X射線無損檢測技術在輸電線路狀態檢測中的系統研究及應用

國網河北省電力公司 關 巍

國網河北檢修公司 梁利輝

國網衡水供電公司 何義良

X射線無損檢測技術在輸電線路狀態檢測中的系統研究及應用

國網河北省電力公司 關 巍

國網河北檢修公司 梁利輝

國網衡水供電公司 何義良

X射線無損檢測技術是一種可以實時成像的新型檢測技術，能夠在不停電、不解體的情況下，通過多方位X射線透視成像，配合專用的圖像處理與識別技術，實現輸電線路部件內部材料、結構的可視化與運行狀態的快速診斷，可極大地提高故障定位與判別的準確性。針對輸電線路設備X射線無損帶電檢測的實際應用環境和需求，設計了機械柔性控制工裝，實現對檢測設備的平移、升降、旋轉等控制操作，可根據要求快速完成設備定位。該工裝與便攜式X射線機、成像板、圖像處理與識別軟件形成了一整套完整的輸電線路X射線可視化無損檢測應用解決方案。

X射線；無損檢測；圖像處理；柔性工裝

1 前言

伴隨著社會經濟的發展,對輸電線路的要求愈來愈高,為了實現輸電線路的管理水平有效高,加強輸電線路的狀態檢測與檢修工作勢在必行[1][2]。基于X射線數字成像檢測技術應用于電力輸電線路狀態檢測為電力輸電線路設備帶電檢測提供了一種快速、可視、無損的檢測手段。能夠在不停電或不解體的情況下，準確及時的掌握設備內部機械結構狀態信息，發現設備內部的機械結構缺陷。通過對輸電線路設備進行多方位X射線透視成像，配合專用的圖像處理與識別技術，實現其內部結構的“可視化”與運行狀態的快速診斷，可極大地提高設備故障定位與判別的準確性，提高輸電線路運行的可靠性和實現經濟效益的最大化，為線路的運行維護提供保障。

2 X射線無損檢測技術介紹

X射線數字成像技術是近年來發展起來的一種新型射線無損檢測技術，相比于傳統的膠片式檢測方法，具有檢測速度快、便攜性強、檢測靈敏度高、檢測結果易于管理、現場輻射量小等優點。X射線透過檢測對象后經射線探測器將X射線檢測信號轉換為數字信號為計算機所接收，形成數字圖像，按照一定格式存儲在計算機內。通過觀察檢測圖像，根據工作經驗和有關標準進行缺陷評定，可達到缺陷狀態評價的目的。

現有基于X射線無損檢測技術的檢測產品屬于通用產品，并非針對電力行業開發，未真正應用于電力生產。由于輸電線路上的被測設備外部環境結構復雜、X射線設備體積重量大、不易擺放定位，現場檢測效率較低，且缺乏相關的專業操作人員、標準的檢測流程以及檢測規范，檢測效率低、規范性較差、檢測數據質量較低。缺少針對電力輸電線路設備的圖像處理、故障定位、智能識別分析功能的專用軟件，數據利用率低。

3 系統總體設計方案

3.1 檢測工裝

針對輸電線路設備的檢測需求，設計一種便攜、安全可靠、操作簡單、穩定性高、檢測效率高的X射線前端檢測工裝，可以快速的完成常規位置的檢測，提高工作效率。整個檢測工裝分簡單分解，采用輕質材料，一般一人就可攜帶，分解后又可快速安裝。適用于各種不同電壓等級、不同結構型式輸電線路及其設備的實際檢測需求。裝置采用機械控制方式，無需供電，適用于高壓輸電線路桿塔上取電困難的場景。

檢測工裝快速使X射線機和成像板定位到檢測位置，并通過檢測參數的自動設置快速開機檢測，通過智能分析圖譜達到快速分析的效果，整體提高了X射線檢測的效率。

3.2 遠程操控平臺

具備一鍵式圖像采集及處理功能。

提供成像過程的影像記錄，可用于巡檢工作的回放、查找工作。

根據監測設備不同計算合適的射線計量選定可穿透的最小管電壓，根據射線機和成像板之間的距離自動計算射線發散的角度，同時具備這些圖像采集參數的自動設置和遠程人工調整能力。

3.3 圖像預處理

圖像處理平臺系統接收前端設備回傳的圖像信息，完成X射線原始圖形采集、圖像預處理、缺陷智能識別等功能。系統提供圖像變換、增強、邊緣檢測、圖像恢復、圖像拼接等一系列圖像處理方法，提高X射線圖像相對質量，以便有效提取信息。

3.4 圖像智能分析

圖像處理平臺系統提供人工或自動圖譜識別功能，以X射線檢測圖像為基礎，結合檢測參數設置、檢測設備與被檢測設備的相對位置、設備原始圖紙尺寸，進行尺寸量化及缺陷定位，建立被檢測設備的檢測檔案，對設備的歷史檢測圖片查看，根據多張不同時期的歷史圖片分析，得到設備的老化曲線并進行風險評估，對某些設備還在合理的使用期限內的可能存在的突發故障進行提示。

4 結論

X射線可視化無損檢測技術是非接觸式試驗方法，能夠在不停電或不解體的情況下，準確掌握輸電線路設備內部機械結構狀態信息，發現輸電線路設備內部的機械結構缺陷，把故障消除在萌芽狀態。實踐證明，該技術能夠有效診斷輸電線路耐張線夾連接情況、驗證絕緣子內部是否有疲勞裂紋或者材質本身質量情況等。在今后的工作中，按照不同設備、不同故障分類，進一步建立相應的x射線成像檢測圖庫，為故障分析和診斷提供依據。x 射線成像檢測技術作為一種新的試驗手段，應用于輸電線路設備狀態檢修時，將會提高狀態檢修的效率和準確性，為電網安全可靠運行提供保障。

[1]覃運超.淺談輸電線路的狀態檢測與檢修工作[B].廣西:電力技術資訊,2013(15).

[2]劉建軍,焦永生,張樹義.輸電線路狀態檢修的探討[J].內蒙古科技與經濟,2010.

[3]韓焱.X射線數字成像檢測技術[J].無損檢測,2003(09).

關巍（1976—），男，工程碩士，高級工程師，長期從事高電壓技術研究，尤其是輸電線路“六防”技術研究，目前主要負責輸電線路運維檢修管理等工作。

梁利輝（1985—），男，碩士研究生，高級工程師，長期從事輸電線路運檢技術研究，尤其是特高壓輸電線路運維技術、帶電作業研究，目前主要負責500kV及以上輸電線路運檢管理工作。

何義良（1983—），男，高級技師，工程師，主要從事高壓輸電線路運行檢修、帶電作業。