輸電線路耐張線夾的數字射線檢測

肖仲誼，樂群立,許云偉

(浙江無損檢測工程技術有限公司，杭州 311215)

隨著我國電力行業的快速發展，一批高壓、特高壓線路陸續建成。由于其電壓等級高、線路錯綜復雜，且?？缭礁咚俟?、高鐵線路、重要輸電通道等重點區域，所以對線路的安全性、穩定性、經濟性提出了更高的要求。

耐張線夾的壓接施工屬于隱蔽工程，線夾的內部壓接缺陷以及壓接定位缺陷常無法檢測，而線夾部位斷線事故時有發生，全國范圍內也出現過多起因壓接質量不良引起的斷線故障；因此，對于輸電線路，特別是“三跨”線路，輸電線路耐張線夾和接續管的壓接質量都關系線路安全[1-2]。

當前規程中主要通過嚴格控制壓接工藝，壓接完成后檢測外觀質量，以及測量對邊距來實現壓接質量的控制。

1 耐張線夾分類及結構

按照金具的主要性能和用途，其可大致分為懸吊金具、錨固金具、連接金具、接續金具、防護金具、接觸金具等。各種錨固金具又稱為緊固金具或耐張線夾，這種金具主要用來緊固導線的終端，使其固定在耐張絕緣子串上。錨固金具結構如圖1所示。

圖1 各種錨固金具外觀

錨固金具一般又可分為懸垂線夾和耐張線夾。文章主要介紹了壓縮型耐張線夾壓接質量的DR檢測技術，并對壓接過程中存在的缺陷是否需要進行處理進行了判斷。

壓接是指以超高壓液壓泵為動力的壓接機，配套相應壓接模具對導地線及壓接管進行滿足使用要求的連接工藝過程。鋼芯鋁絞線耐張線夾的典型結構如圖2所示，其壓接位置分別為圖中a、b、c 3處，重點檢測部位分別為圖中A、B、C 3處，即鋼錨與外部鋁套管壓接區域、芯線與錨管或芯線接續管壓接區域、外部鋁管和絞線或中間套管壓接區域等。

圖2 鋼芯鋁絞線耐張線夾的典型結構示意

2 DR檢測的原理

DR檢測是一種基于射線檢測原理，利用射線接收/轉換裝置(平板探測器)和監視器來代替傳統射線照相中的膠片得到射線檢測圖像的新型無損檢測技術。其使用射線接收/轉換裝置將不可見的X射線轉換為數字或模擬信號，再經過放大和計算機處理后顯示在顯示器上，顯示的圖像能提供有關材料內部缺陷的性質、大小、位置等信息，按照有關標準對檢測結果進行缺陷等級評定，即可達到檢測的目的。

DR檢測也就是狹義上的直接數字化照相(DDR)，通常采用平板探測器技術進行成像。平板探測器由大量微小的帶有薄膜晶體管(TFT)的探測器整列排列而成，一般按能量轉換方式可分為間接轉換型DR和直接轉換型DR。

間接轉換型DR系統的關鍵部件是獲取圖像的平板探測器，其由X射線層與非晶硅光電二極管、薄膜晶體管、信號儲存基本像單元及信號放大與信號讀取單元等部件組成。

直接轉換型DR系統可以直接獲取并將X射線能量轉換成為數字信號，不需要通過媒介或其他方法獲取和轉換入射的X射線能，目前有兩種，一種為線掃描，一種為FPD(平板式探測儀)。

1．抱定師范宗旨。蔡元培認為教師對于教育，對于社會，擔負著對被教育者“傳布普通之知識，陶鑄文明之人格”[2]卷1，385的重任。師范畢業生“要知既具有教育智識，不必務求在何等學校施教。即借一公共地方，如從前私塾之自行辦理，未始不可”；一定要“抱定入學宗旨，勇往直前，不變目的，莫慮其它”[2]卷2，479。所謂“抱定宗旨”，在蔡元培看來，入法科者，非為做官；入商科者，非為致富；入師范者，就要獻身國民教育?！白谥技榷?，自趨正規”[2]卷3，8-9。

DR檢測技術與常規射線檢測方法基本相同，唯一不同的是原先的膠片采用DR成像板代替，后期對檢測圖像進行相關處理后即可進行評定，具有檢測速度快、效果好，現場直接評定等特點[3]。

3 實際應用

由于《架空輸電線路“三跨”重大反事故措施》(國家電網運檢〔2016〕413號)已對耐張線夾檢測進行了明確要求。國家電網有限公司也發布了《輸電線路金具壓接質量X射線檢測技術導則》，主要適用于交流電壓為110 kV～1 000 kV和直流電壓為400 kV及以上電壓等級的輸電線路，其內容包括金具壓接質量X射線檢測、檢測方法、檢測結果的后處理、質量要求、缺陷的辨識和處理等，為現場開展線路金具壓接質量的X射線檢測工作提供了依據。

通過現場了解和分析，輸電線路高壓耐張線夾的高空DR檢測工作主要有以下難點。

(1) 超高空檢測。

(2) 檢測使用的射線機無處固定。

(3) DR成像器無具體的固定位置。

(4) 現場檢測時無法保證射線機與DR成像器的相對位置不變。

(5) 常規檢測設備尺寸過大并且質量較大，在高空線路中檢測極不安全。

(6) 常規檢測需要外接工作電源，在野外和高空作業極不方便。

采用以下數字射線機和成像板對耐張線夾進行檢測，數字射線機型號及參數如下：射線機型號為CP160B；總質量(含電池)為9.3 kg；電壓步進為1 kV ；最大穿透力(鋁)為100 mm；輻射方式為定向；機頭尺寸為φ124 mm×490 mm(外徑×長度)；管電流步進為0.1 mA；預警時間為099 s；使用溫度為-25 ℃+50 ℃；焦點尺寸(長×寬)為0.8 mm×0.7 mm；電壓范圍為40 kV160 kV；管電流為0.1 mA0.5 mA；電壓輸出種類為恒定位；連續曝光時間為300 s。

通過改變射線機型號，采用電池為射線機供電，這樣既減輕了設備重量又解決了野外高空現場作業的電源問題。

成像板型號及參數如下：品牌為德國布魯泰克；型號為RAPIXX 4336；閃爍體為碘化銫(Csl)；最小像素為127 mm；有效區域尺寸(長×寬)為424 mm×353 mm；灰階轉換參數為16 bit；質量為3.8 kg；尺寸(長×寬)為4 60 mm×384 mm×15 mm；像素矩陣為3 072像素×2 560像素；材料類型為amorphous silicone；連接方法為有線無線兼容；線對值為3.90 lp·mm-1(線對/毫米，單反鏡頭分辨率計算單位)；電池工作時間為6 h；電壓為100 V240 V；量子檢測效率為65%。

另外，通過設計相關的DR檢測工裝來固定射線機與成像板的相對位置，工裝使用鋁合金材料制作，確保整體工裝質量在可控范圍之內，一端用于固定射線機，另一端用于固定成像板，確保每次檢測時相對焦距和位置固定。從而確保每次檢測的DR圖像和位置統一且放大倍數相同，為后期對檢測圖像的評定提供了良好的物理基礎。

將射線機和成像器結合為一個整體，這樣在高空作業時也保證了設備的安全；通過地面建立中心站，實現了無線遙控操作，既方便高空作業又避免了每次上下拉設電源線和網絡線的不便，每次通過對講機可實現高空與地面的聯系。國家電網架空輸電線路“三跨”耐張線夾的DR檢測已經開始實施了一段時間，檢測頗有成效。220kV耐張線夾的DR檢測結果如圖3所示，主要檢測區域為壓接的3個區域，500 kV耐張線夾DR檢測結果如圖4所示。

圖3 220 kV耐張線夾的DR檢測結果

在實際檢測過程中，不同區域發現存在缺陷的情況，舉例如下。

(1) 區域1存在凹槽欠壓的情況(見圖5)。此耐張線夾凹槽壓接后仍留有間隙，但不能依此判斷是否欠壓，需進行對邊距復核；經復核發現對邊距超標，則斷定為欠壓，按危急缺陷要求立即補壓；如果測量對邊距合格，可不處理。

圖5 500 kV耐張線夾凹槽欠壓區域DR檢測結果

(2) 區域2存在過壓的情況(見圖6)，耐張線夾鋁管非壓接區發生形變，但鋁管和錨管未見損傷，可不處理。

圖6 500 kV耐張線夾鋁管過壓區域DR檢測結果

(3) 區域3存在錨管腔體內空隙的施工偏差情況(見圖7)。如果耐張線夾錨管腔體內空隙比例為15%～30%，一般需結合實際停電進行重壓處理；如果錨管腔體內空隙比例小于15%，可暫不處理；如果錨管腔體內空隙比例大于30%，則必須立即進行返工處理。

圖7 500 kV耐張線夾錨管腔體內空隙區域DR檢測結果

(4) 區域4存在鋁管與鋁線部位漏壓情況(見圖8)。對于鋁管未發生變形，部分鋁管與鋁線部分漏壓小于10%，一般暫不處理；如果條件允許可進行補壓；對于鋁管未發生變形的，部分鋁管與鋁線部分漏壓10%～30%的，結合停電情況進行補壓；對于鋁管未發生變形的，部分鋁管與鋁線部分漏壓30%～50%的，按嚴重缺陷盡快進行補壓；對于鋁管未發生變形的，部分鋁管與鋁線部分漏壓50%及以上的，按危急缺陷立即進行重壓處理。

圖8 500 kV耐張線夾鋁管與鋁線部分漏壓區域DR檢測結果

4 結語

通過設計DR檢測工裝，對現場高空耐張線夾進行檢測。從檢測結果可以看出，各項指標均滿足相關標準的要求，所得到的圖像放大倍數均一致，為3個區域的后續評定工作奠定了良好的基礎。

對比常規射線檢測，DR檢測的工裝檢測效率高出5倍以上，在很大程度上減少了人工投入，降低了安全風險，這樣既實現了現場檢測質量的有效控制又節省了大量的檢測時間，為線路的按期投產提供了保障。

目前國內仍采用人員手動固定檢測工裝，后續可使用無人機進行操作，可大大降低人員受輻射的影響以及高空作業的安全風險；目前對不同區域的檢測還是以定性為主，后續可進一步研究對不同線路的線夾、不同區域存在的缺陷進行量化的方法，同時與外觀測量的對邊距數據進行比較，為線路的安全評價提供了更準確的依據，也為施工壓接工藝提供了基礎數據參考，以便進一步提高耐張線夾的壓接質量。