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紅外成像技術(shù)在﹢GIS﹢設(shè)備檢漏中的應(yīng)用

文檔作者：徐鉻１萬松１朱鳳弟２楊峰３文檔來源：１．長江電力技術(shù)研究中心診斷測試部２．長江電力檢修廠３．三峽水力發(fā)電廠		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2025年11月19日
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２０１５ 年第６ 期
２０１５ Ｎｕｍｂｅｒ ６
水電與新能源
ＨＹＤＲＯＰＯＷＥＲ ＡＮＤ ＮＥＷ ＥＮＥＲＧＹ
總第１３２ 期
Ｔｏｔａｌ Ｎｏ．１３２
ＤＯＩ： １０．１３６２２／ｊ．ｃｎｋｉ．ｃｎ４２ －１８００／ｔｖ．１６７１ －３３５４．２０１５．０６．０１０
收稿日期：２０１５ －０４ －１４ 作者簡介：徐　鉻，男，工程師，主要從事電氣一次在線監(jiān)測數(shù)據(jù)分析工作。
紅外成像技術(shù)在ＧＩＳ 設(shè)備檢漏中的應(yīng)用
徐　鉻１，萬　松１，朱鳳弟２，楊　峰３
（１．長江電力技術(shù)研究中心診斷測試部，湖北宜昌　４４３０００；
２．長江電力檢修廠，湖北宜昌　４４３０００；３．三峽水力發(fā)電廠，湖北宜昌　４４３０００）
摘要：應(yīng)用紅外成像泄漏檢測儀器，采用兩種方法對三峽電廠、葛洲壩電廠、溪洛渡電廠、向家壩電廠的ＧＩＳ 設(shè)備分別進(jìn)
行了檢測。結(jié)果表明：大面積無目的普查難以發(fā)現(xiàn)泄漏點(diǎn)，而對疑有泄漏的地方進(jìn)行定位檢測，當(dāng)泄漏量達(dá)到一定程度
時(shí)，可以直觀地發(fā)現(xiàn)泄漏點(diǎn)。
關(guān)鍵詞：六氟化硫；紅外成像；水電站；ＧＩＳ
中圖分類號：ＴＰ２７４ ＋．５２　　　文獻(xiàn)標(biāo)志碼：Ｂ　　　文章編號：１６７１ －３３５４（２０１５）０６ －００３９ －０４
Application of the Infrared Imaging Technology
in Leak Detection of the Gas Insulated Substation Equipment
ＸＵ Ｇｅ１ ， ＷＡＮ Ｓｏｎｇ１ ， ＺＨＵ Ｆｅｎｇｄｉ２ ， ＹＡＮＧ Ｆｅｎｇ３
（１．Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｄｉａｇｎｏｓｉｓ ａｎｄ Ｔｅｓｔｉｎｇ， Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ＆ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｅｎｔｅｒ， Ｃｈｉｎａ Ｙａｎｇｔｚｅ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏ．， Ｌｔｄ．， Ｙｉｃｈａｎｇ ４４３０００， Ｃｈｉｎａ；
２．Ｏｖｅｒｈａｕｌ ａｎｄ Ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ Ｆａｃｔｏｒｙ， Ｃｈｉｎａ Ｙａｎｇｔｚｅ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏ．， Ｌｔｄ．， Ｙｉｃｈａｎｇ ４４３０００， Ｃｈｉｎａ；
３．Ｔｈｒｅｅ Ｇｏｒｇｅｓ Ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ Ｐｌａｎｔ， Ｙｉｃｈａｎｇ ４４３０００， Ｃｈｉｎａ）
Abstract： Ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｉｎｆｒａｒｅｄ ｉｍａｇｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎ ｌｅａｋ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ Ｇａｓ Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｓｕｂｓｔａｔｉｏｎ （ＧＩＳ） ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ
ｉｎ ｔｈｅ Ｔｈｒｅｅ Ｇｏｒｇｅｓ Ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ Ｓｔａｔｉｏｎ， Ｇｅｚｈｏｕｂａ Ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ Ｓｔａｔｉｏｎ， Ｘｉｌｕｏｄｕ Ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ Ｓｔａｔｉｏｎ ａｎｄ
Ｘｉａｎｇｊｉａｂａ Ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ Ｓｔａｔｉｏｎ ｉｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｉｔ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ ａ ｂｒｏａｄ ｂｕｔ ｒａｎｄｏｍ ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ ｉｓ ｏｆ ｌｉｔｔｌｅ ｕｓｅ ｔｏ ｆｉｎｄ ｔｈｅ ｌｅａｋｉｎｇ
ｐｏｉｎｔｓ．Ｗｈｉｌｅ ｔｈｅ ｌｅａｋｉｎｇ ｐｏｉｎｔｓ ｃａｎ ｂｅ ｆｏｕｎｄ ｖｉｓｕａｌｌｙ ｗｉｔｈ ａ ｐｏｓｉｔｉｏｎｅｄ ｃｈｅｃｋｉｎｇ ｏｎ ｓｕｓｐｉｃｉｏｕｓ ｐｌａｃｅｓ ｗｈｅｎ ｔｈｅ
ｌｅａｋａｇｅ ｑｕａｎｔｉｔｙ ｒｅａｃｈｅｓ ａ ｃｅｒｔａｉｎ ａｍｏｕｎｔ． Key words： ｓｕｌｆｕｒ ｈｅｘａｆｌｕｏｒｉｄｅ； Ｉｎｆｒａｒｅｄ ｉｍａｇｉｎｇ； ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ ｓｔａｔｉｏｎ； Ｇａｓ Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｓｕｂｓｔａｔｉｏｎ
　　近年來，設(shè)備制造技術(shù)的發(fā)展和電力工業(yè)科技進(jìn)
步，ＧＩＳ（ＧＡＳ ＩＮＳＴＵＬＡＴＥＤ ＳＷＩＴＣＨＧＥＡＲ）氣體絕緣
全封閉組合電器開關(guān)站逐漸取代原有的露天式開關(guān)
站，成為水電站重要的電能分配和輸出通道。本文涉
及的４ 個(gè)大型水電站中（三峽電廠、葛洲壩電廠、溪洛
渡電廠、向家壩電廠），ＧＩＳ 均作為水電站的主接線。
ＧＩＳ 氣室絕緣氣體是六氟化硫，該氣體由于其優(yōu)良的
絕緣和滅弧特性，被廣泛應(yīng)用。其密度約是空氣密度
的５ 倍，在均勻電場中的擊穿強(qiáng)度約為空氣的３ 倍，滅
弧能力約是空氣的１００ 倍。由于在制造、安裝以及元
件老化和外力損壞等因素的作用下，六氟化硫氣體的
泄漏問題也開始顯現(xiàn)。特別當(dāng)此類缺陷發(fā)生在斷路器
等氣室時(shí)，將會使設(shè)備絕緣性能降低，滅弧室滅弧能力
降低，危及設(shè)備安全運(yùn)行。六氟化硫在氣室中電弧的
作用下，還將產(chǎn)生腐蝕性和毒性極強(qiáng)的酸性物質(zhì)，泄漏
出來的分解物將會對進(jìn)入ＧＩＳ 巡檢和檢修人員的健康
構(gòu)成嚴(yán)重危害。另外，六氟化硫氣體還是一種溫室氣
體，其溫室效應(yīng)是二氧化碳的２３ ９００ 倍，泄漏到大氣
中將不利于環(huán)保，所以必須及時(shí)消除ＧＩＳ 六氟化硫泄
漏的缺陷。
１　ＳＦ６ 泄漏檢測技術(shù)研究現(xiàn)狀
1．1　紫外線電離型檢測法
該方法是在紫外水銀燈的兩端頭施加矩形電壓
３９
水電與新能源２０１５ 年第６ 期
波，然后打開水銀燈管，光電陰極發(fā)射光電子附著在空
氣中的氧氣和六氟化硫上形成負(fù)離子，當(dāng)空氣中有六
氟化硫氣體時(shí)，與空氣相比較，接收到的電壓波形就會
存在時(shí)間差Δt，若六氟化硫分子越多，也就是六氟化
硫氣體濃度越大，時(shí)間差就越長。但在實(shí)際運(yùn)用中發(fā)
現(xiàn)，該方法有局限性，如設(shè)備在不停電時(shí)有的法蘭密封
處受到現(xiàn)場條件或安全距離限制不能包扎檢漏。另
外，該方法定位不太準(zhǔn)確，只能確定那個(gè)密封面泄漏，
不能準(zhǔn)確地找到漏點(diǎn)。
1．2　超聲波檢漏法
該方法的原理是假設(shè)壓力氣室的泄漏孔很小，在
有內(nèi)外壓力差的情況下，泄漏氣體的雷諾數(shù)一般較高，
不會形成層流，而是形成湍急的噴射流。從靠近泄漏
狹縫處的初始段到主段之后的很長區(qū)域不斷產(chǎn)生漩
渦，漩渦將轉(zhuǎn)變?yōu)槁暡āＴ摲椒ǖ娜秉c(diǎn)是無法近距離
檢測帶電設(shè)備的漏點(diǎn)，造成檢測定位不精確。
1．3　激光成像檢漏法
該方法的原理是由激光發(fā)射器瞄準(zhǔn)被測的設(shè)備區(qū)
域發(fā)射入射激光，經(jīng)過背景反射后形成反向散射激光
進(jìn)入激光攝影機(jī)成像系統(tǒng)，在沒有泄漏氣體的情況下，
產(chǎn)生的反向散射激光與反向散射激光產(chǎn)生的圖像相
同，當(dāng)激光散射到六氟化硫氣體時(shí)，反向散射激光強(qiáng)度
會因?yàn)闅怏w煙霧的吸收而減弱，泄漏氣體出現(xiàn)區(qū)域的
視頻圖像將會產(chǎn)生對比變化［１］ （圖１）。氣體越濃，吸
收就越大，對比度也越大。該方法的缺點(diǎn)是設(shè)備體積
較大，需三腳架等輔助工具，還需外接工作電源，移動
靈活性差。另外，需要激光反射的背景，在室外不方便
測量。
圖1　激光成像檢漏原理
1．4　紅外成像檢漏法
該方法利用ＳＦ６ 氣體比空氣對長波紅外線有更強(qiáng)
的吸收能力這一特性，采用后向散光成像技術(shù)對氣體
進(jìn)行成像［２ －４］ 。兩者對紅外成像不同的特性，使通常
看不見的氣體泄漏，在紅外探測器下可見（圖２）。本
文所用儀器是傅里葉公司生產(chǎn)的ＧＦ３０６，該儀器采用
制冷量子阱探測器對物體反射的紅外線進(jìn)行測量，比
普通探測器顯示更清晰。當(dāng)檢測區(qū)域存在ＳＦ６ 氣體泄
漏時(shí)，由于ＳＦ６ 氣體對紅外光線具有強(qiáng)烈吸收作用，所
以此時(shí)反射到檢測設(shè)備的紅外能量會急劇地減弱，
ＳＦ６ 氣體在顯示設(shè)備上表現(xiàn)為黑煙，并且隨著氣體濃
度變化，黑色程度也不同。此種方式可以快速準(zhǔn)確地
定位泄漏點(diǎn)。
圖2　紅外成像檢漏原理
２　紅外成像檢漏技術(shù)實(shí)際應(yīng)用
在使用紅外成像檢漏儀以前，三峽電廠發(fā)現(xiàn)泄漏
情況時(shí)，用美國ＣＰＳ 公司ＬＳ７９０Ｂ 檢漏儀對其進(jìn)行定
位，該儀器采用ＤＣ 負(fù)電暈檢測法，可大概定位區(qū)域。
再用塑料薄膜包裹懷疑區(qū)域一定時(shí)間后，再用該儀器
測定泄漏量。但是無法做到精確定位，從而無法準(zhǔn)確
安排檢修。筆者用紅外成像檢漏儀對三峽電廠ＧＩＳ 的
１ ０９５ 個(gè)氣室和葛洲壩電廠５００ ｋＶ ＧＩＳ 的２７６ 個(gè)氣
室、６０ 臺斷路器支柱、１６ 臺出口斷路器進(jìn)行泄漏普查，
對葛洲壩電廠、向家壩電廠和溪洛渡電廠懷疑的幾個(gè)
氣室進(jìn)行了特定位置檢查，發(fā)現(xiàn)紅外成像檢漏儀可以
遠(yuǎn)距離比較直觀地發(fā)現(xiàn)泄漏點(diǎn)，檢漏時(shí)工作人員可站
在３ ～５ ｍ 外對設(shè)備進(jìn)行檢測，避免工作人員接近氣體
泄漏源造成危險(xiǎn)。
2．1　水電站ＧＩＳ 氣室泄漏普查
葛洲壩電廠５００ ｋＶ ＧＩＳ 氣室共計(jì)２７６ 個(gè)，檢漏密
封部位共有２ ７８８ 處，檢測位置有設(shè)備外殼連接法蘭
（包括外殼直接連接法蘭和盆子連接法蘭）、各類膨脹
補(bǔ)償單元密封法蘭；斷路器、隔離開關(guān)、檢修接地開關(guān)
和快速接地開關(guān)的操縱軸密封法蘭；設(shè)備端蓋板和吸
附劑蓋板；金屬軟管密封接頭和ＳＦ６ 密度繼電器密封
接頭。２２０ ｋＶ 開關(guān)站共有斷路器２０ 臺，６０ 相斷路器
支柱斷路器，檢測位置有支柱各法蘭面，瓷套及根部，
ＳＦ６ 密度繼電器密封接頭及補(bǔ)氣氣嘴。發(fā)電機(jī)出口１６
臺ＳＦ６ 斷路器檢測位置有斷路器瓷套及根部、ＳＦ６ 密
度繼電器密封接頭及補(bǔ)氣氣嘴。普查時(shí)手持檢漏儀檢
測區(qū)域用高敏度模式和自動模式掃描，通常一個(gè)位置
掃描時(shí)間３ ｍｉｎ，２ 個(gè)工作人員用時(shí)約２０ 個(gè)工作日，并
未發(fā)現(xiàn)可視的漏點(diǎn)。
三峽電廠對５００ ｋＶ ＧＩＳ 氣室，包含主變壓器高壓
４０
徐　鉻，等：紅外成像技術(shù)在ＧＩＳ 設(shè)備檢漏中的應(yīng)用２０１５ 年６ 月
側(cè)進(jìn)線和廠房頂出線的氣室，共計(jì)１ ０９５ 個(gè)氣室進(jìn)行
了檢漏，重點(diǎn)檢測部位是設(shè)備外殼法蘭盤和伸縮節(jié)。２
個(gè)工作人員檢測約２０ 個(gè)工作日，均未發(fā)現(xiàn)有可見漏氣
點(diǎn)。此外，對三峽右岸電站某氣室有可能的漏氣點(diǎn)進(jìn)
行檢測，最近兩次補(bǔ)氣日期分別是２００９ －０８ －２６ 和
２０１２ －０２ －１４，此期間氣室壓力在９０２ ｄ 內(nèi)從４６０ ｋＰａ
下降到４２０ ｋＰａ。由計(jì)算可得年泄漏率約為３．５％，但
通過紅外泄漏儀未能檢測出漏點(diǎn)。根據(jù)波義耳定律計(jì)
算４６０ ｋＰａ 時(shí)換算到標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的體積：
V１ ＝（４６０ ｋＰａ ×Vｒ） ／P０ ≈６ ９７５．１５ Ｌ
式中：Vｒ 為氣室體積；P０ 為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓；V１ 為標(biāo)準(zhǔn)大
氣壓下氣室內(nèi)ＳＦ６ 體積。
當(dāng)壓力下降到４２０ ｋＰａ 時(shí)，用波義耳定律計(jì)算此
時(shí)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓力下的ＳＦ６ 氣體體積：V２ ＝（４２０ ｋＰａ ×
Vｒ） ／P０ ≈６ ３６８．６１ Ｌ。泄漏的ＳＦ６ 氣體體積V３ ＝V１ －
V２≈６０６．５４ Ｌ，９０２ ｄ 約為７．８ ×１０７ ｓ，泄漏率L ＝V３ ／t
＝６０６．５４ ×１０３ ｍＬ／７．８ ×１０７ ｓ≈０．００７ ８ ｍＬ／ｓ。該泄
漏率已大于紅外成像檢漏儀說明書提供的可探測泄漏
率０．００１ ｍＬ／ｓ，未能檢測出來的原因可能是因?yàn)槭覂?nèi)
空氣流動緩慢、手持儀器有晃動影響和泄漏過于微小
等原因而使肉眼觀察比較困難。
2．2　水電站ＧＩＳ 氣室特定氣室檢漏
２０１３ －１２，技術(shù)研究中心對向家壩電廠懷疑泄漏
的氣室進(jìn)行了檢測，發(fā)現(xiàn)左岸某Ａ 相氣室和右岸某Ｂ
相氣室有泄漏。左岸泄漏氣室由伸縮節(jié)和斜拉母線構(gòu)
成，經(jīng)檢測發(fā)現(xiàn)漏氣點(diǎn)位于伸縮節(jié)和管母線連接法蘭
面底部，進(jìn)一步檢查發(fā)現(xiàn)該法蘭面底部４ 顆連接螺栓
松動，通過紅外成像檢測儀可見黑色飄動泄漏氣體。
右岸泄漏氣室也是由伸縮節(jié)和斜拉母線構(gòu)成的，
漏氣點(diǎn)位于氣室密度繼電器表頭位置，因表頭未緊固，
導(dǎo)致有ＳＦ６ 緩慢泄漏。由于泄漏量小，高敏模式下的
錄像功能可以看到氣體飄動。發(fā)現(xiàn)問題后，維護(hù)人員
及時(shí)緊固漏氣點(diǎn)螺栓和表頭，再次用紅外成像儀檢測
未發(fā)生泄漏。
２０１４ －０１，技術(shù)研究中心對溪洛渡電廠ＧＩＳ 和
ＧＩＬ 的疑似漏點(diǎn)用紅外成像儀進(jìn)行檢測，發(fā)現(xiàn)甘溪甲
線Ｃ 相某氣室存在氣體泄漏，泄漏點(diǎn)位于該氣室密度
繼電器表頭位置。另外兩處疑似泄漏點(diǎn)未發(fā)現(xiàn)氣體泄
漏，其中一處位于氣室的金屬連管位置，該處氣壓由
２０１３ －０９ 的額定４００ ｋＰａ 下降至２０１３ －１１ 的
３８０ ｋＰａ，之后再未下降，可能是因?yàn)槟撤N原因?qū)е滦?
漏點(diǎn)堵塞。還有一處位于溪復(fù)Ⅱ線出線母線連通管自
封閉閥門底座位置，該疑似泄漏點(diǎn)在檢測前溪洛渡電
廠維護(hù)人員曾用密封膠進(jìn)行處理，本次檢測未發(fā)現(xiàn)氣
體泄漏。
２０１３ －０６，葛洲壩電廠５００ ｋＶ ＧＩＳ 設(shè)備巡檢時(shí)發(fā)
現(xiàn)Ｇ６７Ａ 氣室壓力從４２０ ｋＰａ 降低為３８０ ｋＰａ，并于
２０１３ －０７ 進(jìn)行補(bǔ)氣，補(bǔ)氣后壓力恢復(fù)到４２０ ｋＰａ。
２０１３ －０９ 巡檢時(shí)發(fā)現(xiàn)ＧＭ１４Ｂ 氣室壓力顯示為
３５０ ｋＰａ，當(dāng)天補(bǔ)氣至４２０ ｋＰａ。２０１３ －１２ 技術(shù)研究中
心協(xié)同檢修廠輸電分部用ＧＦ３０６ 紅外成像檢漏儀對
上述兩個(gè)氣室及其他相同接頭進(jìn)行檢測。檢測發(fā)現(xiàn)漏
氣點(diǎn)位于連管與自封接頭的銅密封接頭處，且除了上
述兩個(gè)氣室，還有Ｇ６７Ｂ 和ＧＭ１４Ｃ 也有漏氣。發(fā)現(xiàn)
后，維護(hù)人員立即對自封接頭進(jìn)行了緊固處理和更換
連管，處理后原漏點(diǎn)仍然漏氣。母線停電后，對Ｇ６７Ａ
和Ｇ６７Ｂ 加裝“Ｏ”形密封圈處理，再次檢測未見滲漏，
該泄漏出現(xiàn)的原因是由于接頭和連管非同一廠家生
產(chǎn)，存在不匹配的情況。將ＧＭ１４Ｂ 和ＧＭ１４Ｃ 自封接
頭拆卸，檢查密封面時(shí)發(fā)現(xiàn)存在細(xì)微劃痕，經(jīng)分析此微
小劃痕就是泄漏的主要原因，該劃痕很有可能是運(yùn)輸
或安裝期間碰撞造成的。
對４ 個(gè)水電廠采用２ 種不同方法所進(jìn)行的５ 次泄
漏檢測情況的統(tǒng)計(jì)列于表１。
表1　泄漏檢測統(tǒng)計(jì)表
電站檢測方式測量設(shè)備范圍所需人數(shù)所需時(shí)間
三峽電廠普查（手持） １ ０９５ 個(gè)氣室２ 約１６０ ｈ
（約２０ 個(gè)工作日）
葛洲壩電廠普查（手持） ２７６ 個(gè)氣室、６０ 臺斷路器支柱、
１６ 臺出口斷路器２ 約２４０ ｈ
（約３０ 個(gè)工作日）
葛洲壩電廠 定點(diǎn)檢漏（手持＋三腳架） ４ 個(gè)氣室 １ １ ｈ 左右 向家壩電廠 定點(diǎn)檢漏（手持） ２ 個(gè)氣室 １ １ ｈ 左右 溪洛渡電廠 定點(diǎn)檢漏（手持） ３ 個(gè)氣室 １ １ ｈ 左右 ４１
水電與新能源２０１５ 年第６ 期
３　結(jié)　論
本文對不同六氟化硫泄漏檢測技術(shù)進(jìn)行了介紹，
并用紅外成像檢測儀ＧＦ３０６ 在４ 個(gè)水電站，采用兩種
不同的方法對ＧＩＳ 設(shè)備進(jìn)行檢漏。發(fā)現(xiàn)由于精度限制
和識別泄漏需要人眼判斷，紅外成像檢漏儀對大面積
無目的的普查并不適用，且比較浪費(fèi)人力。比較可行
的方法是，當(dāng)密度繼電器下降，或者用精度更高的檢漏
儀發(fā)現(xiàn)疑似泄漏區(qū)間后，再用紅外成像檢漏儀進(jìn)行定
位檢測。對于比較微小的泄漏，建議使用三腳架固定
儀器，并讓空氣有所流動，選擇合適的檢測背景進(jìn)行檢
測，這樣更容易發(fā)現(xiàn)泄漏點(diǎn)。
參考文獻(xiàn)：
［１］童偉， 王曉菲．應(yīng)用激光成像技術(shù)檢測ＧＩＳ 設(shè)備ＳＦ６ 氣體
泄漏［Ｊ］．科技傳播， ２０１３（１１）： １４９ －１５０
［２］甘德剛， 劉曦， 肖偉， 等．基于紅外成像檢漏技術(shù)的ＳＦ６ 氣
體檢漏方法研究［Ｊ］．電氣應(yīng)用， ２０１１， ３０（１７）： ５６ －５８
［３］朱建國， 林捷， 徐敏驊， 等．紅外成像檢漏技術(shù)在ＳＦ６ 設(shè)備
狀態(tài)檢修中的應(yīng)用［Ｊ］．電氣應(yīng)用， ２０１３（增刊）： ４６４ －４６６
［４］陳晟．ＳＦ６ 氣體泄漏紅外檢測技術(shù)探討［Ｊ］．中國電業(yè)，
２０１３（９）： ２５ －２７
（上接第３８ 頁）
３　同一流量下不同汽蝕程度的振動
對比
　　為了進(jìn)一步研究離心泵振動與汽蝕程度的關(guān)系，
通過比較表１、表２ 和圖３，選擇３０ ｍ３ ／ｈ 流量下的３
個(gè)工況進(jìn)行頻譜分析。因?yàn)檫@３ 個(gè)工況在相同流量下
揚(yáng)程相差最大，說明這３ 個(gè)工況下汽蝕程度差距最為
明顯，具有典型性。這３ 個(gè)工況的線性譜圖疊加圖，如
圖１４ 所示。
圖14　3 個(gè)工況的線性譜圖疊加圖
比較圖１４ 中３ 個(gè)不同工況的頻譜圖，可以明顯發(fā)
現(xiàn)隨著汽蝕程度的加深，其噪聲增大，振動頻譜圖頻率
帶底部抬高幅度增大，中低頻帶的變化特別明顯。共
振頻率帶隨著汽蝕的發(fā)展，由高頻向低頻方向發(fā)生
“平移”［６ －７］ 。
４　結(jié)　論
本文通過試驗(yàn)和頻譜分析方法對離心泵的汽蝕振
動特性進(jìn)行了研究，取得了一定的成果，現(xiàn)對上文所述
的結(jié)論進(jìn)行總結(jié)，離心泵汽蝕振動特征主要有以下
幾點(diǎn)。
１）在同一流量下，隨著汽蝕程度的加深，振動幅
值呈上升趨勢。
２）汽蝕振動沒有明顯的周期分量，主要以隨機(jī)分
量為主。
３）汽蝕振動是一個(gè)連續(xù)的寬頻帶振動，存在無限
多個(gè)振動頻率分量，振動頻率范圍在幾十赫茲到近萬
赫茲，在頻譜圖上表現(xiàn)為頻譜線底部不同程度抬升。
４）離心泵轉(zhuǎn)到系統(tǒng)在帶水運(yùn)行時(shí)的共振頻率隨
著汽蝕程度的加深，逐漸由高頻向低頻過渡。
５）離心泵轉(zhuǎn)動系統(tǒng)發(fā)生共振后，其共振頻率范圍
擴(kuò)大。
目前在工程上對離心泵汽蝕的監(jiān)測和診斷還十分
困難，運(yùn)用本文的研究成果可大大簡化汽蝕故障診斷
的工作量，并有效提高離心泵汽蝕故障診斷的準(zhǔn)確性。
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