論高壓電力設備絕緣診斷的聲學檢測技術

尚坤

摘 要：加強絕緣老化機制研究對于絕緣檢測而言有著十分重要的意義，聲學檢測技術是一種十分有效且具有較大發展潛力的技術方式。本文主要分析了高壓電力設備絕緣診斷聲學檢測技術，以供參考。

關鍵詞：高壓電力設備；絕緣診斷；聲學檢測技術

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

如今聚合物復合材料在高壓電力設備絕緣系統當中得到了廣泛應用，該材料加工中絕緣與導體截面會留有氣泡，高壓系統設備運行時絕緣老化明顯加快，同時絕緣內部形成分層和裂紋等多種絕緣缺陷。聲學檢測技術是高壓設備絕緣缺陷分析的重要技術，下文就將對該技術進行簡要分析。

1 絕緣診斷概述

以往的絕緣診斷試驗項目中主要有直流泄漏電流、絕緣電阻、介損、直流耐壓以及交流耐壓試驗。采用絕緣性能試驗能夠定期檢測電氣設備的絕緣性能，進而準確預測高壓電力設備基本的絕緣狀況，分析絕緣老化狀態。對于絕緣性較差的部分，應及時發現設備的缺陷，同時開展檢修工作，保證高壓電力設備運行的安全性。

絕緣電阻試驗的過程中，若發現變壓器的吸收比試驗不達標，絕緣電阻的絕對值較高但吸收比較小，則可將變壓器設備歸為不合格產品。采用極化指數試驗的方式能夠保證判斷的科學性與準確性，同時也為判斷提供了諸多的便利。吸收比試驗的時間為60s，介質極化剛剛開始，故而其也無法反映絕緣的實際情況，檢測結果的準確性與可靠性較低。極化指數試驗時間為600s，介質極化過程雖然并未完成，但是其已趨于穩定狀態，因此能夠更加科學和準確地檢測出高壓電力設備絕緣的基本情況。

工業水平較高的國家自上世紀40年代就已經應用了比較完善的極化指數試驗方式。另外，增強測量設備測量過程中的抗干擾能力也可增強測量的科學性與準確性，如采取異頻法操作更加便捷，且工作效率也會得到顯著提升。但是若干擾較為明顯，則結果依然存在較大誤差，對此必須積極研究全新的檢測方法。

2 聲學檢測技術

2.1 聲學敲擊檢測技術

聲學敲擊檢測技術操作簡單，成為了其他檢測技術的重要輔助方式。該技術主要以物體叩擊被測試原料為檢測方法，從而判斷被測試材料的質量和性能。若材料存在明顯缺陷，叩擊的聲音與正常材料叩擊的聲音明顯不同，且其頻率較低。在以往的檢測工作中主要采取人工檢驗的方式，影響了檢驗的準確性。如今我國科學技術發展水平顯著提高，數字信號處理技術也得到了飛速發展。所以該技術在與現代技術融合的過程中也能制作出聲學傳感器，從而增強了檢測的科學性和準確性。聲學敲擊檢測技術可用于氣隙和分層等缺陷的檢測當中，但是該技術在應用中會受到檢測現場聲波因素的影響。

2.2 聲發射技術

聲發射主要是因為材料受到外力的作用或內部殘余應力過度集中，而發生的材料變形和破損的問題。聲發射技術通常是在電力設備中，利用聲波發射來實現監測的技術。利用數字信號處理檢測信號，并以此為基礎來總結歸納絕緣的規律。且受到電應力的作用，局部放電脈沖電流所持續的時間并不是很長，同時在這一過程中還會釋放出大量的超聲波。所以該技術可檢驗絕緣性能。盡管對變壓器聲發射法局部電定位的研究越來越深入，局部放電發射技術從理論上講已經進入了相對較為成熟的階段，但是由于變壓器由多個放電源構成，所以數字信號處理相對比較復雜，對后期分析工作的正常開展產生了較大的影響。

2.3 超聲檢測

在磁盤絕緣子和發電機定子絕緣缺陷檢測中，主要應用橫波檢測的方式，在制作磁盤絕緣子的過程中容易出現亞表面裂紋問題，故而常規的檢測方式無法保證檢測的效果。超聲波檢測能夠在絕緣內部發出一個波長的橫波，并利用反射波傳播的時間檢測磁盤內亞表面裂縫。若在檢查中沒有出現明顯的缺陷，則探傷儀屏幕上就會出現瓷圓柱體斷面的反射波。若檢測中發現裂紋，瓷圓柱的斷面就會產生缺陷波。在定點發電機缺陷檢測的過程中，主要采用超聲橫波測試，斜探頭檢測主要涉及到超聲橫波發射和接收兩個方面。試驗證明，受到熱循環的影響，定子線棒會出現脫殼現象，探頭所接收到的超聲波幅值也會有所減小。超聲探頭能夠對電氣設備中的多種微觀缺陷進行有效的檢測。在試驗中發現，縱波檢測法對厚度為70-80mm的合成樹脂絕緣材料具有良好的檢測效果，同時可對厚度為20-30mm的樹脂浸漬紙的絕緣氣隙和裂紋進行檢測。且可實現較為理想的檢測效果。

3 高壓設備絕緣診斷中的低頻超聲檢測技術

電力設備中高壓絕緣體出現老化現象后，可能會導致局部放電問題，進而產生超聲波。若發電設備材料出現老化甚至龜裂的問題，電站蒸汽管就可能出現泄露問題，機器出現運行異常后也會發出一定量的超聲波，進而將故障檢測轉換為超聲檢測。采用傳統的檢測方式能夠檢測出高壓電力設備絕緣故障。采用超聲波檢測技術只需要向待檢測的物體發射固定強度的超聲波，采用完善的技術手段就能夠檢測出高壓電力設備絕緣故障的具體位置。

非接觸點形式的故障診斷主要采用紅外熱成像技術。但是在高壓設備絕緣診斷中，熱點淹沒是影響檢測工作的重要因素，這也在一定程度上加大了工作的難度。再者，高壓電力設備一旦發生絕緣故障，就會產生超聲波，而利用超聲檢測技術就可確定故障的具體位置。

當前，超聲波檢測技術在高壓電力設備絕緣診斷的過程中得到了普遍的應用。且聲學檢測技術對高壓電力設備絕緣性檢測和定位研究也有著不可忽視的作用。當前很多發達國家均在檢測中廣泛地應用超聲波診斷技術。我國的高壓電力設備絕緣診斷技術也越來越多。超聲波檢測技術由于其自身的優勢受到了人們的關注。相信超聲波檢測技術也會在未來的發展中得到更為廣泛的應用。

4 結語

不同的聲學檢測技術特點也有所不同，在現階段的檢測工作中，我們依然要解決一些困擾檢測工作發展的問題，同時有關人員也應積極采取有效措施推動高壓電力設備絕緣診斷技術的發展，從而使其能夠充分地發揮自身的作用與價值，提高電網的運行質量。

參考文獻：

[1]楊帆.高壓電力設備絕緣診斷中聲學檢測技術[J].大科技，2016

（36）.

[2]齊欣，李思彬.高壓電力設備絕緣診斷的聲學檢測技術[J].黑龍江科學，2016，7（09）.