GIS设备典型缺陷的X射线数字成像检测技术

GIS设备内部缺陷严重威胁着电力系统的安全可靠性。为了及时检出和准确诊断GIS内部潜在的危险缺陷,探索了基于X射线数字成像的GIS内部典型缺陷检测技术的可行性。归纳总结了GIS本体与其内部典型缺陷的主要材质,分析了X射线经过各种材质后的射线强度变化情况,基于此分析了X射线数字成像技术对各种典型缺陷的检测有效性,并通过实验对上述分析结果进行了验证。研究结果表明:X射线数字成像技术可以检测出对于高压金属尖端、壳体内金属颗粒、金属部件接触不良、绝缘子表面金属颗粒、绝缘子气隙等典型缺陷。文中的研究成果对于运用X射线数字成像技术开展GIS典型缺陷检测及对缺陷类型进行初步诊断具有重要的指导意义。     

基于局放与X射线成像检测的GIS缺陷联合诊断及应用北大核心CSCD

GIS设备因其外壳尺寸厚大、内部结构复杂以及全封闭性等特点,各类潜伏性缺陷准确预警难度大,成为输变电设备运维领域的突出难题。现有各类检测技术存在短板不一,应对突发性或潜伏性缺陷的效果欠佳。文中提出了一种基于局部放电检测与X射线成像的GIS缺陷联合诊断方法,利用局放检测手段对GIS缺陷进行筛查,并采用X射线成像技术对各类缺陷进行准确定性、定位。利用该方法累计成功定位42处在役GIS设备的缺陷及异常,有效提高了GIS缺陷的检出率与准确率,取得了良好的应用成效。     

工业CT/DR检测系统在盆式绝缘子检测中的应用研究

盆式绝缘子是GIS重要的绝缘部件,一旦发生绝缘故障将影响GIS的安全运行。现有DR成像技术由于在检测时存在图像重叠的缺陷,常会导致漏检。通过试验,对工业CT/DR检测系统进行参数设置与检测流程优化,将工业CT/DR检测系统应用于GIS盆式绝缘子内部缺陷检测。试验结果证明所提工业CT/DR监测系统优化方法在GIS盆式绝缘子内部检测的有效性和可行性,为盆式绝缘子内部缺陷检测提供了新的方法。     

GIS盆式绝缘子表面缺陷的局部放电检测

盆式绝缘子是GIS设备中故障率较高的部件之一,尤其是盆式绝缘子的沿面闪络,对于GIS运行的安全性威胁极大。因此,对盆式绝缘子上可能引起故障的缺陷,特别是绝缘表面缺陷进行状态检测,以预防绝缘故障的产生,是现阶段研究的热点问题之一。文中以一个存在表面缺陷的实际GIS盆式绝缘子为例,使用多绝缘子对照方法测试了样品在高电压作用下的局部放电特性,并使用光电效应对实验结果进行了验证。根据实验结果对数据进行了分析,发现了放电伴随的光脉冲的强度与放电频率之间的相关性。文中的研究内容对于盆式绝缘子表面缺陷在现场的检测识别,以及绝缘子制造工艺的改进具有重要的参考意义。     

盆式绝缘子开裂故障的无损检测技术研究

盆式绝缘子是气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)中的重要部件,文中将对盆式绝缘子的裂纹检测技术进行研究。主要进行振动检测技术在盆式绝缘子裂纹缺陷检测方面的可行性研究,对独立的盆式绝缘子进行尺寸较大的径向贯穿型裂纹制造,对比进行完好和损坏状态下的盆式绝缘子振动模态实验,分析固有频率值差值以及频率图谱的变化情况,提出基于机械振动技术的盆式绝缘子裂纹故障判断方法,为机械振动检测技术的后续研究和应用推广提供了重要依据。     

基于电场计算及模态分析的220 kV GIS盆式绝缘子裂纹缺陷检测方法研究

特高频局部放电法和振动法是GIS盆式绝缘子缺陷检测的重要工具,为了研究特高频局部放电法和振动法的适用性,需要对缺陷盆式绝缘子电场分布和振动模态研究。该文建立了含有正常或缺陷盆式绝缘子的直线型GIS间隔的三维模型,采用有限元法计算了盆式绝缘子的表面电场分布和振动模态,并研究裂纹缺陷对表面电场强度和振动模态的影响。研究结果表明,当盆式绝缘子有裂纹时,裂纹附近出现明显的电场畸变,靠近母线的裂纹端部电场畸变更为严重,靠近外壳的裂纹有可能无法用特高频局部放电法进行检测。当盆式绝缘子存在裂纹时,前10阶模态频率均呈下降趋势。     

GIS支撑绝缘子内部放电缺陷综合诊断方法现场应用

介绍了基于特高频局部放电检测和X射线成像检测的气体绝缘金属封闭开关设备（GIS）支撑绝缘子内部放电缺陷综合诊断方法,并进行了分析和现场应用研究。以某110 kV GIS为例,利用特高频法对运行中的GIS进行局部放电检测,在检测到异常信号后,通过干扰排除和多通道信号时延定位确定缺陷位置、缺陷类型。对于支撑绝缘子内部放电缺陷,利用X射线成像检测技术对缺陷情况进行确认,从而实现缺陷综合诊断,指导设备检修。     

750kV GIS隔离开关用绝缘拉杆炸裂原因分析

盆式绝缘子、绝缘拉杆、支柱绝缘子等绝缘件作为GIS设备内部重要的绝缘、传动部件,故障率仅次于异物放电。通过绝缘拉杆运动特性分析、X射线成像检测、异物分析、微观分析、电场仿真分析等方法,对一起750 kV GIS 设备隔离开关交接试验过程击穿炸裂进行分析。针对分析结果给出了隔离开关的故障原因为连接机构侧的绝缘管粘接面加工操作不当造成了绝缘管层间疏松,导致粘接面存在气隙缺陷,缺陷逐渐延伸扩展,最终诱发绝缘拉杆层间连续放电通道。     

基于低频双探头超声波的盆式绝缘子缺陷检测方法研究

盆式绝缘子是气体绝缘封闭组合开关(GIS)设备的重要部件，其质量状况对电网的建设及运行有着重要影响。本文阐述了盆式绝缘子的失效原因，在常见开裂位置上对现有检测方法进行对比分析。依据盆式绝缘子的材料特性和现场检测条件，理论计算得到探头频率、K值、晶片尺寸等数据，研制了一种超声波水浸聚焦斜探头装置，提出利用低频双探头超声波检测技术对盆式绝缘子螺栓孔附近裂纹进行检测的方法，并通过实验室渗透、射线检测等对检测结果进行验证。结果表明：采用型号为2 MHz 18×18 mm、晶片发射声束的轴线与工件界面的法线夹角α_L为24.8°～35.4°的双探头可以在盆式绝缘子中激发出信噪比较高的超声折射横波。采用特定低频双探头超声波检测技术对GIS盆式绝缘子进行缺陷检测具有可行性。     

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。     

X射线数字成像技术在GIS设备吸附剂罩材质识别中的应用

针对GIS设备吸附剂罩存在的材质缺陷问题,提出利用移动式X射线数字成像系统对GIS设备内部结构进行“可视化”的带电检测,介绍X射线数字成像技术原理及方法,通过吸附剂罩透视成像进行模拟试验和现场检测结果的对比分析,认为X射线数字成像技术可在GIS设备带电状态下成功发现塑料吸附剂罩缺陷,解决吸附剂罩缺陷在设备带电运行时难以有效识别和判断的重大难题.     

550 kV GIS盆式绝缘子多气泡放电的测试与诊断

为了提高现场气体绝缘全封闭组合电器(GIS)绝缘缺陷的诊断能力,提升特高频(UHF)法在现场的检测经验,该文对一起550 kV GIS盆式绝缘子多气泡放电开展了详细的测试与诊断。首先在现场利用UHF法检测发现了550 kV GIS盆式绝缘子的异常信号,该信号呈气隙放电特征。对该盆式绝缘子更换返厂后开展了耐压、局部放电、雷电冲击、X射线探伤等试验,同时采用UHF法和脉冲电流法对盆式绝缘子局放信号进行检测,并对比了雷电冲击试验前后放电特性的变化。最后利用时差定位统计和多源放电分离方法开展了进一步的诊断分析。结果表明:该盆式绝缘子内部存在8个气泡,呈线性状分布,UHF和脉冲电流法两者信号幅值正相关;随着电压的升高,放电谱图逐渐由单气隙放电转为多气隙放电特征;在耐受雷电冲击后,盆式绝缘子的局部放电起始电压下降,熄灭电压不变,相同电压下UHF信号幅值与局放量变大;时差统计和多源分离表明,该盆式绝缘子UHF信号呈多源时差和聚类特征,与X射线结果一致。该文研究结果可为GIS UHF检测与诊断提供现场经验。     

超声波局部放电检测技术在500 kV GIS盆式绝缘子上颗粒缺陷诊断中的应用

带电检测技术在输变电设备状态检测中发挥着越来越重要的作用。为更好地开展对电力设备的带电检测,文中重点介绍了超声波检测技术原理及常见的颗粒缺陷典型图谱。通过对某500 kV GIS变电站隔离式盆式绝缘子上颗粒检测与诊断,提供了一套与常见典型图谱有较大差异的检测图谱,总结得出了颗粒缺陷检测流程和超声波、特高频检测信号的规律,给出了危害性评估方法,完善了GIS颗粒缺陷诊断判断标准,为颗粒缺陷(特别是盆式绝缘子等非金属部件上的颗粒)检测诊断提供参考借鉴。     

盆式绝缘子击穿分析及防范措施

笔者介绍了GIS 126 kV用三相盆式绝缘子的一种放电现象。笔者对击穿零件采用了X射线探伤等不同的检测方法,用Ansoft软件建模进行了电场计算,分析出击穿是因为盆式绝缘子内部存在金属杂质。同时根据盆式绝缘子生产的工艺特点,笔者提出了优化设计、改进模具结构等防范措施,以防止盆式绝缘子浇注过程中金属杂质的产生。     

特高压GIS盆式绝缘子沿面闪络特性研究综述

盆式绝缘子是GIS最薄弱的绝缘环节。文中统计了GIS故障缺陷类型,对GIS故障发生率进行了计算。针对盆式绝缘子沿面闪络特性影响因素进行了系统分析,包括金属颗粒、绝缘子表面缺陷、表面电荷等。探讨了金属颗粒荷电和受力情况、运动特性及其抑制措施。对盆式绝缘子表面缺陷类型、演化过程及其检测方法进行了探索。直流电压下,GIS盆式绝缘子表面极易积聚大量电荷,文中对相关作用机理、测量方法和动态过程进行了总结。详细阐述了轮廓优化,介电涂层和功能梯度材料等提高沿面闪络电压方法的特点和应用范围,对各种方法的优缺点进行了讨论和比较。结合中国在建的特高压输电工程,对GIS/GIL盆式绝缘子设计提出了一些参考性建议。     

GIS设备异物缺陷X射线检测研究

SF6气体绝缘全封闭组合电器(GIS)内部可能出现金属微粒等异物缺陷导致故障,因此对GIS设备内部的异物缺陷故障进行检测具有重要的意义。X射线成像法是一种检测GIS设备内部缺陷的有效方法,但缺乏成熟的参数选择方法。文中对X射线检测的基本理论进行了介绍,对GIS设备X射线检测参数选择方法进行了讨论,并为220kV GIS设备内异物缺陷检测选择了合适的参数。在选定参数下,使用双丝像质计对射线成像系统的不清晰度进行了研究,验证了X射线对金属微粒缺陷检测的可行性,之后在GIS设备内部设置异物缺陷并利用X射线检测系统进行缺陷检测。结果表明,选定参数能够对遗落零件缺陷以及1～2 mm的铜金属微粒缺陷进行有效的检测;对1～2 mm的铝金属微粒缺陷,X射线成像法能够实现检测,但对比度较低。     

基于模态分析的GIS盆式绝缘子裂纹缺陷检测方法研究

GIS盆式绝缘子的缺陷检测对于保障电力系统安全运行具有重要意义。振动法由于具有检测灵敏度高和无损检测等优点成为当前电力设备故障诊断研究的热点问题。为给振动法检测盆式绝缘子开裂提供理论指导,文章建立了正常或含有缺陷盆式绝缘子的三维模型,采用有限元法计算了盆式绝缘子在不同气室压力和不同裂纹大小时的模态频率。研究结果表明,当盆式绝缘子无裂纹时,绝缘子会出现重根模态,而当盆式绝缘子有裂纹时,绝缘子没有重根模态。当盆式绝缘子下表面压力较小时,与两侧气室压力相同时相比,模态频率呈下降趋势,而当盆式绝缘子上表面压力较小时,模态频率呈增加趋势。盆式绝缘子存在裂纹时,模态频率呈下降趋势,随着裂纹深度的增加,模态频率下降幅度也会增大。计算结果表明采用振动法检测盆式绝缘子机械状况具有可行性。     

GIS/GIL绝缘子超声检测研究进展与展望

气体绝缘开关/气体绝缘输电线路(gas insulated switchgear/gas insulated transmission lines, GIS/GIL)绝缘子应力集中、密度不均匀和内部集中缺陷可能是目前威胁GIS/GIL设备安全运行的主要原因,急需研究其检测方法。为此分析了GIS/GIL绝缘子应力集中、密度不均匀和内部集中缺陷的原因和检测技术现状,系统总结了GIS/GIL绝缘子常用环氧复合材料超声检测技术的研究进展,包括纵波声速、检测深度、灵敏度、第一临界角和临界折射纵波渗透深度等超声传播特性,超声临界折射纵波的声弹性效应和声弹性系数、GIS/GIL绝缘子次表面应力临界折射纵波声程差检测法和热应力云图、三支柱绝缘子柱腿平行应力纵波反射法和垂直应力纵波穿透法等超声应力检测技术,GIS/GIL绝缘子内部缺陷纵波反射法成像、表面缺陷临界折射纵波法和界面缺陷纵波斜入射法等内部集中缺陷超声检测技术,以及盆式绝缘子纵波反射法密度云图等密度均匀性超声检测技术。该研究指出研发少峰高频高能超声探头、绝缘子全域超声快速成像、多结构多部位超声检测、去应力处理残余应力测量、密度与残余应力耦合理论...     

一起252kV组合电器局放异常信号分析处理

特高频检测技术作为一种有效的局部放电检测技术,目前已在组合电器(GIS)检测中广泛应用。在带电检测过程中检测到一处252 k V GIS盆式绝缘子有特高频异常信号。对盆式绝缘子进行X光探伤检测,发现内部存在数厘米长度气孔,该结果与特高频法检测及定位结论相一致。对该盆式绝缘子进行工频耐压试验及脉冲电流法局部放电试验,却均满足出厂试验的要求,说明厂内传统的检测方法有其一定的局限性。针对这个情况,提出了增设盆式绝缘子出厂前特高频局部放电检测等建议,从而进一步提高盆式绝缘子的出厂质量。     

紫外成像法的GIS盆式绝缘子局部放电研究

气体绝缘组合电器(gas insulated switchgear,GIS)在电力系统中占有重要地位,盆式绝缘子是GIS内部重要的部件,其表面放电是影响GIS安全运行的重要因素,文中在盆式绝缘子表面设置了典型的绝缘缺陷模型,利用紫外成像仪记录了其表面放电引起紫外光子发射的整个过程,分析了典型放电缺陷模型下的放电电压与光子数之间的关系,对绝缘子表面放电进行了探索,取得的结论:1表面放电紫外光子数随着缺陷尺寸的增大有增大趋势,但是多次重复性实验表明存在饱和特性;2当模拟的同一种绝缘缺陷位于盆式绝缘子不同位置的时候,放电初始电压不同,相同电压下的光子数目也存在较大差异;3当绝缘缺陷距离导杆距离大于6 cm时,在相同电压下的放电明显减弱,产生的紫外光子数也明显减少。这些结论有助于后续对盆式绝缘子表面电荷特性的深入研究,同时也为现场检测GIS局部放电提供了依据。