一起220KV GIS地刀導電桿鍍銀層脫落的分析與處理

謝偉東

（廣東電網公司惠州供電局，廣東 惠州 516003）

概述

GIS（Gas Insulated Switchgear）組合電器以其結構緊湊、絕緣性能良好、維護量小等優點，在近年變電站工程建設中被廣泛采用。但GIS設備在完成常規試驗項目后，進行現場耐壓及絕緣試驗發現缺陷時，處理難度較大，此時變電站工程投產日期一般日趨臨近，缺陷的處理效率將直接影響工程的投產時間。2011年，我局220kV A變電站（以下簡稱A站）工程在投產前，對220kV GIS設備進行現場耐壓及絕緣試驗時，發現一起220kV GIS地刀導電桿鍍銀層脫落事件。事件過程、現場調查結果、分析與處理方法值得重視和借鑒。

1 事件經過

2011年8月，A站由施工單位完成了220kV GIS組合電器的安裝調試工作后，按交接試驗規程[1]和試驗導則[2]要求，在完成外觀檢查、主回路電阻測量、元件試驗、SF6氣體驗收、氣體密封性試驗、SF6氣體濕度測量后，在進行主回路2M母線B相現場耐壓及絕緣試驗測量中發現（注：該GIS出廠耐壓值為460kV，按規程要求，現場試驗電壓值為出廠加壓值的80%，即368kV，采用工頻串聯諧振裝置）：

1.1試驗前絕緣大于20GΩ，第一次加壓至219.30kV時發生閃絡擊穿，停電測試絕緣大于20GΩ。

1.2按規程要求，試驗過程中如果發生擊穿放電，可進行重復試驗，如果該設備還能經受規定的耐受電壓，則認為放電是自恢復放電，耐壓試驗通過?，F場進行第二次加壓試驗，加壓至309.44kV時發生閃絡擊穿，停電測試絕緣大于20GΩ。

1.3由于兩次發生擊穿的加壓值呈上升趨勢，且停電絕緣測試均大于20GΩ，經廠家建議，現場進行第三次加壓試驗，加壓至155.05kV發生閃絡擊穿，停電測試絕緣大于20GΩ。現場聽到明顯聲響從#3間隔2M-B相隔離氣室（1QSB相氣室）發出。

現場立刻對#3間隔2M-B相隔離氣室（1QS-B相氣室）進行解體檢查，解體檢查中發現該氣室下部刀閘與母線氣室連接部位的水平放置的盆式絕緣子上有閃絡痕跡（見圖1），氣室內部有疑似異物，隨即對該盆式絕緣子進行更換，在更換的過程中又發現該氣室上方的B相地刀導電桿出現鍍銀層脫落現象（見圖2）?，F場初步分析：盆式絕緣子上的閃絡為上方地刀B相導電桿鍍銀層脫落的雜質下落引起，因此必須對導電桿鍍銀層脫落的原因進行分析。

2 原因分析

2.1 宏觀檢測

經宏觀觀察發現，有以下幾個特征：

2.1.1鍍銀層有較大面積（約200×100mm）脫落（見圖3）。

2.1.2表面有明顯的刮擦痕跡，地刀動作時，與配套件（見圖4）相互摩擦。

2.1.3基體銅已出現明顯的氧化現象，呈黑色。

2.1.4在脫落區附近，鍍銀層與基體銅結合非常差，稍用外力即可將銀層剝離。

2.1.5剝離區附近可見鍍層有起泡現象（見圖 5）。

2.2 微觀檢測及原因分析

通過對鍍銀層的掃描電子顯微鏡形貌觀察，發現銀層與基體銅結合面色澤不均勻（見圖6），說明在鍍銀層與基體結合不均勻。同時經過電子顯微鏡上能譜分析發現，銀層表面存在富碳的雜質區（見圖7、圖8、圖9）。

初步分析表明：在電鍍工藝過程，對基體銅表面處理不當，銅表面存在油污、銹蝕、雜質等影響鍍層質量的工藝因素，在除油及酸洗過程中，這些雜質仍然存在于基體銅的表面，導致電鍍后，銀層與基體結合強度低，經機械摩擦后，銀層極易剝離。

3 處理方法

根據以上分析結果情況，工程建設部門組織生技、運行、試驗、物流、廠家、監理、施工等部門（單位）召開專題研討會，確定以下處理原則：

睡眠障礙與動脈硬化存在著密切的聯系，尤其表現在心血管、腦動脈、勁動脈、周圍動脈中。但關于這兩者究竟是如何互相影響的，目前尚沒有權威論證，所以還有待更多的學者的研究，以求取得突破性的近戰。對于睡眠障礙與動脈硬化的中醫證型分析更是一個新穎的探索課題，未來可以結合中醫脈象、中醫舌診等方面應用現代醫學的研究方法，通過大樣本的臨床調查、前瞻性研究和回顧性研究相結合，獲取確鑿、充分的臨床證據。通過中醫證型的確定，可以更及時的對動脈硬化與睡眠障礙患者進行篩查、干預治療，改善愈后，提高生存率，體現中醫治未病理念。

3.1對同批次鍍銀層表面進行全面檢驗。

3.2對同批次的鍍銀層進行結合強度抽檢試驗。

3.3調查廠家對生產工藝及質量的控制流程。

為了確保產品運行的可靠性，在各部門（單位）的見證下，委托專業機構（省電科院）本工程220kV GIS的全部母線隔離氣室地刀導電桿（本工程同類氣室15組，共45個氣室）進行了解體排查（打開每個氣室的吸附劑手孔蓋，利用內窺鏡仔細觀察地刀導電桿表面），具體處理方法和檢查流程如下：

處理方法：

1）設備廠家盡快提交解體檢查專項施工方案，并經監理單位、供電局相關專業部門會審確定后方可實施。

2）對同類型的氣室全部進行開蓋檢查，檢查過程中各部門（單位）均派人到現場見證。

4）開蓋檢查前，對檢查的地刀應進行20～30次分合操作，以確保被檢查導電桿經受過多次機械摩擦，在檢查過程中，只要發現地刀導電桿出現類似鍍銀層脫落現象，則懷疑同批次設備有問題，全部導電桿應更換為合格批次產品。

5）開蓋檢查過程中設備生產廠家要做好現場防雨防塵和防潮措施，應準備好相應的應急材料和設備。

6）物流部門立即組織專業人員到廠考察該產品的“電鍍“工藝流程。

檢查流程（見圖10）：

4 處理結果

由于本工程投產日期日趨臨近，針對GIS設備結構特性使故障的診斷和分析相當困難的特點，本工程采用了電子式工業內窺鏡（美國韋林工業視頻內窺鏡XLGOA8480）對GIS內部進行無損檢測，大大減少檢修工期、降低檢修成本和難度[3]。

圖10 220kV GIS解體檢查流程

經現場檢測確認，本工程220kVGIS其它同類型間隔氣室的地刀導電桿表面光滑、潔凈、色澤均勻、無氣泡、無鍍銀層脫落現像，盆式絕緣子潔凈、光滑。專業機構也檢測確定#3間隔2M側地刀另外A、C兩相導電桿合格，并出具檢驗報告。物流部門組織專業人員對該設備“電鍍”工藝流程進行考察，發現流程規范合理。

可以斷定本工程220kV GIS設備#3間隔2M-B相地刀導電桿鍍銀層脫落是一起個案?，F場更換該組地刀之后，順利通過耐壓及絕緣試驗。投產至今，該設備運行正常。

結語

GIS地刀導電桿在電鍍過程中存在影響鍍層質量的工藝因素，導致電鍍后，銀層與基體結合強度低，經機械摩擦后，銀層極易剝離是此次事件的主要原因，給GIS設備的運行帶來了極大的隱患。建議生產廠家加強對設備物件的質量控制檢測，安裝調試過程中仔細檢查，避免類似情況的發生。

[1]DL/T 618-1997，氣體絕緣金屬封閉開關設備現場交接試驗規程[S].

[2]DL/T 555-2004，氣體絕緣金屬封閉開關設備現場耐壓及絕緣測試導則[S].

[3]郭學等.視頻內窺鏡在電站設備無損檢測中的應用[J].華電技術，2008，30(4)：69-72.