电网设备状态检(监)测技术应用典型案例模板(X射线)

1电网设备状态检（监）测技术应用典型案例模板设备类别：【GIS设备X射线数字成像检测（1）】案例名称：【GIS设备内部结构性缺陷可视化检测技术】单位名称：【青海电力科学试验研究院】1.案例经过气体绝缘金属封闭开关设备（GIS），具有运行可靠性高、维护方便，占地面积小等优点而越来越得到广泛应用，由于GIS设备结构复杂、内部充有SF6绝缘气体，对解体检修工作带来很大的困难。随着我省电网GIS设备的增多，对其采取有效、可靠的检测与诊断，使缺陷消除在萌芽状态，避免严重事故发生，已成为GIS设备可靠运行的迫切需求，为更好地发挥GIS设备自身的优势，必须有更加先进的检测技术为设备的状态检修提供技术支持。X射线数字成像检测技术是一种快速成像的无损检测技术，将此技术应用到电网GIS设备内部缺陷的诊断，对断路器、刀闸开关、母线连接等易出现故障的关键部位进行检测，是对GIS设备检测方法的有力补充，通过内部结构的“可视化”诊断技术，实现常规检测方法所无法达到的效果，是一项全新的检测技术，此技术的深入应用必将会为设备的状态检修提供强有力技术支持，有力的保障了GIS设备的可靠、稳定运行。2.检（监）测技术和分析评价方法1检测原理及仪器设备1.1GIS设备X射线数字成像系统检测原理X射线在穿透物体过程中会与物质发生相互作用,因吸收和散射而使其强度减弱。强度衰减程度取决于物质的衰减系数和射线在物质中穿透的厚度。如果被透照物体的局部存在厚度差,该局部区域透过射线强度就会与周围的透过射线强度有差异。在射线的作2用下使胶片感光,经暗室处理后得到底片。底片上各点的黑化程度取决于射线照射量,由于不同部位透射射线强度不同,底片上相应部位就会出现黑度差异。可以看到黑度差异所形成的影像。1.2X射线对SF6气体的影响研究X射线对SF6气体的影响是采用X射线对GIS设备进行检测的前提，采用加拿大SF6DPD型SF6分解产物检测仪，精度为±0.1μL/L，对样品气体和现场运行设备进行X射线照射，经气体成分测定，X射线未导致GIS设备SF6气体的分解，不会对设备的电气绝缘水平造成影响，因此X射线成像检测是一种可实现带电检测的全新技术。1.3X射数字成像系统组成GIS设备X射线数字成像系统由射线机、激光扫描仪、成像板、图像处理分析软件、现场移动支架及移动工作站等组成（见图1~4）。名称型号编号制造商使用日期射线机ERESCO65MF42515880德国GE2009.9.8激光扫描仪CR50P032202德国GE2009.9.8成像板430×350----德国GE2009.9.8图像处理分析软件专用德国GE2009.9.8移动工作站专用国产2009.9.8图1X射线机图2CR激光扫描仪3图3成像板图4现场移动支架2GIS设备典型缺陷介绍GIS设备的典型故障如图5~8所示，均为设备内部结构发生严重损坏，此类缺陷可通过X射线数字成像系统对其缺陷准确进行定位，并判断出缺陷类型，为检修工作带来极大的便利，节约大量人力和财力。图5静触头触指变形图6上压环脱落图7静触头触指烧损图8绝缘拉杆爆裂触指变形动触头上压环脱落触指烧损绝缘拉杆爆裂43GIS设备典型缺陷模拟试验通过对GIS设备人工制造缺陷透照，熟悉各种缺陷的X射线透照影像，可为以后的影像缺陷的判断及分析提供资料，图9~12为几类人工制造的典型缺陷影像。图9抱紧弹簧缺一个图10螺丝松动图11静触头装配不到位图12隔离开关内存在异物4GIS设备现场检测4.1110kVGIS断路器设备X射线成像检测X射线机对准断路器进线侧和出线侧中间，成像板放置在断路器对面。为防止断路器内部三相影像重叠，X射线机机头正对断路器正中，成像板放置在断路器对面左、右两侧，可分别透照出A、C相断路器；X射线机正对断路器正中，再逆时针或顺时针旋转20°，成像板放置在断路器对面正中，可透照出B相断路器（见图13、14）。弹簧缺失螺丝松动装配不到位异物5图13X射线机、成像板摆放位置图14断路器影像照片4.2330kVGIS隔离开关设备X射线成像检测X射线机正对隔离开关球状壳与圆筒的连接处，成像板放置在射线机正对面（见图15），可获得330kVGIS隔离开关断口影像照片（见图16）。图15射线机、成像板摆放位置图16隔离开关分闸状态4.3330kVGIS母线连接处X射线成像检测X射线机窗口正对母线连接处，成像板放置在射线机窗口正对面（见图17），可获得330kVGIS母线连接处影像照片（见图18）。6图17射线机、成像板摆放位置图18母线连接影像4.4750kVGIS断路器设备X射线成像检测将2张成像板紧挨着断路器顶部人孔放置，X射线机机头中心正对两张成像板中心，（见图19、20），便可获得750kVGIS断路器断口影像照片（见图21）。图19成像板放置位置图20X射线机放置位置7图21断路器断口影像此检测技术实现了GIS设备内部“可视化”诊断，实现了不停电情况下对GIS设备内部结构性缺陷的检测，解决了GIS设备内部故障隐患难以有效识别与判断的重大难题。3.应用体会1.该技术作为一种全新的检测技术，与传统的超高频与超声波不同，在GIS设备中的深入应用必将为设备的状态检修提供准确而有效的技术支持，实现组合电气的“可视化”检测，为设备故障的准确定位、定性提供了直观数据，保障了电网的安全稳定运行。2.2009年青海电科院完成了《GIS设备X射线数字成像系统研究》课题，通过实验室模拟、现场实际拍摄，积累了大量关于组合电气内部结构成像检测的数据及经验，掌握了从110kV-750kV电压等级断路器、隔离开关、母线连接部位的检测技术，2010年完成了Q/QDL10-15002-2011《气体绝缘金属封闭开关设备（GIS）X射线数字成像检测技术导则》，此导则的编制完成，可有效规范此项检测工作的开展，使检测工作有据可依。3.由于此项检测技术在现场的应用还未常规化，在今后的工作中应通过大量的实际拍摄与设备的典型故障相结合，有针对性的开展组合电气的检测工作，使其成为一种检测目的性强，故障监督有力的全新检测技术。