基于超聲脈沖反射法的耐張線夾壓接缺陷檢測(cè)技術(shù)

摘 要： 為實(shí)現(xiàn)耐張線夾鋁絞線壓接缺陷的快速檢測(cè)，提出基于超聲脈沖反射法檢測(cè)線夾壓接缺陷的方法。首先根據(jù)超聲脈沖反射法的原理，結(jié)合壓接后NY-630/45 型耐張線夾內(nèi)部結(jié)構(gòu)，從理論分析超聲檢測(cè)耐張線夾壓接缺陷的可行性；隨后建立壓接合格、欠壓以及鋁線安裝深度不足線夾的二維截面有限元仿真模型，研究超聲波在不同壓接缺陷中的傳播規(guī)律；制備壓接缺陷試樣，探究不同檢測(cè)面對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響，最后驗(yàn)證基于超聲脈沖反射法檢測(cè)NY-630/45 型耐張線夾壓接缺陷的可行性。仿真和試驗(yàn)結(jié)果表明，超聲檢測(cè)方法可以準(zhǔn)確判斷耐張線夾壓接缺陷。該技術(shù)可為現(xiàn)場(chǎng)耐張線夾壓接缺陷的檢測(cè)以及識(shí)別提供思路，具有重要參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞： 耐張線夾; 壓接缺陷; 鋼芯鋁絞線; 超聲檢測(cè)技術(shù)

中圖分類號(hào)： TB9; TB553; TM752 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A 文章編號(hào)： 1674–5124（2025）03–0148–06

0 引 言

壓縮型耐張線夾作為特（超）高壓輸電線路中的關(guān)鍵一環(huán)，其運(yùn)行狀態(tài)影響著整個(gè)電力系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定。嚴(yán)重故障的耐張線夾，需停電對(duì)其開斷重壓或補(bǔ)壓，在故障原因統(tǒng)計(jì)中[1-4]，壓接質(zhì)量不合格占到了總數(shù)的95.86%。因此，需對(duì)耐張線夾壓接質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格管控，在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)具有壓接缺陷的線夾進(jìn)行檢測(cè)識(shí)別并即時(shí)處理。

目前，對(duì)耐張線夾鋁絞線壓接區(qū)壓接質(zhì)量的檢測(cè)主要是尺寸測(cè)量[4]、X 射線檢測(cè)[5]。其中尺寸檢測(cè)是對(duì)壓接后線夾的對(duì)邊距進(jìn)行測(cè)量，但無法檢測(cè)內(nèi)部壓接狀況；X 射線檢測(cè)可以清晰看到壓接后線夾的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，但設(shè)備操作復(fù)雜、檢測(cè)時(shí)間長(zhǎng)，產(chǎn)生的輻射會(huì)危害檢測(cè)人員健康。

近年來基于超聲的耐張線夾檢測(cè)方法得到了廣泛研究。季昌國(guó)等[6] 通過超聲相控陣檢測(cè)技術(shù)對(duì)耐張線夾鋁管-鋁絞線以及鋁管-鋼錨壓接區(qū)進(jìn)行了檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)超聲相控陣圖譜對(duì)耐張線夾壓接質(zhì)量的判斷。李君華等[7] 通過提取耐張線夾鋁管和鋁絞線壓接區(qū)超聲相控陣圖譜中的鋁管厚度，驗(yàn)證了鋁管厚度判斷壓接質(zhì)量的可行性。雖然超聲相控陣檢測(cè)技術(shù)對(duì)耐張線夾壓接質(zhì)量的判斷直觀有效，但存在設(shè)備昂貴，操作復(fù)雜的局限。張睿哲等[8] 提出了脈沖反射法檢測(cè)耐張線夾鋁絞線壓接區(qū)壓接質(zhì)量的方法，得到壓接合格線夾無二次反射回波，鋁線安裝深度不足線夾二次反射回波聲壓幅值大的結(jié)論。

超聲脈沖反射法因其較低的成本以及簡(jiǎn)便的操作，在耐張線夾缺陷檢測(cè)中已經(jīng)取得一定的進(jìn)展。但超聲波在線夾內(nèi)的傳播機(jī)理尚未可知，且對(duì)欠壓缺陷的超聲檢測(cè)研究還尚未開展。因此本文采用COMSOL 仿真軟件聲-固耦合接口，對(duì)NY-630/45型號(hào)的耐張線夾鋁絞線壓接可能出現(xiàn)的欠壓以及鋁線安裝深度不足缺陷進(jìn)行仿真，分析了壓接合格與缺陷線夾的回波特征，制備了壓接缺陷試樣，探究了不同檢測(cè)面對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響，最后驗(yàn)證了超聲脈沖發(fā)射法檢測(cè)壓接缺陷的準(zhǔn)確性與有效性。