无损检测技术在电力系统中的应用

无损检测技术在电力系统中的应用

于小波

山西华视金属检测技术有限公司山西太原030009

摘要：随着科学技术日新月异的发展，无损检测技术在电力系统设备的检测方面将发挥更大的作用，通过自身检测监督职能的有效发挥全面的保障产品质量，节约能源资源，促进生产效率以及劳动生产率的提高，实现生产成本的降低，更好的服务于电力系统。本文就对无损检测技术在电力系统中的应用进行分析。

关键词：无损检测技术；电力系统；应用

无损检测具有灵敏度高、检测速度快、效率高等优点，是工业领域中对导电及铁磁材料工件实施表面检测的首选方法，电力是关系国计民生的产业，维护电力系统的安全稳定运行至关重要。随着我国在电力方面的不断发展，需要应用大量无损检测技术来保证电力的安全。

1无损检测技术的含义

无损检测技术是指在不破坏或不影响被检测对象使用性能，不伤害被检测对象内部组织的前提下，利用物理或化学的方法为手段对试件内部及表面结构、性质、状态、位置、尺寸进行检查和测试的方法。现代科学普及到各个行业，为了满足当前电力体制的改革，许多中国电力设备维护均采用无损检测技术。如配电变压器，电力线等，如果微小裂缝或表面看不见的问题，使用时间稍长，便会显现出来。还是从里面出来，然后危险就慢慢出现。为了安全起见，对产品做一些非破坏性试验是非常必要的。常用的电力系统具有非破坏性测试射线检测器，超声波探伤，渗透和磁粉的探伤，另外涡流测试也是一种可行的办法。

2无损检测技术在电力系统中的应用分析

2.1射线检测

射线检测是根据电磁波的特性对电力设备金属零部件进行检测，虽然该检测方法缺乏对裂纹等面积型缺陷的感知，但敏感度较高，能实现对被检对象内部缺陷的检测。射线检测技术包含了中子射线、X射线等多种技术，在电力设备检测中，X射线应用的较为频繁和广泛，特别是基于数字成像的X射线技术更具备了深远的应用前景。X射线数字成像技术的发展趋势，在电力设备检测中的应用具有诸多优势。

2.2超声检测

超声检测是使用500～10000kHz的频段穿透零部件，通过反射回波的位置、高度、波形的静态和动态特征来显示其内部和表面缺陷的一种无损检测方法。以声波振动原理为基础。超声波频率高，则传播的直线性强，又易于在固体中传播，并且遇到两种不同介质形成的界面时易于反射，这样就可以用它来探伤。在超声波探头与待探零部件表面具有良好接触的情况下，探头可有效地向零件发射超声波，并能接收缺陷界面反射来的超声波，同时转换成电信号，再传输给仪器进行处理。根据超声波在介质中传播的速度和传播的时间，就可知道缺陷的位置。缺陷越大，反射面则越大，其反射的能量也就越大，故可根据反射能量的大小来确认各缺陷当量的大小。超声检测具有灵敏度高、设备比较简单、对人体无伤害的特点，因此在无损检测技术中应用较为广泛。但它也存在某些不足之处，如判伤不直观、定性定量困难、对检测结果缺少客观记录和评价的方法，在某些情况下应用还存在一定的局限性，如对表面粗糙和复杂的零部件难以进行检测。在电力设备维护中，当开关装置、变压器、绝缘装置、断路器、继电器、母线排等发生电气放电，例如电弧、漏电或电晕，可能是潜在故障，这种信号用超声检测即可明确。

2.3红外热成像检测

近几年又流行多种新型的无损检测技术，红外热成像检测就是较为热门的技术之一。它是用红外线的热像仪器对钢结构状况进行探测，根据其显示出来的温度场提取需要数据。红外热成像检技术的优点是精度较高、动态反应快、灵敏度高、图像直观，且适用于远距离大范围的检测。此方法是结构损伤检测领域的一项重大突破，在国际上广受关注，然而，红外热成像检测技术在我国仍属于探索阶段，发展潜能很大。

2.4磁粉检测

检测磁性机械元件外表和近表面是否完好的无损检测叫磁粉检测。当表面和近表面缺陷的磁力线穿过铁磁材料或磁化钢零件，会产生漏磁场，缺陷处的表面上形成磁极吸附磁粉的检测方法。此时数千磁性悬浮的磁性颗粒将被吸并集中在一个地方，可以看得十分清楚。虽然磁力线可以解决一部分问题，但还有一部分肉眼看不见的，形不成漏磁场，连磁粉探伤也检测不出来，看不到的小的缺陷。或探针尚未在藏在表面很浅的近表面缺陷露出。用磁粉探伤可以看清缺陷在什么位置大小形状和程度，缺陷的性质可大致以高灵敏度测定，形成在缺陷磁性标记的磁性凝集被放大，检测铲斗向上的至0.1μm的最小宽度。由于磁性粒子测试的成本低，它已被广泛用于电气设备的维修检测。

2.5微波检测的应用

微波检测是以微波作为信息载体的一种无损检测技术。在微波检测中，微波与被检材料相互作用，材料的电磁特性和微波场的响应，决定了微波的分布状况和微波幅值、相位、频率等基本参数的变化。通过测量微波基本参数的变化，即可判断被测材料或物体内部是否存在缺陷以及测定其它物理参数。

2.5.1复合绝缘子的微波检测

复合绝缘子相比于传统的玻璃或陶瓷绝缘子，具有体积小、重量轻、憎水性、电晕小等优点，近年来越来越广泛地应用于电力系统中。随着复合绝缘子使用量的剧增，少量复合绝缘子难免会产生一些缺陷，比如芯棒脆断、界面击穿，导致事故的发生。国内有研究院提出一种基于高频微波的检测方法，利用微波在硅橡胶与缺陷以及缺陷与芯棒交界处的折反射进行缺陷检测，可识别复合绝缘子内部和表面小于0.4mm的细微缺陷。

2.5.2电力电缆偏心的微波检测

电缆偏心就是电缆的导电芯线和它外面的绝缘层不同心，从而使电缆横截面上的绝缘层厚度不一样。电缆的绝缘层厚度是以它最薄的地方为准的，如果不合格会造成大量浪费。国内有学者基于微波检测技术，研制了电缆偏心检测系统。该系统是一个自动平衡微波电桥电路，它的设计分为微波检测系统、信号处理电路和单片机控制系统，可以直接对电缆芯线位置的变化进行在线准确的判断与显示。该系统对工作环境要求不高，成本较低，具有良好的实用性。

3电力系统无损检测技术的展望

3.1重视和加强电力系统无损检测技术工作，改善和提高无损检测工作条件，调动无损检测专业人员的工作积极性是推动电力系统无损检测技术工作的重要环节。电力工业将在“新时代”及助力国家全面脱贫的号召下有个飞跃发展，加大无掼检测技术投入，包括人力和财力的投人，适当增加和储备无掼检测队伍的力量，从根本上扭转电力系统无损检测技术力量不足的矛盾，以适应电力工业发展的新形势的需要。

3.2在普及的基础上，努力提高无损检测人员的技术素质，加强专业基础培训和专题培训，结合生产实际开展无损检测课题的研究，为电力安全生产服务，真正担当起电力安全生产的卫士。

3.3推广应用新技术新设备，加快无损检测技术发展。数字化的超声波仪器设备将被TOFD技术替代并运用，改变过去有些检测只能凭人工观察和手工记录的落后面貌。

3.4开展技术协作和技术交流，推动电力系统无损检测技术事业的发展。电力生产和电力基建单位的无损检测工作各有特点，检测技术各有专长，经常开展技术协作和技术交流，将有助于提高无损检测技术的提高。充分发挥部分技术骨干力量的作用，使他们做好带头人，使电力系统无损检测技术队伍真正成为一支朝气蓬勃的生力军。

结束语：

总之，无损检测以其全面性、非破坏性、可靠性等诸多优点在各领域得到了广泛的应用，当然也满足电力行业的高安全性、稳定性要求，这使其成为保证电力设备处于良好运行状态的重要技术之一，因此进一步加强对其的研究非常有必要。

参考文献：

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[3]迟磊.电力金属设备的无损检测研究[J].黑龙江科技信息，2015，06