X射線在絕緣件加工領域的應用前景和局限性研究

摘 要：伴隨著我國輸變電領域的不斷發(fā)展與進步，超特高壓電力變壓器和電抗器被廣泛應用在輸變電領域，促使我國變壓器制造廠家對于超特高壓變壓器的設計和制造能力不斷發(fā)展和提高，國內變壓器制造企業(yè)的進步為我國經(jīng)濟發(fā)展和基礎建設做出了重大貢獻。面對市場經(jīng)濟的發(fā)展和需求，變壓器制造企業(yè)的競爭力也越來越大，企業(yè)在生存和發(fā)展過程中需要不斷的創(chuàng)新，才能跟上市場經(jīng)濟的發(fā)展速度。所以很多變壓器制造企業(yè)通過人才引進、技術改造、結構優(yōu)化、質量提升等手段來提高自身產(chǎn)品的市場競爭力。本文筆者針對超特高壓變壓器質量提升的手段，探討采用X光檢測設備檢查超特高壓變壓器用絕緣材料的內在質量情況，以及X光檢測設備在變壓器領域的應用。

關鍵詞：絕緣件加工;質量提升;X射線檢查;檢測局限性

我國是超特高壓變壓器和電抗器制造大國，在所有的超特高壓電力變壓器中都需要使用大量的絕緣成型件和絕緣結構件，才能滿足超特高壓變壓器的設計和使用需求[1]。而所有的絕緣件在超特高壓變壓器和電抗器中均為關鍵部件，其中成型件和絕緣結構件的電氣性能指標直接關系到變壓器能否通過出廠測試，所以在絕緣件加工領域，絕緣成型件和絕緣結構件的質量指標是非常高的，要求絕緣件內外均不得有任何的雜質或異物，甚至于空腔。然后我們的絕緣件由于其結構多樣性和復雜性，很難避免絕緣件內部沒有異物、空腔等缺陷，且絕緣件制造企業(yè)無法對自身制造的絕緣件進行電氣性能在線檢測，只能通過制造工藝過程控制來管控產(chǎn)品質量。那么如何才能對絕緣件進行質量提升，我們需要在不破壞產(chǎn)品結構的情況下，檢查出產(chǎn)品的內在質量。而X射線檢查恰好就具備這樣的能力，X射線具有較強的穿透性，可以檢測比較厚實的產(chǎn)品，可以滿足復雜絕緣件的檢查，其檢查局限性相對于其它檢測方法要小的多。

1.絕緣件的制造過程控制及內部性能檢查

1.1 絕緣件是大型油浸式電力變壓器中不可或缺的關鍵零部件之一，在油浸式電力變壓器內不同部位的絕緣件的性能要求各不相同。耐受電壓和場強也不一樣，所以絕緣材料需要加工成各種各樣的結構，加工工序復雜繁多，每道工序都有污染風險，合格的絕緣件必須要有足夠的電氣強度、機械強度，任何污染都會造成耐壓不達標而發(fā)生放電情況。所以絕緣材料除了必須有足夠的機械強度外，還必須非常純凈，不得有任何雜質參入，才能滿足變壓器的使用要求。但是肉眼只能看到絕緣件的外觀，無法看到絕緣件內部缺陷。

1.2絕緣件制造過程中的清潔度控制

由于絕緣件在變壓器內處于高電壓場強內，這就要求絕緣件內部不得有金屬和非金屬異物，因為一旦絕緣件內有異物，會導致異物在變壓器高電壓場強環(huán)境中發(fā)生局部放電的問題，嚴重時造成變壓器擊穿甚至于燒毀的嚴重質量問題，所以絕緣件在加工過程中必須對清潔度進行重點控制，清潔度控制表現(xiàn)在原材料選用，加工工藝合理性，現(xiàn)場環(huán)境、半成品周轉和成品防護等幾個方面，只有加強產(chǎn)品制造過程的工藝控制，才能有效避免異物混入產(chǎn)品內部，從而控制產(chǎn)品的清潔度[2]。

1.3 加工設備的管理與控制

絕緣件除了要控制原材料、半成品和現(xiàn)場環(huán)境之外，其制造過程中的設備的管理和控制也尤為重要，首先絕緣件不是金屬件，絕緣件的加工和常規(guī)金屬件有很大區(qū)別，比如絕緣件在設備上進行機械加工時，不得使用冷卻液、不得參入水、油等污染絕緣件。所以要求絕緣件加工設備要有良好的清潔度，完善的刀具冷卻系統(tǒng)，刀具排屑系統(tǒng)和粉塵清理系統(tǒng)。缺少任何一項都會造成絕緣件的污染而無法正常使用。有些產(chǎn)品還需要使用的熱壓機，產(chǎn)品在加工過程中對溫度、壓力都有特殊工藝要求，設備的穩(wěn)定性直接關系到產(chǎn)品的最終質量。

1.4? 絕緣件質量關鍵控制

絕緣件加工過程進行有效的管控后，我們還不能忽略絕緣件的周轉過程，如果加工過程嚴格控制了產(chǎn)品的清潔度，但在后續(xù)的周轉和運輸過程中沒有對絕緣件進行有效的防護的話，也會造成最終產(chǎn)品的質量問題。另外有的時候雖然我們控制了產(chǎn)品的制造過程，但我們無法確定絕緣件內部是否還有其它問題，然而X射線可以穿透進入產(chǎn)品內部，找出產(chǎn)品內部的缺陷，通過對缺陷的評估，最終可以判定出產(chǎn)品是否滿足使用要求。

2.X射線檢查在絕緣件加工領域的應用

X射線能夠檢測出絕緣件內部的缺陷，但是其本身也有一定的精度和探測能力，現(xiàn)在的X光機可以探測到100mm厚度的絕緣件內部質量情況，厚度超過100mm后，其探測精度和效果會下降許多，如果絕緣件是組合裝配件時，X射線的檢查效果也會大打折扣，有時甚至于完全失去檢測效果。比如當銅件表面需要覆蓋絕緣件時，此時的絕緣件就無法采用X射線進行內部檢查，因為X射線師無法穿透銅制產(chǎn)品，所以就不能檢測銅件表面的絕緣層內是否清潔，是否有分層、異物、空腔等缺陷。為此了避免此情況的發(fā)生，我們一般需要先單獨對絕緣零部件進行X射線檢查，然后將檢查沒有問題的絕緣零部件安裝到金屬骨架的表面，通過間接檢查的方法來保證真?zhèn)€產(chǎn)品的清潔度[3]。所以我們再使用X射線對絕緣件件進行檢查時，要充分利用其特性，有針對性的采用X射線進行產(chǎn)品質量的檢查和篩選。

結束語：綜上所述，絕緣件加工過程中引入X射線檢查系統(tǒng)后，進一步提升了絕緣件加工企業(yè)的產(chǎn)品質量，它可以有效避免劣質的絕緣件產(chǎn)品流入變壓器制造企業(yè)內，大大降低了變壓器制造企業(yè)制造變壓器的不合格風險，提高了變壓器一次測試合格率。無形中降低了變壓器制造成本，還能為變壓器制造企業(yè)縮短產(chǎn)品制造周期。總的來說，絕緣件檢測引入X射線檢查工序，可以給絕緣件生產(chǎn)廠家和變壓器制造廠家?guī)砭薮蟮慕?jīng)濟效益。最后，限于筆者的水平有限，本文還有很多不足之處，筆者會在日后的工作學習中繼續(xù)加以改進。

參考文獻：

[1]劉軍，陶維道.X射線數(shù)字成像技術在鑄造鋁合金輪轂檢測中的應用[J].無損探傷，2017，（3）.42-44.

[2]許煥清，馬君鵬，王成亮，等.GIS設備典型缺陷的X射線數(shù)字成像檢測技術[J].電網(wǎng)技術，2017，（5）.1697-1702.

[3]向真，張欣，黃榮輝，等.X射線數(shù)字成像技術在開關設備缺陷診斷中的應用[J].高壓電器，2016，（2）.195-199.

作者簡介：

陳志平，性別：男1980年9月出生，2002年畢業(yè)于常州市信息職業(yè)技術學院，機電工程系，大學專科學歷，現(xiàn)從事油浸式交直流變壓器用絕緣成型件的制造和研究，

（常州市英中電氣有限公司;江蘇 常州 213000）