X射线在绝缘件加工领域的应用前景和局限性研究

摘 要：伴随着我国输变电领域的不断发展与进步，超特高压电力变压器和电抗器被广泛应用在输变电领域，促使我国变压器制造厂家对于超特高压变压器的设计和制造能力不断发展和提高，国内变压器制造企业的进步为我国经济发展和基础建设做出了重大贡献。面对市场经济的发展和需求，变压器制造企业的竞争力也越来越大，企业在生存和发展过程中需要不断的创新，才能跟上市场经济的发展速度。所以很多变压器制造企业通过人才引进、技术改造、结构优化、质量提升等手段来提高自身产品的市场竞争力。本文笔者针对超特高压变压器质量提升的手段，探讨采用X光检测设备检查超特高压变压器用绝缘材料的内在质量情况，以及X光检测设备在变压器领域的应用。

关键词：绝缘件加工;质量提升;X射线检查;检测局限性

我国是超特高压变压器和电抗器制造大国，在所有的超特高压电力变压器中都需要使用大量的绝缘成型件和绝缘结构件，才能满足超特高压变压器的设计和使用需求[1]。而所有的绝缘件在超特高压变压器和电抗器中均为关键部件，其中成型件和绝缘结构件的电气性能指标直接关系到变压器能否通过出厂测试，所以在绝缘件加工领域，绝缘成型件和绝缘结构件的质量指标是非常高的，要求绝缘件内外均不得有任何的杂质或异物，甚至于空腔。然后我们的绝缘件由于其结构多样性和复杂性，很难避免绝缘件内部没有异物、空腔等缺陷，且绝缘件制造企业无法对自身制造的绝缘件进行电气性能在线检测，只能通过制造工艺过程控制来管控产品质量。那么如何才能对绝缘件进行质量提升，我们需要在不破坏产品结构的情况下，检查出产品的内在质量。而X射线检查恰好就具备这样的能力，X射线具有较强的穿透性，可以检测比较厚实的产品，可以满足复杂绝缘件的检查，其检查局限性相对于其它检测方法要小的多。

1.绝缘件的制造过程控制及内部性能检查

1.1 绝缘件是大型油浸式电力变压器中不可或缺的关键零部件之一，在油浸式电力变压器内不同部位的绝缘件的性能要求各不相同。耐受电压和场强也不一样，所以绝缘材料需要加工成各种各样的结构，加工工序复杂繁多，每道工序都有污染风险，合格的绝缘件必须要有足够的电气强度、机械强度，任何污染都会造成耐压不达标而发生放电情况。所以绝缘材料除了必须有足够的机械强度外，还必须非常纯净，不得有任何杂质参入，才能满足变压器的使用要求。但是肉眼只能看到绝缘件的外觀，无法看到绝缘件内部缺陷。

1.2绝缘件制造过程中的清洁度控制

由于绝缘件在变压器内处于高电压场强内，这就要求绝缘件内部不得有金属和非金属异物，因为一旦绝缘件内有异物，会导致异物在变压器高电压场强环境中发生局部放电的问题，严重时造成变压器击穿甚至于烧毁的严重质量问题，所以绝缘件在加工过程中必须对清洁度进行重点控制，清洁度控制表现在原材料选用，加工工艺合理性，现场环境、半成品周转和成品防护等几个方面，只有加强产品制造过程的工艺控制，才能有效避免异物混入产品内部，从而控制产品的清洁度[2]。

1.3 加工设备的管理与控制

绝缘件除了要控制原材料、半成品和现场环境之外，其制造过程中的设备的管理和控制也尤为重要，首先绝缘件不是金属件，绝缘件的加工和常规金属件有很大区别，比如绝缘件在设备上进行机械加工时，不得使用冷却液、不得参入水、油等污染绝缘件。所以要求绝缘件加工设备要有良好的清洁度，完善的刀具冷却系统，刀具排屑系统和粉尘清理系统。缺少任何一项都会造成绝缘件的污染而无法正常使用。有些产品还需要使用的热压机，产品在加工过程中对温度、压力都有特殊工艺要求，设备的稳定性直接关系到产品的最终质量。

1.4  绝缘件质量关键控制

绝缘件加工过程进行有效的管控后，我们还不能忽略绝缘件的周转过程，如果加工过程严格控制了产品的清洁度，但在后续的周转和运输过程中没有对绝缘件进行有效的防护的话，也会造成最终产品的质量问题。另外有的时候虽然我们控制了产品的制造过程，但我们无法确定绝缘件内部是否还有其它问题，然而X射线可以穿透进入产品内部，找出产品内部的缺陷，通过对缺陷的评估，最终可以判定出产品是否满足使用要求。

2.X射线检查在绝缘件加工领域的应用

X射线能够检测出绝缘件内部的缺陷，但是其本身也有一定的精度和探测能力，现在的X光机可以探测到100mm厚度的绝缘件内部质量情况，厚度超过100mm后，其探测精度和效果会下降许多，如果绝缘件是组合装配件时，X射线的检查效果也会大打折扣，有时甚至于完全失去检测效果。比如当铜件表面需要覆盖绝缘件时，此时的绝缘件就无法采用X射线进行内部检查，因为X射线师无法穿透铜制产品，所以就不能检测铜件表面的绝缘层内是否清洁，是否有分层、异物、空腔等缺陷。为此了避免此情况的发生，我们一般需要先单独对绝缘零部件进行X射线检查，然后将检查没有问题的绝缘零部件安装到金属骨架的表面，通过间接检查的方法来保证真个产品的清洁度[3]。所以我们再使用X射线对绝缘件件进行检查时，要充分利用其特性，有针对性的采用X射线进行产品质量的检查和筛选。

结束语：综上所述，绝缘件加工过程中引入X射线检查系统后，进一步提升了绝缘件加工企业的产品质量，它可以有效避免劣质的绝缘件产品流入变压器制造企业内，大大降低了变压器制造企业制造变压器的不合格风险，提高了变压器一次测试合格率。无形中降低了变压器制造成本，还能为变压器制造企业缩短产品制造周期。总的来说，绝缘件检测引入X射线检查工序，可以给绝缘件生产厂家和变压器制造厂家带来巨大的经济效益。最后，限于笔者的水平有限，本文还有很多不足之处，笔者会在日后的工作学习中继续加以改进。

参考文献：

[1]刘军，陶维道.X射线数字成像技术在铸造铝合金轮毂检测中的应用[J].无损探伤，2017，（3）.42-44.

[2]许焕清，马君鹏，王成亮，等.GIS设备典型缺陷的X射线数字成像检测技术[J].电网技术，2017，（5）.1697-1702.

[3]向真，张欣，黄荣辉，等.X射线数字成像技术在开关设备缺陷诊断中的应用[J].高压电器，2016，（2）.195-199.

作者简介：

陈志平，性别：男1980年9月出生，2002年毕业于常州市信息职业技术学院，机电工程系，大学专科学历，现从事油浸式交直流变压器用绝缘成型件的制造和研究，

（常州市英中电气有限公司;江苏 常州 213000）