交聯(lián)聚乙烯電力電纜x射線透照原理

交聯(lián)聚乙烯電力電纜x射線透照原理

當(dāng)貿(mào)易聚氯乙烯（hdpe）電纜（以下簡稱hdpe電纜）用于運輸、銷售和運營時，由于外部因素的影響，電纜變形和金屬涂層損傷。外觀檢查后，很難判斷這些損壞是否損壞主絕緣體。利用X射線對電纜內(nèi)部損傷進(jìn)行現(xiàn)場檢驗,能夠快速準(zhǔn)確地判斷損傷程度,為電纜安全運行提供保障。1電纜內(nèi)部損傷情況X射線檢驗是利用射線在穿透物體過程中與物質(zhì)發(fā)生相互作用,因吸收和散射使其強度減弱,強度減弱的程度取決于物質(zhì)的成分和厚度。把膠片放在適當(dāng)位置使其透過射線感光,再經(jīng)過暗室處理,底片上就會出現(xiàn)由于X射線感光強度不同而形成黑度差異,借助于觀片燈可以看到由不同黑度構(gòu)成的不同形狀的影像,從而觀察到電纜內(nèi)部的損傷情況。設(shè)I式中:珔μ為平均衰減系數(shù),大致與物質(zhì)的密度成正比;T為穿透物質(zhì)的厚度;n為散射比,與射線能量、穿透物質(zhì)的種類、穿透厚度等多種因素有關(guān)?？梢奨射線透過率與材料性質(zhì)、厚度以及射線的能量有關(guān)。2電纜電纜主絕緣層損傷的x射線底片影像模擬XLPE電纜的基本結(jié)構(gòu)由金屬(鋁、銅)、非金屬(XLPE、石墨、化纖、PE塑料)等組成(見圖1a)。由于銅、鋁金屬的原子系數(shù)相差很遠(yuǎn),因此其吸收X射線的程度也相差很大,而非金屬與金屬對X射線能量的吸收程度相差更大,并且由于電纜是圓形結(jié)構(gòu),厚度變化很大。圖1b是正常XLPE電纜X射線底片影像。從影像中可以清晰看到電纜主絕緣層、金屬護(hù)套、導(dǎo)電線芯等各部分,并且還能看到金屬護(hù)套管對接焊縫。圖2是根據(jù)圖1a制作的模擬圖。由于電纜的損傷是多種多樣的,利用模擬圖能夠更直觀地闡明如何分析X射線底片的影像,在模擬圖中可以觀察到電纜的損傷程度、主絕緣層邊緣形狀、主絕緣層與金屬護(hù)套的間隙、絕緣層厚度。a.觀察X射線底片中黑度的變化。通過觀察底片的黑度是否符合以上模擬圖,如無異常變化(變黑或變白),則說明電纜未受到損傷;如發(fā)現(xiàn)有變黑部位,說明有孔洞存在,如發(fā)現(xiàn)有變白部位,則說明有夾雜物或折疊。b.觀察電纜主絕緣層的邊緣形狀。正常電纜的主絕緣層邊緣呈直線(或弧線)狀態(tài),如邊緣為非直線(或弧線),則說明電纜主絕緣層受到了擠壓損傷,此損傷為嚴(yán)重?fù)p傷。c.觀察主絕緣層與金屬護(hù)套間隙。如果間隙發(fā)生了明顯的不均勻變化,說明電纜主絕緣層發(fā)生了輕微損傷。d.測量主絕緣層厚度。通過在底片上測量主絕緣層厚度,與絕緣層理論厚度比較,可以判斷主絕緣損傷情況。3u3000x輻射測試u3000x電纜的應(yīng)用3.1電纜變形損傷的部位2012年9月13日,某建筑工地由于野蠻操作,挖掘機將電纜勾起造成嚴(yán)重的外部損傷,損傷的外部形態(tài)見圖3a。為確定電纜變形對內(nèi)部造成的損傷情況,對損傷部位進(jìn)行了X射線檢驗。該部位的X射線底片影像見圖3b,從影像上可以明顯看到金屬護(hù)套嚴(yán)重變形,與電纜主絕緣層間隙變小,電纜主絕緣層受到了擠壓。3.2損傷位置檢測結(jié)果2014年8月,長春某道路工程由于野蠻施工,造成多處埋地電纜外部嚴(yán)重變形,有3處無法準(zhǔn)確判斷損傷程度,為確定電纜變形對內(nèi)部造成的損傷情況,對這3處損傷部位進(jìn)行了X射線檢驗。a.損傷位置1。損傷位置1的外部形態(tài)見圖4a,從外部看,損傷程度并不嚴(yán)重,但經(jīng)過X射線檢查發(fā)現(xiàn)已經(jīng)對主絕緣造成一定的損傷,損傷部位的X射線底片見圖4b。b.損傷位置2。損傷位置2的外部形態(tài)見圖5a,從外部看,損傷程度并不嚴(yán)重,但經(jīng)過X射線檢查發(fā)現(xiàn)已經(jīng)對主絕緣造成一定的損傷,損傷部位的X射線底片見圖5b。由此看來,不能簡單地通過外觀來判斷絕緣的損傷程度。c.損傷位置3。損傷位置3的外部形態(tài)見圖6a,從外部看,損傷程度比較嚴(yán)重,但經(jīng)過X射線檢查發(fā)現(xiàn)并未對主絕緣造成損傷。損傷部位的X射線影像見圖6b。4底片影像的x-ct分析可以通過X射線方法對XLPE電纜主絕緣及金屬護(hù)套的內(nèi)部缺陷進(jìn)行檢驗,對于電纜主絕緣損傷及金屬護(hù)套變形程度的判定可以通過底片中影像的對比以及測量來確定。不能簡單地通過外觀來確定內(nèi)部損傷程度,利用X射線影像可以確定內(nèi)部損傷程度,但透照方向和位置一定要準(zhǔn)確,電纜被檢部位應(yīng)與X射線發(fā)生器窗口對中。為了保證底片影像尺寸與實際尺寸盡可能一致,減小影像的放大現(xiàn)象,應(yīng)把底片與電纜貼緊,且與X射線發(fā)生器中心距離應(yīng)保持在500mm。由于X射線與機體細(xì)胞、組織、體液等物質(zhì)相互作用,引起物質(zhì)的原子或分子電離,可以直接破壞機體內(nèi)某些大分子結(jié)構(gòu),甚至可直接損傷