CN105510440A - 一种电力线夹检测方法 - Google Patents

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梁世容
彭家宁
卢展强
边美华
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梁庆国
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Abstract

本发明公开了一种电力线夹检测方法方法，本发明通过电力线夹对在役电力线夹进行仿真受力，制定电磁检测方法+超声检测方法，定期对电力线夹进行检测监控，防止出现线夹断裂，而产生事故，避免经济损失，可有效提高检测精度、稳定性高。

Description

一种电力线夹检测方法
技术领域
本发明涉及一种检测方法，尤其涉及到一种电力线夹检测方法。
背景技术
电力线路故障指示器是应用在输配电线路、电力电缆及开关柜进出线上，用于指示故障电流流通的装置。一旦线路发生故障，巡线人员可借助指示器的报警显示，迅速确定故障点，排除故障，改变过去盲目巡线，分段合闸送电查找故障的落后做法。但是传统的故障指示器采用了模拟电路技术和小壳体封装设计，实现功能过于简单，检测故障的类型也过于单一，并且需要巡线人员现场巡视，无法实现远程故障报警，具有很大的技术局限性，一次采用抽查方法与使用到一定的时间内就更换，损失经济效应，对于部分可能存在提前断裂，则就会出现事故。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种电力线夹检测方法。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
本发明依次包括以下步骤：
（a）电力线表面预处理：抛光后去除所述检测电力线表面油污及污垢，再用去离子水清洗最后烘干；
（b）将电力线夹将所述检测电力线进行固定夹持，对在役电力线夹进行仿真受力，建立上述检测电力线的受力模型；
（c）确定上述电力线夹的核心受力点,添加约束条件；
（d）确定检测方法：通过电磁波检测所述检测电力线外径、槽径、壁厚差等参数；
(e）超声波检测：通过超声波检测法对所述检测电力线材料材质、缺陷裂纹深度进行检测；
（f）确定上述电力线夹受力大小与材料材质、缺陷裂纹深度之间三者函数关系后制定相关标准。
进一步地，所述步骤（a）具体步骤如下：
（1）去油污：使用金属清洁剂和/或脱脂剂进行多次超声波清洗，每次清洗时间为2~3min；
（2)去离子水清洗：在50~55℃去离子水中使用超声波上下移动清洗2~3min，再用50~55℃去离子浸泡1~2min后取出；
具体的，上述受力模型包括所述检测电力线的断裂特征和失效特征、材料、缺陷对结构的影响以及承载力等参数特征。
进一步地，所述约束条件为环境温度、风力条件以及时间变化量。
本发明的有益效果在于：
本发明通过电力线夹对在役电力线夹进行仿真受力，制定电磁检测方法+超声检测方法，定期对电力线夹进行检测监控，防止出现线夹断裂，而产生事故，避免经济损失，可有效提高检测精度、稳定性高。
附图说明
图1为本发明流程示意图。
图2为本发明所述不同试件的示意图。
图3为本发明实际条件下检测模型示意图。
图4为本发明漏磁切向分量变化曲线示意图。
图5为本发明U型缺陷试件局部仿真结果示意图。
图6为本发明漏磁切向分量极坐标变化曲线示意图。
具体实施方式
下面结合附图1对本发明作进一步说明：
如图1所示，a）电力线表面预处理：抛光后去除所述检测电力线表面油污及污垢，再用去离子水清洗最后烘干；
（b）将电力线夹将所述检测电力线进行固定夹持，对在役电力线夹进行仿真受力，建立上述检测电力线的受力模型；
（c）确定上述电力线夹的核心受力点,添加约束条件；
（d）确定检测方法：通过电磁波检测所述检测电力线外径、槽径、壁厚差等参数；
(e）超声波检测：通过超声波检测法对所述检测电力线材料材质、缺陷裂纹深度进行检测；
（f）确定上述电力线夹受力大小与材料材质、缺陷裂纹深度之间三者函数关系后制定相关标准。
所述步骤（a）具体步骤如下：
（1）去油污：使用金属清洁剂和/或脱脂剂进行多次超声波清洗，每次清洗时间为2~3min；
（2)去离子水清洗：在50~55℃去离子水中使用超声波上下移动清洗2~3min，再用50~55℃去离子浸泡1~2min后取出；
如图5所示，将电力线夹将所述检测电力线进行固定夹持后，仿真结果如上所示，结果发现集中应力点在U型螺栓端口和肋壁及底板处出现应力集中，仿真模型的最大压力为根据加载条件决定，在线夹的最大应力点出现在U型螺栓端口位置、肋壁及底板处，工业使用的铝合金和铜合金及铸铁承受压力大小可根据相关标准进行查询。在长期疲劳受力时会导致材料的屈服强度不断降低，而在受力集中的地方首先会发生破损。同时添加不同螺栓预紧力发现螺栓预紧力主要对盖板受力发生影响，而对线夹本身的影响并不大，线夹的损坏主要受到钢丝绳的影响。
如图3和4所示，综上所述，针对以上模型而言，线夹本身主要受到钢丝绳重力的影响。根据输电线路线夹的受力仿真，进一步分析受力断裂关键部分的机理研究。依据理论基础和仿真结果建立实验方案。线夹体材料的不同建立不同的实验和检测方案，以致达到最优评价，本研究结合磁记忆检测技术、涡流检测技术和超声检测技术对线夹进行应力集中及损伤的评定，为线夹标准的建立提供可靠的参考。
针对铸铁线夹和部分其他材料含磁性线夹进行试验方案的建立。根据磁记忆检测技术原理，以及其独特检测优势建立线夹受力--应力集中--内部磁场分布三者内在关系，由于磁记忆检测技术能够对线夹进行应力集中和微观损伤进行早期的诊断，能够评价线夹在受到载荷时应力分布的实际状况，为实际工况下提供可靠的工作标准和依据。
工程部件由于疲劳、蠕变而产生的微裂纹会导致缺陷处出现应力集中。
如图6所示，上述受力模型包括所述检测电力线的断裂特征和失效特征、材料、缺陷对结构的影响以及承载力等参数特征。线夹的断裂分析:研究线夹的断裂特征和失效特征，应用体视显微镜和扫描电子显微镜等方法，对在役线夹及断裂线夹样品进行分析，观察断口的形貌特征，分析断口的表面形态、断面金相组织；分析归类线夹的使用状态和对应的破坏特征。线夹材料力学性能分析:收集输电线路线夹（本项目9类线夹）使用的金属材料，测试线夹材料的拉伸力学性能、断裂性能及热处理方法，为线夹的有限元仿真分析及缺陷对线夹结构强度的分析提供依据。线夹承载力有限元仿真分析:输电线路悬垂线夹及耐张线夹建立有限元模型，模拟分析不同结构类型的线夹在不同载荷作用下的应力分布规律。通过合理加载模型载荷和几何约束，分析螺栓预紧力对线夹应力分布规律的影响和塑性变形特征，研究线夹的破坏过程，并通过应力测试技术对有限元分析进行验证。缺陷对线夹结构强度的影响:研究不同部位、不同尺寸、不同类型的缺陷对线夹结构强度的影响，建立不同结构形式的线夹分析模型，并通过对不同部位、不同尺寸、不同类型的缺陷进行线弹性和弹塑性断裂力学分析，探讨不同部位、不同尺寸、不同类型的缺陷对线夹结构强度的影响。线夹无损检测工艺研究:开展不同输电线路线夹的涡流检测、磁记忆检测、超声相控阵检测工艺研究，制作适用于不同结构的线夹专用检测探头，制定相应的无损检测工艺导则。
根据仿真基础，设计验证试件尺寸如图2所示，铁磁性金属部件存在着磁机械效应，其表面上的磁场分布与部件应力载荷有一定的关系，因此可通过检测部件表面的磁场分布情况间接地对部件缺陷或应力集中位置进行诊断。
通过以上结论和理论基础建立实验方案：
磁记忆检测原理：依据磁机械效应在应力集中处的不同表现可以表述为：当铁磁性材料受到一定的载荷，处在地磁场环境下，在应力集中处会发生磁致伸缩性质的磁畴组织的定向和从新取向，在应力集中处形成磁异常，并在表面形成漏磁场，在载荷消失后这种状态能够保持下来，漏磁场的法向分量在应力集中处过零点和有信号极性的变化，漏磁切向分量在应力集中处具有最大值。
所述约束条件为环境温度、风力条件以及时间变化量。
通过以上的实验，各种微观和宏观机械应力集中。在应力集中区域，机械应力同铁磁材料的自磁化现象和残磁状况有直接的联系，在地磁作用下，缺陷处的导磁率减小，工件表面的漏磁场就增大，铁磁性材料随着受力增大，磁机械效应的存在使得铁磁性金属工件的表面磁场增强，增强后的磁场处的缺陷或应力集中的位置有一一对应的关系。线夹受力核心点---断裂处---应力集中点三者的一致的反应关系；
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种电力线夹检测方法，其特征在于：依次包括以下步骤：
（a）电力线表面预处理：抛光后去除所述检测电力线表面油污及污垢，再用去离子水清洗最后烘干；
（b）将电力线夹将所述检测电力线进行固定夹持，对在役电力线夹进行仿真受力，建立上述检测电力线的受力模型；
（c）确定上述电力线夹的核心受力点,添加约束条件；
（d）确定检测方法：通过电磁波检测所述检测电力线外径、槽径、壁厚差等参数；
(e）超声波检测：通过超声波检测法对所述检测电力线材料材质、缺陷裂纹深度进行检测；
（f）确定上述电力线夹受力大小与材料材质、缺陷裂纹深度之间三者函数关系后制定相关标准。
2.根据权利要求1所述的一种电力线夹检测方法，其特征在于：所述步骤（a）具体步骤如下：
（1）去油污：使用金属清洁剂和/或脱脂剂进行多次超声波清洗，每次清洗时间为2~3min；
（2)去离子水清洗：在50~55℃去离子水中使用超声波上下移动清洗2~3min，再用50~55℃去离子浸泡1~2min后取出。
3.根据权利要求1所述的一种电力线夹检测方法，其特征在于：上述受力模型包括所述检测电力线的断裂特征和失效特征、材料、缺陷对结构的影响以及承载力等参数特征。
4.根据权利要求1所述的一种电力线夹检测方法，其特征在于：所述约束条件为环境温度、风力条件以及时间变化量。
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