一起220KV GIS地刀导电杆镀银层脱落的分析与处理

谢伟东

（广东电网公司惠州供电局，广东 惠州 516003）

概述

GIS（Gas Insulated Switchgear）组合电器以其结构紧凑、绝缘性能良好、维护量小等优点，在近年变电站工程建设中被广泛采用。但GIS设备在完成常规试验项目后，进行现场耐压及绝缘试验发现缺陷时，处理难度较大，此时变电站工程投产日期一般日趋临近，缺陷的处理效率将直接影响工程的投产时间。2011年，我局220kV A变电站（以下简称A站）工程在投产前，对220kV GIS设备进行现场耐压及绝缘试验时，发现一起220kV GIS地刀导电杆镀银层脱落事件。事件过程、现场调查结果、分析与处理方法值得重视和借鉴。

1 事件经过

2011年8月，A站由施工单位完成了220kV GIS组合电器的安装调试工作后，按交接试验规程[1]和试验导则[2]要求，在完成外观检查、主回路电阻测量、元件试验、SF6气体验收、气体密封性试验、SF6气体湿度测量后，在进行主回路2M母线B相现场耐压及绝缘试验测量中发现（注：该GIS出厂耐压值为460kV，按规程要求，现场试验电压值为出厂加压值的80%，即368kV，采用工频串联谐振装置）：

1.1试验前绝缘大于20GΩ，第一次加压至219.30kV时发生闪络击穿，停电测试绝缘大于20GΩ。

1.2按规程要求，试验过程中如果发生击穿放电，可进行重复试验，如果该设备还能经受规定的耐受电压，则认为放电是自恢复放电，耐压试验通过。现场进行第二次加压试验，加压至309.44kV时发生闪络击穿，停电测试绝缘大于20GΩ。

1.3由于两次发生击穿的加压值呈上升趋势，且停电绝缘测试均大于20GΩ，经厂家建议，现场进行第三次加压试验，加压至155.05kV发生闪络击穿，停电测试绝缘大于20GΩ。现场听到明显声响从#3间隔2M-B相隔离气室（1QSB相气室）发出。

现场立刻对#3间隔2M-B相隔离气室（1QS-B相气室）进行解体检查，解体检查中发现该气室下部刀闸与母线气室连接部位的水平放置的盆式绝缘子上有闪络痕迹（见图1），气室内部有疑似异物，随即对该盆式绝缘子进行更换，在更换的过程中又发现该气室上方的B相地刀导电杆出现镀银层脱落现象（见图2）。现场初步分析：盆式绝缘子上的闪络为上方地刀B相导电杆镀银层脱落的杂质下落引起，因此必须对导电杆镀银层脱落的原因进行分析。

2 原因分析

2.1 宏观检测

经宏观观察发现，有以下几个特征：

2.1.1镀银层有较大面积（约200×100mm）脱落（见图3）。

2.1.2表面有明显的刮擦痕迹，地刀动作时，与配套件（见图4）相互摩擦。

2.1.3基体铜已出现明显的氧化现象，呈黑色。

2.1.4在脱落区附近，镀银层与基体铜结合非常差，稍用外力即可将银层剥离。

2.1.5剥离区附近可见镀层有起泡现象（见图 5）。

2.2 微观检测及原因分析

通过对镀银层的扫描电子显微镜形貌观察，发现银层与基体铜结合面色泽不均匀（见图6），说明在镀银层与基体结合不均匀。同时经过电子显微镜上能谱分析发现，银层表面存在富碳的杂质区（见图7、图8、图9）。

初步分析表明：在电镀工艺过程，对基体铜表面处理不当，铜表面存在油污、锈蚀、杂质等影响镀层质量的工艺因素，在除油及酸洗过程中，这些杂质仍然存在于基体铜的表面，导致电镀后，银层与基体结合强度低，经机械摩擦后，银层极易剥离。

3 处理方法

根据以上分析结果情况，工程建设部门组织生技、运行、试验、物流、厂家、监理、施工等部门（单位）召开专题研讨会，确定以下处理原则：

睡眠障碍与动脉硬化存在着密切的联系，尤其表现在心血管、脑动脉、劲动脉、周围动脉中。但关于这两者究竟是如何互相影响的，目前尚没有权威论证，所以还有待更多的学者的研究，以求取得突破性的近战。对于睡眠障碍与动脉硬化的中医证型分析更是一个新颖的探索课题，未来可以结合中医脉象、中医舌诊等方面应用现代医学的研究方法，通过大样本的临床调查、前瞻性研究和回顾性研究相结合，获取确凿、充分的临床证据。通过中医证型的确定，可以更及时的对动脉硬化与睡眠障碍患者进行筛查、干预治疗，改善愈后，提高生存率，体现中医治未病理念。

3.1对同批次镀银层表面进行全面检验。

3.2对同批次的镀银层进行结合强度抽检试验。

3.3调查厂家对生产工艺及质量的控制流程。

为了确保产品运行的可靠性，在各部门（单位）的见证下，委托专业机构（省电科院）本工程220kV GIS的全部母线隔离气室地刀导电杆（本工程同类气室15组，共45个气室）进行了解体排查（打开每个气室的吸附剂手孔盖，利用内窥镜仔细观察地刀导电杆表面），具体处理方法和检查流程如下：

处理方法：

1）设备厂家尽快提交解体检查专项施工方案，并经监理单位、供电局相关专业部门会审确定后方可实施。

2）对同类型的气室全部进行开盖检查，检查过程中各部门（单位）均派人到现场见证。

4）开盖检查前，对检查的地刀应进行20～30次分合操作，以确保被检查导电杆经受过多次机械摩擦，在检查过程中，只要发现地刀导电杆出现类似镀银层脱落现象，则怀疑同批次设备有问题，全部导电杆应更换为合格批次产品。

5）开盖检查过程中设备生产厂家要做好现场防雨防尘和防潮措施，应准备好相应的应急材料和设备。

6）物流部门立即组织专业人员到厂考察该产品的“电镀“工艺流程。

检查流程（见图10）：

4 处理结果

由于本工程投产日期日趋临近，针对GIS设备结构特性使故障的诊断和分析相当困难的特点，本工程采用了电子式工业内窥镜（美国韦林工业视频内窥镜XLGOA8480）对GIS内部进行无损检测，大大减少检修工期、降低检修成本和难度[3]。

图10 220kV GIS解体检查流程

经现场检测确认，本工程220kVGIS其它同类型间隔气室的地刀导电杆表面光滑、洁净、色泽均匀、无气泡、无镀银层脱落现像，盆式绝缘子洁净、光滑。专业机构也检测确定#3间隔2M侧地刀另外A、C两相导电杆合格，并出具检验报告。物流部门组织专业人员对该设备“电镀”工艺流程进行考察，发现流程规范合理。

可以断定本工程220kV GIS设备#3间隔2M-B相地刀导电杆镀银层脱落是一起个案。现场更换该组地刀之后，顺利通过耐压及绝缘试验。投产至今，该设备运行正常。

结语

GIS地刀导电杆在电镀过程中存在影响镀层质量的工艺因素，导致电镀后，银层与基体结合强度低，经机械摩擦后，银层极易剥离是此次事件的主要原因，给GIS设备的运行带来了极大的隐患。建议生产厂家加强对设备物件的质量控制检测，安装调试过程中仔细检查，避免类似情况的发生。

[1]DL/T 618-1997，气体绝缘金属封闭开关设备现场交接试验规程[S].

[2]DL/T 555-2004，气体绝缘金属封闭开关设备现场耐压及绝缘测试导则[S].

[3]郭学等.视频内窥镜在电站设备无损检测中的应用[J].华电技术，2008，30(4)：69-72.