X射线无损检测技术在输电线路状态检测中的系统研究及应用

国网河北省电力公司 关 巍

国网河北检修公司 梁利辉

国网衡水供电公司 何义良

X射线无损检测技术在输电线路状态检测中的系统研究及应用

国网河北省电力公司 关 巍

国网河北检修公司 梁利辉

国网衡水供电公司 何义良

X射线无损检测技术是一种可以实时成像的新型检测技术，能够在不停电、不解体的情况下，通过多方位X射线透视成像，配合专用的图像处理与识别技术，实现输电线路部件内部材料、结构的可视化与运行状态的快速诊断，可极大地提高故障定位与判别的准确性。针对输电线路设备X射线无损带电检测的实际应用环境和需求，设计了机械柔性控制工装，实现对检测设备的平移、升降、旋转等控制操作，可根据要求快速完成设备定位。该工装与便携式X射线机、成像板、图像处理与识别软件形成了一整套完整的输电线路X射线可视化无损检测应用解决方案。

X射线；无损检测；图像处理；柔性工装

1 前言

伴随着社会经济的发展,对输电线路的要求愈来愈高,为了实现输电线路的管理水平有效高,加强输电线路的状态检测与检修工作势在必行[1][2]。基于X射线数字成像检测技术应用于电力输电线路状态检测为电力输电线路设备带电检测提供了一种快速、可视、无损的检测手段。能够在不停电或不解体的情况下，准确及时的掌握设备内部机械结构状态信息，发现设备内部的机械结构缺陷。通过对输电线路设备进行多方位X射线透视成像，配合专用的图像处理与识别技术，实现其内部结构的“可视化”与运行状态的快速诊断，可极大地提高设备故障定位与判别的准确性，提高输电线路运行的可靠性和实现经济效益的最大化，为线路的运行维护提供保障。

2 X射线无损检测技术介绍

X射线数字成像技术是近年来发展起来的一种新型射线无损检测技术，相比于传统的胶片式检测方法，具有检测速度快、便携性强、检测灵敏度高、检测结果易于管理、现场辐射量小等优点。X射线透过检测对象后经射线探测器将X射线检测信号转换为数字信号为计算机所接收，形成数字图像，按照一定格式存储在计算机内。通过观察检测图像，根据工作经验和有关标准进行缺陷评定，可达到缺陷状态评价的目的。

现有基于X射线无损检测技术的检测产品属于通用产品，并非针对电力行业开发，未真正应用于电力生产。由于输电线路上的被测设备外部环境结构复杂、X射线设备体积重量大、不易摆放定位，现场检测效率较低，且缺乏相关的专业操作人员、标准的检测流程以及检测规范，检测效率低、规范性较差、检测数据质量较低。缺少针对电力输电线路设备的图像处理、故障定位、智能识别分析功能的专用软件，数据利用率低。

3 系统总体设计方案

3.1 检测工装

针对输电线路设备的检测需求，设计一种便携、安全可靠、操作简单、稳定性高、检测效率高的X射线前端检测工装，可以快速的完成常规位置的检测，提高工作效率。整个检测工装分简单分解，采用轻质材料，一般一人就可携带，分解后又可快速安装。适用于各种不同电压等级、不同结构型式输电线路及其设备的实际检测需求。装置采用机械控制方式，无需供电，适用于高压输电线路杆塔上取电困难的场景。

检测工装快速使X射线机和成像板定位到检测位置，并通过检测参数的自动设置快速开机检测，通过智能分析图谱达到快速分析的效果，整体提高了X射线检测的效率。

3.2 远程操控平台

具备一键式图像采集及处理功能。

提供成像过程的影像记录，可用于巡检工作的回放、查找工作。

根据监测设备不同计算合适的射线计量选定可穿透的最小管电压，根据射线机和成像板之间的距离自动计算射线发散的角度，同时具备这些图像采集参数的自动设置和远程人工调整能力。

3.3 图像预处理

图像处理平台系统接收前端设备回传的图像信息，完成X射线原始图形采集、图像预处理、缺陷智能识别等功能。系统提供图像变换、增强、边缘检测、图像恢复、图像拼接等一系列图像处理方法，提高X射线图像相对质量，以便有效提取信息。

3.4 图像智能分析

图像处理平台系统提供人工或自动图谱识别功能，以X射线检测图像为基础，结合检测参数设置、检测设备与被检测设备的相对位置、设备原始图纸尺寸，进行尺寸量化及缺陷定位，建立被检测设备的检测档案，对设备的历史检测图片查看，根据多张不同时期的历史图片分析，得到设备的老化曲线并进行风险评估，对某些设备还在合理的使用期限内的可能存在的突发故障进行提示。

4 结论

X射线可视化无损检测技术是非接触式试验方法，能够在不停电或不解体的情况下，准确掌握输电线路设备内部机械结构状态信息，发现输电线路设备内部的机械结构缺陷，把故障消除在萌芽状态。实践证明，该技术能够有效诊断输电线路耐张线夹连接情况、验证绝缘子内部是否有疲劳裂纹或者材质本身质量情况等。在今后的工作中，按照不同设备、不同故障分类，进一步建立相应的x射线成像检测图库，为故障分析和诊断提供依据。x 射线成像检测技术作为一种新的试验手段，应用于输电线路设备状态检修时，将会提高状态检修的效率和准确性，为电网安全可靠运行提供保障。

[1]覃运超.浅谈输电线路的状态检测与检修工作[B].广西:电力技术资讯,2013(15).

[2]刘建军,焦永生,张树义.输电线路状态检修的探讨[J].内蒙古科技与经济,2010.

[3]韩焱.X射线数字成像检测技术[J].无损检测,2003(09).

关巍（1976—），男，工程硕士，高级工程师，长期从事高电压技术研究，尤其是输电线路“六防”技术研究，目前主要负责输电线路运维检修管理等工作。

梁利辉（1985—），男，硕士研究生，高级工程师，长期从事输电线路运检技术研究，尤其是特高压输电线路运维技术、带电作业研究，目前主要负责500kV及以上输电线路运检管理工作。

何义良（1983—），男，高级技师，工程师，主要从事高压输电线路运行检修、带电作业。