基于脉冲cr检测的干式变压器绕组快速甄别装置及方法
【专利摘要】本发明涉及一种基于脉冲CR检测的干式变压器绕组快速甄别装置及方法，该装置包括脉冲射线机、像质计以及成像板；该方法包括：通过脉冲射线机透射成像板使之曝光，并通过激光扫描仪获取成像板上的潜影形成数字图像，判断像质计细丝的数量，从而判断绕组的材质。本发明所提出的基于脉冲CR检测的干式变压器绕组快速甄别装置及方法，通过采用计算机射线照相技术快速甄别干式变压器绕组材质，操作简便，无需破坏设备本体，实现了在较短的时间内对干式变压器绕组材质有效地甄别。
【专利说明】
基于脉冲CR检测的干式变压器绕组快速甄别装置及方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种基于脉冲CR检测的干式变压器绕组快速甄别装置及方法。
【背景技术】
[0002]变压器是由绕在同一铁芯上的两个或两个以上的线圈绕组组成，利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置。干式变压器指铁芯和绕组不浸渍在绝缘油中，依靠空气对流进行自然冷却或增加风机冷却的变压器。近20年来，随着世界经济的发展，干式变压器在全世界取得了迅猛的发展，尤其是在配电变压器中干式变压器所占的比例愈来愈大，据统计，在欧美等发达国家中，它已占到配电变压器的40?50%；在我国，约占到50%左右。
[0003]干式变压器线圈绕组采用绝缘纸包铜或铝线/箔做导体绕制，层间采用绝缘材料绝缘，线圈经玻璃纤维环氧树脂真空压力浸渍成坚固整体。
[0004]当需要甄别干式变压器线圈绕组材质是否为铝时，最直接的方法是拆解线圈绕组环氧树脂外壳，直接判定。但拆解后，设备无法修复，只能报废，成本极高。此外，有研究人员提出，铜、铝两种材料电阻率不同，通过测定恒定温升范围内的电阻率变化可以甄别干式变压器线圈绕组材质。但由于温升实验耗时较长，一般需要两个周期，每个周期时长约8小时，且由于干式变压器线圈冷却系统、环境温度变化等多方面因素影响，其试验实施及结果判断存在较大难度。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种基于脉冲CR检测的干式变压器绕组快速甄别装置及方法，以克服现有技术中存在的缺陷。
[0006]为实现上述目的，本发明的技术方案是:一种基于脉冲CR检测的干式变压器绕组快速甄别装置，提供一包括一高压绕组以及一低压绕组的干式变压器;还包括一设置于所述干式变压器外侧且距所述高压绕组外侧壁一预设距离的脉冲射线机、设置于所述高压绕组外侧壁上的像质计以及设置于所述高压绕组内侧壁与所述低压绕组内侧壁之间且与所述像质计配合的成像板。
[0007]在本发明一实施例中，所述像质计以及所述成像板的中心位于所述脉冲射线机轴线的延长线上。
[0008]在本发明一实施例中，还包括一用于扫描所述成像板获取数字图像的激光扫描仪。
[0009]在本发明一实施例中，所述脉冲射线机的脉冲宽度为60ns，脉率为15个脉冲每秒，焦点尺寸为Φ 3mm，最大光子能量为270kVP，曝光时间为30到99个脉冲。
[0010]在本发明一实施例中，所述像质计为钢质10号线型像质计。
[0011]进一步的，还提供一种基于脉冲CR检测的干式变压器绕组快速甄别方法，提供一包括一高压绕组以及一低压绕组的干式变压器;按照如下步骤实现:
步骤SI:在所述干式变压器外侧且距所述高压绕组外侧壁一预设距离处设置有一用于发射脉冲X射线的脉冲射线机;在所述高压绕组外侧壁上设置有一像质计;在所述高压绕组内侧壁与所述低压绕组内侧壁之间设置有与所述像质计配合且用以成像像质计细丝的成像板；
步骤S2:启动所述脉冲射线机，对所述干式变压器进行射线透照，射线经所述像质计以及所述高压绕组，在所述成像板上成像；
步骤S3:通过一激光扫描仪对所述成像板扫描，获取射线透照区域数字图像；
步骤S4:判断所述数字图像中像质计细丝的数量;若像质计细丝的数量大于等于预设数量，则判断该干式变压器绕组的材质为铝;若不存在像质计细丝，则判断该干式变压器的绕组的材质为铜。
[0012]在本发明一实施例中，所述预设距离为200mm。
[0013]在本发明一实施例中，所述像质计以及所述成像板的中心位于所述脉冲射线机轴线的延长线上。
[0014]在本发明一实施例中，所述脉冲射线机的脉冲宽度为60ns，脉率为15个脉冲每秒，焦点尺寸为Φ 3mm，最大光子能量为270kVP，射线透照曝光时间为30到99个脉冲。
[0015]在本发明一实施例中，所述像质计细丝的预设数量为3。
[0016]在本发明一实施例中，所述像质计为钢质10号线型像质计。
[0017]相较于现有技术，本发明具有以下有益效果:本发明所提出的基于脉冲CR检测的干式变压器绕组快速甄别装置及方法，通过采用计算机射线照相技术(CR，computerrad1graphy )快速甄别干式变压器绕组材质，操作简便，无需破坏设备本体，实现了在较短的时间内对干式变压器绕组材质有效地甄别。本方法采用CR技术进行射线数字成像，较传统胶片成像法速度快，所得结果为数字图像，方便存储、调用。本方法使用的射线源为脉冲式射线机，相比常规工业射线机，具有体积小、重量轻、操作简易、射线辐射剂量小等特点。
【附图说明】
[0018]图1为本发明中基于脉冲CR检测的干式变压器绕组快速甄别装置的结构图。
[0019]图2为本发明实施例一中所获得的数字图像示意图。
[0020]图3为本发明实施例二中所获得的数字图像示意图。
[0021 ]图4为本发明实施例三中所获得的数字图像示意图。
[0022]【标号说明】:1-脉冲射线机;2-像质计;3-成像板;4-干式变压器的高压绕组;5-干式变压器的低压绕组;6-数字图像上的像质计细丝。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图，对本发明的技术方案进行具体说明。
[0024]本发明提供一种基于脉冲CR检测的干式变压器绕组快速甄别装置，如图1所示，提供一包括一高压绕组4以及一低压绕组5的干式变压器;还包括一设置于干式变压器外侧且距高压绕组4外侧壁一预设距离的脉冲射线机1、设置于高压绕组5外侧壁上的像质计2以及设置于高压绕组5内侧壁与低压绕组4内侧壁之间且与像质计2配合的成像板3。
[0025]进一步的，在本实施例中，像质计2以及成像板3的中心位于脉冲射线机I轴线的延长线上。
[0026]进一步的，在本实施例中，还包括一用于扫描成像板获取数字图像的激光扫描仪。
[0027]进一步的，在本实施例中，像质计2为钢质10号线型像质计，且该像质计线号:10?16，来源于JB/T7902-2006《无损检测射线照相检测用线型像质计》。
[0028]进一步的，还提供一种基于脉冲CR检测的干式变压器绕组快速甄别方法，提供一包括一高压绕组4以及一低压绕组5的干式变压器;按照如下步骤实现:
步骤S1:在干式变压器外侧且距高压绕组5外侧壁一预设距离设置有一用于发射脉冲X射线的脉冲射线机I;在高压绕组4外侧壁上设置有一像质计;在高压绕组内侧壁与低压绕组内侧壁之间设置有与像质计配合且用以成像像质计细丝的成像板；
步骤S2:启动脉冲射线机，对干式变压器进行射线透照，射线经像质计以及高压绕组，在成像板上成像；
步骤S3:通过一激光扫描仪对成像板扫描，获取射线透照区域数字图像；
步骤S4:判断数字图像中像质计细丝的数量;若像质计细丝的数量大于等于预设数量，则判断该干式变压器的绕组的材质为铝;若不存在像质计细丝，则判断该干式变压器的绕组的材质为铜。
[0029]进一步的，在本实施例中，射线在穿透物体过程会与物质发生相互作用，因吸收和散射而使其强度减弱。强度衰减取决于物质的衰减系数和射线在物质中穿透的厚度。铜、铝两种材料由于衰减系数不同且差异较大，相同强度的射线在穿透相同厚度的铜、铝绕组后射线强度衰减程度不同，通过放置像质计对穿透后的射线强度进行评价从而判定材质。[°03°] 进一步的，在本实施例中，预设距离f为200mm。
[0031]进一步的，在本实施例中，像质计以及成像板的中心位于脉冲射线机轴线的延长线上。
[0032]进一步的，在本实施例中，所采用的脉冲射线机的脉冲宽度为60ns，脉率为15个脉冲每秒，焦点尺寸为Φ 3mm，最大光子能量为270kVP，射线透照曝光时间为30到99个脉冲。。
[0033]进一步的，在本实施例中，像质计细丝的预设数量为3。
[0034]进一步的，在本实施例中，像质计为钢质10号线型像质计，该像质计的线号为10?16，来源于JB/T7902-2006《无损检测射线照相检测用线型像质计》。
[0035]为了让本领域技术人员进一步了解本发明所提出的一种基于脉冲CR检测的干式变压器绕组快速甄别装置以及方法，下面结合具体实施例进行说明。
[0036]实施例一
按图1所示透照布置，对一干式变压器高压绕组进行射线透照，f取200_，脉冲射线机脉冲数为90，像质计用选用钢质10号线型像质计。获得数字图像如图2所示，可识别4根细丝，最细为13号，判定线圈绕组材质为铝。且将该高压绕组线圈拆解后导体为铝，基于脉冲CR检测的干式变压器绕组快速甄别技术结果无误。
[0037]实施例二
按图1所示透照布置，对一干式变压器高压绕组进行射线透照，f取200_，脉冲射线机脉冲数为50，像质计用选用钢质10号线型像质计。获得数字图像如图3所示，可识别3根细丝，最细为12号，判定线圈绕组材质为铝。且将该高压绕组线圈拆解后导体为铝，基于脉冲CR检测的干式变压器绕组快速甄别技术结果无误。
[0038]实施例三按图1所示透照布置，对一干式变压器高压绕组进行射线透照，f取200_，脉冲射线机脉冲数为90，像质计用选用钢质10号线型像质计。对成像板进行扫描所得图像如图4所示，图中黑色区域为绕组间隙，白色无图像部分为高压绕组线圈，高压绕组线圈图像中无法分辨像质计细丝，判定线圈绕组材质为铜。且将高压绕组拆解后线圈导体为铜，基于脉冲CR检测的干式变压器绕组快速甄别技术结果无误。
[0039]实施例四
按图1所示透照布置，对一干式变压器高压绕组进行射线透照，f取200_，脉冲射线机脉冲数为50，像质计用选用钢质10号线型像质计。对成像板进行扫描，成像板曝光不足，无法获得有效图像，判定线圈绕组材质为铜。且将高压绕组拆解后导体为铜，基于脉冲CR检测的干式变压器绕组快速甄别技术结果无误。
[0040]以上是本发明的较佳实施例，凡依本发明技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本发明技术方案的范围时，均属于本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种基于脉冲CR检测的干式变压器绕组快速甄别装置，提供一包括一高压绕组以及一低压绕组的干式变压器;其特征在于，还包括一设置于所述干式变压器外侧且距所述高压绕组外侧壁一预设距离的脉冲射线机、设置于所述高压绕组外侧壁上的像质计以及设置于所述高压绕组内侧壁与所述低压绕组内侧壁之间且与所述像质计配合的成像板。2.根据权利要求1所述的基于脉冲CR检测的干式变压器绕组快速甄别装置，其特征在于，所述像质计以及所述成像板的中心位于所述脉冲射线机轴线的延长线上。3.根据权利要求1所述的基于脉冲CR检测的干式变压器绕组快速甄别装置，其特征在于，还包括一用于扫描所述成像板获取数字图像的激光扫描仪。4.根据权利要求1所述的基于脉冲CR检测的干式变压器绕组快速甄别装置，其特征在于，所述脉冲射线机的脉冲宽度为60ns，脉率为15个脉冲每秒，焦点尺寸为Φ 3mm，最大光子能量为270kVP，曝光时间为30到99个脉冲。5.根据权利要求1所述的基于脉冲CR检测的干式变压器绕组快速甄别装置，其特征在于，所述像质计为钢质10号线型像质计。6.一种基于脉冲CR检测的干式变压器绕组快速甄别方法，其特征在于，提供一包括一高压绕组以及一低压绕组的干式变压器;其特征在于，按照如下步骤实现: 步骤S1:在所述干式变压器外侧且距所述高压绕组外侧壁一预设距离处设置有一用于发射脉冲X射线的脉冲射线机;在所述高压绕组外侧壁上设置有一像质计;在所述高压绕组内侧壁与所述低压绕组内侧壁之间设置有成像板； 步骤S2:启动所述脉冲射线机，对所述干式变压器进行射线透照，射线经所述像质计以及所述高压绕组，在所述成像板上成像； 步骤S3:通过一激光扫描仪对所述成像板进行扫描，获取射线透照区域数字图像； 步骤S4:判断所述数字图像中像质计细丝的数量;若像质计细丝的数量大于等于预设数量，则判断该干式变压器的绕组的材质为铝;若不存在像质计细丝，则判断该干式变压器的绕组的材质为铜。7.根据权利要求6所述的基于脉冲CR检测的干式变压器绕组快速甄别方法，其特征在于，所述预设距离为200mm;所述像质计细丝的预设数量为3。8.根据权利要求6所述的基于脉冲CR检测的干式变压器绕组快速甄别方法，其特征在于，所述像质计以及所述成像板的中心位于所述脉冲射线机轴线的延长线上。9.根据权利要求6所述的基于脉冲CR检测的干式变压器绕组快速甄别方法，其特征在于，所述脉冲射线机的脉冲宽度为60ns，脉率为15个脉冲每秒，焦点尺寸为Φ 3mm，最大光子能量为270kVP，射线透照曝光时间为30到99个脉冲。10.根据权利要求6所述的基于脉冲CR检测的干式变压器绕组快速甄别方法，其特征在于，所述像质计为钢质10号线型像质计。
【文档编号】G01N23/04GK105866147SQ201610418511
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年6月15日
【发明人】江祖瑄, 林德源, 洪毅成, 郑国顺, 陈云翔, 蔡建宾, 韩纪层
【申请人】国网福建省电力有限公司, 国家电网公司, 国网福建省电力有限公司电力科学研究院, 国网福建省电力有限公司检修分公司