CN109855938A - 一种盆式绝缘子数字射线检测试块及检测方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种盆式绝缘子数字射线检测试块及方法，包括由环氧树脂和铝粉混合制成的块状主体(1)，主体呈阶梯状，所述主体每个梯级(2)宽35～45mm、长90～110mm，所述主体每个梯级上设有若干凹陷，凹陷之间间距为8～12mm。本发明的有益效果是：结构简单，设计巧妙，采用所设计的数字射线专用对比试块，可以制定和评价盆式绝缘子制造过程中数字射线检测灵敏度，能测试不同缺陷类型和尺寸、可以评价数字射线检测灵敏度，可有效发现制造缺陷，改进生产工艺，提高产品安全性能。

Description

一种盆式绝缘子数字射线检测试块及检测方法

技术领域

本申请涉及一种盆式绝缘子数字射线检测试块及检测方法，属于电力设备检测检修技术领域。

背景技术

GIS中文全称为金属绝缘金属封闭开关，是现代电网的核心部件。GIS部件由中心导体及操作件、壳体、盆式绝缘子组成，内部空间充六氟化硫气体绝缘气体。盆式绝缘子是复合材料，由环氧树脂和氧化铝粉机械混合搅拌，在金属模具内真空浇铸成型，经过二次固化，氧化铝颗粒在环氧树脂中形成“岛状”结构。由于配料、混合、固化温度和固化工艺的影响，氧化铝和环氧树脂聚集程度存在差异，因而形成了盆式绝缘子不同部位的密度差异。而且，当真空抽取工艺操作不当、浇筑模具或系统内物质脱落时，会在盆式绝缘子内部形成气孔、点状夹杂物、滤网金属丝等密度突变点。当盆式绝缘子密度均匀性较差或存在密度突变点时,局部内应力过大,造成使用中盆式绝缘子开裂形成气体间隙，空气间隙被高压击穿，释放大量热能，造成盆式绝缘子烧毁，导致整个线路发生停电事故。

目前，国际国内盆式绝缘子生产中尚未有盆式绝缘子数字射线灵敏度试块，盆式绝缘子数字射线检测灵敏度测试方面存在空白，目前制造企业采用的采用钢制或铝制试块进行测试，和实际情况存在较大误差。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为解决现有技术中对盆式绝缘子数字射线检测灵敏度测试方面能力的不足，提供一种能测试不同缺陷类型和尺寸、可以评价数字射线检测灵敏度的盆式绝缘子数字射线检测试块及检测方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种盆式绝缘子数字射线检测试块，包括由环氧树脂和铝粉混合制成的块状主体，主体呈阶梯状，所述主体每个梯级宽35～45mm、长90～110mm，所述主体每个梯级上设有若干凹陷，凹陷之间间距为8～12mm。

在其中一个实施例中，所述主体具有3个梯级，梯级高度分别为25～35mm、55～65mm、85～95mm。

在其中一个实施例中，所述凹陷之间间距为10mm。

在其中一个实施例中，所述凹陷为平底孔，平底孔位于每个梯级的横向中心线上。

在其中一个实施例中，每个所述梯级具有6个平底孔，任一所述梯级上的平底孔具有相同的深度，任一所述梯级上的平底孔的孔径依次为0.15～0.25mm、0.45～0.55mm、0.95～1.05mm、1.9～2.1mm、2.9～3.1mm、3.9～4.1mm。

在其中一个实施例中，所述凹陷为线槽，线槽彼此平行设置在所述梯级上。

在其中一个实施例中，每个所述梯级具有6个所述线槽，所述线槽开口宽度为0.18～0.22mm，长度为18～22mm。

在其中一个实施例中，所述线槽开口宽度为0.2mm，长度为20mm，任一所述梯级上的线槽的深度依次为0.05～0.15mm、0.2mm、0.5mm、0.7mm、1.0mm、1.5mm。

在其中一个实施例中，所述块状主体由环氧树脂和铝粉混合真空浇铸成型。

一种盆式绝缘子数字射线检测方法，包括以下步骤：

步骤10，将X射线射入盆式绝缘子并获得缺陷影像；

步骤20，根据缺陷影像分辨缺陷类型，缺陷类型包括面状空隙缺陷、点状空隙缺陷和金属夹杂物缺陷；

步骤30，根据缺陷类型选择对应检测试块类型，检测试块类型包括用于点状空隙缺陷的点状对比试块、用于面状空隙缺陷的面状对比试块和用于金属夹杂物缺陷的线状对比试块；

步骤40，对不同厚度的盆式绝缘子进行测试。

本发明的有益效果是：结构简单，设计巧妙，采用所设计的数字射线专用对比试块，可以制定和评价盆式绝缘子制造过程中数字射线检测灵敏度，能测试不同缺陷类型和尺寸、可以评价数字射线检测灵敏度，可有效发现制造缺陷，改进生产工艺，提高产品安全性能。

附图说明

下面结合附图和实施例对本申请的技术方案进一步说明。

图1是本申请盆式绝缘子数字射线点状对比试块结构示意图；

图2是本申请盆式绝缘子数字射线面状对比试块结构示意图；

图3是本申请盆式绝缘子数字射线线状对比试块结构示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请的技术方案。

请参考图1、图2，本申请一种盆式绝缘子数字射线检测试块，包括由环氧树脂和铝粉混合制成的块状主体1，主体1呈阶梯状，主体1每个梯级2宽35～45mm、长90～110mm，主体1每个梯级2上设有若干凹陷，凹陷之间间距为8～12mm。在其中一个实施例中，凹陷之间间距为10mm。盆式绝缘子数字射线检测试块作为盆式绝缘子数字射线检测试块，用于在制造企业数字射线检测前，利用试块对检测系统进行测试，确定不同缺陷类型和尺寸对应的像质计指数，评价数字射线检测灵敏度，并将像质计用于实际工件的数字射线检测灵敏度控制。

在其中一个实施例中，主体1具有3个梯级2，梯级2高度分别为25～35mm、55～65mm、85～95mm。在其中一个实施例中，梯级2高度分别为30mm、60mm、90mm。

本申请的发明原理包括：当一束X射线射入某种物质时，将发生光电效应、康—吴散射及电子对的生成等三种形式的作用，其结果是入射线的强度随入射深度的增加而减弱，并服从比尔指数规：I＝I0e-μd。射线穿过工件后，通过识别缺陷与基体不同的衰减量差别，将缺陷的影像从背景里显示出来。数字射线检测灵敏度主要有空间分辨力和密度分辨率组成。空间分辨力是数字图像中能够辨认的临近区域几何尺寸(微小细节)的最小极限，也就是对影像细节的分辨能力。密度分辨力是图像中可以辨认出来图像视场中相邻区域密度(或灰度)差别的最小极限，即它所表征的是对细微密度(灰度)差别的分辨能力。

不同电压等级的盆式绝缘子厚度不同，1000KV线路盆式绝缘子厚度一般60mm～90mm之间，盆高在300mm～400mm之间；500KV盆式绝缘子厚度一般在40mm～70mm之间，盆高在250mm～350mm之间；500KV以下盆式绝缘子厚度一般在25mm～40mm之间，盆高在200mm～400mm之间。缺陷影像是基体材料背景影像的灰度差，随着材料厚度的增加，缺陷的检出能力下降，所以对于不同厚度的盆式绝缘子按照电压等级分为三个厚度范围，上述试块设计可优选采用30mm、60mm和90mm厚度台阶(梯级2)。

通过分析将盆式绝缘子的缺陷分为点状空隙缺陷、面状空隙缺陷和金属夹杂物缺陷三种。盆式绝缘子面状空隙缺陷主要是裂纹类缺陷，开口间隙小、空隙内壁粗糙、与基体边界模糊，数字射线检测时检测灵敏度较低。金属夹杂物主要是物料内部携带的非铁磁性金属颗粒和制造系统内部脱落的金属颗粒物，呈丝状或者点状，主要成分为铜和铝，铜的密度远大于盆式绝缘子基体密度，检测灵敏度高，而铝合金的检测灵敏度远低于铜杂质的检测灵敏度。点状空隙类缺陷主要是气孔以及疏松，在盆式绝缘子内部微型气孔类缺陷大量存在，是盆式绝缘子材料的固有形态，所以盆式绝缘子内部气孔可以分为微观气孔和宏观气孔。盆式绝缘子点状缺陷一般指0.5mm以上宏观气孔，通过微观成像分析可知，宏观气孔是以多个微观气孔的聚集形态存在，气孔边沿与基材界限模糊。

所以，三类缺陷的特征不同，其检测灵敏度的影像因素也不同。对于面状空隙类缺陷，影像检测灵敏度的主要因素是开口宽度(空间分辨率)、缺陷自身高度(密度分辨率)和缺陷检出角度。而对于盆式绝缘子点状空隙类宏观缺陷，影像检测灵敏度的主要因素是检测系统的空间分辨率。对于盆式绝缘子金属夹杂物，影像检测灵敏度的主要因素是检测系统的密度分辨率。综上所述，将盆式绝缘子缺陷分为三类，即点状空隙缺陷、面状空隙缺陷和金属夹杂物缺陷。根据盆式绝缘子耐压试验结果，点状金属夹杂物缺陷直径在0.1mm以上就有可能发生放电，而裂纹类缺陷存在基本上会发生放电现象，而点状空隙类缺陷在盆式绝缘子表面和内部的放电概率不一致，总体上表面位置的放电概率大于内部位置，一般控制点状间隙类缺陷不大于0.5mm。因而优选的，对金属夹杂物设定的最小对比缺陷为0.1mm直径，对于裂纹类面状缺陷设定深度为0.1mm，对于点状间隙类缺陷不大于0.5mm。

请参考图1，为了检测点状空隙缺陷，在其中一个实施例中，采用一种点状对比试块，具体的，凹陷为平底孔3，平底孔3位于每个梯级2的横向中心线上。在其中一个实施例中，每个梯级2具有6个平底孔3，任一梯级2上的平底孔3具有相同的深度，任一梯级2上的平底孔3的孔径依次为0.15～0.25mm、0.45～0.55mm、0.95～1.05mm、1.9～2.1mm、2.9～3.1mm、3.9～4.1mm。

请参考图2，为了检测面状空隙缺陷，在其中一个实施例中，采用一种面状对比试块，具体的，凹陷为线槽4，线槽4彼此平行设置在梯级2上。在其中一个实施例中，每个梯级2具有6个线槽4，线槽4开口宽度为0.18～0.22mm，长度为18～22mm。在其中一个实施例中，线槽4开口宽度为0.2mm，长度为20mm，任一梯级2上的线槽4的深度依次为0.05～0.15mm、0.2mm、0.5mm、0.7mm、1.0mm、1.5mm。

在其中一个实施例中，块状主体1由环氧树脂和铝粉机械混合物真空浇铸成型，如倒模工艺浇筑等。

如图3所示，在其他实施例中，为了检测金属夹杂物缺陷，采用一种线状对比试块5，其采用环氧树脂和铝粉的机械混合物真空浇铸成型，长方体结构，高度60mm，宽度40mm，长100mm，距离上表面20mm处预埋8根金属丝6，金属丝6平行于上表面，彼此间距10mm。金属丝6长度不小于40mm，分别为0.1mm铜丝、0.1mm钢丝、0.2mm金属丝(预涂脱模剂)、0.4mm金属丝(预涂脱模剂)、0.6mm金属丝(预涂脱模剂)、0.8mm金属丝(预涂脱模剂)、1.0mm金属丝(预涂脱模剂)、1.2mm金属丝(预涂脱模剂)。浇铸完成后，二次固化定型，并将试块毛胚整体脱模，完成后将涂抹脱模剂的金属丝6抽出，形成6个通孔。

本申请实施例包括一种盆式绝缘子数字射线检测方法，包括以下步骤：

步骤10，将X射线射入盆式绝缘子并获得缺陷影像；

步骤20，根据缺陷影像分辨缺陷类型，缺陷类型包括面状空隙缺陷、点状空隙缺陷和金属夹杂物缺陷；

步骤30，根据缺陷类型选择对应检测试块类型，检测试块类型包括用于点状空隙缺陷的点状对比试块、用于面状空隙缺陷的面状对比试块和用于金属夹杂物缺陷的线状对比试块；

步骤40，对不同厚度的盆式绝缘子进行测试。不同的几何条件下进行测试，可以确定数字射线对盆式绝缘子的检测能力。

本发明的有益效果是：结构简单，设计巧妙，采用所设计的数字射线专用对比试块，可以制定和评价盆式绝缘子制造过程中数字射线检测灵敏度，能测试不同缺陷类型和尺寸、可以评价数字射线检测灵敏度，可有效发现制造缺陷，改进生产工艺，提高产品安全性能。

以上述依据本申请的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项申请技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项申请的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种盆式绝缘子数字射线检测试块，其特征在于，包括由环氧树脂和铝粉混合制成的块状主体(1)，主体呈阶梯状，所述主体每个梯级(2)宽35～45mm、长90～110mm，所述主体每个梯级上设有若干凹陷，凹陷之间间距为8～12mm。

2.根据权利要求1所述的盆式绝缘子数字射线检测试块，其特征在于，所述主体(1)具有3个梯级(2)，梯级高度分别为25～35mm、55～65mm、85～95mm。

3.根据权利要求1所述的盆式绝缘子数字射线检测试块，其特征在于，所述凹陷之间间距为10mm。

4.根据权利要求1所述的盆式绝缘子数字射线检测试块，其特征在于，所述凹陷为平底孔(3)，平底孔位于每个梯级(2)的横向中心线上。

5.根据权利要求4所述的盆式绝缘子数字射线检测试块，其特征在于，每个所述梯级(2)具有6个平底孔(3)，任一所述梯级上的平底孔具有相同的深度，任一所述梯级上的平底孔的孔径依次为0.15～0.25mm、0.45～0.55mm、0.95～1.05mm、1.9～2.1mm、2.9～3.1mm、3.9～4.1mm。

6.根据权利要求1所述的盆式绝缘子数字射线检测试块，其特征在于，所述凹陷为线槽(4)，线槽彼此平行设置在所述梯级(2)上。

7.根据权利要求6所述的盆式绝缘子数字射线检测试块，其特征在于，每个所述梯级(2)具有6个所述线槽(4)，所述线槽开口宽度为0.18～0.22mm，长度为18～22mm。

8.根据权利要求7所述的盆式绝缘子数字射线检测试块，其特征在于，所述线槽(4)开口宽度为0.2mm，长度为20mm，任一所述梯级(2)上的线槽的深度依次为0.05～0.15mm、0.2mm、0.5mm、0.7mm、1.0mm、1.5mm。

9.根据权利要求1所述的盆式绝缘子数字射线检测试块，其特征在于，所述块状主体(1)由环氧树脂和铝粉混合真空浇铸成型。

10.一种盆式绝缘子数字射线检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤10，将X射线射入盆式绝缘子并获得缺陷影像；

步骤20，根据缺陷影像分辨缺陷类型，缺陷类型包括面状空隙缺陷、点状空隙缺陷和金属夹杂物缺陷；

步骤30，根据缺陷类型选择对应检测试块类型，检测试块类型包括用于点状空隙缺陷的点状对比试块、用于面状空隙缺陷的面状对比试块和用于金属夹杂物缺陷的线状对比试块；

步骤40，对不同厚度的盆式绝缘子进行测试。