CN107064182A - 一种基于x射线的高压电力电缆现场缺陷检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于X射线的高压电力电缆现场缺陷检测方法，用以现场获取故障电缆的缺陷状态，包括以下步骤：1)设置脉冲射线机的成像板、成像尺寸、透照参数和焦距；2)在故障电缆现场获取故障电缆的X射线图像；3)根据X射线图像中的故障电缆外护管、皱纹铝套、缓冲层、绝缘层、导电层的结构变化情况获取故障电缆的缺陷状态。与现有技术相比，本发明具有判断准确、图像清晰、效率高、灵活性高等优点。

Description

一种基于X射线的高压电力电缆现场缺陷检测方法

技术领域

本发明涉及电缆缺陷检测领域，尤其是涉及一种基于X射线的高压电力电缆现场缺陷检测方法。

背景技术

随着城市建设的发展，电力电缆已成为城市输配电网络的主要载体。造成电力电缆故障及非计划停运的主要原因包括外部原因、安装调试运行维护不到位、设计不当、设备老化等，其中外部原因已成为威胁电力电缆安全稳定运行的最主要原因。而在施工现场，电力电缆一旦受到外力破坏，缺乏一种现场快速检测评价方法来准确评估电缆缺陷对电缆安全运行的影响。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种判断准确、图像清晰、效率高、灵活性高的基于X射线的高压电力电缆现场缺陷检测方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于X射线的高压电力电缆现场缺陷检测方法，用以现场获取故障电缆的缺陷状态，包括以下步骤：

1)设置脉冲射线机的成像板、成像尺寸、透照参数和焦距；

2)在故障电缆现场获取故障电缆的X射线图像；

3)根据X射线图像中的故障电缆外护管、皱纹铝套、缓冲层、绝缘层、导电层的结构变化情况获取故障电缆的缺陷状态。

所述的步骤1)中脉冲射线机采用XRS-3型便携式脉冲射线机。

所述的步骤1)中成像板为非晶硅成像板，成像尺寸为22cm×22cm，透照参数为10个脉冲，焦距为800mm。

所述的步骤3)中：

若电缆受拉侧皱纹铝套皱纹消失，呈直线状且长度超过4个皱纹，则判断故障电缆的缺陷状态为皱纹铝套两侧均与绝缘层产生接触，且对绝缘层施加压力；

若受压侧皱纹铝套发生形变，部分皱纹底部与缓冲层压紧接触，部分缓冲层已被压实，缓冲带鼓起，则判断故障电缆的缺陷状态为在电缆变形过程中内侧皱纹铝套和绝缘层均产生了压力；

若部分皱纹铝套和外半导电层之间间隙消失，皱纹铝套皱纹底部、缓冲层和外半导电层之间已完全接触，并且皱纹铝套和外半导电层之间的间隙逐渐减小，部分皱纹高度变小长度增加，则判断故障电缆的缺陷状态为该部分皱纹铝套区域受到拉力；

若皱纹铝套和正常位置绝缘层边界延长线相交，则判断故障电缆的缺陷状态为该区域皱纹铝套已压入绝缘层，绝缘层已受损。

所述的电缆型号包括YJLW03-64/110kV-1×630和YJLW03-64/110kV-1×400。

所述的电缆为交联聚乙烯绝缘皱纹铝套配聚乙烯外护套电力电缆，绝缘标称厚度为16.5mm-17.5mm。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

一、判断准确：本发明通过设置脉冲射线机的成像板、成像尺寸、透照参数和焦距，在事故现场拍摄故障电缆的X射线图像，通过检测图像判断了4种故障电缆的缺陷状态，故障涵盖面广、能够适应不同种类的电力电缆以及多种故障受损状态，为后续的及时抢修更换带来便利。

二、图像清晰：对于110kV电力电缆，数字射线检测系统透照参数选择10个脉冲(焦距800mm时)，可得到清晰的电缆内部结构图像。

三、效率高、灵活性高：X射线数字成像技术拥有检测检测效率高、灵敏度高、检测成本低、现场辐射小等优点，具有很强的灵活性和便携性，适合电网设备的检测特点，有较大的推广应用价值。

附图说明

图1为塌方电缆中最北侧上部电缆的X射线图像。

图2为塌方区域南侧底部电缆X射线图像。

图3为数字射线检测得到的X射线图像。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

X射线数字成像技术是近年来发展起来的一种新型射线无损检测技术，相比于传统的胶片式检测方法，具有检测速度快、便携性强、检测灵敏度高、检测结果易于管理、现场辐射量小等优点。X射线透过检测对象后经射线探测器将X射线检测信号转换为数字信号为计算机所接收，形成数字图像，按照一定格式存储在计算机内。通过观察检测图像，根据工作经验和有关标准进行缺陷评定，可达到缺陷状态评价的目的。

电缆外力破坏X射线检测技术也是利用该原理，通过检测得到电缆某个截面结构信息，从而判断外力破坏程度，并结合其他电缆制造、运行、检验等相关知识，从而判断其危害性。

采用数字射线成像系统对电力电缆进行检测时，和一般射线探伤有所区别，其检测工艺以能够清晰区分电缆各层结构为准。需要注意的是，由于不同型号或类型的数字射线成像板对射线敏感程度有所差异，故工艺参数需结合焦距变化进行一定的调整。如采用美国Golden Engineering公司的XRS-3型便携式脉冲射线机和特别的非晶硅成像板对110kV电缆进行检测时，一般采用10个脉冲左右(焦距800mm 时)。

为保证关注部位的图像能正确反映电力电缆各结构层之间的位置关系，一般先通过肉眼观察电力电缆外力破坏或变形方向，粗略选定受损最严重的截面，保证射线束中心、电缆缺陷位置外缘连线和成像板垂直，同时保证射线束与缺陷深度方向垂直，成像板尽量贴近电缆。

实施例1：

2012年，某市一施工现场电缆沟发生塌方，造成该处110kV接头井间电缆弯曲扭折。事故区域为南北走向，采用排管敷设方式，外围采用混凝土浇注结构，电缆型号为YJLW03-64/110kV-1×400，为交联聚乙烯绝缘皱纹铝套聚乙烯外护套电力电缆，电缆绝缘标称厚度17.5mm，塌方区域电缆呈以南北两侧为悬挂点的悬链状，塌方后该电缆南北两头处发生了较为严重的弯曲扭转，其中北侧尤为严重。

射线检测位置选取南北两侧变形较为严重部位进行检测。检测射线源采用美国Golden Engineering的XRS-3型便携式脉冲射线机，成像板采用非晶硅成像板，成像尺寸22cm×22cm。透照参数采用10个脉冲，焦距800mm。

如图2所示，受拉侧皱纹铝套波纹消失，呈直线状，长度约5个波纹，分析其产生过程，可判断直线状铝套两侧和绝缘层产生接触，且对绝缘层产生较大压力。受压侧铝套变形严重，部分波纹底部与缓冲层紧密接触，部分缓冲层已被压实，缓冲带鼓起，说明电缆变形过程中内侧铝套和绝缘层也产生了较大的压力。

如图3所示，检测区域内电缆各部分结构清晰，皱纹铝套波纹清晰，但部分区域(图中红色圆框内)皱纹铝套和外半导电层之间间隙较小，皱纹铝套波纹底部、缓冲层和外半导电层之间已完全接触。另外，底片右侧皱纹铝套和外半导电层之间的间隙从左至右逐渐减小，部分波纹高度变小长度变长，说明该区域收到较大的拉力。

此例中北侧上部电缆受损最为严重，电缆主绝缘层存在一定的变形量，电缆皱纹铝护套直接与电缆主绝缘缓冲层紧密压实，且运行过程中在热的影响下电缆铝护套可能会挤伤电缆主绝缘层，形成绝缘层局部薄弱点，危害电缆安全运行，另外，考虑到电缆排管、电缆接头支架等附属设施均已出现不同程度的受损情况，建议针对上述情况及时采取必要措施，避免电缆本体击穿造成更为严重的经济损失。

实施例2：

2014年04月13日某110kV线路因附近道路施工，造成电缆外护套破损，电缆弯曲。线路全长6.8公里，2011年6月开始投运。线路中电缆总长1.59公里，事故区域采用排管敷设方式，外围采用混凝土浇注结构，电缆型号为 YJLW03-64/110kV-1×630，为交联聚乙烯绝缘皱纹铝套聚乙烯外护套电力电缆，电缆绝缘标称厚度16.5mm。

利用数字射线检测系统，对存在外力破坏的位置进行了检测，透照参数和事故一相同，检测区域内电缆各部分结构清晰，但红色椭圆框内，皱纹铝套和正常位置绝缘边界延长线相交，说明该区域皱纹铝套已压入绝缘层，绝缘层已受损。

此例中受损电缆建议割除受损部位，采取制作中间接头方式进行修复，同时检查该电缆两端接头，确保运行安全。

Claims (6)

1.一种基于X射线的高压电力电缆现场缺陷检测方法，用以现场获取故障电缆的缺陷状态，其特征在于，包括以下步骤：

1)设置脉冲射线机的成像板、成像尺寸、透照参数和焦距；

2)在故障电缆现场获取故障电缆的X射线图像；

3)根据X射线图像中的故障电缆外护管、皱纹铝套、缓冲层、绝缘层、导电层的结构变化情况获取故障电缆的缺陷状态。

2.根据权利要求1所述的一种基于X射线的高压电力电缆现场缺陷检测方法，其特征在于，所述的步骤1)中脉冲射线机采用XRS-3型便携式脉冲射线机。

3.根据权利要求1所述的一种基于X射线的高压电力电缆现场缺陷检测方法，其特征在于，所述的步骤1)中成像板为非晶硅成像板，成像尺寸为22cm×22cm，透照参数为10个脉冲，焦距为800mm。

4.根据权利要求1所述的一种基于X射线的高压电力电缆现场缺陷检测方法，其特征在于，所述的步骤3)中：

若电缆受拉侧皱纹铝套皱纹消失，呈直线状且长度超过4个皱纹，则判断故障电缆的缺陷状态为皱纹铝套两侧均与绝缘层产生接触，且对绝缘层施加压力；

若受压侧皱纹铝套发生形变，部分皱纹底部与缓冲层压紧接触，部分缓冲层已被压实，缓冲带鼓起，则判断故障电缆的缺陷状态为在电缆变形过程中内侧皱纹铝套和绝缘层均产生了压力；

若部分皱纹铝套和外半导电层之间间隙消失，皱纹铝套皱纹底部、缓冲层和外半导电层之间已完全接触，并且皱纹铝套和外半导电层之间的间隙逐渐减小，部分皱纹高度变小长度增加，则判断故障电缆的缺陷状态为该部分皱纹铝套区域受到拉力；

若皱纹铝套和正常位置绝缘层边界延长线相交，则判断故障电缆的缺陷状态为该区域皱纹铝套已压入绝缘层，绝缘层已受损。

5.根据权利要求1所述的一种基于X射线的高压电力电缆现场缺陷检测方法，其特征在于，所述的电缆型号包括YJLW03-64/110kV-1×630和YJLW03-64/110kV-1×400。

6.根据权利要求1所述的一种基于X射线的高压电力电缆现场缺陷检测方法，其特征在于，所述的电缆为交联聚乙烯绝缘皱纹铝套配聚乙烯外护套电力电缆，绝缘标称厚度为16.5mm-17.5mm。