配電干式變壓器繞組材質實時成像無損檢測裝置的制作方法

本實用新型涉及配電干式變壓器繞組材質檢測技術，具體涉及一種配電干式變壓器繞組材質實時成像無損檢測裝置。

背景技術：

電力系統中，特別是配電網越來越多地選用干式變壓器作為配電網變壓器。據統計，發達國家使用的配電變壓器中，干式變壓器的比例已經達到了50％。我國大中城市只有40％～50％。由于干式變壓器同油浸式變壓器相比，具有無油、防火、壽命長、低噪、維護簡單、安全可靠等特點，因此干式變壓器的應用和發展在我國具有廣闊的空間。

干式變壓器絕緣樹脂包封層通常采用以石英粉為填充的環氧樹脂，其厚度為6～15mm。新型樹脂包封層則采用含80%玻璃纖維的環氧樹脂，在模型中澆鑄而成，其密封層厚度僅為2.0～5.0mm，薄型包封層的電氣性能和散熱性能也都很好，可保證安全運行。干式變壓器的繞組通常采用銅箔繞制，可降低軸向短路沖擊力，層間絕緣為F級半固化絕緣材料，線圈外層用玻璃纖維絲增強樹脂包封，具有很強的承受短路的能力。高壓繞組直接包繞在低壓繞組上，導線采用小時級漆包銅線，采用滾筒式結構，在沖擊電壓作用下呈線性分布，所以具有良好的抗沖擊電壓特性。高壓繞組層間以及外層用玻璃纖維絲纏繞，固化后有很好的軸向及徑向的機械強度，冷熱沖擊穩定性好。高壓繞組中可按散熱需要，設置單個或多個軸向冷卻通道以改善其溫度的分布。

電力變壓器，尤其是l0kV級別的配電變壓器中，長期存在著使用鋁線代替銅線的現象。特別是近年來，由于國內外銅價居高不下，鋁繞組變壓器的數量呈現大幅度增加的趨勢。同時，由于銅鋁材質特性上的差異，鋁繞組變壓器本身存在著性能上的不足。同時變壓器生產企業數量巨大，許多不具備質量控制和試驗檢測等必要能力的小企業混跡其中，其生產的鋁繞組變壓器質量更是難以保證。

國內現有鋁繞組變壓器的制造工藝和安全性能得不到保證，這些劣質鋁繞組變壓器將極大地增加變壓器損壞的風險，在整個電力系統運行中埋下安全隱患。根據國家電網公司變壓器類設備事故統計分析表明:變壓器繞組是變壓器損壞事故的主要損壞部位，超過總損壞事故的70%，其中繞組抗短路強度不夠和絕緣有缺陷是損壞事故的主要原因。由事故分析可見，變壓器繞組的質量問題極易引起安全事故，使用現有的鋁繞組變壓器將極大地增加變壓器損壞的風險，在整個電力系統運行中埋下安全隱患。因此必須加強變壓器繞組質量控制，杜絕在變壓器中銅線偷換為鋁線的現象，甄別出電力系統中以次充好的鋁繞組變壓器。國家標準規定電力變壓器出廠必須經過例行試驗、型式試驗和特殊試驗，其中與變壓器繞組密切相關的試驗包括：繞組電阻測量、短路試驗、空載試驗、溫升試驗等。這些試驗國內外都有比較深入的研究，但是其試驗結果很難區分電力變壓器繞組使用的是銅線還是鋁線。目前，設備管理部門通常通過吊罩解體后破壞繞組絕緣來檢測導線類型，該方法費時費力、準確度不高同時具有不可逆性。

X射線數字實時成像是基于X射線膠片成像技術發展而來，X射線穿過被檢測物體后攜帶了被測物體內部的結構厚度組成信息，在經過成像板后，將會把X光信號轉換為可見光，并利用非晶硅陣列的電子接收單元把可見光轉換成電信號加以記錄，轉換裝置輸出的信號大小和射入其中的射線強度成正向關系。如何利用X射線數字實時成像技術來實現配電干式變壓器繞組材質的精確無損檢測，已經成為一項亟待解決的關鍵技術問題。

技術實現要素：

本實用新型要解決的技術問題：針對現有技術的上述問題，提供一種無需拆解即可對繞組內部材質進行種類檢測，簡單易用，不受場地及設備限制，檢測快速高效的配電干式變壓器繞組材質實時成像無損檢測裝置。

為了解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案為：

一種配電干式變壓器繞組材質實時成像無損檢測裝置，包括放射源、散射線屏蔽罩、平板探測器及像質計，所述放射源的放射射線出口通過散射線屏蔽罩布置于被檢測的干式變壓器的繞組一側，所述平板探測器布置于被檢測的干式變壓器的繞組另一側，所述像質計固定布置于平板探測器的表面上。

優選地，所述散射線屏蔽罩為方管狀，所述散射線屏蔽罩的一端緊貼放射源的外壁且使得放射源的放射射線出口位于散射線屏蔽罩內，所述散射線屏蔽罩的另一端緊貼被檢測的干式變壓器的繞組另一側。

優選地，所述放射源為X射線源、或β射線源、或γ射線源。

優選地，所述平板探測器上設有兩個以上的固定組件，所述像質計通過固定組件固定布置于平板探測器的表面上，所述固定組件包括底夾、連接桿和壓板，所述底夾夾持固定于平板探測器的邊框上，且所述底夾通過連接桿和壓板相連，所述壓板的端部內側設有支承臺階，所述像質計支承布置于支承臺階內。

本實用新型配電干式變壓器繞組材質實時成像無損檢測裝置具有下述優點：本實用新型配電干式變壓器繞組材質實時成像無損檢測裝置包括放射源、散射線屏蔽罩、平板探測器及像質計，放射源的放射射線出口通過散射線屏蔽罩布置于被檢測的干式變壓器的繞組一側，平板探測器布置于被檢測的干式變壓器的繞組另一側，像質計固定布置于平板探測器的表面上，利用平板探測器及像質計能夠快速獲得放射射線經過干式變壓器的繞組后的平板探測器上的像質計成像，從而便于人工或計算機來根據像質計成像中的像質級別確定繞組材質，簡化了常規的繞組試驗條件和要求，應用時不受場地及設備限制，設備尺寸較小，可以滿足不同型號干式變壓器的繞組材質檢測要求，解決了配網設備中干式變壓器繞組材質質量監督檢測的難題，無需對干式變壓器繞組進行拆解便可對繞組內部的材質種類檢測，解決了實際生產中只能拆解后對繞組材質進行力學檢測，而不能在無損本體的情況下對繞組材質進行檢測的難點，幾分鐘就可以完成一次檢測，可以便攜移動到現場進行檢測，簡便高效，具有無需拆解即可對繞組內部材質進行種類檢測，簡單易用，不受場地及設備限制，檢測快速高效的優點。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例方法的基本流程示意圖。

圖2為本實用新型實施例裝置的結構示意圖。

圖3為本實用新型實施例固定組件的側視結構示意圖。

圖例說明：1、放射源；2、散射線屏蔽罩；3、平板探測器；4、像質計；5、固定組件；51、底夾；52、連接桿；53、壓板；531、支承臺階。

具體實施方式

如圖1所示，本實施例配電干式變壓器繞組材質實時成像無損檢測方法步驟包括：

1）預先在被檢測的干式變壓器的繞組一側放置平板探測器、在平板探測器的表面上固定像質計；在被檢測的干式變壓器的繞組另一側發出放射射線，并獲取經過干式變壓器的繞組后的平板探測器上的像質計成像；

2）確定像質計成像中的像質級別，如果像質計成像中的像質級別為銅對應的像質級別，則判定被檢測的干式變壓器的繞組材質為銅；如果像質計成像中的像質級別為鋁對應的像質級別，則判定被檢測的干式變壓器的繞組材質為鋁。

像質計（又稱像質指示器、透度計）是測定射線照片的射線照相靈敏度的器件，根據在底片上顯示的像質計的影像，可以判斷底片影像的質量，并可評定透照技術、膠片暗室處理情況、缺陷檢驗能力等。目前，最廣泛使用的像質計主要有三種：絲型像質計、階梯孔型像質計、平板孔型像質計，此外還有槽型像質計和雙絲像質計等。像質計應用與被檢驗工件相同或對射線吸收性能相似的材料制作，不同種類的像質計具有獨有的結構和細節形式，以及獨有的測定射線照相靈敏度的方法。本實施例配電干式變壓器繞組材質實時成像無損檢測方法僅僅是對像質計的應用，并不涉及對像質計的結構改進，故在此對像質計的結構及其使用方法不再展開說明。像質計的像質級別包括1～10個級別，經過試驗證明，銅和鋁的像質計成像具有不同的像質級別，因此可以將像質計用于判定被檢測的干式變壓器的繞組材質。通過銅和鋁的繞組材質進行標定，即可得到銅和鋁對應的像質級別，如果像質計成像中的像質級別為銅對應的像質級別，則判定被檢測的干式變壓器的繞組材質為銅；如果像質計成像中的像質級別為鋁對應的像質級別，則判定被檢測的干式變壓器的繞組材質為鋁。前述步驟2）既可以通過人工進行識別和判定，也可以通過計算機圖形識別技術來進行判定。考慮到干式變壓器繞組材質一般為銅線或鋁線，而本實施例主要解決的問題是加強變壓器繞組質量控制，杜絕在變壓器中銅線偷換為鋁線的現象，甄別出電力系統中以次充好的鋁繞組變壓器。參見圖1可知，本實施例配電干式變壓器繞組材質實時成像無損檢測方法主要用于得出被檢測的干式變壓器的繞組材質為銅或鋁的結論，如果繞組材質為其他金屬，則其像質級別會與銅和鋁對應的像質級別不同，同樣也可以在“像質級別為鋁對應的像質級別”的判斷處的“N”分支被篩選出來，從而得出采用其他材質來替代銅的結論。

本實施例中，步驟1）中的放射射線為X射線。此外，步驟1）中的放射射線也可以根據需要采用β射線、或γ射線，其原理與本實施例相同，在此不再贅述。

如圖2所示，本實施例的配電干式變壓器繞組材質實時成像無損檢測裝置包括放射源1、散射線屏蔽罩2、平板探測器3及像質計4，放射源1的放射射線出口通過散射線屏蔽罩2布置于被檢測的干式變壓器的繞組一側，平板探測器3布置于被檢測的干式變壓器的繞組另一側，像質計4固定布置于平板探測器3的表面上。

本實施例中，散射線屏蔽罩2為方管狀，散射線屏蔽罩2的一端緊貼放射源1的外壁且使得放射源1的放射射線出口位于散射線屏蔽罩2內，散射線屏蔽罩2的另一端緊貼被檢測的干式變壓器的繞組另一側。

本實施例中，放射源1為X射線源。此外，放射源1也可以根據需要采用β射線源或γ射線源，其原理與本實施例相同，故在此不再贅述。

如圖3所示，本實施例的平板探測器3上設有兩個以上的固定組件5，像質計4通過固定組件5固定布置于平板探測器3的表面上，固定組件5包括底夾51、連接桿52和壓板53，底夾51通過連接桿52和壓板53相連，底夾51夾持固定于平板探測器3的邊框上，且壓板53的端部內側設有支承臺階531，像質計4支承布置于支承臺階531內，通過上述結構，一方面解決了平板探測器3和像質計4之間的安裝固定問題，固定組件5僅僅通過底夾51夾持固定于平板探測器3的邊框上，且將像質計4擠壓固定在平板探測器3的表面上，不需要對平板探測器3以及像質計4的結構進行更改，可以利用現有的平板探測器3和像質計4標準件，而且不需要傷害平板探測器3的主體結構，另一方面將連接桿52和壓板53往外拉，即可將像質計4從支承臺階531中取出，安裝和拆卸方便快捷，尤其適用于現場檢測。

本實施例的配電干式變壓器繞組材質實時成像無損檢測裝置的工作步驟如下：

S1）預先在被檢測的干式變壓器的繞組一側放置平板探測器3、在平板探測器3的表面上固定像質計4；將散射線屏蔽罩2一端置于放射源1的窗口上，確保其緊密貼合窗口，另一端靠近干式變壓器，散射線屏蔽罩2與干式變壓器距離不得大于200mm；

S2）啟動放射源1，試驗電壓為150kV，電流1.5mA，曝光時間在15秒～25秒；將平板探測器3放置于干式變壓器繞組后，平板探測器3與放射源1的射線準直器軸心應在一條直線上，平板探測器3用于射線穿過繞組后成像，得到像質計成像，像質計成像分為1-10個級別，成像數據匹配銅、鋁對應的成像變化量級別。然后，可以通過人工確定像質計成像中的像質級別，如果像質計成像中的像質級別為銅對應的像質級別，則判定被檢測的干式變壓器的繞組材質為銅；如果像質計成像中的像質級別為鋁對應的像質級別，則判定被檢測的干式變壓器的繞組材質為鋁。或者，可以通過計算機采集像質計成像，基于灰度識別來確定像質計成像中的像質級別，如果像質計成像中的像質級別為銅對應的像質級別，則判定被檢測的干式變壓器的繞組材質為銅；如果像質計成像中的像質級別為鋁對應的像質級別，則判定被檢測的干式變壓器的繞組材質為鋁。

以上所述僅是本實用新型的優選實施方式，本實用新型的保護范圍并不僅局限于上述實施例，凡屬于本實用新型思路下的技術方案均屬于本實用新型的保護范圍。應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理前提下的若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護范圍。