一起220KV GIS地刀導(dǎo)電桿鍍銀層脫落的分析與處理

謝偉東

（廣東電網(wǎng)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(jié)構(gòu)緊湊、絕緣性能良好、維護(hù)量小等優(yōu)點(diǎn)，在近年變電站工程建設(shè)中被廣泛采用。但GIS設(shè)備在完成常規(guī)試驗(yàn)項(xiàng)目后，進(jìn)行現(xiàn)場耐壓及絕緣試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)缺陷時，處理難度較大，此時變電站工程投產(chǎn)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(chǎn)時間。2011年，我局220kV A變電站（以下簡稱A站）工程在投產(chǎn)前，對220kV GIS設(shè)備進(jìn)行現(xiàn)場耐壓及絕緣試驗(yàn)時，發(fā)現(xiàn)一起220kV GIS地刀導(dǎo)電桿鍍銀層脫落事件。事件過程、現(xiàn)場調(diào)查結(jié)果、分析與處理方法值得重視和借鑒。

1 事件經(jīng)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(diào)試工作后，按交接試驗(yàn)規(guī)程[1]和試驗(yàn)導(dǎo)則[2]要求，在完成外觀檢查、主回路電阻測量、元件試驗(yàn)、SF6氣體驗(yàn)收、氣體密封性試驗(yàn)、SF6氣體濕度測量后，在進(jìn)行主回路2M母線B相現(xiàn)場耐壓及絕緣試驗(yàn)測量中發(fā)現(xiàn)（注：該GIS出廠耐壓值為460kV，按規(guī)程要求，現(xiàn)場試驗(yàn)電壓值為出廠加壓值的80%，即368kV，采用工頻串聯(lián)諧振裝置）：

1.1試驗(yàn)前絕緣大于20GΩ，第一次加壓至219.30kV時發(fā)生閃絡(luò)擊穿，停電測試絕緣大于20GΩ。

1.2按規(guī)程要求，試驗(yàn)過程中如果發(fā)生擊穿放電，可進(jìn)行重復(fù)試驗(yàn)，如果該設(shè)備還能經(jīng)受規(guī)定的耐受電壓，則認(rèn)為放電是自恢復(fù)放電，耐壓試驗(yàn)通過。現(xiàn)場進(jìn)行第二次加壓試驗(yàn)，加壓至309.44kV時發(fā)生閃絡(luò)擊穿，停電測試絕緣大于20GΩ。

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

現(xiàn)場立刻對#3間隔2M-B相隔離氣室（1QS-B相氣室）進(jìn)行解體檢查，解體檢查中發(fā)現(xiàn)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(luò)痕跡（見圖1），氣室內(nèi)部有疑似異物，隨即對該盆式絕緣子進(jìn)行更換，在更換的過程中又發(fā)現(xiàn)該氣室上方的B相地刀導(dǎo)電桿出現(xiàn)鍍銀層脫落現(xiàn)象（見圖2）。現(xiàn)場初步分析：盆式絕緣子上的閃絡(luò)為上方地刀B相導(dǎo)電桿鍍銀層脫落的雜質(zhì)下落引起，因此必須對導(dǎo)電桿鍍銀層脫落的原因進(jìn)行分析。

2 原因分析

2.1 宏觀檢測

經(jīng)宏觀觀察發(fā)現(xiàn)，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(xiàn)明顯的氧化現(xiàn)象，呈黑色。

2.1.4在脫落區(qū)附近，鍍銀層與基體銅結(jié)合非常差，稍用外力即可將銀層剝離。

2.1.5剝離區(qū)附近可見鍍層有起泡現(xiàn)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(fā)現(xiàn)銀層與基體銅結(jié)合面色澤不均勻（見圖6），說明在鍍銀層與基體結(jié)合不均勻。同時經(jīng)過電子顯微鏡上能譜分析發(fā)現(xiàn)，銀層表面存在富碳的雜質(zhì)區(qū)（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(dāng)，銅表面存在油污、銹蝕、雜質(zhì)等影響鍍層質(zhì)量的工藝因素，在除油及酸洗過程中，這些雜質(zhì)仍然存在于基體銅的表面，導(dǎo)致電鍍后，銀層與基體結(jié)合強(qiáng)度低，經(jīng)機(jī)械摩擦后，銀層極易剝離。

3 處理方法

根據(jù)以上分析結(jié)果情況，工程建設(shè)部門組織生技、運(yùn)行、試驗(yàn)、物流、廠家、監(jiān)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(lián)系，尤其表現(xiàn)在心血管、腦動脈、勁動脈、周圍動脈中。但關(guān)于這兩者究竟是如何互相影響的，目前尚沒有權(quán)威論證，所以還有待更多的學(xué)者的研究，以求取得突破性的近戰(zhàn)。對于睡眠障礙與動脈硬化的中醫(yī)證型分析更是一個新穎的探索課題，未來可以結(jié)合中醫(yī)脈象、中醫(yī)舌診等方面應(yīng)用現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的研究方法，通過大樣本的臨床調(diào)查、前瞻性研究和回顧性研究相結(jié)合，獲取確鑿、充分的臨床證據(jù)。通過中醫(yī)證型的確定，可以更及時的對動脈硬化與睡眠障礙患者進(jìn)行篩查、干預(yù)治療，改善愈后，提高生存率，體現(xiàn)中醫(yī)治未病理念。

3.1對同批次鍍銀層表面進(jìn)行全面檢驗(yàn)。

3.2對同批次的鍍銀層進(jìn)行結(jié)合強(qiáng)度抽檢試驗(yàn)。

3.3調(diào)查廠家對生產(chǎn)工藝及質(zhì)量的控制流程。

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

處理方法：

1）設(shè)備廠家盡快提交解體檢查專項(xiàng)施工方案，并經(jīng)監(jiān)理單位、供電局相關(guān)專業(yè)部門會審確定后方可實(shí)施。

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

4）開蓋檢查前，對檢查的地刀應(yīng)進(jìn)行20～30次分合操作，以確保被檢查導(dǎo)電桿經(jīng)受過多次機(jī)械摩擦，在檢查過程中，只要發(fā)現(xiàn)地刀導(dǎo)電桿出現(xiàn)類似鍍銀層脫落現(xiàn)象，則懷疑同批次設(shè)備有問題，全部導(dǎo)電桿應(yīng)更換為合格批次產(chǎn)品。

5）開蓋檢查過程中設(shè)備生產(chǎn)廠家要做好現(xiàn)場防雨防塵和防潮措施，應(yīng)準(zhǔn)備好相應(yīng)的應(yīng)急材料和設(shè)備。

6）物流部門立即組織專業(yè)人員到廠考察該產(chǎn)品的“電鍍“工藝流程。

檢查流程（見圖10）：

4 處理結(jié)果

由于本工程投產(chǎn)日期日趨臨近，針對GIS設(shè)備結(jié)構(gòu)特性使故障的診斷和分析相當(dāng)困難的特點(diǎn)，本工程采用了電子式工業(yè)內(nèi)窺鏡（美國韋林工業(yè)視頻內(nèi)窺鏡XLGOA8480）對GIS內(nèi)部進(jìn)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(jīng)現(xiàn)場檢測確認(rèn)，本工程220kVGIS其它同類型間隔氣室的地刀導(dǎo)電桿表面光滑、潔凈、色澤均勻、無氣泡、無鍍銀層脫落現(xiàn)像，盆式絕緣子潔凈、光滑。專業(yè)機(jī)構(gòu)也檢測確定#3間隔2M側(cè)地刀另外A、C兩相導(dǎo)電桿合格，并出具檢驗(yàn)報(bào)告。物流部門組織專業(yè)人員對該設(shè)備“電鍍”工藝流程進(jìn)行考察，發(fā)現(xiàn)流程規(guī)范合理。

可以斷定本工程220kV GIS設(shè)備#3間隔2M-B相地刀導(dǎo)電桿鍍銀層脫落是一起個案。現(xiàn)場更換該組地刀之后，順利通過耐壓及絕緣試驗(yàn)。投產(chǎn)至今，該設(shè)備運(yùn)行正常。

結(jié)語

GIS地刀導(dǎo)電桿在電鍍過程中存在影響鍍層質(zhì)量的工藝因素，導(dǎo)致電鍍后，銀層與基體結(jié)合強(qiáng)度低，經(jīng)機(jī)械摩擦后，銀層極易剝離是此次事件的主要原因，給GIS設(shè)備的運(yùn)行帶來了極大的隱患。建議生產(chǎn)廠家加強(qiáng)對設(shè)備物件的質(zhì)量控制檢測，安裝調(diào)試過程中仔細(xì)檢查，避免類似情況的發(fā)生。

[1]DL/T 618-1997，氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備現(xiàn)場交接試驗(yàn)規(guī)程[S].

[2]DL/T 555-2004，氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備現(xiàn)場耐壓及絕緣測試導(dǎo)則[S].

[3]郭學(xué)等.視頻內(nèi)窺鏡在電站設(shè)備無損檢測中的應(yīng)用[J].華電技術(shù)，2008，30(4)：69-72.