианты заземления на дальнем конце при активном трассопоиске:

Заземление можно обустроить своими силами в случае наличия доступа к кабелю / трубе (например, через задвижки).



Трассопоиск возможен и при отсутствии заземления на дальнем конце. В этом случае сигнал будет расходиться по коммуникации в обе стороны, а электрическая цепь будет замыкаться за счет емкостных утечек на землю. Мощность такого сигнала будет
меньше.

Поиск трассы с помощью соленоида и индуктивным методом

Использование соленоида (индукционных клещей) Dyna-Coupler позволяет точно оттрассировать кабель / трубу при невозможности прямого подключения к ней. Однако, расстояние трассировки при этом будет меньше – порядка 1,5 км.

Индуктивный метод позволяет произвести трассировку без необходимости получения доступа к коммуникации / КИП. Генератор устанавливается на землю над предполагаемым местом прохождения трассы и наводит сигнал через землю. Недостаток данного метода – более низкая точность трассировки из-за подверженности сигнала помехам

Поиск трассы пассивным методом и поиск повреждений ЭХЗ

Суть метода состоит в регистрации действующих сигналов в коммуникации с помощью приемника (без применения генератора). Например, для газопроводов таким сигналом служит сигнал ЭХЗ (100 Гц). В общем случае, оборудование Dynatel позволяет осуществлять пассивный трассопоиск по следующим сигналам:
  • Промышленная частота 50 Гц + ее гармоники, в т.ч. 100 Гц • НЧ радиосигналы (10 – 30 кГц)
  • Телекоммуникационные сигналы (577 Гц, 512 Гц, 560 Гц)
  • Сигнал кабельного ТВ (31,5 кГц)



Поиск повреждений изоляции кабеля

Точная локализация места повреждения осуществляется с помощью А-рамки, последовательно устанавливаемой в грунт. Прибор сравнивает сигнал от А-рамки с опорным (∆≤12 дБ) и отображает на дисплее индикацию в виде стрелок, указывающих направление к месту повреждения.
В месте повреждения индикация будет постоянно меняться



Особые режимы работы: визуализация трассы (для моделей серии 2500)

Преимущества:
  • Графическое отображение траектории прохождения трубопровода / кабеля облегчает работу с прибором и ускоряет поиск.
  • Упрощение трассопоиска в местах, насыщенных коммуникациями, с сохранением высокой точности.
  • Активизация режима одним нажатием клавиши.




Особые режимы работы: одновременный поиск трассы и электронных маркеров

Трассо-маркеропоисковые приборы Dynatel одновременно замеряют сигнал от трассы и от электронного маркера, а также позволяют измерять глубину залегания как трассы в конкретной точке, так и электронного маркера.



Так где стоит применять это решение?


Трассомаркирующая система 3М направлена, в первую очередь, на повышение безопасности эксплуатации кабельных линий электропередачи подземной прокладки, т.е. на сокращение риска аварийности и травматизма, а также минимизацию последствий аварий, которых избежать не удалось.


Объекты подземных коммуникаций, рекомендуемые к маркировке.

Таким образом, можно выделить следующие функциональные выгоды, которые предоставляет указанное решение:

1. Снижение вероятности повреждения кабельной линии при проведении земляных работ за счет абсолютной идентификации кабельной трассы при помощи интеллектуальных маркеров и маркировочной ленты.

2. Сокращение времени на трассировку за счет высокой точности привязок с помощью интеллектуальных маркеров (особо актуально вне зон плотной городской застройки), отсутствия помех от соседних коммуникаций (особо актуально в загруженных городских районах) и получения дополнительной информации из памяти интеллектуальных маркеров. Еще большее сокращение сроков достигается благодаря интеграции с GPS / ГЛОНАСС системой 3М.


Комплексное решение 3М АИСУ МПК: ВОЛС Мегафон, интеграция с ГИС.

Особенности нашего комплексного решения электронной маркировки:


  • точечная интеллектуальная маркировка специальных мест на трассе инженерных сетей;
  • непрерывная маркировка трассы пролегания кабельных линий с помощью сигнальной ленты с электронными маркерами;
  • привязка реперных точек трассы к геолокационным координатам с возможностью сведения информации из памяти интеллектуальных маркеров в единую корпоративную базу данных (система 3М АИСУ МПК).



Очень удобное и интуитивное управление.

Данные технологии позволяют производить не только точечное обнаружение (как в случае с «простыми», или пассивными, маркерами), но и абсолютную идентификацию неметаллических подземных распределительных сетей. Понятие «абсолютная идентификация» включает в себя 4 основных элемента:
  • Высокоточная локализация (± 10-20 см), не зависящая от индустриальных помех, свойств грунта и проч.
  • Возможность получения достоверной информации о подземных коммуникациях и специальных местах на ней (повороты, пересечения с другими коммуникациями, места сварки, точки сервисного доступа) без необходимости проведения шурфа благодаря функции чтения / записи данных в память интеллектуальных маркеров;
  • Непрерывная трассировка полиэтиленовой трубы на прямых участках, а также в поворотах с использованием сигнальной ленты с маркерами;
  • Абсолютная привязка точек трассы инженерных сетей к интеллектуальным маркерам, с возможностью дополнительной привязки к спутниковым координатам.


И сколько маркеров нужно?


Расчет количества интеллектуальных маркеров на 1 км КЛЭП.

В общем случае, количество маркеров на 1 км рассчитывается по формуле:



где L(constr_length) – строительная длина кабеля (обычно 500 м),
Q(chains) – количество цепей подземной сети,
Q(phases) – количество фаз,
L(between_mark) – расстояние между соседними маркерами на прямых участках,
k(spec_places) – коэффициент, отражающий общее количество объектов маркировки с учетом спец. мест (повороты, пересечения, изменения глубины)

K(spec_places) в среднем равен 1,5
L(between_mark) для инженерных сетей высокого класса напряжения составляет 50 м, для среднего класса – 100 м (рекомендуемые значения)



Насколько экономически выгодно применять?


  • Сокращение времени на проведение трассировки подземных коммуникаций с использованием интеллектуальных маркеров – 45% данные ВКС филиал ОАО «МОЭСК» на основании нормативного расчета трудоемкости трассировки сети ОАО «ЦОТэнерго»
  • По нашей собственной оценке уменьшается вероятности повреждения сети вследствие действия антропогенного фактора (31% от общего числа аварий на КЛ по данным ОАО «НТЦ ФСК ЕЭС») – 50%
  • Убытки электросетевой компании, связанные с недостаточной безопасностью эксплуатации КЛЭП, могут быть рассчитаны по формуле:
    α * (β * VC + FC)
    α – вероятность аварии
    β – время проведения работ
    VC – переменные затраты (упущенная прибыль в связи с отключением цепи сети + ФОТ)
    FC – постоянные затраты, вкл. стоимость СМР и материалов, штрафы со стороны надзорных органов, а также репутационные риски
  • Экономический эффект от внедрения – сокращение постоянных издержек эксплуатации на 15,5% и переменных издержек на 53,5%.


Расчет количества интеллектуальных маркеров на 1 км подземной сети.


Стоимость строительства 1 км КЛ, млн руб.

Согласно укрупненным показателям стоимости сооружения кабельных линий электропередачи стандарта ФСК ЕЭС СТО 56947007-29.240.014-2008, переведенным в текущие цены по коэффициенту ИЦП в строительстве 2000-2012 (~4,2)

Доля затрат на применение интеллектуальных маркеров в общей стоимости строительства КЛЭП.


Как это все работает комплексно?

Все компоненты данного решения работают взаимосвязанно: КПК подключается непосредственно к трассо- или маркероискателю и позволяет, при считывании прибором данных из интеллектуальных маркеров, сопоставить им GPS / ГЛОНАСС координаты и автоматические нанести эти точки на электронную карту. Интеллектуальные маркеры при этом осуществляют «жесткую» привязку к промаркированному объекту или точке трассы, обеспечивая абсолютную идентификацию и локализацию с очень высокой точностью. По возвращении в офис работник выгружает записанные данные из КПК в корпоративную информационную систему (например, геоинформационную систему – ГИС или базу данных электронных паспортов трасс), что позволяет получить к ним единовременный доступ любому количеству компетентных сотрудников.

Любой сотрудник, получая задание и выезжая на объект, имеет возможность выгрузить информацию из единой электронной информационной БД о трассе в КПК, а по завершении работ — загрузить на сервер отчет и обновить информацию в БД в соответствии с результатами проведенной работы.
Тем не менее, важно отметить, что как правило, существующие на настоящий момент корпоративные ГИС слабо связаны или вообще не связаны с результатами работ, полученными «в поле» при использовании (трассо)маркеропоискового оборудования. Занесение данных о трассе и ее объектах (глубина трассы, данные об объектах маркировки) в ГИС производится в ручном режиме. В этом смысле такие ГИС нельзя назвать полностью автоматизированными, т.к. перенос информации в ГИС осуществляется вручную. Ручной ввод выполняется субъективно и при больших объемах заносимых данных занимает много времени и чреват ошибками.


Наши российские коллеги на испытаниях.

Имеется возможность стыковки Автоматизированной интеллектуальной системы учета маркируемых подземных коммуникаций с действующими в организациях ГИС, в одном из стандартных форматов (csv, shp, kml, xml, ecw, sid). Практическое решение задачи стыковки с действующей в компании ГИС позволит создать единую полнофункциональную систему учета газораспределительных сетей организации.
В случае отсутствия в компании действующей ГИС, внедрение 3М АИСУ МПК позволяет получить готовую «коробочную» версию системы учета газораспределительных сетей «под ключ», работающую с описанным выше функционалом.

Дополнительно:



Наш специалист Григорий Тузов в полевых условиях демонстрирует для технических специалистов компаний ОАО «Мегафон» и ОАО «МТС» работу трассоискателя с маркерами и с GPS оборудованием в рамках системы 3М АИСУ МПК.
Вы можете задавать любые технические вопросы в комментариях, он, с удовольствием, всем ответит!


Где еще можно узнать информацию?

На нашем старом сайте департамента Locate & Marking, а к следующей статье будет новый, современный!

Где можно купить?


У наших дистрибьюторов в крупнейших городах России

У вас есть еще что-нибудь почитать?


Конечно!
Сухая вода Novec 1230 для защиты серверных и не только
Как безопасно читать Хабр на работе с помощью наших экранов защиты информации

Если мы допустили какие-либо ошибки, пишите в ЛС, мы все оперативно поправим. Не забывайте, мы ошибку поправим, а ваш пост останется висеть.

Спасибо за внимание, надеемся, статья для вас оказалась полезной!

Правовая информация
Наименования 3M и Dynatel являются зарегистрированными товарными знаками.
Tags:
Hubs:
+9
Comments 12
Comments Comments 12

Articles

Information

Website
www.3mrussia.ru
Registered
Founded
1902
Employees
Unknown
Location
Россия