关于本手册

本手册为仑勤技术公司开发的射线辐射成像技术之DR成像产品应用技术手册，提供了DR成像在电力、交通、核设施、油气管线建设等场景的产品技术信息、规范等内容。若对一些功能及性能方面有所疑惑，请咨询我公司的技术支持人员以获得帮助。

因致力于数字成像产品的不断改善，本公司提供的资料可能有升级和变更，因此产生的变化恕不另行通知。

术语说明

n  PowerBeaconX-Y：代表仑勤技术公司开发的中高能DR便携技术平台。其中X代表成像单元尺寸，Y代表射线机辐射能量等级。由此产生若干衍生技术型号。

n  MetaRay Explorer：指为PowerBeaconX-Y平台而开发的软件系统

n  工业探伤机：指为适配PowerBeaconX-Y平台而采用的各种可能型号的探伤机。目前PowerBeaconX-Y平台支持从天然放射源到变频机、脉冲机等各种类型探伤机

n  AED自动曝光、EX-AED曝光技术：指为TFT非晶硅成像板设计实现的一种自动感应各种类型射线辐射能量的曝光技术，采用这种技术的成像板能支持软件实现成像板采集过程与探伤机曝光的异步操作，仑勤技术为PowerBeaconX-Y平台而开发的自动感应窗口曝光技术称为EX-AED曝光技术。

n  装配缺陷：电力设备在安装制造过程中，不符合设计规范或安装工艺要求，没有完善的控制和检验手段部件，导致部件存在配合不良缺陷。

n  材质缺陷：电力设备元部件成型加工过程中导致的内部缺陷。

n  异物缺陷：安装运输过程、运行操作磨损及内部连接件断裂脱落等情况下产生的电力设备内部异物。

n  其他缺陷：除装配缺陷、材质缺陷、异物缺陷以外的其他类型缺陷。

n  图像不清晰度：一个明锐的边界成像后的影像会变得模糊，模糊区域的宽度即为图像不清晰度，单位是毫米（mm）。它是固有不清晰度、几何不清晰度和运动不清晰度等因素的综合作用结果。

n  固有不清晰度：由系统的固有参数和特性决定的不清晰度。

n  几何不清晰度：透照工件时，由于X射线管焦点的几何尺寸使工件表面轮廓或工件中缺陷的边缘在检测图像上产生的半影宽度。

n  运动不清晰度：由于射线源、探测器和工件之间的相对运动而产生的不清晰度。

n  比释动能：比释动能定义为：

式中：dEtr—不带电电离粒子在质量为dm的某一物质内释出的全部带电电粒子的初始动能的总和。比释动能的SI单位是焦耳每千克（J·kg-1），称为戈[瑞]（Gy）。

n  空气比释动能率：单位时间内对空气作用的比释动能，用μGy·h-1表示。

目录

1.产品适用范围... 2

2.特点与技术指标... 2

3.技术标准... 3

4.PowerBeaconX-Y操作说明... 3

4.1  使用须知... 4

4.2  摆放位置... 4

4.3  透照方向... 5

4.4  控制操作... 5

4.5  管电压的选择... 6

4.6  成像设置... 6

4.7  GIS透照部位... 7

4.8  PowerBeacon1717-250检测缺陷分析... 10

4.9  检测记录和报告... 12

附录1 GIS射线数字成像检测典型案例... 12

1.产品适用范围

PowerBeaconX系列检测系统之GIS检测设备是为满足电站GIS设备探伤而专门开发并优化设计的专用数字X射线成像设备。

GIS 结构性缺陷形式多种多样，标准分为三类：装配缺陷、材料缺陷、异物缺陷。X 射线图像能够清晰表明GIS 设备内部结构，与设备内部构造及设备内部结构图进行对比分析，显示与设备内部结构存在差异的应进行缺陷定位。根据GIS 结构确认缺陷所在位置，如：断路器、盆式绝缘子、动静触头、触指、互感器、吸附剂罩、GIS 壳体、支撑绝缘子、绝缘拉杆等。采用PowerBeaconX数字成像的DR检测系统，可对GIS设备进行多方位透照成像，配合图像处理与判读技术，实现其内部结构的可视化与质量状态快速诊断，显著提高GIS设备故障定位与判别的准确性和故障诊断效率。

2.特点与技术指标

技术特点：

n  便携式DR成像系统。由DR成像平板和微型探伤机构成，配置控制成像过程和图像分析处理的一体化软件

n  成像板采用仑勤EX-AED曝光自动同步技术，支持射线机异步控制条件下的全自动成像过程

n  成像板采用有线千兆和无线百兆的对外数据接口，支持在工业现场30米内无线数据传输。无需任何物理硬线通讯。

n  成像板采用17”*17”有效成像面的TFT a-Si工艺面板，CsI高灵敏度转换材料，耐受250KV射线机曝光等值10000Gy以上辐照剂量寿命。全金属外壳，适应工业现场温湿度及磨损要求。

n  采用直流供电微型便携射线机，250kv/5mA/1mm focal spot，球管主体重量在13kg以内。射线机采用直流锂电池包供电。

n  满足不具备防护条件的保障辐射安全性工作流程设计。系统设计支持延迟曝光，结合自动EX-AED采集技术，允许操作人员在不具备防护条件的现场作业，设备启动后自动延迟启动曝光，在延迟窗口期内人员按操作规则撤离至安全区域。

n  已针对换流站GIS检测进行过长达2年的实际使用验证，设计合理，使用可靠

3.技术标准

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件；凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

n  GBZ 117-2015  工业X射线探伤放射防护要求

n  GB 18871-2002  电离辐射防护与辐射源安全基本标准

n  GB/T 5616-2014  无损检测 应用导则

n  GB/T 7674-2020  额定电压72.5kV及以上气体绝缘金属封闭开关设备

n  GB/T 12604.11-2015  无损检测 术语 X射线数字成像检测

n  GB/T 20737-2006  无损检测 通用术语和定义

n  GB/T 23901.5-2019  无损检测 射线照相底片像质 第5部分：双丝像质计 图像不清晰度的测定

n  GB/T 35388-2017  无损检测 X射线数字成像检测 检测方法

n  GB/T 35389-2017  无损检测 X射线数字成像检测 导则

n  NB/T 47013.11-2015  承压设备无损检测 第11部分：X射线数字化成像检测

n  DL/T 1785-2017  电力设备X射线数字成像检测技术导则

n  DL/T 1946-2018  气体绝缘金属封闭开关设备X射线透视成像现场检测技术导则

4.PowerBeaconX-Y操作说明

根据成像板和射线机型号不同，目前PowerBeaconX-Y设备可以分为PowerBeacon1717-250或PowerBeacon1417-300等不同细分型号。以下以PowerBeacon1717-250型设备为例，说明GIS检测场合使用本设备的操作流程和关键事项。

图1 PowerBeacon1717-250设备

PowerBeacon1717-250射线检测装置由250KV5mA X射线源、1717非晶硅工业探测器、简易检测工装、图像处理装置（计算机）和其他安全防护装置组成。

4.1  使用须知

（1）应做好PowerBeaconX-Y X射线机的训机工作，训机时应用铅堵头堵住射线机口，以避免不必要的辐射；

（2）X射线照射前，应明确被检测设备和部件，熟悉被检测设备内部构造；

（3）X射线照射时，应做好人员撤离和疏散工作，当心辐射。

4.2  摆放位置

检测开始前，将PowerBeacon1717-250型X射线机和数字平板探测器1717分别放置在开关设备被检部位的两侧。照射时X射线机出光口应直射向工件被检部位，若使用其他角度有利于检测某些缺陷时也可选择其他方位照射。PowerBeacon1717-250型X射线机、被检工件与数字平板探测器摆放关系应如下图所示。

图2 检测设备的布置

4.3  透照方向

X射线机出光口照射方向应根据电力设备的结构特点和技术条件选择合适的透照方式，以有利于缺陷检测。应优先采用垂直投影方式，在垂直投影不能实现的情况可以采用倾斜透照。

当受到开关设备结构或空间布置限制时，允许射线束中心与探测器区域中心倾斜不超过30°的角度。但倾斜透照引起的图像变形应不影响缺陷的识别。

应采用两次以上不同角度成像，当检测区域需要两幅以上的图像才能覆盖时，为确保检测区域的完整性，相邻图像之间应搭接，以利于缺陷的识别。

4.4  控制操作

（1）PowerBeacon1717-250型X射线机连接方式

图3 PowerBeacon1717-250型X射线机控制器

将电源线缆插入射线机控制器侧面接口，并将PowerBeacon2型X射线机线缆与控制器相连接，插入钥匙，打开电源开关，射线机正常启动。

（2）PowerBeacon2型X射线机参数设置

图4 PowerBeacon2型X射线机控制器界面

控制器界面可以设置管电压、曝光时间、延时时间和训机模式，开和关按键可随时控制启停；按下“电压”按键，管电压显示数码管闪烁，输入数值即可设置成功；按下 “时间”按钮，曝光时间显示数码管闪烁，输入数值即可设置成功；按下“延时”按钮，曝光启动延时显示数码管闪烁，输入数值即可设置成功；设置完毕后，按下“开”键，听到提示音后即可撤离，等待曝光，中途可随时按“关”键停止；按下“训机”键进入训机模式。

4.5  管电压的选择

（1）PowerBeacon2型X射线能量按下列要求选择

为了实现材料缺陷的检出，在保证穿透力的前提下，应选用尽可能低的管电压。电力开关设备材质主要为钢、铜、铝及铝合金。X射线穿透不同材料和不同厚度时，所允许使用的最高管电压应按图2规定选择。

说明：

1—铜及铜合金；

2—钢；

3—铝及铝合金。

图5  不同透照厚度允许的X射线最高透照管电压

（2）曝光时间按下列要求选择

在满足图像质量、检测速度和检测效率要求的前提下，可选择较低的曝光时间。

实际检测时，应按检测速度和检测质量的要求，通过调整影响曝光时间来选择合适的曝光量：

1.     数字平板探测器可通过增加采集帧数和曝光窗口来提高曝光量。

2.     PowerBeacon1717-250型X射线机可通过增加曝光时间来提高曝光量。

4.6  成像设置

（1）平板探测器使用操作

平板探测器的主要使用事项参考软件使用说明。PowerBeacon1717-250的操作软件为MetaRay Explorer软件。界面如下图。

图6 MetaRay Explorer软件操作界面

MetaRay Explorer软件具备以下功能：

a) 系统校正、像素响应不一致性校正、参数设置、图像存储、对比度调整和正/负像转换功能；

b) 几何尺寸测量、几何校正、缺陷标注、图像放大、图像增强、图像存储、辅助评定和检测报告生成等功能；

c) 信噪比测量、图像分辨率测量、叠加降噪、灰度变换和对比度增强等基本数字图像处理功能；

d) 采集图像的浏览和数据库支持功能；

e) 可存储原始图像，观察、分析图像时允许相关处理；

h) 软件系统针对电力部件的专业图像滤波、校准算法等，以提高影像对比度；

i) 原始文件存储独立软件处理系统，任何图像处理方法不改变原始图像文件数据。

图像处理软件可将只经过降噪处理后的图像数据保存为原始图像数据。

4.7  GIS透照部位

依据检测现场情况对高压开关设备X射线检测进行透照部位选择，常见高压开关设备常见X射线检测部件如下：

1）高压开关设备检测点表

2）隔离开关检测部位

检测时应尽量保证正投影。隔离开关的典型缺陷有分合闸不到位、触头歪斜、触指松脱、弹簧松脱、屏蔽罩破损、异物、传动部件断裂、紧固螺栓松动等。检测时应尽量保证正投影。

图7 隔离开关检测部位示意图

3）接地开关检测部位

接地开关的典型缺陷有分合闸不到位、触头歪斜、触指松脱、弹簧松脱、屏蔽罩破损、异物附着、传动部件断裂、螺栓松脱等。检测时应尽量保证正投影。

图8 接地开关检测部位示意图

4）断路器检测部位

断路器的结构比较复杂，检测的主要部件有动弧触头、导电主触头、静触指、喷口和压气缸等，典型缺陷有分合闸不到位、触头磨损、异常烧损、传动连接件断裂、支撑绝缘件气隙或裂纹、内部异物。

图9 断路器检测部位示意图

5）其他部位检测位置

GIS电力设备的电压互感器、电流互感器、避雷器、套管等部位，也可能出现紧固螺栓松动、部件破裂、异物等缺陷。

图10 电流互感器示意图

4.8  PowerBeacon1717-250检测缺陷分析

PowerBeacon1717-250 X射线成像检测能有效识别的高压开关设备典型缺陷，主要分为四类：材质类缺陷、装配类缺陷、异物类缺陷及其他类缺陷。在使用本检测设备获取到GIS内部缺陷厚，建议依据Q/GDW1906-2013处理。部分缺陷的分级和处理意见参见表1，其他未包括缺陷可参照执行。

表1 典型缺陷分级及处理措施

4.9  检测记录和报告

1）检测记录

PowerBeacon1717-250 X射线成像检测记录建议包含相关标准约定的记录内容。

2）检测报告

       在以上检测记录结果基础上，根据实际应用情况约定的报告格式形成可以提交的检测报告。

附录1 GIS射线数字成像检测典型案例