瓷支柱絕緣子帶電探傷的檢測(cè)原理

2023-04-21 03:40:28

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瓷支柱絕緣子帶電探傷的檢測(cè)原理是什么？

支柱絕緣子是變電站運(yùn)行的重要組成設(shè)備，大量用于隔離開關(guān)、高壓母線的支撐，絕緣子一旦斷裂，就會(huì)引起大面積短路、接地等設(shè)備事故，甚至造成附近工作人員的傷亡。因此需要定期對(duì)支柱絕緣子進(jìn)行檢測(cè)。以前對(duì)瓷支柱絕緣子進(jìn)行探傷檢測(cè)，都需要停電才能操作，整個(gè)檢測(cè)流程復(fù)雜、效率較低，海沃迪電氣研發(fā)的HVD-DTS瓷支柱絕緣子帶電探傷儀通過對(duì)絕緣子縱向探測(cè)，可直接檢測(cè)出該絕緣子的剛性強(qiáng)度是否喪失、內(nèi)部是否存在雜志等缺陷，并且可在帶電檢測(cè)下進(jìn)行檢測(cè)的，其原理如下：

首先，通過軟件建模以及大量測(cè)試數(shù)據(jù)表明，瓷支柱絕緣子的機(jī)械強(qiáng)度特性可以根據(jù)其特征頻率進(jìn)行判斷、研究得出，瓷支柱絕緣子的振動(dòng)在排除人為以及外部環(huán)境的影響，其振動(dòng)頻譜多集中在基礎(chǔ)頻率上，各國(guó)完好的瓷支柱絕緣子基礎(chǔ)頻率基本相同，在3500-5500HZ左右；當(dāng)通過瓷支柱絕緣子底部法蘭注入功率譜密度均勻的動(dòng)態(tài)力載荷時(shí)，該振動(dòng)包含絕緣子動(dòng)態(tài)特性的完整信息；當(dāng)絕緣子下部有缺陷時(shí)會(huì)出現(xiàn)低于基準(zhǔn)頻率的頻率分量；當(dāng)絕緣子上部有缺陷時(shí)，會(huì)出現(xiàn)高于基礎(chǔ)頻率的頻率分量。

瓷支柱絕緣子的機(jī)械狀態(tài)可以按照其機(jī)械強(qiáng)度即承載能力(瓷支柱絕緣子破壞時(shí)的最小受力) 來判斷，而瓷支柱絕緣子的機(jī)械強(qiáng)度值可以通過對(duì)絕緣子施加的一定頻率激勵(lì)聲波，評(píng)估絕緣子隨機(jī)械振動(dòng)作用的反應(yīng)功率頻譜加以判斷。瓷支柱絕緣子的承載能力或發(fā)生破壞極限載荷，按照以下公式計(jì)算：

公式中:1 為破損絕緣子的機(jī)械載荷； 0 為未破損絕緣子的機(jī)械載荷；1為破損絕緣子的振動(dòng)反應(yīng)頻譜的中心頻率；0 為未破損絕緣子的振動(dòng)反應(yīng)頻譜的中心頻率。按照上述公式，接著分析瓷支柱絕緣子缺陷，以法蘭裂紋缺陷為例，假設(shè)絕緣子下部 1/10 處存在缺陷，裂紋使其剛性強(qiáng)度降低 50%，質(zhì)量在分布均勻，裂紋前后分比 1:10，通過計(jì)算研究得出，此時(shí)絕緣子振動(dòng)會(huì)出現(xiàn)完全低于基礎(chǔ)頻率 (4500HZ)的附加頻率，頻率主成分占比約為 0.447，即在2000HZ 左右；同理，當(dāng)裂紋出現(xiàn)在上部法蘭時(shí)，頻率主成分占比約為 2，即在 9000 左右。由上式可以看出，當(dāng)對(duì)絕緣子施加功率譜均勻的隨機(jī)振動(dòng)時(shí)有破損的絕緣子會(huì)反應(yīng)出不同于基礎(chǔ)頻率的頻率分量，根據(jù)該頻率譜，可評(píng)估絕緣子的機(jī)械強(qiáng)度。

基本概述表現(xiàn)為:當(dāng)基本頻率在 4500HZ(3500-5500)時(shí)，此時(shí)絕緣子狀態(tài)良好；當(dāng)基本頻率在 2000HZ(1300-3500)時(shí)，此時(shí)絕緣子下部存在缺陷；當(dāng)基本頻率在 9000HZ(8000-10000) 時(shí)，此時(shí)絕緣子上部存在缺陷；當(dāng)基本頻率在 6500HZ(5500-8000)時(shí)，此時(shí)絕緣子剛性強(qiáng)度降低。