220千伏以上變壓器／電抗器原材料組件質(zhì)量控制

[關(guān)鍵詞]變壓器；原材料；組件；質(zhì)量控制

引言

近年來，隨著經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展，我國的電力發(fā)電量和用電量規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，電網(wǎng)建設(shè)進(jìn)入快速發(fā)展的新階段，作為輸配電行業(yè)關(guān)鍵組成部分的變壓器制造業(yè)也迎來了密集供貨時期。此外，輸配電設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵是保障質(zhì)量。在此過程中，組件和原材料的質(zhì)量控制是設(shè)備生產(chǎn)制造過程中至關(guān)重要的質(zhì)量管控環(huán)節(jié)，其地位不容忽視。為此，變壓器、電抗器在產(chǎn)量增加的同時，確保產(chǎn)品質(zhì)量成為首要任務(wù)?；谝陨媳尘?，本文深入分析了220千伏及以上的變壓器電抗器設(shè)備在主要原材料和組件方面存在的質(zhì)量問題，并在此基礎(chǔ)上提出了一系列旨在加強(qiáng)細(xì)節(jié)管控的措施，以期進(jìn)一步提高設(shè)備質(zhì)量，確保設(shè)備在電網(wǎng)上的安全可靠穩(wěn)定運(yùn)行。

一、進(jìn)廠檢驗和生產(chǎn)制造過程發(fā)現(xiàn)的質(zhì)量問題

研究經(jīng)過對220千伏及以上變壓器／電抗器生產(chǎn)制造流程的細(xì)致分析，系統(tǒng)性地歸納出其中存在的質(zhì)量問題。具體而言，原材料及組件的質(zhì)量瑕疵占據(jù)了總問題的14%，其他類型的質(zhì)量問題占據(jù)了35%，工藝管控方面的問題占比高達(dá)51%，成為了影響產(chǎn)品質(zhì)量的主要因素。通過進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，進(jìn)廠原材料組件的質(zhì)量問題，在全年所有質(zhì)量問題中位列第三大類，具體如圖1所示。提高變壓器的整體質(zhì)量，需要從源頭上截斷不合格原材料和組件的流入，確保生產(chǎn)制造過程的順利進(jìn)行。這不僅是變壓器質(zhì)量控制的首要任務(wù)，還是保障產(chǎn)品安全、可靠、高效運(yùn)行的關(guān)鍵所在。

在生產(chǎn)制造流程中，部分問題得到了及時的識別與處理，從而限制了其帶來的負(fù)面影響。然而，亦有部分問題未能及時察覺，直至試驗階段才顯露其不合格性，使得產(chǎn)品必須經(jīng)歷返工過程，這對企業(yè)的生產(chǎn)成本、產(chǎn)品質(zhì)量等多個維度均產(chǎn)生了較為顯著的負(fù)面影響。具體而言，問題中涉及組件類與原材料的比例最高，達(dá)到了46%，具體如圖2所示。由此可見，盡管原材料組件質(zhì)量問題在總量上占比相對較少，其引發(fā)嚴(yán)重問題的比例卻最為突出。因此，針對220千伏及以上電壓等級的變壓器／電抗器，對其進(jìn)廠原材料組件實(shí)施嚴(yán)格的質(zhì)量控制措施，對于企業(yè)的整體質(zhì)量管理工作而言，具有舉足輕重的意義。

圖3的統(tǒng)計結(jié)果全面反映了各原材料及組件在生產(chǎn)制造過程中出現(xiàn)的質(zhì)量問題分布情況。具體而言，在220千伏及以上所有變壓器／電抗器產(chǎn)品的完整生產(chǎn)制造流程中，套管的質(zhì)量問題占據(jù)了總數(shù)的25%，是占比最高的部分。硅鋼片與溫度計各自占比9%，片散的問題占比為8%，同樣不容忽視。此外，儲油柜、紙板、絕緣件、氣體繼電器、開關(guān)等部件的問題均各自占據(jù)了7%的比例，顯示出一定的普遍性。端子箱類的問題占比為4%，電磁線的問題占比為3%，均處于相對較低的水平。油位計與壓力釋放閥的問題則各自占比2%。壓力繼電器的問題最少，僅為1%。

（一）套管主要質(zhì)量問題

套管在入廠檢查和生產(chǎn)制造過程中發(fā)現(xiàn)的主要問題有：端子材質(zhì)不符合技術(shù)要求、鍍層厚度未達(dá)到圖紙要求、套管出廠資料丟失、套管瓷套部位磕碰損傷、銘牌內(nèi)容與試驗報告不一致、套管法蘭接地孔或末屏端子與圖紙要求位置不一致、內(nèi)部性能局放測量超標(biāo)等問題。

比如，在某產(chǎn)品的直流電阻測量試驗過程中，采用直流電阻測試儀對高壓A相直流電阻值進(jìn)行檢測時，遭遇了無法獲取有效數(shù)據(jù)的情況。為深入排查問題，該產(chǎn)品被返廠處理，并進(jìn)行了局部放電試驗，發(fā)現(xiàn)當(dāng)試驗電壓逐步提升至6kV時，局部放電波形顯著表現(xiàn)為懸浮放電特征（如圖4所示），且局部放電量異常偏高，達(dá)到了900，000 pC。此數(shù)據(jù)表明該套管內(nèi)部存在連接異常，具體為懸浮電位存在。隨后，針對A相套管進(jìn)行了詳盡的內(nèi)部解體檢查，檢查過程中，發(fā)現(xiàn)了套管內(nèi)部結(jié)構(gòu)存在明顯異常，具體表現(xiàn)為套管油中下端導(dǎo)電桿發(fā)生了斷裂，相關(guān)情況如圖5和圖6所示。

而在某個項目的檢驗過程中，針對某項目圖紙所規(guī)定的套管上、下接線板鍍銀層厚度為15 μm的要求。經(jīng)實(shí)測驗證，實(shí)際厚度僅為7-9 μm，未能達(dá)到圖紙規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)（如圖7所示），存在明顯不符的情況。此外，在套管下接線板的鍍銀層表面，還發(fā)現(xiàn)了鍍銀不均勻的問題，并伴有露銅現(xiàn)象，這進(jìn)一步影響了其質(zhì)量符合性。

另外，在某項目的套管入廠檢驗過程中，發(fā)現(xiàn)瓷套瓷釉上存在一條長達(dá)27.74 mm的劃痕（如圖8所示），此缺陷嚴(yán)重影響了產(chǎn)品的外觀質(zhì)量，判定為不合格品。

（二）硅鋼片主要質(zhì)量問題

在硅鋼片的入廠檢驗及生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)中，關(guān)鍵性問題主要包括表面銹蝕現(xiàn)象及剪切過程中產(chǎn)生的毛刺等。比如，某批次硅鋼片在進(jìn)廠檢驗階段，由于其卷軸遭遇了顯著的撞擊損傷（如圖9所示），從而影響了硅鋼片邊緣的平面度，誘發(fā)了邊緣開裂及毛刺的產(chǎn)生，進(jìn)而對變壓器鐵心制造過程中的疊片平整度構(gòu)成了不利影響，并最終導(dǎo)致鐵心損耗的加劇。此外，在運(yùn)輸過程中，還存在因包裝松動導(dǎo)致的物料受潮問題。這一問題在硅鋼片進(jìn)廠檢驗時尤為顯著，具體表現(xiàn)為硅鋼片表面出現(xiàn)大面積銹斑（如圖10所示）。而通過對這一問題批次硅鋼片進(jìn)行抽樣磁性能檢測后，發(fā)現(xiàn)其鐵損指標(biāo)超出了既定的標(biāo)準(zhǔn)要求。

另外，硅鋼片切鐵設(shè)備經(jīng)過長時間使用可能會出現(xiàn)刀刃鈍化等問題，從而導(dǎo)致其在使用過程中容易切出翹邊或毛刺，這不僅會大大降低切片效率，影響切片質(zhì)量，還有可能引起硅鋼片片間短路的問題，甚至導(dǎo)致鐵心柱局部過熱。

鑒于硅鋼片在長時間儲存環(huán)境濕度大時，容易受潮導(dǎo)致生銹，因此硅鋼片從倉庫儲存到切片成型，準(zhǔn)備生產(chǎn)使用階段，應(yīng)嚴(yán)格控制廠房的干濕度；硅鋼片切片后應(yīng)及時用塑料膜封存或表面涂防銹液。

（三）溫度計主要質(zhì)量問題

溫度計主要存在以下質(zhì)量問題：首先，某項目的繞組溫度計在進(jìn)廠檢查中，其開關(guān)配置與圖紙要求不符。即圖紙明確要求配備5對開關(guān)，每對開關(guān)需具備三個接點(diǎn)，但實(shí)物為6對開關(guān)，且每對開關(guān)僅有兩個接點(diǎn)；其次，針對油面溫度計，圖紙要求毛細(xì)管外保護(hù)管材質(zhì)為PVC，但實(shí)物為金屬材質(zhì)且外保護(hù)管缺失；再次，在某項目繞組溫度計的測量中，圖紙要求溫包長度120 mm，然而實(shí)測結(jié)果僅為103 mm，與圖紙要求差距較大；最后，關(guān)于某項目油面溫度計的溫度顯示精度，技術(shù)要求明確指出數(shù)值誤差不大于±3℃，然而在設(shè)定溫度為75℃的條件下，實(shí)際顯示為83℃，大大超出了允許的誤差范圍。

溫度計不僅可以用于指示溫度頂層油溫，還可以在溫度超過設(shè)定值時，負(fù)責(zé)起動冷卻器驅(qū)動電動機(jī)和報警裝置。且溫度計采用的復(fù)合溫度傳感技術(shù)，能同時輸出Pt100熱電阻信號或達(dá)到油溫遙測遙控。因此，溫度計的溫度顯示誤差精度應(yīng)嚴(yán)格控制在允許范圍之內(nèi)。以確保設(shè)備的正常運(yùn)行。

（四）片散主要質(zhì)量問題

在入廠檢查和生產(chǎn)制造過程中識別出以下核心問題。首先，進(jìn)廠檢驗揭示出部分片散存在表面磕碰現(xiàn)象，且漆膜厚度未能達(dá)到既定的合同或相關(guān)技術(shù)要求。其次，針對片散的注油工藝，特定項目要求抽取一組進(jìn)行注油操作，并靜置30分鐘后取油樣，以檢測油樣在90℃下的介質(zhì)損耗因數(shù)；然而，實(shí)際檢測結(jié)果顯示為2.1%，這大大超過了標(biāo)準(zhǔn)限定的1%，不符合技術(shù)要求。再次，關(guān)于某項目合同的漆膜厚度技術(shù)規(guī)格，明確規(guī)定漆膜厚度應(yīng)不小于190 μm，但無論是出廠報告（120 μm）還是后續(xù)的實(shí)測結(jié)果（130～170 μm），均不符合技術(shù)要求。最后，在進(jìn)廠檢驗?zāi)稠椖科r，發(fā)現(xiàn)一組片散的加強(qiáng)筋及多個單片遭受了嚴(yán)重的磕碰與損壞，如圖11所示，其外觀質(zhì)量顯然未能達(dá)標(biāo)。

（五）絕緣紙板、絕緣件的主要質(zhì)量問題

絕緣紙板、絕緣件在入廠檢查發(fā)現(xiàn)的主要問題有運(yùn)輸包裝保護(hù)不當(dāng)，導(dǎo)致成型及異形絕緣件及紙板彎折、破損、臟污、受潮等問題。生產(chǎn)制造過程也存在因存儲、保護(hù)不當(dāng)對絕緣件造成的污染，具體表現(xiàn)在：某項目絕緣圈上有一貫通的缺口，缺口寬約2 mm，深約3 mm（如圖12所示）；某項目一批絕緣件在進(jìn)廠檢驗X光時發(fā)現(xiàn)有一件內(nèi)部存在小黑點(diǎn)（如圖13所示），且絕緣件中有金屬異物，不符合要求。一般而言，絕緣件是決定變壓器絕緣裕度的關(guān)鍵材料，絕緣件發(fā)生質(zhì)量問題很容易引發(fā)變壓器試驗不合格，從而在絕緣試驗中產(chǎn)生局放或擊穿等危險情況。另外，還存在某批瓦楞紙板進(jìn)廠檢驗發(fā)現(xiàn)沿厚度方向開裂的情況（如圖14所示）。

二、主要原材料組件質(zhì)量控制措施

（一）套管質(zhì)量控制

控制套管質(zhì)量應(yīng)該著重關(guān)注局部放電量、介損、電容量、尺寸、外觀質(zhì)量等等主要技術(shù)參數(shù)指標(biāo)。為此，在套管進(jìn)廠檢驗和生產(chǎn)使用過程中，需要重點(diǎn)檢查以下內(nèi)容：1．檢查套管合格證及試驗報告是否齊全、有效，內(nèi)容應(yīng)符合合同、相關(guān)技術(shù)文件及標(biāo)準(zhǔn)要求。2．確認(rèn)安裝尺寸及外形尺寸符合圖紙及其他規(guī)定。3．檢查瓷套部位有無磕碰、損傷；4.關(guān)注套管金屬部位有無尖角、毛刺、開裂、氧化或損傷等現(xiàn)象，表面是否光滑、無銹蝕；接線板表面是否光滑，無損傷、氧化等現(xiàn)象，鍍層是否均勻、無脫落；法蘭密封面是否光滑、潔凈、無損傷。5．檢查銘牌內(nèi)容是否正確且與試驗報告一致，是否符合合同、相關(guān)技術(shù)文件及標(biāo)準(zhǔn)要求。6.根據(jù)項目特殊要求進(jìn)行檢查，必要時測量套管的介損和局部放電量。7．套管轉(zhuǎn)運(yùn)、拆裝過程中應(yīng)檢查作業(yè)防護(hù)措施，避免套管磕碰。8．長期存放時應(yīng)嚴(yán)格按照套管廠家規(guī)定處理。

（二）硅鋼片質(zhì)量控制

硅鋼片應(yīng)該著重關(guān)注最大鐵損P1.7（W/kg）、最小磁極化強(qiáng)度B800 （T）、尺寸偏差、涂層電阻系數(shù)和涂層附著力等主要技術(shù)參數(shù)指標(biāo)。在硅鋼片進(jìn)廠檢驗和生產(chǎn)使用過程中，需要重點(diǎn)檢查以下內(nèi)容：1.每卷都要有質(zhì)量證明書，且內(nèi)容齊全有效，各項指標(biāo)要符合合同和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。2．檢查外觀，表面應(yīng)光滑，不得有銹蝕、孔洞、折痕、氣泡、分層或重皮等缺陷，絕緣涂層應(yīng)均勻，附著性好，不得有脫落現(xiàn)象。3檢查尺寸的片厚、片寬、毛刺、平面翹曲度尺寸偏差等是否符合技術(shù)要求。4．檢查磁性能是否滿足技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

（三）溫度計質(zhì)量控制

溫度計應(yīng)該著重關(guān)注外觀質(zhì)量、安裝尺寸、溫度顯示值和絕緣試驗等主要技術(shù)指標(biāo)。

在溫度計進(jìn)廠檢驗和生產(chǎn)使用過程中，需要重點(diǎn)檢查以下內(nèi)容：1．試驗報告和說明書內(nèi)容是否正確、齊全且有效符合要求。2．檢查外觀有無損傷，銹蝕等缺陷，型號和表頭刻度范圍是否與圖紙相符。3．將溫度計傳感器插入恒溫水槽中（溫包全部浸入），水槽加溫至恒溫以校驗溫度計示值精度。4．檢查溫度計開關(guān)與接地端子間絕緣電阻是否滿足技術(shù)要求。5.檢查溫度計安裝尺寸、溫包尺寸、毛細(xì)管尺寸等。

（四）片散質(zhì)量控制

溫度計應(yīng)該著重關(guān)注集油管內(nèi)部清潔度、尺寸、外觀等主要技術(shù)參數(shù)指標(biāo)。

在片散進(jìn)廠檢驗和生產(chǎn)使用過程中，需要重點(diǎn)檢查以下內(nèi)容：1．試驗報告內(nèi)容應(yīng)齊全、正確且有效，報告內(nèi)容應(yīng)符合合同、圖紙和相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。2.檢查外觀有無損傷，脫漆、生銹等損壞現(xiàn)象，表面漆膜或熱鍍鋅層是否均勻平整，厚度和顏色是否符合要求。3．檢查尺寸應(yīng)符合合同、圖紙和相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。4．檢查片散集油管內(nèi)部清潔度是否符合要求，保證清潔、無異物。

（五）絕緣紙板、絕緣件質(zhì)量控制

絕緣紙板、絕緣件應(yīng)該著重關(guān)注電氣強(qiáng)度、緊度、抗張強(qiáng)度、伸長率、收縮率、水抽提液電導(dǎo)率、體積電阻率、表面電阻率、吸油率等主要技術(shù)指標(biāo)。

在絕緣紙板進(jìn)廠檢驗和生產(chǎn)使用過程中，需要重點(diǎn)檢查以下內(nèi)容：1．檢查廠家報告和合格證是否齊全，試驗數(shù)據(jù)是否符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。2．對于有特殊要求的產(chǎn)品用紙板，理化試驗指標(biāo)應(yīng)進(jìn)行入廠抽樣復(fù)測或抽樣送第三方檢定。3．紙板進(jìn)廠應(yīng)檢查紙板包裝是否完好，單板紙板是否平整，厚度是否均勻一致，切邊是否整齊潔凈，無翹曲、鼓包、壓痕、壓折、表面裂紋等現(xiàn)象。

在絕緣件進(jìn)廠檢驗和生產(chǎn)使用過程中，需要重點(diǎn)檢查以下內(nèi)容：1，檢查試驗報告是否內(nèi)容正確、齊全且有效，符合標(biāo)準(zhǔn)或合同要求。2．絕緣件內(nèi)外是否表面平整，厚薄均勻，色澤基本一致，無皺褶，無明顯凹凸、氣泡、粒塊、孔洞、雜質(zhì)和污染斑點(diǎn)，無分層、縫隙和裂紋等缺陷；其邊緣是否平滑，無尖角毛刺、炭化現(xiàn)象；是否保持清潔，無塵?；蚱渌愇镂蹞p痕跡。3．對線圈和器身裝配關(guān)鍵部位的絕緣件進(jìn)行X光檢驗，確保其合乎標(biāo)準(zhǔn)。4．絕緣件轉(zhuǎn)運(yùn)、安裝過程中是否嚴(yán)格按照工藝標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。

（六）質(zhì)量管控措施

隨著全球化的發(fā)展，提高變壓器產(chǎn)品質(zhì)量，適應(yīng)國際市場需求是重要的行業(yè)發(fā)展方向。因此，對于變壓器／電抗器的外購組件和原材料質(zhì)量都需要進(jìn)行嚴(yán)格管控。從供應(yīng)商的評審與認(rèn)定，到組件和原材料的進(jìn)廠檢驗，再到設(shè)備生產(chǎn)制造，建立一個全過程的質(zhì)量控制措施（如圖15所示）。為此，應(yīng)在外購組件和原材料之前，組織相關(guān)技術(shù)部門，聯(lián)合對各品類供應(yīng)商進(jìn)行嚴(yán)格的評審與認(rèn)定，對供應(yīng)商提供的質(zhì)量體系認(rèn)證證書及近五年產(chǎn)品檢測報告等材料文件、供應(yīng)商的生產(chǎn)現(xiàn)場環(huán)境和生產(chǎn)能力進(jìn)行考察，最終確認(rèn)供應(yīng)商并納入合格供方。

輸變電設(shè)備生產(chǎn)廠商應(yīng)當(dāng)對已被納入合格供應(yīng)商名錄的供應(yīng)商，實(shí)施延伸駐廠監(jiān)造措施。在此過程中，設(shè)備生產(chǎn)廠商需精心編制關(guān)鍵組件及原材料的延伸監(jiān)造計劃以確保對產(chǎn)品質(zhì)量的全面把控。設(shè)備監(jiān)造廠商有權(quán)依據(jù)自身的生產(chǎn)進(jìn)度安排，定期指派專職人員，前往各供應(yīng)商處執(zhí)行延伸檢驗任務(wù)，以確保所采購物資的品質(zhì)符合既定標(biāo)準(zhǔn)。

外購的組件及原材料運(yùn)到輸變電設(shè)備生產(chǎn)廠后，需要對進(jìn)廠的物料開展具體檢驗工作。工作主要涉及對物料的資料報告進(jìn)行檢查，檢查套管、氣體繼電器、壓力釋放閥、溫度計等組件的外觀尺寸及電氣性能是否符合技術(shù)要求；對硅鋼片、絕緣紙板、絕緣件、電磁線等原材料進(jìn)行取樣抽檢，做理化檢驗，檢驗關(guān)鍵性能指標(biāo)是否達(dá)標(biāo)等。此外，還要對記錄測得的關(guān)鍵數(shù)據(jù)進(jìn)行留存。

結(jié)語

本文總結(jié)分析了220千伏以上變壓器／電抗器所用組件及原材料在進(jìn)廠檢驗和生產(chǎn)制造過程中出現(xiàn)的顯著問題，并針對這些問題提出了對各物料的質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)與相應(yīng)措施。實(shí)施以上質(zhì)量控制措施，能夠及時識別并處理存在質(zhì)量問題的原材料與組件，將問題消滅在萌芽狀態(tài)，從而避免質(zhì)量不合格品流入220千伏以上變壓器／電抗器的生產(chǎn)制造流程中，顯著提高質(zhì)量管控的效率水平。