孫言蓓

摘要：無損檢測技術對于電力設備的重要性不言而喻，目前已在電力設備檢測中得到了廣泛的應用，并得到了改進、完善和發(fā)展。無損檢測技術種類較多，文章主要對目前應用于電力設備檢測主流性、前景性的無損檢測技術進行了分析，并提出了在電力設備檢測中無損檢測技術應用的相關方法及建議，以促進這些技術的進一步推廣和應用。

關鍵詞：電力設備；無損檢測技術；超聲檢測技術；射線檢測技術；聲發(fā)射檢測技術 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM732 文章編號：1009-2374（2015）27-0029-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.27.016

無損檢測，即對被檢測對象不產(chǎn)生性能或屬性影響、損害的基礎上，做出狀態(tài)、缺陷等情況的準確檢查、測試及判定，為檢測對象的維修、更換提供重要的參考依據(jù)。無損檢測以其全面性、非破壞性、可靠性等諸多優(yōu)點在各領域得到了廣泛的應用，當然也滿足電力行業(yè)的高安全性、穩(wěn)定性要求，這使其成為保證電力設備處于良好運行狀態(tài)的重要技術之一。特別是隨著計算機技術、數(shù)字化技術、圖像識別技術的發(fā)展與整合，無損檢測技術已在電力設備檢測中得到了深入的應用。目前而言，無損檢測技術主要有超聲檢測、射線檢測、聲發(fā)射檢測、紅外檢測、滲透檢測、磁粉檢測、渦流檢測這幾種，在電力設備檢測中都有所涉及，但就其應用廣泛性和發(fā)展前景而言，尤以超聲檢測、射線檢測、聲發(fā)射檢測最為突出，這將是文章所研究的重點，現(xiàn)分析

如下：

1 超聲檢測技術

超聲檢測技術是利用聲波震動原理，通過頻段檢測零部件內(nèi)外可能存在的缺陷。超聲波較高的頻率，使其直線性高速傳播，并極易在界面中發(fā)生反射，從而更好地進行缺陷檢測。而對超聲波在介質(zhì)中傳播時間及速度的分析，可有效地判斷出缺陷的具體位置，對反射能量大小的確定，可準確判定出缺陷的基本情況。因此，超聲檢測與其他的無損檢測技術相比較，靈敏度更高，能精細化檢測尺寸較小的缺陷，且使用設備并不復雜，檢測成本不高，檢測速度快，限制條件少，在電力設備檢測中具有廣闊的應用前景。雖然超聲檢測技術有一些明顯的缺點，如較難直觀形象判定缺陷，不易進行定量定性檢測，同時記錄以及評價欠缺客觀性，但隨著數(shù)字信號處理技術、成像技術與超聲檢測技術的融合，擴展出了多種自動化超聲檢測技術，并解決了超聲檢測以往存在的諸多難題。其中超聲相控陣技術就是多種技術與超聲檢測技術整合的成功典范，筆者在此作重點介紹。

超聲相控陣技術通過對超聲陣列換能器中各陣元進行相位控制，獲得靈活可控的合成波束，其具有動態(tài)聚焦、成像、靈敏度、分辨力、信噪比、定量分析等諸多優(yōu)點，可以說該檢測技術是檢測自動化發(fā)展的一種趨勢，在此進行研究具有一定的實際意義，以促進該技術的進一步推廣和應用。

在電力設備中，厚壤工件、粗晶材料和復雜形狀工件較多，如汽輪機轉子葉根、輪槽和鍵槽等，難以用普通單一的探頭進行檢測，而超聲相控陣技術的應用正好解決這一難題。以汽輪機轉子葉根檢測為例，使用相控陣換能器，可在不拆卸葉片的條件下進行檢測，既提高檢測效率，又避免拆卸損壞。另外，在電力設備中存在著大量的焊縫檢測，若使用相控陣焊縫探頭，通過不同探頭組的創(chuàng)建，可使相控陣配置覆蓋焊縫區(qū)域，實時顯示焊縫區(qū)域圖像信號，再加上聲線追蹤技術的應用，可手動進行焊縫檢測操作，快速定位缺陷區(qū)域。

2 射線檢測技術

射線檢測是根據(jù)電磁波的特性對電力設備金屬零部件進行檢測，雖然該檢測方法缺乏對裂紋等面積型缺陷的感知，但敏感度較高，能實現(xiàn)對被檢對象內(nèi)部缺陷的檢測。射線檢測技術包含了中子射線、X射線等多種技術，在電力設備檢測中，X射線應用的較為頻繁和廣泛，特別是基于數(shù)字成像的X射線技術更具備了深遠的應用前景。傳統(tǒng)的X射線成像技術采用的是感光膠片成像，分辨率高，但實時性差，不利于圖像的存儲、傳輸及管理，直接數(shù)字化射線成像（DR）彌補了以上缺陷，成像質(zhì)量高，傳輸速度快，儲存方便，實時成像顯示能實現(xiàn)在線檢測。因此，DR技術是目前X射線數(shù)字成像技術的發(fā)展趨勢，在電力設備檢測中的應用具有諸多

優(yōu)勢。

以該技術在GIS設備中的應用為例，GIS設備包括斷路器、母線、隔離開關、互感器、接地開關、避雷器、套管和過渡元件等，其以占地空間小、安裝方便、可靠性高等優(yōu)點在電網(wǎng)中得到了普遍性的應用。但其在制造、組裝、安裝、使用等環(huán)節(jié)中容易出現(xiàn)接觸不良、金屬顆粒、電位懸浮、灰塵、金屬尖端等缺陷，這些缺陷若不及時通過檢測發(fā)現(xiàn)，一旦發(fā)生故障，需較長維修時間，對整個電力系統(tǒng)運行產(chǎn)生影響。對于GIS設備的檢測，局部放電和氣體成分檢測應用得較為普遍，但仍無法完全確定設備內(nèi)部是否有缺陷存在，也不能可視化確定內(nèi)部缺陷的位置。因此，在某些情況下，傳統(tǒng)為GIS設備檢測策略會面臨著諸多問題，然而利用X射線數(shù)字成像DR技術可對GIS設備缺陷實施可視化無損檢測，并直觀、可靠、準確地評價GIS設備內(nèi)部情況。另外，X射線數(shù)字成像技術不僅能獨立開展GIS、互感器、斷路器、變壓器等諸多電力設備的內(nèi)外部缺陷檢測，還可聯(lián)合采用超高頻局放、超聲波局放等常規(guī)檢測方法，實現(xiàn)各種檢測方法的互補，從而提高檢測精度及檢測效率。可以預見，該技術將成為電力設備檢測的重要

技術。

3 聲發(fā)射檢測技術

聲發(fā)射檢測技術是最近幾年興起的一種利用接收聲發(fā)射信號進行檢測的技術，其與其他無損檢測技術最大的區(qū)別就是動態(tài)性，這就奠定了該技術諸多的優(yōu)點：能檢測出活動性缺陷；提供整體性、大范圍快速檢測；可根據(jù)載荷、時間、溫度等變化信息開展在線監(jiān)控和檢測；適用于其他方法無法開展環(huán)境下的檢測和受限復雜形狀結構的檢測。聲發(fā)射技術目前在諸多電力設備無損檢測中得到了廣泛的應用，其中一個重要方向就是對變壓器、GIS、絕緣子等設備局部放電進行檢測，其與傳統(tǒng)局部放電檢測方法的有效結合提高了無損檢測效率。以絕緣子放電檢測為例，絕緣子放電時將空氣瞬間擊穿，使空氣急劇膨脹，膨脹結果以聲波的形式向外傳播形成聲源，利用聲發(fā)射技術對該聲源進行定位，從而檢測出絕緣子的放電位置，可實現(xiàn)絕緣子的長期在線檢測?？梢钥闯雎暟l(fā)射技術動態(tài)檢測優(yōu)勢較為明顯，能夠全過程監(jiān)測缺陷的產(chǎn)生、擴展到破壞，因此，該檢測技術特別適合電力設備的在線監(jiān)測。

可想而知，在電力設備狀態(tài)檢修的大發(fā)展趨勢下，能適用于在線監(jiān)測的聲發(fā)射技術將開辟更寬廣的天地。

4 結語

除了筆者所述以上三種無損檢測技術外，在電力設備檢測中還常用到紅外檢測、渦流檢測、滲透檢測、磁粉檢測等多項技術，這些無損檢測方法所依據(jù)的原理各不相同，這就決定了每一種檢測方法有其自身特點、適用范圍和局限性，這也是多種無損檢測方法并存于電力設備檢測的原因。當然使用某一種方法進行所有缺陷的檢測，從理論上講也是不現(xiàn)實的，因此，在電力設備無損檢測實踐中，避免試圖使用一種檢測方法解決所有問題，要結合檢測對象本身及環(huán)境，充分認識和發(fā)揮某一種無損檢測方法的優(yōu)勢和特點，然后聯(lián)合使用其他無損檢測方法，通過各種技術所提供的綜合信息，發(fā)現(xiàn)更多的缺陷，相輔相成，協(xié)作產(chǎn)效。例如在用常規(guī)超聲波檢測厚壁小角度坡口焊縫時，焊縫中的沿坡口邊緣的未熔合等面狀缺陷就很難檢出，若是使用超聲波衍射時差技術則能很有效地檢出這種缺陷，但超聲波衍射時差檢測技術在根部與上表面存在一定的檢測盲區(qū)，而磁粉、滲透是上表面缺陷的有效檢測方法，這幾種方法的聯(lián)合應用將能有效解決一系列問題。

參考文獻

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（責任編輯：周 瓊）