CN114994136B - 平滑金属护套电缆的缓冲层缺陷检测方法、装置及介质 - Google Patents

平滑金属护套电缆的缓冲层缺陷检测方法、装置及介质 Download PDF

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CN114994136B CN202210929952.6A CN202210929952A CN114994136B CN 114994136 B CN114994136 B CN 114994136B CN 202210929952 A CN202210929952 A CN 202210929952A CN 114994136 B CN114994136 B CN 114994136B
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Abstract

本发明实施例提供一种平滑金属护套电缆的缓冲层缺陷检测方法、装置及介质，通过预先建立电缆等效电路模型，再将平滑金属护套的一端接地，在绝缘屏蔽层的一端施加电源，并分别测量电源的出口电流和绝缘屏蔽层的另一端的对地电压，接着根据第一电阻、第二电阻、出口电流和对地电压，对电缆等效电路模型的节点电压方程和出口电流方程进行求解，得到待测电缆的缓冲层电阻，然后结合规格参数计算得到待测电缆的缓冲层电阻率，并将待测电缆的缓冲层电阻率与预设电阻率阈值进行比较，能够准确地对平滑金属护套电力电缆进行缓冲层电阻率缺陷检测，从而提升高压电力电缆入网质量管控水平。

Description

平滑金属护套电缆的缓冲层缺陷检测方法、装置及介质
技术领域
本发明涉及电缆技术领域，尤其涉及一种平滑金属护套电缆的缓冲层缺陷检测方法、装置及介质。
背景技术
以往的高压电力电缆接地一般采用皱纹金属护套与半导电缓冲层配合的结构，但是，近年来高压电力电缆缓冲层烧蚀引发电缆击穿故障逐渐增多，该接地结构的可靠性受到质疑。为提高可靠性，采用平滑金属护套与半导电缓冲层的配合结构的电缆正在得到逐步推广。与皱纹金属护套电缆不同，平滑金属护套高压电力电缆生产过程中需要对平滑金属护套进行缩径，以保证缓冲层与平滑金属护套之间具有良好的电气连接，但是，现有研究已表明缓冲层在受压情况下的体积电阻率会出现明显的升高，因此，在现有的电缆生产完成后，需要对缓冲层的电阻率进行检测，以确定是否存在缺陷。本发明人在实施本发明的过程中发现，现有技术中是对电缆进行解体后取样得到缓冲层样品，再对缓冲层样品进行检测，此时缓冲层的受力形态已被破坏，该缓冲层样品无法体现电缆整体内部工况下的电气性能，因此缺陷检测准确性不高。
发明内容
本发明实施例提供一种平滑金属护套电缆的缓冲层缺陷检测方法、装置及介质，能够准确地对平滑金属护套电力电缆进行缓冲层电阻率缺陷检测，从而提升高压电力电缆入网质量管控水平。
本发明一实施例提供一种平滑金属护套电缆的缓冲层缺陷检测方法，包括：
获取待测电缆的规格参数；其中，所述待测电缆包括绝缘线芯、绝缘屏蔽层、缓冲层和平滑金属护套；所述缓冲层由缓冲带绕包而成；所述规格参数包括缓冲带绕包搭盖率、缓冲带搭盖数量和缓冲带绕包节距；
将所述平滑金属护套的一端接地，在所述绝缘屏蔽层的一端施加电源，并分别测量所述电源的出口电流和所述绝缘屏蔽层的另一端的对地电压；
获取所述绝缘屏蔽层在第一长度上的第一电阻和在第二长度上的第二电阻；其中，所述第一长度为绕包一圈缓冲带所对应长度，所述第二长度为所述绝缘屏蔽层的施加电源的一端与距离最近的所述缓冲层的一端之间的长度；
根据所述第一电阻、所述第二电阻、所述出口电流和所述对地电压，对预先建立的电缆等效电路模型的节点电压方程和出口电流方程进行求解，得到所述待测电缆的缓冲层电阻；其中，所述电缆等效电路模型是基于节点分析法并根据所述缓冲带绕包搭盖率和所述缓冲带搭盖数量对平滑金属护套、缓冲层与绝缘屏蔽层三者之间的电阻分布进行分析建立的；
根据所述待测电缆的缓冲层电阻和所述规格参数，计算所述待测电缆的缓冲层电阻率；
将所述待测电缆的缓冲层电阻率与预设电阻率阈值进行比较，得到所述待测电缆的缓冲层缺陷检测结果。
作为上述方案的改进，所述节点电压方程为：
Figure 365225DEST_PATH_IMAGE001
；
其中，
Figure 546808DEST_PATH_IMAGE002
为所述电缆等效电路模型的关联矩阵；
Figure DEST_PATH_IMAGE003
为所述电缆等效电路模型的支路导纳矩阵；
Figure 313644DEST_PATH_IMAGE004
为所述关联矩阵的转置矩阵；
Figure DEST_PATH_IMAGE005
为所述电缆等效电路模型的节点电压向量；
Figure 275784DEST_PATH_IMAGE006
为所述电缆等效电路模型的注入电流向量；n为缓冲带搭盖数量。
作为上述方案的改进，所述待测电缆的缓冲层电阻包括缓冲层表面电阻和缓冲带径向电阻；
所述出口电流方程为：
Figure DEST_PATH_IMAGE007
；
其中，
Figure 841895DEST_PATH_IMAGE008
为所述电缆等效电路模型中的第一节点的电压；
Figure DEST_PATH_IMAGE009
为所述缓冲带绕包搭盖率；
Figure 691033DEST_PATH_IMAGE010
为所述缓冲层表面电阻；
Figure DEST_PATH_IMAGE011
为所述第一电阻；
Figure 818651DEST_PATH_IMAGE012
为所述缓冲带径向电阻；
Figure DEST_PATH_IMAGE013
为所述电缆等效电路模型中的第四节点的电压；
Figure 271017DEST_PATH_IMAGE014
为所述出口电流；所述第一节点对应于所述缓冲层与所述电源距离最近的一端的外侧表面位置；所述第四节点对应于所述缓冲层上与所述电源距离最近的绕包覆盖部分的内侧表面位置。
作为上述方案的改进，所述规格参数还包括绝缘线芯平均外径、绝缘屏蔽层平均厚度和绝缘屏蔽层电阻率；
则所述第一电阻具体通过以下公式计算获得：
Figure DEST_PATH_IMAGE015
；
其中，
Figure 5931DEST_PATH_IMAGE011
为所述第一电阻；
Figure 975155DEST_PATH_IMAGE016
为所述绝缘屏蔽层电阻率；
Figure DEST_PATH_IMAGE017
为所述缓冲带绕包节距；
Figure 834526DEST_PATH_IMAGE018
为所述绝缘线芯平均外径；
Figure DEST_PATH_IMAGE019
为所述绝缘屏蔽层平均厚度；
Figure 443362DEST_PATH_IMAGE009
为所述缓冲带绕包搭盖率。
作为上述方案的改进，所述规格参数还包括绝缘线芯平均外径、绝缘屏蔽层平均厚度和绝缘屏蔽层电阻率；
则所述第二电阻具体通过以下公式计算获得：
Figure 662860DEST_PATH_IMAGE020
；
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE021
为所述第二电阻；
Figure 735858DEST_PATH_IMAGE016
为所述绝缘屏蔽层电阻率；
Figure 703814DEST_PATH_IMAGE022
为所述第二长度；
Figure 612995DEST_PATH_IMAGE018
为所述绝缘线芯平均外径；
Figure 324600DEST_PATH_IMAGE019
为所述绝缘屏蔽层平均厚度。
作为上述方案的改进，所述规格参数还包括缓冲带宽度、平滑金属护套平均内径和绝缘线芯平均外径；
所述待测电缆的缓冲层电阻包括缓冲层表面电阻；所述待测电缆的缓冲层电阻率包括缓冲层表面电阻率；
所述缓冲层表面电阻率的计算公式为：
Figure DEST_PATH_IMAGE023
；
其中，
Figure 517683DEST_PATH_IMAGE010
为所述缓冲层表面电阻；
Figure 971055DEST_PATH_IMAGE024
为所述缓冲层表面电阻率；
Figure DEST_PATH_IMAGE025
为所述缓冲带绕包搭盖率；
Figure 351221DEST_PATH_IMAGE026
为所述缓冲带绕包节距；
Figure DEST_PATH_IMAGE027
为所述缓冲带宽度；
Figure 679565DEST_PATH_IMAGE028
为平滑金属护套平均内径；
Figure 727155DEST_PATH_IMAGE018
为所述绝缘线芯平均外径。
作为上述方案的改进，所述规格参数还包括绝缘线芯平均外径和平滑金属护套平均内径；
所述待测电缆的缓冲层电阻包括缓冲带径向电阻；所述待测电缆的缓冲层电阻率包括缓冲层体积电阻率；
所述缓冲层体积电阻率的计算公式为：
Figure DEST_PATH_IMAGE029
；
其中，
Figure 223865DEST_PATH_IMAGE012
为所述缓冲带径向电阻；
Figure 921954DEST_PATH_IMAGE030
为所述缓冲层体积电阻率；
Figure 37678DEST_PATH_IMAGE025
为所述缓冲带绕包搭盖率；
Figure 877458DEST_PATH_IMAGE018
为所述绝缘线芯平均外径；
Figure 358117DEST_PATH_IMAGE028
为平滑金属护套平均内径；
Figure 729187DEST_PATH_IMAGE017
为所述缓冲带绕包节距。
本发明另一实施例提供一种平滑金属护套电缆的缓冲层缺陷检测装置，包括：
获取模块，用于获取待测电缆的规格参数；其中，所述待测电缆包括绝缘线芯、绝缘屏蔽层、缓冲层和平滑金属护套；所述缓冲层由缓冲带绕包而成；所述规格参数包括缓冲带绕包搭盖率、缓冲带搭盖数量和缓冲带绕包节距；
测量模块，用于将所述平滑金属护套的一端接地，在所述绝缘屏蔽层的一端施加电源，并分别测量所述电源的出口电流和所述绝缘屏蔽层的另一端的对地电压；
所述获取模块，还用于获取所述绝缘屏蔽层在第一长度上的第一电阻和在第二长度上的第二电阻；其中，所述第一长度为绕包一圈缓冲带所对应长度，所述第二长度为所述绝缘屏蔽层的施加电源的一端与距离最近的所述缓冲层的一端之间的长度；
计算模块，用于根据所述第一电阻、所述第二电阻、所述出口电流和所述对地电压，对预先建立的电缆等效电路模型的节点电压方程和出口电流方程进行求解，得到所述待测电缆的缓冲层电阻；其中，所述电缆等效电路模型是基于节点分析法并根据所述缓冲带绕包搭盖率和所述缓冲带搭盖数量对平滑金属护套、缓冲层与绝缘屏蔽层三者之间的电阻分布进行分析建立的；
所述计算模块，还用于根据所述待测电缆的缓冲层电阻和所述规格参数，计算所述待测电缆的缓冲层电阻率；
比对模块，用于将所述待测电缆的缓冲层电阻率与预设电阻率阈值进行比较，得到所述待测电缆的缓冲层缺陷检测结果。
本发明另一实施例提供一种平滑金属护套电缆的缓冲层缺陷检测装置，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任意一项所述的平滑金属护套电缆的缓冲层缺陷检测方法。
本发明另一实施例提供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如上任意一项所述的平滑金属护套电缆的缓冲层缺陷检测方法。
与现有技术相比，本发明实施例提供的平滑金属护套电缆的缓冲层缺陷检测方法、装置及介质，通过基于节点分析法并根据所述缓冲带绕包搭盖率和所述缓冲带搭盖数量，对平滑金属护套、缓冲层与绝缘屏蔽层三者之间的电阻分布进行分析，预先建立电缆等效电路模型，再将平滑金属护套的一端接地，在绝缘屏蔽层的一端施加电源，并分别测量电源的出口电流和绝缘屏蔽层的另一端的对地电压，接着获取绝缘屏蔽层在第一长度上的第一电阻和在第二长度上的第二电阻，并根据第一电阻、第二电阻、出口电流和对地电压，对预先建立的电缆等效电路模型的节点电压方程和出口电流方程进行求解，得到待测电缆的缓冲层电阻，然后根据待测电缆的缓冲层电阻和规格参数，计算得到待测电缆的缓冲层电阻率，并将待测电缆的缓冲层电阻率与预设电阻率阈值进行比较，能够准确地对平滑金属护套电力电缆进行缓冲层电阻率缺陷检测，从而提升高压电力电缆入网质量管控水平，并且，避免了缺陷检测过程对电缆结构造成破坏，使得检测后的电缆能够继续使用，降低了生产成本。
附图说明
图1是本发明一实施例提供的一种平滑金属护套电缆的缓冲层缺陷检测方法的流程示意图；
图2是本发明一实施例提供的一种平滑金属护套电缆的结构示意图；
图3是本发明一实施例提供的一种平滑金属护套电缆的缓冲带电阻模型的结构示意图；
图4是本发明一实施例提供的一种平滑金属护套电缆上绕包一圈缓冲带的电阻模型的结构示意图；
图5是本发明一实施例提供的一种平滑金属护套电缆上绕包一层缓冲带的电阻模型的结构示意图；
图6是本发明一实施例提供的一种平滑金属护套电缆的缓冲层缺陷检测方法中的测量接线示意图；
图7本发明一实施例提供的一种平滑金属护套电缆上绕包一圈缓冲带的结构示意图；
图8是本发明一实施例提供的一种平滑金属护套电缆上以50%搭盖率绕包一层缓冲带的电阻模型的结构示意图；
图9是本发明一实施例提供的一种平滑金属护套电缆的缓冲层缺陷检测装置的结构示意图；
图10是本发明另一实施例提供的一种平滑金属护套电缆的缓冲层缺陷检测装置的结构示意图。
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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
本发明实施例提供一种平滑金属护套电缆的缓冲层缺陷检测方法，包括：
S11、获取待测电缆的规格参数；其中，所述待测电缆包括绝缘线芯、绝缘屏蔽层、缓冲层和平滑金属护套；所述缓冲层由缓冲带绕包而成；所述规格参数包括缓冲带绕包搭盖率、缓冲带搭盖数量和缓冲带绕包节距；
S12、将所述平滑金属护套的一端接地，在所述绝缘屏蔽层的一端施加电源，并分别测量所述电源的出口电流和所述绝缘屏蔽层的另一端的对地电压；
S13、获取所述绝缘屏蔽层在第一长度上的第一电阻和在第二长度上的第二电阻；其中，所述第一长度为绕包一圈缓冲带所对应长度，所述第二长度为所述绝缘屏蔽层的施加电源的一端与距离最近的所述缓冲层的一端之间的长度；
S14、根据所述第一电阻、所述第二电阻、所述出口电流和所述对地电压，对预先建立的电缆等效电路模型的节点电压方程和出口电流方程进行求解，得到所述待测电缆的缓冲层电阻；其中，所述电缆等效电路模型是基于节点分析法并根据所述缓冲带绕包搭盖率和所述缓冲带搭盖数量对平滑金属护套、缓冲层与绝缘屏蔽层三者之间的电阻分布进行分析建立的；
S15、根据所述待测电缆的缓冲层电阻和所述规格参数，计算所述待测电缆的缓冲层电阻率；
S16、将所述待测电缆的缓冲层电阻率与预设电阻率阈值进行比较，得到所述待测电缆的缓冲层缺陷检测结果。
具体地，参见图2，本发明实施例所述的待测电缆包括电芯（导体）10、导体屏蔽层20、绝缘层30、绝缘屏蔽层40、缓冲层50和平滑金属护套60，其中，所述缓冲层50是由缓冲带重叠绕包而成。在具体实施时，所述待测电缆的规格参数可以是依据出厂试验报告获得，或是对电缆进行实际测量获得。
需要说明的是，在本实施例中，首先需要对平滑金属护套电缆的平滑金属护套、缓冲层与绝缘屏蔽层三者之间的电阻分布建立等效电阻电路模型，以得到电缆等效电路模型。如图3所示，可以建立沿电缆绕包一圈的缓冲带电阻模型，其中，电缆轴向方向上，R S 为缓冲层表面电阻，数值依赖于缓冲带尺寸以及表面电阻率；电缆径向方向上，R H 为缓冲带径向电阻，数值依赖于缓冲带尺寸以及体积电阻率。记缓冲带绕包搭盖率为w，则当w≤50%时，参与搭盖的一圈缓冲带电阻模型如图4所示。记与绕包一圈缓冲带所对应长度的绝缘屏蔽层电阻为R P 。在平滑金属护套内绕包一层缓冲带时，平滑金属护套、缓冲层与绝缘屏蔽层之间的电路模型如图5所示。图5中AB两点对应于电缆两端绝缘屏蔽终点位置，C位于平滑金属护套，R1=wRP，R2=（1-2w）RP，R3=wRS，R4=（1-2w）RS，R5=2RH/w，R6=2RH/（1-2w）。由数学归纳法可知，若将缓冲带搭盖数量记为n，则图5电路中共有2n+3个节点。当电缆全长为d cable 时，记d l 为绕包节距，有
Figure DEST_PATH_IMAGE031
或
Figure 383022DEST_PATH_IMAGE032
。示例性地，所述电缆等效电路模型包括2n+1个平滑金属护套支路、n个参与搭盖的一圈缓冲带电阻模型，以及由n+1个wRP和n个（1-2w）RP交替串联而成的绝缘屏蔽层支路；其中，2n+1个平滑金属护套支路依次串联，所述一圈缓冲带电阻模型包括4个2RH/w、2个2RH/（1-2w）、4个wRS和2个（1-2w）RS，第一个wRS、第一个（1-2w）RS和第二个wRS依次串联，第三个wRS、第二个（1-2w）RS和第四个wRS依次串联，第一个wRS和第三个wRS的两端分别通过一个2RH/w连接，第二个wRS和第四个wRS的两端分别通过一个2RH/w连接，第一个（1-2w）RS和第二个（1-2w）RS的两端分别通过一个2RH/（1-2w）连接；第1个所述一圈缓冲带电阻模型的第一个wRS与第1个wRP并联，第1个所述一圈缓冲带电阻模型的第二个wRS与第2个wRP并联，第i个所述一圈缓冲带电阻模型的第一个（1-2w）RS的与第i个（1-2w）RP并联，第i个所述一圈缓冲带电阻模型的第二个wRS与第i+1个wRP并联，第i个所述一圈缓冲带电阻模型的第一个wRS与第i-1个所述一圈缓冲带电阻模型的第四个wRS并联，第1个所述一圈缓冲带电阻模型的第三个wRS的与所述第1个平滑金属护套支路并联，第1个所述一圈缓冲带电阻模型的第二个（1-2w）RS的与所述第2个平滑金属护套支路并联，第i个所述一圈缓冲带电阻模型的第三个wRS的与所述第2i-1个平滑金属护套支路并联，第i个所述一圈缓冲带电阻模型的第二个（1-2w）RS的与所述第2i个平滑金属护套支路并联，第n个所述一圈缓冲带电阻模型的第四个wRS与所述第2n+1个平滑金属护套支路并联；i=2,3,……,n。由于平滑金属护套电阻对缓冲层缺陷检测的影响较小，平滑金属护套电阻可忽略，因此，在所述电缆等效电路模型中，所述平滑金属护套支路为导线。在A、B、C三点中，任意一点作为地电位，其余任意一点加入电压源或电流源，另外两点测量对地电压或电流，由电路原理可知，当第一电阻R P ，缓冲带搭盖率w已知时，可以求解两个未知量R S ，R H 。例如选择C为接地点，A点外施激励为电压源，同时测量电压源流出电流，测量B、C对地电压，则使用节点电压法计算电路，电路共有2n+3个节点，去掉1个接地非独立节点，剩余2n+2个独立节点，可以列写2n+2个节点电压方程，其中电流注入向量仅在A点存在非零元素。再依据基尔霍夫电流定律补充电压源出口处电流表读数对应的方程。独立节点中有B点电压已知，有2n+1个节点电压未知量，导纳矩阵包含两个未知量，因此共计2n+3个方程，2n+3个未知量，可以列出非线性方程求解得到R S ，R H 两个未知量数值。同理可知，当缓冲带采用多层绕包形式时，节点数量发生变化，但电阻未知量数目始终与可测量得到的节点电压数目相同，因此可列写相应的电路方程求解得到上述两个电阻数值。在本实施例中，节点选取和编号方式为现有技术，可以根据实际需要进行选择，在此不作限定。需要说明的是，在本实施例中，由于以下因素对缓冲层缺陷检测的影响较小，可以忽略：缓冲带绕包的倾斜部分对电阻的影响、绝缘线芯圆心与平滑金属护套圆心位置的差异、缓冲层两面表面电阻率的差异、平滑金属护套电阻与缓冲层表面电阻、体积电阻以及绝缘屏蔽电阻相比、平滑金属护套缩径工艺对每层缓冲层厚度的影响的区别。
具体地，如图6所示，在步骤S12中，在所述待测电缆的绝缘屏蔽层的两端以及平滑金属护套的其中一端处分别绕包导体网带，绝缘屏蔽层上的其中一处导体网带绕包位置距离缓冲带绕包结束点较近，该绕包位置距离缓冲层绕包结束点距离为l t ，l t 对应的部分即为所述绝缘屏蔽层的施加电源的一端与距离最近的所述缓冲层的一端之间的部分，l t 对应的部分的电阻即为第二电阻，绝缘屏蔽层上的另外一处导体网带绕包位置与缓冲层绕包起始点较近，保持绕包位置与缓冲层绕包结束点距离为0，将平滑金属护套处的导体网带接地，在距离缓冲层绕包结束点为l t 的绝缘屏蔽层上的导体网带施加直流稳压电源，并且，在电源的正极端与缓冲层的与所述绝缘屏蔽层上的导体网带之间连接电流表，以测量所述电源的出口电流，所述绝缘屏蔽层的与所述接地端异侧的一端通过电压表接地，以测量第一对地电压，所述缓冲层的另外一处导体网带通过电压表接地，以测量对地电压，测量过程需等待电流与电压示数分别稳定后读数。选择绝缘屏蔽层上的导体网带接地，对平滑金属护套施加电压的接线方式原理上同样可行，且无需在测量过程中等待电流电压示数稳定，速度更快。这是因为从绝缘屏蔽处施加电压时，由于电缆绝缘的电容作用，会存在一个对电缆电容的充电过程，需要时间。但实际应用中，例如在电缆生产过程中开展检测，平滑金属护套已安装完成，但外护套尚未安装时，对平滑金属护套施加电压可能造成现场裸露的带电区域很大，极易威胁周围人身安全。选择当前的接线方式时，电缆长度范围内电压已被平滑金属护套屏蔽，仅需要注意电缆两端处安全事项即可。请参见图7，l为缓冲带宽度，dl为缓冲带绕包节距，w为缓冲带绕包搭盖率，l所对应的部分即为绕包一圈缓冲带的部分，所述第一电阻具体为d l /(1-w)长度对应部分的电阻，wl为绕包搭盖部分的宽度。
与现有技术相比，本发明实施例提供的平滑金属护套电缆的缓冲层缺陷检测方法，通过基于节点分析法并根据所述缓冲带绕包搭盖率和所述缓冲带搭盖数量，对平滑金属护套、缓冲层与绝缘屏蔽层三者之间的电阻分布进行分析，预先建立电缆等效电路模型，再将平滑金属护套的一端接地，在绝缘屏蔽层的一端施加电源，并分别测量电源的出口电流和绝缘屏蔽层的另一端的对地电压，接着获取绝缘屏蔽层在第一长度上的第一电阻和在第二长度上的第二电阻，并根据第一电阻、第二电阻、出口电流和对地电压，对预先建立的电缆等效电路模型的节点电压方程和出口电流方程进行求解，得到待测电缆的缓冲层电阻，然后根据待测电缆的缓冲层电阻和规格参数，计算得到待测电缆的缓冲层电阻率，并将待测电缆的缓冲层电阻率与预设电阻率阈值进行比较，能够准确地对平滑金属护套电力电缆进行缓冲层电阻率缺陷检测，从而提升高压电力电缆入网质量管控水平，并且，避免了缺陷检测过程对电缆结构造成破坏，使得检测后的电缆能够继续使用，降低了生产成本。
作为其中一个可选的实施例，所述节点电压方程为：
Figure 342888DEST_PATH_IMAGE001
；
其中，
Figure 994449DEST_PATH_IMAGE002
为所述电缆等效电路模型的关联矩阵；
Figure 85771DEST_PATH_IMAGE003
为所述电缆等效电路模型的支路导纳矩阵；
Figure 480980DEST_PATH_IMAGE004
为所述关联矩阵的转置矩阵；
Figure 295352DEST_PATH_IMAGE005
为所述电缆等效电路模型的节点电压向量；
Figure 180132DEST_PATH_IMAGE006
为所述电缆等效电路模型的注入电流向量；n为缓冲带搭盖数量。
作为其中一个可选的实施例，所述待测电缆的缓冲层电阻包括缓冲层表面电阻和缓冲带径向电阻；
所述出口电流方程为：
Figure 447165DEST_PATH_IMAGE007
；
其中，
Figure 459115DEST_PATH_IMAGE008
为所述电缆等效电路模型中的第一节点的电压；
Figure 127993DEST_PATH_IMAGE009
为所述缓冲带绕包搭盖率；
Figure 183674DEST_PATH_IMAGE010
为所述缓冲层表面电阻；
Figure 938003DEST_PATH_IMAGE011
为所述第一电阻；
Figure 255109DEST_PATH_IMAGE012
为所述缓冲带径向电阻；
Figure 778494DEST_PATH_IMAGE013
为所述电缆等效电路模型中的第四节点的电压；
Figure 942759DEST_PATH_IMAGE014
为所述出口电流；所述第一节点对应于所述缓冲层与所述电源距离最近的一端的外侧表面位置；所述第四节点对应于所述缓冲层上与所述电源距离最近的绕包覆盖部分的内侧表面位置。
一般地，缓冲带搭盖率选择为50%，此时可对电缆等效电路模型进行一定的简化，仍以绕包一层缓冲带情况为例，待求解电路如图8所示。在A点施加U S 电压源，并记录其流出电流I A ，由于电压源接入位置与缓冲层绕包端口存在间距l t ，此部分绝缘屏蔽处的电阻记为第二电阻R t ，可以计算得出。R7=0.5RP，R8=0.5RS，R9=4RH。由于剔除了缓冲层中间未搭盖的部分，电路共有n+3个节点，对节点以及支路进行编号之后，例如图8中的节点编号方法，可列写关联矩阵A，支路导纳矩阵Y b 为一个对角阵，对角线元素为各个支路上的导纳情况，显然，支路导纳矩阵Y b 内各个元素为R t ，R S ，R H 倒数的线性组合形式。对C、D两点进行电压测量，可知第n+2点处电压。因此根据上述节点电压方程，可列写n+2个节点的电压方程。显然I s 向量在第一节点位置处有值U S /R t ，其余元素为0；U n 中包含n+1个未知量，Y b 中包含2个未知量。则，共计n+3个未知量，n+2个方程。此时需要补充电压源出口电流表的方程，由基尔霍夫电流定律可推导得到所述出口电流方程。因此根据上述节点电压方程和上述出口电流方程可构成n+3个未知量，n+3个方程，采用非线性方程求解方法进行求解，即可计算得到支路导纳矩阵内的各个元素，从而得到R S 和R H 。
作为其中一个可选的实施例，所述规格参数还包括绝缘线芯平均外径、绝缘屏蔽层平均厚度和绝缘屏蔽层电阻率；
则所述第一电阻具体通过以下公式计算获得：
Figure DEST_PATH_IMAGE033
；
其中，
Figure 246701DEST_PATH_IMAGE034
为所述第一电阻；
Figure DEST_PATH_IMAGE035
为所述绝缘屏蔽层电阻率；
Figure 662770DEST_PATH_IMAGE017
为所述缓冲带绕包节距；
Figure 40662DEST_PATH_IMAGE036
为所述绝缘线芯平均外径；
Figure 952992DEST_PATH_IMAGE019
为所述绝缘屏蔽层平均厚度；
Figure 282912DEST_PATH_IMAGE009
为所述缓冲带绕包搭盖率。
作为其中一个可选的实施例，所述规格参数还包括绝缘线芯平均外径、绝缘屏蔽层平均厚度和绝缘屏蔽层电阻率；
则所述第二电阻具体通过以下公式计算获得：
Figure DEST_PATH_IMAGE037
；
其中，
Figure 689622DEST_PATH_IMAGE021
为所述第二电阻；
Figure 922020DEST_PATH_IMAGE016
为所述绝缘屏蔽层电阻率；
Figure 8181DEST_PATH_IMAGE022
为所述第二长度；
Figure 958820DEST_PATH_IMAGE018
为所述绝缘线芯平均外径；
Figure 841325DEST_PATH_IMAGE019
为所述绝缘屏蔽层平均厚度。
作为其中一个可选的实施例，所述待测电缆的缓冲层电阻包括缓冲层表面电阻；所述待测电缆的缓冲层电阻率包括缓冲层表面电阻率；所述预设电阻率阈值包括缓冲层表面电阻率阈值。
需要说明的是，所述缓冲层表面电阻率阈值可以是根据国家标准和实际需求进行设定，在此不作限定。可选的，所述缓冲层表面电阻率阈值为1500Ω。
则，所述将所述待测电缆的缓冲层电阻率与预设电阻率阈值进行比较，得到所述待测电缆的缓冲层缺陷检测结果，具体包括：
当所述待测电缆的缓冲层表面电阻率超过所述缓冲层表面电阻率阈值时，判定所述待测电缆的缓冲层缺陷检测结果为不合格。
具体地，所述规格参数还包括缓冲带宽度、平滑金属护套平均内径和绝缘线芯平均外径；
所述缓冲层表面电阻率的计算公式为：
Figure 256126DEST_PATH_IMAGE023
；
其中，
Figure 198674DEST_PATH_IMAGE010
为所述缓冲层表面电阻；
Figure 636609DEST_PATH_IMAGE024
为所述缓冲层表面电阻率；
Figure 135854DEST_PATH_IMAGE025
为所述缓冲带绕包搭盖率；
Figure 342845DEST_PATH_IMAGE026
为所述缓冲带绕包节距；
Figure 456294DEST_PATH_IMAGE027
为所述缓冲带宽度；
Figure 443842DEST_PATH_IMAGE028
为平滑金属护套平均内径；
Figure 668150DEST_PATH_IMAGE018
为所述绝缘线芯平均外径。
作为其中一个可选的实施例，所述待测电缆的缓冲层电阻包括缓冲带径向电阻；所述待测电缆的缓冲层电阻率包括缓冲层体积电阻率；所述预设电阻率阈值包括缓冲层体积电阻率阈值。
需要说明的是，所述缓冲层体积电阻率阈值可以是根据国家标准和实际需求进行设定，在此不作限定。可选的，所述缓冲层体积电阻率阈值为1000Ω·m。
则，所述将所述待测电缆的缓冲层电阻率与预设电阻率阈值进行比较，得到所述待测电缆的缓冲层缺陷检测结果，具体包括：
当所述待测电缆的缓冲层体积电阻率超过所述缓冲层体积电阻率阈值时，判定所述待测电缆的缓冲层缺陷检测结果为不合格。
具体地，所述规格参数还包括绝缘线芯平均外径和平滑金属护套平均内径；
所述待测电缆的缓冲层电阻包括缓冲带径向电阻；所述待测电缆的缓冲层电阻率包括缓冲层体积电阻率；
所述缓冲层体积电阻率的计算公式为：
Figure 995226DEST_PATH_IMAGE029
；
其中，
Figure 325582DEST_PATH_IMAGE012
为所述缓冲带径向电阻；
Figure 613475DEST_PATH_IMAGE030
为所述缓冲层体积电阻率；
Figure 893671DEST_PATH_IMAGE025
为所述缓冲带绕包搭盖率；
Figure 75254DEST_PATH_IMAGE018
为所述绝缘线芯平均外径；
Figure 530506DEST_PATH_IMAGE028
为平滑金属护套平均内径；
Figure 304032DEST_PATH_IMAGE017
为所述缓冲带绕包节距。
需要说明的是，对于一圈电缆绕包缓冲带，其外观如图7所示，图中虚线为压接部分，l为缓冲带宽度，则可知倾斜角度
Figure 870142DEST_PATH_IMAGE038
。记绝缘线芯平均外径为d P ，平滑金属护套平均内径为d A ，则电缆内缓冲层平均厚度为(d A -d P )/2，根据表面电阻以及体积电阻的定义有如下结果：
Figure DEST_PATH_IMAGE039
Figure 234128DEST_PATH_IMAGE040
从而，可根据上式推导得到缓冲层表面电阻率r S ，缓冲层体积电阻率r H 的计算公式。
根据上述方法，通过对于某一以50%搭盖率绕包有单层缓冲带的平滑金属护套电缆进行缓冲层缺陷检测来说明本发明的效果：
第0步，查阅检测报告，得到绝缘线芯平均外径为d P ，平滑金属护套平均内径为d A ，缓冲带绕包搭盖率w，缓冲带绕包节距d l ，绝缘屏蔽平均厚度t s ，绝缘屏蔽电阻率r p ，电缆长度d cable ，计算得到第一电阻（也即d l /(1-w)长度时绝缘屏蔽电阻）
Figure DEST_PATH_IMAGE041
,缓冲带搭盖数量
Figure 673330DEST_PATH_IMAGE042
或
Figure 857187DEST_PATH_IMAGE032
，如表1所示，并进入第1步；
表1第0步收集的数据
变量 绝缘线芯平均外径dp（m） 平滑金属护套平均内径dA（m） 搭盖率w（%） 绕包节距dl（m） 绝缘屏蔽层平均厚度ts（m）
数值 0.118 0.124 50 0.08 0.0013
变量 绝缘屏蔽电阻率rp（Ω·m） 电缆长度dcable（m） 第一电阻Rp（Ω） 缓冲带搭盖数量n
数值 0.08 50 26.85 625
第1步，分别将待测电缆两端防水封堵拆除，分别在电缆两端拆除短段平滑金属护套以及缓冲层，露出绝缘屏蔽层，进入第2步；
第2步，在电缆两端绝缘屏蔽处，以及其中一端平滑金属护套处分别绕包导体网带，其中一处绝缘屏蔽距离缓冲带绕包结束点较近，绝缘屏蔽的绕包位置距离缓冲层绕包结束点距离为l t ，另外一处绕包位置与缓冲层绕包起始点较近，保持绕包位置与缓冲层绕包起始点距离为0，计算第二电阻
Figure DEST_PATH_IMAGE043
，如表2所示，进入第3步；
表2第1步收集的数据
变量 绕包位置距离缓冲层绕包起始点距离为lt（m） 绝缘屏蔽电阻Rt（Ω）
数值 0.08 13.43
第3步，将平滑金属护套处的导体网带接地，在距离缓冲层绕包结束点为l t 的绝缘屏蔽处导体网带施加直流稳压电源并测量出口电流I A ，另外一侧绝缘屏蔽处导体网带测量对地电压，进入第4步；
表3第3步收集的数据
变量 电压源电压Us（V） 电压源出口电流IA（A） 另外一侧绝缘屏蔽处对地电压（V）
数值 100 5.6296 0
第4步，建立的电缆等效电路模型，列写电缆等效电路模型的节点电压方程和出口电流方程，根据所述第一电阻、所述第二电阻、所述出口电流和所述对地电压，采用非线性方程求解方法对节点电压方程和出口电流方程进行求解，计算得到R S ，R H 两个电阻数值，如表4所示，进入第5步；
其中，电路模型图及节点编号方式可如图8所示，因此可列写n+2 = 627个节点电压方程：
Figure 538573DEST_PATH_IMAGE001
；其中,U n 为节点电压向量，I s 为注入电流向量。显然I s 向量在第1节点位置处有值U S /R t ，= 7.447，其余元素为0。U n 中包含n+1 = 626个未知量，一个已知量U627 =0。Y b 中包含2个未知量R S ，R H 。共计n+3 = 628个未知量，n+2 = 627个方程。此时需要补充电压源的出口电流方程，由基尔霍夫电流定律可知下式成立：
Figure 694748DEST_PATH_IMAGE044
。因此构成n+3 = 628个未知量，n+3 = 628个方程。采用非线性方程求解方法可以计算得到R S ，R H 的值。
表4第4步得到的数据
变量 内侧表面电阻RI（Ω） 缓冲层径向电阻RH（Ω）
数值 31.8448 10.7993
第5步，依据：
Figure 554119DEST_PATH_IMAGE023
Figure 162955DEST_PATH_IMAGE029
分别计算得到缓冲层表面电阻率r S，缓冲层体积电阻率r H，如表5所示，进入第6步；
表5第5步得到的数据
变量 缓冲层表面电阻率rS（Ω） 缓冲层体积电阻率rH（Ω·m）
数值 538.0112 218.9432
第6步，依据标准对两项电阻率结果进行判断。例如，目前JB/T 10259-2014 《电缆和光缆用阻水带》中要求缓冲层体积电阻率≤1000Ω·m为合格，表面电阻率≤1500Ω为合格。若两项电阻率其一出现超标情况认为电缆缓冲层质量不合格，否则认为合格，可见待测电缆的缓冲层表面电阻率与缓冲层体积电阻率均满足JB/T 10259-2014 《电缆和光缆用阻水带》中要求，因此认为缓冲层缺陷检测结果为合格。平滑金属套电缆缓冲层缺陷检测完毕。
参见图9，本发明另一实施例提供一种平滑金属护套电缆的缓冲层缺陷检测装置，包括：
获取模块21，用于获取待测电缆的规格参数；其中，所述待测电缆包括绝缘线芯、绝缘屏蔽层、缓冲层和平滑金属护套；所述缓冲层由缓冲带绕包而成；所述规格参数包括缓冲带绕包搭盖率、缓冲带搭盖数量和缓冲带绕包节距；
测量模块22，用于将所述平滑金属护套的一端接地，在所述绝缘屏蔽层的一端施加电源，并分别测量所述电源的出口电流和所述绝缘屏蔽层的另一端的对地电压；
所述获取模块21，还用于获取所述绝缘屏蔽层在第一长度上的第一电阻和在第二长度上的第二电阻；其中，所述第一长度为绕包一圈缓冲带所对应长度，所述第二长度为所述绝缘屏蔽层的施加电源的一端与距离最近的所述缓冲层的一端之间的长度；
计算模块23，用于根据所述第一电阻、所述第二电阻、所述出口电流和所述对地电压，对预先建立的电缆等效电路模型的节点电压方程和出口电流方程进行求解，得到所述待测电缆的缓冲层电阻；其中，所述电缆等效电路模型是基于节点分析法并根据所述缓冲带绕包搭盖率和所述缓冲带搭盖数量对平滑金属护套、缓冲层与绝缘屏蔽层三者之间的电阻分布进行分析建立的；
所述计算模块23，还用于根据所述待测电缆的缓冲层电阻和所述规格参数，计算所述待测电缆的缓冲层电阻率；
比对模块24，用于将所述待测电缆的缓冲层电阻率与预设电阻率阈值进行比较，得到所述待测电缆的缓冲层缺陷检测结果。
作为上述方案的改进，所述节点电压方程为：
Figure 883918DEST_PATH_IMAGE001
；
其中，
Figure 894599DEST_PATH_IMAGE002
为所述电缆等效电路模型的关联矩阵；
Figure 924872DEST_PATH_IMAGE003
为所述电缆等效电路模型的支路导纳矩阵；
Figure 21004DEST_PATH_IMAGE004
为所述关联矩阵的转置矩阵；
Figure 732608DEST_PATH_IMAGE005
为所述电缆等效电路模型的节点电压向量；
Figure 912310DEST_PATH_IMAGE006
为所述电缆等效电路模型的注入电流向量；n为缓冲带搭盖数量。
作为上述方案的改进，所述待测电缆的缓冲层电阻包括缓冲层表面电阻和缓冲带径向电阻；
所述出口电流方程为：
Figure 51167DEST_PATH_IMAGE007
；
其中，
Figure 696912DEST_PATH_IMAGE008
为所述电缆等效电路模型中的第一节点的电压；
Figure 212207DEST_PATH_IMAGE009
为所述缓冲带绕包搭盖率；
Figure 931902DEST_PATH_IMAGE010
为所述缓冲层表面电阻；
Figure 54710DEST_PATH_IMAGE011
为所述第一电阻；
Figure 125434DEST_PATH_IMAGE012
为所述缓冲带径向电阻；
Figure 241157DEST_PATH_IMAGE013
为所述电缆等效电路模型中的第四节点的电压；
Figure 80937DEST_PATH_IMAGE014
为所述出口电流；所述第一节点对应于所述缓冲层与所述电源距离最近的一端的外侧表面位置；所述第四节点对应于所述缓冲层上与所述电源距离最近的绕包覆盖部分的内侧表面位置。
作为上述方案的改进，所述规格参数还包括绝缘线芯平均外径、绝缘屏蔽层平均厚度和绝缘屏蔽层电阻率；
则所述第一电阻具体通过以下公式计算获得：
Figure 873182DEST_PATH_IMAGE015
；
其中，
Figure 431202DEST_PATH_IMAGE011
为所述第一电阻；
Figure 22720DEST_PATH_IMAGE016
为所述绝缘屏蔽层电阻率；
Figure 779324DEST_PATH_IMAGE017
为所述缓冲带绕包节距；
Figure 696464DEST_PATH_IMAGE018
为所述绝缘线芯平均外径；
Figure 42913DEST_PATH_IMAGE019
为所述绝缘屏蔽层平均厚度；
Figure 500439DEST_PATH_IMAGE009
为所述缓冲带绕包搭盖率。
作为上述方案的改进，所述规格参数还包括绝缘线芯平均外径、绝缘屏蔽层平均厚度和绝缘屏蔽层电阻率；
则所述第二电阻具体通过以下公式计算获得：
Figure 626396DEST_PATH_IMAGE020
；
其中，
Figure 448858DEST_PATH_IMAGE021
为所述第二电阻；
Figure 778208DEST_PATH_IMAGE016
为所述绝缘屏蔽层电阻率；
Figure 852475DEST_PATH_IMAGE022
为所述第二长度；
Figure 521353DEST_PATH_IMAGE018
为所述绝缘线芯平均外径；
Figure 817513DEST_PATH_IMAGE019
为所述绝缘屏蔽层平均厚度。
作为上述方案的改进，所述规格参数还包括缓冲带宽度、平滑金属护套平均内径和绝缘线芯平均外径；
所述待测电缆的缓冲层电阻包括缓冲层表面电阻；所述待测电缆的缓冲层电阻率包括缓冲层表面电阻率；
所述缓冲层表面电阻率的计算公式为：
Figure 571842DEST_PATH_IMAGE023
；
其中，
Figure 371171DEST_PATH_IMAGE010
为所述缓冲层表面电阻；
Figure 894556DEST_PATH_IMAGE024
为所述缓冲层表面电阻率；
Figure 340712DEST_PATH_IMAGE025
为所述缓冲带绕包搭盖率；
Figure 582337DEST_PATH_IMAGE026
为所述缓冲带绕包节距；
Figure 857461DEST_PATH_IMAGE027
为所述缓冲带宽度；
Figure 359986DEST_PATH_IMAGE028
为平滑金属护套平均内径；
Figure 6737DEST_PATH_IMAGE018
为所述绝缘线芯平均外径。
作为上述方案的改进，所述规格参数还包括绝缘线芯平均外径和平滑金属护套平均内径；
所述待测电缆的缓冲层电阻包括缓冲带径向电阻；所述待测电缆的缓冲层电阻率包括缓冲层体积电阻率；
所述缓冲层体积电阻率的计算公式为：
Figure 611025DEST_PATH_IMAGE029
；
其中，
Figure 689840DEST_PATH_IMAGE012
为所述缓冲带径向电阻；
Figure 187817DEST_PATH_IMAGE030
为所述缓冲层体积电阻率；
Figure 225043DEST_PATH_IMAGE025
为所述缓冲带绕包搭盖率；
Figure 286933DEST_PATH_IMAGE018
为所述绝缘线芯平均外径；
Figure 250997DEST_PATH_IMAGE028
为平滑金属护套平均内径；
Figure 665798DEST_PATH_IMAGE017
为所述缓冲带绕包节距。
参见图10，是本发明另一实施例提供的一种平滑金属护套电缆的缓冲层缺陷检测装置的结构示意图。
本发明实施例提供的一种平滑金属护套电缆的缓冲层缺陷检测装置，包括处理器310、存储器320以及存储在所述存储器320中且被配置为由所述处理器310执行的计算机程序，所述处理器310执行所述计算机程序时实现如上任一实施例所述的平滑金属护套电缆的缓冲层缺陷检测方法。
所述处理器310执行所述计算机程序时实现上述平滑金属护套电缆的缓冲层缺陷检测方法实施例中的步骤，例如图1所示的平滑金属护套电缆的缓冲层缺陷检测方法的所有步骤。或者，所述处理器310执行所述计算机程序时实现上述平滑金属护套电缆的缓冲层缺陷检测装置实施例中各模块/单元的功能，例如图9所示的平滑金属护套电缆的缓冲层缺陷检测装置的各模块的功能。
示例性的，所述计算机程序可以被分割成一个或多个模块，所述一个或者多个模块被存储在所述存储器320中，并由所述处理器310执行，以完成本发明。所述一个或多个模块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平滑金属护套电缆的缓冲层缺陷检测装置中的执行过程。例如，所述计算机程序可以被分割成获取模块、测量模块、计算模块和比对模块，各模块具体功能如下：获取模块，用于获取待测电缆的规格参数；其中，所述待测电缆包括绝缘线芯、绝缘屏蔽层、缓冲层和平滑金属护套；所述缓冲层由缓冲带绕包而成；所述规格参数包括缓冲带绕包搭盖率、缓冲带搭盖数量和缓冲带绕包节距；测量模块，用于将所述平滑金属护套的一端接地，在所述绝缘屏蔽层的一端施加电源，并分别测量所述电源的出口电流和所述绝缘屏蔽层的另一端的对地电压；所述获取模块，还用于获取所述绝缘屏蔽层在第一长度上的第一电阻和在第二长度上的第二电阻；其中，所述第一长度为绕包一圈缓冲带所对应长度，所述第二长度为所述绝缘屏蔽层的施加电源的一端与距离最近的所述缓冲层的一端之间的长度；计算模块，用于根据所述第一电阻、所述第二电阻、所述出口电流和所述对地电压，对预先建立的电缆等效电路模型的节点电压方程和出口电流方程进行求解，得到所述待测电缆的缓冲层电阻；其中，所述电缆等效电路模型是基于节点分析法并根据所述缓冲带绕包搭盖率和所述缓冲带搭盖数量对平滑金属护套、缓冲层与绝缘屏蔽层三者之间的电阻分布进行分析建立的；所述计算模块，还用于根据所述待测电缆的缓冲层电阻和所述规格参数，计算所述待测电缆的缓冲层电阻率；比对模块，用于将所述待测电缆的缓冲层电阻率与预设电阻率阈值进行比较，得到所述待测电缆的缓冲层缺陷检测结果。
所述平滑金属护套电缆的缓冲层缺陷检测装置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。所述平滑金属护套电缆的缓冲层缺陷检测装置可包括，但不仅限于，处理器310、存储器320。本领域技术人员可以理解，所述示意图仅仅是平滑金属护套电缆的缓冲层缺陷检测装置的示例，并不构成对平滑金属护套电缆的缓冲层缺陷检测装置的限定，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，例如所述平滑金属护套电缆的缓冲层缺陷检测装置还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
所称处理器310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该处理器也可以是任何常规的处理器等，所述处理器310是所述平滑金属护套电缆的缓冲层缺陷检测装置的控制中心，利用各种接口和线路连接整个平滑金属护套电缆的缓冲层缺陷检测装置的各个部分。
所述存储器320可用于存储所述计算机程序和/或模块，所述处理器310通过运行或执行存储在所述存储器320内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器320内的数据，实现所述平滑金属护套电缆的缓冲层缺陷检测装置的各种功能。所述存储器320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平滑金属护套电缆的缓冲层缺陷检测装置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，所述平滑金属护套电缆的缓冲层缺陷检测装置集成的模块/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 (10)

1.一种平滑金属护套电缆的缓冲层缺陷检测方法，其特征在于，包括：
获取待测电缆的规格参数；其中，所述待测电缆包括绝缘线芯、绝缘屏蔽层、缓冲层和平滑金属护套；所述缓冲层由缓冲带绕包而成；所述规格参数包括缓冲带绕包搭盖率、缓冲带搭盖数量和缓冲带绕包节距；
将所述平滑金属护套的一端接地，在所述绝缘屏蔽层的一端施加电源，并分别测量所述电源的出口电流和所述绝缘屏蔽层的另一端的对地电压；
获取所述绝缘屏蔽层在第一长度上的第一电阻和在第二长度上的第二电阻；其中，所述第一长度为绕包一圈缓冲带所对应长度，所述第二长度为所述绝缘屏蔽层的施加电源的一端与距离最近的所述缓冲层的一端之间的长度；
根据所述第一电阻、所述第二电阻、所述出口电流和所述对地电压，对预先建立的电缆等效电路模型的节点电压方程和出口电流方程进行求解，得到所述待测电缆的缓冲层电阻；其中，所述电缆等效电路模型是基于节点分析法并根据所述缓冲带绕包搭盖率和所述缓冲带搭盖数量对平滑金属护套、缓冲层与绝缘屏蔽层三者之间的电阻分布进行分析建立的；
根据所述待测电缆的缓冲层电阻和所述规格参数，计算所述待测电缆的缓冲层电阻率；
将所述待测电缆的缓冲层电阻率与预设电阻率阈值进行比较，得到所述待测电缆的缓冲层缺陷检测结果。
2.如权利要求1所述的平滑金属护套电缆的缓冲层缺陷检测方法，其特征在于，所述节点电压方程为：
Figure 654861DEST_PATH_IMAGE001
；
其中，
Figure 538634DEST_PATH_IMAGE002
为所述电缆等效电路模型的关联矩阵；
Figure 592041DEST_PATH_IMAGE003
为所述电缆等效电路模型的支路导纳矩阵；
Figure 431821DEST_PATH_IMAGE004
为所述关联矩阵的转置矩阵；
Figure 974798DEST_PATH_IMAGE005
为所述电缆等效电路模型的节点电压向量；
Figure 267239DEST_PATH_IMAGE006
为所述电缆等效电路模型的注入电流向量；n为缓冲带搭盖数量。
3.如权利要求1或2所述的平滑金属护套电缆的缓冲层缺陷检测方法，其特征在于，所述待测电缆的缓冲层电阻包括缓冲层表面电阻和缓冲带径向电阻；
所述出口电流方程为：
Figure 124336DEST_PATH_IMAGE007
；
其中，
Figure 130207DEST_PATH_IMAGE008
为所述电缆等效电路模型中的第一节点的电压；
Figure 781768DEST_PATH_IMAGE009
为所述缓冲带绕包搭盖率；
Figure 827085DEST_PATH_IMAGE010
为所述缓冲层表面电阻；
Figure 284611DEST_PATH_IMAGE011
为所述第一电阻；
Figure 833404DEST_PATH_IMAGE012
为所述缓冲带径向电阻；
Figure 921446DEST_PATH_IMAGE013
为所述电缆等效电路模型中的第四节点的电压；
Figure 1528DEST_PATH_IMAGE014
为所述出口电流；所述第一节点对应于所述缓冲层与所述电源距离最近的一端的外侧表面位置；所述第四节点对应于所述缓冲层上与所述电源距离最近的绕包覆盖部分的内侧表面位置。
4.如权利要求1所述的平滑金属护套电缆的缓冲层缺陷检测方法，其特征在于，所述规格参数还包括绝缘线芯平均外径、绝缘屏蔽层平均厚度和绝缘屏蔽层电阻率；
则所述第一电阻具体通过以下公式计算获得：
Figure 934849DEST_PATH_IMAGE015
；
其中，
Figure 603728DEST_PATH_IMAGE011
为所述第一电阻；
Figure 924988DEST_PATH_IMAGE016
为所述绝缘屏蔽层电阻率；
Figure 413738DEST_PATH_IMAGE017
为所述缓冲带绕包节距；
Figure 416329DEST_PATH_IMAGE018
为所述绝缘线芯平均外径；
Figure 242510DEST_PATH_IMAGE019
为所述绝缘屏蔽层平均厚度；
Figure 406775DEST_PATH_IMAGE009
为所述缓冲带绕包搭盖率。
5.如权利要求1所述的平滑金属护套电缆的缓冲层缺陷检测方法，其特征在于，所述规格参数还包括绝缘线芯平均外径、绝缘屏蔽层平均厚度和绝缘屏蔽层电阻率；
则所述第二电阻具体通过以下公式计算获得：
Figure 648400DEST_PATH_IMAGE020
；
其中，
Figure 189103DEST_PATH_IMAGE021
为所述第二电阻；
Figure 629312DEST_PATH_IMAGE016
为所述绝缘屏蔽层电阻率；
Figure 230057DEST_PATH_IMAGE022
为所述第二长度；
Figure 693400DEST_PATH_IMAGE018
为所述绝缘线芯平均外径；
Figure 850843DEST_PATH_IMAGE019
为所述绝缘屏蔽层平均厚度。
6.如权利要求1所述的平滑金属护套电缆的缓冲层缺陷检测方法，其特征在于，所述规格参数还包括缓冲带宽度、平滑金属护套平均内径和绝缘线芯平均外径；
所述待测电缆的缓冲层电阻包括缓冲层表面电阻；所述待测电缆的缓冲层电阻率包括缓冲层表面电阻率；
所述缓冲层表面电阻率的计算公式为：
Figure 348820DEST_PATH_IMAGE023
；
其中，
Figure 854888DEST_PATH_IMAGE010
为所述缓冲层表面电阻；
Figure 133422DEST_PATH_IMAGE024
为所述缓冲层表面电阻率；
Figure 15928DEST_PATH_IMAGE009
为所述缓冲带绕包搭盖率；
Figure 368412DEST_PATH_IMAGE025
为所述缓冲带绕包节距；
Figure 356965DEST_PATH_IMAGE026
为所述缓冲带宽度；
Figure 794900DEST_PATH_IMAGE027
为平滑金属护套平均内径；
Figure 481096DEST_PATH_IMAGE018
为所述绝缘线芯平均外径。
7.如权利要求1所述的平滑金属护套电缆的缓冲层缺陷检测方法，其特征在于，所述规格参数还包括绝缘线芯平均外径和平滑金属护套平均内径；
所述待测电缆的缓冲层电阻包括缓冲带径向电阻；所述待测电缆的缓冲层电阻率包括缓冲层体积电阻率；
所述缓冲层体积电阻率的计算公式为：
Figure 750403DEST_PATH_IMAGE028
；
其中，
Figure 863853DEST_PATH_IMAGE012
为所述缓冲带径向电阻；
Figure 789084DEST_PATH_IMAGE029
为所述缓冲层体积电阻率；
Figure 13391DEST_PATH_IMAGE009
为所述缓冲带绕包搭盖率；
Figure 153517DEST_PATH_IMAGE018
为所述绝缘线芯平均外径；
Figure 437868DEST_PATH_IMAGE027
为平滑金属护套平均内径；
Figure 584815DEST_PATH_IMAGE017
为所述缓冲带绕包节距。
8.一种平滑金属护套电缆的缓冲层缺陷检测装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取待测电缆的规格参数；其中，所述待测电缆包括绝缘线芯、绝缘屏蔽层、缓冲层和平滑金属护套；所述缓冲层由缓冲带绕包而成；所述规格参数包括缓冲带绕包搭盖率、缓冲带搭盖数量和缓冲带绕包节距；
测量模块，用于将所述平滑金属护套的一端接地，在所述绝缘屏蔽层的一端施加电源，并分别测量所述电源的出口电流和所述绝缘屏蔽层的另一端的对地电压；
所述获取模块，还用于获取所述绝缘屏蔽层在第一长度上的第一电阻和在第二长度上的第二电阻；其中，所述第一长度为绕包一圈缓冲带所对应长度，所述第二长度为所述绝缘屏蔽层的施加电源的一端与距离最近的所述缓冲层的一端之间的长度；
计算模块，用于根据所述第一电阻、所述第二电阻、所述出口电流和所述对地电压，对预先建立的电缆等效电路模型的节点电压方程和出口电流方程进行求解，得到所述待测电缆的缓冲层电阻；其中，所述电缆等效电路模型是基于节点分析法并根据所述缓冲带绕包搭盖率和所述缓冲带搭盖数量对平滑金属护套、缓冲层与绝缘屏蔽层三者之间的电阻分布进行分析建立的；
所述计算模块，还用于根据所述待测电缆的缓冲层电阻和所述规格参数，计算所述待测电缆的缓冲层电阻率；
比对模块，用于将所述待测电缆的缓冲层电阻率与预设电阻率阈值进行比较，得到所述待测电缆的缓冲层缺陷检测结果。
9.一种平滑金属护套电缆的缓冲层缺陷检测装置，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中任意一项所述的平滑金属护套电缆的缓冲层缺陷检测方法。
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中任意一项所述的平滑金属护套电缆的缓冲层缺陷检测方法。
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