电网金属技术监督相关工作探讨

2018-02-13彭春庚胡晓阳廖余鹏

江西电力 2018年4期

彭春庚，胡晓阳，涂湛，廖余鹏

（1.国网江西省电力有限公司赣西供电分公司，江西新余 338000；2.国网江西省电力有限公司电力科学研究院，江西南昌 330096）

0 引言

电网公司作为国民经济的重要支撑。随着我国经济的迅速发展，电网公司加强了电网建设方面的投入，实现了电网建设与电源建设的协调发展。近年来，特高压、超高压等级的电网建设，对输、变、配电设备金属部件的可靠性要求越来越高。电网的设备在设计、制造、安装、检修及运行等各阶段均存在不同程度的一些问题[1-2]。因此，开展电网金属技术监督具有重要的经济价值和现实意义。

本文结合生产实际，对电网金属技术监督的工作内容以及检测方法进行了详细阐述；介绍了电网金属技术监督的监督对象、监督项目，结合相关国家标准、行业标准，得出了检测质量判定依据。

1 电网金属技术监督主要工作内容

1.1 监督对象

主要监督对象为输变电一次设备，分为以下三类：

1）电气类设备金属部件，包括变压器、断路器、户外隔离开关、GIS（气体绝缘金属封闭开关设备）、开关柜等设备的主要金属部件，以及接地装置和户外密闭箱体。

2）结构支撑类设备，主要指输电线路角钢塔、钢管塔（杆）、环形混凝土电杆、变电站构架、设备支架、避雷针、支柱绝缘子等及其附属结构件。

3）连接类设备，主要指架空导地线（含OPGW）、电缆、母线、悬垂线夹、耐张线夹、设备线夹、T型线夹、接续金具、连接金具和接触金具、保护金具、母线金具、悬式绝缘子等及其附属件。

1.2 监督项目

针对新建、扩建、改建的输变电工程设备，主要开展以下11项监督项目：

1）隔离开关触头镀银层厚度检测，户外隔离开关触头（或触指）的镀银层厚度不应小于20 mm，部分厂家生产的隔离开关触头（或触指）的镀银层厚度达不到要求，甚至以镀锡代替镀银，严重危害设备的安全运行。

2）开关柜触头的镀银层厚度检测，开关柜内断路器触头的镀银层厚度不应小于8 mm。

3）户外密闭机构箱箱体厚度检测，主要包括隔离开关操作机构箱、二次设备箱体、检修电源箱、其他控制箱等，箱体厚度不应小于2 mm。

4）变电站不锈钢设备部件的材质分析，不锈钢材质部件主要包括GIS、户外隔离开关的传动轴销以及大部分户外密闭机构箱体，含控制、操作及检修电源等箱体。不锈钢材质的箱体要求使用Mn（锰）含量不大于2%的奥氏体不锈钢或铝合金[3]；轴销宜使用不锈钢材料[4]；闭口销应选用奥氏体不锈钢材质[5]。

电网中常用的不锈钢为0Cr18Ni9钢，即304不锈钢，其Cr（铬）含量为17%~19%，Ni（镍）含量为7%~9%，是一种含碳量超低的奥氏体不锈钢，具有良好的耐蚀性和抗晶间腐蚀能力。如果Cr或者Ni的含量不足，会导致不锈钢材料的耐腐蚀性大大降低，使得金属材质的功能提前损坏失效。

5）GIS壳体对接焊缝超声波检测，主要针对GIS壳体对接焊缝进行检测，检测焊缝是否存在气孔、裂纹、未熔合、夹渣、未焊透等缺陷。

6）输变电一次设备线夹（如隔离开关或断路器线夹）、耐张线夹（如输电线路的耐张线夹）及引流板外观的质量检查。

7）输变电构支架镀锌层的厚度检测，构支架主要指变电站出线门型构架、主变压器构架、户外隔离开关、断路器、电流互感器、电压互感器等设备的构支架、输电线路角钢塔、钢管塔（杆）等。对于厚度≥5 mm的镀锌构件，镀锌层最小厚度为70 mm，镀锌层平均厚度不应小于86 mm；厚度＜5 mm的镀锌构件，镀锌层最小厚度为55 mm，镀锌层平均厚度不应小于65 mm[6]。

8）输变电钢管结构焊缝质量检测，主要针对钢管对接环焊缝，检测焊缝是否存在气孔、裂纹、未熔合、夹渣、未焊透等缺陷。

9）输电线路紧固件螺栓楔负载和螺母保证载荷试验及螺栓螺母镀锌层厚度检测。根据相关标准要求，螺栓和螺母的热浸镀锌层的局部厚度不应小于40 mm，平均厚度不应小于50 mm[7]。

10）输电线路电力金属闭口销材质检测。

11）“三跨”线路耐张线夹压接质量X射线检测。通过X射线结果评判耐张线夹压接是否存在防滑槽压接不到位、导线穿管长度不足、压接管弯曲变形过大、裂纹、偏芯等异常状态[8-10]。

2 检测方法

2.1 镀银层厚度检测

镀银层厚度的检测方法主要有两种：X射线荧光法和库伦法；X射线荧光法常用于电网闸刀触指镀银层测量。库伦法常用于电网闸刀触指镀银层测量，因是破坏性试验，对不能用X射线荧光法检测的工件进行检测。

检测比例为每个工程每种型号的隔离开关触头抽取一相的全部触头进行检测，接触面为必检部位。对于开关柜，新建变电工程每个厂家每种型号的开关柜触头抽取一相的全部触头进行检测，接触面为必检部位。

2.2 箱体厚度检测

在现场到货开箱之后或安装调试阶段检测。建议采用超声波测厚仪或游标卡尺进行箱体厚度测量。检测比例为新建变电工程主要设备的户外密闭箱体（隔离开关操作机构及二次设备的箱体、其他设备的控制、操作及检修电源箱等）100%检测。每个箱体正面、反面、侧面各选择不少于5个点检测。

2.3 不锈钢材质检测

材质检测方法主要有化学分析法和仪器分析法。化学分析法精确度高，在有争议时一般采用这种方法，但是该方法必须在实验室完成，耗时长，效率低，且具有破坏性。仪器分析法主要是采用光谱分析仪来进行检测，操作简单，效率高，属于无损检测。建议采用合金成分分析仪进行不锈钢材质检测。由于该测量为无损检测，检测合格试件，仍可用于工程使用。

检测比例为户外GIS、隔离开关传动机构轴销100%检测；主要设备的户外密闭箱体（隔离开关操作机构及二次设备的箱体，其他设备的控制、操作及检修电源箱等）要求100%检测。

2.4 焊缝质量检测

由于多数焊缝缺陷位于焊缝内部，其质量检测一般采用射线检测和超声波检测。射线穿透物体会发生强度衰减，射线检测是根据射线穿透工件与缺陷时所发生衰减的不同，通过适当的方式接收穿透被检工件的射线并对其进行处理、显示，可获得缺陷的投影图像。超声波检测的工作原理是：超声波以一定的方法进入工件，在传播过程中，与工件材料及其中的缺陷相互作用而发生传播方向及能量的变化，通过接收处理后，可判断工件中是否存在缺陷。

对于电网GIS设备对接焊缝可采用A型脉冲反射超声波检测仪进行内部缺陷检测。检测时发现可疑信号后，可在焊缝两侧采用一、二次波并采用前后、左右、环绕和转角扫查等方式进行检测，该检测为无损检测。必要时可采用射线检测进行补充检测。对于输变电钢管结构焊缝，设计要求全焊透的一级焊缝的内部质量采用A型脉冲反射超声波检测，二、三级焊缝采用放大镜和焊缝检验尺进行外观质量检查，需要时可采用表面无损检测方法检查。

对于GIS设备检测比例为每个工程的不同厂家、不同型号的按照纵缝10%（长度）、环缝5%（长度）抽检。

对于新建工程钢管结构焊缝检测，一级焊缝内部质量检测（超声）、外观质量抽检比例2%；二级焊缝外观质量抽检比例1%；三级焊缝外观质量抽检，联板焊缝抽检至少20条，筋板焊缝至少10条，其他焊缝至少抽检5条。

2.5 镀锌层厚度检测

根据相关标准规定，镀锌层厚度测量的方法主要有称量法、磁性法、横截面显微镜法、阳极溶解库仑法，其中磁性法为无损检测，其他方法为破坏性检测方法[11]。对于电网设备镀层厚度测量，一般采用磁性法，其原理是利用从测头经过非铁磁镀层而流入铁磁基体的磁通大小，来测定镀层厚度。检测比例为每批次各强度等级，抽取4套完整的样品，选取其中优质的3个样本进行检测。其中，同一性能等级、材料、材料炉号、螺纹规格、长度（长度≤100 mm时，长度相差≤15 mm；长度＞100 mm时，长度相差≤20 mm，可作为同一长度）、机械加工、热处理工艺、热浸镀锌工艺的螺栓和脚钉为同批；同一性能等级、材料、材料炉号、螺纹规格、机械加工、热处理工艺、热浸镀锌工艺的螺母为同批。