一种无损测量电力电缆导体横截面积的方法与流程

本发明属于高电压技术、电缆检测和应用光学领域，更具体地，涉及一种无损测量电力电缆导体横截面积的方法。

背景技术：

在现代社会，电能是工业生产和人民生活不可缺少的动力。电力电缆是输送电能、制造电器设备过程中必须使用的器材，是未来电气化和信息化社会中的必需品。电力电缆也广泛应用在我国的工程建设之中，2014年线缆行业销售额达到1.2万亿元。

电缆产业与我国国民经济的发展密切相关，现阶段也存在不少问题，我国电缆产业虽然总生产能力很高，但产品结构极不合理，企业主要生产附加值低的中低压线缆，其生产能力已出现过剩，市场竞争激烈，行业生产集中度低，小企业林立。截至2016年5月末，我国电缆产业中产值在500万元以上企业接近4000家，最大的企业所占的市场分额也不过在1％至2％。

由于电缆生产企业的绝大多数为小规模企业，这些企业之间竞争激烈，往往会为了较高的利润而偷工减料，当一些重大工程项目使用这些不达标的电缆时，一旦出现问题很容易带来灾难性的后果。

电缆检测环节的一项重要指标是导体的横截面积，导体横截面积与电缆直流电阻和载流量相关。传统手段主要有两种：称重法和测量直流电阻法。称重法需要截取数米长的电力电缆，考虑到电力电缆成本高，切割后严重影响电力电缆的销售和使用，这种方法使用较少。采用直流电阻反推导体横截面积对电缆破坏较小，但是导体直流电阻也与电缆的长度相关，有些厂家在导体面积和长度上同时作假，这种情况下该方法会漏检。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理的无损测量电力电缆导体横截面积的方法。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种无损测量电力电缆导体横截面积的方法，其特征在于：包括以下步骤：

从待测量整段电缆上垂直于电缆中轴线截下一段电缆，使得待测电整段电缆的头端截面平整；

将电缆的头端截面平整电缆端浸泡在氯化铁溶液中进行导体边缘飞边毛刺处理，对于绞合电缆在上述步骤处理的后，采用细针或刀片清除绞线缝隙中的导体金属屑。

采用摄像器材垂直与电缆截面获取电缆横截面的图像；

对获取电缆横截面的图像根据图像中导体区域与包覆层的灰度不同，采用图像处理软件计算导体灰度所占像素点的个数n，根据步骤(3)获取电缆横截面的图像的成像参数计算电缆横截面的图像单个像素点的实际面积s，从而获得电缆导体横截实际总面积s＝ns。

根据权利要求1所述的无损测量电力电缆导体横截面积的方法，其特征在于：所述的截取的电缆的小于1cm。

根据权利要求1所述的无损测量电力电缆导体横截面积的方法，其特征在于：所述的图像处理软件为photoshop或imagej。

根据权利要求1所述的无损测量电力电缆导体横截面积的方法，其特征在于：氯化铁溶液浓度不低于3mol/l，且处理时间为20-30min。

进一步：步骤(3)所述的摄像器材包括镜筒、物镜镜片、成像镜头以及感光ccd，所述的物镜镜片、成像镜头以及感光ccd依次设置在镜筒内，所述的物镜镜片呈透明平面，所述的镜筒内设置有补光灯，所述的补光灯设置在物镜镜片和成像镜头间，所述的感光ccd连接图像处理电路将获取的图像信号转化为图像数据，所述的物镜镜片贴合于获取电缆横截面设置。

进一步：所述的电缆以及摄像器材设置在检测平台上，所述的检测平台包括基台、电缆固定件以及摄像器材固定架，所述的电缆固定架板块第一限位块和第二限位块，所述的第一限位块和第二限位块呈对立滑动设置在基台上，所述的机台在第一限位块和第二限位块的中部位置设置有用于穿设电缆的通孔，所述的摄像器材固定架包括若干滑杆，所述的若干立杆呈垂直固定在基台上端面，所述的摄像器材的镜筒的套筒测滑动套设在立杆上，所述的套筒设置有固定孔，固定螺栓设置有固定孔并与对应的立杆贴合接触，使得套筒相对立杆位置固定。

进一步：所述的基台设置有用于滑动设置在滑槽，所述的第一限位块和第二限位块的底部均设置有配合滑动设置在滑槽的滑块，所述滑块的一侧设置有穿孔，所述的基台的底部固定设置有滑杆，所述的第一限位块和第二限位块的滑块分别通过穿孔滑动穿设在滑杆上，所述的滑块的另一侧设置有螺孔，所述的基台的底部对应位置转动设置有调节杆，所述的调节杆的两端设置有与第一限位块和第二限位块的滑块的螺孔配合的螺纹柱，使得调节杆转动，两侧的第一限位块和第二限位块同步逼近或远离。

进一步：所述的第一限位块和第二限位块均设置有呈对称的弧形凸块，两组弧形凸块呈一侧设置且呈间隔设置，所述的弧形凸块与电缆的外护套壁面接触。

进一步：所述的基座的底部设置有第一固定块，所述的第一固定块内设置有第一轴承，所述的第一轴承的外圈与第一固定块固定，调节杆穿设在第一轴承内圈并壁面与其固定，所述的调节杆套设有第一斜齿轮，所述的第一斜齿轮配合设置有第二斜齿轮，第一斜齿轮与第二斜齿轮相互啮合，所述的第二斜齿轮套设固定在转动轴上，所述的基座的底部设置有第二固定块，所述的第二固定块内设置有第二轴承，所述的第二轴承的外圈与第二固定块固定，所述的转动轴穿设在第二轴承的内圈上其壁面与其固定，所述的转动轴连接设置有转动手柄，所述的第一限位块和第二限位块中部连线中点的垂线与摄像器材的中轴线重合。

进一步：所述的基座底部设置有支撑立脚，所述的支撑立脚与地面接触位置设置有橡胶防滑垫

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：本发明通过摄像器材拍摄截面的图像，由于电缆导体材料和其包覆层成像灰度不同，因此我们计算成像区域内导体部分像点的个数便能得出导体的面积。本方法操作方便，精确度高，能检测传统手段无法处理的不合格品，并且不会对电缆造成损伤，具有极高的经济效益，同时提供的用于无损测量电力电缆导体截面积步骤的电缆固定以及拍摄图像，操作简单，有利于简化流程，保证结构稳固，有效保证测量精度。

附图说明

图1是本发明实施例一种无损测量电力电缆导体横截面积的方法的流程框图。

图2是本发明实施例摄像器材的结构示意图。

图3是本发明实施例电缆导体截面处理完后的黑白图像。

图4是本发明实施例检测平台顶部的结构示意图。

图5是本发明实施例检测平台底部的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

参见图1-图5，本实施例中无损检测技术能准确测量电缆4导体截面积，垂直于待检测电缆4中轴线切下小段,使得截面平整，利用氯化铁溶液辅助以物理方式清理新截面处的飞边，其原理是：cu+2fecl3＝2fecl2+cucl2，因此电缆4截面的毛细飞边在短时间内能通过氯化铁溶液进行消除，从而得到较为平整的截面，通过摄像器材拍摄截面的图像，由于电缆4导体材料和其包覆层成像灰度不同，因此我们计算成像区域内导体部分像点的个数便能得出导体的面积。本方法操作方便，精确度高，能检测传统手段无法处理的不合格品，并且不会对电缆4造成损伤，具有极高的经济效益。

为了方便理解，仅出示与本发明实施例相关的部分，具体操作步骤如下：

(1)垂直于电缆4中轴线截下小段电缆4；在本发明实例实施过程中，检测电缆4为10kv挤包绝缘电力电缆4，在一端截下小段(1-2cm)；

(2)用3mol/l氯化铁溶液处理电缆4截面以去除导体边缘的飞边，处理时间为20-30min。再用刀片清理出缝隙处的铜屑；

(3)采用摄像器材拍下电缆4截面的图像，图2展示了本发明所使用的摄像器材示意图，本实施例中以摄像器材如此相关光学参数为：物像比m＝1.7,摄像器材像素1000万，单个像素面积大小为。

(4)采用imagej处理拍摄得到的图像，依据铜材料和其包覆层区域灰度值不同，处理为黑白图，铜材料见图3中白色区域。

(5)统计黑色区域像素点个数为得到铜材料的截面积为s＝ns＝160.67，按照gb/t3048.2-2007规定的称重法精确测量的面积为s’＝161.80，经过验证两者相差不超过1％。可见本方法能在测量电缆4导体横截面上能达到极高的精度。

具体的本实施例中步骤(3)所述的摄像器材包括镜筒11、物镜镜片12、成像镜头13以及感光ccd14，所述的物镜镜片12、成像镜头13以及感光ccd14依次设置在镜筒11内，所述的物镜镜片12呈透明平面，所述的镜筒11内设置有补光灯，所述的补光灯设置在物镜镜片12和成像镜头13间，所述的感光ccd14连接图像处理电路将获取的图像信号转化为图像数据，所述的物镜镜片12贴合于获取电缆4横截面设置，所述的电缆4以及摄像器材设置在检测平台上，所述的检测平台包括基台2、电缆4固定件以及摄像器材固定架，所述的电缆4固定架板块第一限位块31和第二限位块32，所述的第一限位块31和第二限位块32呈对立滑动设置在基台2上，所述的机台在第一限位块31和第二限位块32的中部位置设置有用于穿设电缆4的通孔24，所述的摄像器材固定架包括若干滑杆33，所述的若干立杆41呈垂直固定在基台2上端面，所述的摄像器材的镜筒11的套筒42测滑动套设在立杆41上，所述的套筒42设置有固定孔，固定螺栓43设置有固定孔并与对应的立杆41贴合接触，使得套筒42相对立杆41位置固定，所述的基台2设置有用于滑动设置在滑槽21，所述的第一限位块31和第二限位块32的底部均设置有配合滑动设置在滑槽21的滑块32，所述滑块32的一侧设置有穿孔，所述的基台2的底部固定设置有滑杆33，所述的第一限位块31和第二限位块32的滑块32分别通过穿孔滑动穿设在滑杆33上，所述的滑块32的另一侧设置有螺孔，所述的基台2的底部对应位置转动设置有调节杆34，所述的调节杆34的两端设置有与第一限位块31和第二限位块32的滑块32的螺孔配合的螺纹柱，使得调节杆34转动，两侧的第一限位块31和第二限位块32同步逼近或远离，所述的第一限位块31和第二限位块32均设置有呈对称的弧形凸块311，两组弧形凸块311呈一侧设置且呈间隔设置，所述的弧形凸块311与电缆4的外护套壁面接触，所述的基座的底部设置有第一固定块341，所述的第一固定块341内设置有第一轴承342，所述的第一轴承342的外圈与第一固定块341固定，调节杆34穿设在第一轴承342内圈并壁面与其固定，所述的调节杆34套设有第一斜齿轮342，所述的第一斜齿轮342配合设置有第二斜齿轮351，第一斜齿轮342与第二斜齿轮351相互啮合，所述的第二斜齿轮351套设固定在转动轴35上，所述的基座的底部设置有第二固定块352，所述的第二固定块352内设置有第二轴承353，所述的第二轴承353的外圈与第二固定块352固定，所述的转动轴35穿设在第二轴承353的内圈上其壁面与其固定，所述的转动轴35连接设置有转动手柄36，所述的第一限位块31和第二限位块32中部连线中点的垂线与摄像器材的中轴线重合，所述的基座底部设置有支撑立脚22，所述的支撑立脚22与地面接触位置设置有橡胶防滑垫23，本检测平台用于将截取的电缆4以及摄像器材的固定，操作方便，如图4、5所示，将截取平面的电缆4由基台2底部穿设在通孔24上，放置在基台2上，并通过第一限位块31与第二限位块32逼近电缆4的外壁面使其限位，限位时保证电缆4的截面与基台2呈水平，进一步通过本实施例的调节杆34转动可使得第一限位块31和第二限位块32同步逼近夹取截取的电缆4，由于所述的第一限位块31和第二限位块32中部连线中点的垂线与摄像器材的中轴线(即为镜筒11的中轴线)重合，则使得在电缆4夹紧时，所述的电缆4的中轴线与摄像器材的中轴线重合，因此有效的保证了获得的图片比例的准确性，同时也无需多余的调整，使用方便，有利于提高测量的精度，本实施例中采用转动轴35的结构，使得更加便于调节轴的转动，方便使用。

本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明所作的举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明说明书的内容或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。