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电力行业NDT无损检测技术应用大盘点

01无损检测的基本概念及用途

无损检测简称NDT，是Non-DestructiveTesting的缩写，是在不损伤被检测对象使用性能的条件下，利用材料内部由于结构异常或缺陷存在所引起的对声、光、电、磁、热等反应的变化，探测各种工程材料、零部件、结构件及完整产品等内部和表面缺陷，并对缺陷的类型、性质、数量、形状、位置、尺寸、分布及其变化作出判断和评价。

无损检测通常的目的在于生产加工质量控制、设备在役检测、质量及状态评价等。

02无损检测技术的发展过程

无损检测技术可划分为三个阶段，即：无损检查(NDI)、无损检测(NDT)、无损评价(NDE)，三者概念不同且有递进关系，但实际应用上，大部分人不会熟知其中技术运用程度上的细微差别，故，一般多统称为无损检测。

在此，容我们电力能源君“举个栗子”作类比。

无损检测好比未成年人，未成年人可以按经历幼儿期、儿童期、青春期，但一般人可能不会去准确记住各个阶段的年龄界限(生物学和法学学霸除外)，所以看到年龄小的这一类人一般就可以统称为未成年人，基本也是可以的，算是习惯成自然的叫法吧。

03无损检测技术在电力行业的应用举例盘点

自美国1942年最先有组织地抓起无损检测技术以来，已有将近80年的发展史。目前无损检测技术已经发展到了一个比较成熟的阶段，其中日本、德国、英国、法国、波兰等国家应用得相当好。

我国也不错，20世纪50年代各工业部门相继开始采用无损检测技术，不断发展和扩大应用范围，在电力行业上的应用也不断丰富。尤其是最近十多年来，伴随着电力设备状态检修、状态评估、在线监测、智能电网等的大力发展，各种无损检测技术也步步深入、节节高升，目前已是遍地开花的大好局面。

下面，跟随“电气电力技术与能源工程管理”公众分享平台对目前电力行业尤其是电力设备状态检测等细分领域方面应用的无损检测技术进行一次大盘点吧！以下所列举的电力设备检测技术，均为广义上的无损检测。

1. 超声波检测

实际应用如：各大类电力设备的锻件、铸件、焊接件、胶接件、复合材料构件的质控检测，架空线路运行中超声波局放检测，油浸式变压器运行中超声波局放检测等。这里列举的三种应用场景，超声波检测技术并不相同，其超声波的产生原理、传播路径、传感器结构及响应特性、系统测试原理等，可谓各不相同。

参考图 常规直接接触耦合法与浸液法

2. 超声相控阵检测

实际应用，如：核电站主泵隔热板的检测、核废料罐电子束环焊缝的全自动检测等。

参考图 线性扫描成像与扇形扫描成像

3. 声发射检测

实际应用，如：油浸式电力变压器的局部放电检测及定位分析等。这一技术在油浸式电缆接头处、有载调压开关切换时亦有所应用，不过应用前景相对比较窄。

参考图 声发射门槛设置及计数统计

参考图 平面及曲面声发射定位传感器布置

4. 声成像噪声及异响检测

实际应用，如：高压电机的异响源检测与定位、油浸式电力变压器附件的异响位置检测与定位等。这是最近几年快速发展和推广的技术，应用会很快完善起来。

参考图 电力变压器异响声成像现场

5. 速度及加速度振动检测

实际应用，如：油浸式变压器异常振动检测、电机异常振动检测等。通常，旋转设备类的振动检测是主流应用领域，如高压电机、发电机、风机等。

参考图 加速度信号处理

6. 紫外成像检测

实际应用，如：架空线路、绝缘子、套管、导线接头等位置的电晕成像检测，气体泄漏的紫外成像检测等。

参考图 套管顶部及导线接头紫外电晕放电

7. X射线成像检测

实际应用，如：电力电缆本体及附件、变压器附件、套管、金具、某些小型电气元件、GIS设备个别部位等。

           

参考图 电力电缆及断路器结构X射线成像

8. 局部放电检测

实际应用，如：发电机、架空线、变压器、GIS、电力电缆、开关柜、电动机等设备，广泛采用电流法、声测法、高频电磁法、光测法、化学分析法等方法。因为方法不同，所以测试原理和系统差别非常大；即使是同类的传感采样方法，处理软件也各不相同。

参考图 局放幅值分布

(相位方式、时域方式、椭圆时基方式等)

9. 接地电流检测

实际应用，如：电力变压器铁芯接地电流、电力电缆护层的接地电流检测等。如果设备重要性高、要求严格，也可以安装在线监测类仪表，这种做法和局放在线监测、SF6泄露在线监测的做法是类似的。

参考图 电力电缆接地电流监测系统

10. 渗透检测

实际应用，如：发电机涡轮叶片的荧光渗透检测、发电系统锅炉及配管类的着色渗透检测等。

参考图 风力发电机风力涡轮叶片

11. 涡流检测

实际应用，如采用涡流探伤方法对电缆附件铅封状态开展检测评估等。其中，国网浙江省电力公司电力科学研究院、国网浙江省电力有限公司在这一方面开展了较多较早的研究和应用，如下图。

参考图 电缆附件铅封状态涡流探伤

12. SF6在线气体成分检测及气体泄露检测

实际应用，如：GIS等设备进行的SF6纯度、水分及分解组分测试，如采用红外或紫外成像技术探测SF6气体的泄漏等。

参考图 SF6泄露成像巡检排查

另外，气体泄漏还有化学感应测浓度的非成像方法，在开关站内应用也非常多，多为在线监测，可以达到实时监控报警的目的。

参考图 SF6泄露监控系统

13. 红外温度检测

实际应用，如：如：发电机、架空线、变压器、GIS、电力电缆、开关柜、电动机等设备，广泛采用红外热成像检测等，少量仍采用点温仪进行测试。

参考图  常规输配电站红外热成像检测

14. 目视检测

目前检测是最古老的的一种检测方法，许多场合仍然实用。电力行业实际应用，如：人眼对变压器密封状况的巡检、望远镜或者无人机对架空线上的异物检查、工业内窥镜在大型电力设备狭细部位的内部检查等，非常多。

参考图 无人机巡线检查

15. 其他无损检测

另外还有一些的无损检测方法，应该大部分的人没有接触过，但在某些特定场合可以应用。

其中，电力行业实际应用，如：开关柜内分布式光纤测温、氢气泄露电气鼻检测、核燃料原件及结构件的中子照相检测、汽轮机叶片的金属磁记忆检测等，相对应用范围略小。

04结语

以上所提到的每一项细分检测技术，其实都是非常复杂的，均有比较独到的应用场合和实际意义；当然，“观花识良莠，闻香辨优劣”，各种技术也都不是尽善尽美，其中的良莠优劣，自然只有“深入基层、身入其中”，方能体会，不宜一概而论。

而伴随着无损检测技术在电力行业的深耕细作，更多一批富含科技性、准确性和效率高、经济成本合理、具有应用潜力和能解决客户问题、直击市场痛点的技术方法，必将会更完善地发展起来，我们后续将继续深入探讨和研究。

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