(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211039513.4 (22)申请日 2022.08.29 (71)申请人 国网重庆市电力公司电力科 学研究 院 地址 401123 重庆市渝北区北部新区黄山 大道中段80号办公 综合楼 申请人 国网重庆市电力公司 　 国家电网有限公司 (72)发明人 吴照国　黄会贤　刘佳　王谦　 李勇　向洪　包健康　吴海涛　 周庆　钱基业　李俊杰　 (74)专利代理 机构 成都九鼎天元知识产权代理 有限公司 51214 专利代理师 王会改(51)Int.Cl. G01N 21/95(2006.01) G01N 21/01(2006.01) G01N 27/20(2006.01) G01N 25/72(2006.01) (54)发明名称 一种电缆缓冲层烧蚀缺陷导致绝缘劣化的 检测装置及方法 (57)摘要 本发明公开了一种电缆缓冲层烧蚀缺陷导 致绝缘劣化的检测装置及方法， 所述装置包括： 电极模块， 其包括相对设置在试验样品两侧的铝 电极和铜电极； 试验样品， 其包括依次层叠连接 的缓冲层、 第一半导半导电屏蔽层、 绝缘层和第 二半导半导电屏蔽层； 加湿模块， 其与铝电极连 接， 用于为铝电极和缓冲层之间提供水分； 紧固 模块， 其内置 试验样品， 用于固定试验样品； 压力 模块， 其通过紧固模块为试验样品提供额外的压 力； 加热模块， 其内置紧固模块， 用于为试验样品 加热； 电源模块， 其连接铝电极和 铜电极， 为试验 样品检测提供电压； 照相模块， 用于获取加热模 块内部绝缘层的图像。 本发明实现了高压电缆烧 蚀缺陷导 致主绝缘劣化的过程可视化检测。 权利要求书2页 说明书4页 附图2页 CN 115389524 A 2022.11.25 CN 115389524 A 1.一种电缆缓冲层烧蚀缺陷导 致绝缘劣化的检测装置， 其特 征在于， 包括： 电极模块， 其包括相对设置在试验样品两侧的铝电极和铜电极； 试验样品， 其包括依次层叠连接的缓冲层、 第 一半导电屏蔽层、 绝缘层和第 二半导电屏 蔽层； 加湿模块， 其与所述铝电极连接， 用于为所述铝电极和所述缓冲层之间提供 水分； 紧固模块， 其内置所述试验样品， 用于固定所述试验样品； 压力模块， 其 通过紧固模块为所述试验样品提供额外的压力； 加热模块， 其内置所述紧 固模块， 用于为所述试验样品加热； 电源模块， 其连接所述铝电极和铜电极， 为所述试验样品检测提供电压； 照相模块， 用于获取 所述加热模块内部绝 缘层的图像。 2.根据权利要求1所述的装置， 其特征在于， 所述加湿模块包括通过导液管贯穿连接的 储液瓶、 超声雾化模块和增压模块； 所述导液管贯穿所述铝电极； 所述超声雾化模块用于将 所述储液瓶中的水形成细水雾； 所述增压模块， 用于将细水雾沿着导液管向铝电极移动， 且 在铝电极与缓冲层的接触点处喷出。 3.根据权利要求1所述的装置， 其特征在于， 所述加热模块为加热箱， 其对称设置的两 侧面由高透耐高温玻璃构成。 4.根据权利要求1所述的装置， 其特征在于， 所述紧固模块包括对称设置的L型支撑板 和盖板； 所述盖 板设置于所述L型支撑板上， 且通过螺 栓和螺母与所述 L型支撑板连接； 所述压力模块包括压力 盖板、 螺栓和压力计； 所述压力 盖板设置在所述加热模块下方， 通过螺栓与所述L型支撑板连接， 且通过旋转螺栓能够改变所述铝电极与所述试验样品之 间的压力； 所述压力计用于 显示所述铝电极与所述试验样品之间的压力。 5.根据权利要求1所述的装置， 其特征在于， 所述电源模块为可调交流电压源， 其输出 电压由试样 样品的厚度决定， 以确保所述 绝缘层的电场强度与电缆的电场强度相等。 6.根据权利要求1所述的装置， 其特 征在于， 所述装置还 包括： 测量模块， 其由电压测量单元、 电流测量单元组成， 用于计算得到其所在回路的 阻抗变 化， 以便观察缓冲层的烧蚀缺陷状态； 图像信号处理单元， 其与所述照相模块连接， 用于接收和 处理照相模块连续拍摄的多 张图像； 光源， 用于照射绝缘层， 以使照相模块获取的图像中能够显示绝缘层是否存在劣化通 道。 7.一种基于权利要求1 ‑6任一项所述的电缆缓冲层烧蚀缺陷导致绝缘劣化的检测装置 的检测方法， 其特 征在于， 所述检测方法包括以下步骤： 步骤1： 将试样样品固定在盖板与L型支撑板之间， 通过调整螺栓拧入深度调节紧固压 力； 步骤2： 设定铝电极与缓冲层之间的压力， 通过旋转螺 栓观察压力计显示的压力值； 步骤3： 设定并打开可调交流电源； 步骤4： 经过固定的时间间隔t1， 打开超声雾化模块和增压模块， 直至铝电极与缓冲层 接触部位有水渗出；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115389524 A 2步骤5： 每施加电压时间t2后， 关闭可调 交流电源， 打开加热箱， 快速升温至额定温度， 打开光源， 通过照相模块获取绝 缘层的图像； 步骤6： 关闭加热箱， 对加热箱降温， 直至降至室温； 步骤7： 重复执 行步骤5至步骤6若干次。 8.根据权利要求7所述的检测方法， 其特征在于， 所述绝缘层会随着 温度的升 高逐渐呈 现透明状态， 通过光源照射其一侧， 通过照相模块获取其另一侧的图像， 即可检测到绝缘层 中是否存在劣化 通道； 其中， 所述 绝缘层为XLPE绝 缘层。 9.根据权利要求7所述的检测方法， 其特征在于， 在所述步骤7之后， 所述检测方法还包 括： 通过信号处理单元对一系列绝缘层随时间变化的图像进行处理： 通过边缘提取算法对 图像进行分割， 由双边滤波的图像差 分算法建立背景模 型， 基于CV ‑Kmeans区域分类的自适 应滤波窗口算法凸显绝 缘层的劣化特 征。 10.根据权利要求9所述的检测方法， 其特征在于， 通过不同时间下的XLPE绝缘层中缺 陷的特征， 评估缓冲层 烧蚀缺陷对绝缘层的影响； 其中， 所述XLPE绝缘层中缺陷的特征包括 白斑尺寸和放电通道长度。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115389524 A 3