Page 65 - 电力与能源2023年第五期

骆国防，等：罐式断路器绝缘喷嘴检测技术研究 487

电能的特高压交、直流输电技术是实现风电、光伏
2 检测方法和检测结果
等可再生电力高效消纳的关键技术。目前，国家
电网有限公司已累计建成 33 条特高压交、直流输 目前绝缘部件的检测试验都只关注其电气和

电线路，实现了“西电东送、北电南送”的目标，解 机械性能，常规的试验项目有外观检查、工频耐压
和局放试验、热试验、力学性能试验等。由断路器
决了能源供应与用电负荷分布不均衡问题。随着
绝缘部件的故障分析可知 ［5-8］ ，常规试验项目并不
特高压交、直流输电技术的大规模应用，高电压等
能保障绝缘部件的质量，更难以检测材料及制造
级的断路器数量显著增多，其运行工况比低电压
工艺方面的缺陷。为此，本文结合聚四氟乙烯的
等级的更为复杂。近年来发生的多起罐式断路器
材料特性，采用 X 射线数字成像技术（DR）和工业
故障跳闸事件表明，合闸电阻绝缘杆、绝缘拉杆、
CT 技 术 分 别 对 其 进 行 检 测 ，并 对 比 分 析 检 测
盆式绝缘子等绝缘部件是引起断路器故障的一个
结果。
重要原因 ［2-8］ 。因此，提高断路器中绝缘部件的入
2.1 X 射线数字成像检测及结果
网质量，保障其运行可靠性和稳定性，可有效提升
X 射线数字成像检测技术使用的分立数字探
电网的本质安全水平。 测器（DDA）为面阵列探测器，将透过的 X 射线电

本文对某 500 kV 罐式断路器绝缘喷嘴进行 离辐射的模拟信号转换成一个离散阵列，然后将
入网质量检测，结合其材料特性，采用了 2 种不同 离散阵列进行数字化处理并转移到计算机中，形
的射线检测技术，并对检测结果进行对比分析。 成与 X 射线输入能量相对应的数字化图像。X 射
线数字线像检测的速度和效率都较高，且数字图
1 绝缘喷嘴
像质量较好，成像区均匀且没有边缘几何变形，空
断路器灭弧室的基本结构由动触头、绝缘喷 间分辨率和灵敏度也都较高。X 射线数字成像检
嘴和压气活塞连在一起，通过绝缘连杆与操作机构 测系统设置参数见表 1。
［9］
连动 。断路器分合闸时，动、定触头分开后产生 表 1 X 射线数字成像检测参数
电弧，活塞向右迅速移动时压缩右侧气体，产生气 参数 数值
焦距/mm 1 000
流通过绝缘喷嘴，对电弧进行纵吹，熄灭电弧；然
X 射线电压/kV 80
后，灭弧室内的气体通过定触头内孔和冷却器排入 X 射线电流/mA 3
曝光时间/s 8
开关本体内 ［10］ 。某 500 kV 罐式断路器绝缘喷嘴采
用耐高温、耐腐蚀的聚四氟乙烯材料制成，密度为 绝缘喷嘴的 X 射线数字成像检测结果如图 2
2.3 g·cm ，形状近似中空圆柱体，高为 15 mm，上 所 示 ，为 互 相 垂 直 角 度（0°和 90°）的 成 像 结 果 显
－3
示，可见被捡绝缘喷嘴内部完好，未发现任何细小
端外径为 83 mm，下端外径为 90 mm。某 500 kV
的磨损、脱落或空隙等缺陷。
罐式断路器绝缘喷嘴形貌如图 1 所示。
2.2 工业 CT 检测及结果
工业 CT 通过多角度透照，对获得的图像进
行逆向重构，得到带几何坐标（平面或三维）的点
灰度集合，以此实现工件空间连续性（缺陷检测）、

密度连续性（密度测量）、几何尺寸、孔隙率等参数
的检测，检测图像层次分明、不重叠；同时可以对
检测图像进行增强、分析、压缩、存档等处理，也可
作为数据输入计算机进行计算，还可以进行远距
图 1 某 500 kV 罐式断路器绝缘喷嘴形貌 离传输观测。通过适当的校准，工业 CT 技术能