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瓷支柱绝缘子带电探伤的检测原理是什么?

时间:2023-04-20 16:12:35 点击:14次

       支柱绝缘子是变电站运行的重要组成设备,大量用于隔离开关、高压母线的支撑,绝缘子一旦断裂,就会引起大面积短路、接地等设备事故,甚至造成附近工作人员的伤亡。因此需要定期对支柱绝缘子进行检测。以前对瓷支柱绝缘子进行探伤检测,都需要停电才能操作,整个检测流程复杂、效率较低,海沃迪电气研发的HVD-DTS瓷支柱绝缘子带电探伤仪通过对绝缘子纵向探测,可直接检测出该绝缘子的刚性强度是否丧失、内部是否存在杂志等缺陷,并且可在带电检测下进行检测的,其原理如下: 

      首先,通过软件建模以及大量测试数据表明,瓷支柱绝缘子的机械强度特性可以根据其特征频率进行判断、研究得出, 瓷支柱绝缘子的振动在排除人为以及外部环境的影响,其振动频谱多集中在基础频率上,各国完好的瓷支柱绝缘子基础频率基本相同,在3500-5500HZ左右;当通过瓷支柱绝缘子底部法兰注入功率谱密度均匀的动态力载荷时,该振动包含绝缘子动态特性的完整信息;当绝缘子下部有缺陷时会出现低于基准频率的频率分量;当绝缘子上部有缺陷时,会出现高于基础频率的频率分量。

      瓷支柱绝缘子的机械状态可以按照其机械强度即承载能力(瓷支柱绝缘子破坏时的最小受力) 来判断,而瓷支柱绝缘子的机械强度值可以通过对绝缘子施加的一定频率激励声波,评估绝缘子随机械振动作用的反应功率频谱加以判断。瓷支柱绝缘子的承载能力或发生破坏极限载荷,按照以下公式计算:

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       公式中:1 为破损绝缘子的机械载荷;  0 为未破损绝缘子的机械载荷;1为破 损绝缘子的振动反应频谱的中心频率;0 为未破损绝缘子的振动反应频谱的中心频率。 按照上述公式, 接着分析瓷支柱绝缘子缺陷,以法兰裂纹缺陷为例,假设绝缘子下部 1/10 处存在缺陷, 裂纹使其刚性强度降低 50%,质量在分布均匀, 裂纹前后分比 1:10,通过计算研究得出,此时绝缘子振动会出现完全低于基础频率 (4500HZ)的附加频率,频率主成分占比约为 0.447,即在2000HZ 左右;同理,当裂纹出现在上部法兰时,频率主成分占比约为 2,即在 9000 左右。 由上式可以看出,当对绝缘子施加功率谱均匀的随机振动时有破损的绝缘子会反应出不同于基础频率的频率分量,根据该频率谱,可评估绝缘子的机械强度。 

       基本概述表现为:当基本频率在 4500HZ(3500-5500)时,此时绝缘子状态良好; 当基本频率在 2000HZ(1300-3500)时,此时绝缘子下部存在缺陷;当基本频率在 9000HZ(8000-10000) 时,此时绝缘子上部存在缺陷;当基本频率在 6500HZ(5500-8000)时,此时绝缘子刚性强度降低。 

HVD-DTS瓷支柱绝缘子带电探伤仪 (2).jpg

       HVD-DTS瓷支柱绝缘子带电探伤仪整体结构由数据收集源和收据分析软件组成,,其中数据收集源包含三部分结构主题: 1)均匀功率谱随机振动激发源; 2)特征记录, 高速力采集器; 3)机体支撑骨架。 数据分析软件是一套自动分析数据时域、频域的软件, 包含结果显示、缺陷 的初次判断、语音播报、一键编辑、导入导出数据包、一键报告生成、一键数据上传后台等。 


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