一种具有磁场聚焦功能的电缆铅封涡流检测系统和方法与流程

本发明属于电缆铅封无损检测，具体涉及一种具有磁场聚焦功能的电缆铅封涡流检测系统和方法。

背景技术：

1、电缆铅封作为保证电缆接头防水和电缆金属外层接地的重要密封部件，有必要对电缆铅封进行无损检测，以评估结构完整性。

2、现有的电缆铅封涡流检测技术，其激励线圈形状为圆柱形或方形，时变电流信号产生的磁场散布于激励线圈圆形或方形横截面内，磁场能量不能集中，从而导致现有电缆铅封涡流检测技术仅能探测铅封表面或近表面缺陷，难以有效检测电缆铅封内部缺陷。

技术实现思路

1、为了解决现有电缆铅封涡流检测技术，由于激励线圈形状为圆柱形或方形，时变电流信号产生的磁场散布于激励线圈圆形或方形横截面内，磁场能量不能集中，导致仅能探测铅封表面或近表面缺陷，无法有效检测电缆铅封内部缺陷的问题，本发明提供了一种具有磁场聚焦功能的电缆铅封涡流检测系统和方法，本发明能够实现对电缆铅封内部缺陷的检测，扩大了检测范围，提高了检测的可靠性。

2、本发明通过下述技术方案实现：

3、一种具有磁场聚焦功能的电缆铅封涡流检测系统和方法，该检测系统包括激励模块；

4、所述激励模块包括内芯、屏蔽层和激励线圈；

5、所述内芯位于最内层，为中部开有凹槽的倒圆台型结构；

6、所述屏蔽层位于所述内芯外层，用于机械限位所述内芯并防止磁场外泄；

7、在所述屏蔽层外层紧密绕制铜线，形成所述激励线圈；

8、所述激励线圈在激励信号作用下在所述内芯中部凹槽处产生时变磁场，该时变磁场在待检电缆铅封中感应出涡流，从而实现待检电缆铅封内部检测。

9、传统的铅封涡流检测技术由于磁场散布，造成磁场能量不能集中，导致仅能探测铅封表面或近表面缺陷，无法有效检测铅封内部缺陷。本发明提出的电缆铅封涡流检测系统采用内芯形状为中部具有凹槽的倒圆台型结构，可以将激励线圈产生的磁场汇聚于凹槽内部，避免磁场散布带来的能量不集中的问题，提高感应涡流强度，从而可有效实现电缆铅封内部缺陷的检测，扩大了检测范围，提高了检测精度。

10、作为优选实施方式，本发明的内芯由2个中部开有凹槽的d型金属体构成，2个d型金属体之间的间距与其中部凹槽的宽度相同。本发明通过采用2个中部开有凹槽的d型金属体构成，便于加工制造。

11、作为优选实施方式，本发明的d型金属体材料为铝。

12、作为优选实施方式，本发明的屏蔽层磁导率为1500h/m。本发明采用高磁导率屏蔽层，从而有效防止磁场外泄。

13、作为优选实施方式，本发明的激励模块还包括波形发生器、功率放大器和控制器；

14、所述控制器控制所述波形发生器输出正弦激励信号至所述功率放大器；

15、所述功率放大器将输入的正弦激励信号放大后输出至所述激励线圈。

16、作为优选实施方式，本发明的正弦激励喜好频率为：

17、f＝1/(πμσd2)

18、其中，μ为铅封磁导率，σ为铅封电导率，d为缺陷埋深。

19、作为优选实施方式，本发明的检测系统还包括检测模块；

20、所述检测模块包括检测线圈和数据采集卡；

21、所述检测线圈由铜线绕制而成，位于所述内芯下侧并与所述内芯同轴设置，用于检测涡流信号；

22、所述数据采集卡用于采集所述检测线圈产生的电压信号。

23、作为优选实施方式，本发明的检测线圈内半径为1mm，外半径为2mm，高度为2mm，线圈匝数为800匝。

24、作为优选实施方式，本发明的检测系统还包括信号分析模块；

25、所述信号分析模块包括去噪单元和分析单元；

26、所述去噪单元利用小波去噪方法对所述数据采集卡采集的电压信号进行去噪处理，并将去噪处理后的电压信号传输至所述分析单元；

27、所述分析单元判断去噪处理后的电压信号幅值是否大于阈值，若大于阈值，则判定电缆铅封内部存在缺陷。

28、另一方面，本发明提出了一种电缆铅封涡流检测方法，该方法基于本发明上述检测系统实现，包括如下步骤：

29、对所述激励线圈施加激励信号，在所述内芯中部凹槽处产生时变磁场，该时变磁场在待检电缆铅封中感应出涡流；

30、对该涡流信号进行检测并分析，识别待检电缆铅封内部是否存在缺陷。

31、本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

32、本发明提供的电缆涡流检测系统采用内芯形状为中部具有凹槽的倒圆台型的激励结构，可以将激励线圈产生的磁场汇聚于凹槽内部，避免磁场线散布带来的磁场能力不集中的问题，提高感应涡流强度，从而有效实现电缆铅封内部缺陷检测，扩大检测范围。

技术特征：

1.一种具有磁场聚焦功能的电缆铅封涡流检测系统，其特征在于，该检测系统包括激励模块；

2.根据权利要求1所述的一种具有磁场聚焦功能的电缆铅封涡流检测系统，其特征在于，所述内芯由2个中部开有凹槽的d型金属体构成，2个d型金属体之间的间距与其中部凹槽的宽度相同。

3.根据权利要求2所述的一种具有磁场聚焦功能的电缆铅封涡流检测系统，其特征在于，所述d型金属体材料为铝。

4.根据权利要求1所述的一种具有磁场聚焦功能的电缆铅封涡流检测系统，其特征在于，所述屏蔽层磁导率为1500h/m。

5.根据权利要求1-4任一项所述的一种具有磁场聚焦功能的电缆铅封涡流检测系统，其特征在于，所述激励模块还包括波形发生器、功率放大器和控制器；

6.根据权利要求5所述的一种具有磁场聚焦功能的电缆铅封涡流检测系统，其特征在于，所述正弦激励喜好频率为：

7.根据权利要求5所述的一种具有磁场聚焦功能的电缆铅封涡流检测系统，其特征在于，该检测系统还包括检测模块；

8.根据权利要求7所述的一种具有磁场聚焦功能的电缆铅封涡流检测系统，其特征在于，所述检测线圈内半径为1mm，外半径为2mm，高度为2mm，线圈匝数为800匝。

9.根据权利要求7所述的一种具有磁场聚焦功能的电缆铅封涡流检测系统，其特征在于，该检测系统还包括信号分析模块；

10.一种电缆铅封涡流检测方法，其特征在于，该方法基于权利要求1-9任一项所述的检测系统实现，包括如下步骤：

技术总结
本发明公开了一种具有磁场聚焦功能的电缆铅封涡流检测系统和方法，本发明属于电缆铅封无损检测技术领域，该检测系统包括激励模块；激励模块包括内芯、屏蔽层和激励线圈；内芯位于最内层，为中部开有凹槽的倒圆台型结构；屏蔽层位于所述内芯外层，用于机械限位内芯并防止磁场外泄；在屏蔽层外层紧密绕制铜线，形成激励线圈；激励线圈在激励信号作用下在内芯中部凹槽处产生时变磁场，该时变磁场在待检电缆铅封中感应出涡流，从而实现待检电缆铅封内部检测。本发明采用内芯形状为中部具有凹槽的倒圆台型结构，可以将激励线圈产生的磁场汇聚于凹槽内部，提高感应涡流强度，从而可有效实现电缆铅封内部缺陷的检测，扩大了检测范围，提高了检测精度。

技术研发人员：邵千秋,范松海,刘凤莲
受保护的技术使用者：国网四川省电力公司电力科学研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16