[发明专利]一种用于导体套管间接触状态评价的非线性超声导波检测方法

说明书

本发明公开了一种用于导体套管间接触状态评价的非线性超声导波检测方法，首先依次制备六种不同状态的导体套管，基于非线性超声检测系统hanning模式下激励单一纵向对称L(0,2)模态。采用对通过接触界面的端面反射回波的FFT分析方法，得到不同状态下的频谱图。同时提取不同状态下的二次谐波和三次谐波幅值进行分析。结果表明，随着接触压力的增大，二次和三次谐波幅值都呈现递减趋势。最后，根据高次谐波幅值对不同导体套管接触状态进行表征，结果表明，高次谐波幅值可以实现导体套管不同接触状态进行表征。

技术领域

本发明涉及一种导体套管接触状态评价的非线性超声导波检测方法，该方法可用于套管之间接触状态变化的无损检测以及安全性评估，属于无损检测领域。

背景技术

铜套管以其延展性好、导热性和导电性高等优点，常应用于气体绝缘组合电器GIS(Gas Insulated Switchgear)中的铝合金导体管的连接。由于设备老化和产品装配公差过大，易导致铝合金导体管与铜套管之间出现接触不良，产生热性故障，严重时会导致套管烧毁并对邻近导体放电引发短路事故，威胁电力系统的安全稳定运行。

现有的GIS腔体内导体套管接触状态的检测方法主要有内窥镜法、X光探测法、人员进入检测法等。内窥镜法主要通过使用内窥镜进入腔体内进行检测，由于内窥镜难以纵深检查，成像结果不理想；X光探测法是利用局部区域透过射线强度与周围产生的差异性来判断接触状态是否良好，但其存在主机笨重、难以摆放、辐射严重等缺点；人员进入检测法主要是通过解体开盖、人员进入GIS腔体，但该方法存在人员窒息、接触并吸入有毒化合物、带入机具物料易遗漏等风险。

超声导波是一种新兴的无损检测方法，其优势是检测距离长、范围广，可以对难以触碰的区域进行在线检测。传统超声导波技术方法主要是利用超声波通过损伤时发生反射、散射以及模态转换等线性特征，可以很好实现管中裂纹及腐蚀等较大损伤检测，但难以实现管道之间的接触类损伤检测。非线性超声导波检测技术依据超声波与接触界面相互作用产生的非线性效应对结构损伤情况做出评价，它对管中的微裂纹、分层缺陷、疲劳损伤表现出很高的敏感性。

非线性超声导波检测是利用超声导波传播时与闭合微裂纹、分层等接触类结构损伤相互作用而产生的非线性响应，进行微小缺陷和接触状态的检测，从本质上反映了微观缺陷和接触压力对非线性现象的影响，因此可以用于封闭式缺陷或者套管接口处的检测。基于超声的非线性效应，现有的非线性超声无损检测方法主要有高次谐波及次谐波法、波束混叠法以及谐振频率漂移法，其中谐波法是技术最成熟、应用最广泛的一种非线性超声检测方法。