CN104502371B - 干式三相配电变压器非拆解绕组线圈材质无损鉴别方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了干式三相配电变压器非拆解绕组线圈材质无损鉴别方法,它根据铜、钢、铝对X射线的衰减系数的区别，利用X射线对非拆解状态下的干式三相配电变压器进行拍照，使用黑白密度计对拍照的射线底片黑度测量，将测量的黑度值输入计算机，使用工业射线胶片特性曲线，经过与储存在计算机中的不同X射线管电压铜、钢、铝X射线衰减系数—透照厚度曲线进行计算、比对，判别出干式三相配电变压器的绕组线圈为铝或铜。

Description

干式三相配电变压器非拆解绕组线圈材质无损鉴别方法

技术领域

本发明涉及一种干式三相配电变压器非拆解绕组线圈材质无损鉴别方法，属于输电技术领域。

背景技术

在目前市场经济下，有些短视的电网配网变压器生产厂家为了追逐更大的利润，使用铝漆包线代替铜漆包线作为变压器线圈绕组，造成线圈体积过大和线圈阻抗增大，使变压器功耗增大，增加供电成本，严重影响供电企业的利益。由于变压器线圈绕组有绝缘层包裹，目前即使在变压器解体和不破坏的情况下，通过电气试验和目测仍无法对线圈材质进行鉴别，除非对线圈进行破坏取样进行金属化学分析，但这种破坏检验不能逐台进行，否则成本巨大，并对变压器停运检修，严重影响电网供电和社会生产生活秩序。

因此，一种在非解体的情况下对配网变压器线圈材质进行鉴别是电网企业梦寐以求的方法。

申请人在2012年10月25日向国家知识产权局申请了专利名称为《配电变压器非解体线圈材质无损鉴别方法》，申请号为201210252278的发明专利，在该专利中申请人大致描述了前期的构思，但在后续的试验过程中发现上述方案还存在较多需要完善的细节。

干式三相配电变压器一般三相并列，分别布置有A相、B相、C相绕组线圈，这三个部位都可以进行透照，由于绕组端部的障碍物会影响X射线胶片的的安放，同时也影响绕组线圈的成像，因此需对透照部位进行选择。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种干式三相配电变压器在不解体的情况下，通过X射线拍照鉴定干式三相配电变压器绕组线圈材质的方法，可以克服现有技术的不足。

本发明的技术方案是：干式三相配电变压器非拆解绕组线圈材质无损鉴别方法，其针对干式三相配电变压器，干式三相配电变压器为三相并列、自然空冷，无密闭油箱，铁心、绕组暴露在外，绕组可以是固体绝缘包封绕组或不包封绕组，该方法包括以下步骤：

a、利用X射线机和X射线胶片，根据X射线机布置工艺、X射线胶片布置工艺对非拆解状态下的干式三相配电变压器进行拍照，在拍照时射线探伤机采用不同X射线管电压照射干式三相配电变压器任一绕组区域，得一组拍照后工业射线胶片，该绕组照射区域为干式三相变压器选定绕组的一角；

b、将拍照后工业射线胶片进行显影、停影、定影、水洗、烘干处理变为干式三相配电变压器绕组线圈影像底片；

c、根据干式三相配电变压器非解体线圈X射线透照X射线底片黑度测量方法得出黑度规定测点黑度数据和位置数据，利用干式三相配电变压器非解体线圈材质鉴别X射线透照透照厚度计算方法计算出干式三相配电变压器线圈影像黑度规定测点的X射线透照厚度，计算并制作干式三相配电变压器线圈影像黑度常用对数-透照厚度曲线；

d、将被测干式三相配电变压器X射线不同管电压射线衰减系数—透照厚度曲线分别与铜和铝的X射线不同管电压射线衰减系数—透照厚度曲线进行比对，分别求出这些曲线平均斜率的100倍的绝对值，被测干式三相配电变压器绕组线圈曲线值小于铝曲线值则为铝，被测干式三相配电变压器绕组线圈曲线值大于1.0则为铜；以鉴别被测干式三相配电变压器绕组线圈的材质。

上述的干式三相配电变压器非拆解绕组线圈材质无损鉴别方法是，在步骤a中X射线机放置要求为，X射线机窗口垂直向下，X射线胶片放置在干式三相配电变压器任一绕组线圈底部下方，X射线胶片长轴与X射线机窗口平行；X射线机中心线到X射线胶片的焦距F大于700mm；X射线机窗口中心到干式三相配电变压器透照部位绕组外壁的距离由偏心距公式计算，焦距F为X射线机中心线到X射线胶片的距离，单位为mm；X射线机透照管电压为320kV,曝光量由曝光量公式计算：X射线机曝光量为X射线机管电流乘以时间，单位为mA·min(毫安·分)，焦距F为X射线机中心线到X射线胶片的距离；X射线胶片选用爱克发D4，增感屏为前后屏均为0.15mm的铅箔增感屏。

前述的干式三相配电变压器非拆解绕组线圈材质无损鉴别方法是，在X射线胶片暗袋上贴有检测编号标记铅字码，X射线胶片暗袋用X射线胶片支架夹好，然后将X射线胶片支架贴于干式三相配电变压器任一线圈绝缘底部外壁，并确保X射线胶片支架及胶片中心线、X射线机窗口中心线、X射线机中心线在同一平面内，X射线胶片支架及胶片露出绝缘底部边缘10-20mm，将倾斜K值测量器垂直贴在干式三相配电变压器选定线圈绝缘侧面外壁，倾斜K值测量器的铅棒垂直于X射线胶片支架并位于X射线胶片支架及胶片中线，倾斜K值测量器的铅棒下端抵住胶片暗袋。

前述的干式三相配电变压器非拆解绕组线圈材质无损鉴别方法是，X射线胶片暗袋长125mm，宽85mm，暗袋内前增感屏和后感屏均为80×120mm的0.15mm铅箔增感屏，两增感屏之间的X射线胶片为80×120mm爱克发D4胶片，X射线胶片在暗室装好后用暗袋盖盖好。

前述的干式三相配电变压器非拆解绕组线圈材质无损鉴别方法是，在步骤c中X射线透照透照厚度计算方法是利用干式三相配电变压器线圈筒体端角接近直角来计算干式三相配电变压器绕组线圈的X射线透照厚度，进行透照时，应在绕组绝缘外壁X射线窗口中心下放置一个便于计算倾斜K值的倾斜K值测量器，在倾斜K值测量器上设有6mm×6mm×50mm的铅棒，倾斜K值测量器下端抵住X射线胶片；

OM为X射线机焦点中心到X射线胶片设置平面的距离(焦距F),单位mm；

CP为被透照后显示在X射线胶片上的倾斜K值测量器铅棒影像末端到变压器绕组影像黑度规定第一点测点的距离，单位mm；

AB为K值测量器铅棒的长度,单位mm；

T为K值测量器铅棒的厚度,单位mm；

GH-T为X射线机窗口中心在X射线胶片设置平面上的投影点到K值测量器铅棒端面的距离，或为偏心距L减去K值测量器铅棒外端面到绕组绝缘外壁的距离,单位mm。

计算出倾斜K值后，X射线胶片上线圈影像上任意两点的距离对应的X射线透照厚度差(单位mm)△T为X射线透照厚度差；△X为X射线胶片上线圈影像上任意两点的距离。

前述的干式三相配电变压器非拆解绕组线圈材质无损鉴别方法是，干式三相配电变压器非解体线圈X射线透照X射线底片黑度测量方法为，将干式三相配电变压器非解体线圈材质鉴别X射线透照X射线底片放到观片灯上，找到倾斜K值测量器影像，X射线底片装入底片定位尺中，底片定位尺长度方向顺着线圈影像垂直方向，并位于X射线底片黑度测量区域附近，将底片定位尺和底片固定在一起，用底片定位尺顺着线圈影像垂直方向测量倾斜K值测量器影像末端位置数据；使用黑白密度计沿着底片定位尺边缘测量底片黑度，找到黑度为2.10～2.00的黑度测量点A，记录黑度测量点A的黑度值及底片定位尺位置数据；找到黑度为1.85～1.75的黑度测量点B，记录黑度测量点B的黑度值及底片定位尺位置数据；找到黑度为1.65～1.55的黑度测量点C，记录黑度测量点C的黑度值及底片定位尺位置数据。。

前述的干式三相配电变压器非拆解绕组线圈材质无损鉴别方法是，X射线底片黑度测量区域必须选择在黑度为1.5～2.1的干式三相配电变压器线圈影像区域内，黑度测量的三点一定位于垂直于线圈形状切线的一条直线上。

前述的干式三相配电变压器非拆解绕组线圈材质无损鉴别方法是，为了便于X射线底片黑度测量位置的记录，黑白密集计的光学测量头中心必须作一条垂直细线标记。

前述的干式三相配电变压器非拆解绕组线圈材质无损鉴别方法是，铜和铝的不同X射线管电压射线衰减系数—透照厚度曲线的生成方法是，焦距F＝700mm,采用X射线机管电压分别为270kV和320KV，曝光量为20mA·min，X射线胶片爱克发D4型，增感屏前后屏均为0.15mmPb,放置在X射线胶片上的等厚钢板厚度分别采用10mm和20mm；分别透照10～50mm铜阶梯试块、10～50mm铝阶梯试块、60～100mm铝阶梯试块，得12张标有编号的胶片，胶片经过暗室显影5min、暗室定影15min后得到的12张底片，将12张底片中的8张AL阶梯试块的各个阶梯进行黑度测量，并填入铝透照厚度黑度表；将12张底片中的4张Cu阶梯试块的各个阶梯进行黑度测量，并填入铜透照厚度黑度表；将铝透照厚度黑度表中黑度低于0.3的值去掉后取常用对数，生成铝透照厚度黑度常用对数表；将铜透照厚度黑度表；中黑度低于0.3的值去掉后取常用对数，生成铜透照厚度黑度常用对数表；将铝透照厚度黑度常用对数表和铜透照厚度黑度常用对数表的数据绘制在一张铜铝阶梯试块X射线底片黑度常用对数-透照厚度曲线图中，得到四条铝X射线衰减曲线，得到四条铜X射线衰减曲线；四条铝的黑度常用对数-透照厚度曲线接近为直线，斜率的100倍约为-1.0；四条铜的黑度常用对数-透照厚度曲线接近为直线，斜率的100倍约为-3.7。

前述的干式三相配电变压器非拆解绕组线圈材质无损鉴别方法是，所述的X射线胶片支架包括支撑板，在支撑板的两端分别连接有两个能吸附在干式三相配电变压器线圈绝缘底部外壁的真空吸盘，在支撑板上连接有铅托板,在铅托板上通过绳带连接有减蚀板，X射线胶片暗袋放置在铅托板上后，减蚀板压住X射线胶片暗袋右边；铅托板的构成包括铅板，支撑板连接在铅板上，在铅板、铅板和支撑板的连接处包覆有碳纤维布，碳纤维布通过树脂固化在其覆盖区域；减蚀板的构成包括铅板，在铅板上覆有碳纤维布，碳纤维布通过树脂固化在其覆盖区域。

前述的干式三相配电变压器非拆解绕组线圈材质无损鉴别方法是，所述的倾斜K值测量器包括碳纤维板，在碳纤维板的两端连接有真空吸盘，在两真空吸盘之间的碳纤维板的中心线位置连接有铅棒，碳纤维板垂直贴在干式三相配电变压器线圈绝缘侧面板外壁，铅棒垂直于X射线胶片且位于X射线胶片中线，铅棒下端与干式三相配电变压器绝缘底部齐平；铅棒截面为正方形，边长为6mm、长度50mm，在铅棒和碳纤维板外包裹有纤维布，纤维布与铅棒用树脂固化，纤维布与碳纤维板之间用树脂固化。

前述的干式三相配电变压器非拆解绕组线圈材质无损鉴别方法是，它包括透明刻度尺，在透明刻度尺的下方设有背片，透明刻度尺的刻度0之前区域与背片的端部相互连接；所述的背片为透明的刻度尺，透明刻度尺与背片的刻度0线相互重合；透明刻度尺和背片为由菲林材料制得的直尺。

与现有技术比较，本发明根据铜、铝对X射线的衰减系数的区别，利用X射线对非拆解状态下的干式三相配电变压器进行拍照，使用黑白密度计对拍照的射线底片黑度测量，将测量的黑度值输入计算机，得X射线衰减系数—透照厚度曲线，通过将该曲线与储存在计算机中的不同X射线管电压铜、钢、铝X射线衰减系数—透照厚度曲线进行比对，判别出干式三相配电变压器的绕组线圈为铝、铜，具有省时、省力、不破坏设备等优点。同时由于能快速检验变压器绕组线圈材质，对违反合同和设计的以铝代铜的变压器能及时索赔和更换，降低配网变压器损耗。

附图说明

图1为本发明的透照原理图；

图2为X射线胶片支架结构示意图；

图3为图2的俯视图；

图4为倾斜K值测量器的结构示意图；

图5为倾斜K值测量器的俯视图；

图6为计算倾斜K值的示意图；

图7为铜铝阶梯试块X射线底片黑度常用对数-透照厚度曲线图；

图8为底片定位尺的结构示意图。

具体实施方式

实施例，如图1所示，由于干式三相配电变压器的铁心及线圈结构，350kV以下便携式X射线探伤机的X射线无法从上下穿透干式三相变压器绕组线圈，即使X射线从绕组线圈圆切线方向穿过，但由于确定穿透部位线圈形状和尺寸，不能计算绕组线圈的X射线穿透厚度，也就无法进行线圈材质鉴别。所以用X射线以一定小角度穿透线圈筒体下端角，并可以利用线圈筒体端角接近直角来计算绕组线圈的X射线透照厚度差，再根据干式三相配电变压器非解体线圈材质无损鉴别方法、密闭容器中铜铝的X射线衰减规律鉴别方法，可以进行线圈材质鉴别，以下是具体的鉴别方法，该方法包括以下步骤：

a、利用X射线机和X射线胶片对非拆解状态下的被测干式三相配电变压器进行拍照，在拍照时射线探伤机采用不同X射线管电压照射被测干式三相配电变压器有绕组区域，得一组拍照后工业射线胶片，该绕组照射区域为变压器绕组的一角；

在步骤a中X射线机放置要求为，X射线机窗口垂直向下，X射线胶片放置在干式三相配电变压器任一绕组线圈部位下方，X射线胶片长轴与X射线机窗口平行；X射线机中心线到X射线胶片的距离，大于700mm，小于900mm；X射线机窗口中心到干式三相配电变压器透照部位绕组外壁的距离由偏心距公式计算，偏心距L为：焦距F为X射线机中心线到X射线胶片的距离，单位为mm；X射线机透照管电压为320kV,曝光量由曝光量公式计算，：X射线机曝光量为X射线机管电流乘以时间，单位为mA·min(毫安·分)，焦距F为X射线机中心线到X射线胶片的距离；X射线胶片选用爱克发D4，增感屏为前后屏均为0.15mm的铅箔增感屏。

X射线胶片放置要求为，在X射线胶片暗袋上贴有检测编号标记铅字码，X射线胶片暗袋用X射线胶片支架夹好，然后将X射线胶片支架贴于配电变压器任一线圈绝缘底部外壁，并确保X射线胶片支架及胶片中心线、X射线机窗口中心线、X射线机中心线在同一平面内，X射线胶片支架及胶片露出绝缘底部边缘10-20mm，将倾斜K值测量器垂直贴在干式三相配电变压器选定线圈绝缘侧面外壁，倾斜K值测量器的铅棒垂直于X射线胶片支架并位于X射线胶片支架及胶片中线，倾斜K值测量器的铅棒下端抵住胶片暗袋。X射线胶片暗袋长125mm，宽85mm，暗袋内前增感屏和后感屏均为80×120mm的0.15mm铅箔增感屏，两增感屏之间的X射线胶片为80×120mm爱克发D4胶片，X射线胶片在暗室装好后用暗袋盖盖好。

所述的X射线胶片支架用于将X射线胶片固定在干式三相配电变压器线圈下绝缘底部外壁，其具体结构如2和3所示，支撑板1通过螺丝安装在两个真空吸盘2上，支撑板规格为20×1.5×150mm碳纤维板条。真空吸盘2直径为30mm,厚度为11mm，背面中心有M3螺丝孔；铅托板3安装在支撑板1上，铅托板3由90×2×120mm铅板、碳纤维布造成，先用碳纤维布将铅板包裹，然后用树脂将包裹铅板的碳纤维布固化形成铅托板，用碳纤维布将支撑板1与铅托板3包裹在一起，再树脂碳纤维布固化。减蚀板4由两条25mm宽、2mm厚的丙纶织带连接在铅托板上，减蚀板4由20×1×120mm铅板、碳纤维布造成，碳纤维布将铅板包裹，然后用树脂将包裹铅板的碳纤维布固化形成减蚀板4，再用两条25mm宽、2mm厚的丙纶织带用树脂连接在铅托板上。。贴片时，X射线胶片暗袋放在X射线胶片支架内，X射线胶片暗袋与X射线胶片支架背托板对齐，X射线胶片暗袋贴铅字码面向上(向着X射线机方向)，减蚀板压住X射线胶片暗袋右边。

倾斜K值测量器的结构如图4、5和6所示，干式三相配电变压器线圈材质鉴别X射线透照倾斜K值测量器，它包括碳纤维板5，在碳纤维板5的两端连接有真空吸盘6，在两真空吸盘6之间的碳纤维板5的中心线位置连接有铅棒7，碳纤维板5垂直贴在干式三相配电变压器线圈绝缘侧面板外壁，铅棒7垂直于X射线胶片且位于X射线胶片中线，铅棒7下端与干式三相配电变压器绝缘底部齐平。碳纤维板5的宽度为20mm、厚度1.5mm、长度150mm。铅棒7截面为正方形，长度为6mm、长度50mm，在铅棒7和碳纤维板5外包裹有纤维布，纤维布与铅棒7用树脂固化，纤维布与碳纤维板5之间用树脂固化。

所述的底片定位尺，它包括透明刻度尺8，在透明刻度尺8的下方设有背片9，透明刻度尺8的刻度0之前区域与背片9的端部相互连接；所述的背片9为透明的刻度尺，透明刻度尺8与背片9的刻度0线相互重合；透明刻度尺8和背片9为由菲林材料制得的直尺。

b、将拍照后工业射线胶片进行显影、停影、定影、水洗、烘干处理变为干式三相配电变压器绕组线圈影像底片；

c、根据干式三相配电变压器非解体线圈X射线透照X射线胶片黑度测量方法得出所测结果，其结果利用干式三相配电变压器非解体线圈材质鉴别X射线透照透照厚度计算方法计算出干式三相配电变压器线圈影像黑度和X射线透照透照厚度，计算并制作干式三相配电变压器线圈影像黑度常用对数-透照厚度曲线，求出曲线平均斜率的100倍。

在步骤c中X射线透照透照厚度计算方法是利用干式三相配电变压器线圈筒体端角接近直角来计算干式三相配电变压器绕组线圈的X射线透照厚度，进行透照时，应在绕组绝缘外壁X射线窗口中心下放置一个便于计算倾斜K值的倾斜K值测量器，在倾斜K值测量器上设有6mm×6mm×50mm的铅棒，倾斜K值测量器下端抵住X射线胶片；其倾斜K值为，OM为X射线机焦点中心到X射线胶片设置平面的距离(焦距F),单位mm；

CP为被透照后显示在X射线胶片上的倾斜K值测量器铅棒影像末端到变压器绕组影像黑度规定第一点测点的距离，单位mm；

AB为K值测量器铅棒的长度,单位mm；

T为K值测量器铅棒的厚度,单位mm；

GH-T为X射线机窗口中心在X射线胶片设置平面上的投影点到K值测量器铅棒端面的距离，或为偏心距L减去K值测量器铅棒外端面到绕组绝缘外壁的距离,单位mm。

倾斜K值计算公式推算过程如下：

在X射线底片上，C’为倾斜K值测量器A点的投影,P点为黑度第一测量点，N为点为黑度第二测量点或第三测量点，T为倾斜K值测量器的厚度(边长)，则P点的倾斜K值为：

在直角三角形OMP中

又因为在ΔOMC相似于ΔABC’

为了消除倾斜K值测量器的厚度对实际影响误差的影响，

计算出倾斜K值后，X射线胶片上线圈影像上任意两点的距离对应的X射线透照厚度差为：△T为X射线透照厚度差；△X为X射线胶片上线圈影像上任意两点的距离。

干式三相配电变压器X射线透照X射线胶片黑度测量方法为，将干式三相配电变压器非解体线圈材质鉴别X射线透照X射线底片放到观片灯上，找到倾斜K值测量器影像，X射线底片装入底片定位尺中，底片定位尺长度方向顺着线圈影像垂直方向，并位于X射线底片黑度测量区域附近，将底片定位尺和底片固定在一起，用底片定位尺顺着线圈影像垂直方向测量倾斜K值测量器影像末端位置数据；使用黑白密度计沿着底片定位尺边缘测量底片黑度，找到黑度为2.10～2.00的黑度测量点A，记录黑度测量点A的黑度值及底片定位尺位置数据；找到黑度为1.85～1.75的黑度测量点B，记录黑度测量点B的黑度值及底片定位尺位置数据；找到黑度为1.65～1.55的黑度测量点C，记录黑度测量点C的黑度值及底片定位尺位置数据。

X射线底片黑度测量区域必须选择在黑度为1.5～4.5的干式三相配电变压器线圈影像区域内，黑度测量的三点定位于垂直于线圈形状切线的一条直线上。

d、将被测干式三相配电变压器不同X射线管电压射线衰减系数—透照厚度曲线分别与铜和铝的不同X射线管电压射线衰减系数—透照厚度曲线进行比对，其值接近-1.0则线圈为铝，其值接近-3.7则线圈为铜；以鉴别被测干式三相配电变压器绕组线圈的材质。

铜和铝的不同X射线管电压射线衰减系数—透照厚度曲线的生成方法是，焦距F＝700mm,采用X射线机管电压分别为270kV和320KV，曝光量为20mA·min，X射线胶片爱克发D4型，增感屏前后屏均为0.15mmPb,放置在X射线胶片上的等厚钢板厚度分别采用10mm和20mm；分别透照10～50mm铜阶梯试块、10～50mm铝阶梯试块、60～100mm铝阶梯试块，得12张标有编号的胶片，胶片经过暗室显影5min、暗室定影15min后得到的12张底片，将12张底片中的8张AL阶梯试块的各个阶梯进行黑度测量，并填入铝透照厚度黑度表；将12张底片中的4张Cu阶梯试块的各个阶梯进行黑度测量，并填入铜透照厚度黑度表；将铝透照厚度黑度表中黑度低于0.3的值去掉后取常用对数，生成铝透照厚度黑度常用对数表；；将铜透照厚度黑度表；中黑度低于0.3的值去掉后取常用对数，生成铜透照厚度黑度常用对数表；将铝透照厚度黑度常用对数表和铜透照厚度黑度常用对数表的数据绘制在一张铜铝阶梯试块X射线底片黑度常用对数-透照厚度曲线图中，得到四条铝X射线衰减曲线，得到四条铜X射线衰减曲线；四条铝的黑度常用对数-透照厚度曲线接近为直线，分别求出这些曲线平均斜率的100倍的绝对值，被测干式三相配电变压器绕组线圈曲线值小于铝曲线值则为铝，被测干式三相配电变压器绕组线圈曲线值大于1.0则为铜；以鉴别被测干式三相配电变压器绕组线圈的材质。

具体过程为

1.实验室铜、铝X射线衰减系数透照工艺I：X射线透照如图7，焦距F＝700mm,X射线机管电压为270kV，曝光量为20·min，X射线胶片爱克发D4型，增感屏前后屏均为0.15mmPb,等厚钢板厚度10mm。

2.实验室铜、铝X射线衰减系数透照工艺II：X射线透照如图7，焦距F＝700mm,X射线机管电压为270kV，曝光量为20mA·min，X射线胶片爱克发D4型，增感屏前后屏均为0.15mmPb,等厚钢板厚度20mm。

3.实验室铜、铝X射线衰减系数透照工艺III：X射线透照如图7，焦距F＝700mm,X射线机管电压为320kV，曝光量为20mA·min，X射线胶片爱克发D4型，增感屏前后屏均为0.15mmPb,等厚钢板厚度10mm。

4.实验室铜、铝X射线衰减系数透照工艺IV：X射线透照如图7，焦距F＝700mm,X射线机管电压为320kV，曝光量为20mA·min，X射线胶片爱克发D4型，增感屏前后屏均为0.15mmPb,等厚钢板厚度20mm。

5.利用透照工艺I在实验室中透照一组10～50mm铜阶梯试块，X射线胶片编号为270kVFe10Cu10-50，经过暗室显影5min、暗室定影15min后得到的底片编号为270kVFe10Cu10-50。

6.利用透照工业III在实验室中透照一组10～50mm铜阶梯试块，X射线胶片编号为320kVFe10Cu10-50，经过暗室显影5min、暗室定影15min后得到的底片编号为320kVFe10Cu10-50。

7.利用透照工艺II在实验室中透照一组10～50mm铜阶梯试块，X射线胶片编号为270kVFe20Cu10-50，经过暗室显影5min、暗室定影15min后得到的底片编号为270kVFe20Cu10-50。

8.利用透照工艺IV在实验室中透照一组10～50mm铜阶梯试块，X射线胶片编号为320kVFe20Cu10-50，经过暗室显影5min、暗室定影15min后得到的底片编号为320kVFe20Cu10-50。

9.利用透照工艺I在实验室中透照一组10～50mm铝阶梯试块，X射线胶片编号为270kVFe10Al10-50，经过暗室显影5min、暗室定影15min后得到的底片编号为270kVFe10Al10-50。

10.利用透照工艺I在实验室中透照一组60～100mm铝阶梯试块，X射线胶片编号为270kVFe10Al60-100，经过暗室显影5min、暗室定影15min后得到的底片编号为270kVFe10Al60-100。

11.利用透照工业III在实验室中透照一组10～50mm铝阶梯试块，X射线胶片编号为320kVFe10Al10-50，经过暗室显影5min、暗室定影15min后得到的底片编号为320kVFe10Al10-50。

12.利用透照工业III在实验室中透照一组60～100mm铝阶梯试块，X射线胶片编号为320kVFe10Al60-100，经过暗室显影5min、暗室定影15min后得到的底片编号为320kVFe10Al60-100。

13.利用透照工艺II在实验室中透照一组10～50mm铝阶梯试块，X射线胶片编号为270kVFe20Al10-50，经过暗室显影5min、暗室定影15min后得到的底片编号为。

14.利用透照工艺II在实验室中透照一组60～100mm铝阶梯试块，X射线胶片编号为270kVFe20Al60-100，经过暗室显影5min、暗室定影15min后得到的底片编号为270kVFe20Al60-100。

15.利用透照工艺IV在实验室中透照一组10～50mm铝阶梯试块，X射线胶片编号为320kVFe20Al10-50，经过暗室显影5min、暗室定影15min后得到的底片编号为320kVFe20Al10-50。

16.利用透照工艺IV在实验室中透照一组60～100mm铝阶梯试块，X射线胶片编号为320kVFe20Al60-100，经过暗室显影5min、暗室定影15min后得到的底片编号为320kVFe20Al60-100。

17.利用黑白密度计，被别对阶梯试块影像底片270kVFe10Al10-50、270kVFe10Al60-100、320kVFe10Al10-50、320kVFe10Al60-100、270kVFe20Al10-50、270kVFe20Al60-100、320kVFe20Al10-50、320kVFe20Al60-100的各个阶梯进行黑度测量，并填入铝透照厚度黑度表(表1)。

18.利用黑白密度计，被别对阶梯试块影像底片片270kVFe10Cu10-50片、320kVFe10Cu10-50、270kVFe20Cu10-50、320kVFe20Cu10-50的各个阶梯进行黑度测量，并填入铜透照厚度黑度表(表2)。

19.将铝透照厚度黑度表(表1)中黑度低于0.3的值去掉取常用对数，生成铝透照厚度黑度常用对数表(表3)。

20.将铜透照厚度黑度表(表2)中黑度低于0.3的值去掉取常用对数，生成铜透照厚度黑度常用对数表(表4)。

21.将铝透照厚度黑度常用对数表(表3)和铜透照厚度黑度常用对数表(表4)的数据绘制在一张铜铝阶梯试块X射线底片黑度常用对数-透照厚度曲线图(图8)中，得到270kVFe10Al、270kVFe20Al、320kVFe10Al、320kVFe20Al四条铝X射线衰减曲线，得到270kVFe10Cu、270kVFe20Cu、320kVFe10Cu、320kVFe20Cu四条铜X射线衰减曲线。图中四条铝的黑度常用对数-透照厚度曲线接近为直线，斜率的100倍约为-1.0；图中四条铜的黑度常用对数-透照厚度曲线接近为直线，斜率的100倍约为-3.7。

22.在实际的干式三相配电变压器线圈材质鉴别无损检测工作中，先利用干式三相配电变压器非解体线圈材质鉴别X射线透照方法透视拍摄到干式三相配电变压器线圈影像底片，再根据干式三相配电变压器非解体线圈材质鉴别X射线透照透照厚度计算方法、干式三相配电变压器非解体线圈X射线透照X射线胶片黑度测量方法测量和计算出干式三相配电变压器线圈影像黑度和X射线透照透照厚度，计算并制作干式三相配电变压器线圈影像黑度常用对数-透照厚度曲线，求出曲线平均斜率的100倍，其值接近-1.0则线圈为铝，其值接近-3.7则线圈为铜。

表1.铝透照厚度黑度表

Claims (8)

1.一种干式三相配电变压器非拆解绕组线圈材质无损鉴别方法，其针对干式三相配电变压器，干式三相配电变压器为三相并列、自然空冷，无密闭油箱，铁心、绕组暴露在外，绕组可以是固体绝缘包封绕组或不包封绕组，其特征在于：该方法包括以下步骤

a、利用X射线机和X射线胶片，根据X射线机布置工艺、X射线胶片布置工艺对非拆解状态下的干式三相配电变压器进行拍照，在拍照时射线探伤机采用不同X射线管电压照射干式三相配电变压器任一绕组区域，得一组拍照后工业射线胶片，该绕组照射区域为干式三相变压器选定绕组的一角；

b、将拍照后工业射线胶片进行显影、停影、定影、水洗、烘干处理变为干式三相配电变压器绕组线圈影像底片；

c、根据干式三相配电变压器非解体线圈X射线透照X射线底片黑度测量方法得出黑度规定测点黑度数据和位置数据，利用干式三相配电变压器非解体线圈材质鉴别X射线透照厚度计算方法计算出干式三相配电变压器线圈影像黑度规定测点的X射线透照厚度，计算并制作干式三相配电变压器线圈影像黑度常用对数-透照厚度曲线；

d、将被测干式三相配电变压器X射线不同管电压射线衰减系数—透照厚度曲线分别与铜和铝的X射线不同管电压射线衰减系数—透照厚度曲线进行比对，分别求出这些曲线平均斜率的100倍的绝对值，被测干式三相配电变压器绕组线圈曲线值小于铝曲线值则为铝，被测干式三相配电变压器绕组线圈曲线值大于1.0则为铜；以鉴别被测干式三相配电变压器绕组线圈的材质；

在X射线胶片暗袋上贴有检测编号标记铅字码，X射线胶片暗袋用X射线胶片支架夹好，然后将X射线胶片支架贴于干式三相配电变压器任一线圈绝缘底部外壁，并确保X射线胶片支架及胶片中心线、 X射线机窗口中心线、X射线机中心线在同一平面内，X射线胶片支架及胶片露出绝缘底部边缘10-20mm，将倾斜K值测量器垂直贴在干式三相配电变压器选定线圈绝缘侧面外壁，倾斜K值测量器的铅棒垂直于X射线胶片支架并位于X射线胶片支架及胶片中线，倾斜K值测量器的铅棒下端抵住胶片暗袋；

所述的倾斜K值测量器包括碳纤维板(5)，在碳纤维板(5)的两端连接有真空吸盘(6)，在两真空吸盘(6)之间的碳纤维板(5)的中心线位置连接有铅棒(7)，碳纤维板(5)垂直贴在干式三相配电变压器线圈绝缘侧面板外壁，铅棒(7)垂直于X射线胶片且位于X射线胶片中线，铅棒(7)下端与干式三相配电变压器绝缘底部齐平；铅棒(7)截面为正方形，边长为6mm、长度50mm，在铅棒(7)和碳纤维板(5)外包裹有纤维布，纤维布与铅棒(7)用树脂固化，纤维布与碳纤维板(5)之间用树脂固化。

2.根据权利要求1所述的干式三相配电变压器非拆解绕组线圈材质无损鉴别方法，其特征在于：X射线胶片暗袋长125mm，宽85mm，暗袋内前增感屏和后感屏均为80×120mm的0.15mm铅箔增感屏，两增感屏之间的X射线胶片为80×120mm爱克发D4胶片，X射线胶片在暗室装好后用暗袋盖盖好。

3.根据权利要求1所述的干式三相配电变压器非拆解绕组线圈材质无损鉴别方法，其特征在于：干式三相配电变压器非解体线圈X射线透照X射线底片黑度测量方法为，将干式三相配电变压器非解体线圈材质鉴别X射线透照X射线底片放到观片灯上，找到倾 斜K值测量器影像，X射线底片装入底片定位尺中，底片定位尺长度方向顺着线圈影像垂直方向，并位于X射线底片黑度测量区域附近，将底片定位尺和底片固定在一起，用底片定位尺顺着线圈影像垂直方向测量倾斜K值测量器影像末端位置数据；使用黑白密度计沿着底片定位尺边缘测量底片黑度，找到黑度为2.10～2.00的黑度测量点A，记录黑度测量点A的黑度值及底片定位尺位置数据；找到黑度为1.85～1.75的黑度测量点B，记录黑度测量点B的黑度值及底片定位尺位置数据；找到黑度为1.65～1.55的黑度测量点C，记录黑度测量点C的黑度值及底片定位尺位置数据。

4.根据权利要求3所述的干式三相配电变压器非拆解绕组线圈材质无损鉴别方法，其特征在于：X射线底片黑度测量区域必须选择在黑度为1.5～2.1的干式三相配电变压器线圈影像区域内，黑度测量的三点一定位于垂直于线圈形状切线的一条直线上。

5.根据权利要求3所述的干式三相配电变压器非拆解绕组线圈材质无损鉴别方法，其特征在于：为了便于X射线底片黑度测量位置的记录，黑白密度计的光学测量头中心必须作一条垂直细线标记。

6.根据权利要求1所述的干式三相配电变压器非拆解绕组线圈材质无损鉴别方法，其特征在于：铜和铝的不同X射线管电压射线衰减系数—透照厚度曲线的生成方法是，焦距F＝700mm,采用X射线机管电压分别为270kV和320KV，曝光量为20mA·min，X射线胶片爱克发D4型，增感屏前后屏均为0.15mmPb,放置在X射线胶片上 的等厚钢板厚度分别采用10mm和20mm；分别透照10～50mm铜阶梯试块、10～50mm铝阶梯试块、60～100mm铝阶梯试块，得12张标有编号的胶片，胶片经过暗室显影5min、暗室定影15min后得到的12张底片，将12张底片中的8张AL阶梯试块的各个阶梯进行黑度测量，并填入铝透照厚度黑度表；将12张底片中的4张Cu阶梯试块的各个阶梯进行黑度测量，并填入铜透照厚度黑度表；将铝透照厚度黑度表中黑度低于0.3的值去掉后取常用对数，生成铝透照厚度黑度常用对数表；将铜透照厚度黑度表中黑度低于0.3的值去掉后取常用对数，生成铜透照厚度黑度常用对数表；将铝透照厚度黑度常用对数表和铜透照厚度黑度常用对数表的数据绘制在一张铜铝阶梯试块X射线底片黑度常用对数-透照厚度曲线图中，得到四条铝X射线衰减曲线，得到四条铜X射线衰减曲线；四条铝的黑度常用对数-透照厚度曲线接近为直线，斜率的100倍约为-1.0；四条铜的黑度常用对数-透照厚度曲线接近为直线，斜率的100倍约为-3.7。

7.根据权利要求3所述的干式三相配电变压器非拆解绕组线圈材质无损鉴别方法，其特征在于：所述的X射线胶片支架包括支撑板(1)，在支撑板(1)的两端分别连接有两个能吸附在干式三相配电变压器线圈绝缘底部外壁的真空吸盘(2)，在支撑板(2)上连接有铅托板(3),在铅托板(3)上通过绳带连接有减蚀板(4)，X射线胶片暗袋放置在铅托板(3)上后，减蚀板(4)压住X射线胶片暗袋右边；铅托板(3)的构成包括铅板，支撑板(1)连接在铅板上，在铅板、铅板和支撑板(1)的连接处包覆有碳纤维布，碳纤维布通过树脂固化在其覆盖区域；减蚀板(4)的构成包括铅板，在铅板上覆有碳纤维布，碳纤维布通过树脂固化在其覆盖区域。

8.根据权利要求3所述的干式三相配电变压器非拆解绕组线圈材质无损鉴别方法，其特征在于：所述底片定位尺，它包括透明刻度尺(8)，在透明刻度尺(8)的下方设有背片(9)，透明刻度尺(8)的刻度0之前区域与背片(9)的端部相互连接；所述的背片(9)为透明的刻度尺，透明刻度尺(8)与背片(9)的刻度0线相互重合；透明刻度尺(8)和背片(9)为由菲林材料制得的直尺。