CN113588724A - 电缆缓冲层的缺陷检测方法、装置和设备 - Google Patents

电缆缓冲层的缺陷检测方法、装置和设备 Download PDF

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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，包括：获取电缆的长度参数、皱纹节距参数、半径参数和厚度参数；获取屏蔽层与皱纹护套之间的第一电阻值，以及根据长度参数和皱纹节距参数计算屏蔽层的第二电阻值；根据第一电阻值和第二电阻值计算缓冲层的径向电阻值；根据半径参数和厚度参数确定皱纹护套与缓冲层的接触临界点的接触角度；根据径向电阻值和接触角度计算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，以得到缓冲层的缺陷检测结果。本发明还公开了一种电缆缓冲层的缺陷检测装置和设备。采用本发明实施例，能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隐患。

Description

电缆缓冲层的缺陷检测方法、装置和设备
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、装置和设备。
背景技术
随着我国经济的高速发展，电力需求不断提高，同时对输电质量与可靠性要求越来越高，城市输电网络基本都采用电缆输电线路，其具有输电性能稳定、安全性高与适应性强的特点。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这几种情况，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的是否存在烧蚀缺陷。
电力电缆供应商普遍应用金属皱纹生产线进行皱纹护套的生产，通过皱纹节距与皱纹深度两项生产参数对护套皱纹技术参数进行管控，该方式无法直接确定光滑皱纹以曲率半径为典型的形状参数。再者，由于皱纹护套存在峰谷位置，在电缆轴向方向上与缓冲层的接触方式一般为间断形。这些问题为皱纹护套与缓冲层之间空气体积的数学建模以及计算带来困难，导致计算出来的体积电阻率不够准确。另外，目前多数研究集中于电缆绝缘部分的电场分析，而对缓冲层内的电场分析较少，且早期电缆缺少出厂试验报告等信息，导致电缆基础资料不全，难以为计算体积电阻率提供足够的信息，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烧蚀缺陷。
发明内容
本发明实施例的目的是提供一种电缆缓冲层的缺陷检测方法、装置和设备，能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。
为实现上述目的，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：
获取电缆的长度参数、皱纹节距参数、半径参数和厚度参数；其中，所述电缆包括屏蔽层、皱纹护套以及设于两者之间的缓冲层；
获取所述屏蔽层与所述皱纹护套之间的第一电阻值，以及根据所述长度参数和所述皱纹节距参数计算所述屏蔽层的第二电阻值；
根据所述第一电阻值和所述第二电阻值计算所述缓冲层的径向电阻值；
根据所述半径参数和所述厚度参数确定所述皱纹护套与所述缓冲层的接触临界点的接触角度；
根据所述径向电阻值和所述接触角度计算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，所述根据所述径向电阻值和所述接触角度计算所述缓冲层的体积电阻率前，所述方法还包括：
在所述缓冲层与所述皱纹护套的接触面中取若干个点作为插值基点；
对所述插值基点取均值，得到插值数据点；
获取所述插值数据点的坐标，并根据若干个所述插值数据点的坐标构建插值函数表达式。
作为上述方案的改进，所述根据所述径向电阻值和所述接触角度计算所述缓冲层的体积电阻率，包括：
根据所述插值函数表达式、所述径向电阻值和所述接触角度采用电阻近似方式计算所述缓冲层的第一体积电阻率；
根据所述插值函数表达式、所述径向电阻值和所述接触角度采用电导近似方式计算所述缓冲层的第二体积电阻率。
作为上述方案的改进，所述第一体积电阻率满足以下公式：
Figure 539050DEST_PATH_IMAGE001
；
其中，
Figure 941212DEST_PATH_IMAGE002
为所述第一体积电阻率；R H 为所述径向电阻值；
Figure DEST_PATH_IMAGE003
为所述接触角度；d O’C 为含缓冲层的所述电缆的第一外侧半径；d O’B 为含屏蔽层的所述电缆的第二外侧半径；d OO’ 为所述皱纹护套的圆心与电缆线芯的圆心的圆心距离；
Figure 203566DEST_PATH_IMAGE004
为积分上界修正值，为一常数；
Figure DEST_PATH_IMAGE005
为第一插值函数，
Figure 931351DEST_PATH_IMAGE006
；
Figure DEST_PATH_IMAGE007
为第二插值函数。
作为上述方案的改进，所述第二体积电阻率满足以下公式：
Figure 13576DEST_PATH_IMAGE008
；
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE009
为所述第二体积电阻率；R H 为所述径向电阻值；
Figure 485009DEST_PATH_IMAGE003
为所述接触角度；d O’C 为含缓冲层的所述电缆的第一外侧半径；d O’B 为含屏蔽层的所述电缆的第二外侧半径；d OO’ 为所述皱纹护套的圆心与电缆线芯的圆心的圆心距离；
Figure 742815DEST_PATH_IMAGE004
为积分上界修正值，为一常数；
Figure 996161DEST_PATH_IMAGE010
为第一插值函数，
Figure 972207DEST_PATH_IMAGE006
；
Figure 247331DEST_PATH_IMAGE007
为第二插值函数。
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，包括：
根据所述第一体积电阻率和所述第二体积电阻率确定所述缓冲层的总体积电阻率；
当所述总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；
当所述总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。
作为上述方案的改进，所述根据所述第一体积电阻率和所述第二体积电阻率确定所述缓冲层的总体积电阻率，满足以下公式：
Figure DEST_PATH_IMAGE011
；
其中，
Figure 218698DEST_PATH_IMAGE012
为所述总体积电阻率；w为权重系数，
Figure DEST_PATH_IMAGE013
；
Figure 288285DEST_PATH_IMAGE014
为所述第一体积电阻率；
Figure DEST_PATH_IMAGE015
为所述第二体积电阻率。
作为上述方案的改进，所述半径参数包括皱纹护套的内侧半径、含缓冲层的所述电缆的第一外侧半径以及含屏蔽层的所述电缆的第二外侧半径，所述厚度参数为所述缓冲层的厚度的最小值；则，所述根据所述半径参数和所述厚度参数确定所述皱纹护套与所述缓冲层的接触临界点的接触角度，包括：
计算所述厚度参数、所述第一外侧半径和所述第二外侧半径的参数和；
当所述参数和大于预设的参数阈值时，确定所述皱纹护套与所述缓冲层的接触临界点的接触角度为π；其中，所述参数阈值为所述内侧半径的倍数。
作为上述方案的改进，所述根据所述半径参数和所述厚度参数确定所述皱纹护套与所述缓冲层的接触临界点的接触角度，还包括：
当所述参数和小于或等于所述参数阈值时，根据所述内侧半径、所述厚度参数和所述第二外侧半径计算所述皱纹护套的圆心与电缆线芯的圆心的圆心距离；
根据所述圆心距离、所述内侧半径和所述第一外侧半径计算所述皱纹护套与所述缓冲层的接触临界点的接触角度；
其中，所述接触角度满足以下公式：
Figure 79523DEST_PATH_IMAGE016
；
其中，
Figure 158338DEST_PATH_IMAGE003
为所述接触角度；d OO’ 为所述圆心距离；d OA 为所述内侧半径；d O’C 为所述第一外侧半径。
作为上述方案的改进，所述第一电阻值的获取方法包括：
在所述电缆第一端的所述皱纹护套与所述屏蔽层分别连接导体网带，并将两处导体网带分别连接到直流电阻测试仪两端进行电阻测量，以获取若干个第一测量值；
在所述电缆第二端的所述皱纹护套与所述屏蔽层分别连接导体网带，并将两处导体网带分别连接到直流电阻测试仪两端进行电阻测量，以获取若干个第二测量值；
取所述第一测量值和所述第二测量值的均值作为所述第一电阻值。
作为上述方案的改进，所述根据所述长度参数和所述皱纹节距参数计算所述屏蔽层的第二电阻值，包括：
在所述电缆两端的所述屏蔽层与电缆线芯分别连接导体网带；
将所述电缆第一端的所述屏蔽层与所述电缆线芯的导体网带连接到一起，并将所述电缆第二端的所述屏蔽层与电缆线芯的导体网带分别连接到直流电阻测试仪两端进行电阻测量，以获取若干个第三测量值；
将所述电缆第二端的所述屏蔽层与所述电缆线芯的导体网带连接到一起，并将所述电缆第一端的所述屏蔽层与电缆线芯的导体网带分别连接到直流电阻测试仪两端进行电阻测量，以获取若干个第四测量值；
根据所述第三测量值和所述第四测量值的均值、所述长度参数和所述皱纹节距参数计算所述第二电阻值。
作为上述方案的改进，所述根据所述长度参数和所述皱纹节距参数计算所述屏蔽层的第二电阻值，包括：
获取所述屏蔽层的体积电阻率和厚度；
根据所述长度参数、所述皱纹节距参数、含屏蔽层的所述电缆的第二外侧半径、所述屏蔽层的体积电阻率和厚度计算所述第二电阻值；
其中，所述第二电阻值满足以下公式：
Figure DEST_PATH_IMAGE017
；
其中，R P 为所述第二电阻值；n为所述皱纹数量，
Figure 249791DEST_PATH_IMAGE018
或
Figure DEST_PATH_IMAGE019
；d cable 为所述长度参数；d len 为所述皱纹节距参数；d O’B 为含屏蔽层的所述电缆的第二外侧半径；
Figure 224700DEST_PATH_IMAGE020
为所述屏蔽层的体积电阻率；t P 为所述屏蔽层的厚度。
作为上述方案的改进，所述根据所述第一电阻值和所述第二电阻值计算所述缓冲层的径向电阻值，包括：
根据所述第一电阻值和所述第二电阻值构建预设径向电阻值的初始方程；
根据所述第一电阻值构建所述径向电阻值的求解方程；
根据所述初始方程和所述求解方程计算所述径向电阻值。
为实现上述目的，本发明实施例还提供一种电缆缓冲层的缺陷检测装置，包括：
参数获取模块，用于获取电缆的长度参数、皱纹节距参数、半径参数和厚度参数；
第一电阻值获取模块，用于获取所述屏蔽层与所述皱纹护套之间的第一电阻值；
第二电阻值计算模块，用于根据所述长度参数和所述皱纹节距参数计算所述屏蔽层的第二电阻值；
径向电阻值计算模块，用于根据所述第一电阻值和所述第二电阻值计算所述缓冲层的径向电阻值；
接触角度确定模块，用于根据所述半径参数和所述厚度参数确定所述皱纹护套与所述缓冲层的接触临界点的接触角度；
体积电阻率计算模块，用于根据所述径向电阻值和所述接触角度计算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。
为实现上述目的，本发明实施例还提供一种电缆缓冲层的缺陷检测设备，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如上述任一实施例所述的电缆缓冲层的缺陷检测方法。
相比于现有技术，本发明实施例公开的电缆缓冲层的缺陷检测方法、装置和设备，通过获取电缆的尺寸信息，并根据尺寸信息确定缓冲层与皱纹护套接触临界点的接触角度；然后依据成品高压电力电缆单端口直流电阻测量结果，计算得到单个皱纹节距内的缓冲层的径向电阻值；最后，根据径向电阻值和接触角度计算缓冲层的体积电阻率，并根据评价参数与缓冲层体积电阻率的比对结果，得到缓冲层的缺陷检测结果。本发明实施例公开的电缆缓冲层的缺陷检测方法、装置和设备，能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隐患。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种电缆缓冲层的缺陷检测方法的流程图；
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测量屏蔽层与所述皱纹护套之间的第一测量值的示意图；
图4是本发明实施例提供的测量屏蔽层与电缆电芯之间的第三测量值的示意图；
图5是本发明实施例提供的电缆的皱纹护套与屏蔽层之间的等效电路图；
图6是本发明实施例提供的皱纹护套与缓冲层接触面在
Figure DEST_PATH_IMAGE021
平面的截面图；
图7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8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9是本发明实施例提供的一种电缆缓冲层的缺陷检测装置的结构框图；
图10是本发明实施例提供的一种电缆缓冲层的缺陷检测设备的结构框图。
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。
参见图1，图1是本发明实施例提供的一种电缆缓冲层的缺陷检测方法的流程图，所述电缆缓冲层的缺陷检测方法包括：
S1、获取电缆的长度参数、皱纹节距参数、半径参数和厚度参数；其中，所述电缆包括屏蔽层、皱纹护套以及设于两者之间的缓冲层；
S2、获取所述屏蔽层与所述皱纹护套之间的第一电阻值，以及根据所述长度参数和所述皱纹节距参数计算所述屏蔽层的第二电阻值；
S3、根据所述第一电阻值和所述第二电阻值计算所述缓冲层的径向电阻值；
S4、根据所述半径参数和所述厚度参数确定所述皱纹护套与所述缓冲层的接触临界点的接触角度；
S5、根据所述径向电阻值和所述接触角度计算所述缓冲层的体积电阻率；
S6、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，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，测量得到电缆的尺寸信息。其中，所述长度参数d cable 为所述电缆的长度；所述皱纹节距参数d len 表示所述皱纹护套中相邻的两个波峰的长度（也即一个皱纹的长度）；所述半径参数包括皱纹护套的内侧半径d OA 、含缓冲层的所述电缆的第一外侧半径d O’C 以及含屏蔽层的所述电缆的第二外侧半径d O’B ；所述厚度参数为所述缓冲层的厚度的最小值，比如所述缓冲层在最薄点的厚度d BB’ 。
具体地，在步骤S2中，所述第一电阻值的获取方法包括步骤S211~S213：
S211、在所述电缆第一端的所述皱纹护套与所述屏蔽层分别连接导体网带，并将两处导体网带分别连接到直流电阻测试仪两端进行电阻测量，以获取若干个第一测量值；
S212、在所述电缆第二端的所述皱纹护套与所述屏蔽层分别连接导体网带，并将两处导体网带分别连接到直流电阻测试仪两端进行电阻测量，以获取若干个第二测量值；
S213、取所述第一测量值和所述第二测量值的均值作为所述第一电阻值。
示例性的，测量所述屏蔽层与所述皱纹护套之间单端口网络的直流电阻，需要对新出厂电缆以及在运电缆两种情况进行分析。（a）对于新出厂平放电缆，首先拆除电缆两端保护帽或对电缆端头进行拆除，露出所述皱纹护套与所述屏蔽层部分，然后去除皱纹护套表面防腐层。（b）对于在运电缆，由于电缆两端装有电缆接头或附件，并且皱纹护套两端均需要接地或连接交叉互联装置。所以在测量前需要首先停电，并将电缆从接头或附件中取出，断开电缆两端交叉互联或接地装置。之后新出厂电缆与在运电缆相同，保证两端皱纹护套悬空后，如图3所示，将电缆其中一端（如图3中的左端）的所述皱纹护套与所述屏蔽层处分别缠绕导体网带以实现良好电气接触，导体网带如图3阴影部分所示。
在本发明实施例中，因所述电缆受潮会影响到所述皱纹护套与所述屏蔽层的电阻值，此时若测得的电阻值为电缆受潮端的所述皱纹护套与所述屏蔽层的电阻值，并不能准确反映电缆在未受潮之前的所述皱纹护套与所述屏蔽层的电阻值。因此，需要在电缆两端分别进行多次电阻测量，最后取均值作为第一电阻值，能够降低电缆受潮对电阻测量值的影响。
首先，测量电缆第一端（比如图中的左端）中所述皱纹护套与所述屏蔽层的若干个电阻值，此时在所述电缆第一端的所述皱纹护套与所述屏蔽层分别连接导体网带，并将两处导体网带分别连接到直流电阻测试仪两端进行电阻测量，以获取若干个第一测量值；然后，测量电缆第二端（比如图中的右端）中所述皱纹护套与所述屏蔽层的若干个电阻值，此时在所述电缆第二端的所述皱纹护套与所述屏蔽层分别连接导体网带，并将两处导体网带分别连接到直流电阻测试仪两端进行电阻测量，以获取若干个第二测量值；最后，取所述第一测量值和所述第二测量值的均值作为所述第一电阻值R S 。
值得说明的是，将两处导体网带分别连接到直流电阻测试仪两端进行电阻测量，测量过程需使用直流稳压电源加压以保证测量精度。测量结束后，应对皱纹护套以及屏蔽层进行接地放电，以免受到静电电击。示例性的，所述直流电阻测试仪可以为惠斯通电桥或电阻计。
值得说明的是，通过直流电阻测试仪进行测量的过程可参考现有技术，本发明在此不做具体限定。
具体地，在第一种实施方式中，结合实际测量值计算得到所述第二电阻值。此时，所述根据所述长度参数和所述皱纹节距参数计算所述屏蔽层的第二电阻值，包括步骤S221~S224：
S221、在所述电缆两端的所述屏蔽层与电缆线芯分别连接导体网带；
S222、将所述电缆第一端的所述屏蔽层与所述电缆线芯的导体网带连接到一起，并将所述电缆第二端的所述屏蔽层与电缆线芯的导体网带分别连接到直流电阻测试仪两端进行电阻测量，以获取若干个第三测量值；
S223、将所述电缆第二端的所述屏蔽层与所述电缆线芯的导体网带连接到一起，并将所述电缆第一端的所述屏蔽层与电缆线芯的导体网带分别连接到直流电阻测试仪两端进行电阻测量，以获取若干个第四测量值；
S224、根据所述第三测量值和所述第四测量值的均值、所述长度参数和所述皱纹节距参数计算所述第二电阻值。
示例性的，同样为了避免电缆受潮等原因导致测量的电阻值不能准确反映所述屏蔽层的电阻值，需要对电缆两端分别进行多次电阻测量，最后取均值，能够降低电缆受潮等原因对电阻测量值的影响。
如图4所示，在所述电缆两端的屏蔽层与电缆电芯分别缠绕导体网带。首先，将所述电缆第二端（如图4中的右端）的所述屏蔽层与所述电缆线芯的导体网带连接到一起，将所述电缆第一端（如图4中的左端）的所述屏蔽层与电缆线芯的导体网带分别连接到直流电阻测试仪两端进行电阻测量，以获取若干个第三测量值；然后，将所述电缆第一端（如图4中的左端）的所述屏蔽层与所述电缆线芯的导体网带连接到一起，将所述电缆第二端（如图4中的右端）的所述屏蔽层与电缆线芯的导体网带分别连接到直流电阻测试仪两端进行电阻测量，以获取若干个第四测量值；最后，得到所述第三测量值和所述第四测量值的均值为2nR P ，将所述第三测量值和所述第四测量值的均值应用到第二电阻值的计算中。
值得说明的是，测量结束后，应对屏蔽层以及电缆电芯进行接地放电，以免受到静电点击。在得到所述第三测量值和所述第四测量值的均值后，需要进一步根据所述第三测量值和所述第四测量值的均值、所述长度参数和所述皱纹节距参数计算所述第二电阻值，此时满足
Figure 535858DEST_PATH_IMAGE018
（或
Figure 152784DEST_PATH_IMAGE019
），从而计算得到第二电阻值R P 。
值得说明的是，通过直流电阻测试仪进行测量的过程可参考现有技术，本发明在此不做具体限定。
具体地，在第二种实施方式中，使用所述屏蔽层的体积电阻率
Figure DEST_PATH_IMAGE022
计算出所述第二电阻值。此时，所述根据所述长度参数和所述皱纹节距参数计算所述屏蔽层的第二电阻值，包括步骤S231~S232：
S231、获取所述屏蔽层的体积电阻率和厚度；
S232、根据所述长度参数、所述皱纹节距参数、含屏蔽层的所述电缆的第二外侧半径、所述屏蔽层的体积电阻率和厚度计算所述第二电阻值；
示例性的，所述屏蔽层的体积电阻率在出厂时厂家会直接提供，此时可以直接获取所述屏蔽层的体积电阻率
Figure 98743DEST_PATH_IMAGE022
，以及获取所述屏蔽层的厚度t P 。所述第二电阻值满足以下公式：
Figure 244554DEST_PATH_IMAGE017
；
其中，R P 为所述第二电阻值；n为所述皱纹数量，
Figure 416909DEST_PATH_IMAGE018
或
Figure 962160DEST_PATH_IMAGE019
；d cable 为所述长度参数；d len 为所述皱纹节距参数；d O’B 为含屏蔽层的所述电缆的第二外侧半径；
Figure 903571DEST_PATH_IMAGE022
为所述屏蔽层的体积电阻率；t P 为所述屏蔽层的厚度。
具体地，在步骤S3中，所述根据所述第一电阻值和所述第二电阻值计算所述缓冲层的径向电阻值，包括步骤S31~S33：
S31、根据所述第一电阻值和所述第二电阻值构建预设径向电阻值的初始方程，所述初始方程满足公式：
Figure 751441DEST_PATH_IMAGE023
；其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE024
为R H 的估计值。
S32、根据所述第一电阻值构建所述径向电阻值的求解方程，所述求解方程满足公式：
Figure 270147DEST_PATH_IMAGE025
。
S33、根据所述初始方程和所述求解方程计算所述径向电阻值R H 。
示例性的，如图5所示，将所述电缆等效为电路，此时忽略皱纹护套金属电阻、缓冲层轴向电阻以及屏蔽层径向电阻，记每个皱纹节距内缓冲层径向电阻为R H ，绝缘屏蔽轴向电阻为2R P ，R n 为单端口网络入口电阻。
可以发现有如下递推公式：
Figure DEST_PATH_IMAGE026
；
已知R S 与R P ，则可以定义下式：
Figure 963297DEST_PATH_IMAGE025
。则计算
Figure 24794DEST_PATH_IMAGE027
的不动点即可得到R H 。经过推导可得：
Figure 404085DEST_PATH_IMAGE028
。显然
Figure 285453DEST_PATH_IMAGE029
为严格单调递增连续可微函数，且由电阻的物理特性可知
Figure 47873DEST_PATH_IMAGE030
，因此方程
Figure 88510DEST_PATH_IMAGE027
有且仅有一个解，解的存在性和唯一性得到保证。方程求解可根据函数值信息采用一维搜索方法，例如黄金分割法及其改进形式；也可根据函数值以及梯度信息采用一维非线性方程求解方法，例如牛顿法及其改进形式。一般地，使用函数值及梯度信息的一维非线性方求解速度较快，此类方法的前提是需要一个初始点进行迭代计算，若初始点距离实际解距离越近则求解所需迭代次数越少，求解时间越短。以下本发明给出一个初始点的选择方法：
由之前递推公式可得：
Figure 278183DEST_PATH_IMAGE031
，由于
Figure 912427DEST_PATH_IMAGE032
，所以对等式两端取极限，此时有
Figure 212958DEST_PATH_IMAGE033
，故使用R H 的估计值
Figure 108102DEST_PATH_IMAGE023
作为非线性方程求解的初始值进行迭代计算，可以极大地降低计算成本。显然，当n足够大时，可直接使用
Figure 468676DEST_PATH_IMAGE024
作为R H 计算结果。
具体地，在步骤S4中，所述根据所述半径参数和所述厚度参数确定所述皱纹护套与所述缓冲层的接触临界点的接触角度，包括步骤S41~S43：
S41、计算所述厚度参数、所述第一外侧半径和所述第二外侧半径的参数和；
S42、当所述参数和大于预设的参数阈值时，确定所述皱纹护套与所述缓冲层的接触临界点的接触角度为π；其中，所述参数阈值为所述内侧半径的倍数；
S43、当所述参数和小于或等于所述参数阈值时，根据所述内侧半径、所述厚度参数和所述第二外侧半径计算所述皱纹护套的圆心与电缆线芯的圆心的圆心距离；
S44、根据所述圆心距离、所述内侧半径和所述第一外侧半径计算所述皱纹护套与所述缓冲层的接触临界点的接触角度。
目前皱纹护套与缓冲层在尺寸配合方面仍缺乏相应标准约束，综合考虑电缆机械强度、轴向阻水等多方面性能要求的情况下，不同电力电缆供应商在皱纹护套内侧“波谷”直径是否大于含缓冲层电缆外侧直径这个问题上采取不同的技术方案。因此在重力作用下，部分供应商的电缆上方的皱纹护套内侧与缓冲层没有形成有效接触，如图7所示；部分供应商的电缆上方的皱纹护套内侧与缓冲层形成有效接触，如图8所示。本发明实施例中考虑了上述两种情况，提供了能够兼顾两种情况的计算方法。
示例性的，参见图6，在z=0平面上，从原点O向点P做射线，与屏蔽层外侧的交点记为B；与缓冲层外侧的交点记为C；与皱纹护套内侧的交点记为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，d dep 为皱纹深度。在
Figure 324636DEST_PATH_IMAGE035
=0方向上，BD两点之间距离有最小值，为缓冲层在重力作用下被挤压最薄点厚度，记为所述厚度参数d BB’ 。此时满足：
Figure 428859DEST_PATH_IMAGE036
；
其中，d OO’ 为所述皱纹护套的圆心与电缆线芯的圆心的圆心距离；d O’B 为含屏蔽层的所述电缆的第二外侧半径；d OA 为所述皱纹护套的内侧半径。
根据余弦定理可以发现：
Figure 444088DEST_PATH_IMAGE037
；
其中，d OB 为原点O到B点的距离，由于d OB > 0，经过推导可得：
Figure 975563DEST_PATH_IMAGE038
；
在积分上下限方面，与d OB 类似可得：
Figure 318820DEST_PATH_IMAGE039
；
其中，d OC 为原点O到C点的距离；d O’C 为含缓冲层的所述电缆的第一外侧半径。
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7或图8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’。
显然上式在
Figure 961154DEST_PATH_IMAGE040
区间均成立，
Figure 66776DEST_PATH_IMAGE041
为图7或图8中A点处的角度,记d OA 为皱纹护套的内侧半径。计算所述厚度参数、所述第一外侧半径和所述第二外侧半径的参数和，所述参数和dD满足：dD=d BB’ + d O‘B + d O’C 。
可以发现，如图7所示（图中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），电缆上方皱纹护套与缓冲层之间未接触，即dD≤ 2d OA 时，在皱纹护套与缓冲层接触临界点A处有：
Figure 769152DEST_PATH_IMAGE016
；
显然，如图8所示，当电缆上方皱纹护套与缓冲层之间存在接触的情况下，即dD>2d OA 时，有
Figure 599705DEST_PATH_IMAGE042
。
具体地，在根据所述径向电阻值和所述接触角度计算所述缓冲层的体积电阻率前，还包括步骤S401~S403：
S401、在所述缓冲层与所述皱纹护套的接触面中取若干个点作为插值基点；
S402、对所述插值基点取均值，得到插值数据点；
S403、获取所述插值数据点的坐标，并根据若干个所述插值数据点的坐标构建插值函数表达式。
示例性的，可参照图6~8，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进行多点实测，在所述缓冲层与所述皱纹护套的接触面中取若干个点作为插值基点，得到插值基点
Figure 170364DEST_PATH_IMAGE043
，k = 1, … , r；r为插值方法所需插值数据点的个数。对全部k，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
Figure 35551DEST_PATH_IMAGE044
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
Figure 908830DEST_PATH_IMAGE045
。由此得到近似曲面
Figure 961099DEST_PATH_IMAGE046
在区间内的插值函数表达式包括第一插值函数
Figure 335449DEST_PATH_IMAGE010
以及第二插值函数
Figure 55143DEST_PATH_IMAGE007
。
所述径向电阻值R H 与皱纹护套内侧曲面函数紧密相关，记其为
Figure 99322DEST_PATH_IMAGE047
，
Figure 638888DEST_PATH_IMAGE048
的解析表达式难以得到。但是通过
Figure 551349DEST_PATH_IMAGE049
曲面的一个连续可微近似函数可以近似计算相应的结果。如图6所示，记
Figure 125550DEST_PATH_IMAGE050
为接触曲面在z = 0平面上的投影，对于任意点
Figure 75052DEST_PATH_IMAGE051
，记其坐标为
Figure 11169DEST_PATH_IMAGE052
。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）
Figure 337109DEST_PATH_IMAGE053
。
具体地，在步骤S5中，所述根据所述径向电阻值和所述接触角度计算所述缓冲层的体积电阻率，包括步骤S51~S52：
S51、根据所述插值函数表达式、所述径向电阻值和所述接触角度采用电阻近似方式计算所述缓冲层的第一体积电阻率；
S52、根据所述插值函数表达式、所述径向电阻值和所述接触角度采用电导近似方式计算所述缓冲层的第二体积电阻率。
示例性的，如图6所示，在
Figure 31395DEST_PATH_IMAGE054
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。精确地计算缓冲层体积电阻率需要得到皱纹护套与屏蔽层之间各个微元截面中的电流方向，而这样的计算成本高昂，因此本发明实施例中作出如下假设以简化计算：
假定在皱纹护套与屏蔽层之间施加直流电压时，电流路径是皱纹护套端以皱纹护套圆心位置O为圆心向内放射线的形式，途径缓冲层之后到达屏蔽层。由于极坐标系的使用，微元电流的两端截面并不相同，图6示出一种微元电流的示意（图6中的黑色方块），使用以下两种方式分别从电阻以及电导两个方式对电阻率计算电阻的公式进行修正，电阻近似方式满足以下公式：
Figure 417377DEST_PATH_IMAGE055
；
电导近似方式满足以下公式：
Figure 56169DEST_PATH_IMAGE056
；
其中，
Figure 185799DEST_PATH_IMAGE057
为体积电阻率；R为电阻；L max ，L min 分别为微元电流路径长度的极大值和极小值；S max ，S min 分别为微元电流两端截面中的极大值和极小值。
缓冲层的整体电导是各个微元电流电导之和，微元电流可分别使用上述两种近似方式。如图6所示，对于在
Figure 734592DEST_PATH_IMAGE058
位置上皱纹护套与屏蔽层之间的缓冲层微元，显然有
Figure 291475DEST_PATH_IMAGE059
，
Figure 417563DEST_PATH_IMAGE060
，以及
Figure 350884DEST_PATH_IMAGE061
。值得说明的是，图6中的黑块表示一个通过电流的微元，该微元在图中应展示为几乎是一条竖线，竖线的横向宽度为dz，是一个很小的数值，左右两侧竖直方向上的长度可认为近似相等，因此满足
Figure 488604DEST_PATH_IMAGE062
。
根据电阻近似方式单个皱纹节距内的缓冲层的径向电阻R H ，满足以下公式：
Figure 341023DEST_PATH_IMAGE063
；
根据电导近似方式单个皱纹节距内的缓冲层的径向电阻R H ，满足以下公式：
Figure 829773DEST_PATH_IMAGE064
；
在确定具体插值函数之后，可对缓冲层体积电阻率二重积分进行化简。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。为避免积分出现奇异点，需要对积分上界进行数值近似，比如设置积分上界修正值
Figure 566785DEST_PATH_IMAGE004
= 10-10，从而根据以上两个公式得到单个皱纹节距内缓冲层的体积电阻率近似值，进而得到整缆缓冲层体积电阻率的近似值。
在步骤S51中，根据所述插值函数表达式、所述径向电阻值和所述接触角度采用电阻近似方式计算所述缓冲层的第一体积电阻率，满足以下公式：
Figure 824591DEST_PATH_IMAGE065
；
其中，
Figure 83796DEST_PATH_IMAGE066
为所述第一体积电阻率；R H 为所述径向电阻值；
Figure 59842DEST_PATH_IMAGE003
为所述接触角度；d O’C 为含缓冲层的所述电缆的第一外侧半径；d O’B 为含屏蔽层的所述电缆的第二外侧半径；d OO’ 为所述皱纹护套的圆心与电缆线芯的圆心的圆心距离；
Figure 334966DEST_PATH_IMAGE004
为积分上界修正值，为一常数，比如
Figure 571912DEST_PATH_IMAGE068
= 10-10；
Figure 641499DEST_PATH_IMAGE010
为第一插值函数，
Figure 839262DEST_PATH_IMAGE006
；
Figure 42711DEST_PATH_IMAGE069
为第二插值函数。
在步骤S52中，根据所述插值函数表达式、所述径向电阻值和所述接触角度采用电导近似方式计算所述缓冲层的第二体积电阻率，满足以下公式：
Figure 9530DEST_PATH_IMAGE070
；
其中，
Figure 515597DEST_PATH_IMAGE071
为所述第二体积电阻率；R H 为所述径向电阻值；
Figure 200656DEST_PATH_IMAGE003
为所述接触角度；d O’C 为含缓冲层的所述电缆的第一外侧半径；d O’B 为含屏蔽层的所述电缆的第二外侧半径；d OO’ 为所述皱纹护套的圆心与电缆线芯的圆心的圆心距离；
Figure 942216DEST_PATH_IMAGE004
为积分上界修正值，为一常数，比如
Figure 29121DEST_PATH_IMAGE004
= 10-10；
Figure 706090DEST_PATH_IMAGE072
为第一插值函数，
Figure 878445DEST_PATH_IMAGE006
；
Figure 659582DEST_PATH_IMAGE007
为第二插值函数。
具体地，在步骤S6中，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，包括步骤S61~S63：
S61、根据所述第一体积电阻率和所述第二体积电阻率确定所述缓冲层的总体积电阻率；
S62、当所述总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；
S63、当所述总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。
可选地，所述根据所述第一体积电阻率和所述第二体积电阻率确定所述缓冲层的总体积电阻率，满足以下公式：
Figure 600993DEST_PATH_IMAGE073
；
其中，
Figure 448863DEST_PATH_IMAGE074
为所述总体积电阻率；
Figure 233149DEST_PATH_IMAGE075
为权重系数，
Figure 191877DEST_PATH_IMAGE013
；
Figure 253374DEST_PATH_IMAGE076
为所述第一体积电阻率；
Figure 6567DEST_PATH_IMAGE077
为所述第二体积电阻率。
示例性的，通过设置权重系数
Figure 278148DEST_PATH_IMAGE075
计算所述总体积电阻率。比如：当w取值为0时，总体积电阻率
Figure 40568DEST_PATH_IMAGE078
等于第二体积电阻率
Figure 956571DEST_PATH_IMAGE079
；当
Figure 5298DEST_PATH_IMAGE075
取值为1时，总体积电阻率d H 等于第一体积电阻率
Figure 373963DEST_PATH_IMAGE080
；当
Figure 674494DEST_PATH_IMAGE075
取值为0.5时，总体积电阻率
Figure 710583DEST_PATH_IMAGE081
等于第一体积电阻率
Figure 697256DEST_PATH_IMAGE082
的一半值以及所述第二体积电阻率
Figure 553217DEST_PATH_IMAGE083
的一半值的和。
目前JB/T 10259-2014对缓冲层体积电阻率的要求是小于等于
Figure 657439DEST_PATH_IMAGE084
（评价参数），因此，当
Figure 548035DEST_PATH_IMAGE085
小于或等于
Figure 204144DEST_PATH_IMAGE084
时，判定所述缓冲层不存在缺陷；当
Figure 547401DEST_PATH_IMAGE086
大于
Figure 189734DEST_PATH_IMAGE084
时，判定所述缓冲层存在缺陷。
以具体实施例对上述步骤S1~S6进行说明。
样例一：
设置非线性方程解法参数，若g(x) < 10-13则认为x为g(x) = 0的解。选择三次多项式插值方式。设置数值积分方法参数。设置积分上界修正值
Figure 934837DEST_PATH_IMAGE068
= 10-10。采用实测方式计算第二电阻值R P 。设置总体积电阻率公式中的权重w为0，此时
Figure 761847DEST_PATH_IMAGE087
。
S1、根据电缆出厂试验报告或实测结果，整理得到以下数据：电缆段长度参数d cable 标称值，皱纹护套内侧半径d OA 标称值，含缓冲层的第一外侧半径d O’C 标称值，含绝缘屏蔽的第二外侧半径d O’B 标称值，皱纹节距参数d len 标称值，皱纹深度d dep 标称值，缓冲层最薄点厚度参数d BB’ 。数据整理如表1。
表1 电缆尺寸参数
Figure 592400DEST_PATH_IMAGE088
S2、测量得到第一电阻值R S 。采用实际测量值（上文步骤S221~S224中的第一种实施方式）计算得到所述第二电阻值2nR P ，此时根据
Figure 772846DEST_PATH_IMAGE018
计算所述屏蔽层的第二电阻值R P 。数据整理如表2。
表2 电阻参数
Figure 497088DEST_PATH_IMAGE089
S3、以
Figure 370366DEST_PATH_IMAGE023
为初始点，使用非线性方程解法求解下式方程：
Figure 688215DEST_PATH_IMAGE025
；
计算过程中使用递推公式：
Figure 937931DEST_PATH_IMAGE026
；
将
Figure 12285DEST_PATH_IMAGE090
带入可得
Figure 56464DEST_PATH_IMAGE091
，采用牛顿法求解非线性方程，经过一次迭代，得到最终解R H = 2363.1920。可见R H 的初始点已经足够接近最终解。
得到插值基点
Figure 861609DEST_PATH_IMAGE092
，对全部k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
Figure 649437DEST_PATH_IMAGE092
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
Figure 348271DEST_PATH_IMAGE045
。测量后插值数据点坐标如表3。
表3 插值数据点坐标
插值数据点1 插值数据点2 插值数据点3 插值数据点4
(0.0650, 0, 0) (0.0671,0,0.0060) (0.0691,0,0.0089) (0.0712,0,0.0160)
依据插值数据点
Figure 563352DEST_PATH_IMAGE045
，k = 1, … , r，进行插值计算，得到插值函数表达式
Figure 855793DEST_PATH_IMAGE010
以及
Figure 181732DEST_PATH_IMAGE093
，三次多项式插值
Figure 735073DEST_PATH_IMAGE094
方程参数的计算结果如表4。
表4 第一插值函数的参数取值
Figure 386634DEST_PATH_IMAGE095
三次多项式插值
Figure 635213DEST_PATH_IMAGE096
方程参数的计算结果如表5。
表5 第二插值函数的参数取值
Figure 889477DEST_PATH_IMAGE097
S4、根据
Figure 438270DEST_PATH_IMAGE098
计算圆心距离d OO’= 4.2mm，当电缆上方皱纹护套与缓冲层没有接触时，计算得到皱纹护套与缓冲层接触临界点角度
Figure 995153DEST_PATH_IMAGE003
=59.9199。
S5、根据以上参数计算可得
Figure 996607DEST_PATH_IMAGE099
= 1.1270×103
Figure 556027DEST_PATH_IMAGE100
，
Figure 959326DEST_PATH_IMAGE101
= 1.1309×103
Figure 687111DEST_PATH_IMAGE102
。
S6、由于
Figure 175861DEST_PATH_IMAGE103
= 1.1309×103 > 1.0×103
Figure 771928DEST_PATH_IMAGE100
，所以评价该电缆中缓冲层体积电阻率不合格，所述缓冲层存在烧蚀隐患。
样例二：
设置非线性方程解法参数，若g(x) < 10-13则认为x为g(x) = 0的解。选择三次多项式插值方式。设置数值积分方法参数。设置积分上界修正值
Figure 764154DEST_PATH_IMAGE068
= 10-10。确采用电阻率计算方式计算得到第二电阻值R P 。设置总体积电阻率公式中的权重w为0.5，此时
Figure 928419DEST_PATH_IMAGE104
。
S1、根据电缆出厂试验报告或实测结果，整理得到以下数据：电缆段长度参数d cable 标称值，皱纹护套内侧半径d OA 标称值，含缓冲层的第一外侧半径d O’C 标称值，含绝缘屏蔽的第二外侧半径d O’B 标称值，皱纹节距参数d len 标称值，皱纹深度d dep 标称值，缓冲层最薄点厚度参数d BB’ ，整理得到屏蔽层的体积电阻率
Figure 29100DEST_PATH_IMAGE105
，以及绝缘屏蔽厚度t P 标称值，数据整理如表1。
表1 电缆尺寸参数
Figure 38644DEST_PATH_IMAGE106
Figure 416536DEST_PATH_IMAGE107
= 0.06 Ω·m。
S2、测量得到第一电阻值R S ，使用电阻率公式
Figure 486123DEST_PATH_IMAGE017
计算得到整缆绝缘屏蔽电阻2nR P （上文步骤S231~S232中的第二种实施方式），其中
Figure 74099DEST_PATH_IMAGE018
，从而计算得到R P 。数据整理如表2。
表2 电阻参数
Figure 887334DEST_PATH_IMAGE108
S3、以
Figure 119732DEST_PATH_IMAGE023
为初始点，使用非线性方程解法求解下式方程：
Figure 625800DEST_PATH_IMAGE025
；
计算过程中使用递推公式：
Figure 936958DEST_PATH_IMAGE026
；
将
Figure 288305DEST_PATH_IMAGE109
带入可得
Figure 375210DEST_PATH_IMAGE110
，得到最终解R H =669.6213。
得到插值基点
Figure 176812DEST_PATH_IMAGE111
，对全部k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
Figure 349168DEST_PATH_IMAGE111
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
Figure 504205DEST_PATH_IMAGE045
。测量后插值数据点坐标如表3。
表3 插值数据点坐标
插值数据点1 插值数据点2 插值数据点3 插值数据点4
(0.0606, 0, 0) (0.0627, 0, 0.0061) (0.0649, 0, 0.0089) (0.0670, 0, 0.0140)
依据插值数据点
Figure 711196DEST_PATH_IMAGE045
，k = 1, … , r，进行插值计算，得到插值函数表达式
Figure 683700DEST_PATH_IMAGE010
以及
Figure 343351DEST_PATH_IMAGE093
，三次多项式插值
Figure 302080DEST_PATH_IMAGE094
方程参数的计算结果如表4。
表4 第一插值函数的参数取值
Figure 97998DEST_PATH_IMAGE112
三次多项式插值
Figure 241403DEST_PATH_IMAGE096
方程参数的计算结果如表5。
表5 第二插值函数的参数取值
Figure 388351DEST_PATH_IMAGE113
S4、根据
Figure 885191DEST_PATH_IMAGE098
计算圆心距离d OO’= 3.45mm，当电缆上方皱纹护套与缓冲层没有接触时，计算得到皱纹护套与缓冲层接触临界点角度
Figure 427293DEST_PATH_IMAGE114
=75.1721。
S5、根据以上参数计算可得
Figure 351387DEST_PATH_IMAGE115
= 354.2845 Ω·m，
Figure 985631DEST_PATH_IMAGE116
= 356.2548 Ω·m。
S6、以
Figure 286162DEST_PATH_IMAGE117
作为缓冲层体积电阻率测量结果，由于
Figure 446885DEST_PATH_IMAGE118
=355.2697 < 1.0×103
Figure 541880DEST_PATH_IMAGE119
，所以评价该电缆中缓冲层体积电阻率合格，所述缓冲层不存在烧蚀隐患。
相比于现有技术，本发明实施例公开的电缆缓冲层的缺陷检测方法，通过获取电缆的尺寸信息，并根据尺寸信息确定缓冲层与皱纹护套接触临界点的接触角度；然后依据成品高压电力电缆单端口直流电阻测量结果，计算得到单个皱纹节距内的缓冲层的径向电阻值；最后，根据径向电阻值和接触角度计算缓冲层的体积电阻率，并根据评价参数与缓冲层体积电阻率的比对结果，得到缓冲层的缺陷检测结果。本发明实施例公开的电缆缓冲层的缺陷检测方法，能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隐患。
参见图9，图9是本发明实施例提供的一种电缆缓冲层的缺陷检测装置10的结构框图，所述电缆缓冲层的缺陷检测装置10包括：
参数获取模块11，用于获取电缆的长度参数、皱纹节距参数、半径参数和厚度参数；
第一电阻值获取模块12，用于获取所述屏蔽层与所述皱纹护套之间的第一电阻值；
第二电阻值计算模块13，用于根据所述长度参数和所述皱纹节距参数计算所述屏蔽层的第二电阻值；
径向电阻值计算模块14，用于根据所述第一电阻值和所述第二电阻值计算所述缓冲层的径向电阻值；
接触角度确定模块15，用于根据所述半径参数和所述厚度参数确定所述皱纹护套与所述缓冲层的接触临界点的接触角度；
体积电阻率计算模块16，用于根据所述径向电阻值和所述接触角度计算所述缓冲层的体积电阻率；
缺陷检测模块17，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。
可选地，所述电缆缓冲层的缺陷检测装置10还包括：
插值函数表达式获取模块（图中未示出），用于在所述缓冲层与所述皱纹护套的接触面中取若干个点作为插值基点；对所述插值基点取均值，得到插值数据点；获取所述插值数据点的坐标，并根据若干个所述插值数据点的坐标构建插值函数表达式。
可选地，所述体积电阻率计算模块16用于：
根据所述插值函数表达式、所述径向电阻值和所述接触角度采用电阻近似方式计算所述缓冲层的第一体积电阻率；
根据所述插值函数表达式、所述径向电阻值和所述接触角度采用电导近似方式计算所述缓冲层的第二体积电阻率。
可选地，所述第一体积电阻率满足以下公式：
Figure 663420DEST_PATH_IMAGE120
；
其中，
Figure 767642DEST_PATH_IMAGE121
为所述第一体积电阻率；R H 为所述径向电阻值；
Figure 517292DEST_PATH_IMAGE122
为所述接触角度；d O’C 为含缓冲层的所述电缆的第一外侧半径；d O’B 为含屏蔽层的所述电缆的第二外侧半径；d OO’ 为所述皱纹护套的圆心与电缆线芯的圆心的圆心距离；
Figure 48767DEST_PATH_IMAGE123
为积分上界修正值，为一常数；
Figure 392024DEST_PATH_IMAGE010
为第一插值函数，
Figure 299937DEST_PATH_IMAGE006
；
Figure 169673DEST_PATH_IMAGE124
为第二插值函数。
可选地，所述第二体积电阻率满足以下公式：
Figure 606471DEST_PATH_IMAGE125
；
其中，
Figure 437023DEST_PATH_IMAGE126
为所述第二体积电阻率；R H 为所述径向电阻值；
Figure 503288DEST_PATH_IMAGE127
为所述接触角度；d O’C 为含缓冲层的所述电缆的第一外侧半径；d O’B 为含屏蔽层的所述电缆的第二外侧半径；d OO’ 为所述皱纹护套的圆心与电缆线芯的圆心的圆心距离；
Figure 102896DEST_PATH_IMAGE123
为积分上界修正值，为一常数；
Figure 976174DEST_PATH_IMAGE072
为第一插值函数，
Figure 294023DEST_PATH_IMAGE006
；
Figure 402793DEST_PATH_IMAGE007
为第二插值函数。
所述缺陷检测模块17用于：
根据所述第一体积电阻率和所述第二体积电阻率确定所述缓冲层的总体积电阻率；
当所述总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；
当所述总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。
可选地，所述根据所述第一体积电阻率和所述第二体积电阻率确定所述缓冲层的总体积电阻率，满足以下公式：
Figure 122488DEST_PATH_IMAGE128
；
其中，
Figure 166667DEST_PATH_IMAGE129
为所述总体积电阻率；
Figure 971812DEST_PATH_IMAGE130
为权重系数，
Figure 884273DEST_PATH_IMAGE013
；
Figure 458474DEST_PATH_IMAGE131
为所述第一体积电阻率；
Figure 673555DEST_PATH_IMAGE132
为所述第二体积电阻率。
可选地，所述半径参数包括皱纹护套的内侧半径、含缓冲层的所述电缆的第一外侧半径以及含屏蔽层的所述电缆的第二外侧半径，所述厚度参数为所述缓冲层的厚度的最小值；则，所述接触角度确定模块15用于：
计算所述厚度参数、所述第一外侧半径和所述第二外侧半径的参数和；
当所述参数和大于预设的参数阈值时，确定所述皱纹护套与所述缓冲层的接触临界点的接触角度为π；其中，所述参数阈值为所述内侧半径的倍数；
当所述参数和小于或等于所述参数阈值时，根据所述内侧半径、所述厚度参数和所述第二外侧半径计算所述皱纹护套的圆心与电缆线芯的圆心的圆心距离；
根据所述圆心距离、所述内侧半径和所述第一外侧半径计算所述皱纹护套与所述缓冲层的接触临界点的接触角度；
其中，所述接触角度满足以下公式：
Figure 559471DEST_PATH_IMAGE016
；
其中，
Figure 150990DEST_PATH_IMAGE133
为所述接触角度；d OO’ 为所述圆心距离；d OA 为所述内侧半径；d O’C 为所述第一外侧半径。
可选地，所述第一电阻值获取模块12用于：
在所述电缆第一端的所述皱纹护套与所述屏蔽层分别连接导体网带，并将两处导体网带分别连接到直流电阻测试仪两端进行电阻测量，以获取若干个第一测量值；
在所述电缆第二端的所述皱纹护套与所述屏蔽层分别连接导体网带，并将两处导体网带分别连接到直流电阻测试仪两端进行电阻测量，以获取若干个第二测量值；
将所述第一测量值和所述第二测量值的均值作为所述第一电阻值。
可选地，所述第二电阻值计算模块13用于：
在所述电缆两端的所述屏蔽层与电缆线芯分别连接导体网带；
将所述电缆第一端的所述屏蔽层与所述电缆线芯的导体网带连接到一起，并将所述电缆第二端的所述屏蔽层与电缆线芯的导体网带分别连接到直流电阻测试仪两端进行电阻测量，以获取若干个第三测量值；
将所述电缆第二端的所述屏蔽层与所述电缆线芯的导体网带连接到一起，并将所述电缆第一端的所述屏蔽层与电缆线芯的导体网带分别连接到直流电阻测试仪两端进行电阻测量，以获取若干个第四测量值；
根据所述第三测量值和所述第四测量值的均值、所述长度参数和所述皱纹节距参数计算所述第二电阻值。
可选地，所述第二电阻值计算模块13还用于：
获取所述屏蔽层的体积电阻率和厚度；
根据所述长度参数、所述皱纹节距参数、含屏蔽层的所述电缆的第二外侧半径、所述屏蔽层的体积电阻率和厚度计算所述第二电阻值；
其中，所述第二电阻值满足以下公式：
Figure 579697DEST_PATH_IMAGE017
；
其中，R P 为所述第二电阻值；n为所述皱纹数量，
Figure 965679DEST_PATH_IMAGE018
或
Figure 371515DEST_PATH_IMAGE019
；d cable 为所述长度参数；d len 为所述皱纹节距参数；d O’B 为含屏蔽层的所述电缆的第二外侧半径；
Figure 501145DEST_PATH_IMAGE134
为所述屏蔽层的体积电阻率；
Figure 784358DEST_PATH_IMAGE135
为所述屏蔽层的厚度。
可选地，所述径向电阻值计算模块14用于：
根据所述第一电阻值和所述第二电阻值构建预设径向电阻值的初始方程；
根据所述第一电阻值构建所述径向电阻值的求解方程；
根据所述初始方程和所述求解方程计算所述径向电阻值。
值得说明的是，本发明实施例所述的电缆缓冲层的缺陷检测装置10中各个模块的工作过程可参考上述实施例所述的电缆缓冲层的缺陷检测方法的工作过程，在此不再赘述。
相比于现有技术，本发明实施例公开的电缆缓冲层的缺陷检测装置10，通过获取电缆的尺寸信息，并根据尺寸信息确定缓冲层与皱纹护套接触临界点的接触角度；然后依据成品高压电力电缆单端口直流电阻测量结果，计算得到单个皱纹节距内的缓冲层的径向电阻值；最后，根据径向电阻值和接触角度计算缓冲层的体积电阻率，并根据评价参数与缓冲层体积电阻率的比对结果，得到缓冲层的缺陷检测结果。本发明实施例公开的电缆缓冲层的缺陷检测装置，能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隐患。
参见图10，图10是本发明实施例提供的一种电缆缓冲层的缺陷检测设备20的结构框图。该实施例的电缆缓冲层的缺陷检测设备20包括：处理器21、存储器22以及存储在所述存储器22中并可在所述处理器21上运行的计算机程序，所述处理器21执行所述计算机程序时实现上述各个电缆缓冲层的缺陷检测方法实施例中的步骤，例如图1所示的步骤S1~S6：
S1、获取电缆的长度参数、皱纹节距参数、半径参数和厚度参数；其中，所述电缆包括屏蔽层、皱纹护套以及设于两者之间的缓冲层；
S2、获取所述屏蔽层与所述皱纹护套之间的第一电阻值，以及根据所述长度参数和所述皱纹节距参数计算所述屏蔽层的第二电阻值；
S3、根据所述第一电阻值和所述第二电阻值计算所述缓冲层的径向电阻值；
S4、根据所述半径参数和所述厚度参数确定所述皱纹护套与所述缓冲层的接触临界点的接触角度；
S5、根据所述径向电阻值和所述接触角度计算所述缓冲层的体积电阻率；
S6、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。
示例性的，所述计算机程序可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器22中，并由所述处理器21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电缆缓冲层的缺陷检测设备20中的执行过程。例如，所述计算机程序可以被分割成参数获取模块11、第一电阻值获取模块12、第二电阻值计算模块13、径向电阻值计算模块14、接触角度确定模块15、体积电阻率计算模块16和缺陷检测模块17，各模块具体功能如下：
参数获取模块11，用于获取电缆的长度参数、皱纹节距参数、半径参数和厚度参数；
第一电阻值获取模块12，用于获取所述屏蔽层与所述皱纹护套之间的第一电阻值；
第二电阻值计算模块13，用于根据所述长度参数和所述皱纹节距参数计算所述屏蔽层的第二电阻值；
径向电阻值计算模块14，用于根据所述第一电阻值和所述第二电阻值计算所述缓冲层的径向电阻值；
接触角度确定模块15，用于根据所述半径参数和所述厚度参数确定所述皱纹护套与所述缓冲层的接触临界点的接触角度；
体积电阻率计算模块16，用于根据所述径向电阻值和所述接触角度计算所述缓冲层的体积电阻率；
缺陷检测模块17，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。
所述电缆缓冲层的缺陷检测设备20可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述电缆缓冲层的缺陷检测设备20可包括，但不仅限于，处理器21、存储器22。本领域技术人员可以理解，所述示意图仅仅是电缆缓冲层的缺陷检测设备20的示例，并不构成对电缆缓冲层的缺陷检测设备20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，例如所述电缆缓冲层的缺陷检测设备20还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
所述处理器21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)、现成可编程门阵列 (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该处理器21也可以是任何常规的处理器等，所述处理器21是所述电缆缓冲层的缺陷检测设备20的控制中心，利用各种接口和线路连接整个电缆缓冲层的缺陷检测设备20的各个部分。
所述存储器22可用于存储所述计算机程序和/或模块，所述处理器21通过运行或执行存储在所述存储器22内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器22内的数据，实现所述电缆缓冲层的缺陷检测设备20的各种功能。所述存储器22可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序（比如声音播放功能、图像播放功能等）等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据（比如音频数据、电话本等）等。此外，存储器22可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡（Smart Media Card, SMC），安全数字（Secure Digital, SD）卡，闪存卡（Flash Card）、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
其中，所述电缆缓冲层的缺陷检测设备20集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器21执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。
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，本发明提供的装置实施例附图中，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 (15)

1.一种电缆缓冲层的缺陷检测方法，其特征在于，包括：
获取电缆的长度参数、皱纹节距参数、半径参数和厚度参数；其中，所述电缆包括屏蔽层、皱纹护套以及设于两者之间的缓冲层；
获取所述屏蔽层与所述皱纹护套之间的第一电阻值，以及根据所述长度参数和所述皱纹节距参数计算所述屏蔽层的第二电阻值；
根据所述第一电阻值和所述第二电阻值计算所述缓冲层的径向电阻值；
根据所述半径参数和所述厚度参数确定所述皱纹护套与所述缓冲层的接触临界点的接触角度；
根据所述径向电阻值和所述接触角度计算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。
2.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，所述根据所述径向电阻值和所述接触角度计算所述缓冲层的体积电阻率前，所述方法还包括：
在所述缓冲层与所述皱纹护套的接触面中取若干个点作为插值基点；
对所述插值基点取均值，得到插值数据点；
获取所述插值数据点的坐标，并根据若干个所述插值数据点的坐标构建插值函数表达式。
3.如权利要求2所述的电缆缓冲层的缺陷检测方法，其特征在于，所述根据所述径向电阻值和所述接触角度计算所述缓冲层的体积电阻率，包括：
根据所述插值函数表达式、所述径向电阻值和所述接触角度采用电阻近似方式计算所述缓冲层的第一体积电阻率；
根据所述插值函数表达式、所述径向电阻值和所述接触角度采用电导近似方式计算所述缓冲层的第二体积电阻率。
4.如权利要求3所述的电缆缓冲层的缺陷检测方法，其特征在于，所述第一体积电阻率满足以下公式：
Figure 494099DEST_PATH_IMAGE001
；
其中，
Figure 696410DEST_PATH_IMAGE002
为所述第一体积电阻率；R H 为所述径向电阻值；
Figure 604323DEST_PATH_IMAGE003
为所述接触角度；d O’C 为含缓冲层的所述电缆的第一外侧半径；d O’B 为含屏蔽层的所述电缆的第二外侧半径；d OO’ 为所述皱纹护套的圆心与电缆线芯的圆心的圆心距离；
Figure 349425DEST_PATH_IMAGE004
为积分上界修正值，为一常数；
Figure 176436DEST_PATH_IMAGE005
为第一插值函数，
Figure 6989DEST_PATH_IMAGE006
；
Figure 187434DEST_PATH_IMAGE007
为第二插值函数。
5.如权利要求3所述的电缆缓冲层的缺陷检测方法，其特征在于，所述第二体积电阻率满足以下公式：
Figure 52622DEST_PATH_IMAGE008
；
其中，
Figure 286420DEST_PATH_IMAGE009
为所述第二体积电阻率；R H 为所述径向电阻值；
Figure 604269DEST_PATH_IMAGE003
为所述接触角度；d O’C 为含缓冲层的所述电缆的第一外侧半径；d O’B 为含屏蔽层的所述电缆的第二外侧半径；d OO’ 为所述皱纹护套的圆心与电缆线芯的圆心的圆心距离；
Figure 588405DEST_PATH_IMAGE010
为积分上界修正值，为一常数；
Figure 432733DEST_PATH_IMAGE011
为第一插值函数，
Figure 476913DEST_PATH_IMAGE012
；
Figure 282058DEST_PATH_IMAGE013
为第二插值函数。
6.如权利要求3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，包括：
根据所述第一体积电阻率和所述第二体积电阻率确定所述缓冲层的总体积电阻率；
当所述总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；
当所述总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。
7.如权利要求6所述的电缆缓冲层的缺陷检测方法，其特征在于，所述根据所述第一体积电阻率和所述第二体积电阻率确定所述缓冲层的总体积电阻率，满足以下公式：
Figure 69885DEST_PATH_IMAGE014
；
其中，
Figure 768720DEST_PATH_IMAGE015
为所述总体积电阻率；w为权重系数，
Figure 983800DEST_PATH_IMAGE016
；
Figure 10662DEST_PATH_IMAGE017
为所述第一体积电阻率；
Figure 602180DEST_PATH_IMAGE018
为所述第二体积电阻率。
8.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，所述半径参数包括皱纹护套的内侧半径、含缓冲层的所述电缆的第一外侧半径以及含屏蔽层的所述电缆的第二外侧半径，所述厚度参数为所述缓冲层的厚度的最小值；则，所述根据所述半径参数和所述厚度参数确定所述皱纹护套与所述缓冲层的接触临界点的接触角度，包括：
计算所述厚度参数、所述第一外侧半径和所述第二外侧半径的参数和；
当所述参数和大于预设的参数阈值时，确定所述皱纹护套与所述缓冲层的接触临界点的接触角度为π；其中，所述参数阈值为所述内侧半径的倍数。
9.如权利要求8所述的电缆缓冲层的缺陷检测方法，其特征在于，所述根据所述半径参数和所述厚度参数确定所述皱纹护套与所述缓冲层的接触临界点的接触角度，还包括：
当所述参数和小于或等于所述参数阈值时，根据所述内侧半径、所述厚度参数和所述第二外侧半径计算所述皱纹护套的圆心与电缆线芯的圆心的圆心距离；
根据所述圆心距离、所述内侧半径和所述第一外侧半径计算所述皱纹护套与所述缓冲层的接触临界点的接触角度；
其中，所述接触角度满足以下公式：
Figure 155522DEST_PATH_IMAGE019
；
其中，
Figure 541504DEST_PATH_IMAGE003
为所述接触角度；d OO’ 为所述圆心距离；d OA 为所述内侧半径；d O’C 为所述第一外侧半径。
10.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，所述第一电阻值的获取方法包括：
在所述电缆第一端的所述皱纹护套与所述屏蔽层分别连接导体网带，并将两处导体网带分别连接到直流电阻测试仪两端进行电阻测量，以获取若干个第一测量值；
在所述电缆第二端的所述皱纹护套与所述屏蔽层分别连接导体网带，并将两处导体网带分别连接到直流电阻测试仪两端进行电阻测量，以获取若干个第二测量值；
将所述第一测量值和所述第二测量值的均值作为所述第一电阻值。
11.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，所述根据所述长度参数和所述皱纹节距参数计算所述屏蔽层的第二电阻值，包括：
在所述电缆两端的所述屏蔽层与电缆线芯分别连接导体网带；
将所述电缆第一端的所述屏蔽层与所述电缆线芯的导体网带连接到一起，并将所述电缆第二端的所述屏蔽层与电缆线芯的导体网带分别连接到直流电阻测试仪两端进行电阻测量，以获取若干个第三测量值；
将所述电缆第二端的所述屏蔽层与所述电缆线芯的导体网带连接到一起，并将所述电缆第一端的所述屏蔽层与电缆线芯的导体网带分别连接到直流电阻测试仪两端进行电阻测量，以获取若干个第四测量值；
根据所述第三测量值和所述第四测量值的均值、所述长度参数和所述皱纹节距参数计算所述第二电阻值。
12.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，所述根据所述长度参数和所述皱纹节距参数计算所述屏蔽层的第二电阻值，包括：
获取所述屏蔽层的体积电阻率和厚度；
根据所述长度参数、所述皱纹节距参数、含屏蔽层的所述电缆的第二外侧半径、所述屏蔽层的体积电阻率和厚度计算所述第二电阻值；
其中，所述第二电阻值满足以下公式：
Figure 55661DEST_PATH_IMAGE020
；
其中，R P 为所述第二电阻值；n为所述皱纹数量，
Figure 811390DEST_PATH_IMAGE021
或
Figure 94604DEST_PATH_IMAGE022
；d cable 为所述长度参数；d len 为所述皱纹节距参数；d O’B 为含屏蔽层的所述电缆的第二外侧半径；
Figure 917066DEST_PATH_IMAGE023
为所述屏蔽层的体积电阻率；t P 为所述屏蔽层的厚度。
13.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，所述根据所述第一电阻值和所述第二电阻值计算所述缓冲层的径向电阻值，包括：
根据所述第一电阻值和所述第二电阻值构建预设径向电阻值的初始方程；
根据所述第一电阻值构建所述径向电阻值的求解方程；
根据所述初始方程和所述求解方程计算所述径向电阻值。
14.一种电缆缓冲层的缺陷检测装置，其特征在于，包括：
参数获取模块，用于获取电缆的长度参数、皱纹节距参数、半径参数和厚度参数；
第一电阻值获取模块，用于获取屏蔽层与皱纹护套之间的第一电阻值；
第二电阻值计算模块，用于根据所述长度参数和所述皱纹节距参数计算所述屏蔽层的第二电阻值；
径向电阻值计算模块，用于根据所述第一电阻值和所述第二电阻值计算缓冲层的径向电阻值；
接触角度确定模块，用于根据所述半径参数和所述厚度参数确定所述皱纹护套与所述缓冲层的接触临界点的接触角度；
体积电阻率计算模块，用于根据所述径向电阻值和所述接触角度计算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。
15.一种电缆缓冲层的缺陷检测设备，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13中任意一项所述的电缆缓冲层的缺陷检测方法。
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