一种架空线路金具的等电位带电X射线检测装置的制作方法

本实用新型属于电力检测技术领域，具体涉及一种架空线路金具的等电位带电x射线检测装置。

背景技术：

随着我国电力行业的快速发展，大量高压、特高压架空线路陆续建设，架空线路是实现电能远距离输送的最重要电力设备。具有电压高、电流大特点，所以架空线路及连接金具的质量关系着电网的可靠运行。近年来，由于大风、暴雪、大跨距等因素的影响，高压线路频繁断线，造成电网公司较大的经济损失，也造成严重的社会影响。所以，对线路的安全性、稳定性、经济性提出了更高的要求。

目前，对架空线路耐张线夹加装的预绞丝金具，将不能量化、不可预防、仅能事故后予以处理，从耐张线夹滑脱的现象变为可以量化、指示准确的仪表读数，使得导线滑脱这一事故完全处于可观测、可预防、可控状态；但只是避免了紧急突发事故的发生造成的大规模经济损失。然而，耐张线夹的压接施工属于隐蔽工程，线夹的内部压接缺陷以及压接定位缺陷无法正常检测，导致线夹部位的安全性存在一定隐患，且线夹部位断线事故时有发生，使输电线路的安全性、稳定性得不到保证。因此，耐张线夹的压接质量检测至关重要。

近年来，x射线数字成像检测技术在输电线路金具的缺陷检测发挥了重要作用，可以快速、精确的检测到耐张线夹、接续管、引流板、导线等金具的各类结构性缺陷，是保障输电网络的运行安全的重要技术方法。但是现有x射线检测技术依赖停电检测，对不可停电线路部分还无法开展检测任务。进行整条线路停电缺陷检测必然造成长时间停电，经济性较低。目前110kv、220kv的输电塔结构紧凑，组合间隙较短，x射线检测系统体积相对较大，具有一定的操作难度。因此，开发一种在架空带电状态下进行耐张线夹及其他金具压接质量的x射线检测方法具有显著的经济效益。

技术实现要素：

为了解决现有技术存在的问题，本实用新型提供一种架空线路金具的等电位带电x射线检测装置。

本实用新型所采用的技术方案为：

一种架空线路金具的等电位带电x射线检测装置，用于挂载在架空线路的输电线上对金具进行缺陷检测，包括架体和设置在架体一端的x射线机；

所述架体在远离x射线机一端设有与x射线机配合成像的探测器模块；

所述探测器模块的进光端面与x射线机的发射端与该进光端面中心连线垂直；

在靠近所述探测器模块一侧的架体上设有至少两个同时挂载在输电线上的挂钩。

架空线路，主要指架空明线，架设在地面之上，是用绝缘子将输电线固定在直立于地面的杆塔上以传输电能的输电线路。而对于这种大跨度的输电线路，采用铁塔对作为固定节点对其进行张拉固定时，会采用许多张拉固定设备，也就是所述的金具。因为整个架空线路上的输电线跨度较大，需要施加一定的张拉力才能保证其在两个铁塔之间保持一定的高度。而采用的张拉金具包括多种挂件、夹具和杆件等铁制或铝制金属附件，一旦整个架空线路搭建完成并投入使用后，整个线路上的金具则始终保持持续受力状态。

为了保证架空线路能够持续稳定工作，需要定期对其固定结构和金具状态进行检查，而检查工作需要在通电状态下对其外部结构进行查看，但这种方式既不能得到量化指标，同时无法对其内部结构状态进行观测，一旦抵近检查则需要将线路断电后才能保证探测人员的人身安全。为了探测金具内部的结构瑕疵，防止出现滑脱现象，现有技术中采用x射线数字检测技术，对整个金具进行透视造影，从而对影像分析得到可量化的结构分析数据，以判断该金具的张拉状态和预期故障分析。但因为现有的x射线设备不仅体积较大，无法较好的固定在铁塔上，而且在通电状态的架空线路上将x射线设备抵近线缆进行造影，也会对x射线设备造成损害。

本实用新型基于上述问题，通过一种可以架设在线缆上而不需要其他附件的x射线检测装置来对架空线路的金具进行造影检测。其中的架体是一种具有一定长度的支架结构，其通过一端端部设置的至少一对挂钩挂载在输电线上达到悬吊平衡状态，通过悬吊的方式对目标区域内的金具进行照射造影。因为在检测时，输电线并未断电，为了避免对设备造成损坏，采用至少两个挂钩同时挂载在输电线上，从而利用等电位原理避免电流通过架体造成触电影响。

为了形成较佳的悬吊平衡状态，同时也为了保证造影区域的范围大小，将探测器模块和x射线机放置在架体的两端，且由于x射线机的重量远大于探测器模块的重量，则将挂钩设置在靠近探测器模块的架体一端。则悬吊时，所述探测器模块的重心与x射线机的重心大致保持在同一竖直直线上，同时该重心连线与输电线尽可能实现交叉，从而保证整个x射线检测装置能够挂载在输电线上不会发生左右偏转或前后倾斜。

x射线的造影原理是通过x射线机发射x射线束，而x射线束从发射端发出并向外圆形扩散，并在穿过被测金具后进入探测器模块中，由探测器模块接收x射线并转换为数字信号输出，而检测人员能够在地面接收到由探测器传来的信号并生成图片进行查看。而具体的成像原理是根据x射线通过不同的材质和结构所衰减的量来呈现不同灰度值区域，从而根据每个像素点的灰度值来展现结构图像。所以，为了得到出较为精准的数字图像，需要将x射线机与探测器模块的进光端面始终对正。而对正的指标则是x射线机的发射端与探测器模块的进光端面中心点连线垂直于进光端面即可。

优选的，所述x射线机外部套设有金属材质的屏蔽罩，所述屏蔽罩外表面形成等电位体，所述x射线机通过屏蔽罩固定在架体上。

因为检测时输电线始终保持通电状态，则为了避免对设备造成影响，不仅设有成对的挂钩结构，同时还在x射线机外部套设有屏蔽罩结构。所述屏蔽罩即为一种小型的“法拉第笼”结构，在其外表面形成等电位结构，而与架体接触时即使有电流通过，也不会进入x射线机中对其元器件造成损坏。

优选的，所述屏蔽罩由单独的金属板、单独的金属网或金属板和金属网组合方式合围形成将x射线机完全包裹的结构。

优选的，所述架体包括用于放置x射线机的框架槽，在所述框架槽两侧设有通向延伸相同长度形成的固定杆，所述挂钩设置在靠近固定杆端部的竖向表面上，且使得挂钩的槽口正对所述x射线机。

优选的，所述探测器模块两侧对称设有套环，所述套环嵌套在固定杆上并通过设有的快速插拔销将套环固定在固定杆端部。

优选的，所述探测器模块包括壳体，所述壳体一侧设有开口并在开口内插设有探测板；在壳体朝向x射线机一侧端面上设有将光线透入内部的探测板上的透光板。

优选的，所述探测器模块上部设有提手。

优选的，所述挂钩包括凹槽为矩形的矩形挂件和凹槽为圆弧形的半圆挂件。

优选的，所述挂钩通过螺栓固定在固定杆上。

采用本实用新型对张拉金具进行检测时，作业人员穿戴好屏蔽服。屏蔽服为一金属网状结构，形成封闭导体结构，导体内部电场强度为零，其由衣服、裤子、鞋、帽子、手套、袜子组成，并可靠的连成一体，屏蔽服配置等电位线。

采用本实用新型进行检测的方法中，应用到的主要绝缘工具有绝缘操作杆、绝缘软梯、水平绝缘硬梯和提升装置。绝缘操作杆主要作用是将绝缘软梯挂靠到导线上；绝缘软梯一般由绝缘管和绝缘板组成，梯长约6-7米；绝缘软梯由软梯架、绝缘绳和绝缘管组成，具有自动升降装置最好，是带电作业人员进入带电体的工具；提升装置一般为绝缘滑车组，由绝缘绳和绝缘滑车组合而成，绝缘滑车属于承力工具，用于带电检测工装的升降。

本实用新型的有益效果为：

(1)本实用新型可提高输电线路的可靠性，即使是带电作业也可以随时检测设备运行状态，及时发现、消除设备缺陷和隐患，保证电网的不间断供电和系统合理的潮流分布，有利于降低电网线损，保证系统经济稳定运行；

(2)本实用新型可在不同结构的预绞丝金具的架空线路实现通用性，满足各种状态的架空线路耐张线夹的检测；

(3)本实用新型通过悬挂式的结构设计，在挂载后可进行远距离操控，从而降低设备及人身事故，与停电作业相比，可以减少设备操作步骤，方便系统调度，大大降低了误登铁塔、误操作以及因反复停电、验电、挂接地线等手续而造成的设备及人身事故可能性。

附图说明

图1是本实用新型的带有矩形挂件的整体结构示意图；

图2是本实用新型带有半圆形挂件的整体结构示意图；

图3是本实用新型的架体结构示意图；

图4是本实用新型的探测器模块中将探测板抽出状态的顶部示意图；

图5是本实用新型的探测器模块中将探测板抽出状态的底部示意图；

图6是本实用新型整体结构示意图；

图7是本实用新型图6中的a局部放大示意图。

图中：1-架体，1.1-框架槽，1.2-固定杆，2-x射线机，3-探测器模块，3.1-套环，3.2-快速插拔销，3.3-壳体，3.4-探测板，3.5-提手，4-挂钩，5-屏蔽罩。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本实用新型做进一步阐释。

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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的限制。此外，本申请的描述中若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，本申请的描述中若出现术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“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，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

实施例1：

对于大跨度的输电线路，因为整个架空线路上的输电线跨度较大，需要施加一定的张拉力才能保证其在两个铁塔之间保持一定的高度。而采用的张拉金具包括多种挂件、夹具和杆件等铁制或铝制金属附件，一旦整个架空线路搭建完成并投入使用后，整个线路上的金具则始终保持持续受力状态。为了保证架空线路能够持续稳定工作，需要定期对其固定结构和金具状态进行检查，而检查工作需要在通电状态下对其外部结构进行查看，但这种方式既不能得到量化指标，同时无法对其内部结构状态进行观测，一旦抵近检查则需要将线路断电后才能保证探测人员的人身安全。

为了探测金具内部的结构瑕疵，防止出现滑脱现象，现有技术中采用x射线数字检测技术，对整个金具进行透视造影，从而对影像分析得到可量化的结构分析数据，以判断该金具的张拉状态和预期故障分析。但因为现有的x射线设备不仅体积较大，无法较好的固定在铁塔上，而且在通电状态的架空线路上将x射线设备抵近线缆进行造影，也会对x射线设备造成损害。

本实施例具体提供一种架空线路金具的等电位带电x射线检测装置，如图1-7所示，包括架体1和设置在架体1一端的x射线机2；所述架体1在远离x射线机2一端设有与x射线机2配合成像的探测器模块3；所述探测器模块3的进光端面与x射线机2的发射端与该进光端面中心连线垂直；在靠近所述探测器模块3一侧的架体1上设有至少两个同时挂载在输电线上的挂钩4。

本实施例中采用的x射线机2的x射线源为脉冲式，侧面的辐射防护安全距离不大于3米，无线操控距离不低于50米。

其中的架体1具有一定长度以保证两端的设备存在较大的间距，避免因间距过小而导致照射范围，其通过一端端部设置的至少一对挂钩4挂载在输电线上达到悬吊平衡状态，通过悬吊的方式对目标区域内的金具进行照射造影。因为在检测时，输电线并未断电，为了避免对设备造成损坏，采用至少两个挂钩4同时挂载在输电线上，从而利用等电位原理避免电流通过架体1造成触电影响。

如图1所示，由于x射线机2的重量远大于探测器模块3的重量，则将挂钩4设置在靠近探测器模块3的架体1一端。则悬吊时，所述探测器模块3的重心与x射线机2的重心大致保持在同一竖直直线上，同时该重心连线与输电线尽可能实现交叉，从而保证整个x射线检测装置能够挂载在输电线上不会发生左右偏转或前后倾斜。

如图2所示，图2中展示整个x射线机2外部的单独设有的保护结构，该保护结构是套设x射线机2外部并将其完全包裹的金属材质的屏蔽罩5结构，屏蔽罩5外表面形成等电位体，所述x射线机2通过屏蔽罩5固定在架体1上。因为检测时输电线始终保持通电状态，则为了避免对设备造成影响，不仅设有成对的挂钩4结构，同时还在x射线机2外部套设有屏蔽罩5结构。所述屏蔽罩5即为一种小型的“法拉第笼”结构，在其外表面形成等电位结构，而与架体1接触时即使有电流通过，也不会进入x射线机2中对其元器件造成损坏。

本实施例中，屏蔽罩5由金属板和金属网组合方式合围形成将x射线机2完全包裹的结构，具体来说，一侧设有金属板，而x射线机2固定在金属板上，并在金属板上固定有多个绕x射线机2的金属杆，多个金属杆相连形成金属网结构，而金属板通过螺栓或卡扣方式固定在外部的架体1上。

为了便于搭载固定x射线机2，本实施例的架体1包括用于放置x射线机2的框架槽1.1，在所述框架槽1.1两侧设有通向延伸相同长度形成的固定杆1.2，所述挂钩4设置在靠近固定杆1.2端部的竖向表面上，且使得挂钩4的槽口正对所述x射线机2。

探测器模块3两侧对称设有套环3.1，所述套环3.1嵌套在固定杆1.2上并通过设有的快速插拔销3.2将套环3.1固定在固定杆1.2端部。探测器模块3还包括壳体3.3，所述壳体3.3一侧设有开口并在开口内插设有探测板3.4；在壳体3.3朝向x射线机2一侧端面上设有将光线透入内部的探测板3.4上的透光板。可以看到，图3中展示了探测器模块3的具体结构，其中探测板3.4一侧设有拉手，可便于拉出进行拆卸。而探测器模块3上部设有提手3.5，该提手3.5与探测器模块3的壳体3.3表面铰接。

挂钩4以凹槽的不通形状分为多种挂钩4结构，其中包括凹槽为矩形的矩形挂件，还包括凹槽为圆弧形的半圆挂件。所述挂钩4通过螺栓固定在固定杆1.2上。

本实施例中的架体的固定杆端部通过螺栓与挂钩可拆卸连接，而探测器模块同样通过螺栓与固定杆端部连接。可拆卸的连接方式不仅是为了方便更换检修，同时也是为了适应不同的使用场景，特别是对于一些挂载部位不具备较大的安装空隙的情况，可通过将探测器模块拆下，将挂钩和固定杆穿过对应缝隙将挂钩稳固挂持在输电线上后再将探测器模块安装到位。通过一步挂持和一步安装即可开始检测通过，有效减少登高人员的操作工序，同时又能达到有效检测的技术效果。

例如，一般在检测时，在输电线一端端部设置有一副耐张金具，而耐张金具与输电线之间的间隙较小，但输电线另一侧并无任何遮挡，则可直接将本装置在地面安装好后在高空直接挂载即可。

但有些输电线端部设有两幅关于输电线对称设置的张拉金具，则只能从张拉金具与输电线之间的缝隙处穿过进行安装，此时一旦缝隙较小，则只能将探测器模块和挂钩都取下，然后将固定杆端部穿过之后，再先将挂钩固定到位，使整个架体挂载在输电线上。然后再将套环套入对应的固定杆上，从而避免因张拉金具影响设备安装。而现有技术中大都采用固定式结构，则针对该情况无法较好的实现挂载，可能还需要都张拉金具进行调整，导致整个检测过程周期较长。

本实施例公开采用上述装置进行输电线张拉金具检测的方法，根据不同的电压等级进行划分。

一、对于单回路110kv和220kv电压等级的作业方式

(1)人员登塔作业

穿戴好屏蔽服的作业人员携带绝缘操作杆和绝缘软梯登塔至需要检测的相位线路的横担位置，通过绝缘操作杆将软梯头挂在导线上，释放绝缘软梯至地面。作业人员在110kv电压保持与带电体最小安全间距为1.2m，而220kv电压为2.1米。

(2)人员进入等电位电场

穿戴好屏蔽服的作业人员将软梯下压收紧，等电位作业人员携带提升装置登软梯进入强电场。到达耐张线夹位置后，将绝缘滑车挂在适当的位置，一般为靠近耐张线夹的导线部位。

(3)检测系统进入等电位电场

地面人员将本实用新型的检测装置固定在绝缘绳上，配合等电位作业人员将其传递至检测位置，并固定到耐张线夹的检测位置。

(4)图像采集

塔上作业人员和等电位作业人员撤离至安全位置。踏上作业人员可向塔下移动，等电位作业人员沿绝缘软梯向下移动退出等电位，均保持与带电体不低于1.2米的安全距离。地面控制人员操控控制台，遥控x射线源发射x射线，探测器模块接收x射线采集图像并保存。

(5)同相更换位置

对于双分裂、三分裂、四分裂、六分类、八分类等结构，每一个分裂的线夹都需要检测时，重复以上(2)(3)(4)步骤。

(6)换相更换检测位置

完成a\b\c三相中的某一项检测后，重复以上(1)(2)(3)(4)步骤。

(7)退出电场

退出电场的顺序与进入电场的顺序相反。检测系统返回地面时，必须先接地。

二、对于多回路110kv和220kv电压等级的作业方式

与上述方法相比，主要区别点在于：在人员登塔作业完成后，地面人员组织好水平绝缘硬体，固定在绝缘绳上，配合塔上人员，传递至需要安装的位置。塔上作业人员将水平绝缘子硬梯固定在塔上。然后等电位作业人员沿平梯直接进入强电场或先进入平梯端头再由地面地面作业人员通过平梯头上的控制拉绳将平梯转先强电场。将提升装置的绝缘滑车头固定在耐张线夹附近的导线上。待地面人员将带电检测系统固定在绝缘绳上，配合等电位作业人员将其传递至检测位置，并固定到耐张线夹的检测位置。

三、对于500kv及以上电压等级的作业方式

(1)自由等电位进入电场方式

登高人员着全身屏蔽服，首先登塔至待检测的相位。然后遵循“跨二短三”法沿耐张绝缘子串“爬行”进入强电场。组合间隙距离是满足要求的，一般的耐张绝缘子长度大于4.5m，人的跨距不大于0.6m，可以满足“500kv作业最小组合间隙不得小于3.9m”的要求。

(2)检测系统进入等电位电场

等电位作业人员将提升装置的绝缘滑车头固定在耐张线夹附近的导线上。

地面人员将带电检测系统固定在绝缘绳上，配合等电位作业人员将其传递至检测位置，并固定到耐张线夹的检测位置。

(3)图像采集

等电位作业人员沿导线原理塔身方向撤离至安全位置。地面控制人员操控控制台，遥控x射线源发射x射线，数字探测器接收x射线采集图像并保存。

(4)同相更换位置

对于双分裂、三分裂、四分裂、六分类、八分类等结构，每一个分裂的线夹都需要检测时，重复以上(2)(3)步骤。

(5)换相更换检测位置

完成a\b\c三相中的某一项检测后，重复以上(1)(2)(3)步骤。

(6)退出电场

退出电场的顺序与进入电场的顺序相反。检测系统返回地面时，必须先接地。

本实用新型不局限于上述可选的实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品。上述具体实施方式不应理解成对本实用新型的保护范围的限制，本实用新型的保护范围应当以权利要求书中界定的为准，并且说明书可以用于解释权利要求书。