电缆管道内窥镜检测应用技术

■ 福建省厦门电业局 苏雪源

国网电力科学研究院 罗俊华

O 引言

在城市电缆输配电系统中，约30%的电缆线路采用电缆管道敷设。电缆管道内壁施工质量，如：管道内壁是否光滑、管道内是否存在碎石、泥土等异物以及各段管口接缝处的同心对位是否平滑等，会直接影响到电缆穿管放线的施工质量。近年来，由于预埋管道的施工建设属于隐蔽工程，加之市政建设工期限制以及施工人员缺乏相关认识，使管道内壁施工质量问题日显突出；另外，缺少对管道内壁施工质量和交付使用时的内壁状态进行有效检测的技术和手段，也使得管道敷设质量验收的难度较大。基于上述原因，电缆线路在放线穿管敷设施工时，电缆外护套被管道内残存的碎石等异物损坏的比率呈急剧上升趋势，大大降低了电力电缆线路安全运行的可靠性并严重威胁着电力电缆线路的运行寿命。

为了克服以上问题，本文首次将电缆管道内窥镜检测技术应用于工程实践，实现了对预埋电缆管道施工质量现场可视化竣式验收和电缆线路穿管敷设之前的管道内壁情况的现场检验。并继续和深化了文献[5，6]中所做的研究，在输配电GIS系统中建模，将电缆管道质量验收和现场检验结果以视频或图片的方式存档于GIS中，建立了电缆管道路径和电缆管道内壁状况的可视化电子档案。现场应用结果表明了此项技术的有效性。

1 光学内窥镜检测技术

光学内窥镜检测技术广泛应用于各种工业领域，随着光电子技术的迅速发展，现代光学内窥镜检测技术不仅能够提供真实准确、直观及时的视频影像或图像检测信息，而且能同时提供实时定位、数据存储和数据通讯等辅助功能。其工作原理见图l。

其中：防水摄像头小巧灵活，在自带光源照明下，可任意旋转地采集电缆管道内壁360。全景视频图像，且发光二极管和蓝宝石镜头无需维护，经久耐用；柔韧性良好的电缆可以穿过各种异形曲折的管道，不仅能够将视频或图像信号传输到地面上的图像显示器接口，还能将电力能源传输给摄像头，另外，电缆计数器还具有定位功能；图像显示器具有防强光超薄TFT—LCD液晶显示屏，它防尘防潮、方便携带，能够显示高清晰数字图像，可使管道内部情况一目了然，摄像头控制器的内置储存器可储存2～3 h所摄图像，集成式摄像输入／输出接口，可外接各种存储器，同时，选择标准键盘可以随时输入详细的文字注解、音频输入，并可进行语音说明；1 G闪存卡能够存储30 min的录像，轻松实现视频或图线数据传输；计算机系统所提供的应用软件平台将电缆管道现场检验结果以视频或图片的方式存档于GIS中，建立电缆管道路径和电缆管道内壁状况的可视化电子档案。

2 基于GIS的可视化电子档案的建立

基于输配电GIS系统建立可视化电子档案，进行电缆管道可视化管理的计算机系统的应用。是提高电缆管道管理水平的科学方法和先进手段。该系统中的基础数据录入模块、缺陷查询统计模块、缺陷清除模块、报表输出模块等功能模块，形成了可视化电子档案管理系统。基于输配电GIS系统建立可视化电子档案工作框图见图2。

由于视频或图像文件数据量较大，为了快速显示电缆可视化档案相关信息，可视化管理系统功能模块整体设计采用两次读取数据库的方法。该方法的优越性在于：只有真正播放可视化档案的时候，输配电GIS系统读取数据库二进制文件，并将其转化成可视档案。工作框图见图3。

电缆埋管可视化电子档案管理功能模块共分为3个部分，分别实现3种功能。①录制功能：基于输配电GIS平台，将电缆管道内窥镜的探测结果，即图片、录像，手工上传到输配电GIs系统中，并将探测到问题的位置，通过测量从管口到问题点长度进行定位；②查询功能：在G1S系统中点击某个电缆管道，可查询到该管道的相关多媒体信息；③清除功能：在电缆管道的缺陷消除或整治后，管理员将电缆管道的缺陷资料进行清除。

3 检测应用

应用电缆管道内窥镜检测技术，可实现对隐蔽工程的可视化直观检验，如：对预埋电缆管道施工质量现场可视化竣工验收和对电缆线路穿管敷设之前的管道内壁情况的可视化现场检验等。图3为电缆管道竣工验收时，应用电缆管道内窥镜检测技术，现场可视化检验管道内积水情况的测试结果；图4为在电缆线路穿管敷设前，电缆管道内壁情况的可视化现场检验结果。

应用内窥镜技术实现电缆管内部现场可视化，检测结果直观、准确，能够有效避免电缆敷设时，其外护套受到外力摩擦而造成的损伤和破坏，保证了电缆管道和电缆线路的施工质量。

4 结语

本文针对目前工程上日渐突出的电缆管道内壁施工质量问题，结合光学内窥镜技术和GIS系统，在国内首先提出了电缆管道内窥镜检测技术。并将其应用到对预埋电缆管道内壁施工质量的验收和检验之中。应用结果说明：①内窥镜技术实现电缆管内部现场可视化检验，结果直观、准确，能够有效地避免因管道内施工质量造成电缆线路外护套破损的隐患。②基于输配电GIS系统建立电缆管道和电缆线路可视化电子档案，能够及时、准确、直观地记载电缆管道和电缆线路相关信息以及缺陷状态。③可视化电子档案管理系统功能模块整体设计采用两次读取数据的方法，加快了视频或图像文件数据读取速度。

[1]史济康，朱海钢，徐永铭，等.35 kV及以下XLPE绝缘电力电缆品质分析[J].高电压技术，2005，31(11)：48—51.

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[5]苏雪源.电缆管道可视化检测技术的研究与运用技术报告[R].厦门：厦门电业局，2007.

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