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《大连理工大学》 2010年
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铝质高压电瓷的超声频谱分析技术研究

赵振南  
【摘要】: 高压电瓷绝缘子(以下简称为绝缘子)在高压输电线路中占有重要地位,同时也是发电厂和变电站输电设备的重要组成部分。绝缘子的性能与其主要组成部分电瓷质量有密切的关系,对电瓷的检测与评价是保证绝缘子性能的重要手段。与有损检测相比,超声无损表征与评价因其明显的优越性和潜在的应用价值在绝缘子的生产和在役检测中得到了广泛的应用。但电瓷材料具有晶相种类多且复杂、超声衰减机制难以确定,并且在生产过程中组织结构难以控制等特点,所以以往对超声评价绝缘子的研究主要集中在裂纹探伤和材质老化,对绝缘子电瓷的组织结构研究则涉及较少。 本文以烧成温度分别为1220℃、1260℃和1300℃的铝质高压电瓷坯料为研究对象,采用超声波水浸线聚焦回波检测技术,建立了棒形电瓷坯样检测系统。首先利用该系统测量电瓷试样的超声纵波声速,发现随着烧成温度的升高,电瓷试样纵波声速逐渐增大,当到达某一烧成温度时,纵波声速增大速率趋于平缓。然后利用该系统获得电瓷坯料的超声回波信号,并通过超声频谱分析技术对采集到的信号进行归一化功率谱比较。结果如下:当超声探测频率为1.0MHz时,烧成温度为1220℃的铝质高压电瓷试样在0.580MHz出现明显高峰,在1.282MHz和1.495MHz频率处则出现次高峰。烧成温度为1260℃和1300℃的铝质高压电瓷试样的峰值则仅出现在1.495MHz频率处。同时,随着烧成温度的升高,在1.495MHz频率处的归一化功率谱幅值逐渐增大。而当超声探测频率为2.5MHz时,三种烧成温度电瓷试样的峰值频率都出现在3.91MHz处,在4.09MHz和4.30MHz频率处也均都出现明显谱峰,但烧成温度为1220℃的电瓷试样的峰值幅度要明显高于另两种烧成温度电瓷试样。 分析几种超声表征的结果后认为,利用探测频率为1.0MHz的超声水浸线聚焦功率谱可以将三种烧成温度电瓷材料进行有效区分。进一步分析发现,超声回波的归一化功率谱中的峰值幅度总是围绕其平均值波动。那么也可以认为在该烧成温度下,其组织结构对应的归一化功率谱峰值幅度形成了一个模糊集。本文利用模糊模式识别技术中的贴近度概念,来区分不同烧成温度电瓷样品。当测试样本的烧成温度与标准样本的烧成温度不同时,其贴近度较小,而相同时,则明显较大。通过贴近度计算还可以从原本烧成温度相同的电瓷试样中挑出哪些因为窑内温差等原因出现欠烧或过烧情况的电瓷试样,从而保证绝缘子的出场质量。
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TM216

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【参考文献】
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