基于超聲脈沖反射法的耐張線夾壓接缺陷檢測技術

摘 要： 為實現耐張線夾鋁絞線壓接缺陷的快速檢測，提出基于超聲脈沖反射法檢測線夾壓接缺陷的方法。首先根據超聲脈沖反射法的原理，結合壓接后NY-630/45 型耐張線夾內部結構，從理論分析超聲檢測耐張線夾壓接缺陷的可行性；隨后建立壓接合格、欠壓以及鋁線安裝深度不足線夾的二維截面有限元仿真模型，研究超聲波在不同壓接缺陷中的傳播規律；制備壓接缺陷試樣，探究不同檢測面對檢測結果的影響，最后驗證基于超聲脈沖反射法檢測NY-630/45 型耐張線夾壓接缺陷的可行性。仿真和試驗結果表明，超聲檢測方法可以準確判斷耐張線夾壓接缺陷。該技術可為現場耐張線夾壓接缺陷的檢測以及識別提供思路，具有重要參考價值。

關鍵詞： 耐張線夾; 壓接缺陷; 鋼芯鋁絞線; 超聲檢測技術

中圖分類號： TB9; TB553; TM752 文獻標志碼： A 文章編號： 1674–5124（2025）03–0148–06

0 引 言

壓縮型耐張線夾作為特（超）高壓輸電線路中的關鍵一環，其運行狀態影響著整個電力系統的安全與穩定。嚴重故障的耐張線夾，需停電對其開斷重壓或補壓，在故障原因統計中[1-4]，壓接質量不合格占到了總數的95.86%。因此，需對耐張線夾壓接質量進行嚴格管控，在現場對具有壓接缺陷的線夾進行檢測識別并即時處理。

目前，對耐張線夾鋁絞線壓接區壓接質量的檢測主要是尺寸測量[4]、X 射線檢測[5]。其中尺寸檢測是對壓接后線夾的對邊距進行測量，但無法檢測內部壓接狀況；X 射線檢測可以清晰看到壓接后線夾的內部結構，但設備操作復雜、檢測時間長，產生的輻射會危害檢測人員健康。

近年來基于超聲的耐張線夾檢測方法得到了廣泛研究。季昌國等[6] 通過超聲相控陣檢測技術對耐張線夾鋁管-鋁絞線以及鋁管-鋼錨壓接區進行了檢測，實現超聲相控陣圖譜對耐張線夾壓接質量的判斷。李君華等[7] 通過提取耐張線夾鋁管和鋁絞線壓接區超聲相控陣圖譜中的鋁管厚度，驗證了鋁管厚度判斷壓接質量的可行性。雖然超聲相控陣檢測技術對耐張線夾壓接質量的判斷直觀有效，但存在設備昂貴，操作復雜的局限。張睿哲等[8] 提出了脈沖反射法檢測耐張線夾鋁絞線壓接區壓接質量的方法，得到壓接合格線夾無二次反射回波，鋁線安裝深度不足線夾二次反射回波聲壓幅值大的結論。

超聲脈沖反射法因其較低的成本以及簡便的操作，在耐張線夾缺陷檢測中已經取得一定的進展。但超聲波在線夾內的傳播機理尚未可知，且對欠壓缺陷的超聲檢測研究還尚未開展。因此本文采用COMSOL 仿真軟件聲-固耦合接口，對NY-630/45型號的耐張線夾鋁絞線壓接可能出現的欠壓以及鋁線安裝深度不足缺陷進行仿真，分析了壓接合格與缺陷線夾的回波特征，制備了壓接缺陷試樣，探究了不同檢測面對檢測結果的影響，最后驗證了超聲脈沖發射法檢測壓接缺陷的準確性與有效性。