一种在役电力变压器导线材质原位无损鉴别方法与流程

本发明涉及变压器检测技术领域，具体涉及一种在役电力变压器导线材质原位无损鉴别方法。

背景技术：

产品质量是电网安全的基础，产品质量监督是物资有效供应的保障。 近来由于铜、铝价差较大，配变线圈以铝代铜的现象屡禁不止，给电网安全稳定运行带来极大隐患。以铝线圈冒充铜线圈的变压器，接线端子都是用铜铝接头连接，并且采用绝缘材料包裹，外露接线端子都是铜材质的，难以直观区别内部是铜线圈变压器还是铝线圈变压器，也无法通过产品技术参数指标区分变压器线圈材质。而目前采取抽检的方式，对抽检变压器分解后进行检测。该检测方式浪费成本高，且无法实现100%全覆盖检测，未经检测的变压器，在实际应用中存在严重的安全风险。因此，针对配变铝代铜等热点、难点质量问题，积极研究分析和探索一种在役电力变压器导线材质检测原理及方法就显得尤为紧迫和重要。

技术实现要素：

本发明的目的是克服现有技术之不足，为简单、有效判别在役电力变压器导线的材质，提供一种在役电力变压器导线材质原位无损快捷鉴别方法。为实现这个目的，本发明采用的的技术方案是：

一种在役电力变压器导线材质原位无损鉴别方法，所述方法步骤为：

S1：加工对比试样：

对比试样选用的导线包括铜线和铝线，材质、几何尺寸、表面状态及热处理工艺，需要和被鉴别的电力变压器线圈绕制材料保持一致，材料尺寸包括绕制各种容量变压器线圈所使用到的线材规格，每种规格线材各截取一段，在上面分别覆盖1mm～5mm不同厚度的绝缘层；

S2：通过电磁涡流方法，隔着所述绝缘层检测出铜线和铝线的信号变化，制作回归分析曲线：

（1）通过线缆将电磁涡流检测探头连接到电磁涡流检测仪上，开启所述电磁涡流检测仪，根据线材材质设置检测频率，其计算公式为：

F=3ρ/t²

其中：F 是检测频率，单位是KHz，ρ 是电阻率，单位是μΩ▪cm，t 是电磁涡流检测深度，单位是mm；

（2）频率设置完毕后，将所述探头放置在所述对比试样的绝缘层上，观察探头校准曲线，通过调整所述电磁涡流检测仪上的“前置”、“驱动”、“纠偏”参数，使得所述曲线不饱和不失真，为正弦波；

（3）将所述电磁涡流检测仪设置成单阻抗平面，分选模式选择“半幅相”模式，分选区域选择为2个，将所述电磁涡流检测仪调整到工作状态，所述探头放置在空气中，按“平衡键”将检测信号移动到屏幕平衡点位置，将所述探头垂直放置在所述对比试样的绝缘层上，此时检测信号离开屏幕平衡点位置，调整“增益”和“相位”，使得覆盖所述绝缘层的电磁涡流信号均能够显示在屏幕上，调整第一分选区域的位置和面积，使得所述第一分选区域能够覆盖铜线检测信号，调整第二分选区域的位置和面积，使得所述第二分选区域能够覆盖铝线检测信号；

（4）分别记录铜线和铝线在所述不同绝缘层厚度下的电磁涡流信号变化幅值，制作回归分析曲线；

S3：检测：

将所述探头垂直放置在被检测材料表面，如果检测信号进入第一分选区域内，则所述被检测材质为铜线；如果检测信号进入第二分选区域内，则所述被检测材质为铝线。

优选的，所述绝缘层的厚度分别为1mm、2mm、3mm、4mm和5mm。

优选的，所述绝缘层的厚度同时显示在所述单阻抗平面上。

本发明的有益效果是：

（1）在不破坏变压器的情况下，可以隔着绝缘层实现对线圈加工材质的原位无损鉴别；

（2）在不破坏变压器的情况下，可以原位检测出变压器线圈加工材质绝缘层的厚度。

附图说明

图1是本发明施例的对比试样绝缘层示意图。

图2是本发明实施例的对比试样示意图。

图3是本发明实施例的电磁涡流检测信号的示意图，其中：

1为平衡点，2为铝材分选区域，3为铜材分选区域，4为铝材检测信号，5为铜材检测信号

图4是本发明实施例的电磁涡流检测信号与绝缘层厚度对应曲线示意图。

图5是本发明实施例的鉴别方法示意图，其中：

1是对比试样，2是电磁涡流检测探头，3是信号连接线，4是电磁涡流检测仪。

具体实施方式

一种在役电力变压器导线材质原位无损鉴别方法，所述方法步骤为：

S1：加工对比试样：

对比试样选用的导线包括铜线和铝线，材质、几何尺寸、表面状态及热处理工艺，需要和被鉴别的电力变压器线圈绕制材料保持一致，材料尺寸包括绕制各种容量变压器线圈所使用到的线材规格，每种规格线材各截取一段，在上面分别覆盖1mm～5mm不同厚度的绝缘层。本实施例中，绝缘层的厚度分别为1mm、2mm、3mm、4mm和5mm，如图1和图2所示。

S2：通过电磁涡流方法，隔着所述绝缘层检测出铜线和铝线的信号变化，制作回归分析曲线：

（1）通过线缆将电磁涡流检测探头连接到电磁涡流检测仪上，开启所述电磁涡流检测仪，根据线材材质设置检测频率，其计算公式为：

F=3ρ/t²

其中：F 是检测频率，单位是KHz，ρ 是电阻率，单位是μΩ▪cm，t 是电磁涡流检测深度，单位是mm；

（2）频率设置完毕后，将所述探头放置在所述对比试样的绝缘层上，观察探头校准曲线，通过调整所述电磁涡流检测仪上的“前置”、“驱动”、“纠偏”参数，使得所述曲线不饱和不失真，近似为正弦波；

（3）将所述电磁涡流检测仪设置成单阻抗平面，分选模式选择“半幅相”模式，分选区域选择为2个，具体界面如图3所示。将所述电磁涡流检测仪调整到工作状态，所述探头放置在空气中，按“平衡键”将检测信号移动到屏幕平衡点位置，将所述探头垂直放置在所述对比试样的绝缘层上，此时检测信号离开屏幕平衡点位置，调整“增益”和“相位”，使得覆盖所述绝缘层的电磁涡流信号均能够显示在屏幕上，使得铜线信号和铝线信号的相位角度有明显的差异，具体如图3所示。调整第一分选区域的位置和面积，使得所述第一分选区域能够覆盖铜线检测信号，调整第二分选区域的位置和面积，使得所述第二分选区域能够覆盖铝线检测信号；

（4）分别记录铜线和铝线在所述不同绝缘层厚度下的电磁涡流信号变化幅值，制作回归分析曲线，曲线示意图如图4所示。；

S3：检测：

如图5所示，将所述探头垂直放置在被检测材料表面，如果检测信号进入第一分选区域内，则所述被检测材质为铜线；如果检测信号进入第二分选区域内，则所述被检测材质为铝线。此外，被检测材料的绝缘层厚度同时显示在所述单阻抗平面上。

使用本发明的检测方法，可以在不破坏变压器的情况下，隔着绝缘层实现对变压器线圈加工材质的原位无损鉴别，同时，还原位检测出变压器线圈加工材质绝缘层的厚度。