電力行業(yè)NDT無損檢測技術(shù)應(yīng)用大盤點

無損檢測簡稱NDT，是Non-DestructiveTesting的縮寫，是在不損傷被檢測對象使用性能的條件下，利用材料內(nèi)部由于結(jié)構(gòu)異?；蛉毕荽嬖谒鸬膶β?、光、電、磁、熱等反應(yīng)的變化，探測各種工程材料、零部件、結(jié)構(gòu)件及完整產(chǎn)品等內(nèi)部和表面缺陷，并對缺陷的類型、性質(zhì)、數(shù)量、形狀、位置、尺寸、分布及其變化作出判斷和評價。

    無損檢測通常的目的在于生產(chǎn)加工質(zhì)量控制、設(shè)備在役檢測、質(zhì)量及狀態(tài)評價等。

無損檢測技術(shù)可劃分為三個階段，即：無損檢查（NDI）、無損檢測（NDT）、無損評價（NDE），三者概念不同且有遞進關(guān)系，但實際應(yīng)用上，大部分人不會熟知其中技術(shù)運用程度上的細微差別，故，一般多統(tǒng)稱為無損檢測。

在此，容我們電力能源君“舉個栗子”作類比。

無損檢測好比未成年人，未成年人可以按經(jīng)歷幼兒期、兒童期、青春期，但一般人可能不會去準確記住各個階段的年齡界限（生物學和法學學霸除外），所以看到年齡小的這一類人一般就可以統(tǒng)稱為未成年人，基本也是可以的，算是習慣成自然的叫法吧。

自美國1942年最先有組織地抓起無損檢測技術(shù)以來，已有將近80年的發(fā)展史。目前無損檢測技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到了一個比較成熟的階段，其中日本、德國、英國、法國、波蘭等國家應(yīng)用得相當好。

我國也不錯，20世紀50年代各工業(yè)部門相繼開始采用無損檢測技術(shù)，不斷發(fā)展和擴大應(yīng)用范圍，在電力行業(yè)上的應(yīng)用也不斷豐富。尤其是最近十多年來，伴隨著電力設(shè)備狀態(tài)檢修、狀態(tài)評估、在線監(jiān)測、智能電網(wǎng)等的大力發(fā)展，各種無損檢測技術(shù)也步步深入、節(jié)節(jié)高升，目前已是遍地開花的大好局面。

下面，跟隨“電氣電力技術(shù)與能源工程管理”公眾分享平臺對目前電力行業(yè)尤其是電力設(shè)備狀態(tài)檢測等細分領(lǐng)域方面應(yīng)用的無損檢測技術(shù)進行一次大盤點吧！以下所列舉的電力設(shè)備檢測技術(shù)，均為廣義上的無損檢測。

1. 超聲波檢測

實際應(yīng)用如：各大類電力設(shè)備的鍛件、鑄件、焊接件、膠接件、復合材料構(gòu)件的質(zhì)控檢測，架空線路運行中超聲波局放檢測，油浸式變壓器運行中超聲波局放檢測等。這里列舉的三種應(yīng)用場景，超聲波檢測技術(shù)并不相同，其超聲波的產(chǎn)生原理、傳播路徑、傳感器結(jié)構(gòu)及響應(yīng)特性、系統(tǒng)測試原理等，可謂各不相同。

參考圖 常規(guī)直接接觸耦合法與浸液法

2. 超聲相控陣檢測

實際應(yīng)用，如：核電站主泵隔熱板的檢測、核廢料罐電子束環(huán)焊縫的全自動檢測等。 

參考圖 線性掃描成像與扇形掃描成像

3. 聲發(fā)射檢測

實際應(yīng)用，如：油浸式電力變壓器的局部放電檢測及定位分析等。這一技術(shù)在油浸式電纜接頭處、有載調(diào)壓開關(guān)切換時亦有所應(yīng)用，不過應(yīng)用前景相對比較窄。

參考圖 聲發(fā)射門檻設(shè)置及計數(shù)統(tǒng)計

參考圖 平面及曲面聲發(fā)射定位傳感器布置

4. 聲成像噪聲及異響檢測

實際應(yīng)用，如：高壓電機的異響源檢測與定位、油浸式電力變壓器附件的異響位置檢測與定位等。這是最近幾年快速發(fā)展和推廣的技術(shù)，應(yīng)用會很快完善起來。

參考圖 電力變壓器異響聲成像現(xiàn)場

5. 速度及加速度振動檢測

實際應(yīng)用，如：油浸式變壓器異常振動檢測、電機異常振動檢測等。通常，旋轉(zhuǎn)設(shè)備類的振動檢測是主流應(yīng)用領(lǐng)域，如高壓電機、發(fā)電機、風機等。

參考圖 加速度信號處理

6. 紫外成像檢測

實際應(yīng)用，如：架空線路、絕緣子、套管、導線接頭等位置的電暈成像檢測，氣體泄漏的紫外成像檢測等。

參考圖 套管頂部及導線接頭紫外電暈放電

7. X射線成像檢測

實際應(yīng)用，如：電力電纜本體及附件、變壓器附件、套管、金具、某些小型電氣元件、GIS設(shè)備個別部位等。

參考圖 電力電纜及斷路器結(jié)構(gòu)X射線成像

8. 局部放電檢測

實際應(yīng)用，如：發(fā)電機、架空線、變壓器、GIS、電力電纜、開關(guān)柜、電動機等設(shè)備，廣泛采用電流法、聲測法、高頻電磁法、光測法、化學分析法等方法。因為方法不同，所以測試原理和系統(tǒng)差別非常大；即使是同類的傳感采樣方法，處理軟件也各不相同。

參考圖 局放幅值分布

（相位方式、時域方式、橢圓時基方式等）

9. 接地電流檢測

實際應(yīng)用，如：電力變壓器鐵芯接地電流、電力電纜護層的接地電流檢測等。如果設(shè)備重要性高、要求嚴格，也可以安裝在線監(jiān)測類儀表，這種做法和局放在線監(jiān)測、SF6泄露在線監(jiān)測的做法是類似的。

參考圖 電力電纜接地電流監(jiān)測系統(tǒng)

10. 滲透檢測

實際應(yīng)用，如：發(fā)電機渦輪葉片的熒光滲透檢測、發(fā)電系統(tǒng)鍋爐及配管類的著色滲透檢測等。

參考圖 風力發(fā)電機風力渦輪葉片

11. 渦流檢測

實際應(yīng)用，如采用渦流探傷方法對電纜附件鉛封狀態(tài)開展檢測評估等。其中，國網(wǎng)浙江省電力公司電力科學研究院、國網(wǎng)浙江省電力有限公司在這一方面開展了較多較早的研究和應(yīng)用，如下圖。

參考圖 電纜附件鉛封狀態(tài)渦流探傷

12. SF6在線氣體成分檢測及氣體泄露檢測

實際應(yīng)用，如：GIS等設(shè)備進行的SF6純度、水分及分解組分測試，如采用紅外或紫外成像技術(shù)探測SF6氣體的泄漏等。

參考圖 SF6泄露成像巡檢排查

另外，氣體泄漏還有化學感應(yīng)測濃度的非成像方法，在開關(guān)站內(nèi)應(yīng)用也非常多，多為在線監(jiān)測，可以達到實時監(jiān)控報警的目的。

參考圖 SF6泄露監(jiān)控系統(tǒng)

13. 紅外溫度檢測

實際應(yīng)用，如：如：發(fā)電機、架空線、變壓器、GIS、電力電纜、開關(guān)柜、電動機等設(shè)備，廣泛采用紅外熱成像檢測等，少量仍采用點溫儀進行測試。

參考圖  常規(guī)輸配電站紅外熱成像檢測

14. 目視檢測

目前檢測是最古老的的一種檢測方法，許多場合仍然實用。電力行業(yè)實際應(yīng)用，如：人眼對變壓器密封狀況的巡檢、望遠鏡或者無人機對架空線上的異物檢查、工業(yè)內(nèi)窺鏡在大型電力設(shè)備狹細部位的內(nèi)部檢查等，非常多。

參考圖 無人機巡線檢查

15. 其他無損檢測

    另外還有一些的無損檢測方法，應(yīng)該大部分的人沒有接觸過，但在某些特定場合可以應(yīng)用。

    其中，電力行業(yè)實際應(yīng)用，如：開關(guān)柜內(nèi)分布式光纖測溫、氫氣泄露電氣鼻檢測、核燃料原件及結(jié)構(gòu)件的中子照相檢測、汽輪機葉片的金屬磁記憶檢測等，相對應(yīng)用范圍略小。

以上所提到的每一項細分檢測技術(shù)，其實都是非常復雜的，均有比較獨到的應(yīng)用場合和實際意義；當然，“觀花識良莠，聞香辨優(yōu)劣”，各種技術(shù)也都不是盡善盡美，其中的良莠優(yōu)劣，自然只有“深入基層、身入其中”，方能體會，不宜一概而論。

而伴隨著無損檢測技術(shù)在電力行業(yè)的深耕細作，更多一批富含科技性、準確性和效率高、經(jīng)濟成本合理、具有應(yīng)用潛力和能解決客戶問題、直擊市場痛點的技術(shù)方法，必將會更完善地發(fā)展起來，我們后續(xù)將繼續(xù)深入探討和研究。