Prozessschritte & Methoden: Trassierung und Nachortung
So genau eine Vorortung auch ist, so kann sie niemals die im Erdreich vorhandenen Abweichungen einer Kabeltrasse erkennen. Diese können erst durch eine punktgenaue Nachortung aufgedeckt werden.
Bei neu installierten Kabeln liegen oft detaillierte Daten vor, zum Beispiel in einem Geografischen Informations-System (GIS). Wenn dies nicht der Fall ist, muss die Trassierung mit passenden Geräten erfolgen. Dafür gib es zwei Methoden:
Passive Trassenortung
Für die passive Methode gibt es zwei Ansätze: Die Trassierung mit Netzfrequenz oder mit Radiofrequenz.
Die Anwendungen kommen dann in Frage, wenn das Kabel nicht sofort erreichbar oder freischaltbar ist oder wenn einfach vor dem Graben festgestellt werden muss, ob sich Kabel im Grabungsbereich befinden.
Sofern das Kabel unter Spannung steht, kann die 50-Hz-Netzfrequenz immer als Signal verwendet werden. Auch Radiowellen lassen sich für eine einfache Trassierung nutzen.
All diese Frequenzen erzeugen ein Magnetfeld um das Kabel, welches sich mit Hilfe einer Empfangsspule, die der Messtechniker über der Erde führt, induktiv empfangen und „verfolgen“ lässt.
Da fast alle unterirdischen Leiter, auch Wasserleitungen, 50-Hz- oder Radiofrequenz-Signale führen, funktioniert diese Methode immer, hat allerdings die Einschränkung, dass nicht selektiv gearbeitet werden kann. Eine Zuordnung zu einem definierten Leiter ist nicht möglich, da jeder metallische Leiter im Untergrund diese Signale aussendet.
Aktive Trassenortung
Ist eine selektive Trassierung an einem definierten Leiter erforderlich, ist das nur mit einer aktiven Trassierung möglich. Dazu wird eine definierte Frequenz in das Kabel eingespeist und dann entsprechend an der Oberfläche geortet und verfolgt.
Für eine aktive Trassierung wird das Kabel zunächst spannungsfrei geschaltet und idealerweise mit einer Erdung am fernen Leiterende versehen. Dann wird das Signal eines Tonfrequenzgenerators eingekoppelt. Dafür gibt es prinzipiell drei Möglichkeiten:
- Galvanische Kopplung mit direktem Anschluss an einem funktionstüchtigen Leiter
- Induktives Einkoppeln des Tonsignals über eine Sendezange, die das Kabelende umschließt
- Induktive Einkopplung über eine Rahmenantenne
Akustische Nachortung
ist die gebräuchlichste Methode für die punktgenaue Ortung von hochohmigen Fehlern und Durchschlagfehlern. Hochspannungsimpulse erzeugen auf dem Weg zur Fehlerstelle elektromagnetische Impulse und generieren einen Durchschlag mit akustisch wahrnehmbarem Knall.
Schrittspannungs-Methode
zur punktgenauen Ortung von Kabelmantelfehlern. An der Fehlerstelle wird ein Spannungstrichter erzeugt, der mit Hilfe von Erdspießen und einem Empfänger geortet werden kann.
Kabeltrassenortung
zur genauen Bestimmung des Kabelverlaufs. Gerade bei unbekanntem oder ungenauem Verlauf des Kabels ist eine genaue Trassierung unerlässlich und spart Zeit und Geld.
Drallfeld- oder Minimumtrübungs-Methode
wird je nach Kabeltyp bei der Nachortung von Kurzschlüssen angewandt. Dabei wird die durch den Fehler hervorgerufene Störung des sonst homogenen Magnetfeldes gemessen und punktgenau lokalisiert.
Das Einkoppeln des Signals mit der Sendezange kann auch genutzt werden, wenn das Kabel in Betrieb ist, z.B. wenn die Lage von Stichleitungen und Muffen bei Hausanschlüssen zu bestimmen ist. In diesem Fall überlagern sich die Netzfrequenz und das eingekoppelte Signal.
Mit Hilfe der Rahmenantenne ist die Einkopplung des Signals auch möglich, wenn das Kabel nicht direkt zugänglich ist, zum Beispiel weil es an der Einkoppelstelle unter der Erde liegt. Allerdings besteht hierbei das Problem, dass das Signal der Rahmenantenne bis zu einer Entfernung von 5 bis 10 m einfach durch die Luft in den Empfänger einkoppelt.
Während bei der galvanischen Ankopplung die volle Leistung des Tongenerators ins Kabel eingespeist werden kann, wird bei der induktiven Ankopplung nur ein kleiner Prozentsatz der verfügbaren Energie im Kabel ankommen. Sofern das Kabel dabei in Betrieb – und somit nicht geerdet – ist, reduziert sich die trassierbare Distanz auf wenige hundert Meter, denn wenn kein Rückleiter verfügbar ist, breitet sich die eingespeiste Frequenz nur durch die Kabelkapazitäten aus und die Signalstärke klingt mit zunehmender Entfernung exponentiell ab.
Grundsätzlich gelten folgende Regeln:
- Niedrige Frequenzen haben größere Reichweiten, koppeln weniger in benachbarte Kabel über, haben aber eine schlechte Übertragungsqualität bei induktiver Ankopplung.
- Hohe Frequenzen werden stärker gedämpft und haben daher geringere Reichweiten, koppeln sehr leicht in benachbarte Kabel über, sind also nicht so selektiv. Sie haben bei induktiver Ankopplung eine bessere Übertragungsqualität.
Die optimale Auswahl der Frequenz und Sendeleistung ist immer ein Kompromiss und kann sich durchaus im Laufe einer Trassierung ändern.
Weniger ist mehr: Je weniger Sendeenergie eingesetzt wird, umso weniger Störungen sind zu erwarten.
