瓷支柱絕緣子帶電探傷的檢測原理

2023-04-21 03:40:28

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瓷支柱絕緣子帶電探傷的檢測原理是什么？

支柱絕緣子是變電站運行的重要組成設(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。因此需要定期對支柱絕緣子進行檢測。以前對瓷支柱絕緣子進行探傷檢測，都需要停電才能操作，整個檢測流程復(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絕緣子縱向探測，可直接檢測出該絕緣子的剛性強度是否喪失、內(nèi)部是否存在雜志等缺陷，并且可在帶電檢測下進行檢測的，其原理如下：

首先，通過軟件建模以及大量測試數(shù)據(jù)表明，瓷支柱絕緣子的機械強度特性可以根據(jù)其特征頻率進行判斷、研究得出，瓷支柱絕緣子的振動在排除人為以及外部環(huán)境的影響，其振動頻譜多集中在基礎(chǔ)頻率上，各國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態(tài)力載荷時，該振動包含絕緣子動態(tài)特性的完整信息；當(dāng)絕緣子下部有缺陷時會出現(xiàn)低于基準(zhǔn)頻率的頻率分量；當(dāng)絕緣子上部有缺陷時，會出現(xiàn)高于基礎(chǔ)頻率的頻率分量。

瓷支柱絕緣子的機械狀態(tài)可以按照其機械強度即承載能力(瓷支柱絕緣子破壞時的最小受力) 來判斷，而瓷支柱絕緣子的機械強度值可以通過對絕緣子施加的一定頻率激勵聲波，評估絕緣子隨機械振動作用的反應(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，按照以下公式計算：

公式中:1 為破損絕緣子的機械載荷； 0 為未破損絕緣子的機械載荷；1為破損絕緣子的振動反應(yīng)頻譜的中心頻率；0 為未破損絕緣子的振動反應(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，裂紋使其剛性強度降低 50%，質(zhì)量在分布均勻，裂紋前后分比 1:10，通過計算研究得出，此時絕緣子振動會出現(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，頻率主成分占比約為 2，即在 9000 左右。由上式可以看出，當(dāng)對絕緣子施加功率譜均勻的隨機振動時有破損的絕緣子會反應(yīng)出不同于基礎(chǔ)頻率的頻率分量，根據(jù)該頻率譜，可評估絕緣子的機械強度。

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