基于超声透射法的盆式绝缘子紧固螺栓松动检测方法

盆式绝缘子是GIS中重要的支撑部件，当固定它的法兰螺栓松动后，盆体会因受力不均而破裂，引起重大安全事故。文中提出一种盆式绝缘子螺栓松动检测方法，将压电传感器以一发一收的方式布置在待检测螺栓附近，通过超声信号仪激励一侧压电传感器发射超声波，并在另一侧对压电传感器接收到的信号分别进行互相关和自相关计算，获得表征螺栓松动的超声信号声时差和能量。通过实验研究了螺栓不同松动程度下信号能量和声时差的变化规律，结果表明，随着螺栓扭矩增加，超声透射信号的声时差逐渐减小、信号能量逐渐增大；当螺栓扭矩增大到一定程度后，超声透射信号的声时差不再变化而能量继续增大。可见，能量相比声时差对螺栓松动更敏感，所以可以通过计算超声信号能量来实现盆式绝缘子固定螺栓的松动检测。     

GIS用盆式绝缘子电场分布与绝缘性间关系研究

盆式绝缘子是GIS设备较为重要的绝缘件,在实际运行中,其绝缘性能与电场分布关系密切。从一起盆式绝缘子事故分析入手,对盆子烧蚀产物和故障气体进行成分分析。分析结果表明:盆子局部高场强导致电弧闪络产生大电流,从而引起盆子表面烧蚀和SF6气体成分变化。基于此,通过理论解析方法从金属屑、金属突出物和绝缘介质内部存在气泡3种绝缘缺陷对局部高场强进行理论解释,并得到其局部场强增强系数。随后建立盆式绝缘子三维电场仿真计算模型,得到其电场分布规律,发现盆式绝缘子表面场强分布不均匀,易在中心导体附近形成局部场强集中,应在设计中加强对该区域的屏蔽措施。本文的研究成果对盆式绝缘子的绝缘结构设计以及GIS设备的现场监测和维护具有一定的理论和指导意义。     

表面应力分布对252 kV GIS盆式绝缘子机械性能影响的研究

针对252 kV GIS盆式绝缘子表面应力分布对其机械性能的影响建立了模型,并利用三维有限元分析软件对其进行仿真计算。为验证理论计算的有效性,搭建了一个盆式绝缘子水压试验平台。采用静态应变测试系统和应变片对盆式绝缘子在水压试验过程中其表面应力分布情况进行信号转换和数据采集。试验结果表明:水压强度为2. 5 MPa时,盆式绝缘子先从嵌件一侧脱落,沿两侧路径破裂至其弧面末端与内密封槽间的倒圆角处;试验中测得环氧树脂部分最先开裂位置的最大应力约为52. 25 MPa,且破裂位置与仿真计算结果一致;由于工艺上的不完善导致了破裂的起始位置为嵌件处,而不是树脂表面最大应力处。试验结果可为盆式绝缘子在结构上的优化设计提供参考,最终达到提高盆式绝缘子机械强度的目的。     

重塑砂质含气沉积物的声响应特性与模型预测分析

海洋沉积物中气泡的存在对沉积物的声学特性有显著影响。为实现在实验室内对不同初始应力条件下含气沉积物的声学特性测量,研制了一套可用于土工三轴仪的双探针声学测量系统,基于CT扫描试验获得重塑含气砂样品中气泡群的尺寸分布,确定其共振频率范围。试验结果表明:细砂沉积物声速随气体含量的增加呈指数型降低,衰减系数随气体含量的增加呈指数递增,初始应力的增加会导致沉积物声速变快,声衰减变小。沉积物中气体含量0%～1.18%,测量频率250 kHz,有效围压100 kPa时,声速为1745～976 m/s,衰减系数为57～224 dB/m;有效围压200 kPa时,声速为1773～1011 m/s,衰减系数为41～192 dB/m。利用已建立的含气沉积物声学模型对试验结果进行预测对比,分析表明含气沉积物的声学模型除需考虑气泡的赋存状态和声波在沉积物固、液、气中的界面反射外,还需考虑沉积物所处的原位应力条件。     

岩石衰减系数与物理力学参数关系分析

纵波在岩石传播过程中,随着传播距离的增加,表现出一定能量衰减特性。本次研究中,通过采用长短岩样对比法测定波幅的衰减系数,分析了衰减系数与多个物理力学参数的数学关系。试验结果表明：衰减系数与岩石的密度、含水率、单轴抗压强度、动静弹性模量、纵波波速、阻尼比具有正相关性,与孔隙率具有负相关性,线性相关系数多为0.6～0.9。衰减系数在不同状态（饱和、天然、干燥）岩石中,表现出不同的衰减特征,一般饱和状态的衰减系数最大,天然状态次之,干燥状态最小。本文对两种衰减系数进行了对比分析,证明了衰减系数是反映岩石本身特性的一种性质;同时用衰减系数反演物理力学参数进行了分析,说明衰减系数可以作为判定工程地质中岩石物理力学性质的一种基本参数。     

光纤式复合绝缘子实现状态监测的实用化研究

介绍了一种光纤式复合绝缘子内部缺陷状态监测的新方法,利用埋植于复合绝缘子内的光纤光栅传感器现场检测其内部温度与应力的微小变化,从而可以判断其内部缺陷,通过在110 kV及220 kV线路上的挂网运行,可以实时监测复合绝缘子的运行状态。     

广州大沙头某工程基桩超声波检测与抽芯对比

目前在工程基桩检测中常用的混凝土超声波检测评判方法有很多种，基本都是用到声时、波幅、主频这些声学参数，多年的工程实践应用及理论证明这些方法都是行之有效的，但笔者认为如果能在评判中用能量衰减程度来反映混凝土的质量情况，将能使它们更趋完善，故提出一个新的能量衰减系数的概念，并应用在工程检测中，与抽芯结果进行对比验证。     

绝缘子泄漏电流与脉冲电流特性研究

基于大量人工污秽试验,详细研究了外施电压下绝缘子泄漏电流与盐密、灰密、温度及湿度的关系。利用脉冲电流法检测系统对不同绝缘子在不同电压下的脉冲电流特性进行了研究。介绍了脉冲电流法检测系统的组成,对试品绝缘子的脉冲电流特性进行了研究,实验结果表明:绝缘子局放脉冲能量主要出现在工频相位的60～120°和240～300°之间。随着绝缘子劣化程度的加深,脉冲电流的幅值、脉冲个数和产生相位的范围都增大。     

浆骨比对混凝土梁声发射信号的影响

为研究弹性波在不同浆骨比混凝土内部传播的衰减特性,设计了3组不同浆骨比混凝土梁,提取模拟断铅声发射信号,进行声发射信号特征参数分析及频谱分析。结果表明：3组试件的幅值、能量、信号强度均会随传播距离的增加而呈现指数函数衰减,且衰减系数b因浆骨比的提高均有所下降;能量参数对于浆骨比变化的敏感程度最大,信号强度和幅值依次降低;随着浆骨比的提高,在Sensor1~#～Sensor3~#的峰值频率衰减程度呈现出逐渐递减的趋势。     

全长黏结型锚杆高频超声导波检测应用研究

分析高频纵向轴对称超声导波在全长黏结型锚杆中传播的特性。在不同频率范围内,锚杆中同一模态的衰减特性及速度差别较大。理论上,在1 MHz以上,高阶纵向轴对称模态在特定频率下的轴向位移集中于杆中心,衰减最小,且能量速度最大,可用于全长黏结型锚杆的质量检测。同时建立实验系统,在1.13～2.85 MHz频率范围内对直径φ22 mm、长度1 m的埋于水泥中的无缺陷锚杆进行了频率扫描,并根据实验结果做出第一次端面回波速度和幅值随频率变化曲线,分别与理论能量速度频散曲线和衰减频散曲线相吻合,并且对埋于水泥中带单缺陷锚杆进行导波检测。研究结果表明导波可用于锚杆长度检测及缺陷定位。最后,将此规律应用于在直径为φ18 mm,长度为2 m的锚杆工程现场检测,检测结果较为理想,验证高频超声导波可以应用于全长黏结型锚杆的无损检测。     

超声波及钻芯法在大直径超长钻孔灌注桩检测中的应用

桩身完整性一般采用低应变方法检测,但由于激振能量、桩身材料阻尼、桩周土等因素的影响使得应力波衰减,对于超长钻孔灌注桩用低应变法则无法对整根桩进行完整性评价。超声波法通过预埋声测管可对大直径超长钻孔灌注桩进行完整性检测,而且可以检测出每对声测管间混凝土的缺陷的范围,然后通过钻芯法对缺陷位置进行验证。当桩身缺陷位置较深,采用钻芯法难以控制垂直度时,则无法取出缺陷位置的混凝土芯样,文中提出可行性的钻芯方案。     

非均质各向异性焊缝超声波检测声场特性应用研究

核电主管道粗晶奥氏体不锈钢焊缝为非均质各向异性焊缝,其超声检测在行业内难度较高。文中使用CIVA软件模拟了纵波斜探头、相控阵探头、普通TRL探头与TRL相控阵探头的声场,从声压分布与-6dB声束宽度角度对比分析了声场特性,通过对非均质各向异性焊缝的缺陷响应模拟对声场特性进行了应用。研究结果表明, TRL相控阵探头经过声束聚焦后,声场能量集中,具有较高的检测灵敏度和分辨力,在检测非均质各向异性焊缝时具有明显优势。该研究得出了焊缝超声检测探头声场特点,并对缺陷检测结果进行了举例仿真,对超声检测中探头选型以及检测工艺的制定具有重要指导意义。     

超声法在支柱瓷绝缘子探伤中的应用

支柱瓷绝缘子存在的缺陷严重威胁电网的安全运行。介绍了采用超声法对支柱绝缘子进行探伤的基本原理,探伤方法主要有纵波斜角超声波检测和爬波超声波检测两种,纵波斜角超声波检测速度较慢,但可检测瓷件的中心部位;爬波超声波检测速度较快,探测表面下1～15mm的裂纹非常敏感。列举了采用爬波方法在现场检测的实例,建议:在停电时间允许的情况下,应结合爬波和纵波两种方法对支柱绝缘子内部的缺陷进行全面检测。检测时,根据瓷瓶的大小,选择合适尺寸的探头。同时还应根据被检瓷件的材料(高强瓷或普通瓷),选择同类别的试块和探头。     

超声波探伤检测研究

超声波检测是指用超声波来检测材料和工件,并以超声波检测仪作为显示方式的一种无损检测方法。选用超声波作为检测的原因是因为超声波声束能集中在特定的方向上,在介质中沿直线传播,具有良好的指向性。其次,超声波在介质中传播过程中,会发生衰减和散射,且在异种介质的界面上将产生反射、折射和波型转换。利用这些特性,可以获得从缺陷界面反射回来的反射波,从而达到探测缺陷的目的。本文主要介绍超声波探伤技术原理、方法及其性能,并介绍超声波探伤仪的发展。     

GA-BP神经网络在GIS典型缺陷局部放电识别中的应用

基于BP算法的神经网络和基于实数编码遗传算法的神经网络用于模式识别有其各自的优缺点.为此提出利用GA-BP混合算法神经网络,对GIS典型缺陷的局部放电进行模式识别.以超声局部放电探测仪对不同缺陷包括金属突出物、悬浮电位缺陷和绝缘子内部气泡引起的局部放电信号进行了测量,并从测量结果中提取PRPD谱图特征值作为训练样本和测...     

压力容器的无损检测技术及其适应性研究

无损检测技术主要利用被检测设备的物理特性如结构缺陷、材料特性等对多种检测方式或手段敏感这一特点完成的,通过利用光、电、磁、热、声等多种检测反馈来判断和定位压力容器的缺陷等。     

含导通性缺陷复合绝缘子电气特性仿真及试验分析

为了有效检测交流输电线路复合绝缘子的导通性缺陷情况,提出了一种基于电场检测原理的复合绝缘子导通性缺陷状态检测方法,为输电线路复合绝缘子的状态评估及安全检修提供支撑.首先采用有限元仿真计算正常和含有导通性缺陷情况下的绝缘子空间电场分布并归纳其特征,分析导通性缺陷长度及位置对绝缘子电场分布和强度的影响;然后采用电场传感器进...     

基于匹配追踪的L模态超声导波检测复合 绝缘子芯棒缺陷研究

传统的复合绝缘子缺陷检测方法主要集中在芯棒外部结构的缺陷上,并不能有效发现芯棒本身中的缺陷,为此提出了一种针对芯棒本身缺陷且能定量估计缺陷大小的检测方法:基于匹配追踪的L模态超声导波检测。通过建立芯棒模型分析了L模态超声导波在芯棒中的传播特性,确定了导波检测的频率范围。基于理论分析,以10周期40 k Hz的导波为激励信号,选取芯棒缺陷轴向长度为8 mm和2 mm,进行了有限元仿真和实验。仿真和实验结果表明:L模态超声导波能准确地检测出复合绝缘子芯棒中的缺陷,且通过Gabor原子构建波形字典,运用匹配追踪算法估计出芯棒缺陷轴向长度的相对误差分别为5. 4%和16. 35%。理论分析、有限元仿真和实验一起验证了该方法的可行性、有效性,为复合绝缘子芯棒缺陷的检测和定量分析提供了一种新的思路。     

基于稀疏成像与机器视觉的金属材料次表面缺陷检测方法

传统方法缺陷区域的轮廓边缘存在断续,缺陷定位区域封闭性较差,导致检测识别准确率较低。针对这一问题,提出基于稀疏成像与机器视觉的金属材料次表面缺陷检测方法。扫描采集材料次表面二维图像,采用均值滤波和高斯滤波,对图像进行去噪处理,分割次表面缺陷的预处理图像,利用机器视觉,定位并合并缺陷区域,提取灰度、形状、纹理缺陷特征,利用稀疏成像,修正特征参数,对参数进行BP神经网络训练,进而识别金属次表面缺陷类型。选取钢管的凹坑、划痕和擦伤次表面缺陷,进行对比实验,结果表明,此次方法提高了缺陷检测识别准确率,更加符合检测方面的要求。     

表面羧基化对聚合物微气泡性能的影响

目的:探讨左旋聚乳酸(PLLA)及聚乙烯醇(PVA)为膜材的聚合物微气泡表面羧基化,对其形貌、粒径、稳定性及超声成像性能的影响。方法:首先对PVA膜材进行了羧基化修饰,通过红外光谱进行羧基化程度的表征。然后用羧基化前、后的PVA为原料分别制备了聚合物微气泡,光学显微镜及扫描电子显微镜(SEM)观察微气泡形貌,Zeta电位检测微气泡表面电荷特性,并对羧基化前后的微气泡进行体外超声成像实验。结果:羧基化不会显著影响微气泡的粒径,但会改变其表面结构,形成诸多凹陷;Zeta电位检测表明,羧基的引入使微气泡的表面电荷向负电性移动,微气泡羧基化之后能够显著增强超声成像效果,延长超声成像时间。结论:羧基的引入既由于静电斥力提高了微气泡的稳定性,又可赋予其耦联其他活性物质的能力,并可显著增强其超声成像效果。本研究为微气泡的生物医学应用打下了良好的基础。