CN114324486B - 一种电缆缓冲层的缺陷检测方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电缆缓冲层的缺陷检测方法、装置、设备及存储介质,所述方法包括:获取待测电缆皱纹护套的规格参数,计算得到电缆缓冲层未发生形变时的第一体积和电缆缓冲层受力发生形变时变形部分的第二体积,根据所述第一体积和所述第二体积计算得到所述缓冲层的受压形变比率;获取缓冲层在达到所述受压形变比率时的电压、电流、电极面积、电极距离以及初始电极距离,计算得到所述缓冲层的体积电阻率;将所述体积电阻率与预设的评价参数进行比对,以得到所述缓冲层的缺陷检测结果。本发明考虑电缆缓冲层绕包带的搭盖、受潮和受压情况,能够准确计算出电缆缓冲层的体积电阻率,进而可以根据体积电阻率准确判断电缆缓冲层是否存在质量缺陷。
Description
技术领域
本发明涉及电缆技术领域,尤其涉及一种电缆缓冲层的缺陷检测方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
在电缆输电线路中,电缆的缓冲层不但承担着机械力缓冲的功能,更重要的是实现电缆绝缘屏蔽与接地金属护套之间的电气连接。而近年来,高压电力电缆缓冲层烧蚀引发的故障数量逐渐增多,缓冲层烧蚀隐患已成为威胁电网安全的重要隐患之一。缓冲层的烧蚀隐患主要有局部放电烧蚀、电流致热烧蚀以及电化学烧蚀等情况,这些隐患情况均是由于缓冲层受潮后体积电阻率严重增大引起的,体积电阻率增大导致绝缘屏蔽与金属护套无法形成良好的电气连接,从而引发故障。因此,通过计算缓冲层的体积电阻率可以直接反映电缆是否存在质量缺陷。
目前的体积电阻率检测方法仅适用于尚未在电缆上绕包的成品缓冲层,并非从成品电缆中取出的缓冲层绕包带,而电力电缆生产工序中,在缓冲层绕包之后仍有皱纹金属套制作、气密性试验等众多过程,这样造成在后续生产过程中导致缓冲层受潮质量下降的情况,无法在成品缓冲层检测阶段发现。将待测的成品缓冲层暴露于空气中,与电缆内部相对密闭的环境差异较大,导致检测结果无法准确反映电缆中缓冲层绕包带的真实情况。另外,目前的体积电阻率检测方法仅适用于单层缓冲层的检测,而实际电缆中缓冲层绕包带一般为多层相互搭盖的形式,外层相对暴露在空气中受潮可能性较大,内层受潮可能性较小。实在际检测工作开展时,对缓冲层绕包带内层和外层取样的检测结论不一致时有发生,导致检测结果无法准确反映电缆中缓冲层绕包带的真实情况。目前的体积电阻率检测方法考虑缓冲层所受压力的大小对缓冲层的体积电阻率的影响仍很初级,无法准确计算体积电阻率,导致无法准确判断电缆缓冲层是否存在质量缺陷。
发明内容
本发明实施例所要解决的技术问题在于,提供一种电缆缓冲层的缺陷检测方法、装置、设备及存储介质,能够准确计算出电缆缓冲层的体积电阻率,进而可以根据体积电阻率准确判断电缆缓冲层是否存在质量缺陷。
为了实现上述目的,本发明实施例提供了一种电缆缓冲层的缺陷检测方法,包括:
获取待测电缆皱纹护套的规格参数;其中,所述规格参数包括皱纹护套的内侧半径、含缓冲层的所述待测电缆的第一外侧半径、含屏蔽层的所述待测电缆的第二外侧半径、皱纹节距、皱纹深度和缓冲层的最薄点厚度;
根据所述含缓冲层的所述待测电缆的第一外侧半径、所述含屏蔽层的所述待测电缆的第二外侧半径和所述皱纹节距,计算得到所述缓冲层未发生形变时的第一体积;
根据所述皱纹护套的内侧半径、所述含缓冲层的所述待测电缆的第一外侧半径、所述含屏蔽层的所述待测电缆的第二外侧半径和所述缓冲层的最薄点厚度,计算得到所述缓冲层受力发生形变时变形部分的第二体积;
根据所述第一体积和所述第二体积计算得到所述缓冲层的受压形变比率;
获取所述缓冲层在达到所述受压形变比率时的电压、电流、电极面积、电极距离以及初始电极距离;
根据所述电压、所述电流、所述电极面积、所述电极距离以及所述初始电极距离,计算得到所述缓冲层的体积电阻率;
将所述体积电阻率与预设的评价参数进行比对,以得到所述缓冲层的缺陷检测结果。
作为上述方案的改进,所述缓冲层的受压形变比率的计算公式为:
其中,η表示所述缓冲层的受压形变比率;V A 表示在绝缘屏蔽与皱纹护套之间起导电作用部分的所述缓冲层未发生形变时的第一体积;V B 表示在绝缘屏蔽与皱纹护套之间起导电作用部分的所述缓冲层受力发生形变时变形部分的第二体积。
作为上述方案的改进,所述缓冲层未发生形变时的第一体积的计算公式为:
其中,V A 表示在绝缘屏蔽与皱纹护套之间起导电作用部分的所述缓冲层未发生形变时的第一体积;表示所述皱纹护套与所述缓冲层的接触临界点的角度;d len 表示所述皱纹节距;d O’C 表示所述含缓冲层的所述待测电缆的第一外侧半径;d O’B 表示所述含屏蔽层的所述待测电缆的第二外侧半径。
作为上述方案的改进,所述缓冲层受力发生形变时变形部分的第二体积的计算公式为:
其中,V B 表示在绝缘屏蔽与皱纹护套之间起导电作用部分的所述缓冲层受力发生形变时变形部分的第二体积;表示所述皱纹护套与所述缓冲层的接触临界点的角度;d O’C 表示所述含缓冲层的所述待测电缆的第一外侧半径;d OA 表示所述皱纹护套的内侧半径;f (ρ)表示插值函数;d OO’ 表示所述皱纹护套的圆心与所述待测电缆线芯的圆心之间的距离,且,d O’B 表示所述含屏蔽层的所述待测电缆的第二外侧半径,d BB’ 表示所述缓冲层的最薄点厚度。
作为上述方案的改进,所述获取所述缓冲层在达到所述受压形变比率时的电压、电流、电极面积、电极距离以及初始电极距离,具体包括:
在体积电阻率检测装置的上、下电极之间放入抽出空气但不含所述缓冲层的电极包装,并施加低压直流电压,控制上电极以第一速度缓慢下降,直至上、下电极与电极包装充分接触,获取此时上、下电极之间的距离,作为初始电极距离;
在体积电阻率检测装置的上、下电极之间放入抽出空气且含所述缓冲层的电极包装,并施加低压直流电压,控制上电极以第一速度缓慢下降,直至上、下电极与电极包装充分接触;
控制上电极以第二速度缓慢下降,直至达到所述缓冲层的受压形变比率;其中,所述第二速度小于所述第一速度;
逐步升高所述上、下电极之间的直流电压,直至电流达到通路电流阈值,并维持预设时间;
获取所述预设时间后的上、下电极之间的电压、电流、电极面积以及所述上、下电极之间的电极距离。
作为上述方案的改进,所述缓冲层的体积电阻率的计算公式为:
作为上述方案的改进,所述将所述体积电阻率与预设的评价参数进行比对,以得到所述缓冲层的缺陷检测结果,具体包括:
当所述体积电阻率小于或等于所述评价参数时,判定所述缓冲层不存在缺陷;
当所述体积电阻率大于所述评价参数时,判定所述缓冲层存在缺陷。
本发明实施例还提供了一种电缆缓冲层的缺陷检测装置,包括:
第一获取模块,用于获取待测电缆皱纹护套的规格参数;其中,所述规格参数包括皱纹护套的内侧半径、含缓冲层的所述待测电缆的第一外侧半径、含屏蔽层的所述待测电缆的第二外侧半径、皱纹节距、皱纹深度和缓冲层的最薄点厚度;
第一体积计算模块,用于根据所述含缓冲层的所述待测电缆的第一外侧半径、所述含屏蔽层的所述待测电缆的第二外侧半径和所述皱纹节距,计算得到所述缓冲层未发生形变时的第一体积;
第二体积计算模块,用于根据所述皱纹护套的内侧半径、所述含缓冲层的所述待测电缆的第一外侧半径、所述含屏蔽层的所述待测电缆的第二外侧半径和所述缓冲层的最薄点厚度,计算得到所述缓冲层受力发生形变时变形部分的第二体积;
受压形变比率计算模块,用于根据所述第一体积和所述第二体积计算得到所述缓冲层的受压形变比率;
第二获取模块,用于获取所述缓冲层在达到所述受压形变比率时的电压、电流、电极面积、电极距离以及初始电极距离;
体积电阻率计算模块,用于根据所述电压、所述电流、所述电极面积、所述电极距离以及所述初始电极距离,计算得到所述缓冲层的体积电阻率;
缺陷检测模块,用于将所述体积电阻率与预设的评价参数进行比对,以得到所述缓冲层的缺陷检测结果。
本发明实施例还提供了一种终端设备,包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任一项所述的电缆缓冲层的缺陷检测方法。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序,其中,在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行上述任一项所述的电缆缓冲层的缺陷检测方法。
相对于现有技术,本发明实施例提供的一种电缆缓冲层的缺陷检测方法、装置、设备及存储介质的有益效果在于:通过获取待测电缆皱纹护套的规格参数,计算得到电缆缓冲层未发生形变时的第一体积和电缆缓冲层受力发生形变时变形部分的第二体积,以得到缓冲层的受压形变比率,再获取缓冲层在达到受压形变比率时的电压、电流、电极面积、电极距离以及初始电极距离,计算得到缓冲层的体积电阻率,将体积电阻率与预设的评价参数进行比对,得到缓冲层的缺陷检测结果。本发明实施例考虑电缆缓冲层绕包带的搭盖、受潮和受压情况,能够准确计算出电缆缓冲层的体积电阻率,进而可以根据体积电阻率准确判断电缆缓冲层是否存在质量缺陷。
附图说明
图1是本发明提供的一种电缆缓冲层的缺陷检测方法的一个优选实施例的流程示意图;
图2是本发明实施例提供的电缆的结构示意图;
图3是本发明实施例提供的电缆上方皱纹护套与缓冲层之间未接触的电缆平面的截面图;
图4是本发明实施例提供的电缆上方皱纹护套与缓冲层之间存在接触的电缆平面的截面图;
图6是本发明提供的一种电缆缓冲层的缺陷检测装置的一个优选实施例的结构示意图;
图7是本发明提供的一种终端设备的一个优选实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
请参阅图1,图1是本发明提供的一种电缆缓冲层的缺陷检测方法的一个优选实施例的流程示意图。所述电缆缓冲层的缺陷检测方法,包括:
S1,获取待测电缆皱纹护套的规格参数;其中,所述规格参数包括皱纹护套的内侧半径、含缓冲层的所述待测电缆的第一外侧半径、含屏蔽层的所述待测电缆的第二外侧半径、皱纹节距、皱纹深度和缓冲层的最薄点厚度;
S2,根据所述含缓冲层的所述待测电缆的第一外侧半径、所述含屏蔽层的所述待测电缆的第二外侧半径和所述皱纹节距,计算得到所述缓冲层未发生形变时的第一体积;
S3,根据所述皱纹护套的内侧半径、所述含缓冲层的所述待测电缆的第一外侧半径、所述含屏蔽层的所述待测电缆的第二外侧半径和所述缓冲层的最薄点厚度,计算得到所述缓冲层受力发生形变时变形部分的第二体积;
S4,根据所述第一体积和所述第二体积计算得到所述缓冲层的受压形变比率;
S5,获取所述缓冲层在达到所述受压形变比率时的电压、电流、电极面积、电极距离以及初始电极距离;
S6,根据所述电压、所述电流、所述电极面积、所述电极距离以及所述初始电极距离,计算得到所述缓冲层的体积电阻率;
S7,将所述体积电阻率与预设的评价参数进行比对,以得到所述缓冲层的缺陷检测结果。
具体地,在步骤S1中,参见图2,图2是本发明实施例提供的电缆的结构示意图。本发明实施例所述的电缆包括电芯(导体)10、屏蔽层20、皱纹护套40以及设于屏蔽层20和皱纹护套40之间的缓冲层30,可以根据电缆的出厂试验报告或实测结果,测量得到电缆皱纹护套的规格参数。其中,所述规格参数包括皱纹护套的内侧半径d OA 、含缓冲层的所述待测电缆的第一外侧半径d O’C 、含屏蔽层的所述待测电缆的第二外侧半径d O’B 、皱纹节距d len 、皱纹深度d dep 和缓冲层的最薄点厚度d BB’ 。参见图3和图4,图3是本发明实施例提供的电缆上方皱纹护套与缓冲层之间未接触的电缆平面的截面图,图4是本发明实施例提供的电缆上方皱纹护套与缓冲层之间存在接触的电缆平面的截面图。41表示皱纹护套外侧,42表示皱纹护套内侧,31表示缓冲层外侧,32表示缓冲层内侧。
需要说明的是,由于皱纹护套存在峰谷位置,为计算皱纹护套对缓冲层的施压情况,需要作出以下符合工程实际的基本假设:
假定每个皱纹节距内缓冲层与皱纹护套的接触状态是近似相同的;
假定皱纹的倾斜角度对缓冲层受压情况的影响可以忽略。
此时,电缆全长范围内缓冲层受压情况可以通过单个皱纹节距内缓冲层的受压情况进行表征。因此,计算单个皱纹节距内缓冲层受压形变比率即可表征电缆全长范围内缓冲层受压情况。
在另一个优选实施例中,所述缓冲层的受压形变比率的计算公式为:
其中,η表示所述缓冲层的受压形变比率;V A 表示在绝缘屏蔽与皱纹护套之间起导电作用部分的所述缓冲层未发生形变时的第一体积;V B 表示在绝缘屏蔽与皱纹护套之间起导电作用部分的所述缓冲层受力发生形变时变形部分的第二体积。
具体地,考虑到实际皱纹护套与缓冲层接触面为一个空间曲面,在电缆径向平面内,以皱纹护套圆心位置O为原点,如图3所示可建立平面极坐标。O’为电缆线芯圆心位置,缓冲层与皱纹护套接触的临界点记为A和A’。参见图5,图5是本发明实施例提供的皱纹护套与缓冲层接触面在平面的截面图。如图5所示,在平面坐标基础上,以电缆轴向方向为Z方向可建立三维坐标系,图中虚线部分即为缓冲层与皱纹护套接触面示意。显然,在一个皱纹节距内,缓冲层受压形变比率可用下式计算:
其中,V A 为在绝缘屏蔽与皱纹护套之间起导电作用部分的缓冲层绕包带未发生变形时的第一体积;V B 为在绝缘屏蔽与皱纹护套之间起导电作用部分的缓冲层受力发生形变时变形部分的第二体积。V B 与皱纹护套内侧曲面函数紧密相关,记其为,易知,的解析表达式难以得到。但是通过曲面的一个连续可微近似函数可以近似计算相应的体积。由于皱纹护套内侧曲面在z = 0平面上的投影以方向的直线对称,且单个皱纹节距内的内侧曲面以z = 0平面对称,故计算V B 的值只需要在区间完成体积计算乘以4倍即可。
在另一个优选实施例中,所述缓冲层未发生形变时的第一体积的计算公式为:
其中,V A 表示在绝缘屏蔽与皱纹护套之间起导电作用部分的所述缓冲层未发生形变时的第一体积;表示所述皱纹护套与所述缓冲层的接触临界点的角度;d len 表示所述皱纹节距;d O’C 表示所述含缓冲层的所述待测电缆的第一外侧半径;d O’B 表示所述含屏蔽层的所述待测电缆的第二外侧半径。
在另一个优选实施例中,所述缓冲层受力发生形变时变形部分的第二体积的计算公式为:
其中,V B 表示所述缓冲层受力发生形变时变形部分的第二体积;表示所述皱纹护套与所述缓冲层的接触临界点的角度;d O’C 表示所述含缓冲层的所述待测电缆的第一外侧半径;d OA 表示所述皱纹护套的内侧半径;f(ρ)表示插值函数;d OO’ 表示所述皱纹护套的圆心与所述待测电缆线芯的圆心之间的距离,且,d O’B 表示所述含屏蔽层的所述待测电缆的第二外侧半径,d BB’ 表示所述缓冲层的最薄点厚度。
具体地,如图5所示,记为接触曲面在z = 0平面上的投影,对于任意点,记其坐标为。在z = 0平面上,从原点O向点P做射线,与绝缘屏蔽外侧交点记为B;与缓冲层外侧交点记为C;与皱纹护套内侧交点记为D;单个皱纹节距内皱纹护套与缓冲层接触的临界位置分别为E、F两点;E、F两点分别在各自的径向平面上向各自的径向圆心做射线与绝缘屏蔽外侧交与G、H两点。则,V A 与平面的截面如图5中EFHG包围部分所示;V B 与平面的截面如图5中ECFD包围部分所示。在电缆轴向方向上,通过对皱纹曲线EDF进行近似,可得到皱纹护套与缓冲层接触曲面的一个近似曲面(以下简称近似曲面),则采用柱坐标系三重积分对V A 以及V B 进行计算可得:
其中,d len 为皱纹节距;d OD 为皱纹护套内侧最小半径;d O’B 为含绝缘屏蔽电缆的第二外侧半径;d O’C 为含缓冲层电缆的第一外侧半径;d OC 为原点O到C点的距离;为皱纹护套与缓冲层接触的临界点A点处的角度。
在被积函数方面,可应用多项式插值、三角插值等方法对皱纹护套内侧曲线DE进行近似。在确定插值方法之后,可以确定插值基点,对现场电缆或供应商提供同型号同批次电缆在不同皱纹内的插值基点多点实测,取平均值之后可得到插值数据点的坐标,k = 1, … , r;r为所选定插值方法所需插值数据点的个数。由此得到近似曲面在区间内的插值函数表达式为f(ρ)。
其中,d OO’ 为皱纹护套的圆心与待测电缆线芯的圆心之间的距离;d O’B 为含绝缘屏蔽电缆的第二外侧半径。
根据余弦定理可以发现:
由于d OC > 0,经过推导可得:
可以发现,当电缆上方皱纹护套与缓冲层之间未接触的情况下,如图3所示,即d BB’ + d O‘B + d O’C ≤ 2d OA 时,在皱纹护套与缓冲层接触临界点A处有:
需要说明的是,在确定具体插值函数之后,可对上式二重积分进行化简尝试得到单变量定积分表达式。可以发现上述化简前后的积分均不能保证具备解析解,可应用数值积分方法求解。梯形法、辛普森法则、牛顿-柯特斯公式、龙贝格方法、高斯积分法、切比雪夫积分法以及蒙特卡罗积分法等数值积分法及其改进形式均可用于求取上述积分,从而得到单个皱纹节距内缓冲层受压形变比率的近似值,进而得到整缆缓冲层受压形变比率的近似值。
在又一个优选实施例中,所述S5,获取所述缓冲层在达到所述受压形变比率时的电压、电流、电极面积、电极距离以及初始电极距离,具体包括:
S51,在体积电阻率检测装置的上、下电极之间放入抽出空气但不含所述缓冲层的电极包装,并施加低压直流电压,控制上电极以第一速度缓慢下降,直至上、下电极与电极包装充分接触,获取此时上、下电极之间的距离,作为初始电极距离;
S52,在体积电阻率检测装置的上、下电极之间放入抽出空气且含所述缓冲层的电极包装,并施加低压直流电压,控制上电极以第一速度缓慢下降,直至上、下电极与电极包装充分接触;
S53,控制上电极以第二速度缓慢下降,直至达到所述缓冲层的受压形变比率;其中,所述第二速度小于所述第一速度;
S54,逐步升高所述上、下电极之间的直流电压,直至电流达到通路电流阈值,并维持预设时间;
S55,获取所述预设时间后的上、下电极之间的电压、电流、电极面积以及所述上、下电极之间的电极距离。
具体地,在体积电阻率检测装置上下两电极之间放入抽出空气但不含缓冲层的电极包装,并选择体积电阻率检测装置“归零”功能,检测装置上下电极之间开始施加低压直流电压,通过传动机构控制上电极缓慢下降。当电流计读数超过短路阈值e sc 时,认为上下电极已与电极包装充分接触,位置传感器读取两电极之间距离,作为初始电极距离d 1。停止施加上下电极之间的电压,传动机构控制体积电阻率检测装置上电极缓慢上升至起始位置。
对电缆外护套以及皱纹护套进行拆解,将绕包搭盖的缓冲层快速切割为合适的尺寸,并放入电极包装中。缓冲层需要保持电缆中绕包搭盖的初始状态,并且表面能够覆盖电极包装两侧的导体电极。对电极包装进行密封后,抽出包装中的空气进行密封保存,作为封装后的缓冲层试样。封装后的缓冲层由于抽真空状态,一方面可以保持绕包搭盖的状态,不会发生松动脱落;另一方面可以防止存放过程中缓冲层受潮。
在体积电阻率检测装置上下两电极之间放入待测的封装后的缓冲层试样,并选择体积电阻率检测装置“测量”功能,检测装置上下电极之间施加低压直流电压,通过传动机构控制上电极缓慢下降。当临近时刻取样的两个电流测量值I 1与I 2的相对误差小于通路阈值,即时,可认为电极与封装后的缓冲层试样已充分接触,位置传感器读取两电极之间距离d 2。传动机构控制上电极以更慢的速度缓慢下降,传感器连续读取两电极之间距离d c,当缓冲层受压形变比率到达η时,传动机构使上电极保持静止,此时有。即时,上电极保持静止。逐步升高上下两电极之间的直流电压,直到电流计检测到的电流I达到通路电流阈值I valid ,即满足I>I valid 时保持直流电压不变,并保持时间t秒,以剔除充电电流影响。获取t秒后的上下电极之间的电压U、电流I、电极面积S以及上、下电极之间的电极距离d。
在又一个优选实施例中,所述缓冲层的体积电阻率的计算公式为:
在又一个优选实施例中,所述S7,将所述体积电阻率与预设的评价参数进行比对,以得到所述缓冲层的缺陷检测结果,具体包括:
S71,当所述体积电阻率小于或等于所述评价参数时,判定所述缓冲层不存在缺陷;
S72,当所述体积电阻率大于所述评价参数时,判定所述缓冲层存在缺陷。
具体地,将计算得到的体积电阻率与预设的评价参数进行比对,当体积电阻率小于或等于评价参数时,判定缓冲层不存在缺陷;当体积电阻率大于评价参数时,判定所述缓冲层存在缺陷。
下面以具体实施例对本发明所提供的电缆缓冲层的缺陷检测方法进行说明。
样例一:
对220kV高压电力电缆缓冲层体积电阻率进行检测,按照如下步骤进行:
S1,根据电缆出厂试验报告或实测结果,整理得到以下数据:皱纹护套内侧半径d OA 标称值,含缓冲层电缆的第一外侧半径d O’C 标称值,含绝缘屏蔽电缆的第二外侧半径d O’B 标称值,含绝缘屏蔽电缆的第二外侧半径d O’B 标称值,皱纹深度d dep 标称值,缓冲层最薄点厚度d BB’ 。数据整理如表1:
表1 电缆皱纹护套的规格参数
S3,选择插值方法、数值积分方法,得到插值基点,k = 1, … , r,r为插值方法所需插值数据点的个数。对全部k = 1, … , r,在所关注电缆或供应商提供同型号同批次电缆上,在不同皱纹内插值基点位置处多点测量皱纹内侧Z方向坐标,取平均值后可得到插值数据点的坐标。测量后插值数据点坐标如表2:
表2 插值数据点坐标
表3插值函数的参数取值
S4,根据第一体积V A 和第二体积V B 计算得到缓冲层的受压形变比率
对缓冲层受压形变比率η二重积分进行化简,之后应用数值积分方法,计算可得:η=19.57%。
表4 阈值参数
在体积电阻率检测装置上下两电极之间放入抽出空气但不含缓冲层的电极包装,并选择体积电阻率检测装置“归零”功能,检测装置上下电极之间开始施加低压直流电压,通过传动机构控制上电极缓慢下降。当电流计读数超过短路阈值时,认为上下电极已与电极包装充分接触,位置传感器读取两电极之间距离,作为初始电极距离d 1。停止施加上下电极之间的电压,传动机构控制体积电阻率检测装置上电极缓慢上升至起始位置。
对电缆外护套以及皱纹护套进行拆解,将绕包搭盖的缓冲层快速切割为合适的尺寸,并放入电极包装中。缓冲层需要保持电缆中绕包搭盖的初始状态,并且表面能够覆盖电极包装两侧的导体电极。对电极包装进行密封后,抽出包装中的空气进行密封保存,作为封装后的缓冲层试样。封装后的缓冲层由于抽真空状态,一方面可以保持绕包搭盖的状态,不会发生松动脱落;另一方面可以防止存放过程中缓冲层受潮。
在体积电阻率检测装置上下两电极之间放入待测的封装后的缓冲层试样,并选择体积电阻率检测装置“测量”功能,检测装置上下电极之间施加低压直流电压,通过传动机构控制上电极缓慢下降。当临近时刻取样的两个电流测量值I 1与I 2的相对误差小于通路阈值,即时,可认为电极与封装后的缓冲层试样已充分接触,位置传感器读取两电极之间距离d 2。传动机构控制上电极以更慢的速度缓慢下降,传感器连续读取两电极之间距离d c,当缓冲层受压形变比率到达η时,传动机构使上电极保持静止,此时有。即时,上电极保持静止。逐步升高上下两电极之间的直流电压,直到电流计检测到的电流I达到通路电流阈值I valid ,即满足I>I valid 时保持直流电压不变,并保持时间t秒,以剔除充电电流影响。获取t秒后的上下电极之间的电压U、电流I以及电极面积S。
表5 计算参数
S7,依据相应的标准给出体积电阻率是否合格的结论。
目前JB/T 10259-2014《电缆和光缆用阻水带》中对体积电阻率的要求是不超过1000 Ω·m,所以该电缆缓冲层的体积电阻率合格,则该电缆缓冲层不存在质量缺陷。
相应地,本发明还提供一种电缆缓冲层的缺陷检测装置,能够实现上述实施例中的电缆缓冲层的缺陷检测方法的所有流程。
请参阅图6,图6是本发明提供的一种电缆缓冲层的缺陷检测装置的一个优选实施例的结构示意图。所述电缆缓冲层的缺陷检测装置,包括:
第一获取模块601,用于获取待测电缆皱纹护套的规格参数;其中,所述规格参数包括皱纹护套的内侧半径、含缓冲层的所述待测电缆的第一外侧半径、含屏蔽层的所述待测电缆的第二外侧半径、皱纹节距、皱纹深度和缓冲层的最薄点厚度;
第一体积计算模块602,用于根据所述含缓冲层的所述待测电缆的第一外侧半径、所述含屏蔽层的所述待测电缆的第二外侧半径和所述皱纹节距,计算得到所述缓冲层未发生形变时的第一体积;
第二体积计算模块603,用于根据所述皱纹护套的内侧半径、所述含缓冲层的所述待测电缆的第一外侧半径、所述含屏蔽层的所述待测电缆的第二外侧半径和所述缓冲层的最薄点厚度,计算得到所述缓冲层受力发生形变时变形部分的第二体积;
受压形变比率计算模块604,用于根据所述第一体积和所述第二体积计算得到所述缓冲层的受压形变比率;
第二获取模块605,用于获取所述缓冲层在达到所述受压形变比率时的电压、电流、电极面积、电极距离以及初始电极距离;
体积电阻率计算模块606,用于根据所述电压、所述电流、所述电极面积、所述电极距离以及所述初始电极距离,计算得到所述缓冲层的体积电阻率;
缺陷检测模块607,用于将所述体积电阻率与预设的评价参数进行比对,以得到所述缓冲层的缺陷检测结果。
优选地,所述缓冲层的受压形变比率的计算公式为:
其中,η表示所述缓冲层的受压形变比率;V A 表示在绝缘屏蔽与皱纹护套之间起导电作用部分的所述缓冲层未发生形变时的第一体积;V B 表示在绝缘屏蔽与皱纹护套之间起导电作用部分的所述缓冲层受力发生形变时变形部分的第二体积。
优选地,所述缓冲层未发生形变时的第一体积的计算公式为:
其中,V A 表示在绝缘屏蔽与皱纹护套之间起导电作用部分的所述缓冲层未发生形变时的第一体积;表示所述皱纹护套与所述缓冲层的接触临界点的角度;d len 表示所述皱纹节距;d O’C 表示所述含缓冲层的所述待测电缆的第一外侧半径;d O’B 表示所述含屏蔽层的所述待测电缆的第二外侧半径。
优选地,所述缓冲层受力发生形变时变形部分的第二体积的计算公式为:
其中,V B 表示在绝缘屏蔽与皱纹护套之间起导电作用部分的所述缓冲层受力发生形变时变形部分的第二体积;表示所述皱纹护套与所述缓冲层的接触临界点的角度;d O’C 表示所述含缓冲层的所述待测电缆的第一外侧半径;d OA 表示所述皱纹护套的内侧半径;f (ρ)表示插值函数;d OO’ 表示所述皱纹护套的圆心与所述待测电缆线芯的圆心之间的距离,且,d O’B 表示所述含屏蔽层的所述待测电缆的第二外侧半径,d BB’ 表示所述缓冲层的最薄点厚度。
优选地,第二获取模块605,具体用于:
在体积电阻率检测装置的上、下电极之间放入抽出空气但不含所述缓冲层的电极包装,并施加低压直流电压,控制上电极以第一速度缓慢下降,直至上、下电极与电极包装充分接触,获取此时上、下电极之间的距离,作为初始电极距离;
在体积电阻率检测装置的上、下电极之间放入抽出空气且含所述缓冲层的电极包装,并施加低压直流电压,控制上电极以第一速度缓慢下降,直至上、下电极与电极包装充分接触;
控制上电极以第二速度缓慢下降,直至达到所述缓冲层的受压形变比率;其中,所述第二速度小于所述第一速度;
逐步升高所述上、下电极之间的直流电压,直至电流达到通路电流阈值,并维持预设时间;
获取所述预设时间后的上、下电极之间的电压、电流、电极面积以及所述上、下电极之间的电极距离。
优选地,所述缓冲层的体积电阻率的计算公式为:
优选地,所缺陷检测模块607,具体用于:
当所述体积电阻率小于或等于所述评价参数时,判定所述缓冲层不存在缺陷;
当所述体积电阻率大于所述评价参数时,判定所述缓冲层存在缺陷。
在具体实施当中,本发明实施例提供的电缆缓冲层的缺陷检测装置的工作原理、控制流程及实现的技术效果,与上述实施例中的电缆缓冲层的缺陷检测方法对应相同,在此不再赘述。
请参阅图7,图7是本发明提供的一种终端设备的一个优选实施例的结构示意图。所述终端设备包括处理器701、存储器702以及存储在所述存储器702中且被配置为由所述处理器701执行的计算机程序,所述处理器701执行所述计算机程序时实现上述任一实施例所述的电缆缓冲层的缺陷检测方法。
优选地,所述计算机程序可以被分割成一个或多个模块/单元(如计算机程序1、计算机程序2、……),所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器702中,并由所述处理器701执行,以完成本发明。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段,该指令段用于描述所述计算机程序在所述终端设备中的执行过程。
所述处理器701可以是中央处理单元(Central Processing Unit,CPU),还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor,DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等,通用处理器可以是微处理器,或者所述处理器701也可以是任何常规的处理器,所述处理器701是所述终端设备的控制中心,利用各种接口和线路连接所述终端设备的各个部分。
所述存储器702主要包括程序存储区和数据存储区,其中,程序存储区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序等,数据存储区可存储相关数据等。此外,所述存储器702可以是高速随机存取存储器,还可以是非易失性存储器,例如插接式硬盘,智能存储卡(Smart Media Card,SMC)、安全数字(Secure Digital,SD)卡和闪存卡(Flash Card)等,或所述存储器702也可以是其他易失性固态存储器件。
需要说明的是,上述终端设备可包括,但不仅限于,处理器、存储器,本领域技术人员可以理解,图7的结构示意图仅仅是上述终端设备的示例,并不构成对上述终端设备的限定,可以包括比图示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者不同的部件。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序,其中,在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行上述任一实施例所述的电缆缓冲层的缺陷检测方法。
本发明实施例提供了一种电缆缓冲层的缺陷检测方法、装置、设备及存储介质,通过获取待测电缆皱纹护套的规格参数,计算得到电缆缓冲层未发生形变时的第一体积和电缆缓冲层受力发生形变时变形部分的第二体积,以得到缓冲层的受压形变比率,再获取缓冲层在达到受压形变比率时的电压、电流、电极面积、电极距离以及初始电极距离,计算得到缓冲层的体积电阻率,将体积电阻率与预设的评价参数进行比对,得到缓冲层的缺陷检测结果。本发明实施例考虑电缆缓冲层绕包带的搭盖、受潮和受压情况,能够准确计算出电缆缓冲层的体积电阻率,进而可以根据体积电阻率准确判断电缆缓冲层是否存在烧蚀缺陷。
需说明的是,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。另外,本发明提供的系统实施例附图中,模块之间的连接关系表示它们之间具有通信连接,具体可以实现为一条或多条通信总线或信号线。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下,即可以理解并实施。
以上所述是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种电缆缓冲层的缺陷检测方法,其特征在于,包括:
获取待测电缆皱纹护套的规格参数;其中,所述规格参数包括皱纹护套的内侧半径、含缓冲层的所述待测电缆的第一外侧半径、含屏蔽层的所述待测电缆的第二外侧半径、皱纹节距、皱纹深度和缓冲层的最薄点厚度;
根据所述含缓冲层的所述待测电缆的第一外侧半径、所述含屏蔽层的所述待测电缆的第二外侧半径和所述皱纹节距,计算得到所述缓冲层未发生形变时的第一体积;
根据所述皱纹护套的内侧半径、所述含缓冲层的所述待测电缆的第一外侧半径、所述含屏蔽层的所述待测电缆的第二外侧半径和所述缓冲层的最薄点厚度,计算得到所述缓冲层受力发生形变时变形部分的第二体积;
根据所述第一体积和所述第二体积计算得到所述缓冲层的受压形变比率;
获取所述缓冲层在达到所述受压形变比率时的电压、电流、电极面积、电极距离以及初始电极距离;
根据所述电压、所述电流、所述电极面积、所述电极距离以及所述初始电极距离,计算得到所述缓冲层的体积电阻率;
将所述体积电阻率与预设的评价参数进行比对,以得到所述缓冲层的缺陷检测结果。
5.如权利要求1所述的电缆缓冲层的缺陷检测方法,其特征在于,所述获取所述缓冲层在达到所述受压形变比率时的电压、电流、电极面积、电极距离以及初始电极距离,具体包括:
在体积电阻率检测装置的上、下电极之间放入抽出空气但不含所述缓冲层的电极包装,并施加低压直流电压,控制上电极以第一速度缓慢下降,直至上、下电极与电极包装充分接触,获取此时上、下电极之间的距离,作为初始电极距离;
在体积电阻率检测装置的上、下电极之间放入抽出空气且含所述缓冲层的电极包装,并施加低压直流电压,控制上电极以第一速度缓慢下降,直至上、下电极与电极包装充分接触;
控制上电极以第二速度缓慢下降,直至达到所述缓冲层的受压形变比率;其中,所述第二速度小于所述第一速度;
逐步升高所述上、下电极之间的直流电压,直至电流达到通路电流阈值,并维持预设时间;
获取所述预设时间后的上、下电极之间的电压、电流、电极面积以及所述上、下电极之间的电极距离。
7.如权利要求1所述的电缆缓冲层的缺陷检测方法,其特征在于,所述将所述体积电阻率与预设的评价参数进行比对,以得到所述缓冲层的缺陷检测结果,具体包括:
当所述体积电阻率小于或等于所述评价参数时,判定所述缓冲层不存在缺陷;
当所述体积电阻率大于所述评价参数时,判定所述缓冲层存在缺陷。
8.一种电缆缓冲层的缺陷检测装置,其特征在于,包括:
第一获取模块,用于获取待测电缆皱纹护套的规格参数;其中,所述规格参数包括皱纹护套的内侧半径、含缓冲层的所述待测电缆的第一外侧半径、含屏蔽层的所述待测电缆的第二外侧半径、皱纹节距、皱纹深度和缓冲层的最薄点厚度;
第一体积计算模块,用于根据所述含缓冲层的所述待测电缆的第一外侧半径、所述含屏蔽层的所述待测电缆的第二外侧半径和所述皱纹节距,计算得到所述缓冲层未发生形变时的第一体积;
第二体积计算模块,用于根据所述皱纹护套的内侧半径、所述含缓冲层的所述待测电缆的第一外侧半径、所述含屏蔽层的所述待测电缆的第二外侧半径和所述缓冲层的最薄点厚度,计算得到所述缓冲层受力发生形变时变形部分的第二体积;
受压形变比率计算模块,用于根据所述第一体积和所述第二体积计算得到所述缓冲层的受压形变比率;
第二获取模块,用于获取所述缓冲层在达到所述受压形变比率时的电压、电流、电极面积、电极距离以及初始电极距离;
体积电阻率计算模块,用于根据所述电压、所述电流、所述电极面积、所述电极距离以及所述初始电极距离,计算得到所述缓冲层的体积电阻率;
缺陷检测模块,用于将所述体积电阻率与预设的评价参数进行比对,以得到所述缓冲层的缺陷检测结果。
9.一种终端设备,其特征在于,包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7中任意一项所述的电缆缓冲层的缺陷检测方法。
10.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序,其中,在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如权利要求1至7中任意一项所述的电缆缓冲层的缺陷检测方法。
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GR01 | Patent grant | ||
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