X射線可視化檢查GIS設備技術研究

黎俊濤

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

關鍵詞：關X射線 ?可視檢查 ?GIS設備 ?缺陷

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

新經(jīng)濟形態(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，進行電網(wǎng)電氣設備的故障檢查極為關鍵。現(xiàn)階段，我國電網(wǎng)電器設備故障檢測方式眾多，然從檢測過程來看，這些設備在高壓、超高壓電氣設備故障檢查中缺陷明顯，其不能準確的檢測出電氣設備內(nèi)部缺陷的位置及類型，這給電力工程應用帶來了極大困擾。新時期，借助于X射線可視化檢查技術進行GIS設備檢查已經(jīng)成為電力工程領域研究發(fā)展的重要內(nèi)容。本文就X射線可視化檢查技術在GIS設備檢查中的應用要點展開分析。

1 ?GIS設備X射線可視化檢測系統(tǒng)結構組成

X射線可視化系統(tǒng)是GIS設備內(nèi)部故障檢查的重要工具，其不僅包含了X射線機的規(guī)范使用，而且需要成像板和計算機工作站作為支撐。檢查實踐中，經(jīng)這三個部分的組合應用，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設備的內(nèi)部故障，對于設備運行狀態(tài)把控、故障檢修和安全控制具有較強的指導性。

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

2 ?GIS設備技術常見的內(nèi)部故障

2.1 GIS設備工程使用

GIS設備是當前電力電網(wǎng)工程中較為常見的一種設備，其包含了斷路器、隔離開關、接地開關、互感器、避雷器、母線、連接件和出線終端等結構單元，在在實際使用過程總，這些設備或構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)了設備的有效保護，并使得設備在使用過程中具有結構緊湊、可靠性高、配置靈活、安裝方便、安全性強的特征。現(xiàn)階段，GIS設備在高壓和超高壓系統(tǒng)中得到了廣泛應用。

2.2 X射線可視化檢測技術下的GIS設備故障

從使用過程來看，GIS設備的應用并非絕對安全，即其會隨著使用壽命增加、電壓負荷不穩(wěn)而產(chǎn)生一定故障。然而受設備所有構件被裹覆在封閉的金屬接地外殼中，故而設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設備應用及電網(wǎng)安全造成極大影響。現(xiàn)階段，通過X射線可視檢測技術進行GIS設備故障檢查，可知該設備常見故障包括：

其一，金屬懸浮缺陷，該故障是指在GIS設備在使用過程中，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，對設備的使用造成影響。其二，當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設備使用過程中，屏蔽蓋能實現(xiàn)被屏蔽構件的有效保護，當屏蔽蓋脫落時，該構件就極易發(fā)生電弧感應現(xiàn)象，影響設備使用的安全性。其四，隔離開關閉合不到位、金屬顆粒等也是GIS設備應用的常見故障。當GIS設備隔離開關閉合不到位時，設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，而且容易使得設備老化，產(chǎn)生其他故障。而金屬顆粒會進一步降低SF6絕緣氣體對各構件的保護作用，使得設備絕緣性降低，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對GIS設備的影響

3.1 影響GIS設備固體材料

GIS設備金屬固體材料眾多，在對其進行X射線可視化檢測時，工作人員可以絕緣體凹槽為基礎，在其表面拉出小切口，然后通過X射線對設備進行檢測，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設備使用中的固體缺陷。需注意的是，在GIS設備固體材料檢測中，為確保檢測結果的準確性，在X射線可視化檢查設備參數(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射線可視化檢查設備對構件的尺寸并不敏感，然需盡量確保所有設備處于X射線機照射范圍之內(nèi)，進而實現(xiàn)固件故障的有效檢測。

3.2 影響GIS設備油材料

GIS 設備使用過程中，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，為準確分析X射線對GIS設備油材料的影響，需將擊穿電壓設置在10kV左右，同時在變壓器油加壓過程中，應保證加壓時間保持在5h左右，然后準確獲取加壓前后的DGA數(shù)據(jù)。研究檢測結果可知，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設備SF6氣體

SF6氣體是GIS設備內(nèi)部最主要的保護性氣體，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，將其應用于GIS設備，能有效地提升設備內(nèi)部構件的絕緣性能，確保設備使用安全性[3]。從GIS設備使用過程來看，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氣體的化學性質(zhì)造成一定影響，故而在檢測中，應系統(tǒng)化地設置X射線照射參數(shù)，將其對SF6氣體的影響降至最低。

4 ?結語

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

參考文獻

[1] 鐘飛，黃升平，張曉春，等.基于X射線的GIS設備可視化檢測系統(tǒng)[J].電子設計工程，2018，383（9）：23-27.

[2] 龐先海，景皓，張玲玲，等.GIS設備X射線現(xiàn)場檢測應用及防護[J].陜西電力，2015，43（4）：92-96.

[3] 周藝環(huán)，王嘉琛，夏健，等.GIS設備X射線檢測輻射場測量及安全區(qū)域研究[J].高電壓技術，2018（5）：1699-1705.