關(guān)于運用X射線技術(shù)檢測光電分離接續(xù)盒運行情況研究分析

段宏坤，李輝，李旭，祝青，嚴凌坤，楊哲，楊淳

（1. 云南電網(wǎng)責任有限公司昆明供電局，云南 昆明 650200； 2. 云南電網(wǎng)有限責任公司電力調(diào)度控制中心，云南 昆明 650000）

0 前言

光纖復合地線光纜（OPGW）作為電力系統(tǒng)獨有的傳輸介質(zhì)，具有穩(wěn)定、運行周期長等顯著優(yōu)勢，目前在電力通信系統(tǒng)廣泛使用，為電力通信網(wǎng)絡的可靠運行提供了有效支撐。OPGW光纜架空線路部分故障概率普遍較低，配合線路規(guī)劃部裝的光電分離接續(xù)盒是其主要的故障部件。光電分離接續(xù)盒的運行維護是電力通信專業(yè)目前的維護重點和難點工作，也是提升電力通信網(wǎng)絡運行維護水平的一大突破點。

云南電網(wǎng)某配套輸電工程自投運以來發(fā)生了2次光電分離接續(xù)盒局部放電起火缺陷，故障造成主干、省干通信網(wǎng)多條光路中斷，嚴重影響電力通信網(wǎng)絡的可靠性。為做好隱患排查，亟需檢查相關(guān)線路的光電分離接續(xù)盒施工工藝及運行情況，做好電力通信網(wǎng)風險管控。此外，云南區(qū)域內(nèi)多條OPGW光纜也時有接續(xù)盒內(nèi)進入異物、纖纜老化斷芯等異常情況。此類缺陷排查進度較慢，且在對接續(xù)盒檢查的過程中多次發(fā)生擴大故障范圍情況，對電力通信網(wǎng)的運行造成嚴重影響。提升光電分離接續(xù)盒的運行檢測水平，是縮短時間、降低風險的有效途徑。

1 光電分離接續(xù)盒維護現(xiàn)狀和提升

1.1 光電分離接續(xù)盒維護現(xiàn)狀

電力系統(tǒng)在用光電分離接續(xù)盒均隨高壓輸電線路固定在桿塔上，固定位置較高，為保障接續(xù)盒穩(wěn)定運行，固定強度大。隨之帶來的問題是光電分離接續(xù)盒運行維護困難、故障檢測判斷難度系數(shù)較大。

目前，光電分離接續(xù)盒的日常巡維工作主要以外觀檢查為主，接續(xù)盒內(nèi)部運行情況檢查難以開展，光電分離接續(xù)盒內(nèi)部運行情況及故障判斷工作較為繁瑣。接續(xù)盒內(nèi)施工工藝檢查以隨工驗收為主，多為施工方自行驗收，存在驗收組織不到位、瞞報驗收結(jié)果等情況。目前的光電分離接續(xù)盒類故障檢查、判斷均需要搶修人員將光電分離接續(xù)盒從線路桿塔固定平臺拆除固定后放置到地面，再行打開光電分離接續(xù)盒排查故障原因。該方法排查周期較長，需消耗大量人力物力，且在光電分離接頭放置到地面及重新固定的過程中，施工難度大、風險高，容易造成故障范圍擴大。此外，光電分離接續(xù)盒布放在線路桿塔上，露天布置，容易進入雨水，暴曬老化，還有進入螞蟻等運行風險。具備巡視條件應定期檢查接續(xù)盒內(nèi)部熔纖盤及纖纜運行情況。

1.2 光電分離接續(xù)盒維護提升思路

X射線透射技術(shù)最為廣泛的應用是醫(yī)學上的人體透視、機場安檢、海關(guān)貨品安檢等等。在電力系統(tǒng)中的運用也已形成一定規(guī)模，CIS類設備運用X射線透射設備內(nèi)部結(jié)構(gòu)作為“故障”診斷的一種方式，用以明確故障類型及位置，為電氣設備的拆解檢修提供明確、充分的證據(jù)。但目前該技術(shù)用于電力通信設備檢測的情況尚未形成具體案例。電力通信光電分離接續(xù)盒因其使用場景、安裝工藝的特殊性，設備運維難度較大，檢測手段缺失。參照CIS類設備，通信光電分離接續(xù)盒的運維及故障檢查也可以采用類似的透視技術(shù)檢測，以明確故障類型及位置，為設備的缺陷預判、研判提供明確、充分的依據(jù)。

2 X射線透射技術(shù)在光電分離接續(xù)盒檢測中的運用

2.1 X射線透射技術(shù)簡介

X射線透射技術(shù)產(chǎn)生已有上百年的歷史，其應用領(lǐng)域隨著技術(shù)的不斷發(fā)展而向各方面快速拓展。利用高能射線透過不同材料的能力，以及感光材料接收不同波長射線形成的背影，類似于照相技術(shù)，可以實現(xiàn)對密閉結(jié)構(gòu)部件內(nèi)部情況的透射摸索。

X射線投射技術(shù)的本質(zhì)是特征X射線及其衍射X射線能穿透一定厚度的物質(zhì)，并能使熒光物質(zhì)發(fā)光、照相機乳膠感光、氣體電離。X射線的波長和晶體內(nèi)部原子面之間的間距相近，晶體可以作為X射線的空間衍射光柵，即一束X射線照射到物體上時，受到物體中原子的散射，每個原子都產(chǎn)生散射波，這些波互相干涉，結(jié)果就產(chǎn)生衍射。衍射波疊加的結(jié)果使射線的強度在某些方向上加強，在其他方向上減弱。分析衍射結(jié)果，便可獲得晶體結(jié)構(gòu)。X射線投射技術(shù)是利用衍射原理，精確測定物質(zhì)的晶體結(jié)構(gòu)，織構(gòu)及應力，精確的進行物相分析，定性分析，定量分析。

2.2 運用X射線透射技術(shù)檢測光電分離接續(xù)盒實踐情況

云南中調(diào)通信專業(yè)于2021年12月組織多方技術(shù)人員商定運用X射線透射技術(shù)拍照檢測光電分離接續(xù)盒方案后，選取了500 kV某A甲、乙線，500 kV某B甲線，500 kV某C乙、丙線部分光電分離接續(xù)盒開展了X射線透射拍照測試工作。組織現(xiàn)場共計對24個光電分離接續(xù)盒進行了拍照測試。針對前期光電分離接續(xù)盒局部放電起火缺陷誘發(fā)原因“接續(xù)盒施工不滿足光纖單元不銹鋼管不得進入空心絕緣子超過50 mm工藝要求”，本次對光電分離接續(xù)盒兩側(cè)的空心絕緣子進行了透射拍照，比對成像情況研判接續(xù)盒是否滿足要求，后續(xù)對不滿足施工工藝要求的光電分離接續(xù)盒安排進一步消缺處理。

現(xiàn)場使用X射線透射技術(shù)檢測的示意圖見圖1。將檢測目標放置到成像區(qū)內(nèi)，固定檢測裝置，進行透射拍照。多角度拍攝后仿真成像，即可呈現(xiàn)出光電分離接續(xù)盒的內(nèi)部結(jié)構(gòu)情況。

圖1 X射線透射技術(shù)檢測示意圖

2.3 運用X射線透射技術(shù)檢測光電分離接續(xù)盒實踐結(jié)果評估

分析比對現(xiàn)場使用X射線透射拍照的仿真成像結(jié)果，仿真成像均能準確地反映出光電分離接續(xù)盒內(nèi)部結(jié)構(gòu)及盒內(nèi)光纖的運行情況。X射線透射成像效果圖見圖2。

圖2 X射線透射成像效果圖

本次測試共計選取24個光電分離接續(xù)盒，仿真成像共計40余張，均能準確呈現(xiàn)出預期的測試要素。因此，X射線透射技術(shù)運用于光電分離接續(xù)盒的檢測是有效的，該技術(shù)在其他通信密閉器件的檢測維護中也具備推廣使用的可行性。該配套工程相關(guān)接續(xù)盒的檢測結(jié)果見表1。

表1 某配套工程光電分離接續(xù)盒X射線測試記錄

3 與傳統(tǒng)檢測方法對比分析

3.1 與傳統(tǒng)檢測方法比較

目前光電分離接續(xù)盒的傳統(tǒng)檢測步驟為：施工人員登塔/桿、引流線接地、解除光電分離接續(xù)盒固定、將光電分離接續(xù)盒放置到地面、打開光電分離接續(xù)盒、檢查接續(xù)盒內(nèi)部運行情況、恢復/合上光電分離接續(xù)盒、接續(xù)盒上塔、固定接續(xù)盒、接地線拆除、施工人員下塔/桿；使用X射線技術(shù)檢測光電分離接續(xù)盒步驟為：施工人員登塔/桿、引流線接地、X射線多角度拍攝接續(xù)盒情況、接地線拆除、施工人員下塔/桿、仿真成像研判接續(xù)盒運行情況。

X射線透射技術(shù)檢測光電分離接續(xù)盒檢測步驟較之傳統(tǒng)方法簡單，在時間成本上具備較大的優(yōu)勢。根據(jù)現(xiàn)場實踐情況及運維經(jīng)驗，對同一光電分離接續(xù)盒的故障檢測X射線檢測耗時相比傳統(tǒng)方法可縮短2 h以上。此外X射線技術(shù)檢測規(guī)避了解除光電分離接續(xù)盒固定及接續(xù)盒上下桿塔的步驟，可以降低在工作過程中的施工人員人身風險。同時，X射線檢測技術(shù)的使用，不會對接續(xù)盒內(nèi)部的運行狀況造成干擾，可有效避免在缺陷排查過程中擴大故障范圍的情況。

3.2 檢測的優(yōu)勢與不足

優(yōu)點：使用X射線透射儀器檢查光電分離接續(xù)盒，不需要線路配合停電，檢測工作可在桿塔上開展，可以有效降低時間成本和人工成本；X射線透射技術(shù)檢測適用于在運設備，作業(yè)過程中無光纜中斷風險，可保障通信網(wǎng)絡的可靠性；X射線透射技術(shù)檢測可作為光電分離接續(xù)盒常規(guī)巡檢手段，預判未知缺陷，提升設備管理水平。

缺點：X射線透射技術(shù)測試結(jié)果需經(jīng)仿真系統(tǒng)成像處理，周期相對長，在緊急搶修工作中受時間限制，不宜采用。

4 結(jié)束語

實踐證明，X射線透射技術(shù)運用于光電分離接續(xù)盒的檢測是有效的，與傳統(tǒng)檢測方法相比，X射線透射技術(shù)檢測具有耗時短、風險低等顯著優(yōu)勢。隨著電力企業(yè)高電壓等級輸電線路的快速建設，光電分離接續(xù)盒數(shù)量急劇增加，X射線檢測技術(shù)的運用，可以有效提升電力通信的運維效率和運維質(zhì)量。同時，該技術(shù)在其他通信密閉器件的檢測維護中也具備推廣使用的可行性。電力光纜作為電力系統(tǒng)的通信基礎，做好電力光纜的維護是保障電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行的必要前提。在電網(wǎng)企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的進程中，對電力通信勢必提出更高的要求。運用好新的技術(shù)手段，加強同業(yè)借用、異業(yè)借用，才能使電力通信的運維水平跟上企業(yè)步伐。