该文研究了冲击回声法的检测原理及其在大电机绝缘系统无损检测中的应用.建立了冲击回声法在大电机绝缘系统无损检测中的应用基础,提出冲击回声法可用于评估大电机主绝缘老化状态以及检测大电机槽楔松动程度,建立了可现场应用的冲击回声检测系统.该文利用短时机械冲击作用于物体产生低频应力波,通过声传感器接收物体在冲击力作用下产生的声波,对接收到的声波进行分析以检测物体的材料特性及内部结构特征.以往基于声信号分析的绝缘缺陷检测技术主要用于检测大电机主绝缘中的发空现象,该技术主要研究了绝缘体在冲击力作用下的振动特性,采用时域、频域和小波分析方法对声信号进行分析,利用距离函数等进行判定,由于忽略了绝缘体在冲击力作用下所产生的声波在绝缘中的传播特性,因此得到的结果无法反映实际检测的物理过程.由于基于声信号分析的绝缘检测技术理论不够完善,而且该技术的命名并不能真正体现这一检测方法的物理过程,因此该文在进行了大量的理论研究和试验研究的基础上提出了能够真实反映检测物理过程的"冲击回声法"概念,建立了冲击回声法在大型发电机绝缘系统无损检测中的应用基础.该文将冲击回声法检测的物理过程分为与物体振动模态相关的"冲击"和与声波在物体中传播过程相关的"回声"过程.为了进行大电机主绝缘老化状态冲击回声检测的试验研究,该文首先以同大电机主绝缘材料一致的环氧云母玻璃布板为研究对象,研究了大电机主绝缘材质老化的冲击回声检测,检测结果表明,主绝缘的冲击回声信号主频率值随老化时间的增加缓慢降低,认为是主绝缘材料弹性模量下降的结果,该文利用动态力学试验以及显微镜分析验证了这一结论;然后又对大电机主绝缘内部结构缺陷的冲击回声检测进行了研究,通过联合时-频分析方法分析了声信号的联合时-频特征,得到直观的时-频联合能量谱图,观察到声波在缺陷处的回波现象;通过小波分析方法研究了冲击回声信号在内部缺陷处的回波特征.最后,该文还对实验室多因子老化的真机线棒的绝缘状态进行了冲击回声检测,检测结果表明,主绝缘冲击回声信号的基频随老化时间呈下降趋势,同时,基于小波包分析计算得到的冲击回声信号平均分维数随老化时间逐渐减小.目前,针对大电机槽楔松动状态的检测,国内外已经研制开发了相应的检测仪器,但由于大电机槽楔的紧固结构主要分为两类:一类为利用垫条固定槽楔;另一类为利用波纹板固定槽楔.针对这两类槽楔紧固结构,国内外分别采用两套仪器进行检测.该文对大电机槽楔松动状态的冲击回声检测进行了理论分析和试验研究,并进行了现场检测,在此基础之上提出仅利用一套冲击回声检测系统通过提取不同检测参量即可检测不同类型槽楔紧固结构电机的槽楔松动.以往基于直线电动机结构设计的绝缘缺陷检测系统由于体积大、重量重、不利于现场应用,因此该文基于电磁结构研制开发了一套便携式的冲击回声检测系统,该系统具有体积小、重量轻等特点.