论文部分内容阅读
作为电能的主要传输载体,高压输电导线是电力系统的动脉,其健康状况直接影响电力系统的运行安全和效益。由于受力状态复杂与服役环境恶劣,高压输电导线易因缺陷损伤累积或拉力超限等原因而发生失效,导致重大损失和事故。因此,发展输电导线缺陷与拉力综合检测技术,具有重要的工程意义和经济价值。 通过对高压输电导线结构常规检测技术的文献调研,确定采用磁致伸缩导波和涡流法对输电导线进行缺陷检测和拉力测量。首先,基于磁致伸缩理论和涡流检测原理,分别设计出专用磁致伸缩传感器和三种不同类型的涡流传感器;其次,利用压电换能器对自由状态和承受轴向静载作用的输电导线中传播特性进行了实验研究;最后,基于超声导波法和涡流法对输电导线进行缺陷检测和拉力测量实验研究。主要研究内容包括: (1)传感器检测机理分析与结构设计。基于磁致伸缩效应,设计并制作出用于在输电导线中激励与接收纵向模态超声导波的磁致伸缩传感器;基于电涡流阻抗原理,设计并实现包括磁芯式、螺线管式和柔性印刷线圈式等三种涡流传感器,具有输电导线缺陷检测和拉力测量的双功能。 (2)高压输电导线中导波传播特性实验研究。利用短时傅里叶变换方法,实验研究了导波在健康输电导线中的频散特性,研究了绞线接触状态对导波频散特性的影响;应用不同传感器激励与接收组合方式,研究了激励区域、传播距离对导波能量传递特性的影响;实验研究了承受轴向静载作用下输电导线中导波的能量传播衰减特性。 (3)高压输电导线缺陷检测实验研究。采用不同的传感器在输电导线中激励产生超声导波,对输电线单一缺陷和多处缺陷进行检测实验研究;基于电涡流阻抗原理,将磁芯式、螺线管式和柔性印刷线圈式涡流传感器用于输电导线缺陷检测实验研究。 (4)高压输电导线拉力测量实验研究。基于拉力测量实验系统,利用磁芯式、螺线管式和柔性印刷线圈式涡流传感器进行输电导线拉力测量实验研究。