复合绝缘子内部缺陷超声全聚焦检测仿真及实验研究

针对复合绝缘子高声衰减性导致的内部缺陷超声检测定位定量差的问题,采用全聚焦方法(TTFM)改善检测质量。基于k-Wave工具箱开展复合绝缘子内部缺陷超声全聚焦检测仿真研究,讨论频率、相控阵阵元数、缺陷尺寸等因素对检测结果的影响并开展检测实验。结果表明,采用全聚焦方法检测复合绝缘子内部缺陷的效果良好。频率对检测结果的影响较大,选择较大频率时超声波的穿透力减弱,超声波在复合绝缘子中的衰减系数增加;选择较小频率时探头检测分辨力降低,影响缺陷的定量,所以在检测复合绝缘子时应选用合适的频率,选用的4种不同频率中2.5 MHz频率的成像效果综合最佳。阵元数和缺陷尺寸对检测结果影响较小,在实际检测中应根据实际工程需要选择合适的阵元数。研究结果为超声全聚焦方法检测复合绝缘子内部缺陷提供了理论依据。

固废磷石膏基纤维增强水泥板制备及环保性能分析

研究旨在探讨利用预处理改性固废磷石膏(SWC)部分替代水泥,结合木质纤维、POM(Polyoxymethylene,聚甲醛)纤维、水泥和细砂,基于流浆法工艺制备固废磷石膏基纤维增强水泥板,进一步分析不同预处理改性磷石膏掺量(10%、20%、30%、40%)对纤维增强水泥板的物理、力学和环保性能的影响。实验结果表明,纤维增强水泥板的物理性能,如密度和吸水率,受到预处理改性磷石膏引入的影响较小。随着SWC掺量增加饱水抗折强度总体呈下降趋势,掺量在0~20%区间时影响并不明显,即便不掺入POM纤维,其3 d抗压强度仍可达到4.16MPa,满足A类和B类R1级纤维水泥板强度4 MPa的要求。加入适量POM纤维(1%)可以明显增加纤维增强水泥板强度。此外,制备过程中纤维增强水泥板CO_(2)排放量减少约20%,二氧化硫(SO_(2))和氮氧化物(NO_(x))等污染物的排放也显著减少,同时环境中可溶性磷酸盐和氟化物等污染物含量也间接降低。

面向煤电机组延寿的高温部件寿命评估方法

随着一批燃煤机组达到设计服役期限,机组延寿问题成为影响着国家电力安全和“双碳”战略的紧迫问题,而煤电机组延寿的关键在于机组高温承压部件的寿命安全性评估。本文综述了几种高温部件寿命评估方法,包括等温线外推法、Larson-Miller参数法、θ法及其修正方法、基于热力学的寿命评估方法、基于超声检测技术的寿命评估方法和基于机器学习的寿命评估方法。综合展望了煤电机组高温部件寿命评估的研究和技术发展趋势。

基于AR谱估计的瓷支柱绝缘子结构振动声学检测技术研究与试验

振动声学仪器采集到的绝缘子检测信号需要通过频谱分析来得到特征信息,进而判断绝缘子的损伤状态。现有的频谱分析多采用经典谱估计法,存在谱线分辨率低、谱泄露、虚假谱峰等问题,降低了缺陷检测准确率,且误报率偏大。本文采用自回归(AR)模型这种参数化的现代信号处理方法,通过采集220 kV瓷支柱绝缘子振动声学检测信号,建立AR模型,采用Yule-Walker方程计算AR参数,得到了瓷支柱绝缘子检测信号的AR功率谱。实验结果表明:相比于经典谱估计,AR谱估计的绝缘子检测信号处理方法具有更高的谱分辨率,谱线平滑,结合AR谱的对数标尺图,提高了振动声学法检测瓷支柱绝缘子缺陷的准确率。

基于激光超声表面波的盆式绝缘子表面开口缺陷成像与定量

针对盆式绝缘子表面开口缺陷精准检测的迫切需求,文中提出一种基于激光超声表面波的盆式绝缘子成像检测及缺陷定量方法,利用高速振镜实现超声信号的非接触式扫描激励和快速采集,利用声场互易原理实现超声传播及其与缺陷相互作用过程的动态显示,以相邻信号相关度为指标实现表面开口缺陷的高对比度成像,基于中值滤波和索贝尔算子边缘提取实现缺陷尺寸的精确测量。设计和制造圆孔和刻槽两类缺陷对所提出方法进行验证,结果表明:所提成像方法可以同时检出位于探头正前方以及具有一定偏转角度方位上的缺陷,所提定量方法对位于探头正前方表面开口缺陷的定量精度达到95%。

高温受热面弯管氧化皮堆积的声振法检测研究

为了克服钢管材质和磁性的影响,实现对超临界、超超临界机组锅炉高温受热面弯管处氧化皮堆积的无损检测,该文开发了一套从硬件到软件的专用声振检测系统,根据声振动信号的特征参数衰减系数的变化,来判别弯管内氧化皮堆积程度。实验结果表明,由于颗粒阻尼效应,氧化皮堆积量的增加,导致声振动信号的衰减系数增大,通过声振动信号提取与综合分析可有效地对弯管处堆积的氧化皮进行无损检测。

户外高压隔离开关传动连杆破损镀锌层的修复探讨

户外高压隔离开关在运输和安装过程中会发生部件表面镀锌层划伤破损,从而导致基材腐蚀。隔离开关安装后,一般采用油漆对破损镀锌层表面进行修补,但效果不良,有必要寻求更适宜的破损镀锌层现场修复方案。以12只户外隔离开关传动连杆关节轴承为试验对象,人为破坏表面镀锌层,并将其中8只置于盐雾试验箱中腐蚀,以模拟户外隔离开关锈蚀。使用多种前处理方法和不同涂层进行修复处理,采用干湿交替盐雾试验对比了多种涂层的耐腐蚀性能。结果表明:对破损热镀锌层进行修复时需彻底除锈,否则达不到修复效果;涂料A对破损热镀锌层的修复效果相比较最差;涂料B和涂料C都具有较好的修复效果,其复合保护涂层优于其他处理方案。

500kV输电线路地线悬垂线夹的断裂原因

某500 kV输电线路双回路直线塔右侧悬垂线夹断裂导致地线及OPGW光缆掉串。通过体视显微镜、光学显微镜、自动硬度计、扫描电子显微镜等对悬垂线夹断裂的原因进行了分析。结果表明:悬垂线夹紧固螺栓腐蚀严重,金具护套的铝合金材质不合格。螺栓磨损区域表面存在异常组织回火索氏体,表明螺栓曾经历过高温。综合分析表明,地线腐蚀引起的导通不良和断路是导致线夹护套磨损断裂的根本原因。

铜铝过渡线夹开裂原因

某型铜铝过渡线夹连续发生了5次开裂事故。采用宏观观察、能谱分析及无损检测等方法,对该线夹的开裂原因进行了研究。结果表明:因焊接工艺控制不当,导致线夹存在未焊透缺陷;铜、铝的热膨胀系数不同,在环境温度和载荷变化的影响下,缺陷发生扩展,最终导致线夹发生开裂。

沿海湿热气候环境中1Cr13母线闸刀连杆球铰的断裂原因

沿海湿热气候条件下,某220 kV变电站母线闸刀驱动杆的连杆球铰发生完全断裂,闸刀无法操纵。为明确故障原因,使用体视显微镜、光学显微镜、直读光谱仪、扫描电子显微镜以及能谱分析仪等设备对连杆球铰进行了分析。结果表明:受海洋性气候影响,断裂的连杆球铰断面上存在腐蚀性元素Cl。综合来看,连杆球铰断裂的直接原因是在沿海湿热环境中,Cl离子破坏了1Cr13不锈钢表面的钝化膜,进而诱发了不锈钢的电化学腐蚀。腐蚀发展到一定程度后,与磨损交互作用,最终导致断裂。

玻璃钢绝缘材料声学性能测定与超声检测参数的选择

通过对换流阀悬吊构件材料进行调研和取样,实测了模压成型的棒状玻璃纤维绝缘材料声学性能,由此优化出超声检测的技术参数,对提高换流阀悬吊构件的缺陷检出率,保证换流站运行的安全具有实际意义。

丁腈橡胶在油浸环境中的性能变化与机理研究

丁腈橡胶是油浸式设备的主要密封材料之一,其性能直接影响设备的安全运行。以弹性应变能密度和硬度作为性能参数,结合红外光谱和拉伸断口特征等信息,分析丁腈橡胶在油浸环境中的结构变化,确定其传质行为与性能变化间的关系,以明确丁腈橡胶在油浸环境中的性能退化机理。结果表明,丁腈橡胶在油浸环境中出现溶胀,其弹性应变能密度和硬度明显下降,这两个指标与油浸参数有显著相关性;官能团氧化、油渗入和添加剂溶出等传质表现是导致其性能变化的重要原因。

GW4型隔离开关运动学分析与装配方法研究

高压隔离开关在电力输送中起着至关重要的作用,对其运动学规律及装配调试特性进行研究具有重要的实践意义。文中以GW4型高压隔离开关为例,首先在分析各连杆几何关系的基础上建立了隔离开关运动学模型。然后利用MATLAB/Simulink软件深入研究各特征参数与隔离开关之间的运动学规律,并探究特征参数对安装调试特性的影响。之后通过将回转支承座与支撑立柱间的4均布孔固定连接改为腰子槽孔连接的方式,对现有产品进行了改进并完善了装配方法。最后在GW4型隔离开关试验平台上进行了试验。试验结果表明:隔离开关运动学分析与装配方法均与仿真结果一致,也有效地解决了触头触指啮合时触指单边变形过大的问题。

基于声振信号组合特征的随机森林模型及其在绝缘子故障识别中的应用

现有瓷支柱绝缘子振动声学检测仪的检测结果仅依赖信号的功率谱特征,单一特征携带的信息量有限,有缺陷的绝缘子振动信号样本少,信号特征干扰因素多,且人工判断容易引起漏报、误报。针对以上问题,提出一种包含时域特征、功率谱峰值特征和各频段小波包能量比组合特征的随机森林故障自动识别模型。通过在绝缘子上、下端人工制作不同程度的缺陷,采集多组数据并进行特征筛选和模型参数调优,实验结果表明,使用该方法检测35 kV绝缘子,故障识别准确率达到96.53%,并可区分上端缺陷和下端缺陷。

超声衍射时差技术在气体绝缘组合电器焊缝检测中的应用

针对气体绝缘组合电器(GIS)焊缝安全评价问题,论述了使用超声衍射时差技术(TOFD)对GIS焊缝进行评估的适用性。介绍了TOFD检测仪器的调校方法,实际检测中主要工艺参数设置,并举例说明了TOFD检测技术在GIS焊缝质量评价中的应用。

电网支柱瓷绝缘子的温度循环效应和断裂失效影响分析

为提高瓷绝缘子服役性能的安全可靠度,降低电网突发性故障风险,对照分析了同批次的6支电瓷支柱绝缘子,分别进行温度循环和机械破坏试验,并进行了有限元仿真验算.试验结果表明:多次冷热循环处理后,电瓷绝缘子防水密封胶发生膨胀并析出,沥青缓冲层脱落缺失,弯曲破坏负荷有明显的下降.有限元模拟分析表明:冬季的温度应力在数值上远大于夏季,‒22℃极限低温作用下应力最大值达54.7 MPa,超过了瓷柱的极限强度(50 MPa).在机械破坏试验等效结构荷载以及沥青缓冲层缺失共同作用下,瓷柱的最大应力可高达53.89 MPa,在法兰口界面容易发生断裂,与试验结果相吻合.

基于数字射线的耐张线夹压接质量评价试验

因压接质量问题导致的耐张线夹失效事故时有发生,随着线夹内部压接缺陷无损检测技术及装备的不断涌现,其检测能力验证和质量评价标准等成为亟待解决的问题。系统开展了耐张线夹压接质量的数字射线检测和评价试验,设计了钢锚和铝管压接部位凹槽欠压、钢芯和钢管压接部位未压接、铝管和导线压接部位未压接、钢管弯曲、铝管弯曲和未保压压接共6类典型缺陷,分别进行数字射线检测和握力试验。结果表明:数字射线检测技术可以直观检出除未保压压接以外的所有设计缺陷。综合握力试验和数值射线检测结果,为构建耐张线夹压接质量射线检测标准提供参考依据:凹槽欠压数量不超过2个;钢芯和钢管未压接长度小于60%;铝管和导线未压接长度小于60%;钢管和铝管弯曲度不超过2%。

高压支柱瓷绝缘子断裂原因与缺陷检测技术分析

阐述高压支柱瓷绝缘子断裂的原因及检测缺陷的技术,提高安装及调试程序的科学性,避免出现运行维护过程的质量问题,使其维持正常稳定的状态。

GIS设备有限元结构分析研究

以某500 kV变电站GIS(气体绝缘金属封闭开关)设备为研究对象建立有长限元结构模型,仿真计算了不同温度下整体GIS管道母线的应力与应变,与实际监测数据进行对比验证其可靠性,为GIS设备的结构优化和监测预警提供理论依据。同时研究了轴向伸缩位移自平衡式波纹管膨胀节支反力的变化规律。分析结果表明:在不同温度下,最大轴向应变位于自平衡式波纹管两侧,最大应力点位于最外端自平衡式波纹管;在极限工况下GIS设备中母线筒与波纹管膨胀节的连接处出现应力集中,存在屈服和开裂风险;有限元仿真计算与实际监测结果一致,自平衡波纹管膨胀节连接螺栓预留间隙对于波纹管弹性支反力影响很大,母线实际位移大于预留间隙时支反力急剧增大。

750 kV变电站GIS设备波纹管失效分析

对某750 kV变电站发生泄漏的GIS设备波纹管及焊缝部位进行宏观检查、断口分析、微观形貌分析和化学成分分析,并用有限元方法计算带缺陷的波纹管应力分布,对发生泄漏的波纹管进行失效原因分析。结果表明,应力腐蚀是波纹管发生泄漏穿孔的主要原因,同时焊接缺陷导致波纹管连接处强度下降,使得焊缝产生局部开裂并发生泄漏。在波纹管生产过程中可通过改进焊接工艺和加强焊接产品质量无损检测,防止污染物带入,有效避免波纹管失效的发生。