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基于X射线的电力设备数字成像透视检测系统

作者: X射线探伤机 时间:2017-11-28 来源:未知
摘要:电力设备绝缘缺陷诱发原因中,制造或是安装原因占据了相当大的比重,且很多情况通过现有的常规手段是无法发现的,虽然通过局部放电等手段能够发现异常,但对于实质发生的部位...

  电力设备绝缘缺陷诱发原因中,制造或是安装原因占据了相当大的比重,且很多情况通过现有的常规手段是无法发现的,虽然通过局部放电等手段能够发现异常,但对于实质发生的部位等若不进行拆解,很难发现,特别是对于部件(或材料)内的气泡、裂纹、杂质等更是难于发现,因此,难以正确判断电力设备内部故障的原因。
  以电力系统大量使用的GIS设备为例,虽然按照免维护设计,但随着运行时间的增长, GIS设备也发生了许多起故障。由于GIS设备的核心部件均隐藏在设备内部,因此其缺陷的识别、诊断和定位非常困难,无法制定准确的检测策略,令供电单位十分困扰。
  为解决这个问题,项目组通过软课题研究和前期工作,提出了《基于X射线的电力设备透视检测数字成像系统研发与应用》的设想,将已经比较成熟并广泛应用于人体、安检、航空、航天、精密制造等领域的X射线检测技术引入电力系统,以近年新出现的X射线数字成像技术为基础,针对电力设备的技术特性和运行环境,以实现电力设备的数字成像透视检测和精益化检修为目标,研发一套全新的《基于X射线的电力设备数字成像透视检测系统》,世界范围内电力设备数字成像透视检测的技术空白。
  二、关键技术与创新点
  该项目以系统开发、工程应用、标准规范和产品化为研究思路,以实现对电力设备的数字成像透视检测为目标,针对电力系统检测中存在的诸多技术难点,在国内率先自主集成开发基于X射线的电力设备数字成像透视检测系统,具备了实现产品化的条件,填补了世界范围内GIS和SF6断路器等电力设备DR成像透视检测的技术空白,具有安全性(数字成像系统防护、作业、距离和屏蔽防护、绝缘材料性能影响)、图像获取(电力设备高精度成像、公差测量、软射线过滤、集成产品)和图像辨识(图像增强、图像去噪、图像无缝拼接、数据剪影、图像数据中心)等关键技术。主要创新点:
  1.自主集成开发基于X射线的电力设备透视检测系统。
  项目组通过前期调研,确定了X射线对电力设备可视化检测的可行性,但是在调研过程中发现市场上现有的X射线设备离我们的要求还有一定距离,故项目组提出了数字成像系统参数的定制要求。
  在现场运用过程中,我们针对电力系统应用实际不断发掘和完善,逐步建立了智能诊断子系统来对现场采集来的X射线数字图像进行增强、去噪、无缝拼接等处理,以便于现场诊断结果的给出;建立了防护子系统,以本系统在现场应用解决了后顾之忧;辅助设施的建立则使得本系统在现场的应用更加得心应手。至此,本系统完善且具备了产品化和推广应用的实质条件。
  2.自主研发X射线图像智能图像处理技术和图像数据中心。
  自主研发针对X射线图像的增强、去噪、无缝拼接和智能辨识的图像处理技术,并将图像处理后的图像上传到图像数据中心实现数据共享。
  3.实现了对电力设备X射线高精度成像。
  对系统空间布置、电参数、物理参数控制和软射线过滤等技术的研究,从而实现了对电力设备X射线高精度成像。
  4.获得X射线对电力设备绝缘介质的影响情况。
  项目组通过对环氧树脂、变压器油和SF6气体等三种绝缘介质进行了X射线影响的研究,据此得出了X射线对固体、SF6气体绝缘设备进行可视化检测是可靠安全的,对绝缘油的初步结果是X射线长时间照射会对绝缘油产生影响,但是确切结论还有待进一步的试验和研究。但我们研发的系统照射时长为30s,基本不会对绝缘油产生影响。
  5.系统对GIS、罐式断路器、电流互感器、电压互感器、复合绝缘子等电力设备进行透视检测。
  本系统现场应用中检测了110-500千伏的GIS,220、500千伏罐式断路器,500千伏复合绝缘子以及TA、TV进行了大量的试验,从所获得的X射线数字图像验证了本系统对上述设备进行透视检测的可行性和有效性。
  6.提出系统安全防护方法和装置。
  系统安全防护方法包括时间、距离和屏蔽三方面。检测人员安全距离为30米,公众人员安全距离为50米。拥有自主知识产权的检测人员屏蔽装置和成像板防护装置。
  7.系统成功应用于输变电运行设备的透视检测并国际首次检出缺陷案例。
  本项目通过应用研究,解决了《基于X射线的电力设备数字成像透视检测系统》在电力系统应用的一系列技术难题,验证了该系统对电力设备透视检测是可行、有效的,具有较好的适用性,取得了国际首例在输变电运行设备检出并确认缺陷的成功案例,建立了X射线数字成像透视检测实验室。
  项目成果已应用于多个生产现场,并准确检出GIS电联接安装位置偏移且支撑绝缘子断裂、复合绝缘子护套厚度不均匀和内部气道、电联接触头动作不到位等缺陷。项目研究成果可应用于GIS、断路器、隔离开关、电压互感器(TV)、电流互感器(TA)、避雷器、绝缘子等多种电气设备的内部结构和隐性缺陷的透视检测,为电力设备的状态检修和精益化管理提供了一种新的技术支持手段。
  编写标准《X射线数字成像技术对GIS设备的检测》,申请行业标委会2012年编制计划;申报国家发明专利18项(授权1项、实审9项)、实用新型专利4项(授权3项)、软件著作权1项(已登记);发表论文22篇(10篇EI收录);编写并发布实施3项作业指导书。南方电网鉴定认为“该项目研究成果总体处于国际先进水平,部分成果达到国际领先水平”。

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