应用超声波探伤仪检测复合绝缘子的内部缺陷

应用超声波探伤仪检测复合绝缘子的内部缺陷

谢从珍1,张　尧1,郝艳捧1,原学军2,魏强华3

(1.华南理工大学电力学院,广州510640;2.武汉中科创新技术有限公司,武汉430079;

3.东莞市高能电气股份有限公司,东莞523012)

摘　要:为消除硅橡胶复合绝缘子缺陷对电网安全运行造成的隐患,提出了一种利用超声波探伤仪检测硅橡胶绝缘子护套脱粘和气孔缺陷的方法,该方法根据0.5～10M Hz的超声波在不同介质中传播时的异质界面回波特性判定绝缘子缺陷。研究表明,在全检波、正检波、负检波、射频波4种超声检波方式中射频波方式优于其它方式。用压电晶片、透声层、硅橡胶护套3种介质实测表明:当透声层厚度等于1/4波长时形成声阻抗匹配而产生全透射并达到最优检测效果;对绝缘子大面积护套脱粘采用射频幅度法检测,对绝缘介质气孔、夹渣采用射频反射法检测方式。该方法为复合绝缘子内部缺陷检测提供了一种有效手段。

关键词:复合绝缘子;脱粘;气孔;超声波;射频波;无损检测

中图分类号:TM216+.3;T G115.28文献标志码:A文章编号:100326520(2009)1022464206

Application of U ltrasonic Fla w Detector to Internal Defects

in Composite Insulators

XIE Co ng2zhen1,ZHAN G Yao1,HAO Yan2peng1,YUAN Xue2jun2,WEI Qiang2hua3

(1.Elect ric Power College,Sout h China U niversity of Technology,Guangzhou510640,China;

2.Wuhan Zhongke Innovation Technology Co.,Lt d.,Wuhan430079,China;

3.Dongguan Gaoneng Elect ric Co.,Lt d.,Dongguan523012,China)

Abstract:In order to eliminate the danger for the safe operation of composite insulator,this paper presented one method to detect the flaw of the bonding between sheath and rod by using the ultrasonic flaw detector.This method determines the flaw on the base of the echo quality of the ultrasonic wave with0.5～10M Hz in different material. Much research indicated that the method of radio frequency detection was better than the methods of full detection, positive detection and negative detection.Test results for three materials of piezoelectric chip,Sound2Transparent2 layer and silicone rubber sheath demonstrate that f ull transmission was occur by the matching of the acoustic imped2 ance when the thickness of the Sound2Transparent2layer is one quarter of the wave.The method of the radio f re2 quency wave amplitude was used to detect the large area bonding between housing and core.The other method by the echo of the radio f requency was used to detect the bubble and the dregs in the insulation material.It is an effec2 tive non-destructive technology for detecting the inner defects of composite insulator.

K ey w ords:composite insulator;bad2bonding;bubble;ultrasonic wave;RF(radio f requency)wave;non2destructive technology

0　引言

复合绝缘子的主要结构一般由伞裙护套、玻璃钢芯棒和端部金具三部分制成。在过去的15年里,硅橡胶复合绝缘子的使用数量日益增加,全世界已有超过30个国家和地区使用复合绝缘子,中国已有超过400万支复合绝缘子应用于输电线路上,尤其是中等和重污秽地区[1]。目前我国的特高压输电工程包括1000kV晋东南-南阳-荆门特高压试验示范工程和±800kV云南-广东特高压直流输电工程都大量采用了复合绝缘子。在复合绝缘子制造工艺中,伞裙护套与芯棒之间界面的粘接质量是保证内绝缘强度的重要因素。当复合绝缘子的伞裙护套与芯棒之间界面因工艺或材料原因造成粘接不良或存在气泡时,这些隐蔽性缺陷将造成了电网安全运行的隐患[2]。

绝缘子投入运行后用户可采用红外热像在线监测、电场分布测量等方法对绝缘子在带电状况下的缺陷进行在线检测,但检测的灵敏度较低。绝缘子投运前伞裙护套与芯棒界面粘接强度目前尚无规范的检测方法。目前主要是用剖查法通过目测进行,但这种方法需将产品伞裙护套剖开,且只能通过人工肉眼判断,随机性较大,存在较大的局限性。华北电力科学研究院有限公司陈原在IEC61109的基础上提出了改进的水扩散试验方法,将30mm长的绝缘子短样放入氯化钠的质量分数为0.1%的盐水中煮沸100h后检测试样的泄漏电流,界面粘接良好的绝缘子,对于直径≤35mm的芯棒,带护套芯棒

4642第35卷　第10期

2009年10月31日

高　电　压　技　术

High Voltage Engineering

Vol.35No.10

Oct.31,2009