關于運用X射線技術檢測光電分離接續盒運行情況研究分析

段宏坤，李輝，李旭，祝青，嚴凌坤，楊哲，楊淳

（1. 云南電網責任有限公司昆明供電局，云南 昆明 650200； 2. 云南電網有限責任公司電力調度控制中心，云南 昆明 650000）

0 前言

光纖復合地線光纜（OPGW）作為電力系統獨有的傳輸介質，具有穩定、運行周期長等顯著優勢，目前在電力通信系統廣泛使用，為電力通信網絡的可靠運行提供了有效支撐。OPGW光纜架空線路部分故障概率普遍較低，配合線路規劃部裝的光電分離接續盒是其主要的故障部件。光電分離接續盒的運行維護是電力通信專業目前的維護重點和難點工作，也是提升電力通信網絡運行維護水平的一大突破點。

云南電網某配套輸電工程自投運以來發生了2次光電分離接續盒局部放電起火缺陷，故障造成主干、省干通信網多條光路中斷，嚴重影響電力通信網絡的可靠性。為做好隱患排查，亟需檢查相關線路的光電分離接續盒施工工藝及運行情況，做好電力通信網風險管控。此外，云南區域內多條OPGW光纜也時有接續盒內進入異物、纖纜老化斷芯等異常情況。此類缺陷排查進度較慢，且在對接續盒檢查的過程中多次發生擴大故障范圍情況，對電力通信網的運行造成嚴重影響。提升光電分離接續盒的運行檢測水平，是縮短時間、降低風險的有效途徑。

1 光電分離接續盒維護現狀和提升

1.1 光電分離接續盒維護現狀

電力系統在用光電分離接續盒均隨高壓輸電線路固定在桿塔上，固定位置較高，為保障接續盒穩定運行，固定強度大。隨之帶來的問題是光電分離接續盒運行維護困難、故障檢測判斷難度系數較大。

目前，光電分離接續盒的日常巡維工作主要以外觀檢查為主，接續盒內部運行情況檢查難以開展，光電分離接續盒內部運行情況及故障判斷工作較為繁瑣。接續盒內施工工藝檢查以隨工驗收為主，多為施工方自行驗收，存在驗收組織不到位、瞞報驗收結果等情況。目前的光電分離接續盒類故障檢查、判斷均需要搶修人員將光電分離接續盒從線路桿塔固定平臺拆除固定后放置到地面，再行打開光電分離接續盒排查故障原因。該方法排查周期較長，需消耗大量人力物力，且在光電分離接頭放置到地面及重新固定的過程中，施工難度大、風險高，容易造成故障范圍擴大。此外，光電分離接續盒布放在線路桿塔上，露天布置，容易進入雨水，暴曬老化，還有進入螞蟻等運行風險。具備巡視條件應定期檢查接續盒內部熔纖盤及纖纜運行情況。

1.2 光電分離接續盒維護提升思路

X射線透射技術最為廣泛的應用是醫學上的人體透視、機場安檢、海關貨品安檢等等。在電力系統中的運用也已形成一定規模，CIS類設備運用X射線透射設備內部結構作為“故障”診斷的一種方式，用以明確故障類型及位置，為電氣設備的拆解檢修提供明確、充分的證據。但目前該技術用于電力通信設備檢測的情況尚未形成具體案例。電力通信光電分離接續盒因其使用場景、安裝工藝的特殊性，設備運維難度較大，檢測手段缺失。參照CIS類設備，通信光電分離接續盒的運維及故障檢查也可以采用類似的透視技術檢測，以明確故障類型及位置，為設備的缺陷預判、研判提供明確、充分的依據。

2 X射線透射技術在光電分離接續盒檢測中的運用

2.1 X射線透射技術簡介

X射線透射技術產生已有上百年的歷史，其應用領域隨著技術的不斷發展而向各方面快速拓展。利用高能射線透過不同材料的能力，以及感光材料接收不同波長射線形成的背影，類似于照相技術，可以實現對密閉結構部件內部情況的透射摸索。

X射線投射技術的本質是特征X射線及其衍射X射線能穿透一定厚度的物質，并能使熒光物質發光、照相機乳膠感光、氣體電離。X射線的波長和晶體內部原子面之間的間距相近，晶體可以作為X射線的空間衍射光柵，即一束X射線照射到物體上時，受到物體中原子的散射，每個原子都產生散射波，這些波互相干涉，結果就產生衍射。衍射波疊加的結果使射線的強度在某些方向上加強，在其他方向上減弱。分析衍射結果，便可獲得晶體結構。X射線投射技術是利用衍射原理，精確測定物質的晶體結構，織構及應力，精確的進行物相分析，定性分析，定量分析。

2.2 運用X射線透射技術檢測光電分離接續盒實踐情況

云南中調通信專業于2021年12月組織多方技術人員商定運用X射線透射技術拍照檢測光電分離接續盒方案后，選取了500 kV某A甲、乙線，500 kV某B甲線，500 kV某C乙、丙線部分光電分離接續盒開展了X射線透射拍照測試工作。組織現場共計對24個光電分離接續盒進行了拍照測試。針對前期光電分離接續盒局部放電起火缺陷誘發原因“接續盒施工不滿足光纖單元不銹鋼管不得進入空心絕緣子超過50 mm工藝要求”，本次對光電分離接續盒兩側的空心絕緣子進行了透射拍照，比對成像情況研判接續盒是否滿足要求，后續對不滿足施工工藝要求的光電分離接續盒安排進一步消缺處理。

現場使用X射線透射技術檢測的示意圖見圖1。將檢測目標放置到成像區內，固定檢測裝置，進行透射拍照。多角度拍攝后仿真成像，即可呈現出光電分離接續盒的內部結構情況。

圖1 X射線透射技術檢測示意圖

2.3 運用X射線透射技術檢測光電分離接續盒實踐結果評估

分析比對現場使用X射線透射拍照的仿真成像結果，仿真成像均能準確地反映出光電分離接續盒內部結構及盒內光纖的運行情況。X射線透射成像效果圖見圖2。

圖2 X射線透射成像效果圖

本次測試共計選取24個光電分離接續盒，仿真成像共計40余張，均能準確呈現出預期的測試要素。因此，X射線透射技術運用于光電分離接續盒的檢測是有效的，該技術在其他通信密閉器件的檢測維護中也具備推廣使用的可行性。該配套工程相關接續盒的檢測結果見表1。

表1 某配套工程光電分離接續盒X射線測試記錄

3 與傳統檢測方法對比分析

3.1 與傳統檢測方法比較

目前光電分離接續盒的傳統檢測步驟為：施工人員登塔/桿、引流線接地、解除光電分離接續盒固定、將光電分離接續盒放置到地面、打開光電分離接續盒、檢查接續盒內部運行情況、恢復/合上光電分離接續盒、接續盒上塔、固定接續盒、接地線拆除、施工人員下塔/桿；使用X射線技術檢測光電分離接續盒步驟為：施工人員登塔/桿、引流線接地、X射線多角度拍攝接續盒情況、接地線拆除、施工人員下塔/桿、仿真成像研判接續盒運行情況。

X射線透射技術檢測光電分離接續盒檢測步驟較之傳統方法簡單，在時間成本上具備較大的優勢。根據現場實踐情況及運維經驗，對同一光電分離接續盒的故障檢測X射線檢測耗時相比傳統方法可縮短2 h以上。此外X射線技術檢測規避了解除光電分離接續盒固定及接續盒上下桿塔的步驟，可以降低在工作過程中的施工人員人身風險。同時，X射線檢測技術的使用，不會對接續盒內部的運行狀況造成干擾，可有效避免在缺陷排查過程中擴大故障范圍的情況。

3.2 檢測的優勢與不足

優點：使用X射線透射儀器檢查光電分離接續盒，不需要線路配合停電，檢測工作可在桿塔上開展，可以有效降低時間成本和人工成本；X射線透射技術檢測適用于在運設備，作業過程中無光纜中斷風險，可保障通信網絡的可靠性；X射線透射技術檢測可作為光電分離接續盒常規巡檢手段，預判未知缺陷，提升設備管理水平。

缺點：X射線透射技術測試結果需經仿真系統成像處理，周期相對長，在緊急搶修工作中受時間限制，不宜采用。

4 結束語

實踐證明，X射線透射技術運用于光電分離接續盒的檢測是有效的，與傳統檢測方法相比，X射線透射技術檢測具有耗時短、風險低等顯著優勢。隨著電力企業高電壓等級輸電線路的快速建設，光電分離接續盒數量急劇增加，X射線檢測技術的運用，可以有效提升電力通信的運維效率和運維質量。同時，該技術在其他通信密閉器件的檢測維護中也具備推廣使用的可行性。電力光纜作為電力系統的通信基礎，做好電力光纜的維護是保障電力系統穩定運行的必要前提。在電網企業數字化轉型的進程中，對電力通信勢必提出更高的要求。運用好新的技術手段，加強同業借用、異業借用，才能使電力通信的運維水平跟上企業步伐。