激光超声检测技术可识别电力设备毫米级缺陷

近日，在山西太原220千伏解放变电站内，国网山西省电力公司电力科学研究院（以下简称“山西电科院”）技术人员使用GIS盆式绝缘子断层扫描成像装置，成功检测了220千伏南母A相盆式绝缘子。结果显示，反射回波信号正常，技术人员判断盆式绝缘子状态良好。

气体绝缘金属封闭开关设备（GIS）在电力系统中广泛应用。为了及时发现GIS中盆式绝缘子内部隐患，山西电科院研发了GIS盆式绝缘子断层扫描成像装置。

山西电科院技术人员介绍，GIS盆式绝缘子断层扫描成像装置应用激光超声快速检测成像方法，能准确识别、定位盆式绝缘子内部缺陷，缺陷识别率达95%以上，为提升GIS设备运行可靠性提供技术支撑。

为探究激光超声对环氧树脂材料的适应性，攻关团队首先开始寻找试验对象。他们搜集了有缺陷的退役盆式绝缘子22个，定制了有人工模拟缺陷的盆式绝缘子15个、试验试块42个，总共涉及不同大小、不同位置的4类缺陷1000个。随后，攻关团队对这些缺陷开展试验研究，统计得出了GIS盆式绝缘子激光激励最优检测参数。

针对裂纹、气泡、杂质和毛刺四类典型缺陷识别问题，攻关团队建立了盆式绝缘子“温度场—固体位移场—声场”多物理耦合模型，总结了盆式绝缘子出现4种典型缺陷后的超声波传输规律，用于确定缺陷类型、位置和大小。

针对缺陷类型和回波信号的特征，攻关团队建立了盆式绝缘子缺陷自动识别数据库。他们利用该数据库来训练缺陷识别算法，实现了对盆式绝缘子200毫米深度内缺陷的自动识别，缺陷识别精度达毫米级，缺陷分类成功率超过92%。

经过现场调研、数据统计分析、最优化检测参数研究、装置试验、样机研制、全工况模拟测试、识别算法训练、型式试验检测等一系列开发流程，GIS盆式绝缘子断层扫描成像装置实现定型与量产。

在中国电力企业联合会组织召开的项目成果鉴定会上，鉴定组表示，山西电科院提出GIS盆式绝缘子激光超声无损检测技术效果显著。