X射線可視化檢查GIS設(shè)備技術(shù)研究

黎俊濤

摘 ? 要：氣體絕緣全封閉組合電器（GIS）是高壓及超高壓領(lǐng)域的常用設(shè)備，為實現(xiàn)其內(nèi)部缺陷的系統(tǒng)檢查，能有效地提升設(shè)備運(yùn)作安全性、可靠性，需對GIS設(shè)備進(jìn)行X射線可視化檢查。本文在闡述GIS設(shè)備X射線可視化修系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成的基礎(chǔ)上，就GIS設(shè)備技術(shù)常見內(nèi)部故障進(jìn)行分析，然后指出X射線可視化檢查對GIS設(shè)備的影響。期望能提升X射線可視化檢查技術(shù)的應(yīng)用水平，進(jìn)而在提升GIS設(shè)備運(yùn)作質(zhì)量的同時，推動我國高壓、超高壓電力工程的有序發(fā)展。

關(guān)鍵詞：關(guān)X射線 ?可視檢查 ?GIS設(shè)備 ?缺陷

中圖分類號：TH878 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2020）01（a）-0017-02

新經(jīng)濟(jì)形態(tài)下，電力工程在國民生活生產(chǎn)中發(fā)揮著重要作用，確保電網(wǎng)變電設(shè)施的安全和可靠，對于國家公共安全和國計民生具有重大影響。基于此，在電力工程發(fā)展中，進(jìn)行電網(wǎng)電氣設(shè)備的故障檢查極為關(guān)鍵?，F(xiàn)階段，我國電網(wǎng)電器設(shè)備故障檢測方式眾多，然從檢測過程來看，這些設(shè)備在高壓、超高壓電氣設(shè)備故障檢查中缺陷明顯，其不能準(zhǔn)確的檢測出電氣設(shè)備內(nèi)部缺陷的位置及類型，這給電力工程應(yīng)用帶來了極大困擾。新時期，借助于X射線可視化檢查技術(shù)進(jìn)行GIS設(shè)備檢查已經(jīng)成為電力工程領(lǐng)域研究發(fā)展的重要內(nèi)容。本文就X射線可視化檢查技術(shù)在GIS設(shè)備檢查中的應(yīng)用要點展開分析。

1 ?GIS設(shè)備X射線可視化檢測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成

X射線可視化系統(tǒng)是GIS設(shè)備內(nèi)部故障檢查的重要工具，其不僅包含了X射線機(jī)的規(guī)范使用，而且需要成像板和計算機(jī)工作站作為支撐。檢查實踐中，經(jīng)這三個部分的組合應(yīng)用，X射線可視化修系統(tǒng)具備透視監(jiān)測的功能，其能有效地發(fā)現(xiàn)GIS設(shè)備的內(nèi)部故障，對于設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)把控、故障檢修和安全控制具有較強(qiáng)的指導(dǎo)性。

基于X射線可視化檢測技術(shù)進(jìn)行GIS設(shè)備故障檢查時，其硬件設(shè)備的結(jié)構(gòu)布局為：首先，在GIS設(shè)備一側(cè)設(shè)置X射線機(jī)，然后在對應(yīng)側(cè)設(shè)置成像板，該環(huán)節(jié)中，需確保X射線機(jī)的發(fā)射端口與成像板相對，這樣能有效地確保X射線穿過待檢測設(shè)備，并將內(nèi)部檢查結(jié)果顯示在成像板上。其次，當(dāng)X射線機(jī)安裝完成后，需依據(jù)待檢測設(shè)備的適應(yīng)情況，對其參數(shù)進(jìn)行規(guī)范設(shè)置，通常包括電壓、管電流和曝光時等都是X射線機(jī)參數(shù)調(diào)整控制的重要內(nèi)容。最后，按下X射線機(jī)啟動按鍵進(jìn)行設(shè)備檢查，此時，在成像板支撐下，X射線的光子會被轉(zhuǎn)化為數(shù)字電流，然后借助于傳輸設(shè)備輸送到計算機(jī)工作站。在計算機(jī)特定編程的處理下，這些數(shù)字電流又會被再次轉(zhuǎn)化為透視圖像，分析透視圖像即可發(fā)現(xiàn)GIS設(shè)備內(nèi)部的是否存在故障，進(jìn)而為其安全使用提供指導(dǎo)。

2 ?GIS設(shè)備技術(shù)常見的內(nèi)部故障

2.1 GIS設(shè)備工程使用

GIS設(shè)備是當(dāng)前電力電網(wǎng)工程中較為常見的一種設(shè)備，其包含了斷路器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)、互感器、避雷器、母線、連接件和出線終端等結(jié)構(gòu)單元，在在實際使用過程總，這些設(shè)備或構(gòu)件全部封閉在金屬接地的外殼中，同時，外殼內(nèi)部充有一定壓力的SF6絕緣氣體，其實現(xiàn)了設(shè)備的有效保護(hù)，并使得設(shè)備在使用過程中具有結(jié)構(gòu)緊湊、可靠性高、配置靈活、安裝方便、安全性強(qiáng)的特征?，F(xiàn)階段，GIS設(shè)備在高壓和超高壓系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。

2.2 X射線可視化檢測技術(shù)下的GIS設(shè)備故障

從使用過程來看，GIS設(shè)備的應(yīng)用并非絕對安全，即其會隨著使用壽命增加、電壓負(fù)荷不穩(wěn)而產(chǎn)生一定故障。然而受設(shè)備所有構(gòu)件被裹覆在封閉的金屬接地外殼中，故而設(shè)備故障具有隱蔽性的特征。實踐中，一旦這些故障不能及時被發(fā)現(xiàn)，就會給GIS設(shè)備應(yīng)用及電網(wǎng)安全造成極大影響?，F(xiàn)階段，通過X射線可視檢測技術(shù)進(jìn)行GIS設(shè)備故障檢查，可知該設(shè)備常見故障包括：

其一，金屬懸浮缺陷，該故障是指在GIS設(shè)備在使用過程中，受絕緣棉線阻塞影響，斷面積數(shù)與GIS罐體底部相互分離，兩者不再接觸致使金屬片懸浮，對設(shè)備的使用造成影響。其二，當(dāng)GIS涉筆罐體底部出現(xiàn)金屬墊片、螺栓、螺母和彈片等物體時，就會形成新的缺陷，這些配件多余或散落的缺陷被稱為裝載配件異物缺陷。其三，屏蔽蓋松動缺陷，在GIS設(shè)備使用過程中，屏蔽蓋能實現(xiàn)被屏蔽構(gòu)件的有效保護(hù)，當(dāng)屏蔽蓋脫落時，該構(gòu)件就極易發(fā)生電弧感應(yīng)現(xiàn)象，影響設(shè)備使用的安全性。其四，隔離開關(guān)閉合不到位、金屬顆粒等也是GIS設(shè)備應(yīng)用的常見故障。當(dāng)GIS設(shè)備隔離開關(guān)閉合不到位時，設(shè)備本身存在額外做工現(xiàn)象，這不僅帶來了極大的電能消耗，而且容易使得設(shè)備老化，產(chǎn)生其他故障。而金屬顆粒會進(jìn)一步降低SF6絕緣氣體對各構(gòu)件的保護(hù)作用，使得設(shè)備絕緣性降低，影響操作人員人身安全。通常，金屬顆粒缺陷中的顆粒尺徑約為0.1～0.3mm。

3 ?X射線可視化檢測技術(shù)對GIS設(shè)備的影響

3.1 影響GIS設(shè)備固體材料

GIS設(shè)備金屬固體材料眾多，在對其進(jìn)行X射線可視化檢測時，工作人員可以絕緣體凹槽為基礎(chǔ)，在其表面拉出小切口，然后通過X射線對設(shè)備進(jìn)行檢測，最后借助于電子顯微鏡對比觀察觀測前與觀測后的照射圖像，即可發(fā)現(xiàn)GIS設(shè)備使用中的固體缺陷。需注意的是，在GIS設(shè)備固體材料檢測中，為確保檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性，在X射線可視化檢查設(shè)備參數(shù)調(diào)節(jié)中，需注重電壓、管電流和曝光時間的有效把控;一般而言，需確保X射線保持在最高能量級。此外，雖然X射線可視化檢查設(shè)備對構(gòu)件的尺寸并不敏感，然需盡量確保所有設(shè)備處于X射線機(jī)照射范圍之內(nèi)，進(jìn)而實現(xiàn)固件故障的有效檢測。

3.2 影響GIS設(shè)備油材料

GIS 設(shè)備使用過程中，變壓器之中包含了較多的油材料，X射線檢測中，受壓力及X射線照射作用的影響，不同質(zhì)量的變壓器油會發(fā)生一定變化。故而在檢測實踐中，需注重X射線照射對變壓器油影響的有效分析。一般情況下，為準(zhǔn)確分析X射線對GIS設(shè)備油材料的影響，需將擊穿電壓設(shè)置在10kV左右，同時在變壓器油加壓過程中，應(yīng)保證加壓時間保持在5h左右，然后準(zhǔn)確獲取加壓前后的DGA數(shù)據(jù)。研究檢測結(jié)果可知，對于不同的變壓器油，X射線能影響H2的含量，具體而言，H2的含量受變壓器油質(zhì)量與X射線照射時間的雙重影響。

3.3 影響GIS設(shè)備SF6氣體

SF6氣體是GIS設(shè)備內(nèi)部最主要的保護(hù)性氣體，該氣體是一種無色、無味、無毒、不易燃的惰性氣體，同時氣體本身絕緣性能突出，將其應(yīng)用于GIS設(shè)備，能有效地提升設(shè)備內(nèi)部構(gòu)件的絕緣性能，確保設(shè)備使用安全性[3]。從GIS設(shè)備使用過程來看，SF6氣體是其緊湊布局、靈活配置及可靠使用的重要保證。然而在實踐中，X射線會對SF6氣體的化學(xué)性質(zhì)造成一定影響，故而在檢測中，應(yīng)系統(tǒng)化地設(shè)置X射線照射參數(shù)，將其對SF6氣體的影響降至最低。

4 ?結(jié)語

X射線可視化檢測技術(shù)是一種行之有效的GIS設(shè)備故障檢查手段，其能有效發(fā)現(xiàn)GIS設(shè)備只用中的故障類型，為后期檢修控制提供指導(dǎo)。實踐過程中，工作人員只有充分認(rèn)識到GIS設(shè)備故障檢查的必要性，并在準(zhǔn)確把控X射線可視化檢測技術(shù)原理的同時，規(guī)范化的進(jìn)行X射線可視化檢測設(shè)備結(jié)構(gòu)布置，并實施檢查，才能有效地發(fā)現(xiàn)GIS設(shè)備內(nèi)部故障，確保設(shè)備檢修的科學(xué)性、合理性。電力工程實踐表明，規(guī)范化的使用X射線可視化檢測技術(shù)，能有效地提升GIS設(shè)備使用質(zhì)量，推動我國電力工程的有序發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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