電網金屬技術監督相關工作探討

彭春庚，胡曉陽，涂 湛，廖余鵬

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

0 引言

電網公司作為國民經濟的重要支撐。隨著我國經濟的迅速發展，電網公司加強了電網建設方面的投入，實現了電網建設與電源建設的協調發展。近年來，特高壓、超高壓等級的電網建設，對輸、變、配電設備金屬部件的可靠性要求越來越高。電網的設備在設計、制造、安裝、檢修及運行等各階段均存在不同程度的一些問題[1-2]。因此，開展電網金屬技術監督具有重要的經濟價值和現實意義。

本文結合生產實際，對電網金屬技術監督的工作內容以及檢測方法進行了詳細闡述；介紹了電網金屬技術監督的監督對象、監督項目，結合相關國家標準、行業標準，得出了檢測質量判定依據。

1 電網金屬技術監督主要工作內容

1.1 監督對象

主要監督對象為輸變電一次設備，分為以下三類：

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

2）結構支撐類設備，主要指輸電線路角鋼塔、鋼管塔（桿）、環形混凝土電桿、變電站構架、設備支架、避雷針、支柱絕緣子等及其附屬結構件。

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

1.2 監督項目

針對新建、擴建、改建的輸變電工程設備，主要開展以下11項監督項目：

1）隔離開關觸頭鍍銀層厚度檢測，戶外隔離開關觸頭（或觸指）的鍍銀層厚度不應小于20 mm，部分廠家生產的隔離開關觸頭（或觸指）的鍍銀層厚度達不到要求，甚至以鍍錫代替鍍銀，嚴重危害設備的安全運行。

2）開關柜觸頭的鍍銀層厚度檢測，開關柜內斷路器觸頭的鍍銀層厚度不應小于8 mm。

3）戶外密閉機構箱箱體厚度檢測，主要包括隔離開關操作機構箱、二次設備箱體、檢修電源箱、其他控制箱等，箱體厚度不應小于2 mm。

4）變電站不銹鋼設備部件的材質分析，不銹鋼材質部件主要包括GIS、戶外隔離開關的傳動軸銷以及大部分戶外密閉機構箱體，含控制、操作及檢修電源等箱體。不銹鋼材質的箱體要求使用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]；閉口銷應選用奧氏體不銹鋼材質[5]。

電網中常用的不銹鋼為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，會導致不銹鋼材料的耐腐蝕性大大降低，使得金屬材質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）輸變電一次設備線夾（如隔離開關或斷路器線夾）、耐張線夾（如輸電線路的耐張線夾）及引流板外觀的質量檢查。

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

8）輸變電鋼管結構焊縫質量檢測，主要針對鋼管對接環焊縫，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載和螺母保證載荷試驗及螺栓螺母鍍鋅層厚度檢測。根據相關標準要求，螺栓和螺母的熱浸鍍鋅層的局部厚度不應小于40 mm，平均厚度不應小于50 mm[7]。

10）輸電線路電力金屬閉口銷材質檢測。

11）“三跨”線路耐張線夾壓接質量X射線檢測。通過X射線結果評判耐張線夾壓接是否存在防滑槽壓接不到位、導線穿管長度不足、壓接管彎曲變形過大、裂紋、偏芯等異常狀態[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閘刀觸指鍍銀層測量。庫倫法常用于電網閘刀觸指鍍銀層測量，因是破壞性試驗，對不能用X射線熒光法檢測的工件進行檢測。

檢測比例為每個工程每種型號的隔離開關觸頭抽取一相的全部觸頭進行檢測，接觸面為必檢部位。對于開關柜，新建變電工程每個廠家每種型號的開關柜觸頭抽取一相的全部觸頭進行檢測，接觸面為必檢部位。

2.2 箱體厚度檢測

在現場到貨開箱之后或安裝調試階段檢測。建議采用超聲波測厚儀或游標卡尺進行箱體厚度測量。檢測比例為新建變電工程主要設備的戶外密閉箱體（隔離開關操作機構及二次設備的箱體、其他設備的控制、操作及檢修電源箱等）100%檢測。每個箱體正面、反面、側面各選擇不少于5個點檢測。

2.3 不銹鋼材質檢測

材質檢測方法主要有化學分析法和儀器分析法。化學分析法精確度高，在有爭議時一般采用這種方法，但是該方法必須在實驗室完成，耗時長，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行不銹鋼材質檢測。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、隔離開關傳動機構軸銷100%檢測；主要設備的戶外密閉箱體（隔離開關操作機構及二次設備的箱體，其他設備的控制、操作及檢修電源箱等）要求100%檢測。

2.4 焊縫質量檢測

由于多數焊縫缺陷位于焊縫內部，其質量檢測一般采用射線檢測和超聲波檢測。射線穿透物體會發生強度衰減，射線檢測是根據射線穿透工件與缺陷時所發生衰減的不同，通過適當的方式接收穿透被檢工件的射線并對其進行處理、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GIS設備對接焊縫可采用A型脈沖反射超聲波檢測儀進行內部缺陷檢測。檢測時發現可疑信號后，可在焊縫兩側采用一、二次波并采用前后、左右、環繞和轉角掃查等方式進行檢測，該檢測為無損檢測。必要時可采用射線檢測進行補充檢測。對于輸變電鋼管結構焊縫，設計要求全焊透的一級焊縫的內部質量采用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尺進行外觀質量檢查，需要時可采用表面無損檢測方法檢查。

對于GIS設備檢測比例為每個工程的不同廠家、不同型號的按照縱縫10%（長度）、環縫5%（長度）抽檢。

對于新建工程鋼管結構焊縫檢測，一級焊縫內部質量檢測（超聲）、外觀質量抽檢比例2%；二級焊縫外觀質量抽檢比例1%；三級焊縫外觀質量抽檢，聯板焊縫抽檢至少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

根據相關標準規定，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]。對于電網設備鍍層厚度測量，一般采用磁性法，其原理是利用從測頭經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度等級，抽取4套完整的樣品，選取其中優質的3個樣本進行檢測。其中，同一性能等級、材料、材料爐號、螺紋規格、長度（長度≤100 mm時，長度相差≤15 mm；長度＞100 mm時，長度相差≤20 mm，可作為同一長度）、機械加工、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、螺紋規格、機械加工、熱處理工藝、熱浸鍍鋅工藝的螺母為同批。

2.6 耐張線夾壓接質量X射線檢測

在安裝調試階段，“三跨”線路耐張線夾壓接后現場開展X射線檢測，建議采用便攜式X射線數字成像儀檢測。該檢測為無損檢測，檢測合格試件仍可用于工程使用。“三跨”線路耐張線夾壓接質量X射線檢測以“三跨”線路區段為單位，每個區段抽檢總數量比例為10%。

3 結束語

目前電網金屬技術監督工作開展較為緩慢，體現在相關知識、設備及人員的缺乏。開展電網金屬技術監督工作任重道遠，通過逐步培養相關技術人員，健全金屬技術監督體系，將監督工作做到位、落到實處，將為電網的安全穩定經濟運行發揮極大作用。

參考文獻：

[1]鄭佩祥，林赟.電網設備金屬材料監督與檢測[M].北京：中國電力出版社，2014．

[2]劉純，謝億.電網技術技術監督現狀與發展趨勢[J].湖南電力，2016，36（3）∶39-42．

[3]DL/T 1424-2015，電網金屬技術監督規程[S].

[4]DL/T 1425-2015，變電站金屬材料腐蝕防護技術導則[S].

[5]DL/T1343-2014，電力金具用閉口銷[S]．

[6]GB/T 2694-2010，輸電線路鐵塔制造技術條件[S]．

[7]DL/T 284-2012，輸電線路桿塔及電力金具用熱浸鍍鋅螺栓與螺母[S]．

[8]DL/T 5285-2013，輸變電工程架空導線及地線液壓壓接工藝規程[S]．

[9]GB50233-2014，110～750kV架空送電線路施工及驗收規范[S]．

[10]Q/GDW 571-2014，大截面導線壓接工藝導則[S]．

[11]GB/T 13912-2002，金屬覆蓋層鋼鐵制件熱浸鍍鋅層技術要求及試驗方法[S]．