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强强联合,轻松解决钢芯铝绞线检测技术难题

钢芯铝绞线的质量对电网,特别是重要跨越线路电网的安全运行极为重要。在钢芯铝绞线的制造过程中,如果其承力钢芯存在断股等缺陷,在运行过程的多种应力作用下就会发生断线事故,严重影响甚至危及电网安全,标准GB 50233—2005也明确规定钢芯铝绞线不允许存在钢芯断股的严重损伤情况。


对高压输电线安装过程进行缺陷检测常用到的方法有人工目视检查法、航测法、红外热成像检测法、涡流检测法等。


● 采用人工目视检查法时,只有在铝丝已完全断离甚至断头翘起的情况下,才能发现缺陷;

● 采用航测法时,由于摄影的限制,以及必须对最终的图像进行肉眼检查,检测速度非常慢,准确性也不高;

● 采用红外热成像检测法时,由于需要检测被检物表面的温度场分布,检测灵敏度与环境温度有较大的相关性,而且该方法必须在输电线带电的情况下才可进行检测,在输电线安装过程中难以实现红外热成像检测;

● 采用涡流检测法检测高压输电线时,由于其涡流渗透深度不足,只适于检测钢芯外部的铝股线。

各种检测方法都有其局限性,该怎么办呢?

国网湖南省电力公司电力科学研究院、湖南省湘电锅炉压力容器检验中心百易彩票APP下载和国网湖北省电力公司孝感供电公司的无损检测技术人员研究出一种联合漏磁和射线数字实时成像(DDR)的检测技术,即用穿过式漏磁检测仪全线检测钢芯铝绞线是否存在钢芯断股或其他质量问题,再用数字射线实时成像检测技术适时验证的方法,可以对钢芯铝绞线中的缺陷进行检测。

1,漏磁检测试验验证

利用永磁体形成的磁场对输电线钢芯进行纵向磁化,输电线上的断股、碰焊未熔合及气孔、夹渣、点蚀等缺陷会导致钢芯横截面积发生变化,当钢芯铝绞线通过漏磁检测仪时,缺陷处由于横截面发生变化产生的漏磁场被置于中间的霍尔元件接收并转化为电信号,通过放大处理该电信号,由示波器显示出波形及信号强度,从而实现对钢芯铝绞线的缺陷检测,漏磁检测原理如下图所示。


漏磁检测原理示意


研究人员分别制作了断1股、3股和7股(全断)的三根LGJ 240/40型钢芯铝绞线来进行试验,发现断股钢芯的漏磁信号十分明显,三根试样中的断股被全部检出。提取到的电压脉冲信号经放大后驱动发光二极管和蜂鸣器工作,实现缺陷报警,并通过缺陷波形图分析输电线缺陷的大小和类别。


三根试样的缺陷波形如下图所示,输出信号是与钢丝绳的缺陷大小及类别有关的电动势波形和幅度,其中脉冲波形反映出缺陷的局部受损大小,脉冲的振幅与钢丝绳横截面积的局部损失成正比,可见随着断股数的增加,其脉冲的振幅成比例增加;而方波信号反映出缺陷的报警信号次数,由图可明显看出,方波的个数和钢芯断股个数是一一对应的。

2,射线数字实时成像检测试验验证

数字实时成像系统包括X射线源、成像板系统、信号放大和数据采集处理单元、计算机图像处理存储传输系统、图像显示系统等。三根试样的数字射线检测图像如下图所示。



试样b的数字射线检测图像中可以清楚的看到钢芯断裂的位置,以及断裂位置的基本特征。通过测量工具测量钢芯直径为7.89 mm,缺陷区域剩下的宽度为4.48 mm,进而可算出发生断裂的钢芯股数为3股。


试样c的数字射线检测图像经过处理及加测量标注后,用测量工具测量断口宽为7.67 mm。

用DR系统成像速度非常快,几秒钟就可以完成一幅射线图像的检测,并且成像质量好、检测效果直观,还可以通过一系列的软件处理功能观察不同的检测区域,大大提高了缺陷判断的准确性。


3,结论

在高压输电线安装全过程中,先使用穿过式漏磁检测仪全线检测钢芯铝绞线是否存在钢芯断股或其他质量问题后,再用射线数字实时成像检测技术适时分析验证的方法是完全可行的,可对钢芯铝绞线的损伤进行定性和定量检测,检测结果的重复性好,可对所有规格的钢芯铝绞线进行损伤检测。同时,使用DDR技术还有助于提高检测效率和检测精度。


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