[發明專利]一種EPR熱縮電纜終端內部缺陷檢測系統及其檢測方法

在審

• 申請號: 202011368042.2
• 申請日: 2020-11-30
• 公開（公告）號: CN112326591A
• 公開（公告）日: 2021-02-05
• 發明（設計）人: 李帥兵;曹炳磊;康永強;豆利龍;楊興祖;董海鷹
• 申請（專利權）人: 蘭州交通大學
• 主分類號: G01N21/3586
• 分類號: G01N21/3586
• 代理公司: 蘭州嘉諾知識產權代理事務所(普通合伙) 62202
• 代理人: 焦海紅

本發明公開了一種EPR熱縮電纜終端內部缺陷檢測系統及其檢測方法，屬于高電壓與絕緣技術領域，以克服推廣性差、穿透性差、受環境溫度影響大、對被測物體造成損傷等問題。系統包括：沿太赫茲脈沖通路自左至右設置的飛秒激光器和分光鏡、并列設置在分光鏡之后的探測光路系統和激發光路系統，還包括互相連接的鎖相放大器、采集終端。方法包括樣品準備及安裝、缺陷檢測、數據收集及處理、結果應用。本發明系統與方法的結合，是針對太赫茲無損可視化檢測技術于EPR熱縮電纜終端應用的拓寬，獨特的結構與方法結合，可明確建立EPR熱縮電纜終端內部缺陷的太赫茲時域光譜特征，最終反向應用，實現對復合電纜內部缺陷的無損可視化檢測。

技術領域

本發明屬于高電壓與絕緣技術領域，具體涉及一種EPR熱縮電纜終端內部缺陷檢測系統及其檢測方法。

背景技術

EPR熱縮電纜終端以其體積小、重量小、易安裝、適用范圍廣等特點，在中低壓電力系統以及牽引供電系統得到了廣泛應用。但在安裝過程中，易受安裝工藝、運行工況和外力破壞等因素的影響；在后期的使用和和長期運行中，其應用場景更是多種多樣，常會處在惡劣的應用條件之中。所以在長期的運行中，受快速冷熱交替、暫態過電壓沖擊和長時高頻振動的共同作用，導致其內部各絕緣層分離，產生微氣隙，引發局部放電；隨著氣隙不斷增大并逐漸形成放電通道，內部絕緣層材料會因放電燒蝕而分解；隨著氣隙進一步生長擴大以及放電燒蝕碳化物的持續積聚，放電程度不斷加劇、氣隙持續增長并最終形成貫穿行放電通道，導致放電擊穿。

目前EPR熱縮電纜終端的檢測方法僅限于各級維修時采用的介質損耗正切角測試、局部放電檢測、紅外溫度測量等，但是這些檢測對于電纜終端因特殊工況而引發的內部絕緣分層等缺陷無法檢測，難以滿足現實的需要。

而現有技術中，針對電纜終端的內部缺陷的無損檢測方法主要有：基于高能射線的CT掃描、X光掃描技術，已在GIS開關設備、電纜終端、絕緣子等設備得到應用，但因X射線等對分層和裂紋檢測效果差，而且會產生高能游離輻射，對人體有害，因此難以推廣。其他檢測方法也因各自缺陷無法適用與復合電纜終端的檢測。如超聲法因超聲波在吸聲性較強的復合材料中能量衰減大，難以穿透較厚材料結構；紅外線波法受環境溫度影響較大；激光散斑成像法需高能激光光源，會對被測物體造成損傷。

基于以上背景技術中的問題，亟需一種專門針對EPR熱縮電纜終端內部缺陷的檢測系統及其檢測方法，以克服推廣性差、穿透性差、受環境溫度影響大、對被測物體造成損傷等問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種EPR熱縮電纜終端內部缺陷檢測系統及其檢測方法，以解決以上背景技術中的各種問題。

為了解決以上問題，本發明技術方案為：

一種EPR熱縮電纜終端內部缺陷檢測系統，包括：沿太赫茲脈沖通路自左至右設置的飛秒激光器和分光鏡、并列設置在分光鏡之后的探測光路系統和激發光路系統，還包括互相連接的鎖相放大器、采集終端；

探測光路系統包括沿光路自左至右依次設置的延時控制單元、光電導發射器、反射鏡八、兩自由度快速移動平臺；反射鏡八上方設有光電導探測器；兩自由度平臺上設有EPR熱縮電纜的樣品，樣品可在兩自由度平臺的豎直方向上上下自由移動和水平方向上自由旋轉；

激發光路系統包括鏡頭，鏡頭設置在光電導探測器上方；

光電導探測器連接鎖相放大器。

進一步的，反射模式用分光鏡自左至右呈45°傾斜設置，其可透過太赫茲脈沖的一面朝向光電導發射器，可透過太赫茲脈沖且可以反射來自待測樣品的太赫茲脈沖的一面朝向光電導探測器。

進一步的，飛秒激光器和分光鏡的光路上設有反射鏡一；分光鏡和鏡頭的光路上設有反射鏡六；分光鏡和光電導發射器的光路上依次設有反射鏡二、反射鏡三、反射鏡四、反射鏡五、反射鏡七。

進一步的，延時控制單元設在反射鏡三和反射鏡四之間。