0 引言

随着电网建设的快速发展，大量高参数、大容量、结构复杂的设备应用于输变电工程中，这些设备的可靠与否直接关系到电网的安全稳定运行。而这些设备往往具有尺寸较大、结构复杂、内部充有SF₆绝缘气体及清洁度要求高等特点，一旦出现故障，不能轻易解体检查，很难确定设备内部缺陷类型和位置。

X射线数字成像检测（X-ray Digital Radiography，DR）技术是近年来兴起的一种直观、高效、可靠性高的无损检测技术，可对输变电设备的内部结构、焊接质量和连接可靠性等进行直观可视化检测，具有其他检测方法无法比拟的优势，因此已经越来越多的应用到输变电设备的验收和在役维护检测中，为开展输变电设备的金属技术监督工作提供了有效的技术支持。

1 GIS全封闭式组合电器的检测与评价

GIS全封闭式组合电器是变电站设备的重要组成部分，具有占地面积小、不受环境干扰、可靠性高、运行方便、检修周期长、维护工作量小、安装快速、运行费用低等特点，在内蒙古电网应用广泛。但发生故障后故障点的确定及设备的检修相对比较困难。而DR技术的应用，为GIS设备故障点的确定及罐体和内部结构可靠性的检测、评估提供了有效手段。

1.1 放电故障检测

在对某110 kV变电站GIS设备进行巡查过程中，采用超高频局部放电和超声波局部放电检测技术检测发现，110 kV母联110断路器局部放电信号较强，声信号强度达40 dB，但无法确定局部放电具体发生位置。在GIS设备运行状态下，利用DR检测技术对110断路器内部结构及可能发生的放电部位进行多角度交叉带电检测，发现东侧相屏蔽罩边缘存在疑似放电灼伤痕迹。

1.2 壳体焊接质量检测

在对某110 kV变电站GIS设备进行巡查过程中，采用特高频局部放电和超声波局部放电检测技术检测发现，Ⅰ段母线气室TV分支处声信号幅值较强。利用DR检测技术对TV气室进行全方位透视检测，气室内部不存在放电点，但TV气室筒体绝缘子让位孔与端盖焊接角焊缝存在整圈未焊透缺陷。

2 超高压输电导线间隔棒的检测与评价

某500 kV输电线路运行过程中四分裂导线间隔棒发生断裂失效，导线间隔棒型号为JZF4-45400，材质为ZL102。该线路于2014年12月投运，截至事故发生时累计运行2.5 a，属于典型的早期失效。宏观检查发现，间隔棒支架表面有较为严重的冷隔缺陷，不符合DL/T 768.5—2017《电力金具制造质量铝制件》^[1]标准的要求。为查明间隔棒断裂原因，对断裂间隔棒和同批次多支间隔棒进行整体DR透视检测，检测结果如图 1所示。由图 1可以看出，受检间隔棒在承载机械载荷的上部支架处存在大量的缩孔、孔洞及冷隔等，双面支架均有严重的铸造缺陷，且缺陷基本分布于相同的位置，说明该批次铸铝间隔棒存在严重的家族性铸造缺陷。

进一步分析可知，该四分裂导线间隔棒采用金属型铸造方法，铸型由金属制成，可以反复使用多次。相对于砂型铸造，金属型铸造工序简单，生产的铸件机械性能、铸件精度和表面光洁度较高。但金属型铸造方法也有不足，由于铸造过程中金属型不透气，且无退让性，易导致铸件浇不足、缩孔、冷隔、开裂等缺陷的产生^[2-3]。分析DR检测结果可知，由于所检间隔棒存在家族性铸造缺陷，严重降低了支架的承载能力，进而发生断裂失效。

3 变电站接地网焊接质量的检测与评价

变电站接地网是确保电力系统稳定运行、保障运行人员和设备安全的重要设施^[4]。为提高接地网的可靠性，变电站接地网已越来越多的使用热稳定性好、导电性能优良、耐腐蚀性更强的铜材做接地材料。目前，变电站主网铜接地体主要采用放热焊接连接法进行连接。该方法无须外部电源或热源，是利用热熔焊接产生高温铜溶液，并释放出高热量进而完成焊接的一种方法^[5]。虽然施工简单，但施工过程中若操作不当则会造成接头中熔渣、气孔、裂纹等缺陷过多，使得焊接质量不合格。

在某500 kV变电站基建金属技术监督过程中发现接地网现场焊接施工不规范，且放热焊接接头外观成型不良。利用DR检测技术在施工现场对放热焊接接头进行检测，发现接地网铜带的T形接头整体焊接质量较差，接头内大部分区域分布有气孔和夹渣缺陷，而十字形接头焊接质量良好（如图 2所示）。按照DL/T 1315—2013《电力工程接地装置用放热焊剂技术条件》^[6]标准的要求，截取部分接地网铜带放热焊接接头，沿接头中心截面切取，检查剖面缺陷的分布情况，各接头剖面照片如图 3所示。检查结果与DR检测结果相吻合，十字形接头的整个中心剖面无肉眼可见的焊接缺陷。

对于变电站接地网放热焊接接头的检测，截面切取的方法需破坏性取样并送检至实验室，效率低且只能抽检；而利用DR检测技术可实现对放热焊接接头100%的全覆盖检测，且检测结果可视化、精度高、效率快，对于保障变电站接地网的焊接质量具有重要意义。

4 大管径管母线焊接质量的检测与评价

在大跨距的母线布置过程中，往往需要进行大管径管母线的焊接连接，以满足使用要求，而焊接接头质量的优劣直接关系到管母线接头的强度和导电性能。因焊接质量不良而导致管母线断裂在国内变电站多有发生，影响电网的安全稳定运行。

在某1000 kV特高压输变电工程换流站基建施工过程中，采用DR技术对大跨距管母线焊接接头进行检测，发现在管母线整圈对接焊缝的中心存在规则、连续的线性未焊透缺陷，长度约为焊缝周长的1/2圈（见图 4a），不符合DL/T 754—2013《母线焊接技术规程》^[7]的要求。将该管母线焊接接头解剖后观察其焊缝根部情况，焊缝根部存在严重的未焊透缺陷（见图 4b），与DR检测结果相一致。可见，利用DR检测技术可以在安装现场对管母线焊接接头进行实时、快速、准确、可视化的检测。

5 结语

DR作为一种新兴、高效、可靠的可视化无损检测技术，具有其他无损检测技术无可比拟的优点，其在GIS、导线间隔棒、接地网和管母线等输变电设备监督检验中的成功应用，对于提高技术监督水平、保障输变电设备安全稳定运行具有极其重要的意义。尽管DR检测技术具有上述优点，但在实际应用中受数据采集板尺寸限制、X射线主机透照能力及受检设备本身结构等因素的影响，在输变电设备的检测及缺陷评定中仍存在一些亟待解决的问题^[8]。随着DR检测技术的进步及其在输变电设备检测方面的研究不断深入，DR检测技术的应用范围将更加广泛。