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1、2013年新疆电力行业专业技术监督工作会议论文浅议昌吉电业局现阶段的金属技术监督昌吉电业局 翟 亮 邵迎春【摘要】大量新设备、新技术、新材料的应用，使得由于金属本身问题引起的安全事故逐年增多，形势非常严峻。金属技术监督工作是电力行业分重要的监督项目，对电网安全生产和经济发电起着举足轻重的作用。本文举例阐述了我局现阶段金属技术监督的应用情况，并根据现阶段金属技术监督的现状提出相关的建议。【关键词】金属技术监督；金属部件；氧化腐蚀1 开展金属技术监督的必要性 金属材料大量应用于高压变电站中，起着承担负荷电流和故障电流，支持、连接、保护高压设备的作用。 我局主配网变电站大部分高压设备均在室外环境下运
2、行，由于新疆的气候条件特殊，早晚温差大，变电站内断路器、导线等部分金属材料腐蚀严重,其中铜金属材料腐蚀尤为严重,铝导线表面发黑,但腐蚀情况较铜材轻,而一些铝制铭牌表面未见腐蚀,镀镍把手腐蚀严重,表面进行富锌涂料处理的碳钢未见腐蚀,但没有进行防腐处理的螺母、螺栓及外涂防锈漆的铁制箱壳腐蚀严重。户外高压隔离开关在长期运行后，由于金属部件的腐蚀，普遍存在抱窝处接触面氧化、转动部位卡涩等现象。 近年来，由于金属部件的损坏、损伤造成变电站高压设备被迫停运的次数逐年增多，变电设备相继出现了：设备线夹等固定金具断裂；高压断路器储能弹簧在长期拉伸状态下会造成弹簧乏力，合闸时能量释放不完全，造成合闸不到位等由于
3、金属原因造成的电网事故。 假如我们对高压设备金属的这些变化规律不加研究和掌握，就无法保证高压变电设备金属部件的安全运行，也就无法保证电网的安全平稳运行。2 变电站金属部件在长期运行中的变化 变电站高压设备金属部件长期在户外和应力下运行，其金属材料会发生一系列与室内常温下工作的机械部件完全不同的变化。其主要表现形式有：金属的蠕变、断裂和应力松弛两种。2.1金属的应力松弛 金属在高温和应力状态下，如维持总变形不变，随着时间的延长，应力逐渐降低的现象称为应力松弛。 在变电站高压设备中，处于松弛条件下工作的零部件有螺栓、断路器储能弹簧及掣子等。在松弛过程中，由于弹性变化的减小，塑形变化增加，所以应力降
4、低，最后不能保证结合面的密合，达到标准的合闸位置。因此，实际上金属的松弛过程就是金属在高温弹性变形自动转变为塑形变形的过程。 例如，我局220kV五彩湾变电站110kV彩泉线1636断路器储能弹簧在长期拉伸状态下，弹簧力量下降，应力松弛，造成再次合闸储能时拉伸不足，储能不到位，被迫停运检查。2.2户外设备金属部件的氧化与腐蚀 金属材料受周围介质的作用而损坏,称为金属腐蚀. 金属的锈蚀是最常见的腐蚀形态.腐蚀时,在金属的界面上发生了化学或电化学多相反应,使金属转入氧化(离子)状态.这会显著降低金属材料的强度、塑性、韧性等力学性能,破坏金属构件的几何形状,增加零件间的磨损,恶化电学和光学等物理性能
5、,缩短设备的使用寿命,甚至造成火灾、爆炸等灾难性事故.美国1975年因金属腐蚀造成的经济损失为700亿美元,占当年国民经济生产总值的4.2.据统计,每年由于金属腐蚀造成的钢铁损失约占当年钢产量的1020%.金属腐蚀事故引起的停产、停电等间接损失就更无法计算. 金属生锈的原因主要是电化学腐蚀和空气氧化的作用，纯净的金属或是活泼的金属主要是由于金属表面与空气中的氧气发生了氧化反应的结果，在金属表面生成了金属氧化物，也就是锈。如果金属中含有较多的杂质，这些杂质就会和金属形成化学原电池，发生电化学腐蚀，从而将金属氧化生成金属氧化物。 例如，我局部分室内高压开关柜无驱潮装置，由于早晚温差大，空气凝露，铜
6、母线桥腐蚀、氧化严重，最终“发绿”；户外高压断路器、导线等部分铁制金属材料生锈, ,铝导线表面发黑。3 现阶段金属技术监督的方法和手段 新形势下金属技术监督主要采取无损检测和理化检测两种。 无损检测：类似于人们买西瓜时的“隔皮猜瓜”，在不破坏前提下，检查工作宏观缺陷或测量工作特征的各种技术方法的统称。一般有超声检测、射线检测、磁粉检测、渗透检测等。 理化检验：利用物理的、化学的技术手段，采用理化检验用计量器具、仪器仪表和测试设备或化学物质和试验方法，对产品进行检验而获取检验结果的检验方法。和无损检验一样，在进行检验前，都必须进行宏观检查。4 我局金属技术监督应用的典型案例4.1案例简况 我局枢
7、纽220kV瑶池变电站上海华明生产的16组GW7F三级式隔离开关和5组GW22垂直断口式隔离开关投运于2004年，额定电流1600A，经过两次增容后，此厂生产的GW7F三级式隔离开关大面积发生抱窝处发热、GW22垂直断口式隔离开关静触环钢芯铝绞线及固定夹具发热现象，严重影响了我局电网的可靠运行。 宏观无损检查发现，GW7F三级式隔离开关动、静触头无明显的变形、损伤，静触头触指已看不到镀银层，表面附有黑色的氧化层；GW22垂直断口式隔离开关静触环夹具及触头臂触指表面附有黑色的氧化层。 理化检查，应用隔离开关触指压力测试仪对GW7F三级式隔离开关进行合闸接触电阻及触指压力测试，发现合闸电阻严重超标
8、、触指压力下降，隔离开关触指在长期合闸状态下金属应力松弛、氧化、腐蚀，远低于出厂标准，影响该隔离开关的合闸接触，造成隔离开关发热，工作人员随即对此型隔离开关更换静触头触指，并增加一对触指，对动触头抱窝处打磨氧化层，处理后合闸回路电阻明显下降，触指压力明显增大，处理前后测试结果比对如下：隔离开关接触电阻测试数据对比：（隔离开关主回路电阻130）隔离开关触指压力测试数据对比：（隔离开关触指压力120N）4.2原因分析：4.2.1、220kV瑶池变电站为我局的枢纽变电站，负荷较重，GW7F三级式隔离开关长期处于合闸状态，很少停电，造成隔离开关静触头触指金属应力松弛，抱窝处合闸应力下降，是发热的主要原
9、因。4.2.2、该站位于甘河子工业园以及晋商工业园处，煤焦化等化学重工业最多空气中含有大量的S化物，同时由于新疆气候因素，早晚温差较大，空气凝露严重，给化学腐蚀提供了温床。4.3、效益分析： 通过金属监督，准确发现了金属部件的缺陷位置，目前正在对该站同型号设备进行整改，有效延长了该站隔离开关的使用寿命，避免了因同类原因造成的停电事故，保证了电网的可靠运行。5 当前我局金属技术监督开展的现状5.1我局的金属技术监督工作起步较晚，缺乏对金属技术监督的系统管理，在目前工作中存在着对规程不了解甚至误解的问题。在现场工作实际应用率较低，不能有效的对金属部件进行监督。5.2缺乏对关键金属部件的监督，例如断
10、路器储能弹簧，目前检修中只能间接观察，不能得到弹簧的蠕变以及应力变化情况，在达到应力极限前发现隐患。5.3检验方案缺少细节，在制定检验方案时，内容过于笼统，缺少细节描述。比如在制度某部件的无损检测时，只表明要对其进行无损检测，但没有给出哪些检测方法，显然没有考虑检验方法的针对性和目的性。这样往往不能满足安全的要求。目前我局的金属技术监督工作取得了一些成绩，也存在很多不足，还有许多工作需要去做，我们应该重视现阶段金属技术监督存在的问题，学习先进地区的金属技术监督的方法和手段，在金属技术人员技能方面、监控机制方面对金属技术监督存在的问题进行全面治理，以满足目前新形势下要求，保障变电高压设备的安全可
11、靠运行。6 结束语金属技术监督是保证电网和电力设备长期稳定运行和提高设备健康水平的一个重要监督手段，只有依据技术标准，利用先进的测试与管理手段，对变电设备关键部件进行监督、检查，才能尽早发现设备隐患点，确保变电设备在正常状态下运行。【参考文献】1 刘经风.金属技术监督在电力基建中的应用J. 大众科技. 2006(02) 2张明。强化监督意识保障设备安全运行金属技术监督经验谈J。电力安全技术，2000，（05）3 张东文,李中伟,李青松,赵纪峰.火电厂特种设备定期检验与金属监督检验分析J. 河北电力技术. 2009(05) 4郑福民，发挥检修人员在金属技术监督中的主导作用J，东北电力技术，2000，（05）。5 欧阳正南.金属技术监督J. 广西电力技术. 1997(02)
