Anwendung
Überprüfung auf die Bindung zwischen Silikonmantel und dem Schichtkörper von Hochspannungsisolatoren aus Verbundwerkstoffen.
Einführung
Hochspannungsisolatoren für Strommasten und Bahnstromleitungen bestehen herkömmlich aus Glas oder Keramik, aber immer häufiger wird neuerdings aufgrund von Vorteilen bezüglich Gewicht, Haltbarkeit und Leistungsfähigkeit unter verschiedenen Umweltbedingungen zu Verbundwerkstoff gewechselt. Diese Isolatoren bestehen aus einem faserverstärkten Kunststoff (FVK) mit einer Silikongummibeschichtung und mit Metallverschraubungen an beiden Enden. Eine gute Bindung zwischen dem FVK und der Silikonschicht ist für eine ordnungsgemäße elektrische Funktion unverzichtbar, da Bindungsfehler zu elektrischen Durchschlägen führen können. Ultraschallprüfgeräte sind für eine schnelle und zerstörungsfreie Prüfung auf die Integrität dieser Bindungen, sowohl während der Herstellung als auch während der Wartung, bestens geeignet.
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Technische Ausstattung
Alle Prüfgeräte der EPOCH Serie von Olympus (Modelle EPOCH 650 und EPOCH 6LT) können für diese Prüfung zusammen mit Kontaktschallköpfen mit kleinem Durchmesser, wie einem V112-RM (10 MHz, Ø 0,25 Zoll/6,25 mm), die zwischen die gewölbten Membranen passen, eingesetzt werden.
Verfahren
Die Phase oder Polarität eines Echos, das von der Grenzschicht zwischen zwei Materialien reflektiert wird, ist von den relativen akustischen Impedanzen (Dichte × Schallgeschwindigkeit) der Materialien abhängig. Hat das erste Material eine höhere akustische Impedanz als das zweite Material, ist die Echopolarität negativ. Hat das erste Material eine geringere akustische Impedanz als das zweite Material, ist die Echopolarität positiv. Silikon hat eine geringere Impedanz als Glasfaser, aber eine höhere Impedanz als Luft. So erzeugt eine geklebte Silikon/FVK-Verbindung ein positives Echo und eine Silikon/Luft-Grenze nach Bindungsverlust ein negatives Echo. Für diese Prüfung wurde das Prüfgerät im HF-Anzeigemodus eingesetzt. Der Prüfer erkannte das Echo an der Silikon-/FVK-Grenze, bewegt es in die Mitte der Bildschirmanzeige und stellte die Verstärkung auf ca. 80 % der Bildschirmhöhe ein. Die Anzeigemuster sollten dann wie folgt aussehen:
Verbindung mit positivem Maximum | Gelöste Verbindung mit negativem Maximum |
Wenn die Dicke und/oder Konzentrizität der Silikonbeschichtung von Interesse sind, kann dies gleichzeitig gemessen werden, indem das Gerät auf die Schallgeschwindigkeit von Silikon kalibriert (typischerweise etwa 1,48 mm/µS oder 0,058 Zoll/µS) und eine Messblende auf das Echo eingestellt wird.
