韓正強(qiáng)

【摘?要】隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國的現(xiàn)代化進(jìn)程也跟著邁上了一個(gè)新的臺(tái)階，在超聲波技術(shù)領(lǐng)域上也得到了長足的進(jìn)步。目前，我國超聲波技術(shù)已經(jīng)逐漸的開始在支柱絕緣子探傷中進(jìn)行應(yīng)用?；诖?，下文就支柱絕緣子的斷裂原因以及支柱絕緣子的超聲波探傷方法和相關(guān)案例做了簡單分析，希望對我國超聲波技術(shù)在支柱絕緣子探傷中的應(yīng)用發(fā)展有所啟示和幫助。

【關(guān)鍵詞】超聲波技術(shù);支柱絕緣子探傷;應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TM216文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A

1引言

近幾年來，我國電力企業(yè)高壓支柱絕緣子事故發(fā)生頻繁，在很大程度上給電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行以及人們的生命財(cái)產(chǎn)安全方面造成了威脅。為此，相關(guān)電力企業(yè)應(yīng)該積極研究支柱絕緣子斷裂的原因，并應(yīng)用超聲波技術(shù)對支柱絕緣子進(jìn)行探傷，從而確保支柱絕緣體的完好，保證電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

2造成支柱絕緣子斷裂的原因

2.1瓷瓶膠裝劑的膨脹應(yīng)力

支柱絕緣子的膠裝水泥中含有氧化鎂、三氧化硫、氧化鉀等，其含量如果超過了一定的限度就會(huì)造成體積的大幅度的上升，使得瓷瓶膠裝劑產(chǎn)生膨脹應(yīng)力，最終導(dǎo)致支柱瓷絕緣子斷裂。

2.2溫度、冰凍應(yīng)力以及操作應(yīng)力的影響

第一，支柱絕緣子對于周圍的溫度很敏感，受到季節(jié)溫差影響，電瓷的膨脹系數(shù)就會(huì)有所變化;第二，支柱絕緣子在閃絕緣子膠裝部位如果出現(xiàn)空洞存水或者是膠裝劑致密度差浸水冰凍的現(xiàn)象就會(huì)形成冰凍應(yīng)力，在一定程度上也會(huì)導(dǎo)致支柱絕緣子斷裂;第三，在設(shè)備機(jī)器開始工作時(shí)，難免會(huì)產(chǎn)生較大的操作應(yīng)力，并且，在瓷瓶膠裝過程中，工作人員需要對瓷瓶的外端部和法蘭內(nèi)部分別涂上瀝青緩沖層，目的是為了降低膨脹應(yīng)力。但是，一旦瀝青緩沖層的厚度出現(xiàn)問題，將會(huì)增加各種操作應(yīng)力，最終造成支柱絕緣子的斷裂現(xiàn)象。另外，還有需要特別注意的一點(diǎn)是絕緣子在沒有斷裂以前受到溫度的影響，在應(yīng)力即將達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)，支柱絕緣子的氣孔、夾層等部位就會(huì)聚集大量應(yīng)力，從而造成瓷瓶斷裂或者是法蘭裂紋。

3超聲波技術(shù)在支柱絕緣子探傷中的應(yīng)用

3.1幾種常見的探傷方法

3.1.1爬波法

超聲波技術(shù)在支柱絕緣子探傷中的應(yīng)用最常見的就是爬波探傷法。爬波會(huì)形成九十度的折射角，進(jìn)而使聲音沿著表面向下傳播。這種超聲波探傷方法的表面散射現(xiàn)象相對較少，而且對周圍環(huán)境的變化感知不是特別敏感，因此，在實(shí)際的操作過程中就不容易受到瓷砂、膠裝水泥等表面粗糙物以及環(huán)境的影響。但是這種探傷方法只能用于支柱絕緣子的表面或者是接近表面的地方，故而檢測速度很快。

3.1.2小角度縱波法

除了爬波法，小角度縱波法也是超聲波技術(shù)在支柱絕緣子探傷中的重要應(yīng)用。其探傷原理是形成小于15°折射角的縱波，對支柱絕緣子鑄鐵法蘭附近外露區(qū)域和法蘭口內(nèi)部微裂紋等缺陷進(jìn)行檢測。在實(shí)際的應(yīng)用過程中，因?yàn)槠湫纬傻恼凵浣堑慕嵌群苄?，所以受橫波的影響也較小，因此，這種探傷方法相對于爬波法來講，檢測范圍較廣。另外，相關(guān)工作人員也在不斷的實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，小角度縱波法在操作過程中，如果支柱絕緣子的裂紋不深，那受到瓷瓶表面粗糙的影響，在回波的判斷上通常會(huì)難以把控?；诖耍ぷ魅藛T在應(yīng)用超聲波技術(shù)進(jìn)行支柱絕緣子探傷的時(shí)候，往往會(huì)將爬波法和小角度縱波法結(jié)合起來，具體操作如圖1所示。

3.2關(guān)于探頭和晶片尺寸的選擇

第一，關(guān)于爬波探頭，因?yàn)榻^緣子鑄鐵法蘭和傘裙之間通常情況下所隔得距離很近，因此，檢測人員在選擇探頭時(shí)一定要確保探頭具有足夠的探測空間，而在小角度縱波法的探頭選擇上應(yīng)該注意要選用折射角度相對較大的探頭，從而保證其正常移動(dòng)，提高探測結(jié)果的準(zhǔn)確性;第二，因?yàn)樘筋^探測需要一定的空間，所以在選擇晶片上應(yīng)該選用尺寸較小的晶片，第三，還需要特別注意的一點(diǎn)是在選用過程中要注意結(jié)合支柱瓷絕緣子的工件曲率和超聲波耦合的損失影響;第四對于爬波法來講，在確保探頭有足夠的移動(dòng)空間以后，要盡量選擇大晶片。

3.3關(guān)于探頭頻率的選擇

超聲波技術(shù)在實(shí)際的探傷過程中，很容易產(chǎn)生發(fā)射波。在缺陷小于三倍波長的時(shí)候，則證明檢測工作成功。同時(shí)，由于支柱絕緣子缺陷具有很強(qiáng)的反射指向性，如果超聲波不能做到垂直攝入，就會(huì)隨著探頭頻率的升高導(dǎo)致檢測工作失敗。因此，工作人員在探頭頻率的選擇上也要結(jié)合諸多因素，做到綜合考量。

4超聲波技術(shù)在支柱絕緣子探傷中的應(yīng)用案例

某水電廠采用爬波法和小角度縱波法對220kV的開關(guān)站支柱瓷絕緣子進(jìn)行探傷，在實(shí)際操作上對每只瓷瓶的兩端都進(jìn)行了檢測，并識(shí)別缺陷，將以東為0點(diǎn)，以南為3點(diǎn)，按照方向進(jìn)行等分定位，而針對檢測范圍為220kV正母線變閘刀4500H瓷瓶10只。檢查發(fā)現(xiàn)3只瓷瓶存在缺陷，其中1只有裂紋，2只有點(diǎn)狀缺陷。具體探傷缺陷記錄如表1所示。

5結(jié)束語

綜上所述，鑒于支柱瓷絕緣子對保障電力系統(tǒng)運(yùn)行的重要作用，電力企業(yè)必須加強(qiáng)對支柱絕緣子的探傷工作，通過應(yīng)用超聲波技術(shù)，利用爬波法和小角度縱波法相結(jié)合的探傷辦法，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決支柱絕緣子的缺陷問題，從而保證電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)電力企業(yè)的長久發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊高興.超聲波技術(shù)在支柱瓷絕緣子探傷中的應(yīng)用[J].大科技，2017.

（作者單位：蕪湖發(fā)電有限責(zé)任公司）