一种输电线路用X射线带电检测装备和系统的制作方法

一种输电线路用x射线带电检测装备和系统
技术领域
1.本实用新型涉及输电线路检测工具领域，具体的是一种输电线路用x射线带电检测装备，一种输电线路用x射线带电检测系统。


背景技术：

2.近年来，随着输电线路运行老化，由于许多线路在偏远的地区，地形地况复杂，维修人员在对架空线路进行检查和维护工作时有一定的困难，导致金具、线路事故日趋增多，直接危害线路安全运行。直升机带电检修作业具有机动性强，受地形限制小，作业安全高效等特点，在输电线路运维中应用越来越广泛。
3.目前对电力金具及导线的安装检测主要是机械性能检验及事故后的失效原因分析。其手段主要为抗拉强度、弯曲强度、冲击强度等力学性能检验，并结合光谱分析、金相分析、化学成分分析能谱分析等分析后段相结合，对金具及导线进行综合分析。但上述手段仅能从试验及分析结果对金具及导线性能进行判断，不能更直观的检查金具及导线的内部质量、装配质量等，从而判断金具及导线是否存在内部缺陷、装配质量是否合格、是否存在烧蚀、断股、内部划伤和变形等。因此，需要一种更直观、便捷、有效的手段对电力金具及导线进行监控。x射线数字成像技术作为目前正在进行研究的应用于电力系统的最新技术之一，已经证明了其是一种电力设备检测行之有效的技术，其检测直观、方便、快捷的特点使得对电力设备的检测结果更准确，检测效率更高，是实现该目的的最有效的手段之一。
4.将x射线数字成像技术应用于输电导线、金具的缺陷检测，可在传统检测方法的基础上，提供一种直观、便捷的检测方法。对输电导线的材料缺陷、钢芯断股、散股、钢芯表面划伤和夹杂及金具的制造和装配等缺陷进行更为详细的检测，得出更准确的分析结果，为输电导线检测及失效原因分析提供新方法和参考依据。x射线检测已成为常用的无损探伤手段。
5.传统x射线检测方式作业耗时长，检测点多，以1000kv耐张塔为例，检测点有48个(含大号侧和小号侧)，每个检测点至少要拍2张-3张照片，常规检测方式至少需要1天的时间。而且传统方式多数只能在停电时检测，带电最高通常不超过220kv，采用绝缘杆操作，操作复杂，且稳定性差；带电x射线检测试点最高电压等级750kv，人员爬塔插入作业位置，用引导绳将装置引导至作业位置，作业劳动强度大，作业流程繁琐。受以上条件限制，超特高压线路的检测一般利用停电检修期集中检测，而停电检测期一年通常只有一次，且只有两周左右时间，还有大量其他检修任务，在时间短、任务多的情况下，要在短短的这段时间内，用传统低效的检测方式完成检测，时间紧任务重，有时只能抽查，如只检测一些三跨区段，但普通耐张塔、山区交通困难区段，就存在遗漏检测等隐患。


技术实现要素：

6.为了实现在电场环境下使用的x射线检测输电线路，本实用新型提供了一种输电线路用x射线带电检测装备，所述输电线路用x射线带电检测装备在x射线脉冲机外部设置
了法拉第笼，有效屏蔽了静电感应对x射线脉冲机的干扰，能够实现在电场环境下用x射线检测输电线路及其附属部件。
7.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
8.一种输电线路用x射线带电检测装备，包括成像板组件、安装架和x射线发射组件，安装架含有上下连接的上架体和下架体，成像板组件含有内外套设的x射线成像板和成像板电磁屏蔽保护壳，成像板组件与上架体连接，上架体的左右两侧均设置有行走滑轮组件，x射线发射组件与下架体连接，x射线发射组件含有内外套设的x射线发射机和发射机电磁屏蔽保护罩。
9.成像板电磁屏蔽保护壳呈水平的板状结构，成像板电磁屏蔽保护壳含有依次连接的上侧金属平板、左侧金属立板、下侧金属平板和右侧金属立板，成像板电磁屏蔽保护壳的后方设有成像板安装口，x射线成像板和成像板电磁屏蔽保护壳通过搭扣连接。
10.上架体与成像板电磁屏蔽保护壳上下连接，上架体含有前后平行设置的前梁杆和后梁杆，上架体还含有左右平行设置的左梁杆和右梁杆，上侧金属平板上含有前把手、中把手和后把手。
11.上侧金属平板上含有左右设置的两个前把手、两个中把手和两个后把手，前梁杆位于前把手和中把手之间，后梁杆位于中把手和后把手之间，中把手位于左梁杆和右梁杆之间，前梁杆的左端和后梁杆的左端外连接有左把手，前梁杆的右端和后梁杆的右端外连接有右把手。
12.两个前把手构造相同，两个中把手构造相同，两个后把手构造相同，前把手沿左右方向延伸，中把手沿前后方向延伸，后把手沿左右方向延伸，上侧金属平板上还含有前散热孔区、中散热孔区和后散热孔区，前散热孔区位于两个前把手之间，中散热孔区位于两个中把手之间，后散热孔区位于两个后把手之间；左侧的行走滑轮组件位于左梁杆和左把手之间，右侧的行走滑轮组件位于右梁杆和右把手之间。
13.成像板组件位于左右设置的两个行走滑轮组件之间，行走滑轮组件含有滑轮座以及从内向外套设的转轴、轴承和滑轮体，转轴通过滑轮座分别与前梁杆和后梁杆连接，转轴沿前后方向延伸，滑轮体外设有v型环槽，v型环槽的下部位于成像板组件和x射线发射组件之间。
14.滑轮座含有上下连接的安装套和安装立板，安装套固定套设于前梁杆或后梁杆外，转轴穿过安装立板，安装立板上设有旋钮，旋钮含有依次连接的手柄和螺杆，滑轮体的边缘设有多个通孔，多个通孔沿滑轮体的周向均匀间隔排列，螺杆与安装立板螺纹连接，手柄和滑轮体分别位于安装立板的两侧，当旋拧旋钮时，螺杆能够插入或脱离通孔。
15.下架体与发射机电磁屏蔽保护罩前后设置，下架体含有左右设置的左立柱和右立柱，左立柱的下部和右立柱的下部之间连接有上下平行设置的上横杆和下横杆，发射机电磁屏蔽保护罩与上横杆和下横杆连接，发射机电磁屏蔽保护罩为两端封闭的筒形结构，成像板电磁屏蔽保护壳呈直立状态，x射线成像板与x射线发射机上下正对。
16.发射机电磁屏蔽保护罩含有内外套设的法拉第笼和外骨架，法拉第笼的上端面设有x射线发射口，法拉第笼的中部设有通信信号发射口，发射机电磁屏蔽保护罩的下方连接有通信单元安装盒，上横杆的前侧连接有左右设置的滚珠安装立板，发射机电磁屏蔽保护罩位于两个滚珠安装立板之间，滚珠安装立板的前侧镶嵌有上下两排万向滚珠。
17.一种输电线路用x射线带电检测系统，所述输电线路用x射线带电检测系统包括所述输电线路用x射线带电检测装备以及通信和控制组件，所述输电线路用x射线带电检测装备为上述的输电线路用x射线带电检测装备，通信和控制组件含有第一信号通信单元、第二信号通信单元和控制终端，第一信号通信单元与x射线成像板之间能够信号通信，第一信号通信单元与x射线发射机之间能够信号通信，第一信号通信单元与发射机电磁屏蔽保护罩连接，第一信号通信单元和第二信号通信单元之间能够信号通信，第二信号通信单元和控制终端之间能够信号通信。
18.本实用新型的有益效果是：所述输电线路用x射线带电检测装备在x射线脉冲机外部设置了法拉第笼，有效屏蔽了静电感应对x射线脉冲机的干扰，所述输电线路用x射线带电检测装备还可以在输电线路上行走，能够实现在电场环境下用x射线检测输电线路及其附属部件。
附图说明
19.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。
20.图1是本实用新型所述输电线路用x射线带电检测装备的主视示意图。
21.图2是本实用新型所述输电线路用x射线带电检测装备的俯视示意图。
22.图3是本实用新型所述输电线路用x射线带电检测装备的立体示意图。
23.图4是成像板组件部位的示意图。
24.图5是成像板电磁屏蔽保护壳的示意图。
25.图6是行走滑轮组件的示意图。
26.图7是旋钮的示意图。
27.图8是x射线发射组件部位的示意图。
28.图9是通信和控制组件的示意图。
29.附图标记说明如下：
30.1、成像板组件；2、安装架；3、x射线发射组件；4、通信和控制组件；
31.11、x射线成像板；12、成像板电磁屏蔽保护壳；13、搭扣；
32.21、上架体；22、下架体；23、行走滑轮组件；
33.31、x射线发射机；32、发射机电磁屏蔽保护罩；33、通信单元安装盒；
34.41、第一信号通信单元；42、第二信号通信单元；43、控制终端；
35.121、上侧金属平板；122、左侧金属立板；123、下侧金属平板；124、右侧金属立板；125、成像板安装口；
36.211、前梁杆；212、后梁杆；213、左梁杆；214、右梁杆；215、左把手；216、右把手；
37.221、左立柱；222、右立柱；223、上横杆；224、下横杆；225、滚珠安装立板；226、万向滚珠；
38.231、转轴；232、滑轮体；233、滑轮座；234、v型环槽；
39.321、法拉第笼；322、外骨架；323、x射线发射口；324、通信信号发射口；
40.1211、前把手；1212、中把手；1213、后把手；1214、前散热孔区；1215、中散热孔区；1216、后散热孔区；
41.2321、通孔；
42.2331、安装套；2332、安装立板；2333、旋钮；2334、手柄；2335、螺杆。
具体实施方式
43.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
44.一种输电线路用x射线带电检测装备，包括成像板组件1、安装架2和x射线发射组件3，安装架2含有上下连接的上架体21和下架体22，成像板组件1含有内外套设的x射线成像板11和成像板电磁屏蔽保护壳12，成像板组件1与上架体21连接，上架体21的左右两侧均设置有行走滑轮组件23，x射线发射组件3与下架体22连接，x射线发射组件3含有内外套设的x射线发射机31和发射机电磁屏蔽保护罩32，如图1至图8所示。
45.所述输电线路用x射线带电检测装备在x射线脉冲机外部设置了法拉第笼，有效屏蔽了静电感应对x射线脉冲机的干扰，所述输电线路用x射线带电检测装备还可以在输电线路上行走，能够实现在电场环境下用x射线检测输电线路及其附属部件。
46.在本实施例中，成像板电磁屏蔽保护壳12呈水平的矩形板状结构，成像板电磁屏蔽保护壳12含有依次连接的上侧金属平板121、左侧金属立板122、下侧金属平板123和右侧金属立板124，成像板电磁屏蔽保护壳12的后方设有成像板安装口125，成像板电磁屏蔽保护壳12的前方设有前侧金属立板，如图1至图4所示。成像板电磁屏蔽保护壳12这样设计具有结构简单、方便制造的优点。
47.x射线成像板11呈水平的矩形板状结构，上侧金属平板121、x射线成像板11和下侧金属平板123从上向下依次层叠设置，x射线成像板11和成像板电磁屏蔽保护壳12通过搭扣13连接。x射线成像板11可以采用现有技术产品，x射线成像板11放置于成像板电磁屏蔽保护壳12中，由搭扣13锁紧实现快捷拆装，成像板电磁屏蔽保护壳12由铝合金制成，在高压电场下可起到电磁屏蔽及撞击保护等作用，如图2和图3所示。
48.在本实施例中，上架体21与成像板电磁屏蔽保护壳12上下连接，成像板电磁屏蔽保护壳12位于下架体22的后方，上架体21含有前后平行设置的前梁杆211和后梁杆212，上架体21还含有左右平行设置的左梁杆213和右梁杆214，左梁杆213的前端和右梁杆214的前端通过三通管接头与前梁杆211连接固定，左梁杆213的后端和右梁杆214的后端通过三通管接头与后梁杆212连接固定，上架体21呈矩形框架结构，上架体21在左右方向上的尺寸大于上架体21在前后方向上的尺寸。上架体21结构简单、方便制造。
49.在本实施例中，上侧金属平板121与前梁杆211和后梁杆212连接固定，上侧金属平板121上含有左右设置的两个前把手1211、两个中把手1212和两个后把手1213，前梁杆211位于前把手1211和中把手1212之间，后梁杆212位于中把手1212和后把手1213之间，两个中把手1212位于左梁杆213和右梁杆214之间，前梁杆211的左端和后梁杆212的左端外连接有左把手215，前梁杆211的右端和后梁杆212的右端外连接有右把手216。设置多个把手，用于线上转移、搬运过程中方便检测人员。把手也可以作为挂点，用于吊运或绑扎射线检测装置，或绑扎安全绳。
50.在本实施例中，两个前把手1211构造相同，两个中把手1212构造相同，两个后把手1213构造相同，左把手215和右把手216构造相同，前把手1211沿左右方向延伸，中把手1212
沿前后方向延伸，后把手1213沿左右方向延伸，左把手215和右把手216均沿前后方向延伸，左把手215的两端分别与前梁杆211和后梁杆212连接固定，右把手216的两端分别与前梁杆211和后梁杆212连接固定。设置多个把手，为直升机开展带电检修作业提供了吊点。
51.在本实施例中，上侧金属平板121上还含有前散热孔区1214、中散热孔区1215和后散热孔区1216，前散热孔区1214位于两个前把手1211之间，中散热孔区1215位于两个中把手1212之间，后散热孔区1216位于两个后把手1213之间；左侧的行走滑轮组件23位于左梁杆213和左把手215之间，右侧的行走滑轮组件23位于右梁杆214和右把手216之间，设置多个前散热孔区方便散热，如图2至图4所示。
52.在本实施例中，成像板组件1位于左右设置的两个行走滑轮组件23之间，两个行走滑轮组件23构造相同，行走滑轮组件23用于所述输电线路用x射线带电检测装备在输电电缆上行走，当所述输电线路用x射线带电检测装备在输电电缆上行走时，输电电缆位于成像板组件1和x射线发射组件3之间。
53.在本实施例中，行走滑轮组件23含有滑轮座233以及从内向外套设的转轴231、轴承和滑轮体232，转轴231通过滑轮座233分别与前梁杆211和后梁杆212连接固定，转轴231的端部外套设有螺母，转轴231与螺母螺纹连接，转轴231沿前后方向延伸，滑轮体232外设有v型环槽234，v型环槽234的下部位于成像板组件1和x射线发射组件3之间，从而使所述输电线路用x射线带电检测装备在输电电缆上行走时，输电电缆与v型环槽234匹配连接，输电电缆位于成像板组件1和x射线发射组件3之间，如图1至图6所示。
54.在本实施例中，滑轮座233含有上下连接的安装套2331和安装立板2332，安装套2331固定套设于前梁杆211或后梁杆212外，转轴231穿过安装立板2332，安装立板2332上设有旋钮2333，旋钮2333位于转轴231的下方，旋钮2333含有依次连接的手柄2334和螺杆2335，滑轮体232的边缘设有多个通孔2321，多个通孔2321沿滑轮体232的周向均匀间隔排列，螺杆2335穿过安装立板2332，螺杆2335与安装立板2332螺纹连接，手柄2334和滑轮体232分别位于安装立板2332的两侧，当旋拧旋钮2333时，螺杆2335能够插入或脱离通孔2321。采用此设计方式的优点在于，结构简单、稳定可靠。
55.在本实施例中，下架体22与发射机电磁屏蔽保护罩32前后设置，下架体22含有左右设置的左立柱221和右立柱222，左立柱221的下部和右立柱222的下部之间连接有上下平行设置的上横杆223和下横杆224，左立柱221的上端和右立柱222的上端均与前梁杆211连接固定，发射机电磁屏蔽保护罩32与上横杆223和下横杆224连接固定，发射机电磁屏蔽保护罩32为两端封闭的筒形结构，成像板电磁屏蔽保护壳12呈直立状态，x射线成像板11与x射线发射机31上下正对。
56.在本实施例中，发射机电磁屏蔽保护罩32含有内外套设的法拉第笼321和外骨架322，法拉第笼321的上端面设有x射线发射口323，x射线发射口323与x射线发射机31的发射端上下正对，法拉第笼321的中部设有通信信号发射口324，发射机电磁屏蔽保护罩32的下方连接有通信单元安装盒33，上横杆223的前侧连接有左右设置的滚珠安装立板225，发射机电磁屏蔽保护罩32位于两个滚珠安装立板225之间，滚珠安装立板225的前侧镶嵌有上下两排万向滚珠226，有效避免在滑动过程中，工装与导线摩擦，损伤导线，如图8所示。
57.因为x射线发射机31在电磁环境下其工作性能会受到很大影响，严重时可能会损坏x射线脉冲机。发射机电磁屏蔽保护罩32采用“法拉第笼”原理，将x射线发射机31通过笼
型屏蔽罩进行屏蔽防护，实现对检测系统的抗干扰防护。为达到对2ghz以内干扰信号的有效屏蔽，同时透射5ghz的通讯信号，发射机电磁屏蔽保护罩32采用网孔结构。
58.安装架2(包括上架体21和下架体22)可以采用碳纤维管和管连接件组装而成，用以支撑、安装成像板组件1和x射线发射组件3，维持合理的拍摄焦距保证耐张线夹x射线图像拍摄质量。由于碳纤维材料质轻、强度高，且内部可导电，使用碳纤维材料制成的工装在保证等电位作业的前提下相较于密度较轻的铝合金金属材料制成的框架。在所述输电线路用x射线带电检测装备可能与导线摩擦位置设置滚珠安装立板225和万向滚珠226，可以防止在作业过程中所述输电线路用x射线带电检测装备磨损导线，如图8所示。
59.下面介绍一种输电线路用x射线带电检测系统，所述输电线路用x射线带电检测系统包括所述输电线路用x射线带电检测装备以及通信和控制组件4，所述输电线路用x射线带电检测装备为上述的输电线路用x射线带电检测装备，通信和控制组件4含有第一信号通信单元41、第二信号通信单元42和控制终端43，第一信号通信单元41和第二信号通信单元42均可以采用现有的路由器，控制终端43可以采用现有的平板电脑。采用平板电脑控制x射线光机，控制平台轻量化，方便携带。在平板电脑外部设置保护套，防止在作业过程中损伤平板电脑。保护套为金属材料，可以有效屏蔽电磁对平板电脑的干扰。
60.第一信号通信单元41与x射线成像板11之间能够实现信号通信，第一信号通信单元41与x射线发射机31之间能够实现信号通信，第一信号通信单元41与发射机电磁屏蔽保护罩32连接，第一信号通信单元41位于通信单元安装盒33内，第一信号通信单元41和第二信号通信单元42之间能够实现信号通信，第二信号通信单元42和控制终端43之间能够信号通信，如图9所示。
61.便携式的控制终端43主要实现射线发射和图像采集功能，采用无线控制。拟采用微软系列平板电脑代替笔记本电脑，并用金属支架固定电脑与软件加密狗，实现控制终端安全进出等电位，作业人员等电位后再取出终端进行操作，以满足特高压线路等电位的工作要求。用平板电脑作为数据平台，较传统笔记本电脑作为数据平台具有重量轻，便于携带，抗电磁干扰性强等优点。
62.下面介绍所述输电线路用x射线带电检测装备和系统的工作过程。
63.将所述输电线路用x射线带电检测装备安装在输电电缆上，可以用个人力牵拉所述输电线路用x射线带电检测装备在输电电缆上行走，行走滑轮组件23与输电电缆上下匹配连接，输电电缆位于成像板组件1和x射线发射组件3之间，特别是，输电电缆位于成像板组件1的x射线成像板11和x射线发射组件3的x射线发射口323之间。
64.通常情况下，旋钮2333的螺杆2335脱离通孔2321，所述输电线路用x射线带电检测装备在输电电缆上行走，当所述输电线路用x射线带电检测装备到达作业位置后，旋拧旋钮2333，使螺杆2335插入通孔2321，滑轮体232不能再转动，从而实现制动定位。
65.控制终端43设置好曝光参数，通过路由器(第二信号通信单元42和第一信号通信单元41)传输至x射线成像板11和x射线发射机31，x射线发射机31接收到指令后发射x射线，同时x射线成像板11开窗接收x射线，形成图像后通过路由器传输回平板电脑。经实际检验，整套系统具有很高的抗干扰能力，偏远地区作业时也不会对通信产生影响。路由器主机端放置于x射线机法拉第笼尾端，同样用法拉第笼进行防护，从机端放置于电工包内，用于增强信号。本实用新型所述输电线路用x射线带电检测装备和系统经试验检测，可插入等电位
的最高直流电压等级到
±
1100kv，交流到1000kv。
66.为了便于理解和描述，本实用新型中采用了绝对位置关系进行表述，如无特别说明，其中的方位词“上”表示图1中的上侧方向，方位词“下”表示图1中的下侧方向，“左”表示图1中的左侧方向，方位词“右”表示图1中的右侧方向，方位词“前”表示垂直于图1的纸面并指向纸面内侧的方向，方位词“后”表示垂直于图1的纸面并指向纸面外侧的方向，本实用新型采用了阅读者或使用者的观察视角进行描述，但上述方位词不能理解或解释为是对本实用新型保护范围的限定。
67.以上所述，仅为本实用新型的具体实施例，不能以其限定实用新型实施的范围，所以其等同组件的置换，或依本实用新型专利保护范围所作的等同变化与修饰，都应仍属于本专利涵盖的范畴。另外，本实用新型中的技术特征与技术特征之间、技术特征与技术方案、技术方案与技术方案、实施例与实施例之间均可以自由组合使用。