支柱绝缘子机械强度振动检测评估技术研究与应用

支柱绝缘子机械强度振动检测评估技术研究与应用

本项目属电气设备无损检测领域,主要针对支柱绝缘子检测技术问题开展研究。项目在云南电网公司2011年科技项目 “支柱绝缘子振动声学检测方法研究”项目的资助下,引入振动声学检测技术用于支柱绝缘子在线检测,在支柱绝缘子振动特征、检测技术方案、检测工艺、信号识别方法等各个方面开展了研究,项目成果成功应用于支柱绝缘子带电检测。

项目深入研究了支柱绝缘子振动状态和振动声学检测方法,振动检测方法忽略造成支柱绝缘子机械强度下降的具体因素,基于振动频率变化能够反映机械强度变化这一基本原理,通过测量支柱绝缘子受激振动频率的变化,表征支柱绝缘子机械强度。项目通过对支柱绝缘子和振动检测方法的研究,开发了支柱绝缘子振动检测工艺及结果评定方法,针对支柱绝缘子振动检测结果评定标准问题,结合振动检测数据的统计分析结果以及支柱绝缘子强度-频率关系,提出了基于振动数据特征分析的支柱绝缘子振动检测判别标准,解决了振动检测结果评定缺乏理论依据,适用性差的技术难题,为振动检测技术推广应用于各类绝缘瓷件机械强度检测提供了通用性判别方法。开发了支柱绝缘子模拟样品制备技术,为振动声学检测仪器及其他方法检测仪器校验提供了可靠的试样。项目研究成果用于支柱绝缘子检测,检测结果能够直接反映其安全运行能力。利用振动检测手段自身特有检测操作简便、测试速度快的优点,通过选用适合的检测方式和设备,实现了对支柱绝缘子的带电检测。经中国电机工程协会组织的科技成果鉴定,评审委员会认为项目成果整体处于国际先进。项目成果已在云南电网4座220kV/500kV变电站进行了应用测试,检出多个异常案例并获得了验证。项目取得的研究成果已申请专利10项,其中已获授权实用新型专利4项,4项发明专利进入实质审查;发表论文3篇(其中核心期刊1篇、EI收录论文1篇)。

项目主要创新点包括：

(1)依据支柱绝缘子振动原理,提出支柱绝缘子振动频率正态分布模型,并通过试验数据验证,依据模型提取的支柱绝缘子基准振动频率,制定了通用振动检测评判标准。

(2)提出了通过检测受激振动频率的变化评估支柱绝缘子机械强度的方案,形成了一套基于机械强度评价的支柱绝缘子检测技术,实现了对支柱绝缘子的带电检测及评估,为制定检测技术行业标准提供了依据。

(3)针对振动检测仪器缺乏校验样品的问题,提出了一种利用快速加热制冷却方法制备缺陷试样的工艺,为振动检测仪器应用提供了技术保障。

项目实施以来,课题组在华能澜沧江有限公司漫湾水电厂、功果桥水电厂及玉溪供电局共3个单位进行了支柱绝缘子振动声学现场检测。其中漫湾及功果桥电厂检测对象为500kV支柱绝缘子,所有绝缘子振动信号正常。在玉溪供电局共检测220kV支柱绝缘子158只。110kV支柱绝缘子306只。其中发现 2只 220kV瓷瓶及 1只110kV瓷瓶存在异常。其操作简便,检测效率得以大幅提高,检测成本明显降低。

本项目研究成果突破了支柱绝缘子传统检测理念,建立了一套基于振动声学评价支柱绝缘子机械强度的技术体系,为保障电网安全运行提供了一种实用、高效的检测和评价技术,技术水平达到国际先进。