GIS、GIL设备局放检测超声波传感器通用型压接装置工艺研究

肖洒

摘要：在空间ANSYS气体压强应力有限元仿真分析的基础上，着手实现通用型压接装置结构科学优化。开发出一套可实现稳定检测，可靠压接，免高处作业的快速、便捷且广泛应用于GIS、GIL超声局放检测现场的一种新型通用型压接装置。

关键词：局放检测;超声波传感器;压接装置;工艺研究

1 引言

GIS、GIL设备内部常见的毛刺电晕放电、悬浮电位放电和自由金属颗粒等缺陷会激发超声波信号，可通过放置在GIS外壳上的超声波传感器进行检测。常规操作时超声波传感器一般通过耦合剂黏连在罐体外壳上。鉴于耦合剂固有属性，其不易粘合牢靠，导致现场应用时超声传感器极易掉落，中断带电检测试验甚至损坏超声传感器，极大的影响到带电检测工作效率，也给现场试验人员带来一定的心理负担。基于此，现场人员进行检测时，习惯手扶传感器，该操作方法会导致对试验结果的较大干扰。另外，变电站内部分GIS结构离地位置较高，检测时需进行登高作业，存在较大的安全隐患且效率低下、耗时耗力。

2 GIS、GIL设备局放检测超声波传感器通用型压接装置ANSYS仿真分析

2.1 提出GIS、GIL设备局放检测超声波传感器通用型压接装置初步方案

方案采用真空泵产生真空负压的原理，通过吸盘将重物吸住，空气流向如图中的红色箭头所示。

2.2 搭建GIS、GIL设备局放检測超声波传感器通用型压接装置吸盘几何模型

由于装置中吸附部分是两个通过联通的吸盘，因此建立两个相同的吸盘模型后，通过一个三维体将两个吸盘连接起来。

2.3 GIS、GIL设备局放检测超声波传感器通用型压接装置仿真结果分析

对吸盘模型进行网格划分、面的定义、边界约束后，求解计算。得到吸盘吸附系统压力分布云图如下图所示。经仿真计算得到吸盘吸附系统的吸力为28.9185N>10N， 满足设计需求。

3 GIS、GIL设备局放检测超声波传感器通用型压接装置实物研制

3.1 设计GIS、GIL设备局放检测超声波传感器通用型压接装置结构图

经ANSYS仿真确认该尺寸下GIS、GIL设备局放检测超声波传感器通用型压接装置可满足现场生产需求，由此设计如下图所示装置结构图。

3.2 GIS、GIL设备局放检测超声波传感器通用型压接装置选材、制作及测试

装置尺寸及结构确定后，通过市场选材，得到如下明细表。

基于上述分析，最终研制GIS、GIL设备局放检测超声波传感器通用型压接成套装置如下图所示：

4 GIS、GIL设备局放检测超声波传感器通用型压接装置的优势及特色

1.稳定可靠。所研制的GIS、GIL设备局放检测超声波传感器通用型压接装置在空间ANSYS气体压强应力有限元仿真分析的基础上，着手实现通用型压接装置结构科学优化，通过内置弹簧保持装置来均恒压力，提高试验数据的可靠性（抗干扰性）。

2.快捷方便。在局放检测超声传感器本体上，外部合理加装空气压力罩进行压接，将原先仅仅依靠耦合剂进行连接的不确定性弊端转化成依靠强压力压接的准确性优势，提升局放检测工作的效率。

参考文献：

[1]Q/GDW 1799.1-2013 国家电网公司电力安全工作规程（变电部分）[S]，2013.

[2]高耀东.ANASY Workbench 18.2 机械工程应用实践[M].北京：电子工业出版社，2020.