基于超声导波的盆式绝缘子缺陷检测及定位

盆式绝缘子作为气体绝缘封闭组合开关设备(GIS)的重要部件,其结构健康对电网的建设有着重要影响。为降低GIS故障率,首先分析了盆式绝缘子的损伤原因,对比了针对其缺陷常用的检测方法,提出了利用超声导波技术对盆式绝缘子的内部气泡、外部附着物及裂纹等缺陷进行检测及定位的方法。并进一步分析了兰姆(Lamb)波在盆式绝缘子中的传播特性,绘制出频散曲线,确定了激励信号的频率,同时通过有限元仿真和检测试验对盆式绝缘子缺陷的检测和定位进行了研究。研究结果表明,采用谐振频率为100 k Hz的压电传感器在盆式绝缘子中激发出Lamb波,并通过压电传感器阵列进行接收。通过比较不同传感器接收信号幅值的衰减率,可以对盆式绝缘子的缺陷进行检测和定位。     

输电线路钢管杆超声导波检测技术可行性研究

为实现输电线路钢管杆的无损检测,对超声导波检测技术进行研究.通过对钢管杆结构解析以及对超声导波检测理论的分析,选择S1模式Lamb波并制备相应探头,对钢管杆试样进行检测.结果能够有效检出了试样的模拟裂纹及腐蚀坑,表明该技术可行.     

时间反转SH0波跨焊缝检裂纹缺陷研究

针对水平剪切导波跨越焊缝检测裂纹缺陷信号弱的难题,提出了一种基于SH导波模式的时间反转检方法。本文选择低频的SH_(0)导波模态,建立了3 mm板上跨越焊缝检测缺陷的三维等效模型,并对时间反转检测进行了数值模拟以及实验验证。首先,从模拟角度验证了时间反转可以提高检测焊缝后缺陷的灵敏度。随后,设计和搭建PPM EMAT产生SH_(0)模态波进行常规和时反检测实验。实验验证了时间反转检测的有效性。实验和仿真结果均表明,时间反转法对常规检测中较低的缺陷回波信号有较强的聚焦效果。该方法能够将铝板中的常规信号幅值最大增至3.22倍,可有效检测1 mm的纵向裂纹缺陷。本文为跨焊缝导波检测缺陷提供了新的思路。     

基于超声导波能量的盆式绝缘子裂纹检测方法研究北大核心CSCD

盆式绝缘子作为GIS设备的主要绝缘部件,其裂纹缺陷将直接影响到设备的安全运行。为了实现超声导波对盆式绝缘子的裂纹检测,文章首先研究了兰姆波在盆式绝缘子内部的传播机理并绘制了相应的频散曲线,提出了利用传感器离散电压信号计算超声导波能量的简化公式,进一步通过有限元仿真模型探究了裂纹对超声导波能量传播规律的影响,最后,通过实验对检测方法可行性进行了验证。研究结果表明,在超声发射端不变的情况下,传感器接收信号的能量衰减率将随裂纹尺寸的增大而增大,且距离缺陷位置越近,其能量衰减率变化越大。该检测方法可实现盆式绝缘子的裂纹检测,且提高了超声导波检测微小裂纹时的灵敏度,具有一定的工程实践价值。     

接地网扁钢超声导波检测试验研究

介绍了接地网SH0波传播能力的试验研究,结构参数及环境介质对SH0波传播特性的影响,SH0导波的缺陷检测能力研究.研究结果表明SH0波在地线中传播能力强,可以很好实现地埋扁钢的缺陷检测.     

基于超声柱面导波技术对钢杆缺陷的无损检测研究

研究了圆柱钢杆内导波传播及频散特性。通过试验验证了杆中"柱面导波"现象并进行分析。利用建立的试验系统,对420 mm长圆柱钢杆的人工模拟裂纹进行检测,结果表明在特定频率处,超声柱面导波检测钢杆中的缺陷是可行的。     

基于编解码的超声导波轨底裂纹识别方法研究

超声导波在针对钢轨小裂纹检测时由于利用高频信号，会导致信号衰减明显，对于小裂纹的检测灵敏度降低，针对细小裂纹难以识别，为提高缺陷信号识别度，本文将barker码作为编码方式，并用类BPSK作为解码方式，利用到导波检测钢轨小裂纹的信号处理中。通过实验将对钢轨轨底上深度6 mm宽度0.5 mm的人工裂纹进行验证，为衡量算法效果分别用未经过任何信号处理的原始收发导波信号和经过barker码-匹配滤波编解码处理的导波信号与实验方法进行对比。结果表明，利用barker码-类BPSK编解码处理的导波信号在处理钢轨轨底小裂纹的识别上有着明显的增强作用，效果优于另外两种方法，可以为以后的导波钢轨小裂纹检测提供支持。     

电磁超声加载方式对Lamb波模态的影响

Lamb波因其指向性好、传播距离远、检测效率高等优点而被广泛应用于构件的无损检测中。但是,Lamb波在激发过程中往往是两个或多个模态同时被激发,而且通常每个模态波包的传播速度不尽相同,这就导致不同模态的Lamb波在后续信号分析中相互干扰,尤其是在缺陷信号的识别中。该文在分析Lamb波多模态特性的基础上,研究了电磁超声激发方式对Lamb波模态的影响,通过对电磁超声换能器加载方式的选择实现了对激发Lamb波模态的控制,提高了对应模态Lamb波的激发效率,并且增强了对非主模态Lamb波的抑制效果,从而减小了后续信号处理的难度,为实际检测中缺陷的识别、定位提供有效信息。     

基于超声导波的接地网腐蚀检测仿真试验

针对现有技术手段难于准确判断变电站接地网的腐蚀状况,研究分析超声导波技术检测接地扁钢的可行性.通过分析频散曲线和波结构曲线,得出S0模态适合于接地网扁钢检测,应用ANSYS软件建立接地网模型及加载位移载荷,获得单一的S0模态,以此掌握S0模态超声导波在接地网扁钢中的传播特性,分析接地网结构、缺陷(腐蚀)对其传播特性的影响及关联特征,最后通过试验验证S0模态导波在扁钢中具有较好的传播能力,可应用于接地扁钢的缺陷检测.     

超声波技术在大电机绝缘检测中的应用研究

用研制的检测系统 ,对大电机定子线棒进行了绝缘超声波参数测量和绝缘缺陷的检测试验。结果表明 ,使用 0 5MHz、 0 8MHz和 1 2MHz的超声换能器 ,此系统可以测量大电机定子绝缘的超声波参数 ,从而使超声波技术成为一种绝缘老化状态的诊断方法 ;0 8MHz的探头对定子线棒老化早期的绝缘缺陷能得到特征明显的超声A扫描波形 ,为对绝缘介电性能有直接破坏作用的绝缘断裂性裂纹的检测和识别提供了方法 ,对预防因绝缘裂纹导致绝缘击穿、发电机非计划停机具有重要意义。与国际上相同领域内超声波斜入射的透射波法比较 ,本文的超声回波法更具有应用前景     

电站管超声导波检测的模式选择

电力设备中使用的大量管状构件常处于高温高压的运行状态,其安全直接影响到机组的安全稳定运行,目前常用的探伤方法不仅效率低且不便现场操作,而利用超声导波遥测可实现在一固定位置对管状构件进行长距离检测.为此,对导波在管状结构中的传播特性进行了阐述,分析了其频散现象对导波检测技术的不利影响,并以导波在电站管道和锅炉受热面的实际检测为例,研究了激发超声导波的不同方法和对频散的影响,分析了导波检测中的模式选择和频散抑制方法.     

输电杆塔接地网腐蚀缺陷超声检测方法仿真分析

针对现有缺陷检测方法难于快速判断接地极腐蚀程度,研究分析超声导波技术检测不同结构接地网的可行性。通过分析导波的传播机理,得低阶SH导波适合于接地极检测。采用有限元仿真软件建立3种不同杆塔结构三维接地网模型,分析导波的传播特性。考虑到接地极所处实际环境,研究了不同土壤电阻率下接收端信号的变化特征,其回波信号幅值会随土壤电阻率的升高而增大。此外,对接地扁钢中存在的缺陷及其表面形成的腐蚀层厚度变化进行了研究。结果表明,低阶SH导波能有效检测出接地极缺陷,腐蚀层厚度变化对回波信号幅值影响较小。     

基于电磁超声双换能器的单模态Lamb波激励方法研究

Lamb波因其指向性好、传播距离远、损耗小等优点而被广泛应用于构件的无损检测和健康监测中。但是,Lamb波的频散性和多模态的特点,使其在实际应用中的回波信号分析变得十分困难。该文在分析Lamb波多模态特性的基础上,根据Lamb波两种模式波结构的特点,研究电磁超声双换能器激发结构产生单模态Lamb波的特性,并对双换能器激发结构进行实验研究。仿真和实验结果表明,双换能器结构可激发单模态Lamb波,并且可以消除端面模态转换产生的多模态,从而减小后续信号处理的难度,为实际检测中缺陷的定位、识别提供有效信息,并为电磁超声双换能器激发结构的设计提供理论指导。     

基于超声法的大电机局部放电监测系统及其仿真验证

探索了一种新的监测大电机绕组绝缘质量的局部放电方法.介绍了一种基于超声法和虚拟仪器的局部放电实时在线监测系统,分析了系统组成原理和各部分功能.通过实验分析了局部放电超声波信号在大电机定子内的传播特性,以及该超声信号在发电机正常运行时弱噪声和强机械背景噪声下的传播区别.实验证明,利用超声波对大电机绕组绝缘局部放电进行监测是可行的,为实现局部放电故障点定位提供了前期准备工作.     

超声导波检测技术在小直径管检测中的应用

针对常规超声波检测方法及涡流检测方法在进行在役管排缺陷检测时存在的局限性,介绍超声导波检测技术的基本原理,导波的传播模式、分类,以及导波在电站小直径管检测方面的应用。根据无缝钢管容易出现的缺陷类型设计了参考试块,利用超声导波检测技术进行钢管轧制缺陷的c扫描和A扫描,并对反向波信号较明显的管子进行了金相检验。结果表明,超声导波检测方法具有检验速度快、成本低等优点,能有效提高检测效率,可满足电力小径管的无损检测工作要求。     

超声导波检测绝缘子用玻璃钢芯棒缺陷

统计表明,因芯棒断裂造成绝缘子损坏在高压线路恶性事故中占很大比重。为快速、准确检测绝缘子用玻璃钢芯棒缺陷,提出一种新的检测手段:超声导波检测。以110kV绝缘子用玻璃钢芯棒为研究对象,根据导波理论研究了导波在芯棒中的传播特性,得到了导波纵向和扭转模态的频散曲线,初步确定了仿真和实验所用激励信号的频率范围。通过有限元仿真,得出了导波在有无缺陷芯棒中的波形分布规律。基于理论分析和仿真结果进行了玻璃钢芯棒的导波检测实验,实验结果表明:10周期40kHz和20周期32kHz的L(0,1)模态导波均能较好地检测出芯棒中的缺陷,且前者能较准确地确定缺陷位置,后者更适于较长的芯棒检测;在一定范围内,被检测的芯棒越长,检测效果越好。研究结果为绝缘子用玻璃钢芯棒缺陷检测提供了一种新思路。     

压电复合传感器阵列用于导波管道检测研究

利用压电复合传感器阵列对管道进行了超声导波检测实验。采用2种频率和2种周期对拥有不同缺陷数的管道进行了对比实验。实验结果表明MFC阵列可以很好的用于管道缺陷检测,在70kHz和130kHz时信号的信噪比较高,激励信号可以采用5或10周期的汉宁窗调制的正弦波信号,当沿周向的缺陷逐渐增大时,缺陷回波基本呈线性逐渐增大,端面回波则逐渐减小。     

锅炉受热面小径管周向缺陷磁致伸缩导波检测试验研究

针对受热面小径管周向缺陷检测问题,本文设计了纵向磁致伸缩导波传感器,并将其应用于受热面小径管的无损检测。通过分析小径管中纵向导波模态传播特性,选取了130 kHz和250 kHz L(0,2)模态对小径管进行检测。通过比较两个不同尺寸永磁铁构成的偏置磁路对传感器性能的影响,优化选择了尺寸为20×20×10 mm的磁铁。在此基础上,在受热面小径管中进行了纵向导波无损检测试验研究。结果显示,L(0,2)模态可以有效检测小径管内外壁周向缺陷,用中心频率为130 kHz和250 kHz传感器对0.5~2 mm深度周向缺陷检测时发现,缺陷波包幅值随缺陷深度的增加而增加,为实际检测小径管提供依据。     

超声导波在管道中的传播特性的研究

采用超声导波技术可以对管道进行快速检测,因此工程应用上的前景非常广阔.在长距离管道检测过程中,经常会遇到环形焊缝和弯管,二者对对导波能量的反射较强.当导波能量出现较大衰减时,就会影响其有效检测范围.本文采用纵向和扭转模态导波,对导波在连续穿越七条环形焊缝和一段弯管的传播特性进行了研究,对其在检测凹槽、焊疤、支路等缺陷或管道特征方面的能力进行了对比.结论表明:(1)检测方向上的环形焊缝不超过4个才能充分保证检测结果的可信性.(2)最优频率的选择对非频散波的产生至关重要.     

基于弹性导波理论的电机主绝缘结构的健康监测研究

为了能够准确地对电机主绝缘结构进行健康监测,研究了弹性导波理论在其中的应用,分析了弹性导波的基本理论,建立了电机主绝缘结构的健康监测的数学模型,设计了基于弹性导波理论的电机主绝缘结构的健康监测算法。最后,进行了电机主绝缘结构的健康监测实验研究,通过对实验采集数据的处理,最终对三种不同损伤程度的电机主绝缘结构进行了健康监测,结果表明该监测方法具有较高的监测准确度。