CN107796877B - 利用超声相控阵检测耐张线夹压接质量的无损检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及输电线路的无损检测技术领域，尤其涉及一种利用超声相控阵检测压缩型耐张线夹压接质量的无损检测方法。本发明具体实施步骤如下：选择耐张线夹压接完成后的一个压接平面作为检测面；设置被检耐张线夹接头的工件参数，调校超声相控阵仪器；将探头放到压接平面上，采用相控阵纵波检测方式，调整仪器增益值及显示范围，使扇扫图像清晰，将压接接头内部结构以影像的形式呈现出来；得到清晰图像并保存，分析判断压接情况。本发明可在线检测，检测质量精度高，使工作效率得到显著提高，保证电网安全运行；超声相控阵不需要移动探头，就能以直观的图像直接反映耐张线夹的压接质量，检测结果以图像显示，清晰直观；操作方法简单，适合现场应用。
Description
技术领域
本发明涉及输电线路的无损检测技术领域，尤其涉及一种利用超声相控阵检测压缩型耐张线夹压接质量的无损检测方法。
背景技术
耐张线夹主要用于架空线路、配电线路、变电站及发电厂配电装置的耐张杆塔上转角、接续及终端的连接。压缩型耐张线夹的主要组成部分是铝套管和钢锚，在耐张线夹的安装中，铝套管和钢锚起到的作用不同。钢锚的作用是连接钢芯铝绞线的钢芯，然后穿铝套管，施加压力使套管产生塑性变形，由此使得导线和线夹连接固定，从而使线夹与导线结合为一个整体。由此可见，压缩型耐张线夹的钢锚承受着导线的所有拉断力。如图1和图2所示，图1是现有耐张线夹钢锚示意图；图2是现有耐张线夹压接接头示意图。从钢锚1和压接接头位置3的压接结构可知，钢锚1上有2-3个深度为2mm，宽度为10mm左右的凹槽，当铝套管2和钢锚1压接后，铝套管2产生塑性变形，铝套管2的铝填满凹槽，保证了耐张线夹压接质量。但是，一般耐张线夹是在塔杆上安装的，由于高空作业的特殊性，不能保证铝套管压接在钢锚的凹槽处，如果耐张线夹压接在钢锚的光杆处或者只压接到一个凹槽，那么耐张线夹所承受的力大大降低，当出现恶劣天气情况，如冰灾冻雨等，容易引起塔杆倒塌，严重影响电网的安全运行。
目前现场主要采用钢锚比对方法检查耐张线夹压接情况，即用钢锚与耐张线夹比较，检测铝套管是否压接在钢锚的凹槽上，但是由于目前钢锚的尺寸规格没有统一的标准，而且一条输变电线路可能购置了不同厂家的钢锚，所以比对法有一定局限性。
相控阵成像检测技术已有近20多年的发展历史，超声相控阵是利用电子技术控制探头内部多个压电晶片，按一定的规则和时序激发超声波，然后接收并进行信号合成，再将合成结果以成像的形式显示出来。相控阵超声技术可以形成聚焦声束，从而改善检测灵敏度和分辨力。超声检测中常使用聚焦探头以提高检测的分辨力和灵敏度，这和相控阵聚焦的效果是一样的，但是，聚焦探头的焦点是固定的，而相控阵超声聚焦可以做到灵活改变焦点位置，焦点尺寸、焦点深度，在大范围内都能获得最佳的检测灵敏度和分辨力的提高。相控阵检测结果可多种视图成像便于对缺陷的识别与判定。同时相控阵技术可以实时记录检测数据，并与工件位置实现对应关系，具有良好的溯源性，便于对缺陷进行跟踪检测和监督检查，同时检测结果受操作人员的影响小。
一般的超声波检测耐张线夹压接质量需要不断移动探头，通过界面的反射波反映压接质量。超声相控阵不需要移动探头，就能以直观的图像直接反映耐张线夹的压接质量。
发明内容
本发明主要针对现有技术中压缩型耐张线夹高空现场安装完成后，压接位置和压接质量检测困难的问题，提供一种利用超声相控阵检测耐张线夹压接质量的无损检测方法，具体是利用超声相控阵偏转、聚焦及成像技术，直观地反映压缩型耐张线夹压接位置和压接质量的无损检测方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
利用超声相控阵检测耐张线夹压接质量的无损检测方法，具体实施步骤如下：
（1）选择耐张线夹压接完成后的一个压接平面作为检测面；
（2）设置被检耐张线夹接头的工件参数，调校超声相控阵仪器；
（3）将探头放到压接平面上，采用相控阵纵波检测方式，调整仪器增益值及显示范围，使扇扫图像清晰，将压接接头内部结构以影像的形式呈现出来；
（4）得到清晰图像并保存，分析判断压接情况。
所述步骤（2）中，设置被检耐张线夹接头的工件参数，调校超声相控阵仪器，具体是指：根据铝套管的尺寸参数设置超声相控阵仪器，调节并校准超声相控阵仪器；将具有透声性能的甘油涂在检测面上，使探头与工件之间保持耦合接触，减少超声波进入工件后能量的损失。
所述步骤（3）中显示范围为20mm，为保证整个压接接头位置的压接质量都能完整显示出来，此范围与压接接头的长度相匹配，保证锚压接接头内凹凸结构都能显示出来。
所述步骤（4）中分析判断压接情况主要是根据扫描图像，当压接接头正好压在钢锚的凹槽时，图像为不同深度的有规律凹凸显示，则压接接头不合格；当压接接头完全没有或部分压在钢锚的凹槽时，图像为单一的底面反射图像或部分凹凸图像，则压接接头合格。
所述方法在具体实施时，选择500kV输电线路压缩型耐张线夹进行检验实施，耐张线夹型号为：NY-630/45；具体实施步骤如下：
（1）选择耐张线夹六个压接平面中一个压接平面作为检测面；
（2）通过测厚仪测量铝套管的厚度为12mm；
（3）将具有透声性能的甘油涂在检测面上，使探头与工件之间保持接触，减少超声波进入工件后能量的损失；
（4）设置被检耐张线夹接头的参数，选择纵波检测方式，聚焦深度为12mm±0.5mm；激发相控阵探头1~128个晶片；
（5）通过与铝套管同种材质的试块调校超声相控阵仪器的声速及延时，显示范围为20mm，保证图像清晰；
（6）使探头和工件紧密耦合，调整仪器增益值为6dB，使扇扫图像清晰可辨；
（7）得到清晰图像冻结并保存，分析判断压接情况；当图像只有底面反射时，则压接接头不合格；当显示图像为扫查图形相同时，即再不同深度位置出现相互交替的底面反射，第1、3、5个底波为凹槽位置，当凹槽位置反射波个数与钢锚凹槽数量一致时，则压接接头合格。
本发明的优点及有益效果如下：
（1）本发明利用超声相控阵无损检测耐张线夹压接质量，可以在线检测，检测质量精度高，也使工作效率得到显著提高，保证电网的安全运行；
（2）超声相控阵不需要移动探头，就能以直观的图像直接反映耐张线夹的压接质量，检测结果以图像显示，清晰直观；
（3）操作方法简单，适合现场应用。
附图说明
图1是现有耐张线夹钢锚示意图；
图2是现有耐张线夹压接接头示意图；
图3是现有耐张线夹压接接头不合格结果图；
图4是本发明耐张线夹压接接头合格结果图。
图中：钢锚1，铝套管2，压接接头位置3。
具体实施方式
实施例1：
本发明是一种利用超声相控阵检测耐张线夹压接质量的无损检测方法，具体实施步骤如下：
（1）选择耐张线夹压接完成后的一个压接平面作为检测面；
（2）设置被检耐张线夹接头的工件参数，调校超声相控阵仪器。
根据铝套管2的尺寸参数设置超声相控阵仪器，调节并校准超声相控阵仪器；将具有良好透声性能的甘油涂在检测面上，使探头与工件之间保持良好的耦合接触，减少超声波进入工件后能量的损失；
（3）将探头放到压接平面上，采用相控阵纵波检测方式，调整仪器增益值及显示范围，使扇扫图像清晰，将压接接头内部结构以影像的形式呈现出来；所述的显示范围为20mm，为保证整个压接接头位置的压接质量都能完整显示出来，此范围与压接接头的长度相匹配，保证锚压接接头内凹凸结构都能显示出来。
（4）得到清晰图像并保存，分析判断压接情况。所述的分析判断压接情况主要是根据扫描图像，当压接接头正好压在钢锚的凹槽时，图像为不同深度的有规律凹凸显示，则压接接头不合格；当压接接头完全没有或部分压在钢锚的凹槽时，图像为单一的底面反射图像或部分凹凸图像，则压接接头合格。
实施例2：
在本实施案例中，选择500kV输电线路压缩型耐张线夹进行检验实施，耐张线夹型号为：NY-630/45。本实施案例具体检测步骤如下：
1、选择耐张线夹六个压接平面中一个压接平面作为检测面；
2、通过测厚仪测量铝套管的厚度为12mm；
3、将具有良好透声性能的甘油涂在检测面上，使探头与工件之间保持良好的接触，减少超声波进入工件后能量的损失；
4、设置被检耐张线夹接头的参数，选择纵波检测方式，聚焦深度为12mm±0.5mm；激发相控阵探头1-128个晶片。
5、通过与铝套管2同种材质的试块调校超声相控阵仪器的声速及延时，显示范围为20mm，保证图像清晰；
6、使探头和工件紧密耦合，调整仪器增益值为6dB，使扇扫图像清晰可辨；
7、得到清晰图像冻结并保存，分析判断压接情况。当图像为图3所示，只有底面反射时，则压接接头不合格；当显示图像为如图4所示的扫查图形相同时，即在不同深度位置出现相互交替的底面反射，第1、3、5个底波为凹槽位置，当凹槽位置反射波个数与钢锚凹槽数量一致时，则压接接头合格。
Claims (1)
1.利用超声相控阵检测耐张线夹压接质量的无损检测方法，其特征是：具体实施步骤如下：
（1）选择耐张线夹压接完成后的一个压接平面作为检测面；
（2）设置被检耐张线夹接头的工件参数，调校超声相控阵仪器；
（3）将探头放到压接平面上，采用相控阵纵波检测方式，调整仪器增益值及显示范围，使扇扫图像清晰，将压接接头内部结构以影像的形式呈现出来；
（4）得到清晰图像并保存，分析判断压接情况；
所述步骤（2）中，设置被检耐张线夹接头的工件参数，调校超声相控阵仪器，具体是指：根据铝套管的尺寸参数设置超声相控阵仪器，调节并校准超声相控阵仪器；将具有透声性能的甘油涂在检测面上，使探头与工件之间保持耦合接触，减少超声波进入工件后能量的损失；
所述步骤（3）中显示范围为20mm，为保证整个压接接头位置的压接质量都能完整显示出来，此范围与压接接头的长度相匹配，保证锚压接接头内凹凸结构都能显示出来；
所述步骤（4）中分析判断压接情况主要是根据扫描图像，当压接接头正好压在钢锚的凹槽时，图像为不同深度的有规律凹凸显示，则压接接头不合格；当压接接头完全没有或部分压在钢锚的凹槽时，图像为单一的底面反射图像或部分凹凸图像，则压接接头合格；
所述方法在具体实施时，选择500kV输电线路压缩型耐张线夹进行检验实施，耐张线夹型号为：NY-630/45；具体实施步骤如下：
（1）选择耐张线夹六个压接平面中一个压接平面作为检测面；
（2）通过测厚仪测量铝套管的厚度为12mm；
（3）将具有透声性能的甘油涂在检测面上，使探头与工件之间保持接触，减少超声波进入工件后能量的损失；
（4）设置被检耐张线夹接头的参数，选择纵波检测方式，聚焦深度为12mm±0.5mm；激发相控阵探头1-128个晶片；
（5）通过与铝套管同种材质的试块调校超声相控阵仪器的声速及延时，显示范围为20mm，保证图像清晰；
（6）使探头和工件紧密耦合，调整仪器增益值为6dB，使扇扫图像清晰可辨；
（7）得到清晰图像冻结并保存，分析判断压接情况；当图像只有底面反射时，则压接接头不合格；当显示图像为扫查图形相同时，即在不同深度位置出现相互交替的底面反射，第1、3、5个底波为凹槽位置，当凹槽位置反射波个数与钢锚凹槽数量一致时，则压接接头合格。
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