電力行業NDT無損檢測技術應用大盤點

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，利用材料內部由于結構異常或缺陷存在所引起的對聲、光、電、磁、熱等反應的變化，探測各種工程材料、零部件、結構件及完整產品等內部和表面缺陷，并對缺陷的類型、性質、數量、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加工質量控制、設備在役檢測、質量及狀態評價等。

無損檢測技術可劃分為三個階段，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系，但實際應用上，大部分人不會熟知其中技術運用程度上的細微差別，故，一般多統稱為無損檢測。

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以來，已有將近80年的發展史。目前無損檢測技術已經發展到了一個比較成熟的階段，其中日本、德國、英國、法國、波蘭等國家應用得相當好。

我國也不錯，20世紀50年代各工業部門相繼開始采用無損檢測技術，不斷發展和擴大應用范圍，在電力行業上的應用也不斷豐富。尤其是最近十多年來，伴隨著電力設備狀態檢修、狀態評估、在線監測、智能電網等的大力發展，各種無損檢測技術也步步深入、節節高升，目前已是遍地開花的大好局面。

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

1. 超聲波檢測

實際應用如：各大類電力設備的鍛件、鑄件、焊接件、膠接件、復合材料構件的質控檢測，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。這里列舉的三種應用場景，超聲波檢測技術并不相同，其超聲波的產生原理、傳播路徑、傳感器結構及響應特性、系統測試原理等，可謂各不相同。

參考圖 常規直接接觸耦合法與浸液法

2. 超聲相控陣檢測

實際應用，如：核電站主泵隔熱板的檢測、核廢料罐電子束環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. 聲發射檢測

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

參考圖 聲發射門檻設置及計數統計

參考圖 平面及曲面聲發射定位傳感器布置

4. 聲成像噪聲及異響檢測

實際應用，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展和推廣的技術，應用會很快完善起來。

參考圖 電力變壓器異響聲成像現場

5. 速度及加速度振動檢測

實際應用，如：油浸式變壓器異常振動檢測、電機異常振動檢測等。通常，旋轉設備類的振動檢測是主流應用領域，如高壓電機、發電機、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設備個別部位等。

參考圖 電力電纜及斷路器結構X射線成像

8. 局部放電檢測

實際應用，如：發電機、架空線、變壓器、GIS、電力電纜、開關柜、電動機等設備，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。如果設備重要性高、要求嚴格，也可以安裝在線監測類儀表，這種做法和局放在線監測、SF6泄露在線監測的做法是類似的。

參考圖 電力電纜接地電流監測系統

10. 滲透檢測

實際應用，如：發電機渦輪葉片的熒光滲透檢測、發電系統鍋爐及配管類的著色滲透檢測等。

參考圖 風力發電機風力渦輪葉片

11. 渦流檢測

實際應用，如采用渦流探傷方法對電纜附件鉛封狀態開展檢測評估等。其中，國網浙江省電力公司電力科學研究院、國網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用，如下圖。

參考圖 電纜附件鉛封狀態渦流探傷

12. SF6在線氣體成分檢測及氣體泄露檢測

實際應用，如：GIS等設備進行的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測濃度的非成像方法，在開關站內應用也非常多，多為在線監測，可以達到實時監控報警的目的。

參考圖 SF6泄露監控系統

13. 紅外溫度檢測

實際應用，如：如：發電機、架空線、變壓器、GIS、電力電纜、開關柜、電動機等設備，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。電力行業實際應用，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、工業內窺鏡在大型電力設備狹細部位的內部檢查等，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，應該大部分的人沒有接觸過，但在某些特定場合可以應用。

    其中，電力行業實際應用，如：開關柜內分布式光纖測溫、氫氣泄露電氣鼻檢測、核燃料原件及結構件的中子照相檢測、汽輪機葉片的金屬磁記憶檢測等，相對應用范圍略小。

以上所提到的每一項細分檢測技術，其實都是非常復雜的，均有比較獨到的應用場合和實際意義；當然，“觀花識良莠，聞香辨優劣”，各種技術也都不是盡善盡美，其中的良莠優劣，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在電力行業的深耕細作，更多一批富含科技性、準確性和效率高、經濟成本合理、具有應用潛力和能解決客戶問題、直擊市場痛點的技術方法，必將會更完善地發展起來，我們后續將繼續深入探討和研究。