肖仲誼，樂(lè)群立,許云偉

(浙江無(wú)損檢測(cè)工程技術(shù)有限公司，杭州 311215)

隨著我國(guó)電力行業(yè)的快速發(fā)展，一批高壓、特高壓線路陸續(xù)建成。由于其電壓等級(jí)高、線路錯(cuò)綜復(fù)雜，且?？缭礁咚俟贰⒏哞F線路、重要輸電通道等重點(diǎn)區(qū)域，所以對(duì)線路的安全性、穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性提出了更高的要求。

耐張線夾的壓接施工屬于隱蔽工程，線夾的內(nèi)部壓接缺陷以及壓接定位缺陷常無(wú)法檢測(cè)，而線夾部位斷線事故時(shí)有發(fā)生，全國(guó)范圍內(nèi)也出現(xiàn)過(guò)多起因壓接質(zhì)量不良引起的斷線故障；因此，對(duì)于輸電線路，特別是“三跨”線路，輸電線路耐張線夾和接續(xù)管的壓接質(zhì)量都關(guān)系線路安全[1-2]。

當(dāng)前規(guī)程中主要通過(guò)嚴(yán)格控制壓接工藝，壓接完成后檢測(cè)外觀質(zhì)量，以及測(cè)量對(duì)邊距來(lái)實(shí)現(xiàn)壓接質(zhì)量的控制。

1 耐張線夾分類及結(jié)構(gòu)

按照金具的主要性能和用途，其可大致分為懸吊金具、錨固金具、連接金具、接續(xù)金具、防護(hù)金具、接觸金具等。各種錨固金具又稱為緊固金具或耐張線夾，這種金具主要用來(lái)緊固導(dǎo)線的終端，使其固定在耐張絕緣子串上。錨固金具結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 各種錨固金具外觀

錨固金具一般又可分為懸垂線夾和耐張線夾。文章主要介紹了壓縮型耐張線夾壓接質(zhì)量的DR檢測(cè)技術(shù)，并對(duì)壓接過(guò)程中存在的缺陷是否需要進(jìn)行處理進(jìn)行了判斷。

壓接是指以超高壓液壓泵為動(dòng)力的壓接機(jī)，配套相應(yīng)壓接模具對(duì)導(dǎo)地線及壓接管進(jìn)行滿足使用要求的連接工藝過(guò)程。鋼芯鋁絞線耐張線夾的典型結(jié)構(gòu)如圖2所示，其壓接位置分別為圖中a、b、c 3處，重點(diǎn)檢測(cè)部位分別為圖中A、B、C 3處，即鋼錨與外部鋁套管壓接區(qū)域、芯線與錨管或芯線接續(xù)管壓接區(qū)域、外部鋁管和絞線或中間套管壓接區(qū)域等。

圖2 鋼芯鋁絞線耐張線夾的典型結(jié)構(gòu)示意

2 DR檢測(cè)的原理

DR檢測(cè)是一種基于射線檢測(cè)原理，利用射線接收/轉(zhuǎn)換裝置(平板探測(cè)器)和監(jiān)視器來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)射線照相中的膠片得到射線檢測(cè)圖像的新型無(wú)損檢測(cè)技術(shù)。其使用射線接收/轉(zhuǎn)換裝置將不可見(jiàn)的X射線轉(zhuǎn)換為數(shù)字或模擬信號(hào)，再經(jīng)過(guò)放大和計(jì)算機(jī)處理后顯示在顯示器上，顯示的圖像能提供有關(guān)材料內(nèi)部缺陷的性質(zhì)、大小、位置等信息，按照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行缺陷等級(jí)評(píng)定，即可達(dá)到檢測(cè)的目的。

DR檢測(cè)也就是狹義上的直接數(shù)字化照相(DDR)，通常采用平板探測(cè)器技術(shù)進(jìn)行成像。平板探測(cè)器由大量微小的帶有薄膜晶體管(TFT)的探測(cè)器整列排列而成，一般按能量轉(zhuǎn)換方式可分為間接轉(zhuǎn)換型DR和直接轉(zhuǎn)換型DR。

間接轉(zhuǎn)換型DR系統(tǒng)的關(guān)鍵部件是獲取圖像的平板探測(cè)器，其由X射線層與非晶硅光電二極管、薄膜晶體管、信號(hào)儲(chǔ)存基本像單元及信號(hào)放大與信號(hào)讀取單元等部件組成。

直接轉(zhuǎn)換型DR系統(tǒng)可以直接獲取并將X射線能量轉(zhuǎn)換成為數(shù)字信號(hào)，不需要通過(guò)媒介或其他方法獲取和轉(zhuǎn)換入射的X射線能，目前有兩種，一種為線掃描，一種為FPD(平板式探測(cè)儀)。

1．抱定師范宗旨。蔡元培認(rèn)為教師對(duì)于教育，對(duì)于社會(huì)，擔(dān)負(fù)著對(duì)被教育者“傳布普通之知識(shí)，陶鑄文明之人格”[2]卷1，385的重任。師范畢業(yè)生“要知既具有教育智識(shí)，不必務(wù)求在何等學(xué)校施教。即借一公共地方，如從前私塾之自行辦理，未始不可”；一定要“抱定入學(xué)宗旨，勇往直前，不變目的，莫慮其它”[2]卷2，479。所謂“抱定宗旨”，在蔡元培看來(lái)，入法科者，非為做官；入商科者，非為致富；入師范者，就要獻(xiàn)身國(guó)民教育?！白谥技榷?，自趨正規(guī)”[2]卷3，8-9。

DR檢測(cè)技術(shù)與常規(guī)射線檢測(cè)方法基本相同，唯一不同的是原先的膠片采用DR成像板代替，后期對(duì)檢測(cè)圖像進(jìn)行相關(guān)處理后即可進(jìn)行評(píng)定，具有檢測(cè)速度快、效果好，現(xiàn)場(chǎng)直接評(píng)定等特點(diǎn)[3]。

3 實(shí)際應(yīng)用

由于《架空輸電線路“三跨”重大反事故措施》(國(guó)家電網(wǎng)運(yùn)檢〔2016〕413號(hào))已對(duì)耐張線夾檢測(cè)進(jìn)行了明確要求。國(guó)家電網(wǎng)有限公司也發(fā)布了《輸電線路金具壓接質(zhì)量X射線檢測(cè)技術(shù)導(dǎo)則》，主要適用于交流電壓為110 kV～1 000 kV和直流電壓為400 kV及以上電壓等級(jí)的輸電線路，其內(nèi)容包括金具壓接質(zhì)量X射線檢測(cè)、檢測(cè)方法、檢測(cè)結(jié)果的后處理、質(zhì)量要求、缺陷的辨識(shí)和處理等，為現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)展線路金具壓接質(zhì)量的X射線檢測(cè)工作提供了依據(jù)。

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)了解和分析，輸電線路高壓耐張線夾的高空DR檢測(cè)工作主要有以下難點(diǎn)。

(1) 超高空檢測(cè)。

(2) 檢測(cè)使用的射線機(jī)無(wú)處固定。

(3) DR成像器無(wú)具體的固定位置。

(4) 現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)時(shí)無(wú)法保證射線機(jī)與DR成像器的相對(duì)位置不變。

(5) 常規(guī)檢測(cè)設(shè)備尺寸過(guò)大并且質(zhì)量較大，在高空線路中檢測(cè)極不安全。

(6) 常規(guī)檢測(cè)需要外接工作電源，在野外和高空作業(yè)極不方便。

采用以下數(shù)字射線機(jī)和成像板對(duì)耐張線夾進(jìn)行檢測(cè)，數(shù)字射線機(jī)型號(hào)及參數(shù)如下：射線機(jī)型號(hào)為CP160B；總質(zhì)量(含電池)為9.3 kg；電壓步進(jìn)為1 kV ；最大穿透力(鋁)為100 mm；輻射方式為定向；機(jī)頭尺寸為φ124 mm×490 mm(外徑×長(zhǎng)度)；管電流步進(jìn)為0.1 mA；預(yù)警時(shí)間為099 s；使用溫度為-25 ℃+50 ℃；焦點(diǎn)尺寸(長(zhǎng)×寬)為0.8 mm×0.7 mm；電壓范圍為40 kV160 kV；管電流為0.1 mA0.5 mA；電壓輸出種類為恒定位；連續(xù)曝光時(shí)間為300 s。

通過(guò)改變射線機(jī)型號(hào)，采用電池為射線機(jī)供電，這樣既減輕了設(shè)備重量又解決了野外高空現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)的電源問(wèn)題。

成像板型號(hào)及參數(shù)如下：品牌為德國(guó)布魯泰克；型號(hào)為RAPIXX 4336；閃爍體為碘化銫(Csl)；最小像素為127 mm；有效區(qū)域尺寸(長(zhǎng)×寬)為424 mm×353 mm；灰階轉(zhuǎn)換參數(shù)為16 bit；質(zhì)量為3.8 kg；尺寸(長(zhǎng)×寬)為4 60 mm×384 mm×15 mm；像素矩陣為3 072像素×2 560像素；材料類型為amorphous silicone；連接方法為有線無(wú)線兼容；線對(duì)值為3.90 lp·mm-1(線對(duì)/毫米，單反鏡頭分辨率計(jì)算單位)；電池工作時(shí)間為6 h；電壓為100 V240 V；量子檢測(cè)效率為65%。

另外，通過(guò)設(shè)計(jì)相關(guān)的DR檢測(cè)工裝來(lái)固定射線機(jī)與成像板的相對(duì)位置，工裝使用鋁合金材料制作，確保整體工裝質(zhì)量在可控范圍之內(nèi)，一端用于固定射線機(jī)，另一端用于固定成像板，確保每次檢測(cè)時(shí)相對(duì)焦距和位置固定。從而確保每次檢測(cè)的DR圖像和位置統(tǒng)一且放大倍數(shù)相同，為后期對(duì)檢測(cè)圖像的評(píng)定提供了良好的物理基礎(chǔ)。

將射線機(jī)和成像器結(jié)合為一個(gè)整體，這樣在高空作業(yè)時(shí)也保證了設(shè)備的安全；通過(guò)地面建立中心站，實(shí)現(xiàn)了無(wú)線遙控操作，既方便高空作業(yè)又避免了每次上下拉設(shè)電源線和網(wǎng)絡(luò)線的不便，每次通過(guò)對(duì)講機(jī)可實(shí)現(xiàn)高空與地面的聯(lián)系。國(guó)家電網(wǎng)架空輸電線路“三跨”耐張線夾的DR檢測(cè)已經(jīng)開(kāi)始實(shí)施了一段時(shí)間，檢測(cè)頗有成效。220kV耐張線夾的DR檢測(cè)結(jié)果如圖3所示，主要檢測(cè)區(qū)域?yàn)閴航拥?個(gè)區(qū)域，500 kV耐張線夾DR檢測(cè)結(jié)果如圖4所示。

圖3 220 kV耐張線夾的DR檢測(cè)結(jié)果

在實(shí)際檢測(cè)過(guò)程中，不同區(qū)域發(fā)現(xiàn)存在缺陷的情況，舉例如下。

(1) 區(qū)域1存在凹槽欠壓的情況(見(jiàn)圖5)。此耐張線夾凹槽壓接后仍留有間隙，但不能依此判斷是否欠壓，需進(jìn)行對(duì)邊距復(fù)核；經(jīng)復(fù)核發(fā)現(xiàn)對(duì)邊距超標(biāo)，則斷定為欠壓，按危急缺陷要求立即補(bǔ)壓；如果測(cè)量對(duì)邊距合格，可不處理。

圖5 500 kV耐張線夾凹槽欠壓區(qū)域DR檢測(cè)結(jié)果

(2) 區(qū)域2存在過(guò)壓的情況(見(jiàn)圖6)，耐張線夾鋁管非壓接區(qū)發(fā)生形變，但鋁管和錨管未見(jiàn)損傷，可不處理。

圖6 500 kV耐張線夾鋁管過(guò)壓區(qū)域DR檢測(cè)結(jié)果

(3) 區(qū)域3存在錨管腔體內(nèi)空隙的施工偏差情況(見(jiàn)圖7)。如果耐張線夾錨管腔體內(nèi)空隙比例為15%～30%，一般需結(jié)合實(shí)際停電進(jìn)行重壓處理；如果錨管腔體內(nèi)空隙比例小于15%，可暫不處理；如果錨管腔體內(nèi)空隙比例大于30%，則必須立即進(jìn)行返工處理。

圖7 500 kV耐張線夾錨管腔體內(nèi)空隙區(qū)域DR檢測(cè)結(jié)果

(4) 區(qū)域4存在鋁管與鋁線部位漏壓情況(見(jiàn)圖8)。對(duì)于鋁管未發(fā)生變形，部分鋁管與鋁線部分漏壓小于10%，一般暫不處理；如果條件允許可進(jìn)行補(bǔ)壓；對(duì)于鋁管未發(fā)生變形的，部分鋁管與鋁線部分漏壓10%～30%的，結(jié)合停電情況進(jìn)行補(bǔ)壓；對(duì)于鋁管未發(fā)生變形的，部分鋁管與鋁線部分漏壓30%～50%的，按嚴(yán)重缺陷盡快進(jìn)行補(bǔ)壓；對(duì)于鋁管未發(fā)生變形的，部分鋁管與鋁線部分漏壓50%及以上的，按危急缺陷立即進(jìn)行重壓處理。

圖8 500 kV耐張線夾鋁管與鋁線部分漏壓區(qū)域DR檢測(cè)結(jié)果

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)設(shè)計(jì)DR檢測(cè)工裝，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)高空耐張線夾進(jìn)行檢測(cè)。從檢測(cè)結(jié)果可以看出，各項(xiàng)指標(biāo)均滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求，所得到的圖像放大倍數(shù)均一致，為3個(gè)區(qū)域的后續(xù)評(píng)定工作奠定了良好的基礎(chǔ)。

對(duì)比常規(guī)射線檢測(cè)，DR檢測(cè)的工裝檢測(cè)效率高出5倍以上，在很大程度上減少了人工投入，降低了安全風(fēng)險(xiǎn)，這樣既實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)質(zhì)量的有效控制又節(jié)省了大量的檢測(cè)時(shí)間，為線路的按期投產(chǎn)提供了保障。

目前國(guó)內(nèi)仍采用人員手動(dòng)固定檢測(cè)工裝，后續(xù)可使用無(wú)人機(jī)進(jìn)行操作，可大大降低人員受輻射的影響以及高空作業(yè)的安全風(fēng)險(xiǎn)；目前對(duì)不同區(qū)域的檢測(cè)還是以定性為主，后續(xù)可進(jìn)一步研究對(duì)不同線路的線夾、不同區(qū)域存在的缺陷進(jìn)行量化的方法，同時(shí)與外觀測(cè)量的對(duì)邊距數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，為線路的安全評(píng)價(jià)提供了更準(zhǔn)確的依據(jù)，也為施工壓接工藝提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)參考，以便進(jìn)一步提高耐張線夾的壓接質(zhì)量。