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。

光伏电站环网柜温湿度非线性耦合预测模型研究

大型太阳能光伏电站中的环网柜工作环境复杂多变,面对温差大、潮湿等恶劣环境,极易发生环网柜运行故障,影响太阳能光伏的安全稳定接入并网。环网柜温湿度具有明显的线性和非线性变化特征,基于环网柜内部温湿度实测数据,利用自回归移动平均(ARIMA)模型和径向基函数(RBF)模型对线性和非线性数据处理能力的优势,构建ARIMA-RBF权重组合温湿度预测模型,对某光伏电站实际环网柜内温湿度进行动态预测。预测结果表明:相较于单一模型,ARIMA-RBF权重组合模型的预测精度更高、稳定性更好;该组合模型通过适当的加权策略充分发挥了单一模型对数据不同特征的处理能力,能较好地评估环网柜内部温湿度状态,可为建立更具普适性的预测模型提供参考,并有助于减少环网柜因长期超温和潮湿环境下运行引起的故障。

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。

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。

GIS薄壁铝合金壳体对接焊缝超声波检测若干问题探析

文中针对A型超声波探伤技术在GIS薄壁铝合金壳体对接焊缝检测中反射波认定存在较大争议这一问题展开讨论。从壳体对接焊缝焊道坡口形式着手,结合超声波反射波的特性,通过理论分析,给出了几种常见缺陷的反射波信号特征。发现通过反射信号深度、水平位置,结合坡口形式即可判定缺陷性质。结果表明:掌握常见的GIS薄壁铝合金壳体对接焊缝缺陷信号特征,可以有效排除“虚假信号”的干扰,为相关检测的进行提供理论依据。

GIS母线快速接地开关悬浮放电诊断和分析

针对某220 kV变电站快速接地开关气室异常放电现象,采用多种带电检测技术进行了诊断。通过特高频局部放电检测、超声波局部放电检测、声学成像等技术手段,判定该快速接地开关气室异常放电型式为悬浮放电。考虑到在SF6气体取样测试中,测出绝缘气体中含有SO2、H2S等放电并伴有过热迹象的分解残留组分,对该故障气室进行停电解体,进一步分析讨论了放电异常成因。结果表明:引起接地开关悬浮放电的主因是气室内传动轴四方接头与传动绝缘子轴孔之间间隙过大,且连接部位金属嵌件凹槽间未安装等电位弹簧,使得两者间无法形成稳固的等电位。

一起分闸过程中的操动瓷绝缘子断裂分析

介绍了一起某500 kV变电站剪刀式隔离开关操动瓷绝缘子断裂案例,通过宏观检查、尺寸测量、孔隙性试验等技术手段,发现断裂瓷绝缘子孔隙性试验不合格,且作为分、合闸动作时旋转法兰盘下方起牵引作用连杆拐臂呈高低状分布。针对该问题,分析了瓷绝缘子制造缺陷和法兰盘倾斜对断裂故障的促进作用。结果表明:拉拔力和扭力作用于瓷绝缘子最薄弱位置,加之含有制造缺陷,最终导致断裂故障的发生。

1100 kV GIS断路器合闸电阻紧固螺栓断裂分析

某型1 100 kV断路器合闸电阻触头发生故障,其中两颗短螺栓呈脱落状态,两颗长螺栓断裂分离。通过宏观检查、尺寸测量、金相分析等技术手段,从材料、连接和运行工况等方面进行分析。建立高精度有限元分析模型,考虑长、短螺栓的螺孔高度差异和运行荷载作用,分析其故障成因。结果表明:长、短螺栓材质均完好,但长螺栓呈现明显疲劳断裂形貌。进一步分析发现,当合闸电阻和主动弧触头压气缸完全紧固后,长、短螺栓的螺孔高度差异形成张力,使得长螺栓发生松动,连接板部位产生缝隙,长螺栓在长期分、合闸作用下发生疲劳断裂。螺孔高度差可认定为合闸电阻紧固螺栓断裂的主因。

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。

焊接气孔引起的GIS漏气事故研究

针对某超高压500 kV变电站GIS母线连接管壳体法兰焊缝SF_(6)气体泄漏展开研究,以明确事故原因。通过宏观检查、光谱分析、渗透检测及超声波探伤试验等技术手段,从材料性能、焊接工艺和结构因素等角度探讨了连接管壳体法兰焊缝产生漏气的原因。发现漏气壳体法兰焊缝上存在着焊接气孔。结果表明,引起壳体焊缝漏气的主因是焊缝在焊接过程中产生的气孔缺陷,且在出厂试验中未进行表面探伤试验将其排除;次因是气孔在管母线位移作用下发生贯通所致。并据此提出了相应的预防措施。

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。

悬式瓷绝缘子断裂原因

在某500 kV变电站运行过程中,其悬式瓷绝缘子发生断裂。采用宏观观察、渗透检测、扫描电镜及能谱分析等方法对该悬式瓷绝缘子断裂的原因进行分析。结果表明:该悬式瓷绝缘子瓷件本体存在夹杂、裂纹缺陷,且瓷件和铁帽胶合部位发生开裂;在长期露天环境下运行,受环境和载荷等外在因素的影响,水分子通过胶合开裂部位进入瓷体,引起瓷体发热,瓷件内部的热效应作用诱导裂纹加速扩展,瓷件强度显著下降,最终瓷绝缘子在应力最为集中的颈部位置发生断裂。

气体绝缘金属封闭开关设备盆式绝缘子放电故障原因

某220 kV变电站气体绝缘金属封闭开关设备盆式绝缘子发生放电故障,采用宏观观察、渗透检测、X射线检测等方法分析了发生放电故障的原因,并利用仿真软件计算了高电压环境下不同浇注间隙对电场的影响。结果表明:浇注间隙会使盆式绝缘子的电场发生畸变,在间隙深度和弧长相等的条件下,浇注间隙宽度越小,电场的畸变越大,间隙越容易被击穿,从而使得盆式绝缘子极易发生闪络现象。

设备线夹开裂原因及其预防措施

设备线夹是电力系统运行中发生开裂事件故障率较高的金具。为了研究线夹开裂机理,明确事故原因,并提出相应的预防措施,对不同生产工艺制造发生故障的线夹,分别利用宏观检查、无损检测、理化检验等技术手段进行了分析。结果表明,焊接不良或铸造疏松是引起线夹开裂的主因,次因是运行中的风载共振作用,而超声波检测技术能在线夹运行前发现上述制造缺陷。

GIS汇控柜冷凝除湿控制策略研究

为了克服气体绝缘金属封闭开关设备中(即GIS)汇控柜现有除湿技术的局限性,文中基于半导体冷凝除湿技术,对其控制策略进行了研究。首先,从半导体冷凝技术机理出发,根据相对湿度、绝对湿度、露点温度和饱和水汽压等推导出除湿能力公式。然后组建了GIS汇控柜温湿度模拟环境装置,通过实验研究了半导体冷凝除湿装置在柜内不同温度和湿度条件下的除湿能力。结果表明,用除湿能力值作为GIS汇控柜除湿装置的启停策略是有效且合理的。

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。

高压支柱瓷绝缘子小角度纵波探伤缺陷案例分析

针对某供电公司220 k V基建变电站35 k V高压支柱瓷绝缘子小角度纵波探伤缺陷案例,运用X射线数字成像技术检测、绝缘电阻试验、泄漏电流试验、解剖后宏观检查、孔隙性试验等技术手段,对小角度纵波探伤缺陷支柱瓷绝缘子进行了检测分析。试验结果表明,该支柱瓷绝缘子DR检测无异常缺陷显示,但其绝缘电阻值偏低、泄漏电流超标,解剖后发现瓷体内部存在大面积黄芯,且孔隙性试验不合格。综合分析检测结果,判定该支柱瓷绝缘子不符合挂网运行使用要求。

±800 kV直流穿墙套管接头异常发热原因研究

为明确±800 kV某换流站直流穿墙套管接头异常发热的事故原因,采用宏观检查、光谱分析、X射线检测、载流能力计算、应力分析等方法,分析了材料、结构、尺寸变化对载流能力的影响,并利用空载装配、压紧和仿真等试验进一步验证了套管端子铜头和线夹抱箍之间的配合工况。发现抱箍本体存在受力变形,且其材质不符合标准要求。结果表明,引起套管接头发热的主因是抱箍变形,变形产生的配合间隙使得导体有效载流接触面积减小、导电率下降,电阻增大;次因是材质不符合标准要求,并据此提出了相应的改进措施。

电气设备硬质铝合金部件腐蚀研究

不同电气设备中以2A12铝合金为原材料制备的部件接连出现粉末化、层状剥落等现象,影响设备的正常运行。运用光学显微镜、火花放电原子发射光谱仪、 SEM(扫描电子显微镜)、 EDS(能谱分析技术)等技术对部件失效的原因进行分析。结果表明, 2A12铝合金部件失效部位表面分布着大量颗粒状、球状、龟裂泥土状的腐蚀产物,且部分腐蚀产物中含有较高浓度的腐蚀元素S(硫)。腐蚀产物在应力作用下挤压膨胀,从而导致2A12铝合金部件发生开裂、粉末化或层状剥落。

变电站除湿技术研究

针对变电站普遍存在的户外密封箱凝露问题。比较了在役3种除湿方式的优劣,介绍了一种基于半导体冷凝技术开发的新型除湿装置,并简介了该装置的构成。经挂网运行,发现除湿效果较为明显。结果表明,新型除湿装置设计是合理且有效的。