超聲波技術在支柱絕緣子探傷中的應用

韓正強

【摘?要】隨著我國經濟的發展，我國的現代化進程也跟著邁上了一個新的臺階，在超聲波技術領域上也得到了長足的進步。目前，我國超聲波技術已經逐漸的開始在支柱絕緣子探傷中進行應用。基于此，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案例做了簡單分析，希望對我國超聲波技術在支柱絕緣子探傷中的應用發展有所啟示和幫助。

【關鍵詞】超聲波技術;支柱絕緣子探傷;應用

中圖分類號：TM216文獻標識碼A

1引言

近幾年來，我國電力企業高壓支柱絕緣子事故發生頻繁，在很大程度上給電力系統的正常運行以及人們的生命財產安全方面造成了威脅。為此，相關電力企業應該積極研究支柱絕緣子斷裂的原因，并應用超聲波技術對支柱絕緣子進行探傷，從而確保支柱絕緣體的完好，保證電力系統的正常運行。

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造成體積的大幅度的上升，使得瓷瓶膠裝劑產生膨脹應力，最終導致支柱瓷絕緣子斷裂。

2.2溫度、冰凍應力以及操作應力的影響

第一，支柱絕緣子對于周圍的溫度很敏感，受到季節溫差影響，電瓷的膨脹系數就會有所變化;第二，支柱絕緣子在閃絕緣子膠裝部位如果出現空洞存水或者是膠裝劑致密度差浸水冰凍的現象就會形成冰凍應力，在一定程度上也會導致支柱絕緣子斷裂;第三，在設備機器開始工作時，難免會產生較大的操作應力，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部分別涂上瀝青緩沖層，目的是為了降低膨脹應力。但是，一旦瀝青緩沖層的厚度出現問題，將會增加各種操作應力，最終造成支柱絕緣子的斷裂現象。另外，還有需要特別注意的一點是絕緣子在沒有斷裂以前受到溫度的影響，在應力即將達到飽和狀態時，支柱絕緣子的氣孔、夾層等部位就會聚集大量應力，從而造成瓷瓶斷裂或者是法蘭裂紋。

3超聲波技術在支柱絕緣子探傷中的應用

3.1幾種常見的探傷方法

3.1.1爬波法

超聲波技術在支柱絕緣子探傷中的應用最常見的就是爬波探傷法。爬波會形成九十度的折射角，進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象相對較少，而且對周圍環境的變化感知不是特別敏感，因此，在實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在支柱絕緣子探傷中的重要應用。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域和法蘭口內部微裂紋等缺陷進行檢測。在實際的應用過程中，因為其形成的折射角的角度很小，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，相關工作人員也在不斷的實踐中發現，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難以把控。基于此，工作人員在應用超聲波技術進行支柱絕緣子探傷的時候，往往會將爬波法和小角度縱波法結合起來，具體操作如圖1所示。

3.2關于探頭和晶片尺寸的選擇

第一，關于爬波探頭，因為絕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，提高探測結果的準確性;第二，因為探頭探測需要一定的空間，所以在選擇晶片上應該選用尺寸較小的晶片，第三，還需要特別注意的一點是在選用過程中要注意結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空間以后，要盡量選擇大晶片。

3.3關于探頭頻率的選擇

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

4超聲波技術在支柱絕緣子探傷中的應用案例

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

5結束語

綜上所述，鑒于支柱瓷絕緣子對保障電力系統運行的重要作用，電力企業必須加強對支柱絕緣子的探傷工作，通過應用超聲波技術，利用爬波法和小角度縱波法相結合的探傷辦法，及時發現并解決支柱絕緣子的缺陷問題，從而保證電力系統的正常運行，實現電力企業的長久發展。

參考文獻：

[1]楊高興.超聲波技術在支柱瓷絕緣子探傷中的應用[J].大科技，2017.

（作者單位：蕪湖發電有限責任公司）