[发明专利]一种断路器储能弹簧超声导波检测方法

说明书

本发明涉及电力设备无损检测技术领域，具体涉及一种断路器储能弹簧超声导波检测方法。本发明采用负方波激励的超声探伤仪和带有采用复合材料制作压电晶片的超声导波换能器，其组合性能优良，为检测总长度在3500mm‑5000mm的断路器储能弹簧提供了足够的灵敏度余量和信噪比，本发明采用了手持式检测装置，使在狭小的储能弹簧与其外壳间隙内进行检测成为可能，通过制作超声对比试块和灵敏度线，对储能弹簧内存在的缺陷予以了位置和大小的标定。本发明可快速、高效检测出断路器储能弹簧内部和表面存在的缺陷，并根据超声导波探伤仪A型显示中反射信号评定所存在缺陷的位置与大小。

技术领域

本发明涉及电力设备无损检测技术领域，具体涉及一种断路器储能弹簧超声导波检测方法。

背景技术

随着中小型变电站在我国的普及，断路器储能弹簧在我国电网系统中的应用越来越为广泛，断路器储能弹簧在运行过程中，随着时间的推移会存在卷簧疲劳老化，卷簧内微小裂纹发展成卷簧断裂事故的情况时有发生，给电力设备的正常运转带来了极大的安全隐患。但截至目前，针对此类断路器储能弹簧易出现的问题，电网公司只能加大定期检查力度，或是在设备出现异常或运行受阻时采取停电目视巡查的方式解决。目视检测只能发现储能弹簧表面存在的较大缺陷，对于储能弹簧内部存在的质量问题，目视检测无法发现，因此断路器储能弹簧常出现失效，导致断电和其他运行事故的发生。

断路器储能弹簧外形为多圈螺旋带，材质为非合金弹簧钢65Mn，厚度范围6mm-15mm之间，总长度一般在3500mm-5000mm之间，传统的超声横波检测方法可以发现储能弹簧中所存在的裂纹类缺陷，但无法在保证检测灵敏度的前提下传播如此远的距离，而且超声横波探头需要在不同圆环位置进行检测，储能弹簧安装在保护盒中，检测位置十分有限，探头无法沿着圆环位置前后移动而导致传统的超声横波检测方法不能对储能弹簧检测区域的全覆盖，无法完成对断路器储能弹簧质量监督。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种断路器储能弹簧超声导波检测方法，这种检测方法能够在狭小空间内对断路器储能弹簧实现高效全面的质量检测，具体技术方案如下：

一种断路器储能弹簧超声导波检测方法包括以下步骤：

（1）选择超声导波探伤仪：所述超声导波探伤仪发射输出的波形为负方波；

（2）选择超声导波换能器：所述超声导波换能器的压电晶片采用复合材料制成；

（3）制作断路器储能弹簧的超声对比试块：所述超声对比试块的制作材料不能有大于或等于φ1mm的平底孔当量的缺陷；所述超声对比试块的内外表面加工n个纵向刻槽，所述纵向刻槽用于模拟断路器储能弹簧失效时出现的裂纹类缺陷，其中n≧3；

（4）进行超声导波声速及超声导波换能器的延迟校准：所述延迟校准的方法是：利用超声对比试块上其中2个纵向刻槽对发射的超声导波的反射信号计算超声导波声速和超声导波换能器的延迟，并记录保存计算结果；

（5）制作灵敏度线：以超声对比试块上的3个纵向刻槽作为标准反射体，所述3个纵向刻槽至少包括2个外刻纵向刻槽；使用超声导波探伤仪激发超声导波换能器后探测出3个纵向刻槽对应的3个点，将此3个点按声程距离连成线，再将其中2个外刻纵向刻槽对应的点连成直线；

（6）使用手持式检测装置进行检查：所述手持式检测装置包括连接杆、手柄；所述连接杆的一端与手柄的一端一体成型连接或者可拆卸连接，手柄的另一端装配有连接器，所述连接器与超声导波探伤仪连接；所述连接杆的另一端与超声导波换能器连接，其内部为中空结构，所述手柄用于操作连接杆，其内部设置有同轴电缆，所述同轴电缆设置在连接杆的轴向和手柄的轴向处；所述连接器通过同轴电缆与超声导波换能器连接；所述连接杆的长度为150-190mm；所述手柄头的长度为100-150mm；检查时，将手持式检测装置伸入断路器储能弹簧与其外壳间隙内，使超声导波换能器贴合在断路器储能弹簧外壁进行检查；