[發明專利]一種電力硅橡膠復合絕緣件的缺陷檢測方法

有效

• 申請號: 201710964966.0
• 申請日: 2017-10-17
• 公開（公告）號: CN108007896B
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發明（設計）人: 劉安宏;潘一璠;孫明明;陶爽;周熙瑋
• 申請（專利權）人: 國網江蘇省電力公司鹽城供電公司;國網江蘇省電力公司;國家電網公司
• 主分類號: G01N21/3586
• 分類號: G01N21/3586
• 代理公司: 蘇州市港澄專利代理事務所(普通合伙) 32304
• 代理人: 馬麗麗

本發明為一種電力硅橡膠復合絕緣件的缺陷檢測方法，主要包括：利用太赫茲實驗系統產生的頻率范圍為0.02～2THz的脈沖波，對含內部缺陷的硅橡膠復合絕緣件樣品進行試驗研究，通過分析接收信號的時域幅值、時延以及其與參考曲線的歐式距離，確定樣品內部缺陷的位置和尺寸；通過分析接收信號頻譜在特定頻率處的幅度和相位，確定樣品內部缺陷各部分的物質組分，進而識別內部缺陷的類型；通過獲得典型內部缺陷的太赫茲反射特征時域波形圖譜，得出硅橡膠復合絕緣件內部缺陷位置和形狀尺寸與太赫茲波時域特征量的對應關系。本發明提供的太赫茲技術在電力系統中各類復合絕緣件內部隱蔽性缺陷的遠場無損快速檢測方法，為輸變電設備邁入全面復合化奠定了基礎。

技術領域

本發明屬于電力檢測技術領域，特別涉及一種電力硅橡膠復合絕緣件的缺陷檢測方法。

背景技術

在大力發展全球能源互聯網輸電的背景下，復合絕緣已成為特高壓交直流設備、輸電線路的主流選擇，在各電壓等級，全復合化變電站、全復合橫擔線路的工程設計和應用也將在電網中占據越來越重要的比重。在輸變電工程推廣使用復合絕緣材料設備前，應確保各類復合絕緣產品到貨后進行抽樣試驗，并進行嚴格質量考核。但現狀是，復合絕緣件內部隱蔽缺陷檢測能力嚴重缺失，不利于此類產品大面積入網前的質量管控和運維管理。

由于制造工藝的原因，很多復合絕緣產品(如：復合套管、復合支柱絕緣子、復合橫擔等)內部存在著多種界面,如傘裙和護套、護套與芯棒(絕緣筒)、芯棒(絕緣筒)與端頭金屬附件以及芯棒(絕緣筒)的玻璃纖維和浸漬樹脂之間的界面。如果在運行中，有一個界面出現縫隙，會在絕緣件中形成薄弱環節，特別是當水分或潮氣進入縫隙中，絕緣件的絕緣性能會急劇下降，引起放電和擊穿故障。

但是由于復合絕緣件的特殊性質，傳統的X射線、超聲波均因為衰減或散射等原因無法對其內部的微小氣隙、裂紋等缺陷進行精確檢測，導致很多帶有缺陷的設備部件投運后短時間內即發生了擊穿、斷裂等故障。以復合絕緣子為例，多年來復合絕緣子的耐陡波沖擊性能是衡量絕緣子內部性能優劣的重要標志之一。現有懸式復合絕緣子的陡波沖擊試驗是按照1992年版IEC61109標準的規定，主要針對新入網絕緣子分段施加陡度1000～1500kV/us的沖擊電壓，該陡度遠低于瓷、玻璃絕緣子4000～5000kV/us的陡波試驗水平，而復合絕緣子與瓷、玻璃絕緣子所承受的雷電沖擊波并無本質差異。華北電科院等研究機構曾對復合絕緣子陡波參數值水平過低提出質疑，認為其僅對嚴重缺陷有效果，不易檢測出絕緣子內部比較微小的缺陷。從江蘇省對復合絕緣子陡波試驗的情況來看，極少在現行陡度標準下檢驗出不合格產品。適當提高陡波試驗陡度加強對運行一定年限的絕緣子內部絕緣性能無疑具有更嚴格的考核能力，但有研究也表明過高的陡度也有可能造成正常絕緣子內絕緣的損壞。另一方面，國內外針對變電站空心復合套管、復合橫擔的內部缺陷在出廠或到貨現場，尚未提出行之有效的內部缺陷檢測手段，無法檢驗是否存在運輸、安裝過程中的隱蔽損傷。因此，可考慮采用新型的無損檢測手段檢測絕緣子的生產質量和運行情況，盡早發現故障隱患，避免因絕緣子發生故障威脅到電網安全。

發明內容

本發明提供一種太赫茲技術在電力系統中各類復合絕緣件內部隱蔽性缺陷的遠場無損快速檢測方法，為輸變電設備邁入全面復合化奠定了基礎。

本發明具體為一種電力硅橡膠復合絕緣件的缺陷檢測方法，所述缺陷檢測方法具體包括如下步驟：

步驟(1)：基于電磁場理論對復合絕緣件進行數學建模和仿真分析，分析太赫茲技術用于復合絕緣件內部缺陷遠場無損檢測的可行性；

步驟(2)：利用太赫茲實驗系統產生的頻率范圍為0.02～2THz的脈沖波，對含內部缺陷的硅橡膠復合絕緣件樣品進行試驗研究，通過分析接收信號的時域幅值、時延以及接收信號與參考曲線的歐式距離，確定樣品內部缺陷的位置和尺寸；

步驟(3)：通過分析接收信號頻譜在特定頻率處的幅度和相位，確定樣品內部缺陷各部分的物質組分，進而識別內部缺陷的類型；