科技成果

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成果名称: 断路器绝缘拉杆内部缺陷无损检测方法研究

成果登记号: 9612017Y0154

第一完成单位: 国网陕西省电力公司电力科学研究院

联 系 人: 申巍

成果类型: 应用技术

成果体现形式 : 论文和著作

技术领域: 先进制造

应用行业: 电力、热力、燃气及水生产和供应业

成果简介:

    (1)项目来源与背景:

    影响高压断路器动作可靠性的因素很多,其中,高压断路器触头能否可靠合分就是一个关键因素,而导致高压断路器触头无法分合的一种可能是控制SF6高压断路器触头合分的操动机构中的绝缘拉杆发生了故障。电力系统因绝缘拉杆的问题导致断路器发生故障已多次出现。

    绝缘拉杆属于断路器中的连动机构,是实现操动机构控制灭弧室进行分合闹操作的连动部分。触头的开合过程都需要通过绝缘拉杆来实现机构的运动,因此绝缘拉杆在断路器中占据很重要的位置。

    目前,绝缘拉杆出厂试验如局放,耐压等无法完全检测出绝缘拉杆内部缺陷,在最近的事故中的绝缘拉杆,调取之前的型式试验报告,均显示绝缘拉杆型式试验合格。但是,通过之后对绝缘拉杆进行解剖实验发现,绝缘拉杆存在夹层中气隙,微裂纹等内部缺陷,这对电力系统的安全运行具有严重威胁。

    (2)技术原理及性能指标

    绝缘拉杆作为断路器的核心部件,其机械性能和绝缘性能在很大程度上决定了断路器的整体性能。存在气隙、裂缝等缺陷的绝缘拉杆会严重降低断路器动作的准确性和可靠性,是电力系统的安全、稳定运行的重大隐患。然而采用目前的局放检测方法,并非所有的微小缺陷均能够被检测到。在采用传统方式对绝缘拉杆进行局部放电检测试验的过程中存在着处于拉杆中部的缺陷、尺寸较小的微裂纹难检出,且局部放电点定位难等难题。

    本项目以绝缘拉杆作为研究对象,针对其内部缺陷进行无损检测方法的研究,将超声波无损检测方法应用于绝缘拉杆的内部缺陷检测的检测之中。一是研制了一套检测设备及内部缺陷的判断方法。通过制作绝缘拉杆模拟试样,研究不同类型缺陷的超声传播特性,对不同类型的缺陷回波进行分析,得出超声波声速、回波幅值、频谱等基本规律;分析绝缘拉杆可能产生的缺陷,对实际绝缘拉杆试样进行加工,模拟内部缺陷,利用搭建的系统对试样进行测试,验证超声检测系统的正确性。二是对不同加压方式下绝缘拉杆的局部放电特性和电场分布特性进行研究,通过搭建一套绝缘拉杆局部放电检测系统,实现在整体加压和分段加压两种加压方式下对绝缘拉杆进行局放检测分析,并利用搭建的局放检测系统对整体加压和分段加压方式下绝缘拉杆的局放信号特性进行对比研究。以此探讨不同加压方式下绝缘拉杆局放检测的有效性和可靠性,以获得优化的绝缘拉杆缺陷检测方法和加压方式。

    (3)技术的创造性与先进性

    一是提出了一种采用超声信号判断环氧玻璃纤维材质绝缘拉杆的缺陷判断方法,得出了绝缘拉杆中存在的缺陷(气隙,裂纹等)与超声特征信号的关系。二是研制的用于绝缘拉杆内部缺陷的超声检测系统,在其探头上设计了剧本乙烯圆弧透镜结构以检测圆柱面的绝缘拉杆,提高了超声信号的利用效率,减少了超声信号的杂波。三是提出了一种分段加压下绝缘拉杆局部放电的检测方法,可提高绝缘拉杆的缺陷检出率。

    (4)技术成熟度,适用范围和安全性

    (5)应用情况及存在问题

    (6)历年获奖情况

    获陕西省电力公司2016年科技进步一等奖