作者：朱华 王河飞

 

“原位三维CT检测装备投运成功，设备运行状态良好，无异常。”6月26日，依托国家电网公司总部和国网河南省电力公司科技项目支持，国网河南省电力公司电力科学研究院（以下简称“国网河南电科院”）自主研发的GIS/GIL原位三维CT检测装置，顺利在变电站现场投入应用。这是国网系统首次实现对GIS（气体绝缘组合电器）、GIL（气体绝缘金属封闭输电线路）等核心设备内部缺陷的现场原位三维射线成像检测，检测精度达到亚毫米级。

 

射线“拍片”有短板

 

以往对GIS、GIL等气体绝缘设备放电前缺陷检测主要依赖射线“拍片”，类似于医院传统的x光胸透。“这就像在医院为病人做检查，只能拍一张器官重叠的照片。”国网河南电力高级专家王朝华打了个形象的比方，“图像是二维叠加的，内部零件结构相互遮挡，对于尺寸仅亚毫米级的金属异物、松动缝隙、部件损伤等情况，射线‘拍片’无法有效识别。”

 

亚毫米级缺陷早发现、早治理对电气设备安全意义重大，也是高校、科研院所争相攻关的难题。国网河南电科院团队自主研发出全套软硬件系统，实现了该技术工程化突破。“最大的难点在于如何实现带电原位检测。”技术团队李超博士解释道。无论是实验室检测，还是现场作业，CT检测技术需要一个非常高的机械精度以保证三维重建效果，但受现场检测效率限制，无法采用医用式环形CT结构。

 

CT检测又快又准

 

国网河南电科院首创三层半圆轨道组合和多电机接力驱动技术，通过外层轨道定位、中层轨道控制扫查角度精度，以及内层轨道保证射线机和成像板同步运动，并采用双动力源接力传递的巧妙设计，将半环图像采集角度提升至270度，解决了困扰行业逾10年的技术难题。面对异种材质相互干扰、扫描角度不满360度的不完全数据重建等图像处理难题，团队又研发出不完全三维重建与几何角度纠偏算法，实现了内部结构尺寸、间隙、位置、材质、金属颗粒物等信息三维呈现，让屏幕上原本重叠的阴影瞬间转化为清晰的三维图像——即便0.5毫米的部件偏移或金属颗粒都清晰可见。

 

“现场CT检测过程中，每移动一个点位就要重新进行设备组装和校准，至少花费两三个小时。”项目研发团队核心成员赵永峰解释道。国网河南电科院技术团队历经4次技术迭代演进，解决了现场CT检测中功能、精度和效率三个指标相互背离的难题，实现了现场“一推到位”，20分钟完成定位、扫描、成像、重建、退出等工序，效率提升了9倍。

 

不停电也能“查”

 

该装置犹如一个可移动的“电气设备智能影像中心”，能在设备不停电状态下，穿透金属外壳，对内部三维立体图像进行实测实量。相比传统平面射线检测，新装置缺陷检测精度提升12.5倍，有效检测覆盖度提升5倍，缺陷综合检出能力提升22倍，且实现了径向和轴向三维尺寸、材料密度测量等传统射线检测无法完成的功能。

 

“原位CT检测三维影像全面、直观，微小缺陷一目了然，设备运维人员看得懂、看得清，是保障设备稳定运行的‘安全透视眼’。”国网河南电力设备部技术处处长王晓辉评价道，“现在，电力设备射线检测已经从‘平面图像时代’跃升至‘全数字结构时代’。”

 

国网河南电科院副院长黄小川表示，该成果是深入实施创新驱动发展战略、聚焦电网生产实际需求、攻克“卡脖子”技术的生动实践，可为西南水电送出等超特高压重点工程GIS/GIL设备安装、运维阶段质量管控提供有力技术支撑。

 

来源：中国电力报