电网设备金属材料监督与检测分析

谢 喆

（国网四川省电力公司物资分公司，四川成都 610052）

0 引言

随着社会经济与城市化的发展，人们对于电力运行质量的要求随之增加，为此工作人员需要创新电网设备的建设。其中，使用金属材料的数量与种类日益增加，需要专业的工作人员对其进行检验并监督，保证金属材料质量。同时对金属材料进行定期检测，查看其使用情况，避免出现由于金属材料质量不过关而产生电网难以运行的情况。

1 电网设备金属材料监督

1.1 建立数据库

金属材料作为电网设备及部件最重要的构成单元，承担着导电、支撑、连接等功能，具有应用广泛，数量庞大的特点。为此，企业应运用数字化技术，建立电网设备金属材料数据库，便于员工对电网设备中的金属材料进行监督工作。电网金属材料主要分为钢、铝、铜、镀层等4 类，需要技术人员根据电网金属材料失效的原因以及种类进行归类，结合监督人员的要求建立数据库[1]。以南方电网为例，针对电网设备金属材料监督成立大数据中心，为适应电网精细化管理的要求，解决电网中设备的金属材料具有领域广、数据量大、更新变化快等问题，依托“大云物移”新技术，构建“电网分析—电网诊断—电网规划—项目可研—项目实施—项目后评价”的电网发展全过程闭环管理体系。通过数据自动抽取、信息智能匹配等方面的应用，对电网设备中的金属材料进行细致检验，满足在监督工作中，监督全视角、多维度管控的需求。同时，移动终端安全接入及管控装置由安装在终端上的加密卡或加密芯片、可信网关、数据交互组件和后台系统组成，具备身份认证、安全加固、数据及链路加密、异常预警和运行监测等功能，进一步提升对终端设备的可信认证，提供了高效稳定的支撑环境，保证电网金属材料监督数据库的稳定运行。

1.2 加强工作人员水平

工作人员的能力水平，能够直接影响电网设备金属材料的监督水平，为此工作人员应加强自身能力，学习先进技术。在电网设备金属材料监督工作中的主要内容：①参照电网设备中金属材料运行原始记录，对比出厂试验各项指标，以及现阶段运行状况进行记录；②抽查原材料购货合同及合格标识，根据需要现场抽检检测部分材料。另外，为提高监督人员的工作能力，公司应积极举办活动，向工作人员传达监督电网设备金属材料的重要性，结合工作的实际情况，从技术监督相关检测原理、技术标准入手对员工进行培训[2]。例如，为进一步提高贵州电力系统各单位金属监督工作人员的能力，保障电力设备的安全可靠经济运行。2017 年8 月29-30 日，贵州电力科学研究院与贵州电机工程学会电工委员会成功举办了2017 年贵州省电力系统金属材料技术监督交流会。回顾了电网多年来大多数一次设备发生事故的根本原因是材料质量不过关、老化疲劳、腐蚀卡涩等原因造成。供电局的一线同志多数工作人员都是电专业毕业，很少有了解有关金属材料的知识，所以需要对其普及电网设备中金属材料的知识。在此过程中，专家讲解了最新电网金属材料监督的标准，以及贵州电科院在贵州电网开展金属材料监督的现状，如何在供电局开展金属材料监督，如何评定开展程度，介绍国网及其他发电企业开展金属材料监督的状况，以加强监督人员对于金属检测重要性的认识。

1.3 寿命预测

在进行电网设备金属材料监督过程中，工作人员需要对材料的寿命进行预测，从而减低监督难度。第一，由于影响电网设备金属材料使用寿命的因素较多，包括环境、气候等因素，并且电网工程覆盖区域广阔，所处的自然环境复杂多样，既有高温高湿的沿海地区，腐蚀性极强的酸性土壤、盐渍土等恶劣腐蚀环境，又面临部分工业快速发展地区所带来的重工业大气污染环境，因此监督人员需要根据电网所属的地区进行判断，保证检测到位、分析深入。第二，为保障电网运行安全，监督人员应提高自身能力水平，同时，加强数字化的运用，技术人员应积极研究对金属材料高效准确的腐蚀模拟、评价、监测技术及装备的开发及应用，便于技术更换，保证监督人员能够对电网金属材料的寿命进行快速、准确的预测。例如，国家电网公司电网金属材料腐蚀与防护技术科技攻关团队，建立了大气腐蚀监测平台和数据库，从而开发出了目前世界上第一张“动态大气腐蚀性地图”。仅此一个分支技术路线的执行就经历了4 代改进，耗时3 年。在完成上述艰难的准备工作并掌握了现场第一手数据之后，才切入了项目的“正题”，该团队建立了输电线路大气环境和土壤环境腐蚀性的分级原则和评定方法。实现了对腐蚀安全等级的评定及寿命预测，不仅可用于测试电网设备金属材料寿命，对其他行业也具有普遍实用意义。

2 电网设备金属材料检测方法

2.1 原子光谱分析法

原子光谱分析法是一种传统分析金属材料成分的方法，各种元素在高温、高能量的激发下都能产生自己特有的光谱，工作人员能够根据电网设备金属中的特有光谱进行分析。在此过程中，技术人员需要借助电弧、电火花等外界能源激发试样，使被测元素发出特征光谱。将结果与化学元素光谱表对照，做出分析。原子光谱分析法分为原子吸收光谱法和原子发射光谱法两种，其中原子吸收光谱法主要原理是：在气态状态下，基态原子的外层电子对可见光和紫外线的相对应原子共振辐射线的吸收强度来定量分析被测元素含量。这种方法灵敏度较高，具有较强的抗干扰能力，但是难以对多种元素进行分析，所以工作人员需要加强对其研究，将这种方法有效地运用在电网设备金属材料中。原子发射光谱法是通过各元素离子或原子在电或热激发下具有发射出特殊电磁辐射的特性。这种方法能够通过发射物对样品进行定性定量分析，从而了解其中元素，具有能够测试多种元素的优点，并且工作人员运用此种方法仅需要消耗较少的样品即可完成。

2.2 X 射线荧光光谱法

X 射线荧光光谱法的主要原理：基态的原子如果没有被激发，那么原子会处于低能态，如果被适量频率的辐射线激发，则会变成高能状态，当原子处于高能状态时会发射荧光，其波长具有特殊性。技术人员能够通过样品的荧光波长，检测出样品的元素种类，这种方法能够快速检测出样品的元素，被广泛应用在电网设备金属材料的检测中，但是具有只能测出含量，无法进行准确分析的缺点。以我国自主研发波谱—能谱复合型X 射线荧光光谱仪为例，该仪器集波谱、能谱、微X 射线分析于一身，集成了波谱和能谱的优点，扩展了X 射线荧光光谱仪的分析领域，搭建了从厘米级总体分析到毫米级分布分析的桥梁。所涉及的仪器领域有分析化学检测仪器、材料科研检测仪器、ROHS 检测和无损探伤检测。其中包含探伤机、金相系列产品、三坐标、试验仪器系列和材料试验机等。X 射线可以检查金属与非金属材料及其制品的内部缺陷。如焊缝中的气孔、夹渣，电网设备中金属材料透等体积性缺陷。具有功能完善，自动化程度高、性能可靠，操作简便，检测速度更快更准确的优点。

2.3 加强对设备的研究

随着科学技术的不断发展，检测设备的应用已经深入到生活的各个环节，因为各行业具有不同的需求，所以检测设备的用途与性质存在差异。随着科研成果不断应用到检测设备中，其用途也越来越标准化、智能化、数字化和微型化。为保证对电网设备金属材料进行检测，技术人员应深入研究检验设备，从而降低工作人员的负担。技术人员需要加强检测设备的实用性，保证检测结果误差小，并且保证能够针对不同种类的金属进行检测。另外，需要保证设备能够在不损坏试件的前提下，以物理或化学方法为手段，借助先进的技术和设备器材，对试件的结构、性质、状态进行检查和测试，同时加强技术创新。在已有网设备金属材料检测技术以及仪器设备中，很少有自己的原创技术，长期以来我国和工业发达国家在制造技术上的差距，影响了检测技术的研发能力，技术人员应加强对技术的重视，运用先进的仪器，保证测试结果的准确性。例如，国网冀北电力有限公司电力科学研究院，承担在役发、供电设备的技术监督、技术研发、技术服务、技术改造等工作，其中的检测技术包括材料检测、测厚、无损类检测、机械性能和金相等。由于相关检测项目做得比较多、技术人员优势以及研究院高度的重视，冀北电力的金属检测能力在全国电力系统中走在前列。工欲善其事，必先利其器，冀北电力也十分重视金属检测仪器设备的引进，尤其对于一些比较先进仪器。

3 结语

金属材料在电网设备中具有重要作用，需要工作人员加以研究，提升自身检验金属的水平，创新检验的技术方法。并对金属材料在电网中的使用情况进行实时监督，保证在电网设备中，不出现受损、腐蚀严重的金属材料现象。此外，工作人员应加强对金属材料的研究，延长其使用寿命，为电网的运行提供保障。