支柱絕緣子機械強度振動檢測評估技術研究與應用

支柱絕緣子機械強度振動檢測評估技術研究與應用

本項目屬電氣設備無損檢測領域,主要針對支柱絕緣子檢測技術問題開展研究。項目在云南電網公司2011年科技項目 “支柱絕緣子振動聲學檢測方法研究”項目的資助下,引入振動聲學檢測技術用于支柱絕緣子在線檢測,在支柱絕緣子振動特征、檢測技術方案、檢測工藝、信號識別方法等各個方面開展了研究,項目成果成功應用于支柱絕緣子帶電檢測。

項目深入研究了支柱絕緣子振動狀態和振動聲學檢測方法,振動檢測方法忽略造成支柱絕緣子機械強度下降的具體因素,基于振動頻率變化能夠反映機械強度變化這一基本原理,通過測量支柱絕緣子受激振動頻率的變化,表征支柱絕緣子機械強度。項目通過對支柱絕緣子和振動檢測方法的研究,開發了支柱絕緣子振動檢測工藝及結果評定方法,針對支柱絕緣子振動檢測結果評定標準問題,結合振動檢測數據的統計分析結果以及支柱絕緣子強度-頻率關系,提出了基于振動數據特征分析的支柱絕緣子振動檢測判別標準,解決了振動檢測結果評定缺乏理論依據,適用性差的技術難題,為振動檢測技術推廣應用于各類絕緣瓷件機械強度檢測提供了通用性判別方法。開發了支柱絕緣子模擬樣品制備技術,為振動聲學檢測儀器及其他方法檢測儀器校驗提供了可靠的試樣。項目研究成果用于支柱絕緣子檢測,檢測結果能夠直接反映其安全運行能力。利用振動檢測手段自身特有檢測操作簡便、測試速度快的優點,通過選用適合的檢測方式和設備,實現了對支柱絕緣子的帶電檢測。經中國電機工程協會組織的科技成果鑒定,評審委員會認為項目成果整體處于國際先進。項目成果已在云南電網4座220kV/500kV變電站進行了應用測試,檢出多個異常案例并獲得了驗證。項目取得的研究成果已申請專利10項,其中已獲授權實用新型專利4項,4項發明專利進入實質審查;發表論文3篇(其中核心期刊1篇、EI收錄論文1篇)。

項目主要創新點包括：

(1)依據支柱絕緣子振動原理,提出支柱絕緣子振動頻率正態分布模型,并通過試驗數據驗證,依據模型提取的支柱絕緣子基準振動頻率,制定了通用振動檢測評判標準。

(2)提出了通過檢測受激振動頻率的變化評估支柱絕緣子機械強度的方案,形成了一套基于機械強度評價的支柱絕緣子檢測技術,實現了對支柱絕緣子的帶電檢測及評估,為制定檢測技術行業標準提供了依據。

(3)針對振動檢測儀器缺乏校驗樣品的問題,提出了一種利用快速加熱制冷卻方法制備缺陷試樣的工藝,為振動檢測儀器應用提供了技術保障。

項目實施以來,課題組在華能瀾滄江有限公司漫灣水電廠、功果橋水電廠及玉溪供電局共3個單位進行了支柱絕緣子振動聲學現場檢測。其中漫灣及功果橋電廠檢測對象為500kV支柱絕緣子,所有絕緣子振動信號正常。在玉溪供電局共檢測220kV支柱絕緣子158只。110kV支柱絕緣子306只。其中發現 2只 220kV瓷瓶及 1只110kV瓷瓶存在異常。其操作簡便,檢測效率得以大幅提高,檢測成本明顯降低。

本項目研究成果突破了支柱絕緣子傳統檢測理念,建立了一套基于振動聲學評價支柱絕緣子機械強度的技術體系,為保障電網安全運行提供了一種實用、高效的檢測和評價技術,技術水平達到國際先進。