论高压电力设备绝缘诊断的声学检测技术

    尚坤

    摘 要：加强绝缘老化机制研究对于绝缘检测而言有着十分重要的意义，声学检测技术是一种十分有效且具有较大发展潜力的技术方式。本文主要分析了高压电力设备绝缘诊断声学检测技术，以供参考。

    关键词：高压电力设备；绝缘诊断；声学检测技术

    DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.07.186

    如今聚合物复合材料在高压电力设备绝缘系统当中得到了广泛应用，该材料加工中绝缘与导体截面会留有气泡，高压系统设备运行时绝缘老化明显加快，同时绝缘内部形成分层和裂纹等多种绝缘缺陷。声学检测技术是高压设备绝缘缺陷分析的重要技术，下文就将对该技术进行简要分析。

    1 绝缘诊断概述

    以往的绝缘诊断试验项目中主要有直流泄漏电流、绝缘电阻、介损、直流耐压以及交流耐压试验。采用绝缘性能试验能够定期检测电气设备的绝缘性能，进而准确预测高压电力设备基本的绝缘状况，分析绝缘老化状态。对于绝缘性较差的部分，应及时发现设备的缺陷，同时开展检修工作，保证高压电力设备运行的安全性。

    绝缘电阻试验的过程中，若发现变压器的吸收比试验不达标，绝缘电阻的绝对值较高但吸收比较小，则可将变压器设备归为不合格产品。采用极化指数试验的方式能够保证判断的科学性与准确性，同时也为判断提供了诸多的便利。吸收比试验的时间为60s，介质极化刚刚开始，故而其也无法反映绝缘的实际情况，检测结果的准确性与可靠性较低。极化指数试验时间为600s，介质极化过程虽然并未完成，但是其已趋于稳定状态，因此能够更加科学和准确地检测出高压电力设备绝缘的基本情况。

    工业水平较高的国家自上世纪40年代就已经应用了比较完善的极化指数试验方式。另外，增强测量设备测量过程中的抗干扰能力也可增强测量的科学性与准确性，如采取异频法操作更加便捷，且工作效率也会得到显著提升。但是若干扰较为明显，则结果依然存在较大误差，对此必须积极研究全新的检测方法。

    2 声学检测技术

    2.1 声学敲击检测技术

    声学敲击检测技术操作简单，成为了其他检测技术的重要辅助方式。该技术主要以物体叩击被测试原料为检测方法，从而判断被测试材料的质量和性能。若材料存在明显缺陷，叩击的声音与正常材料叩击的声音明显不同，且其频率较低。在以往的检测工作中主要采取人工检验的方式，影响了检验的准确性。如今我国科学技术发展水平显著提高，数字信号处理技术也得到了飞速发展。所以该技术在与现代技术融合的过程中也能制作出声学传感器，从而增强了检测的科学性和准确性。声学敲击检测技术可用于气隙和分层等缺陷的检测当中，但是该技术在应用中会受到检测现场声波因素的影响。

    2.2 声发射技术

    声发射主要是因为材料受到外力的作用或内部残余应力过度集中，而发生的材料变形和破损的问题。声发射技术通常是在电力设备中，利用声波发射来实现监测的技术。利用数字信号处理检测信号，并以此为基础来总结归纳绝缘的规律。且受到电应力的作用，局部放电脉冲电流所持续的时间并不是很长，同时在这一过程中还会释放出大量的超声波。所以该技术可检验绝缘性能。尽管对变压器声发射法局部电定位的研究越来越深入，局部放电发射技术从理论上讲已经进入了相对较为成熟的阶段，但是由于变压器由多个放电源构成，所以数字信号处理相对比较复杂，对后期分析工作的正常开展产生了较大的影响。

    2.3 超声检测

    在磁盘绝缘子和发电机定子绝缘缺陷检测中，主要应用横波检测的方式，在制作磁盘绝缘子的过程中容易出现亚表面裂纹问题，故而常规的检测方式无法保证检测的效果。超声波检测能够在绝缘内部发出一个波长的横波，并利用反射波传播的时间检测磁盘内亚表面裂缝。若在检查中没有出现明显的缺陷，则探伤仪屏幕上就会出现瓷圆柱体断面的反射波。若检测中发现裂纹，瓷圆柱的断面就会产生缺陷波。在定点发电机缺陷检测的过程中，主要采用超声横波测试，斜探头检测主要涉及到超声横波发射和接收两个方面。试验证明，受到热循环的影响，定子线棒会出现脱壳现象，探头所接收到的超声波幅值也会有所减小。超声探头能够对电气设备中的多种微观缺陷进行有效的检测。在试验中发现，纵波检测法对厚度为70-80mm的合成树脂绝缘材料具有良好的检测效果，同时可对厚度为20-30mm的树脂浸渍纸的绝缘气隙和裂纹进行检测。且可实现较为理想的检测效果。

    3 高压设备绝缘诊断中的低频超声检测技术

    电力设备中高压绝缘体出现老化现象后，可能会导致局部放电问题，进而产生超声波。若发电设备材料出现老化甚至龟裂的问题，电站蒸汽管就可能出现泄露问题，机器出现运行异常后也会发出一定量的超声波，进而将故障检测转换为超声检测。采用传统的检测方式能够检测出高压电力设备绝缘故障。采用超声波检测技术只需要向待检测的物体发射固定强度的超声波，采用完善的技术手段就能够检测出高压电力设备绝缘故障的具体位置。

    非接触点形式的故障诊断主要采用红外热成像技术。但是在高压设备绝缘诊断中，热点淹没是影响检测工作的重要因素，这也在一定程度上加大了工作的难度。再者，高压电力设备一旦发生绝缘故障，就会产生超声波，而利用超声检测技术就可确定故障的具体位置。

    当前，超声波检测技术在高压电力设备绝缘诊断的过程中得到了普遍的应用。且声学检测技术对高压电力设备绝缘性检测和定位研究也有着不可忽视的作用。当前很多发达国家均在检测中广泛地应用超声波诊断技术。我国的高压电力设备绝缘诊断技术也越来越多。超聲波检测技术由于其自身的优势受到了人们的关注。相信超声波检测技术也会在未来的发展中得到更为广泛的应用。

    4 结语

    不同的声学检测技术特点也有所不同，在现阶段的检测工作中，我们依然要解决一些困扰检测工作发展的问题，同时有关人员也应积极采取有效措施推动高压电力设备绝缘诊断技术的发展，从而使其能够充分地发挥自身的作用与价值，提高电网的运行质量。

    参考文献：

    [1]杨帆.高压电力设备绝缘诊断中声学检测技术[J].大科技，2016

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    [2]齐欣，李思彬.高压电力设备绝缘诊断的声学检测技术[J].黑龙江科学，2016，7（09）.