220kV高压支柱瓷绝缘子超声波探伤检测结果分析.pdf

2 0 0 7年 4月 第 3 5卷 第 2期( 总第 1 8 9期) 吉 林 电 力 j i l i n el e c t r i c p o we r apr 2 00 7 vo 1 3 5 no 2( s e r no 1 8 9 ) 2 2 0 k v高压支柱瓷绝缘子超声波探伤检测结果分析 an a l y s i s o n ul t r o s o ni c exa mi na t i o n o f 2 20 kv hi g h vo l t a g e po s t pr o c e l a i n i n s u l a t o r s 张殿华 ， 徐清山 ， 杨清河 ， 黄 涛 ( 1 四平供 电公司， 吉林 四平 1 3 6 0 0 0 ； 2 吉林省电力有限公 司电力科学研究院， 吉林 长春 1 3 0 0 2 1 ) 摘 要 ： 通过对 四平供 电公 司 3个一次变 电所 1 1 1 8节高压支 柱瓷绝缘子 的超声波探 伤检测 ， 对 发现 的 4 5节缺 陷 支柱瓷绝缘子从 安装位置、 生产 厂家 、 批次 、 绝缘子 瓷质 ( 声速 ) 、 涂 防水 胶等方 面进 行 了统计 分析 ， 指 出应根据不 同 的声速 选择探伤探头 和相应的 da c 曲线 ， 以及缺 陷判 断中应注意 的几个 问题 。 关键词 ： 高压 支柱瓷绝缘子 ； 超声检 验 ； d ac曲线 中图分类号 ： tm5 6 4 1 ； t g1 1 5 2 8 5 文献标 识码 ： b 文章编 号 ： 1 0 0 9 5 3 0 6 ( 2 0 0 7 ) 0 2 0 0 2 9 0 3 高压支柱瓷绝缘子断裂 ， 往往造成设备的损坏 ， 甚至造成变电所全停 ， 严重影响电网的安全、 稳定运 行。 超声波探伤可及时检测出支柱瓷绝缘子裂纹、 夹 渣、 夹层 、 气 孑 l 等缺 陷， 消 除隐 患， 防止 事故 发生 。 2 0 0 6年春检中， 对 四平供 电公 司的四平、 公主岭、 双 辽一 次变电所共 5 5组 隔离开关、 6 4柱引流支柱 瓷 绝缘子 ， 共计 1 l 1 8节高压支柱瓷绝缘子进行 了超 声波探伤检测 ， 共发现有缺陷支柱瓷绝缘 子 4 5节 ， 并及时进行 了更换 。 1 支 柱瓷 绝缘子 断 裂主 要原 因及 典 型 缺陷 波形 1 1 断裂 主要 原 因 支柱瓷绝缘子断裂的原因主要由作用在支柱瓷 绝缘 子的胶装剂上 的几种应力 引起 ， 包括水泥膨胀 应力 、 温差引起的应力 、 冰冻应力及操作应力等。如 果在法兰内沥青缓冲层厚度不够的情况 下， 上述几 种应力将无处释放 ， 应力使 支柱瓷绝缘 子进入亚裂 纹扩展状态 ， 最后发展为断裂， 支柱瓷绝缘 子断裂部 位 9 5 以上在法兰 口内 3 c m到第一瓷沿之间。 1 2 典型缺陷波形 依据东北 电网有限公 司 高压支柱瓷绝缘 子超 声 波检测导则 的要求 ， 以爬波进行探 伤检测 时， 以 1 mm 人工割 口的“ 距离一 波高 ( da c) 曲线” 为基准 波形 ， 通过 回波波峰是否达到或超过 d ac曲线 ， 得 到缺陷深度 。另外通过探头的移动得到裂纹缺陷的 长度 ， 裂纹所在位置也可 由波形做出判断。 图 1为裂纹深度超 过 1 mm 的典型波形图， 这 种缺陷必须及时更换消除。 圈 1 深度 超 过 1 mm 裂 纹 波 形 图 2与图 1的不同之处在于爬波 回波的右侧出 现 的横 波 回波 ， 实 际操作 中， 应排 除横 波 回波 的干 扰 ， 避免误判。 图 3 为瓷柱端面反射的波形图。反射波距离探 头端 面达 5 8 c m， 不属于瓷柱裂纹缺 陷， 应该避免 误判 。 图 4是探伤仪探头连接线接反时的错误波形。 实际操作中如 出现图 4波形 ， 应该及时检查探头连 接线。 收稿 日期 ： 2 0 0 6 1 2 0 4 作者简 介 ： 张殿 华( 1 9 5 7 一) ， 男， 高级工程师 ， 现从 事生产 管理 工作 。 2 9 0 维普资讯 2 0 0 7年 4月 第 3 5卷 第 2期( 总第 1 8 9期) apr 2 0 07 vo 1 3 5 no 2( s e r no 1 8 9 ) ： i i i ； - l j - 一 - 0 图 2 爬 波、 横波均有反射 的裂 纹缺陷波形 4 6 8 图 3瓷柱端面反射 的波 形 0 图 4探伤仪探 头连接线接反时的波形 2 支柱瓷绝缘子超声波探伤结 果统计分析 2 1 缺陷统计 a 按照瓷柱不 同生产厂家统计 ， 高压支柱瓷绝 缘子缺陷情况见表 1 ， 抚瓷、 唐瓷分别 为抚顺电瓷制 造有限公司和唐山电瓷厂的简称。 表 1 按照瓷柱 生产厂 家统计高压支柱瓷绝缘子 缺陷情况 b 按照 瓷柱运 行年限统计 ， 运行时 间越 长 ， 缺 陷率越高 ， 统计情况见表 2 。 3 0 c 按照瓷柱不 同安装位置统计 ： 隔离开关 瓷柱 缺陷 4 4节 ， 引线支持瓷柱缺陷 1节 ； 缺陷均为瓷柱 下节的下部铁瓷结合 处 ， 其他 3个断面没有发 现缺 陷 。在 4 4节隔离开关瓷柱 中， 中柱 1 9节 ， 占缺陷隔 离开关瓷柱 的 4 3 1 8 9 5 ； 边柱 2 5节， 占缺陷隔离开 关瓷柱的 5 6 8 2 。 d 按照瓷质情况统计 ： 声速大于 6 2 0 0 m s的 共 1 7 6节， 缺陷 瓷 柱 0节 ， 缺 陷率 为 0 ； 声速 介 于 6 2 o 0 5 9 0 0 m s 之间共 2 7 4节 ， 缺陷瓷柱 5节， 缺 陷率1 8 2 9 5 ； 声速小于 5 9 0 0 m s 共 6 6 8节 ， 缺陷瓷 柱 4 0节 ， 缺陷率 5 9 9 。 e 按 照 防水胶 涂抹 情 况 ： 防水胶 涂 抹 良好 的 7 9 8节 ， 缺陷瓷柱 1 4节 ， 缺陷率 1 7 5 ； 未涂防水胶 或防水 胶涂抹不好的 3 2 0节 ， 缺陷瓷柱 3 0节 ， 缺陷 率 9 3 8 。 表 2 按照瓷柱生产年 限统 计高压支柱瓷绝缘子缺 陷情 况 日本 1 9 8 5 2 0 2 2 缺陷情况分析 a 抚瓷 1 9 9 6年产 品和唐瓷 1 9 9 7年 3月产品的 缺陷率较高 ， 应该引起足够的重视 。 对运行的同型号 产品应尽早安排更换 。 对抚瓷 1 9 9 7和 2 0 0 0年产品、 唐瓷 1 9 9 9年产品应加强探伤检测 。 有条件的情况下 可逐步更换 。 b 抚瓷 2 0 0 3年产 品、 唐瓷 1 9 9 8年产 品及 日本 1 9 8 5年产品未见缺陷 ， 其 中抚 瓷 2 0 0 3年生产的瓷 柱声速较高， 缺陷率较低。 c 从涂抹 防水胶情 况看， 未 涂防水胶的瓷柱缺 陷率为 9 3 8 ， 缺陷率较 高， 涂防水胶 的缺 陷率仅 为 1 7 5 9 5 。 这充分说明了涂防水胶对防止瓷柱出现 0 一 一 一 7 7 2 o 一 8 0 9 瑚 埘 陷 一 u 2 o一 2 毖 o 缺 一 一 节 一 一 量 一 一 数 一 0 0一 0 “ 测 一 一 检 一 一 节 一 一 饥 加 总 一 一 份 一 一 年 一 卯 一 卯 产 一 加 加 一 生 一 一 家 一 一 厂 一 瓷 一 瓷 产 一 抚 一 唐 生 一 一 维普资讯 2 0 0 7 年 4月 第 3 5卷 第 2期( 总第 1 8 9期) 吉 林 电 力 j i l i n el e c t r i c p o we r apr 2 00 7 vo l _ 3 5 no 2( s e r no 1 8 9 ) 裂纹缺陷有显著效果 ， 所 以防水胶 的涂抹工作应该 引起高度重视并予以加强 。 d 从瓷质情况看 ， 声速小 于 5 9 0 0 m s的缺 陷 率为 5 9 9 。 缺陷率较高 ， 而声速大于 6 2 0 0 m s的 未发现缺陷 ， 说明声 速大于 6 2 0 0 m s的瓷柱产 品 质量相对可靠。 e 从 缺陷位置看 ， 缺陷均在瓷柱下节 的下部铁 瓷结合处。 因此 ， 在超声波探伤检测过程中应重点检 查该部位。 从对高压支柱瓷绝缘子探伤检测结果 的统计分 析中可见 ， 声速低于 5 9 0 0 m s的瓷柱 ， 发现缺陷较 多， 占整个发现缺陷总数 的 8 8 9 o 。 从涂抹防水胶 情况看 ， 未涂抹 防水胶的瓷柱缺陷率为 9 3 8 ， 缺 陷率较高 ， 而涂抹防水胶 的缺陷率为 1 7 5 ， 明显 低于未涂防水胶的缺陷率 。说 明涂抹防水胶 可有效 防止瓷柱出现裂纹缺陷。 3 支柱瓷绝缘子超声波探伤检测注意事项 a 在探伤检测前 要先进行瓷柱的声 速测量 ， 根 据不 同的声速选择探伤探头 和相应 的 dac曲线 。 声速测量前应先校验测厚仪准确度 ， 测量时探头要 尽量选择瓷柱较平坦的地方 ， 涂抹耦合剂后 ， 读取测 量数据 ； 卡尺测量应在测厚仪探头同一地点测量 ， 尽 量卡在瓷柱径 向的垂直方 向上读取数据 。 b 探伤检测前应根据瓷质类 型( 普通瓷或高强 瓷) 的不同， 选择相应 的探头 ， 应尽可能选择扫查范 围大的大号探头， 并选择对应 的 d ac曲线。如果探 头与相应 曲线选择不当， 将造成缺陷的漏判或误判 。 c 探头检测的瓷柱表面应先擦拭干净 ， 且应避 开防水胶 ， 耦合剂涂抹均匀且尽量少 ， 检测时探头应 尽量靠近法兰处 。 d 检测前在探头上涂抹耦合剂时 ， 探伤仪上应 出现波峰较高的干扰波形 ， 如果没有波形出现 ， 说明 探头与仪器未连接上 。 e 现场记录时 ， 应记载缺陷波形存储位置 。 4 小结 开展超声 波探伤检测工作 ， 可以及 时发现高压 支柱瓷绝缘子 中存在 的裂纹、 夹渣、 夹层、 气孔等缺 陷 ， 并及时予以更换 ， 是保证高压