Page 52 - 理化检验-物理分册2019年第二期

DOI : １０．１１９７３ / lh jy Ｇwl２０１９０２００９

GIS 用不锈钢板簧断裂分析与预防

杨娇龙,马晓红,史润军,张树成,孙明道,张田甜
( 平高集团河南平芝高压开关有限公司,平顶山 ４６７０１３ )

摘 要: GIS 用不锈钢板簧在进行 ２００ 次操作试验时发生断裂, 通过宏观分析、 化学成分分析、
断口分析、 金相分析、 力学性能试验等方法对板簧断裂原因进行了分析.结果表明: 板簧表面存在
的微小缺陷、 显微组织中的沟状组织及夹杂物、 含有氯离子的腐蚀环境以及应力共同作用, 导致板
簧发生了应力腐蚀开裂.最后针对板簧断裂原因提出了预防措施.
关键词: 板簧;断裂;不锈钢;应力腐蚀开裂

中图分类号: TG１５７ 文献标志码: B 文章编号: １００１Ｇ４０１２ ( ２０１９ ) ０２Ｇ０１１１Ｇ０５
FractureAnal y sisandPreventionofStainlessSteelPlateS p rin g inGIS

,
,
,
YANGJiaolon g MAXiaohon g SHIRun j un , ZHANGShuchen g SUN Min g dao , ZHANGTiantian
( Pin gg aoGrou pHenanPin g zhiHi g hＧVolta g eSwitch g earCo． , Ltd． , Pin g din g shan４６７０１３ , China )
Abstract : Thestainlesssteelp lates p rin ginGISfractureddurin g２００c y cles ’ o p erationtest．Thefracture
causesofthep lates p rin gwereanal y zedb ymacrosco p icanal y sis , chemicalcom p ositionanal y sis , fractureanal y sis ,
metallo g ra p hicanal y sisandmechanical p ro p ert y test．TheresultsshowthatthemicroＧdefectsonthesurfaceofthe
p lates p rin g , theg roovesandinclusionsinthemicrostructure , thecorrosiveenvironmentcontainin gchlorideions
andthestressactedto g etherandresultedinthestresscorrosioncrackin gofthep lates p rin g ．Finall y , p reventive
measureswerep utforwardforthefracturecausesofthep lates p rin g ．
p
Ke y words : lates p rin g ; fracture ; stainlesssteel ; stresscorrosioncrackin g

气 体 绝 缘 金 属 封 闭 开 关 设 备 ( GasInsulated 局部接触电阻增加, 引起局部发热, 最终导致 GIS 触
Switch g ear , GIS ) 是将断路器、 隔离开关、 互感器、 避雷 头烧毁造成短路, 此类事故时有发生, 严重威胁电力
器等元件直接联结在一起, 并全部封闭在接地的金属 系统的安全与稳定运行 [ ３Ｇ４ ] .某电站用 ５５０kV GIS
外壳内, 壳内充以一定压力的 SF ６ 气体作为绝缘和灭 在进行出厂操作试验过程中, 所用日本进口板簧在进
弧介质. GIS广泛应用于高压输电系统, 一旦发生故 行２００次操作过程中发生断裂.为查明该板簧断裂
障, 其检修拆卸工作量大, 停电时间长, 所以要减少 原因, 笔者对断裂的板簧及同批次库存板簧进行了检
GIS的故障发生率 [ １ ] .灭弧装置是 GIS 断路器最核 验和分析, 并给出了可行的预防措施.
心的元件, 其触头开断性能直接影响到 GIS的整体性
１ 理化检验
能, 而板簧是 GIS触头系统中最常见的弹性元件,主
要用在快速接地开关( HES ) 瓣形触指背面以保证触 １．１ 宏观分析
头插入后的可靠接触 [ ２ ] , 适用于封闭组合电器的断路 将断裂板簧从 GIS 灭弧室取出后首先进行宏
器、 接地装置、 电缆分线盒和接点部分.如果板簧发 观观察.由图 １ 可见, 板簧断裂在中间位置, 该位置
生失效, 就不能提供有效的接触压力, 导致动、 静触头 也是板簧工作时受力最大的位置.取断裂板簧的 A
和 B 两断口( 为便于后续描述说明, 断裂板簧的两
部分分别标记为断口 A 和断口 B ) 用酒精超声波清
收稿日期: ２０１８Ｇ０３Ｇ１４
洗 后, 采 用 基 恩 士
基金项目: 国家电网平高集团研究开发项目( PGKJ２０１８Ｇ１０７ ) KEYENCE DIGITAL
作者简介: 杨娇龙( １９８２－ ), 男, 工程师, 学士, 主要从事高压断 MICROSCOPEVHXＧ５００ 数码显微镜对 A 和 B 断
口形貌进行观察.由图 ２ 可见, 断口宏观形貌平直,
路器设计工作, １５９３７５７６０６２＠１６３．com
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