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电力系统接地网故障检测是保证系统安全运行的重要措施。接地网经常会因为腐蚀而造成缺陷,降低其电气性能,成为威胁设备和人身安全的事故隐患,因此接地网故障诊断具有重要意义。目前的接地网故障诊断技术,如电磁场法、电路法以及电化学法,还不能有效解决接地网无损评价问题。针对电力系统安全运行需要,本文开展一种基于低阶水平剪切波的扁钢无损评价方法,为解决接地网安全评价提供技术支撑。本文的主要研究内容包括以下几个方面:(1)基于波动理论,对扁钢中兰姆波的传播特性进行分析。从理论上,选定低阶水平剪切SH0波为适合接地网扁钢无损检测的导波模态类型;(2)扁钢无损检测专用SH0波电磁声换能器研制。基于惠更斯原理,建立SH0波电磁声换能器声场空间分布模型,研究换能器结构参数对其声场分布的影响,实现换能器结构参数的优化设计。测试结果表明,研制的电磁声换能器可以在扁钢中激励出单一模态的SH0波;(3)板宽度对不同模态兰姆波传播特性影响研究。检测实验和数值仿真结果表明,利用压电斜入射方式,难以在窄板中实现单一低阶对称和反对称兰姆波激励;利用电磁声换能器,可以在窄板中激励出低阶水平剪切兰姆波SH0波,且当板宽度大于换能器宽度时,宽度变化对窄板中SH0传播几乎无影响;(4)在实验室条件下,利用SH0波电磁声换能器进行了不同条件下扁钢无损检测实验。研究了扁钢宽度、厚度、长度、缺陷位置、搭接方式以及埋地等对检测技术的影响。结果表明,SH0波电磁声换能器可以有效实现扁钢无损检测,且适应性和灵敏度较高。在此基础上,将其应用于现场接地网无损检测。