探测技术培训讲稿

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探测技术培训讲稿 篇1

一、燃气基础知识 1.1 天然气性质、特点

1.1.1 天然气是以甲烷(CH4)为主要成分的可燃气体，其种类有：气田气，石油伴生气，凝析气田气和矿井瓦斯气。

1.1.2 天然气是一种易燃易爆的气体，和空气混合后，温度只要达到 550 ℃就会燃烧，在空气中，天然气的浓度只要达到5～15%，遇到火种就会爆炸。1.1.3 一立方米天然气完全燃烧，至少需要9.52立方米空气。1.1.4 天然气（甲烷）在0℃，一个大气压下的重度及相对比重，分别是0.716 kg/m3及0.554。1.1.5 天然气主要成分是甲烷，而甲烷是无毒、无味的。

1.1.6 天然气在室内空气中的含量达到5～15％时，一遇明火则一定要产生爆炸或爆燃。1.1.7 天然气一旦泄漏，可能导致爆炸、火灾、中毒等恶性事故。

1.1.8 由于天然气比空气轻，因此同一根立管上的用户，一般楼上比楼下的灶前压力高。1.2 燃气性质、特点

1.2.1 城市燃气按其来源不同，可分为 天然气、人工煤气、液化石油气三大类。1.2.2根据燃气使用性质，城市燃气用户分为工业用户、公共建筑用户和居民用户。

1.2.3燃气是由多种气体组成的混合气体，它主要由可燃组分、不可燃组分、杂质等组成。1.2.4 燃气燃烧必须同时具备的三个条件是可燃气体，空气（氧气）和该种燃气的最低着火温度。

1.2.5 燃烧发生的充要条件是有可燃物与助燃物、两者混合并达到一定比例、有一定点火能量。

1.2.6 城市燃气中一氧化碳含量应小于 10％。

1.2.7 当空气中的一氧化碳含量达0.20％时，人在2～3分钟会失去知觉、甚至死亡。1.3 燃气管网及设备知识

1.3.1 城市燃气系统由气源、输配系统、用户等几部分组成。

1.3.2 我国城市燃气最新压力级制划分为低压、中压B级、中压A级、次高压B级、次高压A级、高压B级、高压A级四等七级。

1.3.4 常见的地下管道按材质分类，可分为钢管、铸铁管、塑料管。1.3.５ 燃气管材及设备的公称压力PN是指所能承受的系列压力等级。

1.3.６ 管件及阀门的公称压力用PN表示，单位为MＰa，其系列压力等级有：PN=0.25;0.6;0.1;1.6;„„10MＰa等。

1.3.7 无缝钢管的规格用管子的外径乘壁厚表示。如Φ273×8表示外径273mm，壁厚8mm。1.3.８ 我国无缝钢管的表示法中，Φ159表示钢管的外径。1.3.9 管材的公称直径是指与管径相近的整数。

1.3.10 我国规定的管材公称直径系列值DN（单位mm）为：10、15、20、25、32、40、50、65、80。

1.3.11 国家调压器型号编制规定中型号：“RTJ-31/25A”中的“3”和“1”分别表示进口压力与出口压力值。

1.3.12 弹簧式安全放散阀的作用是：超压放散。

1.3.13 国家规定燃气家用灶具及热水器的热效率应分别不小于55％及80％。1.3.14 国家规定燃气家用灶具烟气中一氧化碳的含量不大于0.05%。2.3.15 城市燃气流量计量的常用单位是 m3/h。1.4 燃气安全基本知识 1.4.1地下燃气管道埋设在车行道下的最小覆土厚度是不得小于0.8米。

1.4.2地下燃气管道不得在堆积易燃、易爆材料和具有腐蚀性液体的场地穿越。1.4.3 燃气管道和设备在停气作业完成后，并检查置换合格，方可恢复供气。

1.4.4 停气、降压工程在夜间用气低谷时进行，但不宜在夜间恢复供气，以免发生意外。1.4.5 低压燃气管道若进水，不能用任何高压气体强制排除。

1.4.6 发现室内燃气泄漏后，应切断气源，打开窗户通风，不能开启排风扇或其他换风设备将室内气体排除。

1.4.7 燃气管道漏气，可用检漏仪或皂液找漏，不能可用明火找漏。

1.4.8 如何使用干粉灭火器:在离火灾现场几米远外，将灭火器立于地上，用右手紧握手把，左手用力拔掉保险销，握紧喷嘴胶管，对准火焰根部，用力按下手把即喷。1.4.9 如何使用泡沫灭火器:在离火灾现场几米远外，用右手将灭火器提起，左手抓住灭火器底部，以180度的方式翻转后摇动2～3次，将灭火器倒拿于双手上，对准火焰根部即喷。1.4.10 有手提式1211灭火器和泡沫灭火器，当发生室内火灾时，你应选用哪种灭火器灭火？怎么使用？

选用手提式1211灭火器。用右手紧握手把，左手用力拔掉保险销，将喷嘴对准火焰根部，用力按下手把即喷。

1.4.11如何判断一氧化碳的中毒现象？

一氧化碳的轻度中毒者，会感到头晕、乏力、恶心、面色苍白；重度中毒者会出现呼吸困难，抽搐、昏迷等现象。

1.4.12 对一氧化碳中毒者的简易救护方法。

发现有人因一氧化碳（可能是人工煤气泄漏或是使用燃气热水器不当）中毒时，应立即打开门窗通风换气，迅速切断气源，将中毒者抬到空气流通的地方，一方面尽快拨打120急救电话求救，同时对中毒者按以下方法进行简单有效的救护： ①解开中毒者衣扣、腰带，清除其口内异物及假牙；

②将中毒者平放使之仰卧，垫高其颈部，使其头后仰，以免喉部受到阻塞； ③抢救者用双手有规律地压迫中毒者的胸部，或者捏住中毒者鼻孔，以每分钟16次的速率向中毒者吹气，进行口对口的呼吸；

④有条件时，可向中毒者输氧气或使用呼吸兴奋剂，升血压药物等； ⑤可用新针疗法针刺中毒者的人中、百会、合谷等穴位。1.5 地下金属管道腐蚀与防腐知识

1.5.1 地下燃气管道外壁受腐蚀的主要方式是 电化学腐蚀。

1.5.2 地下燃气管道内壁腐蚀的原因是管内积水与硫化氢等酸性气体作用而形成的酸性溶液引起的化学腐蚀。

1.5.3 地下燃气管道外壁腐蚀的原因有土壤的化学和电化学腐蚀，地下杂散电流腐蚀以及细菌腐蚀等。

1.5.4 地下金属管线腐蚀的规律：

① 管线腐蚀严重地段常出现在地层构造为夹层地区。就是说明地层不均匀地区，如粘土，细砂，粉砂，亚粘土混合地段。

② 管线腐蚀严重地段多出现在土壤电阻率差异比较大的地区，高的达500欧姆米，低的到20～30欧姆米左右。

③ 盐碱含量较大的地区，管线腐蚀严重。④ 地层变化过渡区，管线腐蚀严重。

⑤ 管线绝缘层损坏部份，易造成集中腐蚀。

1.5.5地下金属管线的阴极保护原理：根据电化学腐蚀的原理，在腐蚀电池中阳极受腐蚀而损坏，而阴极不损坏。因此，我们就设法把腐蚀电池中的阳极变为阴极，这样金属就不受腐蚀了。阴极保护就是利用外加直流电源，其负极连接于被保护金属，正极连接于附加电极（即阳极），在电流通过时，被保护金属成为阴极，就可以防止电化学腐蚀。1.5.6 电保护法有：牺牲阳极保护法、阴极保护法和排流保护法。1.5.7 目前对于大口径钢质燃气管道防腐多采用石油沥青防腐技术。

1.5.8石油沥青涂层防腐结构是：沥青底漆—沥青—玻璃丝布—沥青—玻璃丝布—沥青—玻璃丝布—沥青—外保护层。

1.5.9 防腐层绝缘电阻Rg与老化状况划分关系表 级别 Rg（Ω.M2）老化状况 一级（优）>10,000 基本无老化

二级（良）5,000～10,000 老化轻微，无剥离和损坏

三级（一般）3,000～5,000 老化较轻，基本完整，沥青发脆 四级（差）1,000～3,000 老化比较严重，有剥离和较严重吸水现象 五级（劣）<1,000 老化和剥离严重，轻剥即掉 1.5.10 防腐层缺陷检测

防腐层缺陷可通过地面检测的方法来探测，有直流和交流两类。例如人体电容法；变频—选频法；直流电压梯度技术等。1.5.11 绝缘防腐层缺陷的检测技术原理

地下燃气管道防腐层缺陷的地面检测是通过向地下管道发送一个交流信号源，当地下管道防腐层有缺陷时，该处金属部分与大地相短路，在缺陷处形成电流回路，将产生的漏电信号向地面辐射，并在缺陷点正上方辐射信号最大，当探测到信号的最大值时，便可准确找到缺陷点。（参见下图）

1.5.12防腐层缺陷检测目的

探测出防腐层缺陷点，以便及时修复，减小安全隐患。

管道防腐层状况检测的目的是：采集反映防腐层状况的数据和探测防腐层缺陷，以便确定管道安全等级和制定修复或整改计划。

二、识图、作图基础知识 2.1识图的基本概念

2.1.1 识图的目的：是熟悉、了解地形图中的地物(建筑物、构筑物)、地貌、坐标、高程、图示及图例符号。

2.1.2 比例：管道施工图(地形图)上所画物体的图形大小与实物大小之比称为比例。(例：1：500即表示物体图样大小仅为实物大小的五百分之一。)2.1.2.1 常用比例：1：25，1：50，1：100，1：200，1：500，1：1000，1：2000等。

2.1.2.2 常见户内平面图比例：1：100，1：200。2.1.2.3 常见总平面图比例：1：500。2.1.2.4 常见规划图比例：1：2000，1:10000。2.1.3 标高:系统图中管道高度采用标高符号标注。

2.1.3.1 管道相对标高：一般以建筑物底层室内地坪正负零(±0.000)表示。比地坪低的用负号（－）表示，比地坪高的用正号(＋)表示。2.1.3.2 标高符号及标注

2.1.3.3 管顶、管中、管底标高符号

2.1.4 尺寸标注及尺寸单位 2.1.4.1 尺寸符号：管道图中尺寸符号由四部份组成：A.尺寸界线，B.尺寸线，C.箭头（或起止线），D.尺寸数字。

2.1.4.2 尺寸标注：管道尺寸数字标注在尺寸线上面。2.1.4.3 尺寸单位：mm(毫米，一般省略不标注)。2.1.4.4 尺寸标注方法：

2.1.4.5 管线尺寸标注方向

2.1.4.6 管径尺寸标注方法

2.1.4.7 管线表示方法: 表示方法很多，一般表示如图所示

2.1.5 几种常用的线型

序号 名称 线型 宽度（mm）适用范围及说明 1 粗实线

b=1.2 1.主要管线； 2.图框线；

3.竣工管线（中、高压管网）。2 中实线

b/2=0.6 1.辅助管线； 2.分支管线（或低压管网）。3 细实线

b/4=0.3 1.管件、阀件、图线； 2.建筑物及设备轮廓线；

3.尺寸线，尺寸界线及引出线等。4 粗点划线 b 1.主要管线（其它管线）；

2.同一图中区别粗实线所代表的管线。5 点划线

b/4 1.定位线； 2.中心线。6 粗虚线

b 1.地下管线； 2.被设备遮盖的管线。7 虚线

b/2 1.设备内辅助线； 2.自控仪表连接线； 3.不可见轮廓线。8 波浪线

b/4 1.管件、阀件断裂处的连界线； 2.表示结构层次的局部界线

2.1.6 常用阀门、管件和管路图、流程图图例

名称 图例 名称 图例 名称 图例 阀门

箱(柜)式 调压器

计量

装置

调压阀 球阀

压力表

过滤器 安全阀

活接头

单向阀(止回阀)法兰盘

放空管

小于90度弯头

弯头90度向上

交叉

管线

短桩

弯头90度向下

2.1.7 管道施工图的识读

施工图包括平面图、剖面图、轴测图、详图。2.1.7.1 识读管道施工图的一般原则

应掌握管道施工图的表示方法和各种专业管道的特点，从平面图入手，结合剖面图，轴测图对照识读。

2.1.7.2 单张图样的识读

顺序：标题栏→文字说明→图样→数据。识读标题栏可知：工程名称、工程项目、比例等。识读文字说明可知：施工要求和图例意义。

识读图样可知：管线布置、排列、走向、标注、及连接方法等。2.1.7.3 整套图样的识读

2.1.7.3.1 识读顺序：图纸目录→施工图说明→设备材料等→流程图→平、立（剖）面图、轴测图→详图。

2.1.7.3.2平、立面图和轴测图的识读内容:通过平、立面图和轴测图的识读应掌握： ① 管道、设备、阀门、仪表等的空间分布情况，及施工要求

② 了解建（构）筑物的分布情况和管道、设备与建筑物的关系。通过详图识读应掌握各细部管道和设备的具体安装要求

2.1.7.4 室外燃气管道的识读及分类。室外燃气管道图：分为平面图和纵断面图。

2.1.7.4.1 室外燃气管道平面图主要表示燃气管道水平位置与周围市政设施（公路、桥梁、道路）、建筑物、街道等的相对位置及管道标高走向。

2.1.7.4.2 室外燃气管道纵断面图主要表示管道和附件，交叉管道的全程管径及管道坡度、最低点、设备标高等。

2.2 识图重点:掌握地下管线的图例和符号，掌握1：500地形图中的常见符号和名称。2.2.1指出下列图例符号中所代表的内容

Ａ： 燃气（煤气）井

Ｂ： 给水(自来水)井 Ｃ： 电力井 Ｄ： 污水(排水)井 Ｅ： 消火栓 Ｆ： 阀门 Ｇ： 电信人孔 Ｈ： 雨水井 Ｉ： 热力井 Ｊ： 石油 2.2.2 指出下列１／５００地形图符号的名称

Ａ：

砖、混凝土墙

Ｂ： 一般房屋

Ｃ：

未加固斜坡

Ｄ：

加固陡坡

Ｅ：

陡坎房屋 Ｆ： 建筑物下的通道 2.3 重要基本概念

2.3.1 地形图:是按一定程序和方法，用符号、注记及等高线表示地物、地貌及地理要求，平面位置和全程的正投影图。

2.3.2 带状图:是用于线形工程的选线、勘察设计或管理的地形图。

2.3.3 地下管线图分类：专业管线图、综合管线图、管线纵横断面图和放大示意图等。2.3.4 地下管线埋深分类：内底埋深、外顶埋深和外底埋深。

2.3.4.1 内底埋深：指管道内径的最低点到地面垂直距离（测下水道）。2.3.4.2 外顶埋深：指管道外径是高点到地面垂直距离（测有压力的地下管道）。

2.3.4.3 外底埋深：指管道外径是低点到地面垂直距离（测隧道和顶管 工程施工直埋电缆和管块测外顶埋深、管沟测内底和埋底）。

2.3.5 地下管线分类：地下管道和地下电缆两大类。2.3.5.1地下管道分类：给水、排水（污水和雨水）、燃气（煤气、液化气、天然气）、热力（蒸汽和热水）、工业（氢、氧、乙炔、石油、排渣）共五类 2.3.5.2 地下电缆分为：电力（供电、路灯、电车）和电信（市话、长话、广播、有线电视）两类。

2.3.6我国行业标准CJJ61-94中地下管线图的编绘规定，文字注记的字体宜用等线体或仿宋体，大小为：２.5mm×２.５mm～４mm×４mm。2.3.7 竣工总图的比例尺：宜为1：500。

2.3.8 总图中的单位：坐标、标高、距离以米为单位并至少取2位小数，不足以“0”补全。2.3.9 坐标格网：按一定纵横坐标间距，在地形图上绘制的格网。

2.3.10 地形图比例尺：地形图上某一线段的长度与实地相应线段水平长度之比。2.3.11 等高线：地形图上高程相等的相邻点连成的闭合曲线。

2.3.12地物：地面一固定物体的总称，包括建筑物、构筑物、道路、江河等。2.3.13 地貌：地面上各种起伏形状的总称。2.3.14 地形：地面上地物、地貌的总称。

2.3.15 管道测量：为管道工程的勘察、设计、施工、运营及维修等进行的测量工作。2.3.16 地下管线测量：为各种地下管道及其附属设施的勘察、设计、施工、运营及维修等所进行的测量工作。

2.3.17 竣工测量：工程竣工时，对建筑物、构筑物或管网等的实地平面位置，高程进行的测量工作。

2.3.18 竣工总平面图（一般为1/500）：根据竣工测量编绘的反映建筑物、构筑物或管网等的实际平面位置、高程等图。

2.3.19 综合管线图（一般为1/500，规划专用图）：表示一个地区所有地下管线的位置、相关关系、高程及主要建筑物、构筑物的图。2.3.20 地理信息系统（GIS）：集与地理位置有关的地面、自然、人文、经济和空间数据的采集、存储、管理、分析和信息输出为一体的计算机系统。

三、管线的探测

3.1 管线探测的基本概念

3.1.1管线点:是指为了探查和测绘地下管线而设置的测点。3.1.2 管线点分类：明显管线点和隐蔽管线点。

3.1.2.1明显管线点：指能同简单技术手段直接定位和量取有关数据的地下管线或其附属设施上所设置的测点。

3.1.2.2 隐蔽管线点：指必须用仪器探测上午隐蔽地下管线的地面投影位置上所设置的测点 3.1.3 管线点的设置：管线点应尽量设置在管线特征点或其地面投影位置上，会有利于控制管线点的铺设状况。

3.1.4 管线特征点：包括交叉点、分支点、转折点、起止点以及管线上的附属设施的中心点等。

3.1.5 设置地面标志：是为了位于测量管线点的坐标和高程或作为施工开挖的实地标志，在管线点上应设置地面标志。

3.1.6 管线点设立标志的主要方法：预制水泥桩、刻石、铁钉、木桩、油漆。3.1.7 竣工测量的基本要求：新建地下管线竣工测量应在覆土前进行。3.1.8 探测：是指探查和测绘的总称。

3.1.9 探查：指在现场对地下管线进行探寻和调查。实地调查地下管道，应查明其材质。3.1.10 测绘：指对已查明的地下管线进行测量的图件编绘。

3.1.11 地下管线探测的任务和内容：查明地下管线的平面位置、走向、埋深（定位）、规格、性质、材质等，并编绘地下管线图（还应查明每条管线的铺设年代和产权单位）。3.1.12 地下管线探测的任务的分类：共四点 A 市政公用管线探测 ；B 厂区或住宅小区管线探测； C 施工场地管线探测； D 专用管线探测。

3.1.13 地下管线探测对象：包括设于地下的给水、排水、燃气、热力、工业等各种管道及电力和电信电缆。

3.1.14 探测工作的三个阶段：A 实地探查；B 管线点测量；C 管线图编制。3.1.15 探测工的基本任务： A 探查地下燃气管线;B 地下燃气管网泄漏检测;C 绘制燃气管网图。

3.1.16 在探查工作的质量检验中，隐蔽管线点应复查地下管线的水平位置和埋深。3.1.17 探查地下金属管道，金属管线上的充电点与连接导线要有良好的电性接触。

3.1.18 探查金属管道时，接地电极一般分布设在垂直管线走向的方向上，距离大于10 倍埋深的地方，并尽量减小接地电阻 3.1.19探查工作的质量检验，应在隐蔽管线点和明显管线点中分别随机抽取不少于各自总点数的5 %进行重复探查。

3.1.20 地下管线探测安全保护规定与注意事项:（探测员应会题）3.1.21 地球物理特征：分为管线电性特征和管线体积特征。

3.1.21.1 管线电性特征:（只要管线成在物理场、电性的差异，就可找管）。3.1.21.1.1 金属管线：电阻率（一般为）：9×10-9Ωm。3.1.21.1.2 非金属管线：主要有PVC（塑料管）、水泥管、陶瓷管。电阻率：∞Ωm（基本为绝缘）。

3.1.21.1.3 周围介质电阻率：一般为3～2000Ωm（欧姆米）。

3.1.21.2 管线体积特征：走向无穷大（当埋深大于管径的5倍为无穷大）。3.1.22 探测仪器基本原理：探管仪采用的是电磁原理，用发射机向管线施加特定频率的交变电流，然后按接收机收到的管线上的磁场信号来确定管线位置。3.1.23 管线仪德威900R/T系列性能原理。

3.1.24 气体浓度检测仪GAS--sentry性能原理。3.2 探测安全

3.2.1从事地下管线探测的作业人员，必须熟悉本岗位的安全保护规定，做到安全生产。3.2.2夜间作业时，应用足够的照明，打开窨井盖时，井口应有安全照明标志。

3.2.3在市区或道路上进行地下管线探测的作业人员，必须着桔黄色号服和号帽，遵守城市交通规则。

3.2.4 严禁在氧、煤气、乙炔等易燃易爆管道上作充电点，进行直接法或充电法作业。3.2.5 在市区道路或交通繁忙的地带，探测地下金属管线的人员应采取哪些保护措施？ ① 必须身着桔黄色号服和号帽。② 设置交通警示牌或标志。③ 遵守城市交通规则。

3.2.6 采用直接法或充电法作业应避免哪些场所？ ① 避免在有燃气漏气的场所。

② 避免在有氧气、煤气、乙炔等易燃、易爆的场所附近进行。3.2.7 夜间探管测漏应采取哪些保护措施？ ① 在作业场所附近设置警示灯。② 身着安全反光的警示服（帽）。

3.2.8 井下（测漏或采用直接法）作业时应采取哪些措施？ ① 禁带火种，关闭手机或传呼机。

② 应身着棉制工作服，防止静电引起的燃烧或爆炸事故。

③下井前进行有毒、有害及可燃气体的浓度测定。超标的阀井要采取安全保护措施（用防爆风机强制向井内送风置换空气，或穿戴防爆作业服，并系上安全绳，井口有人监护）后才能下井作业。

四、埋地金属管道探测方法及探测仪器使用方法

4.1 使用常规的管线探查仪采用主动源法，按激发方式分类有：直接法、夹钳法和感应法。4.2 探查金属管道宜采用电磁感应法。

4.3 探查金属地下管线宜选用电磁感应类专用地下管线仪。

4.4 金属管线无露点时，需定位、定深或追踪各种金属管线宜用感应法探测。4.5 地下管线重复探查应在不同时间，或由不同操作员进行。4.6 探查地下金属管线前，探查人员应作哪些主要准备工作？

①．仪器检查：探查人员每次使用前，应检查仪器的发射机和接收机工作是否正常，当电池电压不符合要求时应及时更换或充电。

②．仪器的附件、工具、安全器具检查：仪器的附件（包括：金属连接线、接地线、外接天线、充电器和备用电池等），工具（包括：锉刀、工具刀、绝缘胶布、十字或平口螺丝刀等）和安全器具（包括：安全作业（帽）服、警示灯、警示牌等）是否齐全。

③．管网调查：探查人员在探查前应进行现场调查，了解管路和地下管网的分布情况。④．探测方法的选择：根据对现场的实际情况选择其探测方法。金属管道宜采用有源探测法（选择磁感应法或直接法）。

4.7 如何调试管道探查仪的发射机？

①．开启电源：打开发射机电源开关，仪器自检通过，显示正常的工作电压，若电压不符合要求时应及时更换电池或充电。

②．选择频率：根据现场实际情况选定合适的发射频率（如8KHz、29KHz等）。

③．输出功率调节：调节增益由小到大可随时改变发射信号的强弱，使探查长、短距离管线的接收信号更稳定。

④．输出线的连接：当采用直接法探测时。在关机状态下，把输出（传导）线的短线鱼夹（或磁铁）一端接到被查金属管线的露点（要求露出金属光泽，使其接触良好）上，另一端通过导线接在距管线垂直方向10～20米（即埋深 的10倍）处的接地棒上，接地棒应插入300mm以下较为潮湿的土壤里，若土质干燥，可在接地棒处浇水，以利传导。然后把输出线的插头插入插孔。

4.8 如何调试管道探查仪的接收机？

①．检查电源：将接收机电源开关打开，显示正常的工作电压，电压不符合要求时应及时更换电池或充电。

②．选择频率：应与发射机的频率一致。

③．调节增益：逐渐调节增益使扬声器发出声音，表针有指示，但指针显示不要满屏。④．选择天线的接收方试：选择极大值（峰值）或极小值（零值），则通过接收信号的最大值或最小值来判断探测的目标。

4.9 如何探查地下金属管线的平面位置？ 探查地下金属管线的平面中心位置时，一般采用有源探测法定位。手持接收机天线左右摆动，通过接收机指针方向或扬声器声音的强弱，可判断管线的路由方向，并分别用极大值（峰值）或极小值（零值）定位。

①、极大值（峰值）定位：当需要对地下金属管线中心位置精确定位时，接收机天线应与地面垂直，并与路由方向成直角，缓慢左右移动，在表针指示、扬声器声音最大点的定位，则是地下金属管线的平面中心位置。

②、极小值（零值）定位：当需要对地下金属管线中心位置精确定位时，接收机天线应与地面垂直，并与路由方向成直角，缓慢左右移动，在表针指示、扬声器声音最小点的定位，则是地下金属管线的平面中心位置。

4.10 如何探查地下金属管线的埋设深度？

当对地下金属管线的中心位置确定之后，一般立即对管线埋深进行确定。一般采用：

①、直读法测深：当用极大值对地下金属管线的中心位置精确定位后，将探头垂直地平面不动，按下接收机测深按扭，表头指针所显示的较稳定的数值，则为管线的中心位置深度。②、45度法测深：当用极小值对地下金属管线的中心位置精确定位后，将探头垂直路由并与地平面保持45度，移动探头至表针和声音到最小点，则此点与管线中心位置的平面距离为管线的中心位置深度。

4.11 如何选用甲烷气体检测仪的探头？

探头的选择应根据探测环境来选用不同的探头。

①、手推车探头：适用于铺砌地面的管网检漏探测，当铺砌层是水泥或沥青时要和路面钻孔机配合才能更好地发挥作用。

②、锥形探头：可单独使用或与钻孔机配合使用，通过测量探孔的气体浓度精确定位漏点。③、手持式探头：适用于外界难以接近的管线泄漏探测和封闭容器的浓度测量，也适用于室内管线的测漏。

④、浮球探头：适用于探测深坑内或窨井内有积水时的浓度。4.12如何使用甲烷气体检测仪分析、判断燃气泄漏点？

①、检测仪连接：A、将气体导入管一端与检测仪的气样入口相连接； B、将过滤器与探头吸引管相连接；

C、将气体导入胶管另一端与探头过滤器连接。

②、打开电源开关：电池显示正常，若电量不足，应立即更换电池或充电。③、调零：在新鲜空气中调零，（美国GAS--sentry系列检测仪，应将转换开关置于“AUTOZERO”档，自动调零）。

④、检测：用探头采取气样（美国GAS--sentry系列检测仪，应先将转换开关置于Vol.%量程档，），当指针或数字稳定后，读取数值（注意：不同量程，浓度单位不同），此时的数值为采样的气体浓度值。

⑤、浓度分析：当仪器用于检漏时，指示值将随着探头吸引管靠近泄漏点而增大，离开泄漏点时则减小。判断燃气的泄漏程度：应读取Vol.%高浓度量程的最大稳定值。判断燃气的泄漏点：应对不同取样点浓度进行比较，凡是浓度值越高的点位，越接近泄漏点。4.13如何用SL-6型地下管道防腐层探测检漏仪探测埋地金属管道防腐层的破损？

①、电源检查：按下探测仪的电源开关，电压应在6~6.5V范围内，方可通电工作，否则应充电后再用。

②、探测管向：将探头的探棒拉伸到最佳长度，顺时针旋紧螺杆，插头插入探测仪插孔内，探头垂直地面及地下管道，离发射机（发射机已打开）30米远处，围绕发射机旋转，当探测仪出现“当！当！”声时，声音由大变小，再由小变大，在声音最小处即为管道的中心位置，操作人员背向发射机的方向为管道的走向。

③、破损探测及破损点判断：由二人同时戴好金属手表，成纵队相距3~6米，插入检漏仪的屏蔽信号线（前面的人拿探测仪测走向，后面的人拿检漏仪），沿管道走向进行检测。当表头指示、喇叭声音都不变时，说明无破损情况；当听到声音和表头指示都明显增大，说明前面的人已走到破损处，继续前进声音和表头指示又小下来。当第二个人走到该处时又发生变化，经过几次验证，变化都一样，就证明该处有破损点，并作下标记。当离发射机越远时信号就越弱，要随时调节检漏仪的“增益”旋钮，保持表头指示和声音有一定的静态信号。信号越大，调节“增益”就越小，漏点就越大。4.14 燃气管道探测工的基本任务。

参考答案：①、探查地下燃气管线。采用不同的探管仪器和探查方法，一般探查地下金属燃气管线的埋设位置和深度，以及地下金属燃气管道的防腐层破损情况。②、地下燃气管网泄漏检测。采用不同的检测仪器和检测方法，检测燃气管网泄漏点的甲烷浓度。③、绘制燃气管网图。绘制辖区内地下燃气管线竣工总图（1／500）、管网流程图和现场探查管线图。4.15 探查地下管线应遵循的原则。

参考答案：探查地下管线应遵循：①、从已知到未知；②、从简单到复杂；③、方法有效、快速、轻便；④、复杂条件下宜采用综合方法。4.16 查找燃气埋地金属管道泄漏点的步骤及方法？

参考答案：①、首先了解燃气泄漏的原因和环境，参考管网图区分管道的材质，并选用其检测工具、设备和查漏的方法。

②、检测工具、设备选用：主要有地下金属管道探查仪、防腐层破损探测仪、气体浓度检测仪、钻孔棒、钻孔机等。

③、燃气埋地金属管道的查漏步骤及方法：

A：管道定位。可参考管网图，用探管方法对管道进行精确的定位、定深，便于对泄漏点准确钻孔取样和开挖。

B、破损探测。采用防腐层破损探测仪对金属管道进行破损检测，判断管道防腐层的破损程度（属点状破损或带状破损），便于对燃气泄漏点进行针对性的钻孔取样和开挖；（说明：凡燃气泄漏点，防腐层必然破损）

C、钻孔取样。凡是有防腐层破损的地方，都应钻孔。孔位一般在管道中心（或距管道中心10mm左右），孔深最好达到距管道中心上方15mm左右处。钻孔方法：手工打孔和钻孔机钻孔（MINIC—1路面钻孔机）。在一般地质情况下，可用手工（钻孔棒、手锤和钻子）打孔至松软土质中，便于较准确地取样；在坚石或水泥路面下，一般采用钻孔机钻孔，钻头长度最好能钻穿路面夹层，到达松软土质，便于较准确地取样；

D、取样分析。钻孔后的燃气泄漏取样，一般采用有Vol.%量程（0~100%）的甲烷气体检测仪（如美国的GAS--sentry，德国的GASTEST ALPHA燃气综合检漏仪），分别对各钻孔点取样分析（凡浓度最高点，最接近燃气泄漏点，同时孔位中有明显的气流感），便于针对性的开挖抢修；

E、开挖判断。首先针对最高浓度点开挖。一般路面采用人工开挖，水泥路面或坚石路面可先用机械设备（如液压破路锤）破碎路面。当开挖接近燃气泄漏点时，土质一般较为干燥，同时有明显的气流声或气味，若管道泄漏点周围有大量积水，可以看见水中有明显的气泡，则可明确判断此处为管道泄漏点。

4.17 简述燃气埋地PE管道（或无法精确定位的管道）的查漏步骤及方法：

参考答案：①、首先了解燃气泄漏的原因和环境，参考管网图区分管道的材质，并选用其检测工具、设备和查漏的方法。

②、检测工具、设备选用：主要有地下金属管道探查仪、气体浓度检测仪、钻孔棒、钻孔机等。

③、燃气埋地PE管道（或无法精确定位）的查漏方法：若PE管敷设有金属示踪线，可用探测法探测PE管金属示踪线，对PE管基本定位。若PE管未敷设有金属示踪线，只能参考管网图，先采用随机取样法再使用钻孔取样法进行泄漏分析。

A、随机取样法。用有Vol.%量程（0~100%）的检测仪，随机对孔穴、地缝或窨井等处进行检测（地面位置相对较高处的气体浓度相对较高，越接近泄漏点处的浓度相对较高），随机取样尽可能扩大查找范围，特别要查清因燃气泄漏至下水道或电缆（沟）井内的甲烷浓度，以防达到爆炸极限引起爆炸事故的发生，从而采取防范措施。

B、钻孔取样法：参考管网图和随机取样浓度，根据管道相对位置，从随机取样浓度相对较高处，采用跳跃式（即在管道上方地面，每间隔一定距离）用手工打孔或钻孔机钻孔。当打了第一个孔后，立即进行甲烷浓度取样，再距第一个孔位左右各1米（或不等距离，视取样浓度大小而定）处连续进行跳跃式打孔取样。并通过甲烷浓度取样分析（浓度相对较高点，越接近燃气泄漏点）判断，缩小其燃气泄漏范围，从而减少盲目开挖。

C、开挖判断法。先针对最高浓度点开挖。一般路面采用人工开挖，水泥路面或坚石路面可先用机械设备破碎路面。当开挖接近燃气泄漏点时，土质一般较为干燥，同时有明显的气流声或气味，若管道泄漏点周围有大量积水，可以看见水中有明显的气泡，则可明确判断此处为管道泄漏点。

4.18 燃气管道的检漏方法和钻孔查漏的操作方法。

参考答案：检漏方法：①、钻孔查漏；②、挖探坑查漏；③、井室检查；④、检漏工具查漏；⑤、使用检漏仪器查漏；⑥、观察植物生长查漏；⑦、利用排水器判断漏气。

钻孔查漏：沿着燃气管道的走向，在地面上每隔一定距离（一般隔2—6米）钻一孔眼，用嗅觉或检漏仪进行检查。发现有漏气时，再加密孔眼辨别浓度，判断出比较准确的漏气点位置，然后破土查找漏点。

4.19 简述燃气管网的主动检测法。

参考答案：由燃气管网管理部门，有计划的组织人员，采用探测仪器，定期对辖区内的燃气管网进行安全隐患和泄漏点的巡检、普查。及时发现燃气泄漏点和各种安全隐患（包括违章建筑等），并建档立案，时时处理。对严重的泄漏点，应精确定位，及时抢修，防患于未燃。4.20 探查地下管线应遵循的原则： A 从已知到未知。B 从简单到复杂。

C 方法有效、快速、轻便。D 复杂条件下宜采用综合方法。

五、气体浓度检测仪的使用及检漏方法

5.1如何选用甲烷气体检测仪判断燃气泄漏？ 5.2 如何选用甲烷气体检测仪的探头？

5.3 如何使用甲烷气体检测仪分析、判断燃气泄漏点？ 5.4 描述查找燃气埋地金属管道泄漏点的步骤及方法

探测技术培训讲稿 篇2

物质在燃烧过程中，通常会产生烟雾，同时释放出称之为气溶胶的燃烧气体，这些燃烧气体与空气中的氧发生化学反应，逐渐形成含有大量红外线和紫外线的火焰，从而使周围的环境温度逐渐升高。与火灾相关的参数，如烟雾浓度、环境温度、火焰强度和燃烧气体等，我们称之为火灾参量。

火灾探测器最基本的工作原理就是对烟雾浓度、环境温度、火焰强度和燃烧气体等火灾参量做出有效反应，通过特定的敏感元件，将表征火灾参量的物理量转化为电信号，传送到火灾报警控制器。根据对不同类型火灾参量响应的响应方法不同，火灾探测器可分为若干种不同的类型，如表1所示。本文对一些常用的火灾探测器的关键件及探测方法进行简单介绍。

2 感烟式探测器

感烟式探测器是使用最为广泛的一种探测器，据统计各种感烟式探测器在国外市场上的销售和使用量约占火灾探测器总量的70%左右[1]。其中主要是点型离子感烟火灾探测器和光电感烟火灾探测器，而后者的用量越来越超过前者。有数字说，在日本离子感烟火灾探测器只占市场份额的3%弱，而光电感烟火灾探测器则占97%以上，成为主流产品[1], 这主要是出于环保的原因。离子感烟的原料镅——241等属于放射性元素。因此，随着环保意识的加强，在国际市场上离子感烟火灾探测器正在逐步缩小份额，并将逐步退出市场，而由光电及其它新型探测器的出现来取代。

光电感烟火灾探测器分为减光式和散射光式两种。

减光式光电火灾探测器的迷宫结构内装有发光元件和受光元件，在正常情况下，受光元件接受到发光元件发出的一定光量;在火灾发生时, 探测器的迷宫内室进入大量烟雾, 当烟雾浓度达到一定量时, 发光元件的发射光受到烟雾的遮挡, 使受光元件接受的光量减少, 导致光电流降低, 当光电流降低到一定值时, 火灾探测器发出报警信号。

散射光式光电火灾探测器是目前世界各国生产的点型光电火灾探测器的主要形式。此种探测器的迷宫内室也装有发光元件和受光元件。在正常情况下，因为迷宫内室的吸光作用，受光元件是接受不到发光元件发出的光，因此不产生光电流。当有火灾发生时，烟雾进入探测器的迷宫内室，由于烟粒子的作用，使发光元件发射的光产生散射作用，这种散射光一旦被受光元件所接受，会使受光元件的阻抗发生变化，从而产生光电流。实现了将烟雾信号转变成电信号的功能，烟雾浓度越强产生的光电流也就越强，当光电流达到一定阈值时，火灾探测器发出报警信号。

物质在燃烧过程中，释放出大量热，会导致环境温度的升高，感温火灾探测器就是通过探测器内部的热敏元件发生物理变化，并将物理变化转变成电信号，传输给火灾报警控制器，经判别，发出火灾报警信号。

3 感温式探测器

感温火灾探测器的种类也很多，根据其感知周围温度及变化的方式可以将其分为定温、差温及差定温三种。当局部的环境温度升高到规定值以上，才开始动作的火灾探测器称为定温火灾探测器。当在较大的控制范围内，温度变化达到或超过所规定的某一升温速率时，才开始动作的探测器，称为差温火灾探测器。而当同一个感温探测器同时具有定温探测器特性和差温探测器特性时，称为差定温感温火灾探测器。

感温式火警探测器的热敏元件既有机械结构的双金属型，又有半导体热敏电阻等多种结构。双金属结构是利用两种膨胀系数不同的金属片作为感温元件的探测器。当金属片受热时，膨胀系数大的金属就要向膨胀系数小的方向弯曲，造成电器接触闭合，从而产生一个短路信号，经地址译码开关后送到控制器。热敏电阻室温下具有较稳定的阻值，随着环境温度的变化，其阻值呈线性变化。当到达设定的温度点时，阻值会趋向一个固定值，从而使信号电流迅速增大。当电流达到或超过临界阈值时，探测器发生动作，将信号送到控制器，控制器发出报警信号，这种探测器的可靠性较高。近些年，感温火灾探测技术无论在原理还是方式上都没有大的突破，出现的新技术是线型感温探测技术，欧洲已经出现了对可选择探测热源进行探测的新一代感温电缆，其精度在1米之内。光纤线型感温技术也取得了突出的进步，英国标准学会已提出了新标准的草案，欧洲可能也要为新产品的出现重新起草标准。近些年来，国内已研制成缆式线型定温火灾探测器，这种探测器主要适用于电缆管井、配电装置、货架仓库、管道、冷藏及市政设施、桥梁、港口等……在工业建筑或特殊的应用场所中发挥着重要的监视火情的作用。这种探测器主要应用于环境较恶劣场所、空气中粉尘大、有油烟、腐蚀气体、风速大而潮湿的环境，可十分有利地进行早期火灾报警；同时光纤温度探测系统也已进入我国市场，并在扬子、长江三峡等大型项目中得到应用。

4 火焰式探测器

火焰探测器是一种响应火焰辐射光谱中的红外和紫外的点型火灾探测器，主要有红外火焰型和紫外火焰型两种。火焰探测极少应用在0.4μm—0.7μm之间的可见光辐射谱区，因为在这个谱区难以对环境背景辐射与火灾辐射加以鉴别。紫外火焰探测器的探测波长为0.1μm—0.4μm。在紫外光敏管中含有吸收紫外辐射的惰性气体，当入射的光子撞击到惰性气体时，受激分子迁移到较高能态，并通过发射一个电子 (光电效应) 失去这额外能量，发射的电子在紫外光敏管两电极间造成导电性，紫外光敏管和电子线路产生出频率与紫外辐射强度成正比的短时电压脉冲。在给定的时间内，当脉冲数超过预值时，探测器发出报警信号。红外火焰探测器的探测波长为0.7μm—5.0μm。红外火焰探测器一般采用阻挡层光电阻或光敏管原理工作。热释电元件常选用钽酸锂晶体元件，当该器件的一边受到入射的红外光辐射引起的温度变化时，热释电元件产生电流。当电流超过预值时，探测器发出报警信号。因为电磁辐射的传播速度极快，因此，将紫外红外探测技术应用于火灾探测，对快速发生火灾（譬如易燃、可燃液体火灾）或爆炸及时响应，是对这类火灾早期报警的理想探测器。

由于光辐射的传播速度快，且火焰探测器的传感器件接收光辐射的响应时间极短，因而火焰探测器响应速度极快。它对于环境中气流速度也没什么限制，因此这类探测器适用于生产、储存和运输高度易燃物质 (特别是可燃液体火灾或爆炸品) 的危险性场所以及昂贵设备或关键设施对火情有特殊监测需要的地方。对于起火速度快，且无烟遮蔽的明火火灾反应最为灵敏。其中紫外火焰探测器不受室外环境温度、湿度及气压变化等因素影响，能在室外使用。但在雷电及电弧光有大量紫外线产生的场所运用此设备时，必须采取一定措施以防止非火灾报警。另外，因为在产生火光之前就有大量烟雾产生的场合，紫外线火焰探测器多数与其它感烟探测器联合使用。

物质燃烧（爆炸）总是伴有烟、温、气、光等一系列物理、化学变化，尤其是烷、醇、汽油及高碳固体燃料的快速燃烧（爆炸）时，传递最快的信息是光（火焰），虽然不同的物质燃烧将产生不同的燃烧光谱及光谱强度分布，但它们有一个共同的特点是光谱范围宽，现实环境中燃烧光谱极易叠加上诸如太阳光、照明光、工业场所各种弧光及宇宙中各种射线等，这就对火焰探测形成了干扰源。新型的智能红紫外复合火焰探测器采用特定频谱的紫外光敏管和红外光敏管，通过双波段滤光镜装置等光电技术，利用双波段传感器及内设置CPU的人工智能和模糊逻辑手段，根据光谱判据、火焰频谱判据、火焰光谱判据、背境光谱判据等多种复合判据来排除干扰源，从而识别某种特定物的燃烧（爆炸）火焰，发出火灾报警信息，以解决单光谱火焰探测器误报的难题。

在发达国家，采用紫外红外火焰探测技术的新型火警探测器已广泛应用于航空，无论在抗电磁干扰还是环境干扰方面，它都比传统的火警探测器更可靠，是飞机火警探测技术发展的趋势。火焰自动探测技术主要应用于工业、国防等领域的防火、防爆环境。国外新出现的体型火焰探测技术，是该领域的一大突破。它是采用红外摄像监视燃烧的烟、温、气体和火焰在空间的分布，也称之为机械图像探测技术。它优越于点型和线型火灾探测技术，是最为直观、确切的，可广泛用于火焰监视、火灾探测上，必将成为今后发展的重点。

5 可燃气体探测器

可燃气体包括天然气、煤气、烷、醇、醛、炔等。可燃气体探测器的工作原理是通过响应空气中可燃气体含量进行检测并发出报警信号的。它是通过测量空气中可燃气体含量并计算其浓度是否超过爆炸含量，当空气中可燃气体含量达到或超过报警设定值时，探测器动作，控制器自动发出报警信号，提醒人们及早采取安全措施，避免事故发生。可燃气体探测器和紫外火焰探测器一样，主要在易燃易爆场合中安装使用。

6 复合式探测器

除以上介绍的几种火灾探测器外，复合式火灾探测器正逐步引起重视和应用。复合式火灾探测器是一种能响应两种或两种以上火灾参量的火灾探测器。主要有感烟感温、感光感温、感光感烟火灾探测器等。

7 结束语

文章对当前使用较为广泛的几种火灾探测器及其探测原理进行了简要论述, 并讨论了不同火灾探测器的使用场所和范围。当前, 随着建筑技术的迅速发展, 各式各样的建筑工程大量涌现, 给建筑消防系统的设计人员对于火灾探测器的选型提出了考验, 本文的研究可以为他们在选型方面提供一定的参考和辅助作用。由于目前大空间建筑的大量兴建, 也给火灾的早期探测带来了新的难题, 在火灾的起火初期，由于建筑物高度和空间较大, 当烟气到达顶棚时不论是温度还是烟浓度都已经很低, 难以达到触发传统的感温和感烟探测器的要求, 而这类高大空间建筑中的火灾一旦不能在早期得到控制, 就会迅速自由蔓延以致带来巨大损失。因此, 发展适合于高大空间的早期火灾探测器已是当前火灾探测技术发展的一个新的攻关难点。

摘要：本文依据火灾发生的过程和各个燃烧阶段的特点论述火灾探测器的分类依据, 并介绍各类火灾探测器的简单工作原理及关键器件。

探测太空的新技术 篇3

“我们为什么停下了脚步？”是一个错误的问题。相反，我们应该问这样的问题：

我们最初为什么要干将人类送入太空这种充满冒险精神的事？

太空旅行的花费非常昂贵，政府预算非常吃紧。事实上，美国政府曾经划拨出一笔可观的预算用于鼓舞人心的探险，挑战极限，从某种程度上讲就已经出人意料了。

这是因为当时没有哪个国家会在这种探险上浪费财政预算，这么做的只有两个国家，而且只是为了一场展示雄风的比赛。在那个时代，每个人都想知道共产主义和资本主义谁的经济系统更好，为了在这样一场国际竞赛中保住颜面，美国政府同意抛开一贯的规则，在若干年间倾注全部可以调用的资源，来确保赢得这场竞争。

而一旦赢得这场比赛，竞争就结束了，特殊规则也就随之被废弃。美国重新回到了正常的财政预算开支上去。

一反原来不惜耗费一切把太空竞赛推向极限的策略，美国和苏联达成了谅解，穿好衣服，握手言和，开始像成年人那样在更加实际的项目上开展合作，比如在LEO上建造一个联合空间站。

在此之后的40年里，人类和太空的故事重新被限制在了地球上，在这个时代，我们和太空进行互动有两个主要原因。

第一，对地球上实业的支持。自“阿波罗”项目结束以来，人类与太空互动的首要原因不是对太空的兴趣，而是出于运用外部空间对地球上各种实业进行支持的实际目的，这种支持的主要形式是卫星。今天很大一部分火箭发射任务都是将卫星送上LEO，这些卫星回望地球，而不是朝向另一个更为广袤的空间。

虽然“支持地球实业”这个人类与太空互动的类目里还存在其他几种太空活动，例如太空矿业、太空填埋以及太空旅游，但是至少在目前，卫星占据了这一类目的绝大部分。

第二，观察和学习。过去40年间人类与太空进行互动的第二个原因表明，虽然我们不再往宇宙中运送人类，却从来没有丧失了解太空中一切的渴望。作为一个将关注从太空转向别处的社会，宇航员却一直在忙碌着，破解“我们在哪里？”中一个接一个的谜题。

宇航员学习的最佳方式是通过肉眼观察，而太空竞赛的副产品就是发展了一套先进很多的观测技术。现在，宇航员用来观察太空的高科技方式有两种。

第一，向太阳系周围发射探测器。

简单来讲，科学家会向遥远的行星、卫星或者小行星发射一种装备先进的探测器，该探测器花费数月甚至数年的时间飞过太空，到达目的地。然后，根据事先制订好的计划，它或者仅仅掠过这一目的地，沿途拍摄照片;或者绕其轨道飞行，以获取更为详细的信息;或者在目的地着陆，进行全方位的考察。它获得的一切信息，都会发送给我们。当完成自己的使命后，该探测器或是在目的地坠毁，或者继续飞向更深处的太空。

我常常拿自己当作公众，看看大家知道些什么，不知道什么。我从3岁起就爱上了天文学，所以，要是空间发生了什么事而我不知道，我认为大多数人也不知道。当说起太空探测器时，我基本上是一片茫然。太空中有多少个探测器在飞行？200个？50个？还是9个？发射这些探测器都要干什么？是哪个国家发射的？这些探测器都在执行什么任务？我所知的仅仅是偶尔听说某个探测器的故事，它发回了什么令人惊讶的图片，然后我就登陆cnn.com的画廊，一张接一张地浏览，激动一会儿，把链接传给我的三个好朋友。他们也是丢不开天文学，然后试图关闭网页时，不巧又打开CNN上其他勾引你的垃圾画面，点击来点击去，足足浪费3小时，把自己就这样毁在了网络上。我跟人类探测器的关系就是这样。

但是，很快我就意识到，应该了解的不会就那么点儿，要想把一切搞清楚也不必费太大的力气。以下就是我认为的当前最主要的8个空间探测器。

1.“新地平线”号（冥王星，NASA）。

把“新地平线”号放在第一位介绍，是因为它刚刚经历了自己的重大时刻。这个探测器发射于2006年，目的地为冥王星。它经历了长达10年的太空飞行，中途因为一颗掠过木星的天体的引力作用，速度得到大幅度提升，最终于2015年7月14日到达冥王星。它并没有在冥王星上着陆，但是以非常近的距离掠过，第一次向我们展示了冥王星的全貌。

接下来，“新地平线”号将会继续向更远处的外部空间飞行，进入柯伊伯带，向我们发送彗星和矮行星的照片。

令人尴尬的是，在“新地平线”号发射的时候，冥王星还是一颗行星，在它飞行的这些年里，冥王星被降级成了一颗矮行星。虽然从情感因素上来讲，这让人为冥王星感到有些难过，但事实上，冥王星享受了76年行星的盛名，同时仍然吸积着柯伊伯带里成吨的物质;而柯伊伯带里和它同属矮行星的阋神星在这些年里完全默默无闻，直到2005年才被发现。

2.“好奇”号（火星，NASA）。

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“好奇”号现在成了一个有名的漫游器。它是一辆汽车大小的着陆器，于2012年着陆在火星表面。它在一个大型陨石坑里收集各种信息，主要目标是探明火星上是否曾有生命存在。前两个火星漫游器分别是“机遇”号和“勇气”号，于2004年登陆火星，按计划进行了为期90天的任务。这两个漫游器都超期服役了，其中“机遇”号仍然处在活动状态。

围绕火星轨道还有其他探测器在运行，但是“好奇”号是目前火星方面最主要的项目。

3.“朱诺”号 （木星，NASA）。

“朱诺”号于2011年离开地球，在太空中绕了一大圈，于2013年回到地球进行引力加速（在此期间它拍下了一段精彩的月球绕地运动的视频），并于2016年7月到达目的地。

到达木星后，朱诺开始进行轨道飞行、拍摄图片，并使用探测器研究这颗行星看上去丰盈的云层下方到底是什么。任务完成后，“朱诺”号会坠落在木星上。在木星大气层中燃烧殆尽之前，但愿它能传回一些抢拍的照片，好让工作人员据此制作一段模拟视频，让你我体验降落到木星地表的过程。

4.“卡西尼”号（土星，NASA/欧空局/意大利航天局合作项目）。

“卡西尼”号于1997年发射升空，2004年到达目标土星。土星是太阳系中唯一具有行星环的星球。“卡西尼”号是历史上第一个绕土星轨道飞行的探测器，传回了许多令人叹为观止的图片。2005年，“卡西尼”号将携带的“惠更斯”号着陆器释放到了土星的卫星泰坦（土卫六）上。

5和6.“旅行者1”号和“旅行者2”号（木星、土星、天王星、海王星，NASA）

这两个探测器发射于1977年，是最早采集到太阳系外侧四颗巨型行星图像的探测器。“旅行者2”号至今仍然是唯一到访天王星和海王星的探测器，拍下了两张非同寻常的照片。

“旅行者”号最出众的地方在于，虽然它们的初始任务早已经结束，但是仍然在向外层太空飞速前进。它们目前离地球的距离远到令人难以置信，而且在以超高速远离我们。相比之下“旅行者1”号更快，速度达到61000千米/时，以这样的速度，它可以在5分钟之内横穿大西洋。另外，“旅行者1”号目前是离地球最远的人造物体，离我们有131个天文单位。它同时是第一个离开太阳系的人造物体。以这样的速度，“旅行者1”号将会在73000年后到达离我们最近的恒星：半人马座比邻星。

另外一件有趣的事是，在“旅行者”号发射之前，一个由卡尔·萨根带领的NASA委员会，给它们分别携带了一个时间胶囊，里面装满了符号、声音和地球的图像，以及如何播放和观看这些媒体的指南。因此，如果“旅行者”号探测器某一天遇到了外星人，就可以向他们介绍我们的大致情况。这或许是在浪费时间，不过一切皆有可能。

7.“罗塞塔”号（彗星，欧空局）

“罗塞塔”号发射于2004年，在2014年8月到达6 7P 彗星时受到了很多关注。几个月之后，它将小型着陆器“菲莱”号放在了这颗彗星上。67P彗星被证实是一块巨大的岩石（4.3千米长）。

8.“曙光”号（灶神星和谷神星，NASA）

“曙光”号可能对自己进了这个名单感到惊讶。把它列进来是为了让大家意识到，小行星带里还有体型巨大、堪比行星的天体。小行星带位于火星和木星的轨道之间（不要与太阳系外侧体积大很多的柯伊伯带混淆），由数以百万计的小行星组成，其中的75万颗直径都超过了1千米。其中，谷神星是一颗直径为月球27%的矮行星，它占据了整个小行星带1/3的质量。灶神星是小行星带中体积第二大的天体，而且在地球的夜空中，整个小行星带属它亮度最高。“曙光”号发射于2007年，2011年它花了9个月时间围绕灶神星轨道飞行，然后驶向谷神星，并且于2015年3月到达，这让它成为第一颗绕两个不同天体轨道飞行的探测器。

第二，望远镜。

望远镜在17世纪早期就出现了，在其后的400年中，它们的功能越来越强大，并且成为人类了解自身在宇宙中位置的重要的工具。

但是地面望远镜无论多么先进，都会遇到观测局限。如同透过一杯水观察物体，光线会被弯曲，物体会变形一样，来自其他天体的光线也会被地球大气层弯曲。虽然这种对光线的弯曲效应没有水中那么强烈，但是在我们的夜空中，恒星和星系只是小亮点，所以任何程度的模糊都是大问题——这就像是在游泳池的水下试图观测空中的飞鸟。

20世纪60年代，人类获得了将望远镜送入太空的能力，有史以来第一次，望远镜可以在太空中向我们展示无比清晰的天体图像。1990年，NASA发射了第一台超级先进的太空望远镜：哈勃空间望远镜。

哈勃空间望远镜重达13吨，有一辆公交车大小，具有2.4米的透镜，其精度可以让一束激光从360千米之外照射到一枚硬币上。或者说，如果地球是平的话，从你在波士顿的家里就能看见东京的一对萤火虫。哈勃空间望远镜的轨道位于地球上方550千米，那里没有大气层，也没有光污染，处在被NASA称为“终极之巅”的位置上。所有这些条件给予“哈勃”前所未有的宇宙图景，让它能够在过去25年中向我们传回许多极其震撼的照片。

“哈勃”和其他空间望远镜向我们揭示了一个全新的世界，从暗能量到宇宙起源、宇宙的年龄与大小，再到宇宙中可能拥有生命的类地行星的数量，拓展了我们对这一切的认知。

在40多年里，支持地球实业和继续学习探索这两项目标，就是我们与太空之间关系的全部。

而且因为在太空运转的机器是达成这两项目标的最佳途径，人类和太空故事的最近一章，都是关于来往于太空的机器的，而人类扮演的，只是在地球上或者是在非常接近地球轨道的位置上操控这些机器的角色。

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自从1972年“阿波罗17”号返回地球以来，人类进入太空的唯一理由，就是机器还没有先进到可以执行某项工作，需要送人类上去代替它们完成。在有史以来进入过太空的差不多550人当中，超过400人都是在太空竞赛时代之后去的。在“阿波罗”计划之后，上太空的理由都非常实际——科学家和技术员需要去做具体工作。

国际空间站

今天，几乎所有载人航天任务都是向国际空间站（ISS）输送宇航员，或者接他们返回地球。

ISS是16个国家间的合作，从1998年开始，经历了10年的建设。ISS绕地飞行的轨道处于LEO的最低区域，高度在330千米至410千米，大约是横穿冰岛的距离。这样近的距离，使得在夜空中可以用肉眼非常容易地看到它。它的体积比人们意识到的要庞大，重量相当于320辆汽车，长度跨越一个美式足球场。

目前，有来自15个国家的216人到过ISS。他们都在ISS里干些什么呢？

在撰写这篇文章之前，我并不知道ISS是干什么的，也不知道人们在那里做些什么。每次打开ISS内部情况的视频，看到的都是一群成年人飘来飘去在娱乐。

2015年7月，波士顿召开了一次ISS会议，我也参加了。这次会议由美国空间科学促进中心（CASIS）组织，该中心负责ISS的美国部分。以下是我在这次会议上了解到的。

首先，ISS是一个科学实验室。它与其他实验室唯一的不同就在于重力环境，在这里你可以在零重力下进行实验（实际上并不是零重力，而是微重力）。

其次，大多数在ISS上进行的实验的共同点，是它们都利用了此处特殊的重力环境。这些实验的覆盖面非常广：了解导致宇航员骨骼萎缩的骨质疏松症（因为他们不用对抗重力）、测试仪器在太空中的运行情况、分析流体在没有其他外力作用下如何表现和相互作用，以及利用重力变化诱导细菌揭示出它们的抗药性基因。

第三，ISS上的宇航员每周的日程非常紧张。他们不是在睡眠（8.5小时）、进食（早餐1.5小时，午餐1小时）、锻炼（强制性每天2.5小时），就是在进行实验（每天9小时）。周末不用工作，你可以整天在太空舱里飘来飘去，欣赏窗外的景色。

第四，想要去国际空间站的人很多，竞争非常激烈，NASA对此有一套严格的筛选程序。在申请的上千人当中，会有100名进入最后一轮的面试和体能测试，其中只有一两人能获得机会。偶尔，私人公司或者个人可以买到一个席位，在空间站上待几天，但是需要花费6000万美元。

所以，对更多的人来说，如果想要体验住在ISS里是什么感受，可以观看宇航员在空间站内

部拍摄的导游视频。

红外探测技术的应用与发展 篇4

从下图可以看出，当物体温度较低时，光谱辐射发射量较小，主要以不可见的红外光进行辐射，其红外辐射主要集中在长波红外（8～12μm）;当温度升高时，光谱辐射发射量迅速变大，辐射的峰值波长会向短波方向移动，在中波红外（3～5μm）的辐射会增强。

由此可知，树木燃烧时，火焰中心温度升高发出较强的中波红外辐射，周围随着温度的逐渐下降则发出大量的长波红外，且遵从普朗克辐射定律：

S（λ）=■■=■■ （1）

式（1）中S（λ）为辐射度;λ为辐射波长;T为黑体温度;h，c，k，c1，c2为常数。

对式（1）的S（λ）求微商最大值，得到维恩位移定律：

T×λmax=2897。8Kμm （2）

黑体温度T和辐射峰值波长λmax成反比，即温度愈高，辐射峰值的波长愈小。

由式（2）对式（1）求整个波谱区的积分，得到单位面积辐射通量S：

S=σT4 （3）

式（3）中σ=5。6693×10—3，即斯蒂芬—波尔兹曼定律。

黑体的全波长辐射通量S与辐射温度T的4次方成正比。

也就是说即使地表的任一小块面积的温度升高，都会引起辐射的较大增加。

根据不同火焰温度与辐射强度的关系，建立对应关系如表1所示。

4 防林火灾应用

超、特高压架空输电线路通常处于高山峻岭的丛林密集区，林区燃烧时主要的辐射源是火焰和具有较高温度的碳化物等，其产生的火焰温度达500～1200℃，辐射的波长范围为0。8～80μm，峰值波长为2～6μm，辐射能量约为1。43W/m2;而未发生燃烧的林区及地被物发出的辐射称为背景辐射，其温度一般在—40～+60℃，辐射波长在1。5～30μm，辐射能量约为0。0173W/m2。

因此，架空输电线路的防林火灾能根据其背景和燃烧区的温度差异与辐射差异，进行监控、识别、捕捉，起到事故前的灾害预警作用。

红外图像信息火灾识别技术，对具有动态变化特征的烟火图像能进行扑捉。

通过分析扑捉到的图像中辐射强度、火焰温度来提前预知是否发生火情;通过扑捉到的像素点所构成的区域统计该疑似火焰区域的面积，提前预知火灾发生后可能影响到的面积。

下图3为全天候森林火情自动识别系统构架，其所使用的在线监测装置就是基于这种原理。

利用红外探测技术，通过计算机对输电线路的背景物的辐射能量进行监控、分析、识别、捕捉、预警，替代传统的人工视觉识别与告警。

该系统主要是由视频图像采集部分、红外测温报警系统、智能数字转台、网络图像视频编/解码服务器、基站智能管控系统、图像综合分析单元和中央综合控管平台等构成，通过采用现有的可见光摄像机，不仅白天能拍摄到清晰的图像，在应用红外热成像原理后，不受夜晚和恶劣天气影响，也能拍摄到森林比较清晰的图像，并结合可见光图像和红外热图像的观测方式，达到全天候24小时监测森林火情，发出声光报警。

目前该系统已在部分城市的森林防火中开展应用。

5 结束语

根据红外光波的辐射特性，在全天候森林火情自动识别系统的应用技术基础上，结合输电线路杆塔处于林区较高点的特点，可运用下面三种红外探测技术来预防林火灾对输电线路造成灾害：

①检测高于正常环境温度的火点，工作波段为1～3μm;②检测相对背景的高温点，工作波段为3～5μm或8～12μm;③检测火灾前期产生的烟雾，工作波段为可见光。

通过检测不同波长对应的烟雾、高温、火点，对出现异常情况但尚未发生火灾的BC阶段进行重点关注与现场排除，对燃烧初起阶段的CD阶段进行紧急扑救，对火灾阶段的DE阶段进行火势观察，提前做好输电线路负荷的转移和电网系统的调配，保证电网安全稳定运行。

参考文献：

[1]薛文彪，李桂英。森林火灾的自然属性与人为作用探讨[J]。森林防火，（2）。

[2]肖化顺，段祝庚等。林区望台监测网点选址研究[J]。中南林业科技大学学报，（7）。

[3]马宏斌。森林防火监测预警气象服务网技术研究与推广[J]。安徽农学通报，（4）。

[4]加纳龙三。红外在环境分析方面的应用[J]。日本赤外线学会志，1995（2）。

[5]刘永平。红外技术在煤矿井下测温和测气中的应用[J]。红外技术，（7）。

近空间目标探测技术的分析与展望 篇5

近空间目标探测技术的分析与展望

近空间飞行器以其独特的优势成为当前军事通信与侦察研究的热点之一,对近空间目标的探测问题成为新的研究方向.文中介绍了近空间飞行目标的主要类型和目标探测的特殊性,讨论了可以利用的.主要探测手段,指出基于电磁波辐射的无源探测是较有发展前景的近空间探测类型,并对其关键问题和重点研究方向进行了总结和展望.

作 者：吴江  作者单位：解放军信息工程大学信息工程学院通信工程系 刊 名：科技信息（学术版） 英文刊名：SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION 年，卷(期)：2008 “”(6) 分类号：V4 关键词：近空间飞行器   目标探测   定位   无源探测  

深空探测中的自主无线电关键技术 篇6

深空探测中的自主无线电主要作用是实现多个深空探测器间的通信,优点是能在未知无线电环境下不需要地面干预,自动实现无线电参数的识别和配置.阐述了自主无线电技术对深空探测的`必要性.在与常规无线电技术、软件无线电技术比较的基础上,论述了深空探测中的自主无线电技术,分析了其必须解决未知无线电环境下参数估计这一关键问题.针对无线电参数估计目前存在的因果循环问题,提出了一种自主无线电技术参数估计迭代层次结构模型,分析了各层间的消息类型和迭代过程.

作 者：胡圣波 孟新 姚秀娟 赵娜 闫毅 HU Shengbo MENG Xin YAO Xiujuan ZHAO Na YAN Yi  作者单位：中国科学院空间科学与应用研究中心,北京,100080 刊 名：空间科学学报  ISTIC PKU英文刊名：CHINESE JOURNAL OF SPACE SCIENCE 年，卷(期)： 27(6) 分类号：V443 关键词：深空探测   自主无线电技术   参数估计   结构模型  

风管火灾探测报警技术研究 篇7

风管火灾探测报警的目的正是为了检测风管中火灾烟气的存在,阻止烟气通过风管管路蔓延传播。在火灾发生时,一旦风管感烟火灾探测器检测到烟气进入暖通空调系统的风管管路中,风管感烟火灾探测器就会产生报警信号,关闭整个系统或者部分受影响管路的风机,控制风阀动作,从而达到控制烟气通过暖通空调系统蔓延传播、防止火势进一步扩大和保护暖通系统不被火灾和烟气破坏的目的。

笔者介绍了风管感烟火灾探测目的和目前国内外应用情况,论述了风管感烟火灾探测的基本原理。采用流体力学技术模拟仿真探测器内三维的复杂流体结构,完成了探测器机械结构设计,通过适合气流采样的光电探测单元设计完成了探测单元设计,对探测器整机性能开展了相关的评估测试。通过对国外相关标准的研究,对相关工程应用设计方法进行了论述,提出了我国的应用建议,目的是促进风管火灾探测报警技术在我国的发展和应用。

1 国内外研究与应用现状

国外发达国家较早开展了HVAC系统风管火灾探测报警技术研究,并且制定了比较全面的相关标准和设计规范。美国国家标准NFPA 90A《暖通空调系统设计规范》、NFPA 72《火灾报警规范》、NFPA101《生命安全规范》等都涉及了风管火灾探测的内容。其中,NFPA 72-2005中第5.14、6.15.5等章节规定了HVAC系统中风管感烟火灾探测器的应用,目的是防止烟气回流,产生报警信号,触发防火阀动作。NFPA 101-2006第8.5.5.7中规定感烟报警时防火阀关闭。欧洲标准CEN 54-14-2004《火灾自动报警系统设计安装和使用》A6.4中规定了风管感烟火灾探测器的设置和作用。

美国保险商试验室制定了专门的产品标准UL268A《风管感烟火灾探测器》。ISO于2006年发布风管感烟火灾探测器标准ISO 7240-22《火灾探测报警系统第22部分:风管感烟火灾探测器》。国外典型风管火灾探测器产品有美国SystemSensor公司的Innovair系列风管火灾探测器、德国ESSER公司ADD型风管火灾探测器以及日本HOCHIKI公司DH-98风管感烟火灾探测器等。

在我国,针对HVAC系统的防火保护方面,主要依据GB 50016-2006《建筑设计防火规范》9.4节、10.3节以及GB 50045-95(2005版)《高层民用建筑设计防火规范》8.5节等,规定HVAC系统采用防火阀来隔烟阻火。在HVAC系统的火灾早期探测报警方面,我国还处于空白阶段。因此,在公安部消防局应用创新项目的支持下,笔者开展了风管火灾探测报警技术研究工作,设计了风管火灾探测器并开展了工程应用设计方面的研究。

2 风管感烟火灾探测器的设计

2.1 基本原理

风管感烟火灾探测的基本原理见图1所示。探测器由盒体和两根采样管组成。安装在上风处的总压管(即进气管)上通常有一排采样孔。风管中的气流由于压差的通过采样孔经总压管进入盒体,在盒体内流过感烟探测单元,由静压管(即排气管)重新排出到风管中。如果气流中有烟雾,就会触发探测器报警,并按预设逻辑联动相关设备(风机、阀等)动作。由于探测器安装在风管外部,因而具有使用简单、维护方便等优点,是目前风管火灾探测器的主流产品。

2.2 基于流体力学的结构设计

由于风管感烟火灾探测器是根据采样管中收集到的气流来探测烟雾,因而探测器中的气流组织对报警功能的实现起着至关重要的作用。然而,探测器内部的气体流动是非常复杂的,简单的经验计算并不能够准确反映真实的流场情况。复杂的几何特征决定复杂的流体结构,流体结构反过来与几何结构产生复杂的相互作用,使得探测器内的流动成为三维的复杂结构。而探测器盒体内的流场对探测单元的灵敏度又起着决定性的作用。所以,研究风管及探测器的流体力学问题就十分有意义,这是设计风管火灾探测器的关键步骤。

笔者采用流体力学计算软件开展了模拟探测器在不同流动条件下所产生的流体结构及特性,分析影响探测器盒体内流动的因素,讨论不同几何结构对流场结果的影响,分析其中的流体力学机理,并提供优化方案,为整机结构设计提供了依据。图2是风管内风速为10 m/s时探测器中心剖面上的气流速度和湍流分布情况。

2.3 光电探测设计

风管感烟火灾探测器电路功能框图如图3所示,主要包括信号采样处理和控制输出两大部分。信号采样和处理部分主要完成基于红外光电原理的烟雾浓度检测和信号的放大、处理以及烟雾信号的软件识别算法。控制输出主要完成电源转换以及输出接口和显示等功能。与普通点型光电感烟火灾探测器不同的是,由于暖通系统风管中的气流流速快、气体湿度范围大,其烟气的特点与在气流平稳、扩散空间充裕的室内等环境中有所不同,因而笔者设计的光电探测部分充分考虑到上述烟粒子的特点,取得了比较好的探测效果。

2.4 整机性能测试

笔者完成的风管感烟火灾探测器样机见图4所示。其主要技术指标为:电源为24 V;设有两组无源触点输出;具有外壳上罩脱落检测功能和外部复位功能;探测腔采用复合结构设计,既可配接专用烟雾探测模块,也可配接符合气流烟雾探测功能要求的通用点型感烟探测器。

在图5所示的火灾探测性能综合模拟评估试验平台上对笔者开发的风管感烟火灾探测器进行了测试,图中描圈的部分是安装位置。结果表明,该探测器在响应阈值、抗电气环境干扰性、火灾探测灵敏度和风管烟气探测性上均表现出了优异的性能。

3 风管探测器的工程应用

风管感烟火灾探测器主要安装于暖通空调风管系统的供风系统和回风系统中,来探测通风管路中火灾烟气的存在,从而控制烟气通过风管系统蔓延传播,并同时保护暖通空调系统不被火灾烟气破坏。通常,影响风管系统的火灾烟气主要有3种。

(1)室外烟火源。

在建筑室外中央空调系统新风口处发生的火灾,其生成的烟气极有可能通过新风口进入中央空调系统内部,再通过送风管路进入空调房间,危及空调房间内部人员及财产安全。

(2)中央空调系统中的火源。

随着建筑规模越来越大,中央空调系统的负荷也随之增大,加之有些系统维护检修不足,空调机房内部的制冷、加热系统和空调风机等设备也极易引发机械电器火灾。另有研究也表明,在暖通空调系统管路中存在的粉尘沉积物也存在大量的可燃物质,这也极易引发暖通空调管路系统内部的火灾。

(3)空调房间中发生的火灾。

当建筑内部的空调房间内发生火灾,迅速生成的烟气和火焰,由于空调房间的正压作用,极易通过房间内的回风口蔓延至暖通空调的回风管道中,继而沿着回风气流继续传播。

参考国外相关标准,针对典型的起火源,笔者总结了风管感烟火灾探测器的工程应用方法,主要包括探测器设置位置、安装与使用条件、安装过程、联动关系设置、检测与维护等方面。

通常情况下,暖通空调系统的供风系统和回风系统均需要安装风管感烟火灾探测器。例如,美国国家报警规范NFPA 72《火灾报警规范(2007版)》中规定:在暖通空调系统供风系统风机和空气过滤装置的下游和每个防烟分区的回风口后,以及在气流进入两个或两个以上防烟分区共用的回风管路之前,都应该安装与该位置风速情况相匹配的风管感烟火灾探测器。同时,在使用风管感烟火灾探测器时,还应该注意它并不能代替常规的点型感烟火灾探测器来保护建筑室内的空间,而是作为火灾自动报警系统中的一个组成部分来发挥作用。

4 结 论

对建筑内的HVAC系统风管开展火灾探测的研究与应用具有重要的意义。笔者在借鉴发达国家产品与技术基础上,通过综合采用优化流体结构设计、适于探测气流烟雾粒子的光学探测室结构设计和红外光电烟雾探测及信号放大、处理电路设计等技术环节,成功开发出风管感烟火灾探测器。性能测试表明,在响应阈值、抗电气环境干扰性、火灾探测灵敏度和风管烟气探测性上均表现出了优异的性能;与国外产品相比,各项性能指标基本达到先进产品水平,在灰尘和水雾的抗干扰能力上表现出较大优势。

在分析和总结国外相关工程应用规范的基础上,进一步的研究工作主要集中在产品的生产工艺和工程实际使用等方面,工程应用效果的反馈将促进该探测器设计的进一步完善和相关标准、规范的制修订,从而促进风管感烟火灾探测器在我国的发展与应用。

参考文献

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[9]董文辉,李宁宁,梅志斌,等.欧美国家火灾报警系统规范介绍及启示[J].消防科学与技术,2008,27(6):423-426.

高压电力电缆故障分析及探测技术 篇8

众所周知，随着现阶段工业的快速发展，作为在社会实际应用中扮演不可或缺的角色的电力行业，已经得到国际上诸多相关学者的高度重视。高压电力电缆故障分析及探测技术在实现电力企业发展目标的过程当中显得至关重要，同时维护水平的好坏对于电缆的稳固有着决定『生的影响。我们可以清楚的看出，随着各种各样的原因使得电力电缆出现故障，这就在一定程度上让人们的生命和财产安全受到了严重的威胁，也极大的制约了我国经济的发展。与此同时，我们想要解决诸多因素等对电力电缆破坏问题。必须要切实弄清出现的原因。当前，我国针对一些新建大型发电机组，几乎都相应的提供了高压电力电缆，由此可知，随着其应用范围逐渐广泛，与此同时，发现了诸多在高压电力电缆系统运行过程中纰漏与问题，像设备部件磨损以及出力不足等问题，除此之外，相当一部分的电厂由于电力电缆系统的故障，从而引起一系列的弊端，进而在很大程度上制约了机组满负荷的安全、可靠运行，一小部分电厂还会引发各种各种事故的高概率发生。所以，相关工作人员必须针对此类问题予以高度的重视，坚决杜绝此类事件的再发生，以至于使电厂机组能够相对安全可靠的运行。本文的研究目的是让人们更加直观地了解到高压电力电缆工作的本质，以至于更好地开展一系列相关的整治工作，进而为广大人民群众舒适与健康的生活保驾护航。

电缆故障分析

故障原因

材料缺陷。没有对绝缘材料进行妥善的保护、管理，引起一定程度的电缆绝缘材料老化、脏污、受潮；电缆接头附件制造存在缺陷，组装时不密封或者不符合相关的规定等；在包缠绝缘层的过程当中，绝缘层上存在重叠间隙、破口、裂损、皱纹等缺陷。

机械损伤。可以说机械损伤造成的电缆事故是最常见的。自然现象或者直接受外力损坏引起的损伤，像环境腐蚀、岩石冒落砸伤以及车辆挤压等，很容易引起电缆本体故障；安装、运输时电缆受到碰伤，过度弯曲损伤电缆以及机械牵引力过大拉伤电缆。

老化变质、绝缘受潮。过热能够造成绝缘层老化变质，引起绝缘下降；终端头、中间接头制作工艺粗糙，引起密封失效，从而造成潮气侵入。加入绝缘介质，内部气隙在电场作用下出现游离使绝缘下降。

制作工艺粗糙。终端头、中间接头的防潮，制作工艺不良，电场分布设计不完善，不按操作规程要求制作，材料选用不当等，都会引起电缆头绝缘故障。

过电压。在故障暂态过电压、操作过电压、大气过电压作用下使电缆绝缘击穿引起故障。

电缆故障性质分类

依据故障点绝缘电阻的高低不同。能够分为高阻故障以及低阻故障两类。

高阻故障。若电缆故障点相地间或者相相间的绝缘电阻Rg较大，相比于低阻故障，从而导致不可以借助低压脉冲法测量，上述这种故障被叫做高阻故障。若故障点没有形成电阻通道，那么其绝缘电阻会很大，甚至达到所要求的规范值，然而在进行高压预试时.当电缆绝缘材料的抗电强度不能达到预试电压要求时.就会突然放电造成闪络击穿，且泄漏电流瞬间增大，上述这种故障被叫做高阻闪络性故障。通常情况下，高阻故障是高阻闪络性故障。

低阻故障。一般的，可以借助低压脉冲法测量的故障，若电缆故障点相地间或者相相间的绝缘电阻Rg较小，就被叫做低阻故障。特别的，当似断非断或者故障断线Rg=∞时，被叫做开路故障；当Rg=0时，被叫做短路故障。

电缆故障探测

电缆故障性质判断

借助万用表进行导通试验.判定故障电阻是三相故障还是两相、单相故障；是断线、短路、接地故障还是组合型故障：是封閉性还是闪络性故障：是低阻故障还是高阻故障。一般的，煤矿井下电缆故障都集中在电缆头上，同时常见的还有两相短路接地、单相接地故障。

借助兆欧表测量电缆绝缘电阻值.参照短路放电火花声音的大小判别绝缘具体情况。

现场能够参照故障出现时发生的跳闸范围以及各种信号指示等现象，进行初步的故障性质判断。

故障定点。通常情况下，井下借助电压脉冲法进行故障电缆的测试。此测试方法将已充电的大容量电容器作为大功率直流电源，其适用于闪络性高阻故障以及泄漏性高阻故障。

现场借助冲闪放电声测法定点，煤矿井下电缆明敷悬挂较多，其特点是直观、方便和简单。当故障击穿放电时，造成较强的机械振动，即可以明显的听到“啪”“啪”的响声，以至于正确地进行故障定位。借助于球间隙击穿放电同步以及故障点瞬间冲击闪络放电的原理，进行故障定点。

故障探测注意事项

探测仪的接线应该正确和紧固。调整和拆除球间隙时应该借助放电棒进行充分放电；外皮完好芯线，电缆、电容器、控制箱、闪测仪以及高压发生器接地线。应该和接地网稳固连接；在进行探测仪探测之前.应该检查被测电缆上各处接地牢固与否；电缆接地和保护层之间要良好接触，避免由于混淆冲击时出现故障和放电放电而出现误判；基于电弧短路放电以及故障点临界击穿电压来确定球间隙的大小。与此同时，为了更好地查找故障点，区别于外界干扰，放电时间通常取2～6s。

总之，通过研究高压电力电缆故障及探测技术使电力系统养护的成本极大的减少，系统维护程序便捷。与此同时，随着高压电力电缆扮演了越来越重要的角色，可以预见的是其应用也将越来越广泛。综上所述，高压电力电缆故障分析及探测技术在当前已经逐渐成为建筑行业发展领域的一项至关重要的课题。与此同时，必须不断加强其在相关领域中的应用，以至于发挥其应有的巨大效能，从而在很大程度上推动工业更加稳定、快速的发展。