电力设备X射线检测现场电离辐射预警防护方法

技术领域

本发明涉及电力设备检测技术领域，尤其涉及采用X射线对电力设备进行无损检测过程中涉及的防辐射预警保护技术领域，具体而言是电力设备X射线检测现场电离辐射预警防护方法。

背景技术

高压电力的运行和输送都离不开诸多电力设备，而电力设备的内部存在缺陷和故障会影响设备整体的性能，由于一些电力设备结构和运行环境较为复杂，进行停电检修时需要投入大量的人力、物力和财力，会造成较大的损失。X射线数字成像检测技术作为无损检测领域中的一种重要检测技术手段，能够对电力设备内部装配缺陷、异物缺陷、机械性缺陷及材质缺陷等缺陷类型具备较高检测灵敏度，能够及时有效的排除电力设备内部隐患，已经作为一种常规手段应用在变电站等场景各类设备的无损检测中。

通常在利用便携式的X射线检测设备对电力设备进行透照时会按照相关标准摆设警戒线或者警示牌，以提示无关人员不要误入检测场地区域，以避免受到辐射伤害，但是当前情况是根据实际检测场地实际认为设定警戒线或者警示牌，这种方式只能减轻不必要的辐射伤害，但是并不能确保警戒线外没有辐射伤害，因此，依赖于认为设定区域存在主观性，不够准确。加之，不同的X射线设备的功率不同，X射线的强度不同，辐射范围亦不同，从而，通过人为估算方式进行警示并不能够避免在对电力设备进行大功率X射线检测过程中对无关人员造成辐射伤害，为了避免工业X射线设备工作时对局部区域范围内的人员造成辐射伤害问题，诸多企业对这一问题也进行了研究并提供了防护措施。经过申请人检索，获得以下与本申请相关的现有技术：

现有技术1：中国发明专利申请，公开号为CN109345779A的公开了辐射区域的警戒和防护布置结构及警戒和防护方法；

现有技术2：中国发明专利申请，公开号为CN109444939A的公开了一种变电站射线检测辐射安全防护方法；

现有技术3：中国发明专利申请，公开号为CN110954963A的公开了一种针对射线源在开放空间的辐射防护系统及方法；

上述现有技术中均用于解决X射线产生的辐射伤害问题而提供的防护预警方案。

发明内容

为了解决现有X射线设备在开敞的电力设备区域进行无损缺陷检测容易对无关人员造成辐射伤害的问题，本申请提供电力设备X射线检测现场电离辐射预警防护方法，用于对检测区域进行分级，分区域的防护预警，既可以有效的防止无关人员异常闯入导致遭受辐射伤害的问题，又能够尽可能的缩小防护区域，避免盲目扩大警戒范围影响周围其他工作的开展，将X射线检测工作对周边影响降到最低。

为了达到上述目的，本申请采用的方案是：

电力设备X射线检测现场电离辐射预警防护方法，包括以下步骤：

步骤S100，确定当前X射线检测过程所需的最大辐射剂量值Umax，将用于接收X射线强度值的探测器放置在X射线检测设备的中心射线所在直线上，由远及近的依次检测所述探测器与X射线检测设备在中心射线所在直线上不同距离Lx处所接收到的辐射剂量值Ux，并获得距离Lx与辐射剂量值Ux之间的线性关系；其中，最小辐射剂量值Umin小于人体安全辐射剂量临界值U0，获得人体安全辐射剂量临界距离L0；

步骤S200，确定当前X射线检测的多个点位W1，W2…Wn，将确定的多个点位点位W1，W2…Wn顺序连接形成作业区Q1，以作业区域Q1为基础，临界距离L0为延展距离，形成辐射超标区Q2；

步骤S300,以辐射超标区Q2为基础，再按照安全系数β向外延展形成安全过渡区Q3，在安全过渡区Q3的边界线上设置多个声光报警器，相邻两个声光报警器之间通过警戒线连接；

步骤S400,确定开放空间K和封闭空间F方位，在辐射超标区Q2内安装有朝向安全过渡区Q3的多个摄像头1，摄像头2…摄像头n，多个摄像头形成的视野覆盖所述开放空间K，以及安装在作业区Q1内朝向被检测对象的应急摄像头；

步骤S500，通过控制主机实时采集任一摄像头的画面判断是否存在人员异常闯入；当位于辐射超标区Q2中任一摄像头捕捉到位于安全过渡区Q3内存在移动画面时，则通过控制主机向任一个声光报警器发出报警指令；当应急摄像头捕捉到移动画面时，控制主机随X射线检测设备执行停机操作。

针对大型电力设备厂区或者不能进行单次完成检测的区域，优选地，在步骤S100之前还包括对检测区域进行场地建模的步骤S000，通过包括CCD相机和移动机构组成的场地建模单元对检测区域进行三维建模，从而在检测前对开放空间K和封闭空间F进行预判断处理。

进一步优选地，所述步骤S000包括

步骤S001，通过场地建模单元沿大型电站边缘移动，获取大型电站边缘的可编辑三维模型；

步骤S002，根据三维模型标注可通过边界和不可通过边界；

步骤S003，测量获得任一所述可通过边界跨度尺寸。

优选地，步骤S200所述辐射超标区Q2的标定包括以下步骤：

步骤S210，判断辐射超标区Q2是否包含了步骤S002中所述不可通过边界，若判断结果为“否”，则执行步骤S220，所判断结果为“是”，则执行步骤S230；

步骤S220，将声光报警器安装在以当前点位Wn沿中心射线向外延伸临界距离L0的位置；

步骤S230，首先，将当前点位Wn与不可通过边界之间的中心射线所在方向用石灰在地面标注，标注线段记为L1；其次，在不可通过边界外延中心射线所在方向继续向外延伸形成线段L2，在线段L2的末端安装声光报警器，其中L0＝L1+L2。

针对建设有阻挡围墙的检测区域而言，为了避免对围墙相对面的无关行人造成射线辐射，优选地，步骤S230中若不可通过边界存在视觉阻断时，所述线段L2的标注方法采用如下步骤：

步骤S231，将硬质轻量杆件置于不可通过边界之上，在所述硬质轻量杆件上绑扎四根软绳，任一软绳上系一重物，以使得重物自然垂落；

步骤S232，四根所述软绳分别位于硬质轻量杆件的两个端头和位于不可通过边界靠近内侧和外侧处；

步骤S234，将位于不可通过边界靠近外侧的两个重物与地面接触的位置用石灰进行标记并延长至L2。

为了尽可能的接收特定位置的X射线，使得实际检测射线强度不低于理论值，从而使得实际发生的辐射剂量会低于设计剂量，从而提高安全系数，基于该目的考虑，优选地，所述探测器采用广口X射线探测器，广口X射线探测器包括用于接收X射线并成像的探测器本体，以及设置在探测器本体上的喇叭口，所述喇叭口内壁上设置有光滑的硅片，喇叭口外壁上设置有阻隔X射线的铅皮层或者铅块结构。

有益效果：

本发明结合警戒线和视频捕捉方式进行双重预警，同时，根据人员所处区域进行分级管理，对于安全区域不做处理，对于低辐射区域进行预警处理，对于高辐射区域执行关机处理，确保人员安全。

本发明通过检测中心射线的辐射剂量获得距离Lx与辐射剂量值Ux之间的线性关系，能够适用于任何型号，任何检测场地安全区域，安全过渡区域的精准划分，提升场地布置的效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明进行现场检测时的布局示意图。

图2是检测区域存在不可通过边界进行临界距离L0确定的示意图。

图3是本发明进行预警所涉及的系统架构框图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，本申请的描述中若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，本申请的描述中若出现术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

实施例1：

结合说明书附图1-图3所示的电力设备X射线检测现场电离辐射预警防护方法，本实施例以单一待检测的电力设备为例进行说明，即针对同一电力设备不同角度的进行透照检测，透照的角度，位置具有多个，但是始终围绕该单一电力设备进行，结合说明书附图1所示，图中心的辐射图标代表进行检测的X射线检测设备，检测时通过下述步骤实现：

步骤S100，确定当前X射线检测过程所需的最大辐射剂量值Umax，将用于接收X射线强度值的探测器放置在X射线检测设备的中心射线所在直线上，由远及近的依次检测所述探测器与X射线检测设备在中心射线所在直线上不同距离Lx处所接收到的辐射剂量值Ux，并获得距离Lx与辐射剂量值Ux之间的线性关系；其中，最小辐射剂量值Umin小于人体安全辐射剂量临界值U0，获得人体安全辐射剂量临界距离L0；本步骤中，所述最大辐射剂量值Umax是指根据当前需要检测的电力设备进行每次透照的剂量值最大的上限。由于设备不同结构，不同厚度，不同大小，X射线检测设备的输出功率不同，因此辐射剂量值也会不同，辐射剂量值越大，在相同距离下，其伤害也会越大，故而以最大辐射剂量值Umax为标准划定临界距离L0是最安全的，即当X射线检测设备处于最大功率时，在临界距离L0之外都是安全的，那么超过该临界距离L0将会更安全。所述辐射剂量临界值U0是指按照相关要求，低于该辐射剂量临界值U0视为对人体不会产生显著伤害的辐射值。距离Lx与辐射剂量值Ux之间的线性关系的最小辐射剂量值Umin小于辐射剂量临界值U0的目的是使得可参照的距离Lx与辐射剂量值Ux的线性关系范围能够覆盖安全范围。

步骤S200，确定当前X射线检测的多个点位W1，W2…Wn，将确定的多个点位点位W1，W2…Wn顺序连接形成作业区Q1，以作业区域Q1为基础，临界距离L0为延展距离，形成辐射超标区Q2；点位Wn是指围成作业区Q1的端点，如图1所示，任意点Wn表示X射线检测设备进行透照检测是所处的位置示意，在对电力设备进行检测时，需要变换多个方位，位置和角度进行透照，因此点位存在n个。

步骤S300,以辐射超标区Q2为基础，再按照安全系数β向外延展形成安全过渡区Q3，在安全过渡区Q3的边界线上设置多个声光报警器，相邻两个声光报警器之间通过警戒线连接；警戒线是肉眼可见的物理结构，能够在视觉上直接的对相关人员基于提示，避免人员闯入；当存在人员意外闯入之后，通过步骤S400中的摄像头捕捉画面传送至作为信息处理中心的控制主机，再由控制主机向声光报警器发出报警指令，以及时的提示误闯人员退出检测警戒区域，以免遭受辐射伤害。所述安全系数β为人为自定义设定，设定的原则是检测区域的周边环境人员越密集安全系数β的值应当越大，反之，若检测区域越空旷，人员越少则安全系数β的值应当越小。

步骤S400,确定开放空间K和封闭空间F方位，在辐射超标区Q2内安装有朝向安全过渡区Q3的多个摄像头1，摄像头2…摄像头n，多个摄像头形成的视野覆盖所述开放空间K，以及安装在作业区Q1内朝向被检测对象的应急摄像头；在进行实际检测时，所处区域可能是全开放区域，可能是部分封闭，部分开放的区域，由于封闭区域存在不可跨越的物理隔离，如挡墙，围墙等；因此，及时有无关人员误闯检测区域，那么也只能通过开放的区域进入，故而，针对开放空间K进行有效安装布局摄像头既能够有效的对全区域进行监控，又能够有效的减少摄像头布置的数量。本实施例采用的摄像头为红外成像摄像头，能够实现全天候有效捕捉，当然，根据应用的场景不同，本领域普通技术人员可以根据本申请已经揭示的内容选择其他功能更佳，像素更高的摄像头。

步骤S500，通过控制主机实时采集任一摄像头的画面判断是否存在人员异常闯入；当位于辐射超标区Q2中任一摄像头捕捉到位于安全过渡区Q3内存在移动画面时，则通过控制主机向任一个声光报警器发出报警指令；当应急摄像头捕捉到移动画面时，控制主机随X射线检测设备执行停机操作。控制主机作为整个检测系统的中央控制单元，能够对作为辐射检测单元的探测器，作为预警报警单元的声光报警器，摄像头和X射线检测设备进行有效控制。详见图3所示。

本实施例中，针对误入作业区Q1，辐射超标区Q2和安全过渡区Q3的进行分级处理，能够实现有效监测防护和有效检测两方面的兼顾。值得说明的是，由于应急摄像头的朝向与X射线检测设备朝向一直，因此，作为X射线检测设备的操作人员而言，始终位于X射线检测设备的相对侧，及位于X射线检测设备的背后，工作人员的画面始终不会被应急摄像头所捕捉到，故而，不会引起正常的检测导致X射线检测设备异常关机的问题出现。

实施例2：

本实施例实在实施例1的基础上进一步对方法进行优化，具体地，针对大型电力设备厂区或者不能进行单次完成检测的区域，本实施例中，在步骤S100之前还包括对检测区域进行场地建模的步骤S000，通过包括CCD相机和移动机构组成的场地建模单元对检测区域进行三维建模，从而在检测前对开放空间K和封闭空间F进行预判断处理。针对上述优化内容需要说明的是，由于大型电力处理机构，如变电站，送电站等包含的电力设备种类繁多，占地面积广，需要进行多次，长时间，不同位置进行检测；如果全部按照实施例1所示的方法进行检测则存在重复工作导致检测效率降低的问题。为此，为了提升检测的效率，特增加场地建模的步骤，采用CCD相机进行外场建模的技术是可以自定义残阳路线，并设置多个采样点Kr，采用CCD相机沿建模采样路线依次在采样点K

本实施例中，所述步骤S000包括

步骤S001，通过场地建模单元沿大型电站边缘移动，获取大型电站边缘的可编辑三维模型；

步骤S002，根据三维模型标注可通过边界和不可通过边界；

步骤S003，测量获得任一所述可通过边界跨度尺寸。

优选地，步骤S200所述辐射超标区Q2的标定包括以下步骤：

步骤S210，判断辐射超标区Q2是否包含了步骤S002中所述不可通过边界，若判断结果为“否”，则执行步骤S220，所判断结果为“是”，则执行步骤S230；

步骤S220，将声光报警器安装在以当前点位Wn沿中心射线向外延伸临界距离L0的位置；

步骤S230，首先，将当前点位Wn与不可通过边界之间的中心射线所在方向用石灰在地面标注，标注线段记为L1；其次，在不可通过边界外延中心射线所在方向继续向外延伸形成线段L2，在线段L2的末端安装声光报警器，其中L0＝L1+L2。

针对建设有阻挡围墙的检测区域而言，结合说明书附图2所示，为了避免对围墙相对面的无关行人造成射线辐射，本实施例中步骤S230中若不可通过边界存在视觉阻断时，所述线段L2的标注方法采用如下步骤：

步骤S231，将硬质轻量杆件置于不可通过边界之上，在所述硬质轻量杆件上绑扎四根软绳，任一软绳上系一重物，以使得重物自然垂落；

步骤S232，四根所述软绳分别位于硬质轻量杆件的两个端头和位于不可通过边界靠近内侧和外侧处；

步骤S234，将位于不可通过边界靠近外侧的两个重物与地面接触的位置用石灰进行标记并延长至L2。

为了尽可能的接收特定位置的X射线，使得实际检测射线强度不低于理论值，从而使得实际发生的辐射剂量会低于设计剂量，从而提高安全系数，基于该目的考虑，所述探测器采用广口X射线探测器，广口X射线探测器包括用于接收X射线并成像的探测器本体，以及设置在探测器本体上的喇叭口，所述喇叭口内壁上设置有光滑的硅片，喇叭口外壁上设置有阻隔X射线的铅皮层或者铅块结构。作为本申请的亮点设置，所述喇叭口能够将更大范围内的X射线反射到位于喇叭口底部的探头中，从而使得探头实际接收到的X射线辐射强度将大于实际位于该位置的辐射强度，这使得实际设置合理的警戒线范围将大于实际安全范围，避免在警戒线范围外同样存在辐射风险的问题。值得说明的是，针对探测器本身采用现有技术，譬如以配套Nal闪烁体探头的RAM-I型探测器即可。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。