淺談應用X射線檢測輸電線路耐張線缺陷的必要性

高任，程秀楷，范伯儒

（中國水利電力對外有限公司，北京 100120）

現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展與進步離不開電力的支持，輸變電行業(yè)因此得到了高速的發(fā)展，而架空輸電線路作為電力輸送的主動脈，保障架空輸電線路的安全運行尤為重要。目前，架空輸電線路的載體主流是鋼芯鋁絞線，鋼芯鋁絞線的連接主要采用壓接性電力金具（直線接續(xù)、耐張線夾），主要以高壓液壓作為主要動力，配套相應型號的壓接模具對導線及金具進行滿足規(guī)范要求的壓接。由于完成壓接的耐張線夾既是載流的導體，又是承受導線張力的主要受力構(gòu)件，壓接后不可拆卸，在長期運行中，需要規(guī)避壓接不實、鋼絲斷裂等問題，以保證輸電線路運行的安全性，因此，需要對耐張線夾進行必要的檢測，以便及時地發(fā)現(xiàn)問題并解決。

1 目前耐張線夾檢測分析

架空線路直線接續(xù)和耐張線夾壓接質(zhì)量的檢測，目前的檢測手段僅僅局限于使用游標卡尺對壓接完成后的對邊距、延伸長度進行測量，檢查表觀質(zhì)量。壓接施工前由專業(yè)壓接人員按照規(guī)范要求制作試件，送實驗室進行握著力試驗，確定握著力滿足規(guī)范要求。電力金具壓接屬于隱蔽工程，對壓接人員的專業(yè)水平、操作的規(guī)范性要求較高。同時，受到地形環(huán)境以及施工條件的限制，耐張線夾的壓接工作往往在高空進行。而現(xiàn)場監(jiān)管人員逐一監(jiān)控難度較大，從而導致直線接續(xù)、耐張線夾往往出現(xiàn)壓接不良現(xiàn)象。一旦直線接續(xù)、耐張線夾出現(xiàn)壓接不良現(xiàn)象，極易引發(fā)直線接續(xù)、耐張線夾斷裂從而出現(xiàn)線路斷線，造成輸電線路長時間的停運、線路鐵塔倒塔等事故，對人民生命和國家財產(chǎn)造成了嚴重損失。

目前，國內(nèi)外因直線接續(xù)、耐張線夾壓接質(zhì)量問題引發(fā)的線路運行事故時有發(fā)生，經(jīng)事故分析，大多數(shù)由于壓接質(zhì)量問題而引發(fā)。因此，直線接續(xù)管和耐張線夾的壓接質(zhì)量嚴重影響輸電線路的安全運行，迫切需要一種有效手段對金具壓接質(zhì)量進行檢測。通過檢測排除此類事故隱患，避免因施工壓接質(zhì)量問題引發(fā)的輸電線路事故，保證線路安全運行。

2 X射線無損檢測簡介

x射線數(shù)字成像檢測技術(shù)是一種快速、可視、無損的檢測手段。能夠在不破壞、不解體金具的情況下，準確及時地掌握金具內(nèi)部狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)金具內(nèi)部的缺陷。通過對輸電線路

設(shè)備進行多方位x射線透視成像，配合專用的圖像處理與識別技術(shù)，實現(xiàn)其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的“可視化”，極大地提高設(shè)備故障定位與判別的準確性，為線路的運行安全提供保障。在電力建設(shè)中，射線檢測主要的應用是探測耐張線夾內(nèi)部的宏觀幾何缺陷，其原理同樣是利用電磁波的能量來穿透物體，若被透照的工件內(nèi)部存在缺陷，或者說缺陷處的射線衰減系數(shù)異于其他部位，則該處的射線強度便會表現(xiàn)出較大的差異性，并以此作為判定依據(jù)。X射線檢測儀器主要構(gòu)成要件由脈沖X射線機（圖1）、數(shù)字成像系統(tǒng)圖（2）、圖像處理系統(tǒng)組成，系統(tǒng)組合簡單操作簡便。檢測時X射線透過被測金具后由數(shù)字成像系統(tǒng)將x射線檢測信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號經(jīng)計算機所接收，形成數(shù)字圖像，按照規(guī)定格式存儲在計算機內(nèi)。通過觀察檢測圖像，根據(jù)工作經(jīng)驗和有關(guān)標準進行缺陷評定，達到缺陷狀態(tài)評價的目的。

圖1 X射線機

圖2 數(shù)字成像系統(tǒng)圖

3 X射線檢測在實際施工中的應用

3.1 現(xiàn)場檢測方案

在輸電線路完成全線貫通或在投產(chǎn)前，可以進行全線耐張管X射線檢測，以確保全線耐張管壓接是否能滿足設(shè)計及規(guī)程規(guī)范要求，確保輸電線路投產(chǎn)后的運行安全。

現(xiàn)場X射線儀器設(shè)備組裝之后，按照桿塔高度做好準備工作，利用滑輪和繩索，將設(shè)備調(diào)高到耐張線夾位置點。將檢測設(shè)備安裝在待檢耐張線夾的正確位置，并確定其牢固?，F(xiàn)場操作人員配備方面，目前，常用人員搭配是：鐵塔上配置2名技術(shù)維護人員，主要負責線路檢測設(shè)備接通工作；地面配套設(shè)施安裝人員為4名左右，負責設(shè)備調(diào)試及測試工作；成像操作及信息記錄1人。檢測開始時，作業(yè)人員須后退至安全區(qū)域，確保了試驗人員的安全，且將輻射程度降到最低。再使用遙控器開始檢測，對于多分裂導線，相鄰兩個線夾拍攝時間間隔須不小于5分鐘，并與地面技術(shù)人員保持通信暢通，以確保成像圖片清晰、穩(wěn)定。確保射線透照方向垂直于耐張線夾一次成形，應選用較小的成像角度減少不同區(qū)域圖像變形。對耐張線夾鋼錨鋼芯壓接區(qū)（必壓區(qū)）進行檢測。成像效果應清晰觀察到鋼芯在壓接管中相應的位置。

輸電線路的耐張線夾和導線的材質(zhì)為鋼和鋁兩種，壓接過的位置為鋼芯和鋼錨管、鋁管和鋼錨管尾部凹槽、鋁管和鋼芯鋁絞線與鋁絞線的這3處壓接。利用X射線無損探傷技術(shù)對壓接耐張金具內(nèi)部壓接的質(zhì)量進行檢查，主要是確認鋁管和鋼錨管尾部凹槽是否壓接到位、鋼芯與鋼錨管是否緊密到位、鋁管和鋼芯鋁絞線是否壓接到位以及耐張鋼錨是否有偏心和導線是否插接到位、鋼錨是否有彎曲變形等現(xiàn)象。

3.2 檢測結(jié)果評定標準

耐張線夾檢測主要包含三個區(qū)域，首先，是對是否存在裂紋的判斷，主要觀察鋼鋁搭接區(qū)域的凹槽與鋁管套壓接的位置，以及鋼錨區(qū)域是否存在裂紋和壓接變形。其次，觀察鋼錨區(qū)域中連接管與鋼芯壓接的偏心和緊實程度，對鋼芯的偏心度、飛邊、彎曲、毛刺進行識別判定。最后，檢查錨口區(qū)域端口是否平整，鉸接線有無斷股、抽絲等。以上三步評定完成之后，可以適當?shù)剡M行壓接等級分配，經(jīng)過與國內(nèi)電網(wǎng)專家溝通討論后，通常將壓接質(zhì)量等級分為四級，即A、B、C、D，A級為最高等級，代表著耐張線夾安裝良好，沒有明顯不良。B級通常指存在誤差超標項，例如，壓接管鋁管相鄰兩模重疊壓接處小于10mm等，也存在飛邊、鼓肚等現(xiàn)象。C級指的是鋼錨偏心度大、壓接質(zhì)量差、安裝不到位的情況。D級中鋼錨管出現(xiàn)嚴重變形，甚至出現(xiàn)裂紋，極易出現(xiàn)安全隱患。

明確判定方法，有利于對耐張線夾進行科學判定和檢測。

3.3 X射線檢測實例分析

（1）鋼錨凹槽部位壓接不到位（如圖3）。抽測中鋼錨凹槽部位壓接不到位問題共有1處。由圖1可見，壓接鋼管凹槽部位有一槽沒有進行壓接，根據(jù)《輸電線路金具壓接質(zhì)量X射線檢測技術(shù)導則Q/GDW 11793—2017》規(guī)定，此問題按D級嚴重缺陷進行補壓處理。

（2）鋼管明顯彎曲，但是，未見裂紋（如圖4）。抽測中鋼管明顯彎曲，但是，未見裂紋問題共有1處。由圖2可見，根據(jù)《DLT 5285-2013 輸變電工程架空導線及地線液壓壓接工藝規(guī)程》7.07條規(guī)定：壓接后的壓接管不應有扭曲變形，其彎曲變形應小于壓接管長度的2%，經(jīng)過測量比對，此類B級問題可以暫不處理。

圖3 鋼錨凹槽漏壓X射線圖

圖4 鋼管明顯彎曲X射線圖

（3）鋼管與芯線漏壓。抽測中部分鋼管未發(fā)生形變，鋼管和芯線漏壓30%以上，根據(jù)《輸電線路金具壓接質(zhì)量X射線檢測技術(shù)導則Q/GDW 11793—2017》規(guī)定，此問題按D級嚴重缺陷進行更換處理。

圖5

3.4 檢測效果分析

綜上所述，X射線檢測技術(shù)用于輸電線路導線壓接金具檢測可以發(fā)現(xiàn)壓接管內(nèi)部隱蔽缺陷，直觀地發(fā)現(xiàn)鋼錨、鋁管壓接工藝問題，也可以清晰觀察鋼錨飛邊、毛刺打磨、鋼芯斷股等情況，是檢測耐張線夾、接續(xù)管等金具壓接質(zhì)量的一種直觀、有效的手段。耐張線夾X射線檢測不僅可以防止停電所產(chǎn)生的負荷損失，同時，能夠避免耐張線夾內(nèi)部缺陷造成的斷線脫落停運，從而避免了對線下所跨越空間的次生影響，有助于減少經(jīng)濟損失。

4 結(jié)語

將X射線檢測技術(shù)應用于輸電線路導線、金具的缺陷檢測，可在傳統(tǒng)檢測方法的基礎(chǔ)上，提供一種直觀、便捷的檢測方法。對輸電線路耐張線夾連接、導線的材料缺陷、鋼芯斷股、彎曲、鋼芯偏心、鋼芯凹槽漏壓和金具的制造及裝配等缺陷進行更詳細的檢測，得出更準確的分析結(jié)果，為輸電線路導線檢測提供新方法和參考依據(jù)。X射線檢測技術(shù)是非接觸式檢測方法，能夠在不解體的情況下，準確掌握輸電線路設(shè)備內(nèi)部機械結(jié)構(gòu)狀態(tài)信息，發(fā)現(xiàn)輸電線路設(shè)備內(nèi)部的機械結(jié)構(gòu)缺陷，把故障消除在萌芽狀態(tài)。X射線成像檢測技術(shù)作為一種新的檢測手段，應用于輸電線路投產(chǎn)前檢測對消除輸電線路投運前隱蔽缺陷具有重要意義，能夠增強輸電線路的可靠性，防止電線脫落以及惡劣天氣下漏電現(xiàn)象的發(fā)生，降低故障發(fā)生率和設(shè)備的停運率，提高輸電現(xiàn)場運行安全，為電網(wǎng)安全可靠運行提供保障。