電網(wǎng)金屬技術(shù)監(jiān)督相關(guān)工作探討

彭春庚，胡曉陽，涂 湛，廖余鵬

（1.國網(wǎng)江西省電力有限公司贛西供電分公司，江西 新余 338000；2.國網(wǎng)江西省電力有限公司電力科學(xué)研究院，江西 南昌 330096）

0 引言

電網(wǎng)公司作為國民經(jīng)濟(jì)的重要支撐。隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，電網(wǎng)公司加強(qiáng)了電網(wǎng)建設(shè)方面的投入，實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)建設(shè)與電源建設(shè)的協(xié)調(diào)發(fā)展。近年來，特高壓、超高壓等級的電網(wǎng)建設(shè)，對輸、變、配電設(shè)備金屬部件的可靠性要求越來越高。電網(wǎng)的設(shè)備在設(shè)計(jì)、制造、安裝、檢修及運(yùn)行等各階段均存在不同程度的一些問題[1-2]。因此，開展電網(wǎng)金屬技術(shù)監(jiān)督具有重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。

本文結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，對電網(wǎng)金屬技術(shù)監(jiān)督的工作內(nèi)容以及檢測方法進(jìn)行了詳細(xì)闡述；介紹了電網(wǎng)金屬技術(shù)監(jiān)督的監(jiān)督對象、監(jiān)督項(xiàng)目，結(jié)合相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，得出了檢測質(zhì)量判定依據(jù)。

1 電網(wǎng)金屬技術(shù)監(jiān)督主要工作內(nèi)容

1.1 監(jiān)督對象

主要監(jiān)督對象為輸變電一次設(shè)備，分為以下三類：

1）電氣類設(shè)備金屬部件，包括變壓器、斷路器、戶外隔離開關(guān)、GIS（氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備）、開關(guān)柜等設(shè)備的主要金屬部件，以及接地裝置和戶外密閉箱體。

2）結(jié)構(gòu)支撐類設(shè)備，主要指輸電線路角鋼塔、鋼管塔（桿）、環(huán)形混凝土電桿、變電站構(gòu)架、設(shè)備支架、避雷針、支柱絕緣子等及其附屬結(jié)構(gòu)件。

3）連接類設(shè)備，主要指架空導(dǎo)地線（含OPGW）、電纜、母線、懸垂線夾、耐張線夾、設(shè)備線夾、T型線夾、接續(xù)金具、連接金具和接觸金具、保護(hù)金具、母線金具、懸式絕緣子等及其附屬件。

1.2 監(jiān)督項(xiàng)目

針對新建、擴(kuò)建、改建的輸變電工程設(shè)備，主要開展以下11項(xiàng)監(jiān)督項(xiàng)目：

1）隔離開關(guān)觸頭鍍銀層厚度檢測，戶外隔離開關(guān)觸頭（或觸指）的鍍銀層厚度不應(yīng)小于20 mm，部分廠家生產(chǎn)的隔離開關(guān)觸頭（或觸指）的鍍銀層厚度達(dá)不到要求，甚至以鍍錫代替鍍銀，嚴(yán)重危害設(shè)備的安全運(yùn)行。

2）開關(guān)柜觸頭的鍍銀層厚度檢測，開關(guān)柜內(nèi)斷路器觸頭的鍍銀層厚度不應(yīng)小于8 mm。

3）戶外密閉機(jī)構(gòu)箱箱體厚度檢測，主要包括隔離開關(guān)操作機(jī)構(gòu)箱、二次設(shè)備箱體、檢修電源箱、其他控制箱等，箱體厚度不應(yīng)小于2 mm。

4）變電站不銹鋼設(shè)備部件的材質(zhì)分析，不銹鋼材質(zhì)部件主要包括GIS、戶外隔離開關(guān)的傳動(dòng)軸銷以及大部分戶外密閉機(jī)構(gòu)箱體，含控制、操作及檢修電源等箱體。不銹鋼材質(zhì)的箱體要求使用Mn（錳）含量不大于2%的奧氏體不銹鋼或鋁合金[3]；軸銷宜使用不銹鋼材料[4]；閉口銷應(yīng)選用奧氏體不銹鋼材質(zhì)[5]。

電網(wǎng)中常用的不銹鋼為0Cr18Ni9鋼，即304不銹鋼，其Cr（鉻）含量為17%~19%，Ni（鎳）含量為7%~9%，是一種含碳量超低的奧氏體不銹鋼，具有良好的耐蝕性和抗晶間腐蝕能力。如果Cr或者Ni的含量不足，會(huì)導(dǎo)致不銹鋼材料的耐腐蝕性大大降低，使得金屬材質(zhì)的功能提前損壞失效。

5）GIS殼體對接焊縫超聲波檢測，主要針對GIS殼體對接焊縫進(jìn)行檢測，檢測焊縫是否存在氣孔、裂紋、未熔合、夾渣、未焊透等缺陷。

6）輸變電一次設(shè)備線夾（如隔離開關(guān)或斷路器線夾）、耐張線夾（如輸電線路的耐張線夾）及引流板外觀的質(zhì)量檢查。

7）輸變電構(gòu)支架鍍鋅層的厚度檢測，構(gòu)支架主要指變電站出線門型構(gòu)架、主變壓器構(gòu)架、戶外隔離開關(guān)、斷路器、電流互感器、電壓互感器等設(shè)備的構(gòu)支架、輸電線路角鋼塔、鋼管塔（桿）等。對于厚度≥5 mm的鍍鋅構(gòu)件，鍍鋅層最小厚度為70 mm，鍍鋅層平均厚度不應(yīng)小于86 mm；厚度＜5 mm的鍍鋅構(gòu)件，鍍鋅層最小厚度為55 mm，鍍鋅層平均厚度不應(yīng)小于65 mm[6]。

8）輸變電鋼管結(jié)構(gòu)焊縫質(zhì)量檢測，主要針對鋼管對接環(huán)焊縫，檢測焊縫是否存在氣孔、裂紋、未熔合、夾渣、未焊透等缺陷。

9）輸電線路緊固件螺栓楔負(fù)載和螺母保證載荷試驗(yàn)及螺栓螺母鍍鋅層厚度檢測。根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，螺栓和螺母的熱浸鍍鋅層的局部厚度不應(yīng)小于40 mm，平均厚度不應(yīng)小于50 mm[7]。

10）輸電線路電力金屬閉口銷材質(zhì)檢測。

11）“三跨”線路耐張線夾壓接質(zhì)量X射線檢測。通過X射線結(jié)果評判耐張線夾壓接是否存在防滑槽壓接不到位、導(dǎo)線穿管長度不足、壓接管彎曲變形過大、裂紋、偏芯等異常狀態(tài)[8-10]。

2 檢測方法

2.1 鍍銀層厚度檢測

鍍銀層厚度的檢測方法主要有兩種：X射線熒光法和庫倫法；X射線熒光法常用于電網(wǎng)閘刀觸指鍍銀層測量。庫倫法常用于電網(wǎng)閘刀觸指鍍銀層測量，因是破壞性試驗(yàn)，對不能用X射線熒光法檢測的工件進(jìn)行檢測。

檢測比例為每個(gè)工程每種型號(hào)的隔離開關(guān)觸頭抽取一相的全部觸頭進(jìn)行檢測，接觸面為必檢部位。對于開關(guān)柜，新建變電工程每個(gè)廠家每種型號(hào)的開關(guān)柜觸頭抽取一相的全部觸頭進(jìn)行檢測，接觸面為必檢部位。

2.2 箱體厚度檢測

在現(xiàn)場到貨開箱之后或安裝調(diào)試階段檢測。建議采用超聲波測厚儀或游標(biāo)卡尺進(jìn)行箱體厚度測量。檢測比例為新建變電工程主要設(shè)備的戶外密閉箱體（隔離開關(guān)操作機(jī)構(gòu)及二次設(shè)備的箱體、其他設(shè)備的控制、操作及檢修電源箱等）100%檢測。每個(gè)箱體正面、反面、側(cè)面各選擇不少于5個(gè)點(diǎn)檢測。

2.3 不銹鋼材質(zhì)檢測

材質(zhì)檢測方法主要有化學(xué)分析法和儀器分析法?；瘜W(xué)分析法精確度高，在有爭議時(shí)一般采用這種方法，但是該方法必須在實(shí)驗(yàn)室完成，耗時(shí)長，效率低，且具有破壞性。儀器分析法主要是采用光譜分析儀來進(jìn)行檢測，操作簡單，效率高，屬于無損檢測。建議采用合金成分分析儀進(jìn)行不銹鋼材質(zhì)檢測。由于該測量為無損檢測，檢測合格試件，仍可用于工程使用。

檢測比例為戶外GIS、隔離開關(guān)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)軸銷100%檢測；主要設(shè)備的戶外密閉箱體（隔離開關(guān)操作機(jī)構(gòu)及二次設(shè)備的箱體，其他設(shè)備的控制、操作及檢修電源箱等）要求100%檢測。

2.4 焊縫質(zhì)量檢測

由于多數(shù)焊縫缺陷位于焊縫內(nèi)部，其質(zhì)量檢測一般采用射線檢測和超聲波檢測。射線穿透物體會(huì)發(fā)生強(qiáng)度衰減，射線檢測是根據(jù)射線穿透工件與缺陷時(shí)所發(fā)生衰減的不同，通過適當(dāng)?shù)姆绞浇邮沾┩副粰z工件的射線并對其進(jìn)行處理、顯示，可獲得缺陷的投影圖像。超聲波檢測的工作原理是：超聲波以一定的方法進(jìn)入工件，在傳播過程中，與工件材料及其中的缺陷相互作用而發(fā)生傳播方向及能量的變化，通過接收處理后，可判斷工件中是否存在缺陷。

對于電網(wǎng)GIS設(shè)備對接焊縫可采用A型脈沖反射超聲波檢測儀進(jìn)行內(nèi)部缺陷檢測。檢測時(shí)發(fā)現(xiàn)可疑信號(hào)后，可在焊縫兩側(cè)采用一、二次波并采用前后、左右、環(huán)繞和轉(zhuǎn)角掃查等方式進(jìn)行檢測，該檢測為無損檢測。必要時(shí)可采用射線檢測進(jìn)行補(bǔ)充檢測。對于輸變電鋼管結(jié)構(gòu)焊縫，設(shè)計(jì)要求全焊透的一級焊縫的內(nèi)部質(zhì)量采用A型脈沖反射超聲波檢測，二、三級焊縫采用放大鏡和焊縫檢驗(yàn)尺進(jìn)行外觀質(zhì)量檢查，需要時(shí)可采用表面無損檢測方法檢查。

對于GIS設(shè)備檢測比例為每個(gè)工程的不同廠家、不同型號(hào)的按照縱縫10%（長度）、環(huán)縫5%（長度）抽檢。

對于新建工程鋼管結(jié)構(gòu)焊縫檢測，一級焊縫內(nèi)部質(zhì)量檢測（超聲）、外觀質(zhì)量抽檢比例2%；二級焊縫外觀質(zhì)量抽檢比例1%；三級焊縫外觀質(zhì)量抽檢，聯(lián)板焊縫抽檢至少20條，筋板焊縫至少10條，其他焊縫至少抽檢5條。

2.5 鍍鋅層厚度檢測

根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，鍍鋅層厚度測量的方法主要有稱量法、磁性法、橫截面顯微鏡法、陽極溶解庫侖法，其中磁性法為無損檢測，其他方法為破壞性檢測方法[11]。對于電網(wǎng)設(shè)備鍍層厚度測量，一般采用磁性法，其原理是利用從測頭經(jīng)過非鐵磁鍍層而流入鐵磁基體的磁通大小，來測定鍍層厚度。檢測比例為每批次各強(qiáng)度等級，抽取4套完整的樣品，選取其中優(yōu)質(zhì)的3個(gè)樣本進(jìn)行檢測。其中，同一性能等級、材料、材料爐號(hào)、螺紋規(guī)格、長度（長度≤100 mm時(shí)，長度相差≤15 mm；長度＞100 mm時(shí)，長度相差≤20 mm，可作為同一長度）、機(jī)械加工、熱處理工藝、熱浸鍍鋅工藝的螺栓和腳釘為同批；同一性能等級、材料、材料爐號(hào)、螺紋規(guī)格、機(jī)械加工、熱處理工藝、熱浸鍍鋅工藝的螺母為同批。

2.6 耐張線夾壓接質(zhì)量X射線檢測

在安裝調(diào)試階段，“三跨”線路耐張線夾壓接后現(xiàn)場開展X射線檢測，建議采用便攜式X射線數(shù)字成像儀檢測。該檢測為無損檢測，檢測合格試件仍可用于工程使用?！叭纭本€路耐張線夾壓接質(zhì)量X射線檢測以“三跨”線路區(qū)段為單位，每個(gè)區(qū)段抽檢總數(shù)量比例為10%。

3 結(jié)束語

目前電網(wǎng)金屬技術(shù)監(jiān)督工作開展較為緩慢，體現(xiàn)在相關(guān)知識(shí)、設(shè)備及人員的缺乏。開展電網(wǎng)金屬技術(shù)監(jiān)督工作任重道遠(yuǎn)，通過逐步培養(yǎng)相關(guān)技術(shù)人員，健全金屬技術(shù)監(jiān)督體系，將監(jiān)督工作做到位、落到實(shí)處，將為電網(wǎng)的安全穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行發(fā)揮極大作用。

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