关于运用X射线技术检测光电分离接续盒运行情况研究分析

段宏坤，李辉，李旭，祝青，严凌坤，杨哲，杨淳

（1. 云南电网责任有限公司昆明供电局，云南 昆明 650200； 2. 云南电网有限责任公司电力调度控制中心，云南 昆明 650000）

0 前言

光纤复合地线光缆（OPGW）作为电力系统独有的传输介质，具有稳定、运行周期长等显著优势，目前在电力通信系统广泛使用，为电力通信网络的可靠运行提供了有效支撑。OPGW光缆架空线路部分故障概率普遍较低，配合线路规划部装的光电分离接续盒是其主要的故障部件。光电分离接续盒的运行维护是电力通信专业目前的维护重点和难点工作，也是提升电力通信网络运行维护水平的一大突破点。

云南电网某配套输电工程自投运以来发生了2次光电分离接续盒局部放电起火缺陷，故障造成主干、省干通信网多条光路中断，严重影响电力通信网络的可靠性。为做好隐患排查，亟需检查相关线路的光电分离接续盒施工工艺及运行情况，做好电力通信网风险管控。此外，云南区域内多条OPGW光缆也时有接续盒内进入异物、纤缆老化断芯等异常情况。此类缺陷排查进度较慢，且在对接续盒检查的过程中多次发生扩大故障范围情况，对电力通信网的运行造成严重影响。提升光电分离接续盒的运行检测水平，是缩短时间、降低风险的有效途径。

1 光电分离接续盒维护现状和提升

1.1 光电分离接续盒维护现状

电力系统在用光电分离接续盒均随高压输电线路固定在杆塔上，固定位置较高，为保障接续盒稳定运行，固定强度大。随之带来的问题是光电分离接续盒运行维护困难、故障检测判断难度系数较大。

目前，光电分离接续盒的日常巡维工作主要以外观检查为主，接续盒内部运行情况检查难以开展，光电分离接续盒内部运行情况及故障判断工作较为繁琐。接续盒内施工工艺检查以随工验收为主，多为施工方自行验收，存在验收组织不到位、瞒报验收结果等情况。目前的光电分离接续盒类故障检查、判断均需要抢修人员将光电分离接续盒从线路杆塔固定平台拆除固定后放置到地面，再行打开光电分离接续盒排查故障原因。该方法排查周期较长，需消耗大量人力物力，且在光电分离接头放置到地面及重新固定的过程中，施工难度大、风险高，容易造成故障范围扩大。此外，光电分离接续盒布放在线路杆塔上，露天布置，容易进入雨水，暴晒老化，还有进入蚂蚁等运行风险。具备巡视条件应定期检查接续盒内部熔纤盘及纤缆运行情况。

1.2 光电分离接续盒维护提升思路

X射线透射技术最为广泛的应用是医学上的人体透视、机场安检、海关货品安检等等。在电力系统中的运用也已形成一定规模，CIS类设备运用X射线透射设备内部结构作为“故障”诊断的一种方式，用以明确故障类型及位置，为电气设备的拆解检修提供明确、充分的证据。但目前该技术用于电力通信设备检测的情况尚未形成具体案例。电力通信光电分离接续盒因其使用场景、安装工艺的特殊性，设备运维难度较大，检测手段缺失。参照CIS类设备，通信光电分离接续盒的运维及故障检查也可以采用类似的透视技术检测，以明确故障类型及位置，为设备的缺陷预判、研判提供明确、充分的依据。

2 X射线透射技术在光电分离接续盒检测中的运用

2.1 X射线透射技术简介

X射线透射技术产生已有上百年的历史，其应用领域随着技术的不断发展而向各方面快速拓展。利用高能射线透过不同材料的能力，以及感光材料接收不同波长射线形成的背影，类似于照相技术，可以实现对密闭结构部件内部情况的透射摸索。

X射线投射技术的本质是特征X射线及其衍射X射线能穿透一定厚度的物质，并能使荧光物质发光、照相机乳胶感光、气体电离。X射线的波长和晶体内部原子面之间的间距相近，晶体可以作为X射线的空间衍射光栅，即一束X射线照射到物体上时，受到物体中原子的散射，每个原子都产生散射波，这些波互相干涉，结果就产生衍射。衍射波叠加的结果使射线的强度在某些方向上加强，在其他方向上减弱。分析衍射结果，便可获得晶体结构。X射线投射技术是利用衍射原理，精确测定物质的晶体结构，织构及应力，精确的进行物相分析，定性分析，定量分析。

2.2 运用X射线透射技术检测光电分离接续盒实践情况

云南中调通信专业于2021年12月组织多方技术人员商定运用X射线透射技术拍照检测光电分离接续盒方案后，选取了500 kV某A甲、乙线，500 kV某B甲线，500 kV某C乙、丙线部分光电分离接续盒开展了X射线透射拍照测试工作。组织现场共计对24个光电分离接续盒进行了拍照测试。针对前期光电分离接续盒局部放电起火缺陷诱发原因“接续盒施工不满足光纤单元不锈钢管不得进入空心绝缘子超过50 mm工艺要求”，本次对光电分离接续盒两侧的空心绝缘子进行了透射拍照，比对成像情况研判接续盒是否满足要求，后续对不满足施工工艺要求的光电分离接续盒安排进一步消缺处理。

现场使用X射线透射技术检测的示意图见图1。将检测目标放置到成像区内，固定检测装置，进行透射拍照。多角度拍摄后仿真成像，即可呈现出光电分离接续盒的内部结构情况。

图1 X射线透射技术检测示意图

2.3 运用X射线透射技术检测光电分离接续盒实践结果评估

分析比对现场使用X射线透射拍照的仿真成像结果，仿真成像均能准确地反映出光电分离接续盒内部结构及盒内光纤的运行情况。X射线透射成像效果图见图2。

图2 X射线透射成像效果图

本次测试共计选取24个光电分离接续盒，仿真成像共计40余张，均能准确呈现出预期的测试要素。因此，X射线透射技术运用于光电分离接续盒的检测是有效的，该技术在其他通信密闭器件的检测维护中也具备推广使用的可行性。该配套工程相关接续盒的检测结果见表1。

表1 某配套工程光电分离接续盒X射线测试记录

3 与传统检测方法对比分析

3.1 与传统检测方法比较

目前光电分离接续盒的传统检测步骤为：施工人员登塔/杆、引流线接地、解除光电分离接续盒固定、将光电分离接续盒放置到地面、打开光电分离接续盒、检查接续盒内部运行情况、恢复/合上光电分离接续盒、接续盒上塔、固定接续盒、接地线拆除、施工人员下塔/杆；使用X射线技术检测光电分离接续盒步骤为：施工人员登塔/杆、引流线接地、X射线多角度拍摄接续盒情况、接地线拆除、施工人员下塔/杆、仿真成像研判接续盒运行情况。

X射线透射技术检测光电分离接续盒检测步骤较之传统方法简单，在时间成本上具备较大的优势。根据现场实践情况及运维经验，对同一光电分离接续盒的故障检测X射线检测耗时相比传统方法可缩短2 h以上。此外X射线技术检测规避了解除光电分离接续盒固定及接续盒上下杆塔的步骤，可以降低在工作过程中的施工人员人身风险。同时，X射线检测技术的使用，不会对接续盒内部的运行状况造成干扰，可有效避免在缺陷排查过程中扩大故障范围的情况。

3.2 检测的优势与不足

优点：使用X射线透射仪器检查光电分离接续盒，不需要线路配合停电，检测工作可在杆塔上开展，可以有效降低时间成本和人工成本；X射线透射技术检测适用于在运设备，作业过程中无光缆中断风险，可保障通信网络的可靠性；X射线透射技术检测可作为光电分离接续盒常规巡检手段，预判未知缺陷，提升设备管理水平。

缺点：X射线透射技术测试结果需经仿真系统成像处理，周期相对长，在紧急抢修工作中受时间限制，不宜采用。

4 结束语

实践证明，X射线透射技术运用于光电分离接续盒的检测是有效的，与传统检测方法相比，X射线透射技术检测具有耗时短、风险低等显著优势。随着电力企业高电压等级输电线路的快速建设，光电分离接续盒数量急剧增加，X射线检测技术的运用，可以有效提升电力通信的运维效率和运维质量。同时，该技术在其他通信密闭器件的检测维护中也具备推广使用的可行性。电力光缆作为电力系统的通信基础，做好电力光缆的维护是保障电力系统稳定运行的必要前提。在电网企业数字化转型的进程中，对电力通信势必提出更高的要求。运用好新的技术手段，加强同业借用、异业借用，才能使电力通信的运维水平跟上企业步伐。