CN115356373A - 基于热源激励的高压电缆缓冲层烧蚀缺陷检测方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电工检测技术领域，公开了基于热源激励的高压电缆缓冲层烧蚀缺陷检测方法及装置。本发明通过调制信号仪调节外部热源施加在目标高压电缆外护套的热流强度，使热流强度呈正弦规律变化，并通过红外热成像仪检测目标高压电缆外护套在外部热源激励作用下产生的热波，进而对红外热成像仪检测到的热红外图像进行分析处理以得到目标高压电缆外护套上每一单位点的反射热波幅值，根据反射热波幅值的变化程度和/或大小确定烧蚀缺陷位置。本发明通过外部激励源放大电缆缓冲层烧蚀缺陷对应的外护套局部温升，以与周围无缺陷位置形成明显对比，能够有效提高烧蚀缺陷检测的精度和效率。

Description

基于热源激励的高压电缆缓冲层烧蚀缺陷检测方法及装置

技术领域

本发明涉及电工检测技术领域，尤其涉及基于热源激励的高压电缆缓冲层烧蚀缺陷检测方法及装置。

背景技术

高压电缆被广泛应用于城市电网、水电送出、海底送电和资源环境保护等，是新型电力系统的关键设备。高压电缆通常敷设于地底，易受市政工程等外力破坏，引起水分侵入。为防止电缆绝缘受潮产生水树枝，常用半导电缓冲阻水带作为纵向阻水的结构(即缓冲层)，阻水带中填充以聚丙烯酸钠为基底的阻水粉。

高压电缆缓冲层烧蚀容易引发高压电缆本体故障，主要表现为金属护套和绝缘屏蔽层之间的大面积烧蚀。这种大面积烧蚀故障区别于以往的高压电缆故障，其故障位置不在电缆附件或主绝缘处，而是集中在电缆金属护套和绝缘屏蔽层之间，绝缘屏蔽层、缓冲层以及金属护套上均存在大量烧蚀点，部分严重情况下烧蚀已损伤到主绝缘。

该故障电缆大部分在阻水带表面与铝护套接触位置会出现白色粉末(以下简称“白粉”)，业内分析该白粉是阻水粉受潮膨胀与铝护套接触后经化学反应生成。白粉是高阻值绝缘物质，分布在原本导电性能良好的绝缘屏蔽层与铝护套间，使得绝缘屏蔽层与铝护套间电接触不良，导致电缆长时间运行后局部位置温度过高，温度经铝护套传导会体现为外护套局部温升，而向导体方向则逐渐发展为烧蚀缺陷烫伤主绝缘，并最终引发电缆本体击穿故障。

高压电缆白粉缺陷由于体积很小，所能积累的热量很小。由现场检测结果可知，白粉缺陷位置对应的外护套温升通常不大于1℃，同时受室温等外界环境因素影响，传统的温度检测方法很难检测到高压电缆缓冲层烧蚀缺陷的具体位置。

目前常采用X射线检测方法或直接用红外热成像仪拍摄法进行高压电缆缓冲层烧蚀缺陷的检测。

X射线检测方法基于X射线穿过物体会与逐层介质相互作用的原理，利用烧蚀区域与阻水带密度差异明显的特点，用X射线成像图表征缓冲层烧蚀缺陷特征。X射线检测方法受电缆敷设环境限制，大部分电缆采用品字形结构敷设，X射线机拍摄角度有限，无法周向全方位覆盖电缆全貌。若烧蚀缺陷出现在品字形三根电缆之间的位置，容易因拍摄不到位引起漏检。且X射线机拍摄前需调节曝光时间、焦距、管电压、管电流等参数，并需要测试多次以找到最优值，若电缆全线都有检测需求，将耗费大量人力、物力和时间成本，极大增加巡检人员的运维工作量。同时，X射线检测的过程具有一定的安全隐患。

红外热成像仪拍摄法是利用烧蚀缺陷局部过热位置的温度经铝护套传导到外护套表面，在对应的外护套有局部点状温升的特性，基于拍摄的红外热像图来判断缺陷位置和周围无缺陷位置的温度差异，以此定位缓冲层缺陷位置。该方法会极大受限于仪器的检测精度，同时受室温等外界环境因素影响，烧蚀缺陷产生的局部温升可能被干扰信号淹没，导致出现漏检情况。

可见，目前的高压电缆缓冲层烧蚀缺陷检测方法在检测精度和效率方面还有待提高。

发明内容

本发明提供了基于热源激励的高压电缆缓冲层烧蚀缺陷检测方法及装置，解决了如何实现较高精度和效率的高压电缆缓冲层烧蚀缺陷检测的技术问题。

本发明第一方面提供一种基于热源激励的高压电缆缓冲层烧蚀缺陷检测方法，包括：

向调制信号仪发送热源激励指令，以使得所述调制信号仪根据所述热源激励指令按正弦规律调节外部热源施加在目标高压电缆外护套的热流强度；

控制红外热成像仪检测所述目标高压电缆外护套在外部热源激励作用下产生的热波，获取所述红外热成像仪检测到的热红外图像；

对所述热红外图像进行分析处理以得到所述目标高压电缆外护套上每一单位点的反射热波幅值，根据所述反射热波幅值的变化程度和/或大小确定烧蚀缺陷位置。

根据本发明第一方面的一种能够实现的方式，所述热源激励指令包括外部热源的加热功率和加载频率，所述热流强度的变化表达式为：

式中，I(t)表示t时的热流强度，P为外部热源的加热功率，f_e为外部热源的加载频率。

根据本发明第一方面的一种能够实现的方式，所述对所述热红外图像进行分析处理以得到所述目标高压电缆外护套上每一单位点的反射热波幅值，包括：

根据所述热红外图像生成热波在所述目标高压电缆外护套传导时的每一单位点的温度变化曲线；

对各单位点的温度变化曲线进行快速傅里叶变换以得到相应的热波幅值曲线图；

根据所述热波幅值曲线图，采用红外锁相法计算得到所述目标高压电缆外护套上每一单位点的反射热波幅值。

根据本发明第一方面的一种能够实现的方式，所述根据所述反射热波幅值的变化程度和/或大小确定烧蚀缺陷位置，包括：

将所述目标高压电缆外护套上各单位点在外部热源激励作用结束时所对应相位的反射热波幅值作为待检测反射热波幅值，计算所述待检测反射热波幅值的幅值平均值，将待检测反射热波幅值大于所述幅值平均值所对应的单位点作为烧蚀缺陷点；

和/或，计算所述目标高压电缆外护套上各单位点在外部热源激励作用期间的反射热波幅值变化程度，根据所述反射热波幅值变化程度计算变化程度平均值，将反射热波幅值变化程度大于所述变化程度平均值所对应的单位点作为烧蚀缺陷点。

根据本发明第一方面的一种能够实现的方式，所述方法还包括：

根据当前的热红外图像确定所述目标高压电缆外护套当前的最高温度；

计算所述最高温度与目标高压电缆所处环境温度的温度差；

在所述温度差大于预置温度差阈值时控制所述外部热源关闭。

本发明第二方面提供一种基于热源激励的高压电缆缓冲层烧蚀缺陷检测装置，包括：

发送模块，用于向调制信号仪发送热源激励指令，以使得所述调制信号仪根据所述热源激励指令按正弦规律调节外部热源施加在目标高压电缆外护套的热流强度；

控制模块，用于控制红外热成像仪检测所述目标高压电缆外护套在外部热源激励作用下产生的热波，获取所述红外热成像仪检测到的热红外图像；

分析模块，用于对所述热红外图像进行分析处理以得到所述目标高压电缆外护套上每一单位点的反射热波幅值，根据所述反射热波幅值的变化程度和/或大小确定烧蚀缺陷位置。

根据本发明第二方面的一种能够实现的方式，所述热源激励指令包括外部热源的加热功率、加载频率和加热时间，所述热流强度的变化表达式为：

式中，I(t)表示t时的热流强度，P为外部热源的加热功率，f_e为外部热源的加载频率。

根据本发明第二方面的一种能够实现的方式，所述分析模块包括：

第一曲线生成单元，用于根据所述热红外图像生成热波在所述目标高压电缆外护套传导时的每一单位点的温度变化曲线；

第二曲线生成单元，用于对各单位点的温度变化曲线进行快速傅里叶变换以得到相应的热波幅值曲线图；

计算单元，用于根据所述热波幅值曲线图，采用红外锁相法计算得到所述目标高压电缆外护套上每一单位点的反射热波幅值。

根据本发明第二方面的一种能够实现的方式，所述分析模块包括：

第一烧蚀缺陷判断单元，用于将所述目标高压电缆外护套上各单位点在外部热源激励作用结束时所对应相位的反射热波幅值作为待检测反射热波幅值，计算所述待检测反射热波幅值的幅值平均值，将待检测反射热波幅值大于所述幅值平均值所对应的单位点作为烧蚀缺陷点；

和/或，第二烧蚀缺陷判断单元，用于计算所述目标高压电缆外护套上各单位点在外部热源激励作用期间的反射热波幅值变化程度，根据所述反射热波幅值变化程度计算变化程度平均值，将反射热波幅值变化程度大于所述变化程度平均值所对应的单位点作为烧蚀缺陷点。

根据本发明第二方面的一种能够实现的方式，所述装置还包括：

确定模块，用于根据当前的热红外图像确定所述目标高压电缆外护套当前的最高温度；

温差计算模块，用于计算所述最高温度与目标高压电缆所处环境温度的温度差；

热源控制模块，用于在所述温度差大于预置温度差阈值时控制所述外部热源关闭。

本发明第三方面提供一种基于热源激励的高压电缆缓冲层烧蚀缺陷检测装置，包括烧蚀缺陷检测设备、调制信号仪、外部热源和红外热成像仪；

所述烧蚀缺陷检测设备用于向调制信号仪发送热源激励指令；

所述调制信号仪用于根据所述热源激励指令按正弦规律调节所述外部热源施加在目标高压电缆外护套的热流强度；

所述烧蚀缺陷检测设备还用于控制所述红外热成像仪检测所述目标高压电缆外护套在外部热源激励作用下产生的热波，获取所述红外热成像仪检测到的热红外图像；对所述热红外图像进行分析处理以得到所述目标高压电缆外护套上每一单位点的反射热波幅值，根据所述反射热波幅值的变化程度和/或大小确定烧蚀缺陷位置。

根据本发明第三方面的一种能够实现的方式，所述热源激励指令包括外部热源的加热功率和加载频率，所述热流强度的变化表达式为：

式中，I(t)表示t时的热流强度，P为外部热源的加热功率，f_e为外部热源的加载频率。

根据本发明第三方面的一种能够实现的方式，所述烧蚀缺陷检测设备具体用于：

根据所述热红外图像生成热波在所述目标高压电缆外护套传导时的每一单位点的温度变化曲线；

对各单位点的温度变化曲线进行快速傅里叶变换以得到相应的热波幅值曲线图；

根据所述热波幅值曲线图，采用红外锁相法计算得到所述目标高压电缆外护套上每一单位点的反射热波幅值。

根据本发明第三方面的一种能够实现的方式，所述烧蚀缺陷检测设备具体用于：

将所述目标高压电缆外护套上各单位点在外部热源激励作用结束时所对应相位的反射热波幅值作为待检测反射热波幅值，计算所述待检测反射热波幅值的幅值平均值，将待检测反射热波幅值大于所述幅值平均值所对应的单位点作为烧蚀缺陷点；

和/或，计算所述目标高压电缆外护套上各单位点在外部热源激励作用期间的反射热波幅值变化程度，根据所述反射热波幅值变化程度计算变化程度平均值，将反射热波幅值变化程度大于所述变化程度平均值所对应的单位点作为烧蚀缺陷点。

根据本发明第三方面的一种能够实现的方式，所述烧蚀缺陷检测设备还用于：

根据当前的热红外图像确定所述目标高压电缆外护套当前的最高温度；

计算所述最高温度与目标高压电缆所处环境温度的温度差；

在所述温度差大于预置温度差阈值时控制所述外部热源关闭。

本发明第四方面提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上任一项能够实现的方式所述的基于热源激励的高压电缆缓冲层烧蚀缺陷检测方法。

本发明第五方面提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上任一项能够实现的方式所述的基于热源激励的高压电缆缓冲层烧蚀缺陷检测方法。

本发明第六方面提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上任一项能够实现的方式所述的基于热源激励的高压电缆缓冲层烧蚀缺陷检测方法。

从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：

本发明通过调制信号仪调节外部热源施加在目标高压电缆外护套的热流强度，使热流强度呈正弦规律变化，并通过红外热成像仪检测目标高压电缆外护套在外部热源激励作用下产生的热波，进而对红外热成像仪检测到的热红外图像进行分析处理以得到目标高压电缆外护套上每一单位点的反射热波幅值，根据反射热波幅值的变化程度和/或大小确定烧蚀缺陷位置；本发明通过外部激励源放大电缆缓冲层烧蚀缺陷对应的外护套局部温升，以与周围无缺陷位置形成明显对比，能够有效提高烧蚀缺陷检测的精度和效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明第一方面实施例提供的一种基于热源激励的高压电缆缓冲层烧蚀缺陷检测方法的流程图；

图2为本发明第二方面实施例提供的一种基于热源激励的高压电缆缓冲层烧蚀缺陷检测装置的结构连接框图。

附图标记：

1-发送模块；2-检测控制模块；3-分析模块。

具体实施方式

本发明实施例提供了基于热源激励的高压电缆缓冲层烧蚀缺陷检测方法及装置，用于解决如何实现较高精度和效率的高压电缆缓冲层烧蚀缺陷检测的技术问题。

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，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，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明第一方面实施例提供了一种基于热源激励的高压电缆缓冲层烧蚀缺陷检测方法。

请参阅图1，图1示出了本发明实施例提供的一种基于热源激励的高压电缆缓冲层烧蚀缺陷检测方法的流程图。

本发明实施例提供的一种基于热源激励的高压电缆缓冲层烧蚀缺陷检测方法，包括步骤S1-S3。

步骤S1，向调制信号仪发送热源激励指令，以使得所述调制信号仪根据所述热源激励指令按正弦规律调节外部热源施加在目标高压电缆外护套的热流强度。

其中，该目标高压电缆外护套指的是需要进行缓冲层烧蚀缺陷检测的高压电缆的外护套。

其中，该外部热源可以是光源或者超声源。

在一种能够实现的方式中，所述热源激励指令包括外部热源的加热功率和加载频率，所述热流强度的变化表达式为：

式中，I(t)表示t时的热流强度，P为外部热源的加热功率，f_e为外部热源的加载频率。

本发明上述实施例，采用调制信号仪控制外部热源的强度，使得外部热源的热流随时间按正弦规律变化，即热流强度是随时间变化的正弦函数，通过外部热源的辐射能量加热目标高压电缆外护套，使外护套表面温度随外部热源的加载频率产生振荡变化。

步骤S2，控制红外热成像仪检测所述目标高压电缆外护套在外部热源激励作用下产生的热波，获取所述红外热成像仪检测到的热红外图像。

在一具体的实施过程中，可以将目标高压电缆放置在适用于红外热成像的平台上，调整好红外热成像仪和目标高压电缆的位置，设定好红外热成像仪的参数，使得红外热成像仪能够准确获得被测区域下目标高压电缆外护套的温度信号。

步骤S3，对所述热红外图像进行分析处理以得到所述目标高压电缆外护套上每一单位点的反射热波幅值，根据所述反射热波幅值的变化程度和/或大小确定烧蚀缺陷位置。

在一种能够实现的方式中，所述对所述热红外图像进行分析处理以得到所述目标高压电缆外护套上每一单位点的反射热波幅值，包括：

根据所述热红外图像生成热波在所述目标高压电缆外护套传导时的每一单位点的温度变化曲线；

对各单位点的温度变化曲线进行快速傅里叶变换以得到相应的热波幅值曲线图；

根据所述热波幅值曲线图，采用红外锁相法计算得到所述目标高压电缆外护套上每一单位点的反射热波幅值。

可理解的是，所谓的单位点的大小可根据具体情况设定，目标高压电缆外护套由若干单位点组成。

本发明实施例中，利用现有的红外锁相法计算得到所述目标高压电缆外护套上每一单位点的反射热波幅值。

为更好地理解本发明，下面对红外锁相法的相关原理进行详细阐述。

热波在高压电缆外护套中沿空间三维方向的传导过程可用傅里叶热扩散方程描述，该方程如下式所示：

式中，T为温度，k为高压电缆外护套的热导率，ρ为高压电缆外护套的密度，c为高压电缆外护套的比热，X,Y,Z分别表示空间X,Y,Z维方向。

将该傅里叶热扩散方程简化，只考虑沿Z维方向的热波传导，可得到呈正弦规律的热流在高压电缆外护套中传导时的温度分布及变化过程的解析方程：

式中，T_am为环境温度，A为温度幅值，ΔT为高压电缆外护套在外部热源激励作用下的温度变化，τ为热源激励时间范围，Λ为热扩散长度，

α为热扩散系数。

当Z＝0时，T(0,t)即为高压电缆外护套表面温度变化。当高压电缆缓冲层存在白粉缺陷时，白粉缺陷位置和无缺陷位置的温度变化显著不同，通过测量幅值变化即可检测出缺陷所在位置。

由于实际测量的热波信号是由入射热波和反射热波在高压电缆外护套表面叠加而成的，假设入射热波幅值为A₁，反射热波幅值为A₂，两者在高压电缆外护套表面的叠加幅值A_c和相位差

的关系应满足下式：

在外部激励源的一个循环周期内，调制相位相差90°，并采集入射热波和反射热波信号，可得：

对上述各式进行联立求解，即可得到反射热波幅值的计算公式如下：

根据上述对红外锁相法的相关原理的说明，采用红外锁相法计算得到所述目标高压电缆外护套上每一单位点的反射热波幅值时，可以从所述热波幅值曲线图分别提取相位为0°、90°、180°及270°所对应的反射热波幅值，进而根据该反射热波幅值的计算公式计算得到所述目标高压电缆外护套上每一单位点的反射热波幅值。

本发明上述实施例，采用红外锁相法计算得到所述目标高压电缆外护套上每一单位点的反射热波幅值，方法客观便捷。

在一种能够实现的方式中，所述根据所述反射热波幅值的变化程度和/或大小确定烧蚀缺陷位置，包括：

将所述目标高压电缆外护套上各单位点在外部热源激励作用结束时所对应相位的反射热波幅值作为待检测反射热波幅值，计算所述待检测反射热波幅值的幅值平均值，将待检测反射热波幅值大于所述幅值平均值所对应的单位点作为烧蚀缺陷点；

和/或，计算所述目标高压电缆外护套上各单位点在外部热源激励作用期间的反射热波幅值变化程度，根据所述反射热波幅值变化程度计算变化程度平均值，将反射热波幅值变化程度大于所述变化程度平均值所对应的单位点作为烧蚀缺陷点。

可理解的是，通过在电缆外表面施加呈正弦规律调制强度的激励热源，对电缆进行热激励，能够引起其表面温度升高，由于被激励对象的温度变化与其材料特性相关，其正弦波的相位及幅值会因内部是否存在缺陷而不同。烧蚀缺陷位置处有大量白色粉末，使得电缆绝缘屏蔽层与铝护套间接触电阻显著增加(正常电缆一般在50～500Ω间，有烧蚀缺陷的电缆可达1kΩ以上)，极大降低了于缓冲层烧蚀缺陷处的导热性能。且由于缓冲层烧蚀缺陷呈点状分布，外激励辐射能量在外护套内部产生的热流呈不均匀扩散状态。

上述情况使得在相同时间的外部热源激励作用下，电缆烧蚀缺陷部分温升会高于无缺陷位置，激励源会放大过热点与无缺陷位置的温差，此时通过比较反射热波幅值的变化程度和/或大小，能够快速确定烧蚀缺陷位置，从而极大提高了高压电缆缓冲层烧缺陷检测工作的效率和准确性。

在一种能够实现的方式中，所述方法还包括：

根据当前的热红外图像确定所述目标高压电缆外护套当前的最高温度；

计算所述最高温度与目标高压电缆所处环境温度的温度差；

在所述温度差大于预置温度差阈值时控制所述外部热源关闭。

作为具体的实施方式，该预置温度差阈值为50℃。

针对不同的电缆，外部加热辐射源的热流强度和加热时间应进行合理的选择，以避免电缆温升过高，对电缆本身造成损伤。电缆表面的温度一般与环境温度相当，或略高于环境温度。因此，本发明实施例中，采用外部热源激励时，控制高压电缆外护套的温差，一方面不会对电缆造成损伤，另一方面可以快速有效的识别出烧蚀缺陷点。

本发明第二方面实施例提供了一种基于热源激励的高压电缆缓冲层烧蚀缺陷检测装置。

请参阅图2，图2示出了本发明实施例提供的一种基于热源激励的高压电缆缓冲层烧蚀缺陷检测装置的结构连接框图。

本发明实施例提供的一种基于热源激励的高压电缆缓冲层烧蚀缺陷检测装置，包括：

发送模块1，用于向调制信号仪发送热源激励指令，以使得所述调制信号仪根据所述热源激励指令按正弦规律调节外部热源施加在目标高压电缆外护套的热流强度；

检测控制模块2，用于控制红外热成像仪检测所述目标高压电缆外护套在外部热源激励作用下产生的热波，获取所述红外热成像仪检测到的热红外图像；

分析模块3，用于对所述热红外图像进行分析处理以得到所述目标高压电缆外护套上每一单位点的反射热波幅值，根据所述反射热波幅值的变化程度和/或大小确定烧蚀缺陷位置。

在一种能够实现的方式中，所述热源激励指令包括外部热源的加热功率、加载频率和加热时间，所述热流强度的变化表达式为：

式中，I(t)表示t时的热流强度，P为外部热源的加热功率，f_e为外部热源的加载频率。

在一种能够实现的方式中，所述分析模块3包括：

第一曲线生成单元，用于根据所述热红外图像生成热波在所述目标高压电缆外护套传导时的每一单位点的温度变化曲线；

第二曲线生成单元，用于对各单位点的温度变化曲线进行快速傅里叶变换以得到相应的热波幅值曲线图；

计算单元，用于根据所述热波幅值曲线图，采用红外锁相法计算得到所述目标高压电缆外护套上每一单位点的反射热波幅值。

在一种能够实现的方式中，所述分析模块3包括：

第一烧蚀缺陷判断单元，用于将所述目标高压电缆外护套上各单位点在外部热源激励作用结束时所对应相位的反射热波幅值作为待检测反射热波幅值，计算所述待检测反射热波幅值的幅值平均值，将待检测反射热波幅值大于所述幅值平均值所对应的单位点作为烧蚀缺陷点；

和/或，第二烧蚀缺陷判断单元，用于计算所述目标高压电缆外护套上各单位点在外部热源激励作用期间的反射热波幅值变化程度，根据所述反射热波幅值变化程度计算变化程度平均值，将反射热波幅值变化程度大于所述变化程度平均值所对应的单位点作为烧蚀缺陷点。

在一种能够实现的方式中，所述装置还包括：

确定模块，用于根据当前的热红外图像确定所述目标高压电缆外护套当前的最高温度；

温差计算模块，用于计算所述最高温度与目标高压电缆所处环境温度的温度差；

热源控制模块，用于在所述温度差大于预置温度差阈值时控制所述外部热源关闭。

本发明第三方面实施例提供了一种基于热源激励的高压电缆缓冲层烧蚀缺陷检测装置。

该装置包括烧蚀缺陷检测设备、调制信号仪、外部热源和红外热成像仪；

所述烧蚀缺陷检测设备用于向调制信号仪发送热源激励指令；

所述调制信号仪用于根据所述热源激励指令按正弦规律调节所述外部热源施加在目标高压电缆外护套的热流强度；

所述烧蚀缺陷检测设备还用于控制所述红外热成像仪检测所述目标高压电缆外护套在外部热源激励作用下产生的热波，获取所述红外热成像仪检测到的热红外图像；对所述热红外图像进行分析处理以得到所述目标高压电缆外护套上每一单位点的反射热波幅值，根据所述反射热波幅值的变化程度和/或大小确定烧蚀缺陷位置。

作为具体的实施方式，该烧蚀缺陷检测设备为上位机。

在一种能够实现的方式中，所述热源激励指令包括外部热源的加热功率和加载频率，所述热流强度的变化表达式为：

式中，I(t)表示t时的热流强度，P为外部热源的加热功率，f_e为外部热源的加载频率。

在一种能够实现的方式中，所述烧蚀缺陷检测设备具体用于：

根据所述热红外图像生成热波在所述目标高压电缆外护套传导时的每一单位点的温度变化曲线；

对各单位点的温度变化曲线进行快速傅里叶变换以得到相应的热波幅值曲线图；

根据所述热波幅值曲线图，采用红外锁相法计算得到所述目标高压电缆外护套上每一单位点的反射热波幅值。

在一种能够实现的方式中，所述烧蚀缺陷检测设备具体用于：

将所述目标高压电缆外护套上各单位点在外部热源激励作用结束时所对应相位的反射热波幅值作为待检测反射热波幅值，计算所述待检测反射热波幅值的幅值平均值，将待检测反射热波幅值大于所述幅值平均值所对应的单位点作为烧蚀缺陷点；

和/或，计算所述目标高压电缆外护套上各单位点在外部热源激励作用期间的反射热波幅值变化程度，根据所述反射热波幅值变化程度计算变化程度平均值，将反射热波幅值变化程度大于所述变化程度平均值所对应的单位点作为烧蚀缺陷点。

在一种能够实现的方式中，所述烧蚀缺陷检测设备还用于：

根据当前的热红外图像确定所述目标高压电缆外护套当前的最高温度；

计算所述最高温度与目标高压电缆所处环境温度的温度差；

在所述温度差大于预置温度差阈值时控制所述外部热源关闭。

本发明第四方面实施例提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上任一项实施例所述的基于热源激励的高压电缆缓冲层烧蚀缺陷检测方法。

本发明第五方面实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上任一项实施例所述的基于热源激励的高压电缆缓冲层烧蚀缺陷检测方法。

本发明第六方面实施例提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上任一项实施例所述的基于热源激励的高压电缆缓冲层烧蚀缺陷检测方法。

本发明上述实施例，通过外部激励源放大电缆缓冲层烧蚀缺陷对应的外护套局部温升，以与周围无缺陷位置形成明显对比，能够有效提高烧蚀缺陷检测的精度和效率。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的装置、设备和模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，上述描述的装置、设备和模块的具体有益效果，可以参考前述方法实施例中的对应有益效果，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置、设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块上。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，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。

所述集成的模块如果以软件功能模块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，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种基于热源激励的高压电缆缓冲层烧蚀缺陷检测方法，其特征在于，包括：

向调制信号仪发送热源激励指令，以使得所述调制信号仪根据所述热源激励指令按正弦规律调节外部热源施加在目标高压电缆外护套的热流强度；

控制红外热成像仪检测所述目标高压电缆外护套在外部热源激励作用下产生的热波，获取所述红外热成像仪检测到的热红外图像；

对所述热红外图像进行分析处理以得到所述目标高压电缆外护套上每一单位点的反射热波幅值，根据所述反射热波幅值的变化程度和/或大小确定烧蚀缺陷位置。

2.根据权利要求1所述的基于热源激励的高压电缆缓冲层烧蚀缺陷检测方法，其特征在于，所述热源激励指令包括外部热源的加热功率和加载频率，所述热流强度的变化表达式为：

式中，I(t)表示t时的热流强度，P为外部热源的加热功率，f_e为外部热源的加载频率。

3.根据权利要求1所述的基于热源激励的高压电缆缓冲层烧蚀缺陷检测方法，其特征在于，所述对所述热红外图像进行分析处理以得到所述目标高压电缆外护套上每一单位点的反射热波幅值，包括：

根据所述热红外图像生成热波在所述目标高压电缆外护套传导时的每一单位点的温度变化曲线；

对各单位点的温度变化曲线进行快速傅里叶变换以得到相应的热波幅值曲线图；

根据所述热波幅值曲线图，采用红外锁相法计算得到所述目标高压电缆外护套上每一单位点的反射热波幅值。

4.根据权利要求1所述的基于热源激励的高压电缆缓冲层烧蚀缺陷检测方法，其特征在于，所述根据所述反射热波幅值的变化程度和/或大小确定烧蚀缺陷位置，包括：

将所述目标高压电缆外护套上各单位点在外部热源激励作用结束时所对应相位的反射热波幅值作为待检测反射热波幅值，计算所述待检测反射热波幅值的幅值平均值，将待检测反射热波幅值大于所述幅值平均值所对应的单位点作为烧蚀缺陷点；

和/或，计算所述目标高压电缆外护套上各单位点在外部热源激励作用期间的反射热波幅值变化程度，根据所述反射热波幅值变化程度计算变化程度平均值，将反射热波幅值变化程度大于所述变化程度平均值所对应的单位点作为烧蚀缺陷点。

5.根据权利要求1所述的基于热源激励的高压电缆缓冲层烧蚀缺陷检测方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据当前的热红外图像确定所述目标高压电缆外护套当前的最高温度；

计算所述最高温度与目标高压电缆所处环境温度的温度差；

在所述温度差大于预置温度差阈值时控制所述外部热源关闭。

6.一种基于热源激励的高压电缆缓冲层烧蚀缺陷检测装置，其特征在于，包括：

发送模块，用于向调制信号仪发送热源激励指令，以使得所述调制信号仪根据所述热源激励指令按正弦规律调节外部热源施加在目标高压电缆外护套的热流强度；

控制模块，用于控制红外热成像仪检测所述目标高压电缆外护套在外部热源激励作用下产生的热波，获取所述红外热成像仪检测到的热红外图像；

分析模块，用于对所述热红外图像进行分析处理以得到所述目标高压电缆外护套上每一单位点的反射热波幅值，根据所述反射热波幅值的变化程度和/或大小确定烧蚀缺陷位置。

7.一种基于热源激励的高压电缆缓冲层烧蚀缺陷检测装置，其特征在于，包括烧蚀缺陷检测设备、调制信号仪、外部热源和红外热成像仪；

所述烧蚀缺陷检测设备用于向调制信号仪发送热源激励指令；

所述调制信号仪用于根据所述热源激励指令按正弦规律调节所述外部热源施加在目标高压电缆外护套的热流强度；

所述烧蚀缺陷检测设备还用于控制所述红外热成像仪检测所述目标高压电缆外护套在外部热源激励作用下产生的热波，获取所述红外热成像仪检测到的热红外图像；对所述热红外图像进行分析处理以得到所述目标高压电缆外护套上每一单位点的反射热波幅值，根据所述反射热波幅值的变化程度和/或大小确定烧蚀缺陷位置。

8.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至6任一项所述的基于热源激励的高压电缆缓冲层烧蚀缺陷检测方法。

9.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-5任一项所述的基于热源激励的高压电缆缓冲层烧蚀缺陷检测方法。

10.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-5任一项所述的基于热源激励的高压电缆缓冲层烧蚀缺陷检测方法。

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