EMAT导线检测技术在现场试用

调查显示在上世纪90年代末ACSR 导线的致命性故障主要是断股造成的。随后的调查也证明断股是未来致命性故障的主要原因。定期检查可以控制致命性故障的危险,而进一步的调查发现现有的检测方法存在很大的局限性。首先,现有的技术无法检测出悬垂线夹下的断股,而唯一可以检测断股的方法是人工检测,而这种检测要求每根导线每班停电4h。

北美大部分输电线路是ACSR 导线,这就意味着将来致命性故障发生率很高。EPR I与科罗拉多矿业学院和丹佛大学合作开发出一种装置,它不仅能够检测断股导线,还能检测锈蚀的导线芯和安装不当的导线接头。选择用于检测装置的科学原理基于电磁波。顺导线而行的波反射形状取决于波通过导线时的导线机械阻抗,并形成唯一的信号。正常导线的机械阻抗与有断股导线的机械阻抗是不同的。

利用这一机理,研发出命名为EMAT的电磁声波传感装置。EMAT能够生成、传输和接收电磁波,使线路人员可以准确地辩认有断股的ACSR导线。在此基础上开发初期,科罗拉多矿业学院按投资方的要求进行设计,并给出样机。样机在实验室进行低压和电流试验,以确认装置在现场检测时的性能。EPR I在其试验装置上进行了模拟现场的试验。模拟现场条件包括有高压、大电流和各种温度,以及下雨和氧化条件。在所有试验中样机均按设计技术规范进行。

试验结果用于验证样机在研发阶段的设计。随后对电子部分、接收系统和数据采集软件进行重新设计,修改了区分性能和识别算法,确定了EMAT主要增加的用途,例如,辨别锈蚀的导线芯和接头的完整性等。这样,样机开发完成,并准备好现场试验和应用。
EMAT确实能在运行线路上准确地测出有断股的ACSR导线。在实际线路上检测所用时间可比人工检测节省90% ,还减少了线路停电时间。这是唯一可以控制线路由于导线断股而导致致命故障的装置。

在试验室试验时,该装置已能够辨别完好的和有缺陷的导线接头。从现场采集的数据也显示EMAT可以检测出有锈蚀的导线股。该装置需进一步改进之处是确定锈蚀程度。