Lokalizatory elektromagnetyczne LEM

Podczas realizacji inwestycji budowlanych, szczególnie na terenach silnie zurbanizowanych, duże utrudnienie dla bezpieczeństwa prowadzenia m.in. robót ziemnych, stanowi brak lub niedokładne rozpoznanie podłoża gruntowego w zakresie lokalizacji podziemnych sieci uzbrojenia terenu.

Projekt posadowienia budowli, sieci przyłączy czy wreszcie bezkolizyjnych względem podziemnej infrastruktury wykopów, powinien więc zostać poprzedzony weryfikacją materiałów kartograficznych w zakresie danych GESUT (Geodezyjna Ewidencja Sieci Uzbrojenia Terenu). Kiedy wywiad terenowy wskazuje na rozbieżności pomiędzy materiałem kartograficznym a sytuacja terenową konieczne jest ustalenie stanu faktycznego. W tym celu przeprowadza się tzw. pomiary pośrednie z wykorzystaniem zestawów lokalizacyjnych kabli i przewodów.

Na czym polega pomiar lokalizatorem elektromagnetycznym?

Zasada działania zestawu lokalizującego (tzw. wykrywacz) bazuje na zjawisku indukcji elektromagnetycznej i sprowadza się do identyfikacji przez odbiornik sygnału, który został wygenerowany przez poszukiwany przewód, w wyniku przepływu przez ten przewód prądu (Rys. 1). Przepływ prądu w przewodzie jest zazwyczaj wzbudzany przez działanie nadajnika (metody aktywne) lub inne, zewnętrzne źródła pola elektromagnetycznego (metody pasywne).

Lokalizatory elekromagnetyczne umożliwiają bezinwazyjne wyznaczanie położenia i głębokości rurociągów i kabli znajdujących się pod powierzchnią gruntu, jednak tylko metalowych. Oprócz nadajnika i odbiornika, w skład zestawu lokalizującego mogą wchodzić dodatkowe akcesoria tj. klemy, sondy itp., umożliwiające stosowanie różnych metod i konfiguracji pomiarowych (Rys. 2)

Rodzaje metod pomiarów z wykorzystaniem LEM

Ze względu na źródło pola elektromatycznego, wzbudzającego przepływ prądu w lokalizowanych przewodach, rozróżniamy:

metody pasywne – zewnętrzne źródło pola EM
metody aktywne – wymuszone pole EM z wykorzystaniem generatora

Metody pasywne pozwalają na zgrubne stwierdzenie, czy w danych rejonie występuje uzbrojenie. Do lokalizacji wymagają długich, metalowych przewodów, uziemionych na obu końcach. Do indukcji prądu w przewodzie wykorzystują sygnał EM emitowany przez elementy infrastruktury istniejących sieci:

Metoda Radio – telekomunikacyjne stacje bazowe emitują sygnał o częstotliwości 15 kHz – 27 kHz (Rys. 3)
Metoda Power – kable elektroenergetyczne emitują sygnał o częstotliwości 50 Hz – 60 Hz i wielokrotności (Rys. 4)

Do metod aktywnych należy:

Metoda indukcyjna
Metoda galwaniczna

Metoda indukcyjna – prąd zmienny w przewodzie wzbudzany jest poprzez sprzężenie indukcyjne z nadajnikiem (Rys. 5). Podstawowy zasięg metody wynosi ok. 100m. Klamra nadawcza (Rys. 6), zakładana wokół izolowanego przewodu, zwiększa zasięg poszukiwania do 500÷800 m. Pomiar można prowadzić nad przewodami, których nie trzeba wyłączać z działania. Przy gęstej infrastrukturze podziemnej poprawne wyniki i brak przesłuchów są możliwe kiedy sąsiednie kable oddalone są o co najmniej 1 m.

Metoda galwaniczna – polega na bezpośrednim podłączeniu generatora do dostępnego metalowego elementu lokalizowanego przewodu (Rys. 7). Ponadto nadajnik należy uziemić. Metoda galwaniczna pozwala na wykrycie przewodów w odległości nawet do 10 km. Przewód należy wyłączyć spod napięcia. Jeśli któraś z żył kabla jest nieobciążona napięciem, można na nią podać sygnał lokalizatora bez wyłączania kabla z pracy. Wymaga to jednak obecności osoby posiadającej uprawnienia do pracy na przewodach i to ona powinna wykonywać wszelkie operacje podpięć.

Jakie wyróżniamy rodzaje lokalizatorów?

Wykrywacze prostej generacji – umożliwiają prowadzenie pomiarów jedynie z wykorzystaniem metod podstawowych jednak z ograniczoną ilością częstotliwości roboczych oraz bez automatycznego pomiaru głębokości. Przykładem może być krajowy GEOPILOT (typu S, PLUS, SOUND, POWER) czy Leica DIGICAT 100 z generatorem DIGITEX 8/33.
Wykrywacze średniej generacji – oprócz realizacji podstawowych metod lokalizacyjnych, pozwalają na automatyczny pomiar głębokości oraz rozszerzenie funkcjonalności poprzez współpracę z klamrą i sondami. Należą do nich m.in. Leica DIGICAT 200 z nadajnikiem DIGITEX 8/33, SebaKMT (typ FM, Easyloc, vloc), Radiodetection (RD 2000).
Wykrywacze wysokiej generacji – urządzenia tej klasy oferują szeroki zakres wykorzystywanych częstotliwości pracy oraz generatory o mocy do 10 W. Do dodatkowych funkcji należy również wskazanie kierunku przebiegu kabla czy sygnalizacja zakłóceń. Możliwa jest również współpraca z odbiornikami GPS, zapis do pamięci danych pomiarowych lub komunikacja kablowa albo Bluetooth z urządzeniami zewnętrznymi np. telefonami komórkowymi. Wśród tej grupy znajdują się m.in. SebaKMT i5000/5000M, Radiodetection (RD 4000/7000/8000) czy Dynatel 2273M ID.

Źródła:

[1] Gocał J. (2010) Geodezja inżynieryjno-przemysłowa. Część III. Kraków: Wydawnictwo AGH.

[2] Sołtys, M. (2005). Sposoby wyznaczania głębokości położenia przewodów podziemnych różnymi lokalizatorami elektronicznymi. Geodezja/Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie, 11(2), 345-356.