高压电缆铅封缺陷的检测方法和检测装置与流程

本发明涉及高压电缆铅封缺陷检测，具体而言，涉及一种高压电缆铅封缺陷的检测方法、检测装置、计算机可读存储介质和计算机程序产品。

背景技术：

1、现有高压电缆专业与物联感知、人工智能、无损检测等新兴技术的高度融合将催生出更多的新业态。随着能源互联网的建设、发展，电力公司电缆按年均增长率将达到10％，但技能熟练的高压电缆附件制作人员及关键环节技术监督人员缺口却持续扩大，促使高压电缆附件制作及质量管控环节“机器代人”、在运高压电缆线路潜伏性缺陷无损检出支撑装备的需求不断涌现，未来适用于搪铅密封等关键环节质量/运行缺陷自动检测及状态高效评价的技术装备市场潜力巨大。

2、铅封是目前电缆附件安装中比较常见的封装手段，主要用于尾管端部与金属保护套内部电缆之间的连接。虽然封铅工艺繁琐，但由于其具有较高的强度及良好的耐老化性能，且密封性能可靠，仍在广泛使用。根据统计，目前电缆附件已经成为电缆线路中故障最多发的部件之一，而大部分故障是由产品本身质量不过关或安装不当导致的。

3、目前对电力电缆缺陷诊断的方法主要有红外线检测、x射线检测、金属护层接地电流检测和局部放电检测等，上述方法都无法有效运用到高压电缆终端铅封检测之中。目前涡流检测方法可以对终端铅封裂纹缺陷进行有效检测，并取得良好效果，但该方法存在一定局限性，并不能有效检测出铅封内部以及铅封与铝护套层间缺陷。

技术实现思路

1、本技术的主要目的在于提供一种高压电缆铅封缺陷的检测方法、检测装置、计算机可读存储介质和计算机程序产品，以至少解决现有技术中不能有效检测出电缆铅封内部以及电缆铅封与铝护套层间缺陷的问题。

2、为了实现所述目的，根据本技术的一个方面，提供了一种高压电缆铅封缺陷的检测方法，包括：利用三个阵元构建三阵元紧凑型相控阵，所述三阵元紧凑型相控阵位于高压电缆铅封上，所述三阵元紧凑型相控阵中包括两个激励阵元和一个接收阵元，所述激励阵元用于发射光束信号，所述接收阵元用于接收所述光束信号反射的信号；根据阵元组合中每种反射信号数据形成所述电缆铅封的二维图像，所述阵元组合为三个所述阵元中的任意两个所述阵元作为激励阵元，剩余一个所述阵元作为接收阵元而形成的组合，所述反射信号数据至少包括振幅、相位差和传播时间；利用lamb波干扰方法对所述三阵元紧凑型相控阵发射的光束信号进行干涉，得到干涉数据，并根据所述干涉数据更新所述二维图像，得到滤波强度图，所述干涉数据至少包括振幅；对所述滤波强度图进行分析，得到所述电缆铅封的缺陷信息，所述缺陷信息至少包括缺陷位置、缺陷大小和缺陷形状。

3、可选地，在利用三个阵元构建三阵元紧凑型相控阵之后，所述方法还包括：利用恒定的零相位延迟激励所述激励阵元以使两个所述激励阵元发射所述光束信号时具有相同的相位延迟，同时控制所述接收阵元接收所述光束信号；根据所述光束信号的传播过程，得到传播信息，所述传播信息至少包括所述阵元之间的距离、波长和相位差；根据所述传播信息和第一公式确定辐射方向图，所述辐射方向图用于表示所述三阵元紧凑型相控阵的辐射效果，所述第一公式为其中，n表示天线元件个数，d为阵列之间的距离，k为波数，ψ＝kdcos(φ)表示相位差，φ为传播线和阵列线之间的夹角。

4、可选地，根据阵元组合中每种反射信号据形成所述电缆铅封的二维图像，包括：将所述电缆铅封的成像区域划分为多个像素点；控制所述激励阵元向所述电缆铅封发射的光束信号照射至所述像素点上；根据各所述像素点上反射的所述光束信号获取所述反射信号数据；采用改进全聚焦方法对所述反射信号数据进行数据分析，形成所述二维图像。

5、可选地，控制所述激励阵元向所述电缆铅封发射的光束信号照射至所述像素点上，包括：根据第二公式计算所述三阵元紧凑型相控阵的归一化功率增益，所述归一化功率增益用于衡量所述三阵元紧凑型相控阵中在一个特定辐射方向接收信号和发射信号的能力，所述第二公式为根据所述归一化功率增益调整所述夹角以使所述三阵元紧凑型相控阵发射的光束信号照射至所述像素点上。

6、可选地，根据各所述像素点上反射的所述光束信号获取所述反射信号数据，包括：根据第三公式计算总传播长度，所述第二公式为(xr，yr)表示所述接收阵元的位置坐标，(x，y)表示所述电缆铅封上任意一点的坐标，所述总传播长度为从所述激励阵元至所述电缆铅封上一点的信号传播路径长度的总和；根据所述总传播长度和光束传播速度计算所述传播时间。

7、可选地，利用lamb波干扰方法对所述三阵元紧凑型相控阵发射的所述光束信号进行干涉，得到干涉数据，包括：根据第四公式计算所述电缆铅封上所有所述像素点的所述振幅，所述第三公式为e(j)表示电场强度，δφ(i，vp)表示相位差，vp表示相速度，m表示频率分量的总个数。

8、可选地，在根据第四公式计算所述电缆铅封上所有所述像素点的所述振幅之前，所述方法还包括：根据第五公式计算所述相位差，所述第五公式为l1表示第一激励阵元至目标点的距离，l2表示第二激励阵元至所述目标点的距离，(x1，y1)为所述第一激励阵元的坐标，(x2，y2)为所述第二激励阵元的坐标，(x，y)表示所述目标点的坐标，所述目标点为所述电缆铅封上任意一点，所述第一激励阵元为两个所述激励阵元中任意一个所述激励阵元，所述第二激励阵元为除所述第一激励阵元之外剩余的所述激励阵元。

9、根据本技术的另一方面，提供了一种高压电缆铅封缺陷的检测装置，所述装置包括：构建单元，用于利用三个阵元构建三阵元紧凑型相控阵，所述三阵元紧凑型相控阵位于高压电缆铅封上，所述三阵元紧凑型相控阵中包括两个激励阵元和一个接收阵元，所述激励阵元用于发射光束信号，所述接收阵元用于接收所述光束信号反射的信号；形成单元，用于根据阵元组合中每种反射信号数据形成所述电缆铅封的二维图像，所述阵元组合为三个所述阵元中的任意两个所述阵元作为激励阵元，剩余一个所述阵元作为接收阵元而形成的组合，所述反射信号数据至少包括振幅、相位差和传播时间；干涉单元，用于利用lamb波干扰方法对所述三阵元紧凑型相控阵发射的所述光束信号进行干涉，得到干涉数据，并根据所述干涉数据更新所述二维图像，得到滤波强度图，所述干涉数据至少包括振幅；分析单元，用于对所述滤波强度图进行分析，得到所述电缆铅封的缺陷信息，所述缺陷信息至少包括缺陷位置、缺陷大小和缺陷形状。

10、根据本技术的再一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行任意一种所述的方法。

11、根据本技术的又一方面，提供了一种计算机程序产品，包括计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时实现任意一种所述的方法。

12、应用本技术的技术方案，在高压电缆铅封缺陷的检测方法中，首先，利用三个阵元构建三阵元紧凑型相控阵，上述三阵元紧凑型相控阵位于高压电缆铅封上，上述三阵元紧凑型相控阵中包括两个激励阵元和一个接收阵元，上述激励阵元用于发射光束信号，上述接收阵元用于接收上述光束信号反射的信号；然后，根据阵元组合中每种反射信号数据形成上述电缆铅封的二维图像，上述阵元组合为三个上述阵元中的任意两个上述阵元作为激励阵元，剩余一个上述阵元作为接收阵元而形成的组合，上述反射信号数据至少包括振幅、相位差和传播时间；之后，利用lamb波干扰方法对上述三阵元紧凑型相控阵发射的光束信号进行干涉，得到干涉数据，并根据上述干涉数据更新上述二维图像，得到滤波强度图，上述干涉数据至少包括振幅；最后，对上述滤波强度图进行分析，得到上述电缆铅封的缺陷信息，上述缺陷信息至少包括缺陷位置、缺陷大小和缺陷形状。本技术通过在高压电缆铅封上安装换能器，即上述阵元，根据三个阵元构造出一个三阵元紧凑型相控阵，根据三阵元紧凑型相控阵发射光束和接收光束，根据光束的辐射振幅生成二维图像，同时考虑各组合的波传播和干涉，改进全聚焦的二维图，通过三阵元紧凑型相控阵成功定位缺陷。本技术解决了现有技术中不能有效检测出电缆铅封内部以及电缆铅封与铝护套层间缺陷的问题。

技术特征：

1.一种高压电缆铅封缺陷的检测方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在利用三个阵元构建三阵元紧凑型相控阵之后，所述方法还包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据阵元组合中每种反射信号据形成所述电缆铅封的二维图像，包括：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，控制所述激励阵元向所述电缆铅封发射的光束信号照射至所述像素点上，包括：

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据各所述像素点上反射的所述光束信号获取所述反射信号数据，包括：

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，利用lamb波干扰方法对所述三阵元紧凑型相控阵发射的所述光束信号进行干涉，得到干涉数据，包括：

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在根据第四公式计算所述电缆铅封上所有所述像素点的所述振幅之前，所述方法还包括：

8.一种高压电缆铅封缺陷的检测装置，其特征在于，所述装置包括：

9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行权利要求1至7中任意一项所述的方法。

10.一种计算机程序产品，包括计算机指令，其特征在于，所述计算机指令被处理器执行时实现权利要求1至7中任意一项所述的方法。

技术总结
本申请提供了一种高压电缆铅封缺陷的检测方法和检测装置，该方法包括：利用三个阵元构建三阵元紧凑型相控阵；根据阵元组合中每种反射信号数据形成电缆铅封的二维图像，阵元组合为三个阵元中任意两个阵元作为激励阵元，剩余一个阵元作为接收阵元形成的组合；利用lamb波干扰方法对三阵元紧凑型相控阵发射的光束信号进行干涉，得到干涉数据，并根据干涉数据更新二维图像，得到滤波强度图，干涉数据至少包括振幅；对滤波强度图进行分析，得到电缆铅封的缺陷信息，缺陷信息至少包括缺陷位置、缺陷大小和缺陷形状。该方法解决了现有技术中不能有效检测出电缆铅封内部以及电缆铅封与铝护套层间缺陷的问题。

技术研发人员：蔡邱申,甄志明,黄耀升,彭子平,陈剑平,胡锦辉,王柳,郑海,单良,温带银,邹巍,陈志锋,严钰杰,郑继诗,吴培坤,李晓斌,杨尚彬,何锡忠
受保护的技术使用者：广东电网有限责任公司江门供电局
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23