电缆缓冲层状态评价方法及系统
阅读说明：本技术 电缆缓冲层状态评价方法及系统 (Cable buffer layer state evaluation method and system ) 是由 张静 陈佳 程林 胡胜男 胡萍 江翼 李文杰 王浩明 刘衍宏 张�杰 于 2019-09-04 设计创作，主要内容包括：本发明涉及电工检测技术领域,更具体地说,涉及电缆缓冲层状态评价方法及系统,所述方法包括：获取被测电缆的透视图；根据被测电缆的透视图,计算得到被测电缆的脱离长度；所述脱离长度为：被测电缆中波纹铝保护套与缓冲层实际脱离的长度；根据被测电缆的参数,计算得到被测电缆的允许距离；所述允许距离为：被测电缆中波纹铝保护套与缓冲层被允许脱离的长度；对比被测电缆的脱离长度和允许距离,得到被测电缆的评价结果。本发明能够直观、准确地对缓冲层状态进行评价。(The invention relates to the technical field of electrician detection, in particular to a method and a system for evaluating the state of a cable buffer layer, wherein the method comprises the following steps: acquiring a perspective view of a cable to be tested; calculating the separation length of the cable to be detected according to the perspective view of the cable to be detected; the disengagement length is: the actual separation length of the corrugated aluminum protective sleeve and the buffer layer in the tested cable; calculating the allowable distance of the tested cable according to the parameters of the tested cable; the allowable distance is: the length of the corrugated aluminum protective sleeve and the buffer layer in the tested cable allowed to be separated; and comparing the separation length and the allowable distance of the tested cable to obtain the evaluation result of the tested cable. The invention can intuitively and accurately evaluate the state of the buffer layer.)
技术领域
本发明涉及电工检测技术领域，更具体地说，涉及电缆缓冲层状态评价方法及系统。
背景技术
我国电力电缆绝缘制造的工艺水平已达到世界先进水平，然而从2011年至今全国仍然发生多起在运高压交联聚乙烯(XLPE)绝缘电缆因缓冲层烧蚀而引起的绝缘击穿故障。根据对北京、上海、江苏、湖南等地的几十余起本体击穿故障及缺陷的初步分析，发现故障现象高度一致。电缆缓冲层放电烧蚀引发的绝缘击穿故障是除外力破坏之外的唯一因素，这严重影响了高压电缆的运行可靠性。然而，高压电缆缓冲层烧蚀缺少有效的应对措施，以及检验与检测手段与缺陷评估方法。同时，由于缓冲层放电烧蚀的缺陷特征不同于电缆线路的其他缺陷，通过现有的带电或离线检修设备及技术手段，均未验证可有效检出缓冲层烧蚀缺陷。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的缺陷，提供涉及电缆缓冲层状态评价方法及系统，其能够直观、准确地对缓冲层状态进行评价。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一方面，构造电缆缓冲层状态评价方法，包括：
获取被测电缆的透视图；
根据被测电缆的透视图，计算得到被测电缆的脱离长度；所述脱离长度为：被测电缆中波纹铝保护套与缓冲层实际脱离的长度；
根据被测电缆的参数，计算得到被测电缆的允许距离；所述允许距离为：被测电缆中波纹铝保护套与缓冲层被允许脱离的长度；
对比被测电缆的脱离长度和允许距离，得到被测电缆的评价结果。
进一步地，所述获取被测电缆的透视图，具体包括：
通过脉冲射线机对被测电缆进线拍照，得到被测电缆的X射线透视图。
更进一步地，所述根据被测电缆的透视图，计算得到被测电缆的脱离长度，具体包括：
根据被测电缆的透视图，识别被测电缆中波纹铝保护套与缓冲层实际脱离的部分；
计算被测电缆中波纹铝保护套与缓冲层实际脱离的部分包含波峰或波谷的数量；
测量相邻两个波峰或波谷的距离；
根据相邻两个波峰或波谷的距离和所述实际脱离的部分包含波峰或波谷的数量，计算得到被测电缆的脱离长度。
再进一步地，所述根据被测电缆的参数，计算得到被测电缆的允许距离，具体包括：
获取被测电缆的参数，所述参数包括：电缆导体屏蔽外径、电缆绝缘层外径、缓冲层厚度、电缆绝缘层材料介电常数、缓冲层电阻率、工作电压、缓冲层允许纵向电压和工作电源频率；
根据参数，计算被测电缆的允许距离L；具体公式为：
公式(1)中，d1为电缆导体屏蔽外径、d2为电缆绝缘层外径、δ为缓冲层厚度、ε为电缆绝缘层材料介电常数、ρ为缓冲层电阻率、U0为工作电压、 Us为缓冲层允许纵向电压、f为工作电源频率。
还进一步地，所述对比被测电缆的脱离长度和允许距离，得到被测电缆的评价结果，具体包括：
对比被测电缆的脱离长度和允许距离；
当脱离长度小于允许距离时，评价被测电缆为可继续运行；
当脱离长度大于等于允许距离时，评价被测电缆为有烧损风险。
另一方面，构造电缆缓冲层状态评价系统，包括：
获取单元，用于获取被测电缆的透视图；
计算脱离单元，用于根据被测电缆的透视图，计算得到被测电缆的脱离长度；所述脱离长度为：
被测电缆中波纹铝保护套与缓冲层实际脱离的长度；
计算允许单元，用于根据被测电缆的参数，计算得到被测电缆的允许距离；所述允许距离为：被测电缆中波纹铝保护套与缓冲层被允许脱离的长度；
对比评价单元，用于对比被测电缆的脱离长度和允许距离，得到被测电缆的评价结果。
进一步地，所述获取单元，具体用于：
通过脉冲射线机对被测电缆进线拍照，得到被测电缆的X射线透视图。
更进一步地，所述计算脱离单元，包括：
识别模块，用于根据被测电缆的透视图，识别被测电缆中波纹铝保护套与缓冲层实际脱离的部分；
第一计算模块，用于计算被测电缆中波纹铝保护套与缓冲层实际脱离的部分包含波峰或波谷的数量；
测量模块，用于测量相邻两个波峰或波谷的距离；
第二计算模块，用于根据相邻两个波峰或波谷的距离和所述实际脱离的部分包含波峰或波谷的数量，计算得到被测电缆的脱离长度。
再进一步地，所述计算允许单元，包括：
获取模块，用于获取被测电缆的参数，所述参数包括：电缆导体屏蔽外径、电缆绝缘层外径、缓冲层厚度、电缆绝缘层材料介电常数、缓冲层电阻率、工作电压、缓冲层允许纵向电压和工作电源频率；
第三计算单元，用于根据参数，计算被测电缆的允许距离L；具体公式为：
公式(1)中，d1为电缆导体屏蔽外径、d2为电缆绝缘层外径、δ为缓冲层厚度、ε为电缆绝缘层材料介电常数、ρ为缓冲层电阻率、U0为工作电压、 Us为缓冲层允许纵向电压、f为工作电源频率。
还进一步地，所述对比评价单元，具体用于：
对比被测电缆的脱离长度和允许距离；
当脱离长度小于允许距离时，评价被测电缆为可继续运行；
当脱离长度大于等于允许距离时，评价被测电缆为有烧损风险。
实施本发明，具有以下有益效果：
1、本发明采用图像识别的模式，对检测结果的判断更为直观，同时结合现场测量波纹铝护套波峰或波谷间距离，提高判断结果准确性。
2、本发明采用脱离长度作为参数对状态进行评价，具有唯一性，现场应用灵活、检测效率高。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明方法的流程示意图；
图2是本发明系统的结构示意图；
图3是本发明实施例的方法流程示意图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
如图1所示，本发明所述的电缆缓冲层状态评价方法，包括：
101、获取被测电缆的透视图；具体地：
通过脉冲射线机对被测电缆进线拍照，得到被测电缆的X射线透视图。
102、根据被测电缆的透视图，计算得到被测电缆的脱离长度；所述脱离长度为：被测电缆中波纹铝保护套与缓冲层实际脱离的长度；具体地：
1021、根据被测电缆的透视图，识别被测电缆中波纹铝保护套与缓冲层实际脱离的部分；
1022、计算被测电缆中波纹铝保护套与缓冲层实际脱离的部分包含波峰或波谷的数量n；
1023、测量相邻两个波峰或波谷的距离a；具体地：
1024、根据相邻两个波峰或波谷的距离和所述实际脱离的部分包含波峰或波谷的数量，计算得到被测电缆的脱离长度。
在本发明中，被测电缆的脱离长度l＝(n+2)×a；
103、根据被测电缆的参数，计算得到被测电缆的允许距离；所述允许距离为：被测电缆中波纹铝保护套与缓冲层被允许脱离的长度；具体地：
获取被测电缆的参数，所述参数包括：电缆导体屏蔽外径、电缆绝缘层外径、缓冲层厚度、电缆绝缘层材料介电常数、缓冲层电阻率、工作电压、缓冲层允许纵向电压和工作电源频率；
根据参数，计算被测电缆的允许距离L；具体公式为：
公式(1)中，d1为电缆导体屏蔽外径、d2为电缆绝缘层外径、δ为缓冲层厚度、ε为电缆绝缘层材料介电常数、ρ为缓冲层电阻率、U0为工作电压、 Us为缓冲层允许纵向电压、f为工作电源频率。
104、对比被测电缆的脱离长度和允许距离，得到被测电缆的评价结果；具体地：
对比被测电缆的脱离长度和允许距离；
当脱离长度小于允许距离时，评价被测电缆为可继续运行；
当脱离长度大于等于允许距离时，评价被测电缆为有烧损风险。
在本发明中，若被测电缆中波纹铝保护套与缓冲层没有脱离，则评价被测电缆为接触良好，没有烧损风险。
以下结合应用实例对本发明实施例上述技术方案进行详细说明：
如图3所示，本发明所述的电缆缓冲层状态评价方法：
某电缆检测现场为例，实施例1；
步骤1、采用便携式脉冲射线机获取了电缆的X射线透视图像；
步骤2、利用图像识别波纹铝护套与缓冲层的接触状态：
若波纹铝护套与缓冲层未脱离，则直接评价该被测电缆接触良好；
若波纹铝护套与缓冲层有一段长度未接触，则进入步骤3；
步骤3、通过图像识别出未接触的波峰个数为18个；现场测量波纹铝护套两个相邻波峰的距离2cm，得到波纹铝护套与缓冲层的脱离长度为40cm；
步骤4、获取该电缆的参数，该电缆为110kV 630mm2XLPE电缆，其电缆导体屏蔽外径d1为32.8mm，电缆绝缘层外径d2为65.8mm，缓冲层厚度δ为3mm，电缆绝缘层材料为XLPE，其介电常数ε为2.3，缓冲层电阻率ρ为 106Ωmm，工作电压为U0为6.4×103V，缓冲层允许纵向电压Us为100V、工作电源频率f为50Hz；
步骤5、计算得到被测电缆的允许距离L＝18.75cm；
步骤6、比较该电缆的脱离长度与允许距离，
步骤7、得到评价结论为：被测电缆为有烧损风险。
实施例2：
缓冲层电阻率ρ为105Ωmm，被测电缆其余的参数均与实施例1相同。由此可计算得到：被测电缆的允许距离为118.6cm。所以，该电缆被评价为：可继续运行。
如图2所示，本发明所述的电缆缓冲层状态评价系统，其特征在于，包括：
获取单元21，用于获取被测电缆的透视图；
计算脱离单元22，用于根据被测电缆的透视图，计算得到被测电缆的脱离长度；所述脱离长度为：
被测电缆中波纹铝保护套与缓冲层实际脱离的长度；
计算允许单元23，用于根据被测电缆的参数，计算得到被测电缆的允许距离；所述允许距离为：被测电缆中波纹铝保护套与缓冲层被允许脱离的长度；
对比评价单元24，用于对比被测电缆的脱离长度和允许距离，得到被测电缆的评价结果。
所述获取单元21，具体用于：
通过脉冲射线机对被测电缆进线拍照，得到被测电缆的X射线透视图；
所述计算脱离单元22，包括：
识别模块221，用于根据被测电缆的透视图，识别被测电缆中波纹铝保护套与缓冲层实际脱离的部分；
第一计算模块222，用于计算被测电缆中波纹铝保护套与缓冲层实际脱离的部分包含波峰或波谷的数量；
测量模块223，用于测量相邻两个波峰或波谷的距离；
第二计算模块334，用于根据相邻两个波峰或波谷的距离和所述实际脱离的部分包含波峰或波谷的数量，计算得到被测电缆的脱离长度。
所述计算允许单元23，包括：
获取模块231，用于获取被测电缆的参数，所述参数包括：电缆导体屏蔽外径、电缆绝缘层外径、缓冲层厚度、电缆绝缘层材料介电常数、缓冲层电阻率、工作电压、缓冲层允许纵向电压和工作电源频率；
第三计算单元232，用于根据参数，计算被测电缆的允许距离L；具体公式为：
公式(1)中，d1为电缆导体屏蔽外径、d2为电缆绝缘层外径、δ为缓冲层厚度、ε为电缆绝缘层材料介电常数、ρ为缓冲层电阻率、U0为工作电压、 Us为缓冲层允许纵向电压、f为工作电源频率。所述对比评价单元24，具体用于：
对比被测电缆的脱离长度和允许距离；
当脱离长度小于允许距离时，评价被测电缆为可继续运行；
当脱离长度大于等于允许距离时，评价被测电缆为有烧损风险。
本发明实施例提供了电缆缓冲层状态评价系统，可以实现上述提供的方法实施例，具体功能实现请参见方法实施例中的说明，在此不再赘述。
本发明采用图像识别的模式，对检测结果的判断更为直观，同时结合现场测量波纹铝护套波峰或波谷间距离，提高判断结果准确性。本发明采用脱离长度作为参数对状态进行评价，具有唯一性，现场应用灵活、检测效率高。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。
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