X射线可视化检查GIS设备技术研究

黎俊涛

摘   要：气体绝缘全封闭组合电器（GIS）是高压及超高压领域的常用设备，为实现其内部缺陷的系统检查，能有效地提升设备运作安全性、可靠性，需对GIS设备进行X射线可视化检查。本文在阐述GIS设备X射线可视化修系统结构组成的基础上，就GIS设备技术常见内部故障进行分析，然后指出X射线可视化检查对GIS设备的影响。期望能提升X射线可视化检查技术的应用水平，进而在提升GIS设备运作质量的同时，推动我国高压、超高压电力工程的有序发展。

关键词：关X射线  可视检查  GIS设备  缺陷

中图分类号：TH878                                文献标识码：A                        文章编号：1674-098X（2020）01（a）-0017-02

新经济形态下，电力工程在国民生活生产中发挥着重要作用，确保电网变电设施的安全和可靠，对于国家公共安全和国计民生具有重大影响。基于此，在电力工程发展中，进行电网电气设备的故障检查极为关键。现阶段，我国电网电器设备故障检测方式众多，然从检测过程来看，这些设备在高压、超高压电气设备故障检查中缺陷明显，其不能准确的检测出电气设备内部缺陷的位置及类型，这给电力工程应用带来了极大困扰。新时期，借助于X射线可视化检查技术进行GIS设备检查已经成为电力工程领域研究发展的重要内容。本文就X射线可视化检查技术在GIS设备检查中的应用要点展开分析。

1  GIS设备X射线可视化检测系统结构组成

X射线可视化系统是GIS设备内部故障检查的重要工具，其不仅包含了X射线机的规范使用，而且需要成像板和计算机工作站作为支撑。检查实践中，经这三个部分的组合应用，X射线可视化修系统具备透视监测的功能，其能有效地发现GIS设备的内部故障，对于设备运行状态把控、故障检修和安全控制具有较强的指导性。

基于X射线可视化检测技术进行GIS设备故障检查时，其硬件设备的结构布局为：首先，在GIS设备一侧设置X射线機，然后在对应侧设置成像板，该环节中，需确保X射线机的发射端口与成像板相对，这样能有效地确保X射线穿过待检测设备，并将内部检查结果显示在成像板上。其次，当X射线机安装完成后，需依据待检测设备的适应情况，对其参数进行规范设置，通常包括电压、管电流和曝光时等都是X射线机参数调整控制的重要内容。最后，按下X射线机启动按键进行设备检查，此时，在成像板支撑下，X射线的光子会被转化为数字电流，然后借助于传输设备输送到计算机工作站。在计算机特定编程的处理下，这些数字电流又会被再次转化为透视图像，分析透视图像即可发现GIS设备内部的是否存在故障，进而为其安全使用提供指导。

2  GIS设备技术常见的内部故障

2.1 GIS设备工程使用

GIS设备是当前电力电网工程中较为常见的一种设备，其包含了断路器、隔离开关、接地开关、互感器、避雷器、母线、连接件和出线终端等结构单元，在在实际使用过程总，这些设备或构件全部封闭在金属接地的外壳中，同时，外壳内部充有一定压力的SF6绝缘气体，其实现了设备的有效保护，并使得设备在使用过程中具有结构紧凑、可靠性高、配置灵活、安装方便、安全性强的特征。现阶段，GIS设备在高压和超高压系统中得到了广泛应用。

2.2 X射线可视化检测技术下的GIS设备故障

从使用过程来看，GIS设备的应用并非绝对安全，即其会随着使用寿命增加、电压负荷不稳而产生一定故障。然而受设备所有构件被裹覆在封闭的金属接地外壳中，故而设备故障具有隐蔽性的特征。实践中，一旦这些故障不能及时被发现，就会给GIS设备应用及电网安全造成极大影响。现阶段，通过X射线可视检测技术进行GIS设备故障检查，可知该设备常见故障包括：

其一，金属悬浮缺陷，该故障是指在GIS设备在使用过程中，受绝缘棉线阻塞影响，断面积数与GIS罐体底部相互分离，两者不再接触致使金属片悬浮，对设备的使用造成影响。其二，当GIS涉笔罐体底部出现金属垫片、螺栓、螺母和弹片等物体时，就会形成新的缺陷，这些配件多余或散落的缺陷被称为装载配件异物缺陷。其三，屏蔽盖松动缺陷，在GIS设备使用过程中，屏蔽盖能实现被屏蔽构件的有效保护，当屏蔽盖脱落时，该构件就极易发生电弧感应现象，影响设备使用的安全性。其四，隔离开关闭合不到位、金属颗粒等也是GIS设备应用的常见故障。当GIS设备隔离开关闭合不到位时，设备本身存在额外做工现象，这不仅带来了极大的电能消耗，而且容易使得设备老化，产生其他故障。而金属颗粒会进一步降低SF6绝缘气体对各构件的保护作用，使得设备绝缘性降低，影响操作人员人身安全。通常，金属颗粒缺陷中的颗粒尺径约为0.1～0.3mm。

3  X射线可视化检测技术对GIS设备的影响

3.1 影响GIS设备固体材料

GIS设备金属固体材料众多，在对其进行X射线可视化检测时，工作人员可以绝缘体凹槽为基础，在其表面拉出小切口，然后通过X射线对设备进行检测，最后借助于电子显微镜对比观察观测前与观测后的照射图像，即可发现GIS设备使用中的固体缺陷。需注意的是，在GIS设备固体材料检测中，为确保检测结果的准确性，在X射线可视化检查设备参数调节中，需注重电压、管电流和曝光时间的有效把控;一般而言，需确保X射线保持在最高能量级。此外，虽然X射线可视化检查设备对构件的尺寸并不敏感，然需尽量确保所有设备处于X射线机照射范围之内，进而实现固件故障的有效检测。

3.2 影响GIS设备油材料

GIS 设备使用过程中，变压器之中包含了较多的油材料，X射线检测中，受压力及X射线照射作用的影响，不同质量的变压器油会发生一定变化。故而在检测实践中，需注重X射线照射对变压器油影响的有效分析。一般情况下，为准确分析X射线对GIS设备油材料的影响，需将击穿电压设置在10kV左右，同时在变压器油加压过程中，应保证加压时间保持在5h左右，然后准确获取加压前后的DGA数据。研究检测结果可知，对于不同的变压器油，X射线能影响H2的含量，具体而言，H2的含量受變压器油质量与X射线照射时间的双重影响。

3.3 影响GIS设备SF6气体

SF6气体是GIS设备内部最主要的保护性气体，该气体是一种无色、无味、无毒、不易燃的惰性气体，同时气体本身绝缘性能突出，将其应用于GIS设备，能有效地提升设备内部构件的绝缘性能，确保设备使用安全性[3]。从GIS设备使用过程来看，SF6气体是其紧凑布局、灵活配置及可靠使用的重要保证。然而在实践中，X射线会对SF6气体的化学性质造成一定影响，故而在检测中，应系统化地设置X射线照射参数，将其对SF6气体的影响降至最低。

4  结语

X射线可视化检测技术是一种行之有效的GIS设备故障检查手段，其能有效发现GIS设备只用中的故障类型，为后期检修控制提供指导。实践过程中，工作人员只有充分认识到GIS设备故障检查的必要性，并在准确把控X射线可视化检测技术原理的同时，规范化的进行X射线可视化检测设备结构布置，并实施检查，才能有效地发现GIS设备内部故障，确保设备检修的科学性、合理性。电力工程实践表明，规范化的使用X射线可视化检测技术，能有效地提升GIS设备使用质量，推动我国电力工程的有序发展。

参考文献

[1] 钟飞，黄升平，张晓春，等.基于X射线的GIS设备可视化检测系统[J].电子设计工程，2018，383（9）：23-27.

[2] 庞先海，景皓，张玲玲，等.GIS设备X射线现场检测应用及防护[J].陕西电力，2015，43（4）：92-96.

[3] 周艺环，王嘉琛，夏健，等.GIS设备X射线检测辐射场测量及安全区域研究[J].高电压技术，2018（5）：1699-1705.