基于趋肤效应的输电线无损检测基础研究

来源 :中国地质大学(武汉) | 被引量 : 0次 | 上传用户:wwwunix
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输电线多为外表裸露的多股不绝缘的金属绞线,如铝绞线、钢绞线、钢芯铝绞线等。输电线在制造、运输、架设和运行中可能产生不同程度的缺陷损伤,特别是在运行中因风吹雨淋、热胀冷缩、冰雪袭击、雷击、闪络、酸碱盐腐蚀等原因造成输电线的疲劳进而出现裂纹和断股、断线,严重危及供电安全。因此研发一种能评估输电线早期缺陷损伤的无损检测技术具有重要意义。   论文以电磁理论为基础,采用Matlab软件模拟输电线等模型的高频交流电传输规律,结合微弱信号检测技术提出了一种基于趋肤效应的无损检测新方法,该方法可以从整体上检测输电线等金属线材的疲劳损伤程度,从而避免逐点逐区域检测,提高了检测效率,降低漏检率与成本。   论文分析表明此无损检测方法具有灵敏度高,可以凸显表面缺陷损伤信息的能力。通过调整激励源的频率可获得导体不同表面深度的缺陷损伤信息。该方法特别适于进行导电材料缺陷损伤的早期诊断,可用于评估输电线等金属线材的残余寿命。经初步试验证明方案可行有效。   基于趋肤效应的无损检测方法具有一定的创新性和重要的实用价值,获得了国家自然科学基金的支持。   本论文取得以下主要成果:   1.分析了输电线的损伤机理,确认输电线损伤更多且更容易出现在导线表面;   2.以电磁理论为基础,推导了交流信号在导线中传输规律的表达式,并采用Matlab进行相关模拟,为基于趋肤效应的无损检测技术奠定基础;   3.对铁、铜等线材进行疲劳检测,试验表明不同疲劳程度的金属线材其趋肤电阻与疲劳程度之间有明显的正相关关系,证明所提出的基于趋肤电阻的无损检测方法有效可行;   4.提出利用邻近效应与趋肤效应结合的办法可以有效加强相邻导体表面的电流密度,从而可能改善检测效果;   5.论文较全面地总结了现有无损检测技术的适用范围、特长和局限性,为相关人员有针对性地选用提供较全面的资料。
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