一种电缆附件封铅电气连接缺陷带电检测方法及装置与流程

本发明涉及一种电缆附件封铅电气连接缺陷的带电检测方法和装置，属于输变电设备技术领域。

背景技术：

目前，电缆附件封铅连接不良极易引起电缆铝护套或电缆附件内部金属悬浮放电而引发电缆故障。由于电缆附件封铅外部包裹热缩管，且其内侧与尾管、铝护套接触，无法用肉眼看到内部封铅电气连接情况，增加了封铅电气连接检测的难度。传统方法主要采用涡流探伤方法检测热缩管内部电缆附件封铅缺陷，其主要原理利用空气、金属磁导率差异，当封铅缺陷表面开裂或者严重凹凸不平，引起测试线圈感应电压或者感应电流的变化进而判断封铅缺陷，但是当封铅部位表面平滑且内部电气连接接触不良缺陷，该方法检测存在难度，且该方法需要探头沿封铅表面滑动，操作复杂、检测周期长。

技术实现要素：

目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供了一种电缆附件封铅电气连接缺陷的带电检测方法和装置，可带电检测电缆内部封铅电气连接缺陷，操作简单、方便，效率高。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种电缆附件封铅电气连接缺陷带电检测方法，包括：对电缆附件封铅注入电流信号；

通过移动放置在电缆附件封铅外表面的若干个传感器得到封铅部位表面的若干个感应电动势；

找出传感器中最大感应电势和最小的感应电势，当最大感应电势和最小的感应电势之差绝对值大于设定阈值时，电缆附件封铅部位存在电气连接缺陷。

进一步的，对电缆附件封铅注入电流信号，具体为：

耦合注入信号源发出的电流信号传到电缆本体铝护套或者电缆附件接地引线，通过电缆本体铝护套或者附件接地引线将电流信号传入电缆附件封铅部位；

进一步的，通过移动放置在电缆附件封铅外表面的若干个传感器得到封铅部位表面的若干个感应电动势，具体为：

将若干个传感器通过转向节卡扣转向制作成圆柱形状围绕在电缆附件封铅部位表面，通过测试支撑杆将传感器沿电缆附件封铅部位轴向移动，移动过程中通过各个传感器获得封铅部位表面的感应电势。

一种电缆附件封铅电气连接缺陷带电检测装置，其特征在于：包括：依次连接的耦合注入信号源、信号传感器、信号显示装置；

耦合注入信号源用于对电缆附件封铅注入电流信号；信号传感器用于获得注入电流信号后的电缆附件封铅部位表面的若干个感应电动势；信号显示装置用于显示获得的若干个感应电动势。

进一步的，所述耦合注入信号源包括相互连接的可拆卸穿心变压器、信号发生器；信号发生器用于发出电流信号给可拆卸穿心变压器，可拆卸穿心变压器上用于可拆卸地安装在电缆本体铝护套或者电缆附件接地引线上，并将信号发生器发出的信号耦合注入电缆本体铝护套或者电缆附件接地引线，传入电缆附件封铅部位。

进一步的，所述信号发生器发出的信号类型包括脉冲信号、矩形波型号和三角波信号。

进一步的，所述信号传感器包括若干个传感器；若干个传感器通过转向节卡扣转向套设在电缆附件封铅部位表面上。

进一步的，传感器包括金属线芯、绕制在金属线芯上的耦合线圈；转向节卡扣安装于金属线芯两端。

进一步的，传感器靠近电缆附件封铅部位的一侧还安装有滚轮。

进一步的，信号传感器还包括测试支撑杆，测试支撑杆的一端与传感器机械连接，另一端为手柄，通过手柄控制传感器测试的位置。本发明的有益效果：

本发明通过对电缆附件封铅注入电流信号；移动放置在电缆附件封铅外表面的若干个传感器得到封铅部位表面的若干个感应电动势；找出传感器中最大感应电势和最小的感应电势，当最大感应电势和最小的感应电势之差绝对值大于设定阈值时，电缆附件封铅部位存在电气连接缺陷；

传感器通过转向节卡扣转向制作成圆柱形状包覆于电缆附件封铅部位，沿电缆附件封铅部位轴向移动1次，即可完成测试工作，操作灵活、简单方便，具有良好的应用前景。

附图说明

图1为电缆附件封铅开裂等效示意图；

图2为电缆附件正常时磁力线穿入传感器示意图；

图3为电缆附开裂缺陷时磁力线穿入传感器示意图；

图4为本发明具体实施方式中的一种检测装置结构示意图；

图5为本发明具体实施方式中的一种传感器结构示意图；

图中标记的含义：1-耦合注入信号源，101-可拆卸穿心变压器，102-信号发生器，2-信号传感器，201-传感器，202-测试支撑杆，3-信号显示装置。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

电缆附件封铅用于连接附件金属管状部件，如铝护套和终端尾管、铝护套和接头铜壳，其封铅本身也为管状。

通过电缆附件接地引线耦合注入电缆封铅部位已知变化且区别于工频电流信号的电流信号，根据毕奥-萨伐尔定律，电流信号在封铅表面会产出变化磁场，将带有耦合线圈的信号传感器放置封铅外表面，根据法拉第电磁感应定律，耦合线圈内会产生感应电动势，若封铅部位电气连接不良，则会改变耦合线圈内部电流分布的均匀性，同时改变封铅部位表面磁场的均匀性，通过传感器检测封铅部位表面磁场的差异性，从而实现封铅部位电气连接缺陷的带电检测。

实施例1：

如图4所示，一种电缆附件封铅电气连接缺陷带电检测装置，包括依次连接的耦合注入信号源1、信号传感器2、信号显示装置3。

耦合注入信号源1包括相互连接的可拆卸穿心变压器101、信号发生器102。可拆卸穿芯变压器上设置卡合部件，用于实现穿芯变压器的开口和闭合，不用改变电缆本体铝护套或者电缆附件接地引线结构，直接穿入可拆卸穿芯变压器。

可拆卸穿心变压器101用于将变化且区别于工频电流信号的电流信号注入电缆本体铝护套或附件接地引线，可拆卸穿心变压器101与信号发生器102之间通过金属屏蔽连接引线连接；

信号发生器102发出的信号通过可拆卸穿心变压器101利用电磁感应原理耦合至电缆本体铝护套或者电缆附件接地引线，并通过电缆本体铝护套或者电缆附件接地引线传入电缆附件封铅部位。信号发生器102可发出脉冲信号、矩形波型号、三角波信号。

信号传感器2包括若干个传感器201、测试支撑杆202。

若干个传感器201通过转向节卡扣20103转向制作成圆柱形状，套设在电缆附件封铅部位表面上，圆柱形状的传感器沿电缆附件封铅部位表面轴向移动1次就可测试封铅外表面磁感应电动势。传感器组装数量可根据电缆附件封铅部位的外径确定，灵活组装，使其完成包覆电缆附件封铅部位。信号传感器2通过射频电缆与信号显示装置3连接，将测试信号传入信号显示装置。射频电缆数量不小于1根，至少等于传感器数量，一根射频电缆连接一个传感器。

测试支撑杆的一端与传感器机械连接，另一端为手柄，可通过手柄控制传感器测试的位置。

如图5所示，传感器201包括金属线芯20101、绕制在金属线芯上的耦合线圈20102；

金属线芯20101和耦合线圈20102感应采集通过电缆附件封铅部位表面的交变耦合信号。优选地，金属线芯20101选择高导磁材料。

转向节卡扣20103安装于传感器的金属线芯20101两端，采用非导磁材料制作，可收尾连接和转向。

传感器201靠近电缆附件封铅部位的一侧还安装有滚轮20104，测试过程中滚轮与电缆附件封铅部位外表面接触滑动，可降低摩擦力。

信号显示装置3通过数据引线与信号传感器2连接，接收信号传感器2测试的电信号，并进行数据的显示。

实施例2：

如图1所示，电缆封铅非电气连接会影响耦合电流的传输通道，将电缆附件封铅部位等效为圆筒形管状结构，图1中存在电气连接缺陷。

由于电流的磁效应，在管状结构内电流通道周围产生磁场，其大小与耦合注入电流的大小、测试点与电流通道中心轴线的距离有关。

如图2和3所示，当封铅部件存在开裂，引起电流通道的变化，使管状结构周围磁场强度变化，通过探测磁场或磁感应强度变化，可检测判断出封铅非电气连接缺陷。

一种电缆附件封铅电气连接缺陷带电检测方法，包括步骤：

步骤1，将若干个传感器201通过转向节卡扣20103转向制作成圆柱形状围绕在电缆附件封铅部位表面，耦合注入信号源1中的信号发生器102发出的信号通过可拆卸穿心变压器101传到其内部的电缆本体铝护套或者电缆附件接地引线，并通过电缆本体铝护套或者附件接地引线将电流信号传入电缆附件封铅部位；

步骤2，通过测试支撑杆202将信号传感器沿电缆附件封铅部位轴向移动一次，移动过程中通过各个传感器获得封铅部位表面的感应电势ui，

ui为第i个的传感器的感应电势；

步骤3，求出最大的传感器的感应电势umax＝max(ui)；最小的传感器的感应电势umin＝min(ui)；考虑传感器角度、位置等引起的误差，设定检测判据为：

当|umax-umin|≤δu，表明电缆封铅内部电流通道轴对称，电缆附件封铅正常；

当|umax-umin|>δu，表明电缆封铅内部电流通道非轴对称，电缆附件封铅部位存在电气连接缺陷；δb为传感器角度和位置引起的误差值，单位t；δu为传感器角度和位置引起的误差值，单位v。

实施例3：

本实施例采用6组传感器，分别为n1、n2、n3、n4、n5、n6，其相对电缆附件封铅中电流通道中心位置的距离r分别设为r1、r2、r3、r4、r5、r6。将穿过传感器中心的磁感应强度，作为传感器平均磁感应强度，分别设为b1、b2、b3、b4、b5、b6，其感应电势分别设为u1、u2、u3、u4、u5、u6。信号显示装置显示的是传感器读取的感应电势。

本实施例中，如图2所示，当传感器检测如2中的l1和l3区间时，l1和l3区间内电缆附件封铅正常，由于传感器距离电流通道轴对称且型号相同，即r1＝r2＝r3＝r4＝r5＝r6且其他n、i、s参数相等，代入公式(1)、(2)得，b1＝b2＝b3＝b4＝b5＝b6；u1＝u2＝u3＝u4＝u5＝u6。

即当|bmax-bmin|＝0或|umax-umin|＝0，(此时δb＝0，δu＝0)则表明电缆附件封铅无缺陷。

当传感器检测如图l2区间时，如图3所示，l2区间内电缆附开裂，传感器距离电流通道非轴对称，即r1≠r2＝r6≠r3＝r5≠r4，其他参数相等，代入公式(1)(2)可知，b1≠b2＝b6≠b3＝b5≠b4；u1≠u2＝u6≠u3＝u5≠u4，

即当|bmax-bmin|≠0或|umax-umin|≠0，表明电缆附件封铅有缺陷。

本发明的一种电缆附件封铅电气连接缺陷带电检测装置和方法，可带电作业，通过耦合注入信号至电缆本体铝护套或者电缆附件接地引线，并传入电缆附件封铅部位，并利用信号传感器沿电缆附件封铅部位轴向移动1次，即可完成测试工作，操作灵活、简单方便，具有良好的应用前景。

以上所述仅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，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。