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帶電作業絕緣工具一般由玻璃纖維增強的環氧樹脂復合材料加工而成的空心管和實心棒制成， 具有良好的機械和絕緣性能。由于絕緣工具在長期使用中會受到高壓電和機械應力的聯合作用，因此在其內部容易形成分層、氣隙、雜質等微觀缺陷， 導致其機械和絕緣性能下降，最終危及作業人員和檢修設備的安全。目前常用的預防性措施主要是通過開展耐壓檢測、泄漏電流檢測、動負荷檢測等試驗，對絕緣管材的整體性能進行判斷，但這些試驗對材料內部缺陷的情況不能給出定量分析，且定期試驗只能表征工具的當前狀態，并不能保證使用時的性能。超聲檢測技術作為一種無損檢測方法，具有操作便捷、設備簡單、無損傷等顯著優點，因此在復合材料的內部缺陷檢測方面應用較為廣泛。

超聲檢測系統

在電力設備的超聲檢測技術方面，國內外學者已經進行了大量研究。日本學者 Y.Murakami 使用中心頻率為 80 MHz 的超聲波檢測環氧樹脂中的電樹枝的形態。西班牙學者 Vicente Pastoriza 研發了一套用于測量油紙絕緣局部放電的超聲檢測裝置。加拿大學者 Gabriel Thomas 利用合成孔徑超聲成像技術檢測了交聯聚乙烯(XPLE)地下電力電纜的絕緣缺陷。國內學者申巍利用超聲波分析了環氧復合材料內部缺陷，并研制了超聲自動檢測系統。曹雯利用超聲波在材料中的波速變化檢測了環氧浸紙絕緣材料中的水含量。雖然該領域的研究與應用已經取得一定的進展，但是對于空心和實心環氧復合管材的超聲檢測方法還未開展相關研究。本研究根據帶電作業絕緣管材的檢測要求，采用多物理場仿真軟件COMSOL 的聲–壓電耦合接口對環氧復合管材內部缺陷的超聲回波進行了仿真計算，同時通過人工制作的模擬缺陷，分析了絕緣管材中聲波的傳播情況，研究了絕緣管材超聲檢測中楔塊、探頭的參數對缺陷檢測的影響，并進行了超聲檢測的試驗，從而明確了帶電作業絕緣工具的超聲檢測方法。