基于X射線的輸電線路金具壓接質(zhì)量檢測(cè)

田地 姜武陽(yáng)

摘要：介紹了X射線檢測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和基本原理，分析了X射線檢測(cè)技術(shù)在輸電線路金具壓接質(zhì)量檢測(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，探討了輸電線路金具壓接質(zhì)量檢測(cè)的技術(shù)要點(diǎn)。研究成果在遵義市110kv茗青線中得到實(shí)際應(yīng)用，取得了良好的效果。

關(guān)鍵詞：X射線;輸電線路;金具;壓接質(zhì)量;無(wú)損檢測(cè)

在我國(guó)的電網(wǎng)中，架空輸電線路多采用耐張線夾和接續(xù)管等壓接金具實(shí)現(xiàn)物理連接，壓接型耐張線夾在支撐電能傳輸?shù)耐瑫r(shí)，也要承受導(dǎo)線的全部張力，直接影響著線路的可靠性和供電安全性，因此其壓接質(zhì)量至關(guān)重要。本文探討了采用X射線對(duì)輸電線路金具壓接質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)的技術(shù)方案及應(yīng)用。

1 X射線檢測(cè)技術(shù)概述

X射線檢測(cè)是一種常規(guī)的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，借助圖像處理技術(shù)，X射線檢測(cè)可以對(duì)電纜缺陷進(jìn)行可視化分析，有效地提高了缺陷評(píng)價(jià)的準(zhǔn)確性和操作效率。在電網(wǎng)的架空輸電線路中，耐張線夾、GIS、套管、復(fù)合絕緣子等部件有廣泛的應(yīng)用，而這些部件多采用壓接法進(jìn)行連接，其壓接質(zhì)量是輸電線路安全運(yùn)行的重要影響因素，但其壓接缺陷一般很難通過(guò)外觀檢查發(fā)現(xiàn)。為解決此導(dǎo)線異常發(fā)熱、斷線等安全隱患，采用現(xiàn)場(chǎng)X射線檢測(cè)是一種可行的方案。

輸電線路金具壓接質(zhì)量X射線檢測(cè)是以X射線無(wú)損檢測(cè)技術(shù)為基礎(chǔ)，充分利用X射線與物質(zhì)相互作用的物理效應(yīng)，在成像裝置上形成待檢測(cè)部件的結(jié)構(gòu)影像，可以非常直觀地發(fā)現(xiàn)其內(nèi)部欠壓、漏壓、空壓及壓接錯(cuò)位等缺陷。

2 X射線檢測(cè)系統(tǒng)原理

一臺(tái)典型的X射線檢測(cè)系統(tǒng)一般由脈沖射線源、數(shù)字平板探測(cè)器、計(jì)算機(jī)圖像處理系統(tǒng)、機(jī)械裝置、無(wú)線傳輸裝置等部分構(gòu)成。其中X射線源多采用便攜式定向X射線機(jī)或者脈沖式射線機(jī)，探測(cè)器則有數(shù)字式和膠片式兩類(lèi)，機(jī)械裝置則根據(jù)檢測(cè)設(shè)備、檢測(cè)對(duì)象和檢測(cè)方法的不同而單獨(dú)設(shè)計(jì)，起到設(shè)備固定和方便操作的作用。

X射線檢測(cè)的基本原理是利用了X射線可以穿透物體的特殊物理特性，借助計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可以儲(chǔ)存檢測(cè)影像，采用一定的算法處理后可以自動(dòng)完成無(wú)損評(píng)價(jià)，在產(chǎn)品研究、失效分析、高可靠篩選、質(zhì)量評(píng)價(jià)、優(yōu)化工藝等方面有重要應(yīng)用價(jià)值。

現(xiàn)代X射線檢測(cè)系統(tǒng)結(jié)合計(jì)算機(jī)圖像處理系統(tǒng)的應(yīng)用，可以很方便地對(duì)接不同行業(yè)的特殊需求，通過(guò)編程提供人性化的操作界面和高效的圖像分析程序，可以大大減少人力勞動(dòng)強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化檢測(cè)的目的。

3輸電線路金具壓接質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)要點(diǎn)

3.1檢測(cè)部件及透照布置

對(duì)于輸電線路金具而言，X射線檢測(cè)主要針對(duì)壓接部件，例如鋼錨與外部鋁套管壓接區(qū)域、芯線與錨管或芯線接續(xù)管壓接區(qū)域、外部鋁管和絞線或中間套管壓接區(qū)域等，如圖1所示。

在操作時(shí)，X射線束的中心線應(yīng)與待檢測(cè)部件的中心保持垂直，成像板與待檢測(cè)部件要緊貼在一起，避免產(chǎn)生彎曲變形。如果受現(xiàn)場(chǎng)條件限制無(wú)法緊貼，可以通過(guò)恰當(dāng)增加焦距來(lái)改善成像效果。在透照前必須確保X射線照射方向沒(méi)有人員在場(chǎng)。值得注意的是，檢測(cè)時(shí)設(shè)備對(duì)導(dǎo)線和桿塔的附加荷載應(yīng)在導(dǎo)線和桿塔的允許值范圍之內(nèi)。

3.2主要參數(shù)的確定

X射線成像系統(tǒng)的參數(shù)有很多，在輸電線路金具X射線檢測(cè)中，最為關(guān)鍵的是要合理確定管電壓和曝光量。管電壓要以透照對(duì)象的厚度來(lái)確定，如果透照質(zhì)量不佳，應(yīng)進(jìn)行多次調(diào)整。但要注意在曝光量達(dá)標(biāo)的情況下，盡量采用較低的管電壓。對(duì)于曝光量的設(shè)置，要綜合分析檢測(cè)速度、檢測(cè)設(shè)備和檢測(cè)質(zhì)量等方面的要求，可以通過(guò)簡(jiǎn)單試驗(yàn)來(lái)調(diào)整曝光量。同樣，在圖像質(zhì)量和檢測(cè)效率達(dá)標(biāo)的情況下，曝光量要盡量降低。

3.3圖像質(zhì)量要求

檢測(cè)影像是質(zhì)量評(píng)估的依據(jù)，因此檢測(cè)圖像要保證高質(zhì)量。無(wú)論是膠片還是數(shù)字圖像，其都要做好清晰完整的標(biāo)識(shí)，且標(biāo)識(shí)要設(shè)置在非重點(diǎn)位置上。如果是對(duì)同一壓接金具進(jìn)行檢測(cè)的多張圖片，應(yīng)選用不同角度或不同部件的圖片，共同構(gòu)成一個(gè)金具的完整檢測(cè)圖像。檢測(cè)圖像的黑度和對(duì)比度要適應(yīng)人眼的生理特性，如不達(dá)標(biāo)應(yīng)進(jìn)行恰當(dāng)?shù)膱D像處理，被檢測(cè)部位的影像要保持清晰，特別是對(duì)于邊界或交界的區(qū)域應(yīng)有較高的清晰度。被檢測(cè)部位不應(yīng)有其它無(wú)關(guān)構(gòu)件的影像或偽像。

3.4缺陷的判別

X射線檢測(cè)后，需要對(duì)其缺陷進(jìn)行分析。根據(jù)當(dāng)前實(shí)踐和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求，最常用的辦法是先收集壓接型金具主要壓接部位的正確壓接的典型圖樣和常見(jiàn)的典型缺陷圖樣，以此作為參考標(biāo)準(zhǔn)，再將檢測(cè)圖像與這些標(biāo)準(zhǔn)圖像進(jìn)行對(duì)照，從而對(duì)缺陷的有無(wú)或缺陷的類(lèi)型作出判斷。在參考標(biāo)準(zhǔn)圖像時(shí)，要同時(shí)考慮文字描述和圖像特征的符合性。如果標(biāo)準(zhǔn)圖庫(kù)中沒(méi)有與實(shí)際檢測(cè)結(jié)果一致的缺陷情況時(shí)，可以綜合考慮缺陷的外觀尺寸、形態(tài)和分布等特點(diǎn)，選擇一個(gè)或多個(gè)最為相似的標(biāo)準(zhǔn)圖像進(jìn)行綜合判別，也可以借助計(jì)算機(jī)的自動(dòng)判別功能進(jìn)行判別。缺陷的判別需滿足GB/50233、DL/T 758、Q/GDW 571等標(biāo)準(zhǔn)的要求。

4應(yīng)用案例

本文所述技術(shù)方案在貴州省遵義市110kv茗青線的金具壓接質(zhì)量檢測(cè)中進(jìn)行了應(yīng)用，完成了對(duì)6號(hào)塔大號(hào)側(cè)和7號(hào)塔小號(hào)側(cè)的三相線路檢測(cè)。檢測(cè)中采用了丹東奧龍射線儀器集團(tuán)有限公司的AL-DR-270型X射線便攜式DR數(shù)字成像系統(tǒng)。檢測(cè)過(guò)程及缺陷判別標(biāo)準(zhǔn)滿足Q/GDW 11793-2017《輸電線路金具壓接質(zhì)量X射線檢測(cè)技術(shù)導(dǎo)則》的各項(xiàng)要求。

經(jīng)檢測(cè)，6號(hào)塔大號(hào)側(cè)B、C相和7號(hào)塔小號(hào)側(cè)B、C相均有不同程度的缺陷。如圖2所示，

圖2（a）為6號(hào)塔大號(hào)側(cè)A相的檢測(cè)圖像，其結(jié)構(gòu)完整，壓接良好，未見(jiàn)缺陷;圖2（b）為6號(hào)塔大號(hào)側(cè)B相的檢測(cè)圖像，其結(jié)構(gòu)完整，但鋼錨毛刺未修，防滑槽漏壓，需補(bǔ)壓?？傮w檢測(cè)結(jié)果如表1所示。

5結(jié)語(yǔ)

近年來(lái)，我國(guó)城市化建設(shè)的步伐在不斷加速，電力需求連年增長(zhǎng)，電力電纜在城市輸配電網(wǎng)的作為更加突出。本文通過(guò)X射線無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)輸電線路金具壓接質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行了分析，對(duì)輸配電網(wǎng)的維護(hù)管理具有重要的應(yīng)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

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第一作者簡(jiǎn)介：田地，男，漢族，貴州仁懷市，1987年07月，本科，工程師，遵義供電局，郵編56300，研究方向：輸電線路運(yùn)行檢修。