Metody lokalizace podzemních kabelů a potrubí

Senzor úniku vody chrání klid majitele domu. Na jeho rychlosti a přesnosti provozu závisí komfort bydlení a dobré vztahy se sousedy. Pokud senzor ignoruje únik vody, budete pravděpodobně muset vyměnit podlahu a provést opravy u sousedů v nižších patrech. Proto SAURES nabízí pouze ta nejspolehlivější zařízení, která jsou součástí našich systémů ochrany před únikem teplé a studené vody.

Jak funguje systém ochrany proti úniku vody?

Systém prevence úniku se skládá ze tří povinných prvků:

• senzor – detekuje přítomnost kapaliny v kontrolní zóně;
• elektrický kulový ventil – hraje roli řízeného uzavíracího ventilu;
• regulátor – mozek systému, spojující senzor a kulový ventil.

V případě úniku detekuje čidlo přítomnost kapaliny na podlaze a vyšle poplachový signál do ovladače. Ta zase zpracuje přijatý signál a vydá příkaz k uzavření elektrického pohonu kohoutku. Pohon přijímá signál z ovladače a uzavírá přívod vody pomocí uzavíracích ventilů. Souběžně s tímto procesem odešle regulátor majiteli domu oznámení o nehodě.

Podobný princip fungování je základem všech moderních systémů ochrany proti úniku. Takto jsou navrženy systémy pro domácnost, které monitorují byty nebo domy, stejně jako průmyslové analogy, které monitorují vysokotlaké armatury nebo nádrže s agresivními činidly. Modely pro domácnost a průmysl se od sebe liší charakteristikami zařízení, ale provozní algoritmus je podobný.

Spolehlivost protipovodňové ochrany v bytě, kanceláři nebo podniku tedy do značné míry závisí na bezporuchovém fungování snímače úniku.

Domácí a průmyslové typy snímačů úniku

Senzory pro domácnost se dělí do dvou velkých skupin:

1. Kabelové – přenášejí signál přes vodič (například kroucený pár). Ve většině případů se jedná o pasivní zařízení, která nevyžadují zdroj energie.
2. Bezdrátové – napájeno vestavěnou baterií a k přenosu dat využívá rádiový kanál. Například rádiový kanál s frekvencí 868 MHz.

Podle principu fungování jsou všechny modely pro domácnost klasifikovány jako kontaktní typ. Takové snímače reagují na změny odporu v obvodu, když jsou kontakty uzavřeny vodou. Průmyslový senzor funguje trochu jinak, protože musí reagovat i na únik kapaliny s nulovou elektrickou vodivostí. Mezi průmyslovými řešeními proto kromě kontaktních senzorů existují:

• Ultrazvuk (radar). Řídí objem stísněného prostoru a reagují na jeho zmenšení při zaplavení.
• Kapacitní. Princip činnosti je podobný kontaktním, ale je založen na měření kapacity kondenzátoru.
• Hydrostatická zařízení, která reagují na změny tlaku v potrubí nebo utěsněných nádobách.

Složitá a nákladná průmyslová řešení se ve většině zařízení nepoužívají: byty, domy, kanceláře a obchody. Proto budeme podrobně zvažovat pouze kontaktní senzory – drátové a bezdrátové modely.

Jak funguje senzor úniku vody na elektrodě?

Typický kontaktní senzor se skládá z následujících prvků:

• pouzdro otevřené zespodu, na jehož základě je sestaveno celé sledovací zařízení;
• kontakty, které vypadají jako zástrčky, vodicí lišty, hřebeny nebo pole teček;
• elektronická jednotka zodpovědná za měření elektrického odporu;
• drát nebo bezdrátový modul pro přenos dat do ovladače.

Princip činnosti kontaktního senzoru je založen na elektrické vodivosti vody. Když voda uzavře sousední kontakty snímače, vytvoří se elektrický obvod s nízkým odporem. Kolísání tohoto parametru zaznamenává zařízení a přenáší je do řídicí jednotky drátem nebo bezdrátovým kanálem.

Pro zvýšení citlivosti snímače jsou kontakty umístěny na spodní straně zařízení. Zároveň je mezera mezi kontakty a podlahou velmi malá, což umožňuje detekovat i malé úniky vody. Když podlaha vyschne, odpor se vrátí na původní úroveň a regulátor pochopí, že netěsnost byla odstraněna.

Citlivost snímače přímo závisí na vzdálenosti mezi kontakty a podlahou.

Výhody a nevýhody kabelových snímačů úniku

SAURES používá ve svých systémech pasivní senzory úniku vody s nebo bez monitorování poškození (WSP+) (WSP). Kabelové modely nevyžadují napájení, protože pasivní zařízení nemá prvky, které vyžadují trvalé připojení ke zdroji energie. Díky tomu drátové senzory vydrží velmi dlouho a absence složité elektroniky eliminuje neočekávané poruchy.

Jedinou elektrickou součástí kabelového snímače úniku vody s monitorováním přerušení je odpor. Umožňuje paralelní připojení, takže k jednomu kanálu našeho ovladače lze připojit až 3 taková čidla.

Pro připojení vodního senzoru k ovladači použijte běžný kroucený dvoulinkový kabel. Maximální délka drátu je 50 metrů, takže s pomocí jednoho ovladače pokryjete opravdu velký byt nebo patro venkovského domu.

Častou nevýhodou pasivních zařízení je kabelový komunikační kanál, který komplikuje instalaci systému v hotových místnostech. Při paralelní instalaci navíc nelze říci, které zařízení ve skupině detekovalo přítomnost vody. Proto nedoporučujeme zneužívat možnosti připojení zařízení na jeden kanál.

Výhody a nevýhody bezdrátových senzorů úniku vody

Společnost SAURES nabízí bezdrátové hydraulické senzory, které si vyměňují informace se základnou prostřednictvím rádiového kanálu (frekvence 868 MHz). Neruší vaši domácí Wi-Fi síť a mají působivý dosah. Základna pracuje s rádiovými senzory na vzdálenost až 500 metrů v přímé viditelnosti.

Zdrojem energie pro rádiové senzory je běžná baterie CR2450. Poskytuje vynikající autonomii – zařízení bude fungovat 10 let na jednu baterii. Sledovací zařízení vysílá signál do základny pouze v případě, že je detekován únik vody.

Instalace rádiového senzoru nezpůsobuje žádné potíže. Zařízení se vyjme z krabice, postaví se na základnu a položí na podlahu kontakty dolů. To je hlavní výhoda bezdrátových rádiových senzorů.

Nevýhodou je vysoká cena. Navíc pro rádiové senzory si budete muset koupit speciální základnu (jedna na 10 kusů). Tuto vlastnost je třeba vzít v úvahu při navrhování systému ochrany proti úniku vody. Hydraulická čidla se totiž budou muset instalovat na všechna potenciálně nebezpečná místa.

Kde jsou instalována čidla úniku vody?

Drátové a bezdrátové hydraulické senzory jsou zabudovány do podlahy nebo položeny na ni. Vestavěné modely se používají pouze při velkých rekonstrukcích – instalace takových zařízení zahrnuje poškození celistvosti podlahové krytiny. Proto doporučujeme používat pouze externí senzory, které jsou umístěny na podlaze kontakty dolů. Jsou umístěny:

• vedle všech domácích spotřebičů, které jsou připojeny k přívodu vody;
• pod hadice spojující výstup z přívodu vody a odběrné místo;
• v blízkosti splachovací nádrže, WC, sprchový kout, vyhřívaný věšák na ručníky;
• pod elektrický kotel nebo sloup na ohřev vody;
• v blízkosti kotle, expanzní nádoba, rozdělovač topného systému, radiátor.

Pokud má podlaha sklon, pak místem pro instalaci hydraulického senzoru bude nejnižší bod (odtokový prostor), kde se bude hromadit voda. Instalace sledovacího zařízení v blízkosti pračky nebo myčky nádobí zahrnuje umístění pod samotné zařízení. Jakákoli flexibilní hadice má omezenou životnost, takže instalace hydraulického senzoru pod hadici je povinným postupem. V kombinované koupelně si vystačíte s jedním zařízením. V opačném případě budete muset použít dvě zařízení. Pokud má dům kotelnu, musí být vybavena samostatným hydraulickým čidlem. Monitorovací zařízení jsou pokud možno umístěna pod každým topným tělesem.

K ochraně vašeho domova před zaplavením stačí 4-5 hydraulických senzorů, které se instalují pod sifon kuchyňského dřezu, v koupelně, na WC, v kotelně, pod čerpací stanicí. Pro byt stačí 3-4 sledovací zařízení.

SAURES nabízí kompletní řešení včetně kabelových a bezdrátových senzorů, motorizovaných kulových ventilů, ovladačů a rádiových základů. V kombinaci s vodoměry takový systém chrání uživatele před prasknutím vodovodního potrubí a skrytými netěsnostmi. Když je detekována nehoda, ovladač odešle uživateli push notifikaci, e-mail, telegramovou zprávu nebo SMS a vypne připojené kohoutky. Takový systém může zablokovat vodu v celém bytě nebo uzavřít přívod v jednotlivých potrubích.

Informace o umístění a skutečném stavu podzemních potrubí a kabelových vedení jsou nejdůležitějším výsledkem průzkumu těchto komunikací.

Spolehlivost a přesnost výsledků průzkumu jsou jediné charakteristiky, které mohou mít skutečnou hodnotu. Nepřesné nebo zkreslené informace mohou způsobit chyby v interpretaci získaných dat a zbytečné náklady. Ještě horší je, pokud neúplná nebo nepřesná data z průzkumu ohrožují životy a zdraví lidí.

Konečný závěr o stavu objektu nebo jeho jednotlivého prvku lze učinit na základě jeho vizuální prohlídky, u podzemních kabelů a potrubí to však není možné. Zkušenosti, znalost kontrolované pracovní oblasti, použití výkresů nebo diagramů, jakož i efektivní využití trasovacích přístrojů mohou poskytnout informace, které umožní prakticky přesný závěr o stavu prvků objektu. V některých případech se mohou vyskytnout oblasti, kde není možné přesně určit stav komunikací. Tyto oblasti by měly být vždy lokalizovány, aby byla zajištěna možnost další kontroly.

Umístění podzemních potrubí a kabelů je velmi zodpovědný druh činnosti: všechny operace musí být prováděny metodicky, pečlivě a s velkou pozorností. V této sérii článků se pokusím poskytnout strukturované a pokud možno úplné informace o metodách použití vyhledávačů tras k získání přesných a spolehlivých dat.

Metody lokalizace podzemních kabelů a potrubí

V současné době jsou nejpoužívanějšími metodami pro detekci a trasování podzemních kabelů a potrubí:

1 Dostupná dokumentace

Plán podzemní komunikace

Plány a výkresy dostupné od dodavatelů energií nebo městské správy obsahují množství informací o přítomnosti a umístění podzemních potrubí a kabelů. Při provádění průzkumu staveniště je důležité nejprve získat veškeré dostupné informace a dokumentaci. Informace mohou být (a obvykle jsou) nepřesné nebo neúplné, ale tyto informace budou pro provozovatele výchozím bodem při provádění průzkumu staveniště. Je také mnohem snazší potvrdit nebo doplnit stávající informace, než začít s průzkumem staveniště „naslepo“. Jakékoli informace před zahájením prací na staveništi mohou být velmi užitečné, i když poskytují pouze hrubou představu o tom, co lze na staveništi očekávat.

2 georadary

Georadar je radar, který na rozdíl od klasického slouží k zkoumání studovaného prostředí, nikoli vzdušného prostoru. Studovaným prostředím může být zem (odtud nejběžnější název – georadar), voda, zdi budov atd.

Moderní georadar je komplexní geofyzikální zařízení vytvořené s využitím určitých technologií. Hlavní jednotka se skládá z elektronických součástek, které plní následující funkce: generování impulsů vysílaných vysílací anténou, zpracování signálů přicházejících z přijímací antény a synchronizaci provozu celého systému. Georadar se tedy skládá ze tří hlavních částí: anténní části, záznamové jednotky a řídicí jednotky. Anténní část zahrnuje vysílací a přijímací antény. Záznamovou jednotkou se rozumí notebook nebo jiné záznamové zařízení a roli řídicí jednotky plní systém kabelů a optoelektrických převodníků (podle Wikipedie).

Pro přesnou detekci, určení rozměrů a vzdálenosti (hloubky) k podzemním objektům byly vyvinuty metody vyhledávání podzemních inženýrských sítí založené na využití elektromagnetických vln. Rozložení podzemních inženýrských sítí, zejména plastových potrubí nebo optických komunikačních kabelů, se stalo rozumným a přirozeným rozvojem této metody. Je zřejmé, že je poměrně obtížné (ve většině případů téměř nemožné) rozlišit plastové potrubí s vodou od husté zeminy (například vlhkého jílu a zeminy) pomocí radaru. Georadary však umožňují získat přibližný obraz o umístění podzemních kabelů a potrubí v různých typech zemin. Zároveň je i za příznivých podmínek pro použití radarů nutné mít odpovídající představu o tom, co je nebo by mělo být pod zemí.

Vysoká vodivost jemnozrnných sedimentárních hornin – jílů a aluvia – výrazně snižuje možnosti zařízení a skalnaté a heterogenní sedimentární horniny rozptylují jeho signál. Vysoká hladina podzemní vody může také negativně ovlivnit výsledky průzkumu. Za zmínku také stojí, že informace získané z výsledků georadaru jsou velmi složité a vyžadují interpretaci vysoce kvalifikovaným odborníkem s rozsáhlými zkušenostmi. Složitost, vysoké náklady a závislost na podmínkách použití vedou k nevhodnosti použití této metody pro každodenní práci. Je však pravděpodobné, že v blízké budoucnosti se tato metoda stane užitečnou při tvorbě schémat podzemních inženýrských sítí.

3 Akustické umístění

Akustické metody se staly nejrozšířenějšími při vyhledávání úniků vody v podzemních potrubích. Varianta této metody se však poměrně rozšířila pro trasování podzemních vodovodních potrubí, zejména plastových. V současné době je použití této metody omezeno na detekci a lokalizaci vodovodních potrubí, nicméně další vývoj těchto metod může rozšířit jejich oblast působnosti, zejména pro trasování podzemních plastových plynových potrubí.

4 Infračervená termografie

Topné potrubí

Teplota podzemních kabelů a potrubí se může lišit od teploty okolní půdy. Stanovení tohoto teplotního rozdílu může být poměrně účinnou metodou pro lokalizaci podzemních potrubí a kabelů. Účinnost této metody je však vysoce závislá na podmínkách prostředí a je výrazně snížena faktory, jako je sluneční záření nebo vítr. V praxi mají tyto metody úzce specializované uplatnění – vyhledávání dutin v kanalizačních kolektorech, stejně jako lokalizace zlomů, trhlin a poškození izolačního nátěru na jednotlivých úsecích topných sítí.

5. Virutkaření

Proutkaření

Toto je nejstarší metoda hledání vody a podzemních potrubí. K hledání pomocí proutkařů se používá větev stromu nebo vinná réva, stejně jako její četné variace v podobě svařovacích elektrod atd. Tato zajímavá metoda vyžaduje specifické dovednosti a intuici. Práci takových „řemeslníků“ jsem osobně mnohokrát pozoroval a mohu říci, že výsledky jejich práce na mě udělaly dojem. Jednou specialista z jedné z vodárenských společností procházel trasu silového kabelu se dvěma elektrodami a ukazoval směr kabelu a spojky. Délka trasy byla asi 130 metrů, kabel často měnil směr, paralelní průzkum pomocí elektromagnetického vyhledávače trasy zcela potvrdil výsledky získané pomocí elektrod. Samozřejmě je těžké očekávat široké využití této metody a mezi výhody patří nízká cena a nízká hmotnost zařízení

6 Elektromagnetická lokalizace

Jedná se o univerzální a nejběžnější metodu lokalizace a trasování podzemních inženýrských sítí. Výhodou této metody je možnost získat velké množství informací „z podzemí“, které nelze získat pomocí žádné jiné technologie. Tato metoda má následující charakteristické rysy:

— Vyhledávání hranic zón podzemních kabelů a potrubí z povrchu země;
– Sledování a identifikace konkrétních linií;
— Trasování a identifikace kanalizačních kolektorů nebo jiných nekovových kanálů a potrubí, ke kterým je přístup; lokalizace ucpání a poškození (pomocí miniaturního průchozího vysílače – „sondy“);
— Měření hloubky výskytu (vzdálenost od povrchu země ke středu elektromagnetického pole kolem vedení) přímo z povrchu Země;
— Přenositelnost a nízká hmotnost zařízení (snadno se drží v rukou) a možnost efektivního používání i nezkušenými operátory;
— Možnost použití vyhledávačů tras na jakémkoli typu půdy a dokonce i pod vodou;
— Nízké náklady na vybavení a jeho jednotlivé komponenty. Možnost nákupu vybavení malými organizacemi nebo dodavateli.

Hlavní nevýhodou metody elektromagnetické lokalizace je, že nedokáže detekovat plastové (ani jakékoli nekovové) potrubí. Počet takových potrubí inženýrských sítí je však ve srovnání s kovovými trubkami a kabelovými sítěmi stále zanedbatelný.