变电站金属技术监督检测工作探讨

周怀江

国网江苏省电力有限公司检修分公司宿迁运维站，江苏 宿迁 223800

0 引言

电网金属技术监督工作始于20世纪50年代末，经过了几十年的快速发展，从单一的金属材料向多元化的材料和结构性能等领域进行延伸，在无损检测、理化分析、力学计算、腐蚀防护等技术上有了全面的发展，在设备的质量抽检、安装阶段和在役阶段发挥技术监督作用，为设备安全生产提供技术支撑。

变电站作为电力系统运营中不可或缺的部分，做好金属设备的质量检测，确保电力系统的正常运营，意义重大。

1 变电站金属技术监督的对象及项目

1.1 监督对象

电器类金属零件主要包括隔离开关、变压器等设备。变电站开关柜触头镀银层检测。变电站户外密封箱厚度检测。

1.2 监督项目

（1）针对隔离开关的接触头进行镀银层检测，确保镀银层的厚度大于20 mm。（2）对开关柜镀银层厚度进行检测，确保其厚度大于8 mm。（3）针对变电站内布置的不锈钢装置，工作人员需要对不锈钢材质进行各项分析，确保不锈钢材质中锰元素含量不高于2%。（4）针对变电站一次设备中常用的304不锈钢材料，要对其成分进行检测，确保铬元素含量保持在17%～19%，镍元素含量保持在7%～9%。（5）针对电网中架设的各种支架的镀锌层进行检测，最佳镀锌层的厚度不得低于70 mm。

2 变电站金属技术监督具体内容

2.1 户外密封箱厚度检测

（1）检测流程。针对户外密封箱的厚度进行的检测，主要分为六个步骤，如图1所示。

图1 户外密封箱超声波厚度检测流程

（2）准备环节。①检测环境。第一，依据待检测对象的具体情况（工作环境、型号、结构、运行情况等），确定超声波检测部位以及检测方法，并灵活调整抽样比例。第二，依据超声波检测精度相关要求，对于厚度超出合理范围的部位要进行处理，并彻底清洁待检测部位表面，避免油污、锈迹等对检测结果造成影响。第三，使用黏度符合检测需求且没有气泡的耦合剂，依据待检测样本表面粗糙程度，调整耦合剂的黏稠度。②检测仪器校准。第一，选择一薄一厚两处靠近或者覆盖试块的部位，将探头布置在较厚的试块上，通过调整参数让检测仪器读取的数值与该试块理论厚度值相一致。使用相同的方式对薄试块进行调整。第二，待超声波探测仪器参数调整完毕之后，工作人员需要在试块上划定一定的厚度进行超声波检测。第三，如果需要对覆盖层构件进行壁厚测量工作，需要使用特殊的测厚装置，并根据实际需求对其进行校准。

（3）检测环节。①选择测量点。工作人员需要依据制订好的检测方案，以待检测工件的使用情况、检测需求、结构型号等因素为基础，科学合理地选择超声波检测测量点。实际开展检测工作时，在密封箱正面、侧面以及反面分别布置5个检测点。②选择测量方法。如果测定值出现浮动，需要围绕某一个测量点，在其周围30 mm内进行多点测量，对测量结果进行整理，并选择测量到的最小值为最终测量值，该方法广泛应用于表面粗糙工件的测量。

（4）测量结果分析。第一，依据待检测构件的验收标准，判断检测结果是否合格。第二，如果采用同一点多次测量的方式，需要对测量值的偏差进行严格把控，确保测量值偏差小于0.05 mm，如果超出这一范围，需要重新进行测量。第三，依照《数值修约规则与极限数值的表示和判定》（GB/T 8170-2008）对测量结果进行处理，保留小数点后两位数据。

2.2 敞开式隔离开关检测

（1）检测流程。敞开式隔离开关的检测流程包括六个步骤，如图2所示。

图2 敞开式隔离开关镀银层厚度检测流程

（2）检测前准备。①准备待检测样本。第一，对待检测样本进行深度清洁，确保其表面无油污、锈迹，表面镀层光滑平整且无损伤。如果表面污渍严重，可以使用无水乙醇擦拭其表面，并等待其干燥。确保清洁过程不会对镀层造成机械性损伤。第二，对待检测区域尺寸进行严格控制，其尺寸应大于X射线接收器工作范围。通常情况下，待检测区域要大于8 mm×8 mm。如果待检测工件为圆弧面，则需要确保其曲率半径大于15 mm。第三，检测人员需要明确镀层类型，并依据镀层类型选择适宜的测量方式。②检测设备校准。正式开始检测工作之前，需要对仪器进行校准，如果仪器上次使用时间与本次检测时间间隔超过一个月，则需要让检测仪器进行自动校准。同时，正式开始校准工作之前，需要使用与待检测工件厚度相同或者相似的试块，对检测仪器进行检查，如果试块的测量数据超出了偏差值允许范围的10%，应该依照检测设备相关说明书，对仪器重新进行校准。

（3）检测方式。①选择检测点。针对敞开式隔离开关触头的镀银层，采用随机的方式选择测量点。其中必须要包括接触点。此外，在每个检测面上，要选择3个或者3个以上的测量点，并确保测量点之间的距离大于探测头窗口。②测定厚度。检测过程中要确保检测仪器与待检测工件始终呈贴合状态。每次进行的检测工作时间要超过15s，且每一个检测点需要进行3次测量，最后将3次测量的平均值作为最终检测结果。依据相关规定，保留小数点后一位。③异常情况处理。如果得到的检测结果出现了明显异常（数据明显偏大或者明显偏小），检测人员需要判断该问题是否是测量面不平整所致的，或是测量面存在污垢而导致的数据失真。如果遇到测量数据不稳定的情况，需要进行多次测量工作，如果测量数据的偏差值高于允许值10%，则要考虑待检测工件表面是否清洁，或者检测仪器是否存在问题。若得到的检测数据为0，工作人员需要再次确定敞开式隔离开关触头镀层的材质，如果证实其材质为银，则需要进一步检查基体材质是否与检测需求相符，逐步排查故障发生原因，并重新开始测量工作。

（4）数据分析。①针对相同位置进行3次测量，取平均值作为测量结果，这里需要注意的是，对于3次测量结果要进行严格管控，确保每一次的测量结果与平均值之间的偏差不得高于10%，如果超出10%，则判定此次测量结果无效，一方面需要对待检测工件重新进行清洁，并确定接触点触头镀层材质，另一方面需要对检测装置进行二次校正，借助这种方式来缩小测量数据偏差值。②在记录测量数据时要连同测点一并标出，并使用文字对测量工作进行准确描述，条件允许的情况下还可以使用图例进行辅助说明。③如果户外环境不稳定，检测人员可以将待检测工件带回实验室进行检测，确保检测结果真实、有效。

2.3 GIS壳体焊接缝检测

（1）明确抽检比例。检测GIS壳体焊接质量时，需要根据实际需求灵活调整抽检比例。对于新建变电站而言，GIS壳体焊接检测工作，需要对每一个厂家所提供的每一种型号GIS壳体进行检查，检查过程中依照纵缝10%、环缝5%（长度）进行检测。

（2）检测方式。GIS壳体运抵变电站之后，相关工作人员需要在验收以及调试环节，对GIS壳体焊接质量进行严格检测。如果新建变电站的工期紧张，可以在GIS壳体出厂前就对其进行检测，缩短检测时间。目前，常用的GIS壳体焊接缝检测方式为超声波检测，利用脉冲反射超声波检测仪，检查焊接部位情况，待检测合格之后方可允许其进场。

（3）质量检查依据。在实际开展GIS壳体焊接缝检测工作时，相关人员要依据《承压设备无损检测 第3部分：超声检测》（NB/T 47013.3-2015）相关规定，判断其内部是否存在损伤。针对GIS壳体焊接的接头位置，依据《铝制焊接容器》（JB/T 4734-2002）第10.1.6条要求，若经过超声波检测发现其结果高于或等于Ⅱ级，则判定为质量合格。

3 结束语

从宏观层面来看，电网金属技术监督呈现出多元化发展局面，特别是在力学计算、腐蚀防护、无损检测等领域，取得了长足的进步。开展此项工作的前提，需要以质量为中心，以国家制定的相关标准为参考依据，通过科学的方式对变电站的设备进行检测，为电网的稳定运行保驾护航。