變電站金屬技術(shù)監(jiān)督檢測工作探討

周懷江

國網(wǎng)江蘇省電力有限公司檢修分公司宿遷運維站，江蘇 宿遷 223800

0 引言

電網(wǎng)金屬技術(shù)監(jiān)督工作始于20世紀(jì)50年代末，經(jīng)過了幾十年的快速發(fā)展，從單一的金屬材料向多元化的材料和結(jié)構(gòu)性能等領(lǐng)域進(jìn)行延伸，在無損檢測、理化分析、力學(xué)計算、腐蝕防護(hù)等技術(shù)上有了全面的發(fā)展，在設(shè)備的質(zhì)量抽檢、安裝階段和在役階段發(fā)揮技術(shù)監(jiān)督作用，為設(shè)備安全生產(chǎn)提供技術(shù)支撐。

變電站作為電力系統(tǒng)運營中不可或缺的部分，做好金屬設(shè)備的質(zhì)量檢測，確保電力系統(tǒng)的正常運營，意義重大。

1 變電站金屬技術(shù)監(jiān)督的對象及項目

1.1 監(jiān)督對象

電器類金屬零件主要包括隔離開關(guān)、變壓器等設(shè)備。變電站開關(guān)柜觸頭鍍銀層檢測。變電站戶外密封箱厚度檢測。

1.2 監(jiān)督項目

（1）針對隔離開關(guān)的接觸頭進(jìn)行鍍銀層檢測，確保鍍銀層的厚度大于20 mm。（2）對開關(guān)柜鍍銀層厚度進(jìn)行檢測，確保其厚度大于8 mm。（3）針對變電站內(nèi)布置的不銹鋼裝置，工作人員需要對不銹鋼材質(zhì)進(jìn)行各項分析，確保不銹鋼材質(zhì)中錳元素含量不高于2%。（4）針對變電站一次設(shè)備中常用的304不銹鋼材料，要對其成分進(jìn)行檢測，確保鉻元素含量保持在17%～19%，鎳元素含量保持在7%～9%。（5）針對電網(wǎng)中架設(shè)的各種支架的鍍鋅層進(jìn)行檢測，最佳鍍鋅層的厚度不得低于70 mm。

2 變電站金屬技術(shù)監(jiān)督具體內(nèi)容

2.1 戶外密封箱厚度檢測

（1）檢測流程。針對戶外密封箱的厚度進(jìn)行的檢測，主要分為六個步驟，如圖1所示。

圖1 戶外密封箱超聲波厚度檢測流程

（2）準(zhǔn)備環(huán)節(jié)。①檢測環(huán)境。第一，依據(jù)待檢測對象的具體情況（工作環(huán)境、型號、結(jié)構(gòu)、運行情況等），確定超聲波檢測部位以及檢測方法，并靈活調(diào)整抽樣比例。第二，依據(jù)超聲波檢測精度相關(guān)要求，對于厚度超出合理范圍的部位要進(jìn)行處理，并徹底清潔待檢測部位表面，避免油污、銹跡等對檢測結(jié)果造成影響。第三，使用黏度符合檢測需求且沒有氣泡的耦合劑，依據(jù)待檢測樣本表面粗糙程度，調(diào)整耦合劑的黏稠度。②檢測儀器校準(zhǔn)。第一，選擇一薄一厚兩處靠近或者覆蓋試塊的部位，將探頭布置在較厚的試塊上，通過調(diào)整參數(shù)讓檢測儀器讀取的數(shù)值與該試塊理論厚度值相一致。使用相同的方式對薄試塊進(jìn)行調(diào)整。第二，待超聲波探測儀器參數(shù)調(diào)整完畢之后，工作人員需要在試塊上劃定一定的厚度進(jìn)行超聲波檢測。第三，如果需要對覆蓋層構(gòu)件進(jìn)行壁厚測量工作，需要使用特殊的測厚裝置，并根據(jù)實際需求對其進(jìn)行校準(zhǔn)。

（3）檢測環(huán)節(jié)。①選擇測量點。工作人員需要依據(jù)制訂好的檢測方案，以待檢測工件的使用情況、檢測需求、結(jié)構(gòu)型號等因素為基礎(chǔ)，科學(xué)合理地選擇超聲波檢測測量點。實際開展檢測工作時，在密封箱正面、側(cè)面以及反面分別布置5個檢測點。②選擇測量方法。如果測定值出現(xiàn)浮動，需要圍繞某一個測量點，在其周圍30 mm內(nèi)進(jìn)行多點測量，對測量結(jié)果進(jìn)行整理，并選擇測量到的最小值為最終測量值，該方法廣泛應(yīng)用于表面粗糙工件的測量。

（4）測量結(jié)果分析。第一，依據(jù)待檢測構(gòu)件的驗收標(biāo)準(zhǔn)，判斷檢測結(jié)果是否合格。第二，如果采用同一點多次測量的方式，需要對測量值的偏差進(jìn)行嚴(yán)格把控，確保測量值偏差小于0.05 mm，如果超出這一范圍，需要重新進(jìn)行測量。第三，依照《數(shù)值修約規(guī)則與極限數(shù)值的表示和判定》（GB/T 8170-2008）對測量結(jié)果進(jìn)行處理，保留小數(shù)點后兩位數(shù)據(jù)。

2.2 敞開式隔離開關(guān)檢測

（1）檢測流程。敞開式隔離開關(guān)的檢測流程包括六個步驟，如圖2所示。

圖2 敞開式隔離開關(guān)鍍銀層厚度檢測流程

（2）檢測前準(zhǔn)備。①準(zhǔn)備待檢測樣本。第一，對待檢測樣本進(jìn)行深度清潔，確保其表面無油污、銹跡，表面鍍層光滑平整且無損傷。如果表面污漬嚴(yán)重，可以使用無水乙醇擦拭其表面，并等待其干燥。確保清潔過程不會對鍍層造成機(jī)械性損傷。第二，對待檢測區(qū)域尺寸進(jìn)行嚴(yán)格控制，其尺寸應(yīng)大于X射線接收器工作范圍。通常情況下，待檢測區(qū)域要大于8 mm×8 mm。如果待檢測工件為圓弧面，則需要確保其曲率半徑大于15 mm。第三，檢測人員需要明確鍍層類型，并依據(jù)鍍層類型選擇適宜的測量方式。②檢測設(shè)備校準(zhǔn)。正式開始檢測工作之前，需要對儀器進(jìn)行校準(zhǔn)，如果儀器上次使用時間與本次檢測時間間隔超過一個月，則需要讓檢測儀器進(jìn)行自動校準(zhǔn)。同時，正式開始校準(zhǔn)工作之前，需要使用與待檢測工件厚度相同或者相似的試塊，對檢測儀器進(jìn)行檢查，如果試塊的測量數(shù)據(jù)超出了偏差值允許范圍的10%，應(yīng)該依照檢測設(shè)備相關(guān)說明書，對儀器重新進(jìn)行校準(zhǔn)。

（3）檢測方式。①選擇檢測點。針對敞開式隔離開關(guān)觸頭的鍍銀層，采用隨機(jī)的方式選擇測量點。其中必須要包括接觸點。此外，在每個檢測面上，要選擇3個或者3個以上的測量點，并確保測量點之間的距離大于探測頭窗口。②測定厚度。檢測過程中要確保檢測儀器與待檢測工件始終呈貼合狀態(tài)。每次進(jìn)行的檢測工作時間要超過15s，且每一個檢測點需要進(jìn)行3次測量，最后將3次測量的平均值作為最終檢測結(jié)果。依據(jù)相關(guān)規(guī)定，保留小數(shù)點后一位。③異常情況處理。如果得到的檢測結(jié)果出現(xiàn)了明顯異常（數(shù)據(jù)明顯偏大或者明顯偏小），檢測人員需要判斷該問題是否是測量面不平整所致的，或是測量面存在污垢而導(dǎo)致的數(shù)據(jù)失真。如果遇到測量數(shù)據(jù)不穩(wěn)定的情況，需要進(jìn)行多次測量工作，如果測量數(shù)據(jù)的偏差值高于允許值10%，則要考慮待檢測工件表面是否清潔，或者檢測儀器是否存在問題。若得到的檢測數(shù)據(jù)為0，工作人員需要再次確定敞開式隔離開關(guān)觸頭鍍層的材質(zhì)，如果證實其材質(zhì)為銀，則需要進(jìn)一步檢查基體材質(zhì)是否與檢測需求相符，逐步排查故障發(fā)生原因，并重新開始測量工作。

（4）數(shù)據(jù)分析。①針對相同位置進(jìn)行3次測量，取平均值作為測量結(jié)果，這里需要注意的是，對于3次測量結(jié)果要進(jìn)行嚴(yán)格管控，確保每一次的測量結(jié)果與平均值之間的偏差不得高于10%，如果超出10%，則判定此次測量結(jié)果無效，一方面需要對待檢測工件重新進(jìn)行清潔，并確定接觸點觸頭鍍層材質(zhì)，另一方面需要對檢測裝置進(jìn)行二次校正，借助這種方式來縮小測量數(shù)據(jù)偏差值。②在記錄測量數(shù)據(jù)時要連同測點一并標(biāo)出，并使用文字對測量工作進(jìn)行準(zhǔn)確描述，條件允許的情況下還可以使用圖例進(jìn)行輔助說明。③如果戶外環(huán)境不穩(wěn)定，檢測人員可以將待檢測工件帶回實驗室進(jìn)行檢測，確保檢測結(jié)果真實、有效。

2.3 GIS殼體焊接縫檢測

（1）明確抽檢比例。檢測GIS殼體焊接質(zhì)量時，需要根據(jù)實際需求靈活調(diào)整抽檢比例。對于新建變電站而言，GIS殼體焊接檢測工作，需要對每一個廠家所提供的每一種型號GIS殼體進(jìn)行檢查，檢查過程中依照縱縫10%、環(huán)縫5%（長度）進(jìn)行檢測。

（2）檢測方式。GIS殼體運抵變電站之后，相關(guān)工作人員需要在驗收以及調(diào)試環(huán)節(jié)，對GIS殼體焊接質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格檢測。如果新建變電站的工期緊張，可以在GIS殼體出廠前就對其進(jìn)行檢測，縮短檢測時間。目前，常用的GIS殼體焊接縫檢測方式為超聲波檢測，利用脈沖反射超聲波檢測儀，檢查焊接部位情況，待檢測合格之后方可允許其進(jìn)場。

（3）質(zhì)量檢查依據(jù)。在實際開展GIS殼體焊接縫檢測工作時，相關(guān)人員要依據(jù)《承壓設(shè)備無損檢測 第3部分：超聲檢測》（NB/T 47013.3-2015）相關(guān)規(guī)定，判斷其內(nèi)部是否存在損傷。針對GIS殼體焊接的接頭位置，依據(jù)《鋁制焊接容器》（JB/T 4734-2002）第10.1.6條要求，若經(jīng)過超聲波檢測發(fā)現(xiàn)其結(jié)果高于或等于Ⅱ級，則判定為質(zhì)量合格。

3 結(jié)束語

從宏觀層面來看，電網(wǎng)金屬技術(shù)監(jiān)督呈現(xiàn)出多元化發(fā)展局面，特別是在力學(xué)計算、腐蝕防護(hù)、無損檢測等領(lǐng)域，取得了長足的進(jìn)步。開展此項工作的前提，需要以質(zhì)量為中心，以國家制定的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)為參考依據(jù)，通過科學(xué)的方式對變電站的設(shè)備進(jìn)行檢測，為電網(wǎng)的穩(wěn)定運行保駕護(hù)航。