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1、14传感器技术(JournalofTransducerTechnology)2001年第20卷第2期3电涡流方法在输电线损伤检测中的应用饶贵安,康宜华,武新军,杨叔子(华中科技大学机械学院,湖北武汉430074)摘要:结合高压输电线的特点,在论述了电涡流检测方法的基本原理之后,进一步论述了差动式检测线圈的电涡流检测原理与方法。通过试验确定了高压输电导线电涡流检测的最佳激励频率。最后对试验波形进行了分析,表明此种方法用于检测高压输电线的外部铝导线是可行的。关键词:高压输电线;检测;电涡流中图分类号:TG115.28文献标识码:A文章编号:1000-9787(2001)02-0014-03App
2、licationoftheeddycurrentmethodinthetransmissionlinesfaulttestingRAOGui-an,KANGYi-hua,WUXin-jun,YANGShu-zi(Sch.ofMech.Sci.andEngin.,HuazhongUniversityofScienceandTechnology,Wuhan430074,China)Abstract:Takingintoaccountthecharacteristicofthehigh-voltagetransmissionline,thispaperdiscussesthebasicprinci
3、pleoftheeddycurrenttestingmethod.Thenitdiscussesthedetectionprincipleofeddycurrentofthedifferentialcoilfurther.Throughexperimentthebesteddycurrentexcitingfrequencyforthedetectionofthehighvoltagetransmissionlineisdetermined.Theexperimentsindicatethatitisfeasibletousetheeddycurrentmethodstodetecttheo
4、uteraluminumwiresofthetransmissionline.Keyword:high-voltagetransmissionline;testing;eddycurrent0引言电线的外层铝线,对输电线钢芯及屏蔽地线的检测[2]输电线路本身的完好,对输电系统的安全运行可结合磁性检测等方法进行。极为重要。输电线路在巨大的交变张力、由振动引起的弯曲应力、气温急剧变化引起的长期疲劳导致材质脆变。在雷击、电气闪络的作用下引起表面损伤。尤其是在海滨及工业区输电线更容易受到腐蚀等损害。由此不可避免地造成输电线路的输电导线和地线产生裂纹、断股等缺陷,严重影响甚至危及系[1]统的安全。因此
5、研制一种输电线路导线损伤检测仪,方便、准确地检测出输电线路导线和地线的断图1钢芯铝绞线的截面股、裂纹、腐蚀等各种损伤及损伤部位为线路维护提Fig.1SectionofACSRconductor供依据是十分必要的。2检测原理1钢铝绞线的结构涡流检测的基本原理,如图2所示。高压和超高压架空输电线以钢芯铝绞线为主。激励线圈和被测金属物体之间的相互作用,类在钢芯铝绞线的芯部是镀锌钢线。在钢芯的周围捻似于两线圈的耦合。当一个载有交变电流的线圈靠近金属物时,由于其电磁场HP透入到金属物中,在合着铝股线,相邻两层铝线间的绞向相反,如图1所垂直于交变磁通的金属物平面上就会感应出电涡示。电流传输主要由铝线承载
6、,抗拉力则主要由钢流。此电涡流又产生次级交变电磁场HS。激励线圈绞线负担。位于输电导线上方的屏蔽地线则以钢绞产生的电磁场HP和电涡流产生的电磁场HS均穿线为主。在这两种金属线中铝股线为非磁性材料,过检测线圈,在检测线圈中产生感应电动势。检测线钢芯为磁性材料。本文着重讨论用电涡流法检测输圈由两个结构参数完全相同的线圈反向连接成差动收稿日期:2000-11-273基金项目:中国博士后科学基金(磁致伸缩效应的无损检测与评估)第2期饶贵安等:电涡流方法在输电线损伤检测中的应用15线圈。当同向交变磁通穿过检测线圈时所产生的感称为涡流渗透深度δ。由下式可见激励频率直接决应电动势是相反的。此输出感应电动势
7、接到具有高定了涡流渗透深度,即决定了涡流检测的深度输入阻抗的放大电路进行处理,所以检测线圈中的1δ=,感应电流很小,对磁通变化的影响很小。图2(a)表πfμτσ示当被测金属物上没有缺陷时穿过检测线圈两个线式中μτ为材料的相对磁导率;σ为材料的电导圈的磁通量是相等、感应电动势相互抵消,检测线圈率;f为激励频率。输出感应电动势为零;图2(b)表示当被测金属物上涡流渗透深度直接关系到涡流检测的深度,但存在缺陷时穿过
