Если кабельная линия повреждена, то это чревато экономическими потерями при передачах электрического тока, может возникнуть короткое замыкание, что приведет к поломке запитанных приборов или подстанций. При нарушении целостности изоляционного материала может возникнуть опасность удара электрическим током.

Поиск повреждений кабельный линий

Повреждение линии может стать причиной отключения от электропитания жилых домов, хозяйственных объектов, системы управления и контроля цехов и предприятий, транспортных средств. Отыскивание нарушений в роботе кабельной линии имеет первоочередное значение.

Какие бывают повреждения

Подземные и надземные линии передачи электрического тока могут повреждаться по многим причинам. Самые распространены следующее ситуации:

1. Замыкание одной или более жил на землю;
2. Замыкание нескольких жил одновременно между собой;
3. Нарушение целостности жил и заземление их как оборванных;
4. Обрыв жил без заземления;
5. Возникновение коротких замыканий даже при незначительном повышении напряжения (заплывающий пробой), которые пропадают при нормализации напряжения;
6. Нарушение целостности изоляционного материала.

Для установления истинного типа нарушения передачи электроэнергии пользуются специальным прибором – мегаомметром.

Мегаомметр

Предполагаемый поврежденный кабель отсоединяют от источников питания и рабочего прибора. На обоих концах провода измеряют такие показатели:

• Фазной изоляции;
• Линейной изоляции
• Отсутствие нарушений целостности жил, проводящих электрический ток.

Этапы определение мест повреждения кабельных линий

Отыскивание проблематичных зон в кабеле включает три основных этапа, благодаря которым достаточно быстро устраняется нерабочий участок:

Первый этап осуществляется с использованием специального оборудования. В этих целях используют трансформаторы, кенотрономы или же приборы способные генерировать высокие частоты. При прожигании за 20 — 30 сек показатель сопротивления значительно падает. Если в проводнике присутствует влага, то необходимая процедура прожигания проходит намного дольше и максимальное сопротивление, которого удается достигнуть составляет 2 -3 тыс Ом.

АИП-70 установка для прожигания кабеля

Намного дольше происходит этот процесс в муфтах, при этом показатели сопротивления могут изменятся волнообразно, то повышаются, то обратно падают. Процедуру прожигания проводят до тех пор, пока не наблюдается линейное понижение сопротивления.

Сложность определение места повреждения кабеля состоит в том, что длина кабельной линии может достигать несколько десятков километров. Поэтому на втором этапе нужно определить зону повреждения. Чтобы справиться с поставленной задачей используют эффективные методики:

• Методика измерения ёмкости проводника;
• Методика зондирующего импульса;
• Создание петли между жилами;
• Создание в проводнике колебательного разряда.

Выбор методики зависит от предполагаемого типа повреждений.

Емкостный метод

На основе емкости проводника вычисляют длину от свободного конца проводника до зоны разрыва жилы.

Схема определения повреждений емкостным методом

Применяя переменный и постоянный ток измеряют емкость жилы, что повреждена. Расстояние измеряют, основываясь на том, что емкость проводника напрямую зависит от его длины.

с1/lx = c2/l – lx,

где, c1 и c2 – емкость кабеля на обоих концах, l –длина исследуемого проводника, lх – искомое растения до места предполагаемого обрыва.

Из представленной формулы не трудно определить длину кабеля до зоны обрыва, которая равняется:

lх = l * c1/(c1 + c2).

Импульсный метод

Методика применима практически во всех случаях повреждения проводника, за исключением заплывающих пробоев, причиной которых является повышенная влажность. Поскольку в таких случаях сопротивление в проводнике свыше 150 Ом, что является недопустимым для импульсного метода. Он основывается на подаче, с помощью переменного тока, импульса-зонда к поврежденной области и улавливании ответного сигнала.

Временная развертка зондирующих отраженных сигналов при импульсном методе определения мест повреждения: 1, 2, …, m – единичные процессы, повторяющиеся с частотой 500 — 1000 Гц.

Эта процедура осуществляется с помощью специального оборудования. Поскольку скорость передачи импульса постоянная и составляет 160 метров за микросекунду, то легко рассчитать расстояние до зоны повреждения.

Проверка кабеля производится на приборе ИКЛ-5 или же ИКЛ-4.

Прибор ИКЛ-5

Экран сканера отображает импульсы разной формы. Исходя из формы можно примерно определить тип повреждения. Также импульсный метод дает возможность найти место где возникло нарушение в передаче электрического тока. Хорошо данный метод работает если оборвана одна или несколько жил, а плохой результат получается при коротком замыкании.

Метод петли

В этом методе применяется специальный мост из переменного тока, позволяющий измерять изменения сопротивления. Создание петли возможно при наличии хотя бы одной рабочей жили в кабеле. Если возникла ситуация с обрыванием всех жил, следует воспользоваться жилами кабеля, что располагается параллельно. При соединении перебитой жилы с рабочей по одну сторону проводника образуется петля. К противоположной стороне жил подсоединяют мост, который может регулировать сопротивление.

Схема определения повреждений кабеля методом петли

Поиск повреждения силового кабеля при помощи данной методики имеет ряд недостатков, а именно:

• Продолжительное время подготовки и измерений;
• Полученные измерения не совсем точны.
• Необходимо наличие закороток.

В силу этих причин метод применяют крайне редко.

Метод колебательного РАЗРЯДА

Используют метод если причиной повреждения послужил заплывающий пробой. Метод подразумевает использование кенотронной установки, от которой по поврежденной жиле подается напряжение. Если в процессе работы возникает пробой в кабеле, там обязательно формируется разряд с устойчивой частотой колебаний.

Учитывая тот факт, что электромагнитная волна имеет постоянную скорость, то можно легко определить место повреждения на линии. Это можно сделать, сопоставив периодичность колебания и скорость.

Схема определения повреждений методом колебательного разряда

Установив область повреждения, в предполагаемую зону отправляют оператора, который найдет точку повреждения силового кабеля. Для этого используют уже совсем другие методы, такие как:

• Акустическое улавливание искрового разряду;
• Метод индукции;
• Метод вращающейся рамки.

Акустический метод

Этот вариант отыскивания повреждения используется для подземных линий. При этом оператору нужно создать искровой разряд в мести нарушения работы кабеля в земле. Метод работает в случае если в точке повреждения есть возможность создать сопротивление более 40 Ом. Сила звуковой волны, которую может создать искровой разряд, зависит от глубины, на которой размещается кабель, а также от структуры грунта.

Схема определения повреждений акустическим методом

В качестве прибора способного генерировать необходимый импульс используют кенотрон, в схему которого необходимо дополнительное включить шаровой разрядник и высоковольтный конденсатор. В роли акустического приемника используется электромагнитный датчик или же датчик-пьезо. Дополнительно используют усилители звуковой волны.

Метод индукции

Это универсальный метод для поиска всех возможных типов нарушений в работе кабеля, кроме этого, позволяет определить поврежденную кабельную линию и глубину на которой она залегает под землей. Используют для обнаружения муфт, соединяющих кабель.

Схема определения повреждений кабеля методом индукции

Основой данного метода является возможность уловить изменений в электромагнитном поле, что возникают при движении тока по электрической линии. Для этого пропускают ток, что имеет частоту 850 — 1250 Гц. Сила тока при этом может находиться в пределах нескольких долей ампера до 25 А.

Зная каким образом происходят изменения исследуемого электромагнитного поля не составит труда отыскать место нарушения целостности кабеля. Для того чтобы достаточно точно определить место, можно воспользоваться выжиганием кабеля и переводом однофазного замыкание в двух- или трехфазное.

В этом случае нужно создать цепь «жила-жила». Преимуществом такой цепи является то, что ток направляется по противоположных направлениях (по одной жиле вперед, по второй – обратно). Таким образом концентрация поля значительно возрастает и отыскать место повреждения значительно легче.

Метод рамки

Схема определения повреждений кабеля методом рамки

Это хороший способ для отыскивания нерабочих зон на поверхности линии электропередач. Принцип действия очень схож с методом индукции. Подключается генератор к двум жилами или же к одной жиле и оболочке. Затем на кабель с повреждением накладывается рамка, что вращается вокруг оси.

К месту нарушения должны отчетливо проявляются два сигнала – минимум и максимум. За предполагаемой зоной сигнал не будет колебаться, не давая пиков (монотонный сигнал).

Прибор предназначен для поиска электросетей переменного тока под землёй и в каналах бетонных и кирпичных зданий, их местоположение и глубину залегания.

В отключенные кабельные линии перед поиском трассы следует подать напряжение звуковой частоты достаточной мощности, а конец линии временно замкнуть, также следует поступить при возможном механическом повреждении, электромагнитное поле в поврежденном месте всегда в несколько раз выше, чем в исправном участке линии.

Принцип действия прибора основан на преобразовании электромагнитного поля электросети частотой 50 Гц в электрический сигнал, уровень которого зависит от напряжения и тока в проводнике, а также от расстояния до источника излучения и экранирующих факторов грунта или бетона.

Схема прибора состоит из датчика электромагнитного поля BF1, предварительного усилителя на транзисторе VT1, усилителя мощности DA1 и выходного контрольного устройства состоящего из звукового анализатора на наушниках ВA1 , светового пикового индикатора HL1 и гальванического прибора индикации мощности – PA1. Для снижения искажений сигнала электромагнитного поля в схемы усилителей введены цепи отрицательной обратной связи. Использование на выходе мощного усилителя низкой частоты позволяет подключать нагрузку любого сопротивления и мощности.

В схему введены установочные резисторы и регуляторы, позволяющие оптимизировать режим работы схемы устройства. Прибором можно оценить глубину залегания электросети от поверхности земли.

Для электропитания схемы прибора достаточно источника тока типа «Крона» на 9 вольт или КБС на напряжение 2 * 4,5 вольта.

Для устранения случайной разрядки элементов питания в схеме используется двойное выключение: размыканием плюсовой шины питания шины питания при отключении наушников BA1.

Электромагнитный датчик BF1 используется от высокоомных телефонных наушников типа ТОН -1 со снятой металлической мембраной. Он подключен к предварительному усилителю на транзисторе VT1 через разделительный конденсатор C2. Конденсатор С3 снижает уровень высокочастотных помех, особенно радио- помехи. Усилитель на транзисторе VT1 имеет обратную связь по напряжению с коллектора на базу через резистор R1, при повышении напряжения на коллекторе повышается напряжение на базе, транзистор открывается и напряжение коллектора снижается. Питание на усилитель подается через резистор R2 нагрузки с фильтра C1, R4. Резистор R3 в цепи эммитера транзистора VT1 смешает характеристику транзистора и за счёт отрицательного уровня напряжения несколько снижает усиление при пиках сигнала. Предварительно усиленный сигнал электромагнитного поля через конденсатор С4 гальванической развязки поступает на регулятор усиления R5 и далее через резистор R6 и конденсатор С6 на вход (1) аналоговой микросхемы усилителя мощности DA1. Конденсатор С5 снижают частоты более 8000 Гц для лучшего восприятия сигнала.

Усилитель мощности звуковой частоты на микросхеме DA1 с внутренним устройством защиты от коротких замыканий в нагрузке и перегрузки позволяет с хорошими параметрами усилить входной сигнал до величины достаточной для работы нагрузки мощностью до 1 ватта.

Искажения в сигнале вносимые усилителем в процессе работы зависят от значения отрицательной обратной связи. Цепь ОС состоит из резисторов R7,R8 и конденсатора C7. Резистором R7 возможно подстроить коэффициент обратной связи исходя из качественных показателей сигнала.

Конденсатор С9 и резистор R8 устраняют самовозбуждение микросхемы на низких частотах.

Через разделительный конденсатор С10 усиленный сигнал поступает на нагрузку ВА1 , индикатор уровня РА1 и светодиодный индикатор HL1.

Электродинамические наушники подключаются к выходу усилителя через разъём XS1 и XS2 , перемычка в XS1 замыкает цепь подачи напряжения питания с батареи GB1 на схему. Световой индикатор HL1 контролирует наличие перегрузки выходного сигнала.

Гальванический прибор РА1 указывает на уровень сигнала в зависимости от глубины залегания электросети и подключен к выходу усилителя через разделительный конденсатор С11 и умножитель напряжения на диодах VD1-VD2.

В приборе поиска электросетей нет дефицитных радиодеталей: приемник электромагнитного поля BF1 можно выполнить из малогабаритного согласующего трансформатора или электромагнитной катушки.

Резисторы типа С1-4 или МЛТ 0,12 , конденсаторы типа КМ, К53.

Транзистор обратной проводимости КТ 315 или КТ312Б. Диоды импульсные на ток до 300 мА.

Иностранный аналог микросхемы DA1 – TDA2003.

Прибор уровня РА1 использован от индикатора уровня записи магнитофонов на ток до 100мкА.

Светодиод HL1 любого типа. Наушники ВА1 – ТОН-2 или малогабаритные от плееров.

Правильно собранное устройство начинает работать сразу, положив датчик электромагнитного поля на сетевой шнур включенного паяльника установить резистором R7 максимальную громкость сигнала в наушниках, при

среднем положении регулятора R5 «Усиление».

Все радиодетали схемы расположены на печатной плате кроме датчика BF1 , он установлен в отдельной металлической коробочке. Батарея питания – КБС закреплена снаружи корпуса на скобку. Все корпуса с радиокомпонентами закреплены на алюминиевой тросточке.

Испытание прибора поиска электросетей можно начать не выходя из дома, достаточно включить свет одной из ламп и уточнить трассу в стене и потолке от выключателя до лампы, а затем перейти на поиск трасс под землёй во дворе дома.

Литература:

1. И.Семёнов Измерение больших токов. «Радиомир» №7 /2006 год стр.32

2. Ю.А.Мячин 180 аналоговых микросхем. 1993г.

3. В.В.Мукосеев и И.Н. Сидоров Маркировка и обозначение радиоэлементов. Справочник. 2001г.

4. В.Коновалов. Прибор поиска электропроводов – Радио,2007,№5 ,С41.

5. В.Коновалов. А. Вантеев Поиск подземных электросетей, Радиомир №11, 2010, С16.

Когда вы планируете повесить картину или настенные часы, как выбираете подходящее для этого место? Наверняка думаете о том, как впишется картина в интерьер комнаты, на какую стену лучше разместить и каким образом. Но задумываетесь ли вы о том, что не везде можно в стене забить гвоздь и просверлить отверстие под дюбель? Дело не в том, из какого материала сделаны ваши стены, так как существует более значимое обстоятельство – это электропроводка. Чтобы не повредить замурованные в стене провода нужно знать, где они заложены.

Существует несколько способов примерно узнать, где проходит электрический кабель: следует заглянуть в техническую документацию квартиры и посмотреть схему разводки электрической сети, если таковой нет, то обратите внимание на расположение разветвлительных коробок от них отходят провода к розеткам и выключателям. Как правило, толковые электрики прокладывают кабель под прямым углом.

Хорошо, когда вы меняли старую электропроводку и в курсе её размещения, а что если предыдущий хозяин дома был горе электриком-самоучкой и не соблюдал элементарных правил разводки проводов? Бывают случаи, когда в целях экономии провода разводят по наименьшему пути: от коробок по диагонали и по горизонтали — в таком случае не обойтись без специальных средств для её обнаружения.

В магазинах и на радиорынках продают специальные устройства под названием «Детектор скрытой проводки». Они бывают дешевые (низкого класса) и дорогие (высокого класса). Аппарат низкого класса определяет источник электромагнитного излучения – это провода под напряжением и электроприборы. Детекторы высокого класса более точны и функциональны: их работа направлена на выявление непосредственно проводов, даже тех, которые находятся без напряжения.

Для домашнего пользования нам будет достаточно простого детектора, который можно сделать своими руками. Как вы поняли, собранная нами несложная схема относится к бюджетным устройствам — следовательно, высококлассного устройства у нас не получится. Но самоделка поможет не попасть впросак при выполнении строительных работ и в момент, когда вы решите украсить свою комнату красивой картиной или настенными часами. Для того чтобы самим собрать детектор скрытой проводки на скорую руку нам потребуются три недефицитные радиодетали, найти которые нам не составит труда.

Основным элементом является советская микросхема К561ЛА7 (на ней собран сам детектор). Микросхема чувствительна к электромагнитному и статическому полю, исходящему от проводников электрической энергии и электронных устройств. От повышенного электростатического поля микросхему защищает резистор, который является промежуточным элементом между антенной и ИМС. Чувствительность детектора определяет длина антенны. В качестве антенны можно использовать одножильный медный провод длинной от 5 до 15 сантиметров. Для стабильной работы и не в ущерб чувствительности мной была выбрана длина равная 8 сантиметрам. Есть один нюанс: при превышении длины антенны порога в 10 сантиметров существует риск перехода микросхемы в режим самовозбуждения. В этом случае детектор может некорректно работать. Также при глубоком залегании электрического кабеля в штукатурке детектор может не издать ни единого звука.

При некорректной работе самодельного детектора, стоит поэкспериментировать с длинной медной антенны. Она может быть как меньше так и больше рекомендованной длинны. Когда детектор перестанет реагировать на все что угодно кроме электрического кабеля, то вы нашли нужную длину (если Вы не верно подобрали длину, то детектор может реагировать на простое прикосновение человека или любых предметов).

С нюансами разобрались, теперь переходим к третьему элементу схемы – это пьезоэлемент. Пьезоизлучатель (пьезоэлемент) необходим для восприятия на слух улавливания электромагнитного поля, когда это происходит излучатель издает треск. Пьезоэлемент или по-простому «пищалку» можно добыть из нерабочего тетриса, тамагочи или часов. Так же пищалку можно заменить миллиамперметром из старого магнитофона. Миллиамперметр отклонением стрелки будет показывать уровень излучаемого поля. Если вы решите использовать пьезоэлемент и миллиамперметр, то издаваемый треск буден слышен немного тише.

Схема питается от напряжения 9 вольт, поэтому нам понадобится батарейка типа «Крона». Сборку схемы можно осуществить на печатной плате или навесным монтажом. Навесной монтаж для простой схемы, состоящей из 5 элементов, будет предпочтительнее. Возьмите картон, приложите микросхему ножками вниз и под каждой ножкой иголкой проколите отверстия (14 штук, по 7 с каждой стороны). После подготовки места под микросхему вставьте ножки в проделанные отверстия и загните их. Так мы надежно зафиксируем интегральную микросхему на картоне и облегчим работу при пайке проводов.

Чтобы не перегреть микросхему следует использовать паяльник малой мощности. Обычно используют для пайки радиодеталей паяльник 25 Ватт. Приступаем к сборке детектора по схеме, приведенной в статье. Если вы выполнили все вышеизложенные рекомендации, то схема должна заработать мгновенно без всякой наладки. Теперь находим подходящий корпус и встраиваем схему в него. Под пищалку сделайте отверстия и приклейте пьезоизлучатель с обратной стороны. Для того, чтобы детектор не работал постоянно, впаяйте в разрыв цепи питания тумблер. Перезарузка детектора путем включения-выключения тумблера поможет вам вывести микросхему из режима самовозбуждения.

По традиции хочу закончить статью видеоотчетом о проделанной работе. На видео была протестирована работа самодельного и заводского детектора скрытой проводки. Как выяснилось, сделанный детектор более точно показывал место залегания электрического кабеля ежели дешевый покупной детектор.

Собрав детектор для поиска скрытой проводки, вам не стоит бояться повреждения электрической сети вашего дома, ведь вы всегда сможете найти электрический кабель. Успехов в освоении простых схем в радиоэлектронике. По всем возникающим вопросам обращайтесь ко мне в комментариях — будем разбираться!

Об Авторе:

Приветствую вас, дорогие читатели! Меня зовут Максим. Я убежден, что почти все можно сделать у себя дома своими руками, уверен, что это под силу каждому! В свободное время люблю мастерить и создавать что-то новое для себя и своих близких. Об этом и многом другом вы узнаете в моих статьях!

Напоминаю, что все статьи предыдущего конкурса, а также правила и итоги можно увидеть .

Тема статьи схожа с предыдущей:

Генератор высоковольтных импульсов для поиска обрыва в линии эл.передачи

Этот прибор позволяет определить место разрыва линии электропроводки дома. Таким образом, можно легко отремонтировать электропроводку в доме в случае обрыва.

Такой способ в электротехнике называют акустическим. Он основан на прослушивании в месте повреждения звуковых колебаний (хлопков) вызванных искровым разрядом. Обычно разрыв в электропроводке колеблется в пределах 0,5 … 2 мм. Такой разрыв легко пробивает напряжение 1 … 3 кв постоянного тока. Упрощенная схема на рис.1.

Uu- источник повышающего напряжения до пробоя.

Ru- внутренние сопротивление источника напряжения.

Если в месте пробоя будет низкое сопротивление, хлопка не будет. Источник будет разряжаться и напряжение не повысится. Во избежание этого нужно в цепь схемы поставить разрядник (Искусственный разрыв около 1 мм). А для того, чтобы пробой был хорошо слышен и виден добавить высоковольтный конденсатор. Схема устройства на рис.2.

Обычно обрыв проводки находится на глубине 1…2 см в штукатурке или в соединительной коробке. Место повреждения легко обнаруживается по световой вспышке и по звуку хлопка разряда.

Перед поиском места обрыва на участке электросети, нужно отключить все электро потребители. Высоким напряжением аппарата можно повредить изоляцию обмоток эл. двигателей и других электронных устройств. И обязательно нужно соблюдать технику электробезопасности (3).

Полезно перед этим воспользоваться генератором высокой частоты и искателем и приблизительно определить место повреждения (2). И так же замерить ёмкость проводки до места повреждения кабеля АППВ 2*2,5 ёмкость 1м примерно равен 80-100 пф. После подключить к высоковольтному прибору (см. схему прибора рис.4.) питание ~220 v и к выходным клеммам «0» и «1» или «2» линию с обрывом. Нажать кнопку SA1 и держать около 3 сек. До разряда. Если кнопку держать дольше разряды будут повторятся по мере накопления напряжения на конденсаторе C2.

Само устройство прибора состоит из не дефицитных деталей. Трансформатор Тр1 от строчной развертки чёрно белого телевизора. Разрядник P35 можно заменить самодельным.

Он изготовлен из кусочка фольгированного стеклотекстолита размерами 30*30 с круглым отверстием в центре диаметром 15 мм. По середине фольга удалена. По краям 2 отверстия для подключения проводов см. рис.3.

С каждой площадки навстречу друг другу припаяны 2 кусочка медного провода диаметром 1 мм с зазором 3 мм. В зазоре будет происходить пробой, с расчетом 1 мм=1кв. Такой разрядник P1 установлен в схеме для предохранения высоковольтного трансформатор Tp1. При разряде в заводском P35 звук очень слабый и не мешает слушать разряд в эл. проводке дома.

Схема прибора

Прибор представляет собой генератор высоковольтных импульсов на тиристоре. Конденсатор C2 К75-53 1 мкФ на напряжение 5 кВ. Его можно заменить несколькими конденсаторами меньшей ёмкости, но суммарная ёмкость должна быть около 1 мкФ, рабочее напряжение не меньше 5 кВ.

Схема управления тиристром ST1 взята из (4). Номиналы деталей схемы указанны на принципиальной схеме. Прибор собран в небольшом пластиковом кейсе, см.фото. Неоновая лампа Л1 нужна для сигнализации напряжения сети 220v на питание прибора.

Применение прибора для определения обрыва

Теперь два примера применения прибора из моей практики.

1. Снижение кабеля от УКВ антенны. Сопротивление между экраном и центральной жилой по показанием тестера 100 Ом. Должно быть около 5…10 ОМ. При подключении прибора к кабелю один человек нажимал на кнопку SA1, а я наблюдал за антенной и кабелем вечером. Под правым болтом подключения кабеля к шлейфу антенны были видны искры. Правый болт был сильнее подтянут. Переходное сопротивление упало до 8 Ом.

2. Необходимо было отремонтировать электро проводку в доме. Потухла эл.лампа освещения в комнате. Лампа цела и исправна. Лампу вывернул. Концы в патроне закоротил. К отдельной линии отходящий к патрону лампы подключил провода отходящие от прибора «0» и «1». При нажатии на кнопку SA1 прибора в месте разрыва в проводке выходящего с потолка раздавались разряды. Ликвидация разрыва легко устранена.

Фото прибора.

Литература:

• Радиолюбитель № 2 1997г. Ст 24.
• Радио мир №7 2014г. Ст 27 и поправка Радио мир № 9 2014г. Ст 32.
• Радио №5 2015г. Ст 54.
• Радио №1 2008г. Ст 27.

А что там свежего в группе ВК СамЭлектрик.ру ?

Подписывайся, и читай статью дальше:

Если статья понравилась, проголосуйте за неё здесь и сейчас:

• 
  
• 

• " onclick="window.open(this.href," win2 return false > Печать

Существуют способы обнаружения скрытой проводки «на­родными» методами, без специальных приборов. Например, можно включить на конце этой проводки большую нагрузку и искать по отклонению компаса или с помощью катушки провода с сопротивле­нием около 500 Ом с разомкнутым магнитопроводом подключенной на микрофонный вход любого усилителя (музыкальный центр, магни­тофон и др.), сделав максимальную громкость. В последнем случае по звуку наводки 50 Гц провод в стене будет обнаружен.

Прибор № 1. Он может использоваться для обнаружения скрытой электропроводки, отыскания обрыва провода в жгуте или кабеле, выявления перегоревшей лампы в электрогирлянде. Это простейшее устройство, состоящее из полевого транзистора, головного телефона и элементов питания. Принципиальная схема прибора представлена на рис. 1. Схему раз­работал В. Огнев из г. Перми.

Рис. 1. Принципиальная схема простого искателя

Принцип действия устройства основан на свойстве канала полевого транзистора изменять свое сопротивление под действием наводок на вывод затвора. Транзистор VT1 - КП103, КПЗОЗ с любым буквенным индексом (у последнего вывод корпуса соединяют с выводом затвора). Телефон BF1 - высокоомный, сопротивлением 1600-2200 Ом. Полярность подключения батареи питания GB1 роли не играет.

При поиске скрытой проводки корпусом транзистора водят по стене и по максимальной громкости звука частотой 50 Гц (если это электропроводка) или радиопередачи (радиотрансляционная сеть) определяют место прокладки проводов.

Место обрыва провода в неэкранированном кабеле (например, сете­вом шнуре какого-либо электро- или радиоприбора), перегоревшую лампу электрогирлянды отыскивают так. Все провода, в том числе и оборванный, заземляют, другой конец оборванного провода соеди­няют через резистор сопротивлением 1-2 МОм с фазным проводом электросети и, начиная с резистора, перемещают транзистор вдоль жгута (гирлянды) до пропадания звука - это и есть место обрыва провода или неисправная лампа.

Индикатором может служить не только головной телефон, но и омметр (изображен штриховыми линиями) или авометр, включенный в этот режим работы. Источник питания GB1 и телефон BF1 в этом случае не нужен.

Прибор № 2. Теперь рассмотрим прибор, выполненный на трех тран­зисторах (см. рис. 2). На двух бипо­лярных транзисторах (VT1, VT3) собран мультивибратор, а на поле­вом (VT2) - электронный ключ.

Рис. 2. Принципиальная схема трехтранзисторного искателя

Принцип действия этого иска­теля, разработанного А. Борисовым, основан на том, что вокруг электри­ческого провода образуется электри­ческое поле - его и улавливает искатель. Если нажата кнопка выключателя SB1, но электрического поля в зоне антенного щупа WA1 нет, либо искатель находится далеко от сетевых проводов, транзистор VT2 открыт, мультивибратор не рабо­тает, светодиод HL1 погашен.

Достаточно приблизить антенный щуп, соединенный с цепью затвора полевого транзистора, к проводнику с током либо просто к сетевому проводу, транзистор VT2 закроется, шунтирование базо­вой цепи транзистора VT3 прекратится и мультивибратор начнет работать.

Начнет вспыхивать светодиод. Перемещая антенный щуп вблизи стены, нетрудно проследить за пролеганием в ней сетевых проводов.

Полевой транзистор может быть любой другой из указанной на схеме серии, а биполярные - любые из серии КТ312, КТ315. Все рези­сторы - МЛТ-0,125, оксидные конденсаторы - К50-16 или другие малогабаритные, светодиод - любой из серии АЛ307, источник пита­ния - батарея «Корунд» либо аккумуляторная батарея напряжением 6-9 В, кнопочный выключательSB1 - КМ-1 либо аналогичный.

Корпусом искателя может стать пластмассовый пенал для хранения школьных счетных палочек. В его верхнем отсеке крепят плату, в ниж­нем - располагают батарею.

Можно регулировать частоту колебаний мультивибратора, а зна­чит, частоту вспышек светодиода, подбором резисторов R3, R5, либо конденсаторов CI, С2. Для этого нужно временно отключить от рези­сторов R3 и R4 вывод истока полевого транзистора и замкнуть кон­такты выключателя.

Прибор № 3. Искатель может быть собран и с использованием генератора на биполярных транзисторах разной структуры (рис. 3). Полевой транзистор (VT2) по прежнему управляет работой генератора при попадании антенного щупа WA1 в элек­трическое поле сетевого про­вода. Антенна нужно изгото­вить из проволоки длинной 80-100 мм.

Рис. 3. Принципиальная схема искателя с генератором на

Транзисторах различной структуры

Прибор № 4. А этот прибор для обнаружения повреждений скры­той электропроводки питается от автономного источника напряже­нием 9 В. Принципиальная схема искателя представлена на рис. 4.

Рис. 4. Принципиальная схема искателя на пяти транзисторах

Принцип работы следующий: на один из проводов скрытой элек­тропроводки подается переменное напряжение 12 В от понижающего трансформатора. Остальные провода заземляют. Искатель включа­ется и перемещается параллельно поверхности стены на расстоянии 5-40 мм. В местах обрыва или окончания провода светодиод гаснет. Искатель может быть также использован для обнаружения поврежде­ний жил в гибких переносных и шланговых кабелях.

Прибор № 5. Детектор скрытой проводки, представленный на рис. 5, выполнен уже на микросхеме К561ЛА7. Схему представляет Г. Жидовкин.

Рис.5. Принципиальная схема искателя скрытой проводки на микросхеме К561ЛА7

Примечание.

Резистор R1 нужен для ее защиты от повышенного напряжения ста­тического электричества, но, как показала практика, его можно и не ставить.

Антенной является кусок обычного медного провода любой толщины. Главное, чтобы он не прогибался под собственным весом, т. е. был доста­точно жестким. Длина антенны определяет чувствительность устройства. Наиболее оптимальной является величина 5-15 см.

Таким устройством очень удобно определять и местопо­ложение перегоревшей лампы в елочной гирлянде - возле нее треск прекращается. А при приближении антенны к электропроводке детек­тор издает характерный треск.

Прибор № 6. На рис. 6 изображен более сложный искатель, имеющий, кроме звуковой, еще и световую индикацию. Сопротивление резистора R1 должно быть не менее 50 МОм.

Рис. 6. Принципиальная схема искателя со звуковой и световой индикацией

Прибор № 7. Искатель, схема которого приведена на рис. 7, состоит из двух узлов:

♦ усилителя напряжения переменного тока, основой которого слу­жит микромощный операционный усилитель DA1;

♦ генератора колебаний звуковой частоты, собранного на инвер­тирующем триггере Шмитта DD1.1 микросхемы К561ТЛ1, частотозадающей цепи R7C2 и пьезоизлучателе BF1.

Рис. 7. Принципиальная схема искателя на микросхеме К561ТЛ1

Принцип действия искателя следующий. При расположении антенны WA1 вблизи от токонесущего провода электросети наводка ЭДС частоты 50 Гц усиливается микросхемой DA1, в результате чего зажигается светодиод HL1. Это же выходное напряжение операцион­ного усилителя, пульсирующее с частотой 50 Гц, запускает генератор звуковой частоты.

Ток, потребляемый микросхемами прибора при питании их от источника напряжением 9 В, не превышает 2 мА, а при включении светодиода HL1 составляет 6-7 мА.

Когда искомая электропроводка расположена высоко, наблюдать за свечением индикатора HL1 затруднительно и вполне достаточно зву­ковой сигнализации. В таком случае светодиод может быть отключен, что повысит экономичность прибора. Все постоянные резисторы - МЛТ-0,125, подстроенный резистор R2 - типа СПЗ-Э8Б, конденсатор CI - К50-6.

Примечание.

Для более плавной регулировки чувствительности, сопротивление резистора R2 следует уменьшить до 22 кОм, а его нижний по схеме вывод соединить с общим проводом через резистор сопротивле­нием 200 кОм.

Антенной WA1 служит площадка фольги на плате размером при­мерно 55x12 мм. Начальную чувствительность прибора устанавли­вают подстроечным резистором R2. Безошибочно смонтированный прибор, разработанный С. Стаховым (г. Казань), в налаживании не нуждается.

Прибор № 8. Этот универсальный прибор-индикатор сочетает в себе два индикатора, позволяя не только определить скрытую про­водку, но и обнаружить любой металлический предмет, находящийся в стене или полу (арматура, старые провода и т. п.). Схема искателя представлена на рис. 8.

Рис. 8. Принципиальная схема универсального искателя

Индикатор скрытой проводки собран на базе микромощного опе­рационного усилителяDA2. При расположении вблизи электропро­водки провода, подключенного на вход усилителя, наводка частоты 50 Гц воспринимается антенной WA2, усиливается чувствительным усилителем, собранным на DA2, и переключает с этой частотой све­тодиод HL2.

Прибор состоит из двух независимых устройств:

♦ металлоискателя;

♦ индикатора скрытой электропроводки.

Рассмотрим работу прибора по принципиальной схеме. На тран­зисторе VT1 собран ВЧ генератор, который вводится в режим воз­буждения регулировкой напряжения на базе VT1 с помощью потен­циометра R6. ВЧ напряжение выпрямляется диодом VD1 и переводит компаратор, собранный на ОУ DA1, в положение, при котором гаснет светодиод HL1 и генератор периодических звуковых сигналов, собран­ный на микросхеме DA1 находится в выключенном состоянии.

Вращением регулятора чувствительности R6 устанавливается режим работы VT1 на пороге генерации, который контролируется выключением светодиода HL1 и генератора периодического сигнала. При попадании в поле индуктивности L1/L2 металлического пред­мета генерация срывается, компаратор переключается в положение, при котором загорается светодиод HL1. На пьезокерамический излу­чатель подается периодическое напряжение частотой около 1000 Гц с периодом около 0,2 с.

Резистор R2 предназначен для установки режима порога генерации при среднем положении потенциометра R6.

Совет.

Приемные антенны WA 7 и WA2 должны быть максимально удалены от руки и находиться в головной части прибора. Часть корпуса, в которой находятся антенны, не должна иметь внутреннего покры­тия фольгой.

Прибор № 9. Малогабаритный металлоискатель. Малогабаритный металлоискатель может обнаруживать скрытые в стенах гвозди, шурупы, металлическую арматуру на расстоянии нескольких санти­метров.

Принцип действия. В металлоискателе использован традиционный метод обнаружения, основанный на работе двух генераторов, частота одного из которых изменяется при приближении прибора к метал­лическому предмету. Отличительная особенность конструкции - отсутствие самодельных намоточных деталей. В качестве катушки индуктивности использована обмотка электромагнитного реле.

Принципиальная схема прибора показана на рис. 9, а.

Рис. 9. Малогабаритный металлоискатель: а - принципиальная схема;

б - печатная плата

Металлоискатель содержит:

♦ LC-генератор на элементе DDL 1;

♦ RC-генератор на элементах DD2.1 и DD2.2;

♦ буферный каскад на DD 1.2;

♦ смеситель на DDI.3;

♦ компаратор напряжения на DD1.4, DD2.3;

♦ выходной каскад на DD2.4.

Работает устройство так. Частоту RC-генератора нужно устанавли­вать близкой к частотеLC-генератора. При этом на выходе смесителя будут присутствовать сигналы не только с частотами обоих генерато­ров, но и с разностной частотой.

Фильтр низкой частоты R3C3 выделяет сигналы разностной частоты, которые поступают на вход компаратора. На его выходе фор­мируются прямоугольные импульсы такой же частоты.

С выхода элемента DD2.4 они поступают через конденсатор С5 на разъем XS1, в гнездо которого вставляют вилку головных телефонов сопротивлением около 100 Ом.

Конденсатор и телефоны образуют дифференцирующую цепочку, поэтому в телефонах будут раздаваться щелчки с появлением каж­дого фронта и спада импульсов, т. е. с удвоенной частотой сигнала. По изменению частоты щелчков можно судить о появлении вблизи прибора металлических предметов.

Элементная база. Вместо указанных на схеме допустимо использо­вать микросхемы: К561ЛА7; К564ЛА7; К564ЛЕ5.

Полярный конденсатор - серий К52, К53, остальные - К10-17, КЛС. Переменный резисторR1 - СП4, СПО, постоянные - МЛТ, С2-33. Разъем - с контактами, замыкающимися при вставленной в гнездо вилке телефонов.

Источник питания - батарея «Крона», «Корунд», «Ника» или ана­логичный им аккумулятор.

Подготовка катушки. Катушку L1 можно взять, например, из электромагнитного реле РЭС9, паспорт РС4.524.200 или РС4.524.201 с обмоткой сопротивлением около 500 Ом. Для этого реле нужно разо­брать и удалить подвижные элементы с контактами.

Примечание.

Магнитная система реле содержит две катушки, намотанные на отдельных магнитопроводах и включенные последовательно.

Общие выводы катушек нужно соединить с конденсатором С1, а магнитопровод также, как и корпус переменного резистора, - с общим проводом металлоискателя.

Печатная плата. Детали устройства, кроме разъема, следует раз­местить на печатной плате (рис. 9, 6) из двустороннего фольгированного стеклотекстолита. Одна из ее сторон должна быть оставлена металлизированной и соединена с общим проводом другой стороны.

На металлизированной стороне нужно закрепить батарею питания и «добытую» из реле катушку.

Выводы катушки реле следует пропустить через раззенкованные отверстия и соединить с соответствующими печатными проводниками. Остальные детали размещаются со стороны печати.

Плату устанавите в корпус из пластмассы или жесткого картона, на одной из стенок которого закрепите разъем.

Наладка металлоискателя. Налаживание устройства следует начи­нать с установки частоты LC-генератора в пределах 60-90 кГц под­бором конденсатора С1.

Затем нужно переместить движок переменного резистора примерно в среднее положение и подбором конденсатора С2 добиться появления в телефонах звукового сигнала. При перемещении движка резистора в ту или иную сторону частота сигнала должна изменяться.

Примечание.

Для обнаружения металлических предметов переменным рези­стором предварительно нужно установить возможно меньшую частоту звукового сигнала.

С приближением к предмету частота начнет изменяться. В зави­симости от настройки, выше или ниже нулевых биений (равенства частот генераторов), или вида металла, частота изменится в большую или меньшую сторону.

Прибор № 10. Индикатор металлических предметов.

При проведении строительных и ремонтных работ нелишней будет информация о наличии и месторасположении различных металлических предметов (гвоздей, труб, арматуры) в стене, полу и т. д. Поможет в этом устройство, описание которого приводится в этом разделе.

Параметры по обнаружению:

♦ большие металлические предметы - 10 см;

♦ труба диаметром 15 мм - 8 см;

♦ винт М5 х 25 - 4 см;

♦ гайка М5 - 3 см;

♦ винт М2,5 х 10 -1,5 см.

Принцип работы металлоискателя основан на свойстве металли­ческих предметов вносить затухание в частотозадающий LC-контур автогенератора. Режим автогенератора устанавливают вблизи точки срыва генерации, и приближение к его контуру металлических пред­метов (в первую очередь ферромагнитных) заметно снижает ампли­туду колебаний или приводит к срыву генерации.

Если индицировать наличие или отсутствие генерации, то можно определять место расположение этих предметов.

Принципиальная схема устройства приведена на рис. 10, а. Оно имеет звуковую и световую индикацию обнаруженного предмета. На транзисторе VT1 собран ВЧ автогенератор с индуктивной связью. Частотозадающий контур L1C1 определяет частоту генерации (около 100 кГц), а катушка связи L2 обеспечивает необходимые условия для самовозбуждения. РезисторамиR1 (ГРУБО) и R2 (ПЛАВНО) можно устанавливать режимы работы генератора.

Рис.10. Индикатор металлических предметов:

А - принципиальная схема; б - конструкция катушки индуктивности;

В - печатная плата и размещение элементов

На транзисторе VT2 собран истоковый повторитель, на диодах VD1, VD2 - выпрямитель, на транзисторах VT3, VT5 - усилитель тока, а на транзисторе VT4 и пьзоизлучателе BF1 - звуковой сигна­лизатор.

При отсутствии генерации ток, протекающий через резистор R4, открывает транзисторыVT3 и VT5, поэтому светодиод HL1 будет светить, а пьезоизлучатель издавать тональный сигнал на резонанс­ной частоте пьезоизлучателя (2-3 кГц).

Если ВЧ автогенератор будет работать, то его сигнал с выхода истокового повторителя выпрямляется, и минусовое напряжение с выхода выпрямителя закроет транзисторы VT3, VT5. Светодиод погаснет, звучание сигнали затора прекратится.

При приближении контура к металлическому предмету амплитуда колебаний в нем будет уменьшаться, либо генерация сорвется. В этом случае минусовое напряжение на выходе детектора будет снижаться и через транзисторы VT3, VT5 начнет протекать ток.

Светодиод зажжется, раздастся звуковой сигнал, что укажет на наличие вблизи контура металлического предмета.

Примечание.

Со звуковым сигнализатором чувствительность устройства выше, поскольку он начинает работать при токе в доли миллиам­пера, в то время как для светодиода необходим значительно боль­ший ток.

Элементная база и рекомендуемые замены. Вместо указанных на схеме, в устройстве можно применить транзисторы КПЗОЗА (VT1), КПЗОЗВ, КПЗОЗГ, КПЗОЗЕ (VT2), КТ315Б, КТ315Д, КТ312Б, КТ312В (VT3 - VT5) с коэффициентом передачи тока не менее 50.

Светодиод - любой с рабочим током до 20 мА, диоды VD1, VD2 - любые из серий КД503, КД522.

Конденсаторы - серий КЛС, К10-17, переменный резистор - СП4, СПО, подстроечные - СПЗ-19, постоянные - МЛТ, С2-33, Р1-4.

Устройство питается от батареи с общим напряжением 9 В. Потребляемый ток составляет 3-4 мА, когда светодиод не горит, и возрастает примерно до 20 мА, когда он зажигается.

Ее ли прибором пользоваться не часто, то выключатель SA1 можно не устанавливать, подавая напряжение на устройство подсоединением батареи питания.

Конструкция катушек индуктивности. Конструкция катуш­ки индуктивности автогенератора показана на рис. 10, б - она аналогична магнитной антенне радиоприемника. На круглый стер­жень 1 из феррита диаметром 8-10 мм и проницаемостью 400-600 надевают бумажные гильзы 2 (2-3 слоя плотной бумаги), на них нама­тывают виток к витку проводом ПЭВ-20,31 катушки L1 (60 витков) и L2 (20 витков) - 3.

Примечание.

Намотку при этом надо проводить в одном на правлении и пра­вильно подсоединить выводы катушек к автогенератору

Кроме того, катушка L2 должна перемещаться по стержню с неболь­шим трением. Обмотку на бумажной гильзе можно закрепить скот­чем.

Печатная плата. Большинство деталей размещается на печатной плате (рис. 10, в) из двустороннего фольгированного стеклотексто­лита. Вторая сторона оставлена металлизированной и используется в качестве общего провода.

Пьезоизлучатель размещен на обратной стороне платы, но его надо изолировать от металлизации с помощью изоленты или скотча.

Плату и батарею следует разместить в пластмассовом корпусе, причем катушку нужно устанавливать как можно ближе к боковой стенке.

Совет.

Для повышения чувствительности устройства плату и бата­рею надо разместить на расстоянии нескольких сантиметров от катушки.

Максимальная чувствительность будет с той стороны стержня, на которой намотана катушка L1. Мелкие металлические предметы удоб­нее обнаруживать с торца катушки, это позволит более точно опреде­лять их месторасположение.

♦ шаг 1 - подобрать резистор R4 (для этого временно отпаять один из выводов диодаVD2 и устанавить резистор R4 такого максимально возможного сопротивления, чтобы на коллекторе транзистора VT5 было напряжение 0,8-1 В, при этом светодиод должен светить, а звуковой сигнал звучать.

♦ шаг 2 - устанавить движок резистора R3 в нижнее по схеме по­ложение и припаять диод VD2, а катушку L2 отпаять, после этого транзисторы VT3, VT5 должны закрыться (светодиод погаснет);

♦ шаг 3 - аккуратно перемещая движок резистора R3 вверх по схеме, добиться открывания транзисторов VT3, VT5 и включе­ния сигнализации;

♦ шаг 4 - устанавить движки резисторов Rl, R2 в среднее поло­жение и припаять катушкуL2.

Примечание.

При приближении L2 вплотную к L1 должна возникнуть генерация, а сигнализация выключиться.

♦ шаг 5 - катушку L2 удалить от L1 и добиться момента срыва генерации, а резисторомR1 ее восстановить.

Совет.

При настройте надо стремиться, чтобы катушка L2 была удалена на максимальное расстояние, а резистором R2 можно было бы доби­ваться срыва и восстановления генерации.

♦ шаг 6 - устанавить генератор на грани срыва и проверить чув­ствительность устройства.

На этом настройка металлоискателя считается завершенной.

Похожие статьи