[发明专利]在役GIS组合电器盆式绝缘子的X射线三维成像方法及系统

说明书

本发明公开在役GIS组合电器盆式绝缘子的X射线三维成像方法及系统，包括步骤：S1、固定X射线源和探测器的几何位置，X射线源和探测器围绕盆式绝缘子旋转；S2、以步进或连续的方式进行扫描，采集盆式绝缘子的二维X射线数字图像投影序列；S3、将二维数字图像投影序列通过三维图像重建算法重建得到盆式绝缘子的三维图像。本发明以GIS盆式绝缘子三维断层成像为中心，以X射线成像的三维成像检测技术试验为基础，通过对盆式绝缘子部件不同角度的扫描，由二维数字图像投影序列重构三维图像，本发明利用X射线源进行大视野扫描，采用X射线源与探测器偏置放置的方式进行成像视野的拓展，开发了相应的三维图像重建算法。

技术领域

本发明属于三维成像技术领域，本发明以GIS组合电器盆式绝缘子三维断层成像为中心，以X射线成像的三维成像检测技术试验为基础，具体涉及在役GIS组合电器盆式绝缘子的X射线三维成像方法及系统。

背景技术

GIS(GAS insulated SWITCHGEAR)是气体绝缘全封闭组合电器的英文简称。GIS内部任何缺陷和故障的存在都可能影响设备整体性能，可能影响到相邻设备的正常工作以及服务范围的正常用电。而大型电力设备GIS、罐式断路器体形庞大、现场环境复杂原因，一旦出现事故进行停电检修时就需要投入大量的人力、物力、财力和时间。在电力设备内部的缺陷80％以上为结构性缺陷因此，为减少或者避免电力设备因故停运，就必须对电力设备内部结构缺陷进行检测。

近年来，在造成GIS故障的因素中，由于盆式绝缘子故障造成的停电事故的比例不断升高，并且往往造成严重的事故。盆式绝缘子作为气体绝缘金属封闭开关设备中的关键部件，在GIS设备中使用广泛，其性能优劣直接决定了GIS设备的绝缘性能及运行可靠性。总体上，盆式绝缘子的缺陷主要有两个方面，一是盆式绝缘子本身的缺陷，在生产加工和运行过程中造成的，如气孔、夹杂、裂纹、装配缺陷、螺丝缺失等；二是在运行过程中，由于机械磨损造成的铁、银、铜等高密度的金属微粒，附着在盆式绝缘子的表面时会造成局放，进而导致严重的事故。

目前，国内外基于X射线数字成像检测技术应用于电力设备的检测之中并取得了良好的效果，为电力设备带电检测提供了一种快速、可视、无损的检测手段。能够在不停电或不解体的情况下，准确及时的掌握设备内部机械结构状态信息，发现设备内部的机械结构缺陷。通过对电力设备进行多方位X射线透视成像，配合专用的图像处理与识别技术，实现其内部结构的“可视化”与运行状态的快速诊断，可极大地提高设备故障定位与判别的准确性。

但是目前X射线数字成像检测技术也存在着较多的问题：由于被检测电力设备结构复杂，造成影像重叠无法区分缺陷所在的具体位置；盆式绝缘子是脸盆状工件，常规的X射线检测需要进行多角度成像，而X射线检测设备体积大、重量重、摆放定位过程繁琐等原因，导致检测效率非常低；因为X射线检测灵敏度不高，容易造成裂纹、气泡等缺陷的漏检。

实验室内X射线的三维成像技术可以实现对物体的检测，具有密度分辨率高、空间分辨率高、三维可视化的优点。但是在役GIS组合电器盆式绝缘子的现场空间位置结构复杂、部件尺寸较大，目前还没有可以对在役GIS组合电器盆式绝缘子在带电状态下，进行X射线成像的三维成像检测技术。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明目的在于提供在役GIS组合电器盆式绝缘子的X射线三维成像方法及系统。(1)解决X射线数字成像的多层影像重叠给故障精确定位、分析故障原因、设计检修方案带来的困难。(2)解决检测效率，大幅度改善现有X射线检测技术的应用。(3)提高X射线检测数据的利用率，使其更加有效的服务于电力设备故障诊断工作。(4)通过对检测部件不同角度的拍摄，由二维图像重构三维图像，并动态显示缺陷三维位置，区分开叠加的部件，更快更准确的分析封闭式设备的内部问题，为后续检修等工作提供依据。

本发明所采用的技术方案为：

在役GIS组合电器盆式绝缘子的X射线三维成像方法，包括如下步骤：