埋地设施检测制造技术

本发明专利技术涉及一种通过电磁手段利用以下步骤检测埋地设施(1)的方法、装置和系统：间接经由土壤(12)将人为产生的电检测信号(5)引入所述埋地设施(1)，通过地面上的移动检测单元(3)检测从引入地下的检测信号(5)产生的电磁场(4)，所述检测信号(5)优选地沿着所述埋地设施(1)传播，并且根据所检测到的所述检测信号(5)的所述电磁场(4)确定所述结构(1)邻近所述检测单元(3)。其中，经由干线插座(8)供应土壤传导的检测信号(5)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】埋地设施检测本专利技术总体上涉及根据权利要求1所述的用于在建筑工地处检测诸如地下管道或布线系统的埋地设施(buried service)的检测方法、根据权利要求10所述的检测信号供应装置以及根据权利要求15所述的检测系统。在建筑工地非常常见的是在挖掘之前或挖掘时使用装置来检测地下结构。这种结构常常以用于电、气、燃料、水或者其它地下传导结构之间的通信数据的设施的形式出现。尽管这些设施中的大多数的位置已经从工地的勘测图已知，但是它们的位置可具有不确定性，或者可存在那里没有提及的其它设施。它们常常也被土方机械的操作员在作业期间简单忽略。在壕沟或者正在开挖的区域中进行挖掘的同时防止损坏地下结构是很重要的任务。由于对设施的损坏可导致严重的影响和代价，所以在开挖之前或在开挖时在工地上进行这些附加测量以便能够检测邻近这些设施。用于此目的的装置被称为避线工具(也称为CAT)。这种装置的实施方式在例如EP 2 362 241中有所描述。定位地下设施的一种方式是检测由设施本身发出的电磁场。为此，设施必须具有自然产生的电信号，其发出能够在地面上检测到的场。这对于有源电力供应很有效，但是(例如)关闭的路灯、未用的或低电压通信线缆、燃气管或水管的布线系统很难以这种方式来检测。为了避免这种局限，进行了多种开发以改进检测并且也能够检测不同类型的设施。US 5 194 812,US 4, 600, 356,US 5，592，092 和 US 6，437，726 提及了这些方法。地下结构需要在可用频率范围内发射足够强以能够在地面上检测到的电磁场。由于只有自然产生的电信号才能引起场，所以这种方法的可用性限于带电电力线以及一些通信线缆。US 4 438 401、JP 2003 227878和DE 27 35 344公开了没有自然产生的信号的金属型设施(metallic services)直接连接到信号发生器的系统。这样，可将电信号传导给设施，因此可通过其电磁场来检测该设施。为此，设施必须位于建筑工地附近并在建筑工地附近连接。这会是非常困难的任务，因为一些设施是隐藏的，没有可接近的或者甚至带电的线，因此无法连接。这些系统对于大量金属型设施而言是很有效的，但是所述检测仍限于包含导电材料的设施。例如，由塑料制成的水管很难以这种方式进行检测。在EP 2 278 358中，待检测信号是从信号源人为产生的信号，其通过连接到信号源的至少两个电极(例如，地桩(earth spike)、帐篷桩等)被引入土壤中。为此，需要至少一根长线缆，因为好的检测结果需要将电极间隔开至少五米(优选地为几十米甚至几百米)布置。这种方法的优点在于，可通过这种系统检测电导率高于土壤的几乎任何设施。缺点是需要长线缆来向土壤供应信号。这种长线缆很难处理，需要笨重的线缆卷筒。特别是在工地(具有大量机械、车辆、工人和其它业务)，在地面上铺设长线缆会是困难的且带来问题，因为它可能妨碍工作流程。线缆还可能易于被一些机械或工人损坏或者可造成绊脚。对于实际检测任务，用于连接地桩以进行信号注入的这种线缆的正确铺设是耗时的准备工作。另外，长线缆的移除以及在线缆卷筒上的正确储存(常常结合有清洁线缆上的工地污垢)会花费较长时间。地电流系统的建立和移除常常花费甚至比实际检测更长的时间。因此，本专利技术的一个目的是通过利用土壤连接人为引入埋地结构的电检测信号来改进埋地结构的检测。本专利技术的另一目的是检测通过任何现有技术的方法很难检测的结构(例如，常用的塑料水管)，其通过穿过土壤并沿着那些结构浮动的检测信号来进行。一个目的是简化这种检测所需的系统，尤其是还缩小所需的设备并且还提供一种简化并且小型化的设备以用于这种任务。本专利技术的另一目的是避免使用地桩和长连接线缆来将检测信号引入土壤中。本专利技术的另一目的是提供一种埋地设施的邻近检测方法，其使用更容易使用且快速的系统，并且提供对干线(mains)供电以外的埋入设施的检测能力。这些目的通过实现独立权利要求的特征来实现。在从属权利要求中描述以另选或有利方式拓展本专利技术的特征。根据本专利技术的检测方法是基于从地下结构发射的电磁场的(即使所述结构并不自然地发射这些场)。通过沿着所述结构流动的人为引入的电流来发射所述场。电流的引入并非利用电流源与待检测结构的直接连接来实现，也非基于所述结构与从地面上朝着所述结构发出并被反射或再辐射回地面上的检测装置的电磁无线电场的弱电磁耦合。用于传导的细长的埋地结构(尤其用于建筑工地的地下管道或布线系统的邻近)的检测方法通过以下步骤来执行:■通过电流源产生优选地具有期望的频率和/或电流强度的交流电检测信号，■将所述检测信号引入土壤，使得所述检测信号穿过土壤浮动(floating)(浮动意指不必固着于导体的流动)并沿着所述结构聚集，使得沿着所述结构的检测信号发射时变电磁场，■通过地面上的与地电绝缘的移动检测单元检测所述电磁场，并根据所检测到的电磁场确定所述结构邻近检测单元。检测信号的引入经由干线插座进行，由此检测信号在间隔开一定距离的(至少)两个位置处连接到土壤。所述检测信号通过土壤在地下传导，其中，所述信号优选地遵循埋入地下的设施结构，因为这些结构在土壤中提供电阻最小的路径。检测信号因此将沿着埋地设施聚集，由此沿着所述设施出现电磁场，所述场可被地面上的检测单元检测到。根据本专利技术的检测信号的电流的流动路径的实施方式为:.从电流源经由插座至干线的PE导线，.经由干线至作为本地建筑物处的第一土壤连接的PE导线的本地接地点，.从第一土壤连接穿过土壤至所述结构，.遵循作为土壤中的电阻最小的路径的所述结构的至少一部分，.从所述结构穿过土壤至作为干线电源的远程变电站处的远程接地点的至少一个第二土壤连接，.从第二土壤连接至干线供应线的导线，以及.沿着干线供应线至本地建筑物并经由插座返回到电流源。明显的是，流动路径也可反过来限定。根据本专利技术，所述检测信号利用干线插座引入以在两个间隔开的位置处建立传导土壤耦合。这两个位置优选地位于关注区域附近。例如，第一土壤连接和第二土壤连接可位于关注区域的相对两侧，但这并非严格要求，因为检测信号将在土壤中非常宽广地分布，特别是如果远程接地点和本地接地点彼此间隔开10m以上的话(这是常见情况)。经由将检测信号连接到干线布线的干线插头引入电流，尤其是在住宅的干线布线的中性导线(N)和保护性接地导线(PE)之间引入检测信号。根据本专利技术，由此可实现引入检测信号作为土壤电流(或者所谓的地回路注入电流-ERIC)，而无需使用专用地桩和长线缆。相反，可使用简单的插座插头(无需任何外部布线)在两个不同的位置处向土壤中供应检测信号。由此，可在干线插座可用的住宅(这对线缆检测任务而言是非常常见的情形)附近检测埋地线缆和设施。换言之，用于通过电磁手段检测埋地设施(尤其是建筑工地处的地下管道或布线系统)的检测方法利用以下步骤来进行:■间接经由土壤将人为产生的电检测信号，尤其是作为来自电流源的期望频率的交流电流，引入埋地设施，■通过地面上的移动检测单元检测从由此引入的地下电流产生的电磁场，所述检测信号优选地沿着埋地设施浮动或传播，所述移动检测单元单元优选地与地电绝缘，以及■根据所检测到的检测信号的电磁场确定所述结构邻近检测单元。根据本专利技术，经由干线插本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在建筑工地(9)通过电磁手段利用以下步骤检测埋地设施(1)，尤其是地下管道或布线系统的方法：■间接经由土壤(12)将人为产生的电检测信号(5)，尤其是作为来自电流源(2)的期望频率的交流电流，引入所述埋地设施(1)，■通过地面上的移动检测单元(3)检测从所引入的地下检测信号(5)产生的电磁场(4)，所述检测信号(5)优选地沿着所述埋地设施(1)浮动，尤其其中，所述单元(3)与地电绝缘，并且■根据所检测到的所述检测信号(5)的所述电磁场(4)，确定所述结构(1)邻近所述检测单元(3)，该方法的特征在于，经由干线插座(8)供应土壤传导的检测信号(5)，使得检测信号(5)的流动路径是：■从所述电流源(2)至所述插座(8)处的干线布线(14)的第一远程接地导线，■经由所述第一导线从所述插座(8)至干线供电网络的远程变电站(25)，其中所述第一导线被接地(26)，使得所述检测信号(5)被传导至土壤材料(12)，■穿过所述土壤材料(12)浮动并遵循作为所述土壤材料(12)内的电阻最小的路径的所述埋地设施(1)的至少一部分，■从所述埋地设施(1)穿过土壤材料(12)至民用接地点(35)，其中干线布线的第二导线，尤其是保护性接地导线，被接地(36)，■经由所述第二导线至所述干线插座(8)并返回到所述电流源(2)，或者反之亦然。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.03.30 EP 12162438.11.一种用于在建筑工地(9)通过电磁手段利用以下步骤检测埋地设施(I)，尤其是地下管道或布线系统的方法: ■间接经由土壤(12)将人为产生的电检测信号(5)，尤其是作为来自电流源(2)的期望频率的交流电流，引入所述埋地设施(1)， ■通过地面上的移动检测单元(3)检测从所引入的地下检测信号(5)产生的电磁场(4)，所述检测信号(5)优选地沿着所述埋地设施(I)浮动，尤其其中，所述单元(3)与地电绝缘，并且 ■根据所检测到的所述检测信号(5)的所述电磁场(4)，确定所述结构(I)邻近所述检测单元⑶， 该方法的特征在于， 经由干线插座(8)供应土壤传导的检测信号(5)，使得检测信号(5)的流动路径是: ■从所述电流源(2)至所述插座(8)处的干线布线(14)的第一远程接地导线， ■经由所述第一导线从所述插座(8)至干线供电网络的远程变电站(25)，其中所述第一导线被接地(26)，使得所述检测信号(5)被传导至土壤材料(12)， ■穿过所述土壤材料(12)浮动并遵循作为所述土壤材料(12)内的电阻最小的路径的所述埋地设施(I)的至少一部分， ■从所述埋地设施(I)穿过土壤材料(12)至民用接地点(35)，其中干线布线的第二导线，尤其是保护性接地导线，被接地(36)， ■经由所述第二导线至所述干线插座(8)并返回到所述电流源(2)， 或者反之亦然。2.根据权利要求1所述的方法，该方法的特征在于，在所述插座(8)的中性导线与接地导线之间施加所述检测信号(5)， 其中，所述检测信号(5)的电路通过从所述接地导线的民用本地接地点(36)至干线供电网络(14)的变电站(25)处的所述中性导线的远程接地点(26)的待检测土壤传导电流来闭合。3.根据权利要求1或2所述的方法，该方法的特征在于，在所述插座(8)的带电导线与接地导线之间施加所述检测信号(5)， 其中，所述检测信号(5)的电路通过从所述接地导线的民用本地接地点(36)至干线供电网络(14)的变电站(25)处的所述带电导线的变压器的中性点的远程接地点(26)的待检测土壤传导电流来闭合。4.根据权利要求1至3中的任一项所述的方法，该方法的特征在于， 所述检测包括根据沿着所述设施(I)的至少一部分浮动的土壤传导检测信号(5)，作为非干线供电设施的埋地设施(I)，该非干线供电设施独立于所述干线供电网络(14)并且未被传导至所述干线插座(8)的电路， 尤其是还检测除了所述检测信号(5)所连接到的所述干线供电设施(14)以外的至少一个设施(I)， 优选地其中，附加设施(I)在电方面是无源的并且没有自然产生的电信号。5.根据权利要求1至4中的任一项所述的方法，该方法的特征在于， 指示所述检测信号(5)的电流水平在期望的范围内或者指示所述电流水平的值。6.根据权利要求2和3中的任一项所述的方法，该方法的特征在于， 指示是经由所述插座的带电线还是中性线还是这二者来供应所述检测信号。7.根据权利要求1至6中的任一项所述的方法，该方法的特征在于， 引入的所述检测信号(5)具有低电压安全水平以上的电压值，尤其是具有50伏特以上的电压，优选地具有在5kHz-300kHz范围内，特别是大约33kHz的频率，和/或 其中，所述检测信号(5)是尤其是通过限定的第二频率的调制信号和/或根据生成所述检测信号的装置中预定义的调制序列调制的第一频率的交流信号。8.一种干线插座(8)在供应土壤注入检测信号(5)以用于通过电磁手段检测地下设施(I)，尤其是干线以外的设施中的应用， 其中，所述检测信号(5)从干线供应变电站(25)接地点(26)穿过土壤(12)沿...

【专利技术属性】
技术研发人员：西蒙·布兰松，
申请(专利权)人：莱卡地球系统公开股份有限公司，电缆检测有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH