[發(fā)明專利]一種用于導(dǎo)體套管間接觸狀態(tài)評價(jià)的非線性超聲導(dǎo)波檢測方法

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• 申請日: 2018-06-01
• 公開（公告）號: CN108593775A
• 公開（公告）日: 2018-09-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 焦敬品;褚運(yùn)通
• 申請（專利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G01N29/11
• 分類號: G01N29/11
• 代理公司: 北京思海天達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11203
• 代理人: 沈波

本發(fā)明公開了一種用于導(dǎo)體套管間接觸狀態(tài)評價(jià)的非線性超聲導(dǎo)波檢測方法，首先依次制備六種不同狀態(tài)的導(dǎo)體套管，基于非線性超聲檢測系統(tǒng)hanning模式下激勵單一縱向?qū)ΨQL(0,2)模態(tài)。采用對通過接觸界面的端面反射回波的FFT分析方法，得到不同狀態(tài)下的頻譜圖。同時(shí)提取不同狀態(tài)下的二次諧波和三次諧波幅值進(jìn)行分析。結(jié)果表明，隨著接觸壓力的增大，二次和三次諧波幅值都呈現(xiàn)遞減趨勢。最后，根據(jù)高次諧波幅值對不同導(dǎo)體套管接觸狀態(tài)進(jìn)行表征，結(jié)果表明，高次諧波幅值可以實(shí)現(xiàn)導(dǎo)體套管不同接觸狀態(tài)進(jìn)行表征。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種導(dǎo)體套管接觸狀態(tài)評價(jià)的非線性超聲導(dǎo)波檢測方法，該方法可用于套管之間接觸狀態(tài)變化的無損檢測以及安全性評估，屬于無損檢測領(lǐng)域。

背景技術(shù)

銅套管以其延展性好、導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性高等優(yōu)點(diǎn)，常應(yīng)用于氣體絕緣組合電器GIS(Gas Insulated Switchgear)中的鋁合金導(dǎo)體管的連接。由于設(shè)備老化和產(chǎn)品裝配公差過大，易導(dǎo)致鋁合金導(dǎo)體管與銅套管之間出現(xiàn)接觸不良，產(chǎn)生熱性故障，嚴(yán)重時(shí)會導(dǎo)致套管燒毀并對鄰近導(dǎo)體放電引發(fā)短路事故，威脅電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

現(xiàn)有的GIS腔體內(nèi)導(dǎo)體套管接觸狀態(tài)的檢測方法主要有內(nèi)窺鏡法、X光探測法、人員進(jìn)入檢測法等。內(nèi)窺鏡法主要通過使用內(nèi)窺鏡進(jìn)入腔體內(nèi)進(jìn)行檢測，由于內(nèi)窺鏡難以縱深檢查，成像結(jié)果不理想；X光探測法是利用局部區(qū)域透過射線強(qiáng)度與周圍產(chǎn)生的差異性來判斷接觸狀態(tài)是否良好，但其存在主機(jī)笨重、難以擺放、輻射嚴(yán)重等缺點(diǎn)；人員進(jìn)入檢測法主要是通過解體開蓋、人員進(jìn)入GIS腔體，但該方法存在人員窒息、接觸并吸入有毒化合物、帶入機(jī)具物料易遺漏等風(fēng)險(xiǎn)。

超聲導(dǎo)波是一種新興的無損檢測方法，其優(yōu)勢是檢測距離長、范圍廣，可以對難以觸碰的區(qū)域進(jìn)行在線檢測。傳統(tǒng)超聲導(dǎo)波技術(shù)方法主要是利用超聲波通過損傷時(shí)發(fā)生反射、散射以及模態(tài)轉(zhuǎn)換等線性特征，可以很好實(shí)現(xiàn)管中裂紋及腐蝕等較大損傷檢測，但難以實(shí)現(xiàn)管道之間的接觸類損傷檢測。非線性超聲導(dǎo)波檢測技術(shù)依據(jù)超聲波與接觸界面相互作用產(chǎn)生的非線性效應(yīng)對結(jié)構(gòu)損傷情況做出評價(jià)，它對管中的微裂紋、分層缺陷、疲勞損傷表現(xiàn)出很高的敏感性。

非線性超聲導(dǎo)波檢測是利用超聲導(dǎo)波傳播時(shí)與閉合微裂紋、分層等接觸類結(jié)構(gòu)損傷相互作用而產(chǎn)生的非線性響應(yīng)，進(jìn)行微小缺陷和接觸狀態(tài)的檢測，從本質(zhì)上反映了微觀缺陷和接觸壓力對非線性現(xiàn)象的影響，因此可以用于封閉式缺陷或者套管接口處的檢測。基于超聲的非線性效應(yīng)，現(xiàn)有的非線性超聲無損檢測方法主要有高次諧波及次諧波法、波束混疊法以及諧振頻率漂移法，其中諧波法是技術(shù)最成熟、應(yīng)用最廣泛的一種非線性超聲檢測方法。