10 kV电缆中间接头绝缘用硅橡胶内部典型缺陷的超声信号表征方法

电缆中间接头的绝缘状态对电缆安全稳定运行起重要作用。针对太赫兹成像技术的不成熟和有限元分析法的局限性,本文提出一种电缆附件硅橡胶内部典型缺陷的超声信号表征方法。首先通过仿真设计硅橡胶中不同类型的典型缺陷,然后对超声检测仿真中接收的反射回波进行时域特征量和相关性分析,得到时域波形特征量与缺陷尺寸、角度的相关系数。最后基于脉冲回波法搭建超声试验平台,对含缺陷的平板硅橡胶样品进行超声检测试验。结果表明:硅橡胶内部缺陷的尺寸、角度与一次回波的振幅峰值具有良好的相关性,且相较于气泡类缺陷,裂纹类缺陷检测结果受缺陷角度的影响更大,不同角度缺陷的振幅峰值差异较大。说明超声信号可以有效表征电缆附件硅橡胶内部典型缺陷。

基于超声反射法的环氧树脂复合材料内部缺陷检测与频谱分析研究

纤维增强树脂基复合材料被广泛地应用在电力设备中,其涉及多层介质,结构复杂,内部易产生缺陷,在长期电场作用下会引发局部放电甚至绝缘击穿。对绝缘内部缺陷进行早期检测,可以有效减少事故的发生。本文基于超声反射法搭建了复合材料超声检测系统,基于真空树脂传递模塑法人工制备了含裂纹、分层和金属杂质缺陷的玻璃纤维增强环氧树脂复合材料平板试样,然后分别对含缺陷的平板试样进行超声检测与频谱分析。结果表明:不同种类缺陷试样的超声反射波形存在明显差异。通过对超声回波进行频谱变换,得出归一化频谱特性曲线,根据曲线计算特征值可以实现对不同形态缺陷的识别。其中裂纹缺陷试样的特征值最小,分层缺陷试样的特征值最大。

基于声学性能的发电机定子线棒主绝缘热老化特性研究

基于超声波测试原理,以发电机VPI定子线棒为研究目标,设计加速热老化试验,对各老化温度下试样的超声声速、超声频谱、超声缺陷波形图等进行分析,同时在绝缘试样中引入人为孔洞缺陷和杂质缺陷,探讨缺陷的引入对试样超声波形的影响。结果表明:随着热老化试验的进行,定子线棒主绝缘中的超声声速整体呈下降趋势,其原因是定子线棒主绝缘试样在热老化过程中,内部结构的分层会导致声波传播过程出现折反射与耗散,造成声波在绝缘试样内部传播速度变小。通过超声回波可以检测到缺陷并对其进行准确定位,表明声学性能检验法在定子线棒主绝缘诊断方面具有较好的适用性。

基于频域反射法的电缆缺陷时域诊断特征波形

频域反射法(frequency domain reflection,FDR)是一种典型的电缆缺陷无损检测方法。针对传统FDR方法存在的问题,该文提出了频域反射法中电缆缺陷的时域诊断波形转化方法。首先利用广义S变换分析反射信号的能量分布。然后划定各反射信号的能量子区域开展独立分析,以降低各反射信号相互干扰和电缆中衰减效应的影响。最后将选定的能量子矩阵区域转化成电缆缺陷的时域诊断波形,并利用该波形对电缆缺陷进行定位和辨识。文中对500 m的仿真电缆模型、40m的同轴电缆和105m的10k V交联聚乙烯(cross-linked polyethylene,XLPE)电力电缆进行了实验,验证了所提方法可以转化出电缆中缺陷的时域诊断波形,并可以借助该波形准确定位和辨识电缆中阻抗增大和阻抗减小的缺陷。

低应变法浅部缺陷测试波形分析与验证总结

桩身完整性是基桩发挥承载力的保证。国内外普遍采用的低应变反射波法(或瞬态时域分析法)是对基桩进行桩身完整性普测最常用的方法,该方法浅部缺陷测试波形复杂、较正常测试波形区别大、易被误判漏判,需要一定的工程经验才能对浅部缺陷作出判定。结合低应变反射波法检测工程实例与检测后验证结果就低应变反射波法检测中遇到的典型测试波形尤其是浅部缺陷典型测试波形进行分析、总结。

桥梁工程缺陷桩的分析判定与缺陷处理

介绍了低应变动测法的基本原理,结合工程实例介绍了桥梁工程中常见的缺陷桩,分析了典型缺陷桩的低应变反射波曲线,可在解释低应变反射波曲线和判别基桩缺陷性质时作为借鉴。

冲击回波法在水工混凝土质量检测中的应用研究

为研究冲击回波法检测水工混凝土结构质量的适用性与可靠性,设计制作了混凝土模型试件,并结合水工混凝土结构常见缺陷特征,在模型试件内设置不同尺寸和深度的模拟缺陷,研究冲击回波法对不同尺寸和埋深缺陷的检测效果,并在海宁市洛塘河圩区整治工程水工混凝土结构质量检测中开展应用研究,深入分析完好部位、缺陷部位时域波形、振幅频谱特征,提出缺陷识别方法。研究结果表明:冲击回波法在其适用范围内测试效果良好,可用于水工混凝土厚度与内部缺陷检测,同时尚存在有效测试厚度不大、缺陷分辨率不能满足水利工程质量检测的高精度需求等技术难点,有待进一步开展实验研究。

变厚度工件的超声C扫描成像数据采集方法

针对超声自动C扫描系统检测过程中的超声A扫描信号闸门调节展开研究,提出了一种适用于变厚度工件的多闸门动态跟踪方法。其基本原理是在变厚度工件的上下表面回波之间设置检测闸门,同时跟踪上表面回波与底面回波,改善脉冲反射法检测过程中变厚度工件上表面或底面的界面变化导致的回波位置变动现象,降低干扰波影响,将闸门记录的有效数据最大化。最后,通过对含有人工缺陷的变厚度不锈钢板的水浸超声检测,验证了多闸门动态跟踪方法的可行性。

基于超声辅助的市政地下管线探测方法

为实现市政地下管线的全面管理,及时检测管线缺陷,本文提出基于超声辅助的市政地下管线探测方法。根据超声波发射后的传播和反射波形结果及其穿透地下管线时的能量变化结果,获取地下管线缺陷信号;采用变分模态分解方法,分解处理获取的缺陷信号,得到管线缺陷特征信息后,将其输入优化的随机森林模型中分类,对分类结果进行投票,取投票数量最多的决策结果为地下管线的最终探测结果。结果表明,地下管道信号提取效果较好,可分性测度指标均在0.92以上,最高值为0.98;汉明损失指标结果均低于0.05,检测性能良好;能够可靠地完成地下管线不同类别缺陷的分类检测,为地下管线的全面管理提供可靠依据。

探地雷达在隧道衬砌缺陷检测中的应用

研究目的:隧道衬砌缺陷是隧道检测的一个重要内容,探地雷达在隧道衬砌检测方面具有显著的效果和广泛的应用空间,分析总结典型衬砌缺陷的探地雷达波形特征,对于隧道衬砌检测具有参考意义。研究结论:通过研究可知,隧道围岩比衬砌雷达反射信号振幅大,且波形杂乱;衬砌钢结构的雷达反射信号外观上呈现双曲线特征,但钢筋的双曲线幅度窄,钢拱架的双曲线纵向延伸大,横向延伸小;衬砌空洞与围岩空洞的反射波同相轴错乱,有多次反射特征,反射波能量强,频率低。

油纸绝缘局部放电脉冲参数统计分析与老化状态诊断技术

不同老化程度下油纸绝缘中的局部放电会由于材料特性的不同而表现出不同特征。鉴于此,在实验室搭建了抗干扰能力强的局部放电测量系统,制作了6种具有不同老化程度的纸板内部缺陷模型试品。通过对不同试品局部放电单个脉冲波形的测量,以期获得可表征油纸绝缘劣化程度的局部放电脉冲参数统计特征。研究发现:虽然油纸绝缘局部放电强度具有很大的随机性,但随着油纸绝缘老化程度的增加,局部放电脉冲的上升时间减小,而且半高宽降低,局部放电脉冲频率增加特别是脉冲上升时间与油纸绝缘老化关系明显;该现象可用于判断纸板的老化状态。研究结果为油纸绝缘老化状态的评估提供了一种新的判别方法。

钛/钢爆炸焊接界面波形及缺陷组织的形成机理

为探讨钛/钢爆炸焊接界面波形的形成过程和缺陷组织的形成机理,以台阶型基板爆炸焊接装置为例,选取厚度为2 mm的钛板和钢板以5、7、9、11 mm为间距进行爆炸焊接实验,并采用Autodyn动力学软件进行仿真模拟。将采用的光滑粒子动力学(SPH)数值模拟结果与实验结果作对比,观察焊接界面电镜扫描(SEM)图片中的旋涡状结晶熔池和碰撞粒子的速度矢量图。研究表明:光滑粒子动力学数值模拟方法适用于模拟爆炸焊接等金属碰撞接触的大变形行为;爆炸焊接实验中出现的界面波形的形成原因可用碰撞局部金属流体的相互侵彻理论来解释;基板和复板碰撞处的金属涡流是焊接界面形成缺陷组织的主要原因。

典型绝缘缺陷的直流局部放电信号波形分析

直流局部放电测试是高压直流设备绝缘性能状态评估的主要手段之一。为掌握直流下局部放电波形的特性,对内部、表面、电晕3种典型缺陷的直流局部放电波形进行测试与分析。内部缺陷受放电电荷的反电场影响,在直流平稳区不能持续发生,断电后会出现反极性放电;表面放电与电晕放电均能在直流电压下稳定产生,却不能在断电后出现。分析直流电压下局部放电信号,3种放电脉冲的持续时间均有不同,且放电波形易叠加振荡。比较缺陷放电信号的频谱分析结果,3种放电的能量分别位于不同的区间,为直流下缺陷类型的识别奠定了基础。

P91/P92钢管道对接焊缝微裂纹的超声波检测

随着P91/P92钢在国内火力发电机组的大量应用,对其焊接缺陷的检测也成为质量监督的重点工作。目前,在运行检修过程中,超声波检测出的缺陷主要为以微小裂纹类缺陷为主的层间缺陷。通过对某厂P91钢主蒸汽管道对接焊缝的超声波检测,对微小裂纹的缺陷回波波形特征进行了分析,对该类缺陷在超声波检测中的判断和识别方法进行了探讨和总结。

固体绝缘中气隙尺寸对局部放电过程的影响

为了分析和评估固体绝缘中气隙缺陷局部放电的危害,提高局部放电检测的工程应用水平,试验研究了固体绝缘单一气隙缺陷模型;测量了不同模型试品的局放起始电压、起始放电量及放电信号波形;分析了固体绝缘内部气隙缺陷的几何尺寸对局放特性的影响;考察了不同几何尺寸缺陷放电的发展过程和脉冲电流波形特征,发现不同尺寸缺陷结构的放电特性有所差异;归纳了不同场强下气隙放电的变化规律。试验结果表明,气隙缺陷尺寸越大,越易产生放电且放电量越大,外施场强增加则放电量增大,而固体绝缘中的局部放电随气隙缺陷尺寸变化表现出有差异的波形特征。

电站锅炉小径管焊缝超声波检测技术

锅炉小径管焊缝超声波检测技术是一直无损检测中难题。通过小径管超声波检测工艺参数对裂纹检测结果的影响研究与分析,研究分析了回波波幅以及波形特征随超声波检测工艺参数影响变化关系。试验结果表明,随着探头k值减少,缺陷回波波幅增加;探头k值变化对缺陷回波波形产生较大影响。小k值探头检测小径管焊缝裂纹灵敏度较佳。

操作冲击电压下油纸针板缺陷局部放电研究

操作冲击电压下油纸绝缘局部放电特性对于油浸式变压器的过电压防护具有重要意义。为此,采用油纸绝缘针板缺陷模拟油中电晕放电对其放电特性进行研究。通过试验和仿真手段研究其在标准操作波(波前时间250±20%μs,半峰值时间2 500±60%μs)下的放电特性,并对试验现象进行解释。试验结果表明:随着外施操作冲击电压幅值的升高,操作冲击电压上升时间内的主脉冲强度显著增强,下降时间内的局部放电信号无明显变化;随着外施操作冲击电压幅值的升高,油纸针板缺陷的初次放电时刻显著提前,初次放电时刻对应的冲击电压瞬时值显著上升;局部放电幅值(平均值、最大值)、平均放电重复率和放电脉冲数均随外施操作电压幅值的增加而增加。研究结果对于变压器的过电压防护及故障诊断有很大帮助,具有实际工程应用价值。

XLPE电力电缆典型缺陷局部放电测量与分析

为了研究XLPE电力电缆典型缺陷的放电特征,在试验室条件下设计了3种放电物理模型,采用脉冲电流法对其局部放电信号进行测量。对比研究了3种典型缺陷模型的局部放电特征,分析了电压幅值对放电谱图、放电波形、放电频率和中心相位分布的影响关系。试验结果表明,相同条件下同一缺陷模型放电稳定、重复性好;不同缺陷类型其放电发展过程不尽相同,呈现的PRPD谱图、单个脉冲波形及相位分布趋势图区别明显。这些特征为进一步进行放电类型的模式识别及局部放电机理研究提供了试验依据。

声波透射法和反射波法在混凝土灌注桩缺陷检测中的对比研究

超声波透射法和低应变反射波法是桩基检测中重要的两种方法。通过研究非金属超声波透射法采集的声学参数和低应变反射波法的反射波波形的变化,可以得到混凝土中介质的变化情况,从而达到判断基桩完整性的目的。本文对实测两根混凝土灌注桩的数据、波形曲线进行对比分析,确定所检测桩的缺陷类型,并总结了两种方法优劣性。进一步证明,在较长的灌注桩中结合使用这两种方法,可以准确有效地避免缺陷漏检,保证了基桩完整性检测的精度,为后续的工作提供了有效依据。

基于超声波的XLPE电力电缆局部放电测量与分析

为准确判断电缆附件内部的绝缘状态,避免电缆发生绝缘击穿,对交联聚乙烯(crosslinking polyethylene,XLPE)电力电缆局部放电进行研究。在实验室环境下对尖端放电、气隙放电和沿面放电3种XLPE电力电缆放电类型进行模拟,采用超声检测系统研究了XLPE电力电缆三种缺陷局部放电特性,分析不同缺陷放电超声信号的时域特征和相位谱图特征,研究了不同电压与最大放电幅值、平均放电幅值及放电次数之间的关系,得到典型放电谱图。结果表明:同一缺陷类型在相同条件下放电稳定,重复性好;不同缺陷类型的放电发展过程有所差别,所呈现出来的局部放电谱图、单个脉冲波形、PRPD谱图区别明显。