一种电缆接头铅封部位脉冲涡流检测装置的制作方法

1.本实用新型涉及电力系统的电缆无损探伤技术领域，具体涉及一种电缆接头铅封部位脉冲涡流检测装置。


背景技术：

2.铅封作为高压电缆附件制作的关键工艺之一，一旦因安装质量不合格或运行中拉力、振动等因素发生开裂，易导致附件进水受潮或电气连接不良，从而引发高压电缆线路故障跳闸。目前，对于高压电缆铅封状态检测技术的研究甚少，附件制作完成后无法直接检测铅封施工质量，运行过程中也无法检测铅封的状态，铅封缺陷检测成为困扰高压电缆安全运行的一大难题。针对高压电缆接头铅封部位此类绝缘层下缺陷的在役检测，常规的无损检测方法常常存在很多局限，且难以实现检测目标。如数字射线(dr)技术，虽然能够实现部分缺陷(减薄、开裂)的检测，但检测成本高、作业效率低，最主要的是在环境污染及操作人员防护方面存在较大不足。
3.涡流检测是一种适用于金属导体材料表面和近表面腐蚀、开裂、孔洞等类型缺陷的无损检测方法，在检测实践中应用广泛，具有较高的检测灵敏度。传统的涡流检测，通常给激励线圈加载交变电流，当检测线圈靠近被测试件时，激励线圈所产生的磁力线会在导体表面切割，随即导体试件产生迅速衰减的反向涡流，涡流感生出的二次磁场又会改变接收元件的阻抗大小，通过观察检测线圈阻抗变化可以判断被检试件的完好性。
4.传统涡流检测方法虽然能实现金属导体材料表面和近表面缺陷的无损检测，但由于提离效应的存在，使得传统涡流检测技术大大受限于金属导体材料外部绝缘层的厚度，当存在比较厚的绝缘层时，传统涡流检测精度往往达不到要求。
5.公开号为cn108037181a的中国专利文献公开了一种高压电缆铅封涡流探伤装置及方法，该现有技术涉及了一种高压电缆铅封涡流探伤技术，该发明采用传统涡流检测方法，针对5mm以上等比较大的开裂缺陷具有较好的识别度，能基本实现1mm及以上开裂类缺陷的检测，而1mm以上，特别是达到5mm的开裂，已经岌岌可危，或可称之为“已经断裂”，在实际的生产中，该类缺陷已经没有检测的必要，或已断裂，或可通过外部严重形变判断。针对外形完好的电缆接头，若存在裂纹类的安全隐患，则裂纹宽度通常在1.0mm以下，通常多在0.1～0.8mm。针对这种微小缺陷，传统的涡流检测技术无法实现检测目标。


技术实现要素：

6.本实用新型要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种电缆接头铅封部位脉冲涡流检测装置，本实用新型能够实现高压电缆接头铅封部位的表面和近表面缺陷检测，具有较高的检测准确度、灵敏度和较强的抗干扰能力，体积小、操作方便等特点，尤其可适用于实现对电缆接头存在的外形完好的裂纹类安全隐患。
7.为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：
8.一种电缆接头铅封部位脉冲涡流检测装置，包括信号发生器、涡流检测探头、数据
采集与处理模块和控制模块，所述信号发生器的控制端与控制模块相连，所述涡流检测探头中设有激励线圈和检测线圈，所述信号发生器的输出端与激励线圈相连，所述检测线圈的输出端通过数据采集与处理模块与控制模块相连。
9.可选地，所述激励线圈和检测线圈两者同轴布置。
10.可选地，所述激励线圈、检测线圈均为带有内孔的管状结构，所述激励线圈插设布置在检测线圈的内孔中。
11.可选地，所述激励线圈的内孔中插设有圆柱磁芯，检测线圈、激励线圈、圆柱磁芯三者同轴布置。
12.可选地，所述检测线圈的高度比激励线圈的高度高，且所述检测线圈的线径为0.2～0.4mm、匝数为80～160；所述激励线圈的线径为0.4～0.6mm、匝数为40～80。
13.可选地，所述圆柱磁芯采用坡莫合金材料制成。
14.可选地，所述数据采集与处理模块包括前置增益电路、相敏检波电路和整流滤波电路，所述前置增益电路、相敏检波电路和整流滤波电路依次相连，所述前置增益电路的输入端与检测线圈的输出端相连，所述整流滤波电路的输出端与控制模块相连。
15.可选地，所述信号发生器为直流方波信号发生器。
16.可选地，所述直流方波信号发生器产生直流方波信号的占空比为50％，频率范围4～32hz，电流范围3～6a。
17.可选地，所述控制模块为带有显示模块的便携式计算机设备。
18.和现有技术相比，本实用新型具有下述优点：
19.1、本实用新型包括信号发生器、涡流检测探头、数据采集与处理模块和控制模块，信号发生器的控制端与控制模块相连，涡流检测探头中设有激励线圈和检测线圈，信号发生器的输出端与激励线圈相连，检测线圈的输出端通过数据采集与处理模块与控制模块相连。本实用新型能够实现高压电缆接头铅封部位的表面和近表面缺陷检测，具有较高的检测准确度、灵敏度和较强的抗干扰能力，体积小、操作方便等特点，尤其可适用于实现对电缆接头存在的外形完好的裂纹类安全隐患。
20.2、本实用新型涡流检测探头中设有激励线圈和检测线圈，通过将激励线圈和检测线圈两者采用一体式探头设计，能够有效提升检测线圈的检测灵敏度。
附图说明
21.图1为本实用新型实施例的结构示意图。
22.图2为本实用新型实施例中涡流检测探头的结构示意图。
23.图3为本实用新型实施例中涡流检测探头的应用状态剖视结构示意图。
具体实施方式
24.如图1所示，本实施例电缆接头铅封部位脉冲涡流检测装置包括信号发生器1、涡流检测探头2、数据采集与处理模块3和控制模块4，信号发生器1的控制端与控制模块4相连，涡流检测探头2中设有激励线圈和检测线圈，信号发生器1的输出端与激励线圈相连，检测线圈的输出端通过数据采集与处理模块3与控制模块4相连。本实施例电缆接头铅封部位脉冲涡流检测装置能够实现高压电缆接头铅封部位的表面和近表面缺陷检测，具有较高的
检测准确度、灵敏度和较强的抗干扰能力，体积小、操作方便等特点，尤其可适用于实现对电缆接头存在的外形完好的裂纹类安全隐患，通过将激励线圈和检测线圈两者采用一体式探头设计，能够有效提升检测线圈的检测灵敏度。
25.如图2和图3所示，本实施例中激励线圈(如图2和图3中标号b所示)和检测线圈(如图2和图3中标号a所示)两者同轴布置，可进一步提升检测线圈的检测灵敏度。
26.如图2和图3所示，本实施例中激励线圈、检测线圈均为带有内孔的管状结构，激励线圈插设布置在检测线圈的内孔中。
27.如图2和图3所示，本实施例中激励线圈的内孔中插设有圆柱磁芯(如图2和图3中标号c所示)，检测线圈、激励线圈、圆柱磁芯三者同轴布置，通过圆柱磁芯可对激励线圈、检测线圈两者起到增强作用，从而可提高检测线圈的检测灵敏度。
28.如图2和图3所示，本实施例中检测线圈的高度比激励线圈的高度高，且检测线圈的线径为0.2～0.4mm、匝数为80～160；激励线圈的线径为0.4～0.6mm、匝数为40～80，可提高检测线圈的检测灵敏度。
29.本实施例中，圆柱磁芯采用坡莫合金材料制成，能有效提升探头的聚磁能力，有效增大激励磁场。
30.如图1所示，数据采集与处理模块3包括前置增益电路31、相敏检波电路32和整流滤波电路33，前置增益电路31、相敏检波电路32和整流滤波电路33依次相连，前置增益电路31的输入端与检测线圈的输出端相连，整流滤波电路33的输出端与控制模块4相连。通过前置增益电路31进行前置放大，再通过相敏检波电路32相敏检波，能有效地减低缺陷处的漏磁对检测结果的影响，而且结合涡流检测探头2的设计，可有效实现对0.1～0.8mm裂纹类的安全隐患的检测。
31.本实施例中，信号发生器1为直流方波信号发生器，
32.直流方波信号发生器产生直流方波信号输入涡流检测探头2中的激励线圈，产生的一次瞬态磁场将穿过电缆接头铅封部位外部的绝缘层，传导至电缆接头铅封部位内部的铅封层，当直流方波信号相位变化的瞬间会产生快速变化的反向电流，随之在铅封层感生出衰减的二次磁场，然后通过检测线圈检测得到电压信号，通过检测线圈中电压信号的幅值变化即可检测出铅封层缺陷情况。
33.本实施例中，直流方波信号发生器产生直流方波信号的占空比为50％，频率范围4～32hz，电流范围3～6a，适用于实现对电缆接头存在的外形完好的裂纹类安全隐患。
34.本实施例中，控制模块4为带有显示模块的便携式计算机设备，具体为笔记本电脑，此外也可以根据需要采用其他类型的带有显示模块的便携式计算机设备。控制模块4与数据采集与处理模块3相连，可对检测结果进行计算和存储；控制模块4与信号发生器1的控制端相连，可可实现方波脉冲占空比、信号频率、信号增益等参数的调节。
35.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。