Page 59 - 无损检测2022年第四期

刘正存,等:
高压电缆附件铅封缺陷的交流电磁场检测

对被测件表面做任何处理就能完成检测 [ 6 ] , 更适用
于电缆铅封的检测。笔者分析了高压电缆附件的结
构及缺陷, 并制作模拟试样进行试验, 证明了交流电
磁场检测技术对电缆附件铅封表面开口缺陷的检测
能力。 图 2 高压电缆铅封实物

1 交流电磁场检测原理 因此, 需要寻找一种可以快速、 准确地检测出电缆铅
封内部缺陷的技术, 以保证电网的安全运行。
在 ACFM 技术中, 将工件表面磁场分为 3 个分
, , 。 分量方向与电流方向垂直, 并 3 ACFM 检测试验
量: B x B y B z B x
与工件表面平行; B y 分量方向与电流方向一致; B z 3.1 试样制备
分量方向垂直于工件表面。交流电磁场检测原理如 电缆运行过程中, 由于外部环境变化, 铅封单侧
图 1 所示。 受力, 往往会出现顶部开裂缺陷, 这也是铅封缺陷中
危害最大的一种。结合顶部开裂缺陷现场案例及
ACFM 检测技术要求, 设计的试样上的缺陷信息如
表 1 所示。
表 1 试样上的缺陷信息

缺陷参数 / mm
试样 缺陷位置 处理方式
长度 深度 宽度

试样 1 表面裂纹 30 3 1 外包 5mm 绝缘层
试样 2 表面裂纹 30 3 1 无处理
图 1 交流电磁场检测原理示意 3.2 试验仪器

根据电磁感应定律, 当工件表面没有缺陷时, 交 试验 采 用 济 宁 鲁 科 检 测 器 材 公 司 生 产 的 LK
ACFM-X1 型交流电磁场检测仪( 见图 3 ), 该设备主
分
变电流产生的感应磁场均匀且无变化, B y 和B z
要由主机、 探头及连接线等组成; 可兼容内穿式、 外
量为 0 ; 当电流经过缺陷时, 电流从缺陷两侧和底部
套式、 平板型、 笔形等多种探头, 并可支持 16 通道阵
偏转, 使通过缺陷处的电流密度减小, 产生的磁通密
列探头, 探头最大提离高度为 10 mm , 针对电缆铅

分量会在缺陷处出现明显的
度也相应减小, 即 B x
封的变径情况, 可采用特制的弧形单探头( 圆弧直径
波谷。此外, 电流会在缺陷两端产生聚集, 使得缺陷

为 273mm ), 以得到更好的耦合效果。
两端磁通密度出现极值, 受磁场方向性的影响, B z
分量与原有磁场会存在 叠加和抵消的现象, 即 B z
分量会在缺陷两端形成波峰和波谷, 根据检测信号
即可判定缺陷的存在 [ 7-8 ] 。
2 高压电缆铅封的结构及常见缺陷

高压电缆终端由尾管、 铝护套、 铅封等组成, 是
输电线路的重要组成部分。铅封即采用铅锡合金封
堵尾管端部及铝护套之间的间隙, 在完成电气连接 图 3 LKACFM-X1 型交流电磁场检测仪实物
的同时, 实现密封防水的功能。铅封完成后在外部 3.3 检测及分析
使用防水包带和热缩套进行防护, 防护层厚度约为
将探头放置于工件待检部位, 双手扶持探头,

5mm 。高压电缆铅封实物如图 2 所示。 在工件上 进 行 匀 速 扫 查, 扫 查 速 度 应 尽 量 不 超 过
目前发现高压电缆铅封缺陷以加工过程中的砂 40mm · s , 同时尽量避免抖动, 检测 完 成 后 记 录

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眼、 气孔、 内部层叠以及安装中工艺不到位导致的径 相关数据。
向开裂等为主。缺陷容易导致电气连接不良, 造成 试样1交流电磁场检测结果如图4所示, 图4 ( a )
跳闸、 击穿等问题, 严重时还会引起电网停运事故。 为 B x 分量图, 其中横坐标代表探头行进时间, 纵坐
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2022 年 第 44 卷 第 4 期
无损检测