謝 喆

（國(guó)網(wǎng)四川省電力公司物資分公司，四川成都 610052）

0 引言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)與城市化的發(fā)展，人們對(duì)于電力運(yùn)行質(zhì)量的要求隨之增加，為此工作人員需要?jiǎng)?chuàng)新電網(wǎng)設(shè)備的建設(shè)。其中，使用金屬材料的數(shù)量與種類(lèi)日益增加，需要專(zhuān)業(yè)的工作人員對(duì)其進(jìn)行檢驗(yàn)并監(jiān)督，保證金屬材料質(zhì)量。同時(shí)對(duì)金屬材料進(jìn)行定期檢測(cè)，查看其使用情況，避免出現(xiàn)由于金屬材料質(zhì)量不過(guò)關(guān)而產(chǎn)生電網(wǎng)難以運(yùn)行的情況。

1 電網(wǎng)設(shè)備金屬材料監(jiān)督

1.1 建立數(shù)據(jù)庫(kù)

金屬材料作為電網(wǎng)設(shè)備及部件最重要的構(gòu)成單元，承擔(dān)著導(dǎo)電、支撐、連接等功能，具有應(yīng)用廣泛，數(shù)量龐大的特點(diǎn)。為此，企業(yè)應(yīng)運(yùn)用數(shù)字化技術(shù)，建立電網(wǎng)設(shè)備金屬材料數(shù)據(jù)庫(kù)，便于員工對(duì)電網(wǎng)設(shè)備中的金屬材料進(jìn)行監(jiān)督工作。電網(wǎng)金屬材料主要分為鋼、鋁、銅、鍍層等4 類(lèi)，需要技術(shù)人員根據(jù)電網(wǎng)金屬材料失效的原因以及種類(lèi)進(jìn)行歸類(lèi)，結(jié)合監(jiān)督人員的要求建立數(shù)據(jù)庫(kù)[1]。以南方電網(wǎng)為例，針對(duì)電網(wǎng)設(shè)備金屬材料監(jiān)督成立大數(shù)據(jù)中心，為適應(yīng)電網(wǎng)精細(xì)化管理的要求，解決電網(wǎng)中設(shè)備的金屬材料具有領(lǐng)域廣、數(shù)據(jù)量大、更新變化快等問(wèn)題，依托“大云物移”新技術(shù)，構(gòu)建“電網(wǎng)分析—電網(wǎng)診斷—電網(wǎng)規(guī)劃—項(xiàng)目可研—項(xiàng)目實(shí)施—項(xiàng)目后評(píng)價(jià)”的電網(wǎng)發(fā)展全過(guò)程閉環(huán)管理體系。通過(guò)數(shù)據(jù)自動(dòng)抽取、信息智能匹配等方面的應(yīng)用，對(duì)電網(wǎng)設(shè)備中的金屬材料進(jìn)行細(xì)致檢驗(yàn)，滿(mǎn)足在監(jiān)督工作中，監(jiān)督全視角、多維度管控的需求。同時(shí)，移動(dòng)終端安全接入及管控裝置由安裝在終端上的加密卡或加密芯片、可信網(wǎng)關(guān)、數(shù)據(jù)交互組件和后臺(tái)系統(tǒng)組成，具備身份認(rèn)證、安全加固、數(shù)據(jù)及鏈路加密、異常預(yù)警和運(yùn)行監(jiān)測(cè)等功能，進(jìn)一步提升對(duì)終端設(shè)備的可信認(rèn)證，提供了高效穩(wěn)定的支撐環(huán)境，保證電網(wǎng)金屬材料監(jiān)督數(shù)據(jù)庫(kù)的穩(wěn)定運(yùn)行。

1.2 加強(qiáng)工作人員水平

工作人員的能力水平，能夠直接影響電網(wǎng)設(shè)備金屬材料的監(jiān)督水平，為此工作人員應(yīng)加強(qiáng)自身能力，學(xué)習(xí)先進(jìn)技術(shù)。在電網(wǎng)設(shè)備金屬材料監(jiān)督工作中的主要內(nèi)容：①參照電網(wǎng)設(shè)備中金屬材料運(yùn)行原始記錄，對(duì)比出廠(chǎng)試驗(yàn)各項(xiàng)指標(biāo)，以及現(xiàn)階段運(yùn)行狀況進(jìn)行記錄；②抽查原材料購(gòu)貨合同及合格標(biāo)識(shí)，根據(jù)需要現(xiàn)場(chǎng)抽檢檢測(cè)部分材料。另外，為提高監(jiān)督人員的工作能力，公司應(yīng)積極舉辦活動(dòng)，向工作人員傳達(dá)監(jiān)督電網(wǎng)設(shè)備金屬材料的重要性，結(jié)合工作的實(shí)際情況，從技術(shù)監(jiān)督相關(guān)檢測(cè)原理、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)入手對(duì)員工進(jìn)行培訓(xùn)[2]。例如，為進(jìn)一步提高貴州電力系統(tǒng)各單位金屬監(jiān)督工作人員的能力，保障電力設(shè)備的安全可靠經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。2017 年8 月29-30 日，貴州電力科學(xué)研究院與貴州電機(jī)工程學(xué)會(huì)電工委員會(huì)成功舉辦了2017 年貴州省電力系統(tǒng)金屬材料技術(shù)監(jiān)督交流會(huì)?；仡櫫穗娋W(wǎng)多年來(lái)大多數(shù)一次設(shè)備發(fā)生事故的根本原因是材料質(zhì)量不過(guò)關(guān)、老化疲勞、腐蝕卡澀等原因造成。供電局的一線(xiàn)同志多數(shù)工作人員都是電專(zhuān)業(yè)畢業(yè)，很少有了解有關(guān)金屬材料的知識(shí)，所以需要對(duì)其普及電網(wǎng)設(shè)備中金屬材料的知識(shí)。在此過(guò)程中，專(zhuān)家講解了最新電網(wǎng)金屬材料監(jiān)督的標(biāo)準(zhǔn)，以及貴州電科院在貴州電網(wǎng)開(kāi)展金屬材料監(jiān)督的現(xiàn)狀，如何在供電局開(kāi)展金屬材料監(jiān)督，如何評(píng)定開(kāi)展程度，介紹國(guó)網(wǎng)及其他發(fā)電企業(yè)開(kāi)展金屬材料監(jiān)督的狀況，以加強(qiáng)監(jiān)督人員對(duì)于金屬檢測(cè)重要性的認(rèn)識(shí)。

1.3 壽命預(yù)測(cè)

在進(jìn)行電網(wǎng)設(shè)備金屬材料監(jiān)督過(guò)程中，工作人員需要對(duì)材料的壽命進(jìn)行預(yù)測(cè)，從而減低監(jiān)督難度。第一，由于影響電網(wǎng)設(shè)備金屬材料使用壽命的因素較多，包括環(huán)境、氣候等因素，并且電網(wǎng)工程覆蓋區(qū)域廣闊，所處的自然環(huán)境復(fù)雜多樣，既有高溫高濕的沿海地區(qū)，腐蝕性極強(qiáng)的酸性土壤、鹽漬土等惡劣腐蝕環(huán)境，又面臨部分工業(yè)快速發(fā)展地區(qū)所帶來(lái)的重工業(yè)大氣污染環(huán)境，因此監(jiān)督人員需要根據(jù)電網(wǎng)所屬的地區(qū)進(jìn)行判斷，保證檢測(cè)到位、分析深入。第二，為保障電網(wǎng)運(yùn)行安全，監(jiān)督人員應(yīng)提高自身能力水平，同時(shí)，加強(qiáng)數(shù)字化的運(yùn)用，技術(shù)人員應(yīng)積極研究對(duì)金屬材料高效準(zhǔn)確的腐蝕模擬、評(píng)價(jià)、監(jiān)測(cè)技術(shù)及裝備的開(kāi)發(fā)及應(yīng)用，便于技術(shù)更換，保證監(jiān)督人員能夠?qū)﹄娋W(wǎng)金屬材料的壽命進(jìn)行快速、準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)。例如，國(guó)家電網(wǎng)公司電網(wǎng)金屬材料腐蝕與防護(hù)技術(shù)科技攻關(guān)團(tuán)隊(duì)，建立了大氣腐蝕監(jiān)測(cè)平臺(tái)和數(shù)據(jù)庫(kù)，從而開(kāi)發(fā)出了目前世界上第一張“動(dòng)態(tài)大氣腐蝕性地圖”。僅此一個(gè)分支技術(shù)路線(xiàn)的執(zhí)行就經(jīng)歷了4 代改進(jìn)，耗時(shí)3 年。在完成上述艱難的準(zhǔn)備工作并掌握了現(xiàn)場(chǎng)第一手?jǐn)?shù)據(jù)之后，才切入了項(xiàng)目的“正題”，該團(tuán)隊(duì)建立了輸電線(xiàn)路大氣環(huán)境和土壤環(huán)境腐蝕性的分級(jí)原則和評(píng)定方法。實(shí)現(xiàn)了對(duì)腐蝕安全等級(jí)的評(píng)定及壽命預(yù)測(cè)，不僅可用于測(cè)試電網(wǎng)設(shè)備金屬材料壽命，對(duì)其他行業(yè)也具有普遍實(shí)用意義。

2 電網(wǎng)設(shè)備金屬材料檢測(cè)方法

2.1 原子光譜分析法

原子光譜分析法是一種傳統(tǒng)分析金屬材料成分的方法，各種元素在高溫、高能量的激發(fā)下都能產(chǎn)生自己特有的光譜，工作人員能夠根據(jù)電網(wǎng)設(shè)備金屬中的特有光譜進(jìn)行分析。在此過(guò)程中，技術(shù)人員需要借助電弧、電火花等外界能源激發(fā)試樣，使被測(cè)元素發(fā)出特征光譜。將結(jié)果與化學(xué)元素光譜表對(duì)照，做出分析。原子光譜分析法分為原子吸收光譜法和原子發(fā)射光譜法兩種，其中原子吸收光譜法主要原理是：在氣態(tài)狀態(tài)下，基態(tài)原子的外層電子對(duì)可見(jiàn)光和紫外線(xiàn)的相對(duì)應(yīng)原子共振輻射線(xiàn)的吸收強(qiáng)度來(lái)定量分析被測(cè)元素含量。這種方法靈敏度較高，具有較強(qiáng)的抗干擾能力，但是難以對(duì)多種元素進(jìn)行分析，所以工作人員需要加強(qiáng)對(duì)其研究，將這種方法有效地運(yùn)用在電網(wǎng)設(shè)備金屬材料中。原子發(fā)射光譜法是通過(guò)各元素離子或原子在電或熱激發(fā)下具有發(fā)射出特殊電磁輻射的特性。這種方法能夠通過(guò)發(fā)射物對(duì)樣品進(jìn)行定性定量分析，從而了解其中元素，具有能夠測(cè)試多種元素的優(yōu)點(diǎn)，并且工作人員運(yùn)用此種方法僅需要消耗較少的樣品即可完成。

2.2 X 射線(xiàn)熒光光譜法

X 射線(xiàn)熒光光譜法的主要原理：基態(tài)的原子如果沒(méi)有被激發(fā)，那么原子會(huì)處于低能態(tài)，如果被適量頻率的輻射線(xiàn)激發(fā)，則會(huì)變成高能狀態(tài)，當(dāng)原子處于高能狀態(tài)時(shí)會(huì)發(fā)射熒光，其波長(zhǎng)具有特殊性。技術(shù)人員能夠通過(guò)樣品的熒光波長(zhǎng)，檢測(cè)出樣品的元素種類(lèi)，這種方法能夠快速檢測(cè)出樣品的元素，被廣泛應(yīng)用在電網(wǎng)設(shè)備金屬材料的檢測(cè)中，但是具有只能測(cè)出含量，無(wú)法進(jìn)行準(zhǔn)確分析的缺點(diǎn)。以我國(guó)自主研發(fā)波譜—能譜復(fù)合型X 射線(xiàn)熒光光譜儀為例，該儀器集波譜、能譜、微X 射線(xiàn)分析于一身，集成了波譜和能譜的優(yōu)點(diǎn)，擴(kuò)展了X 射線(xiàn)熒光光譜儀的分析領(lǐng)域，搭建了從厘米級(jí)總體分析到毫米級(jí)分布分析的橋梁。所涉及的儀器領(lǐng)域有分析化學(xué)檢測(cè)儀器、材料科研檢測(cè)儀器、ROHS 檢測(cè)和無(wú)損探傷檢測(cè)。其中包含探傷機(jī)、金相系列產(chǎn)品、三坐標(biāo)、試驗(yàn)儀器系列和材料試驗(yàn)機(jī)等。X 射線(xiàn)可以檢查金屬與非金屬材料及其制品的內(nèi)部缺陷。如焊縫中的氣孔、夾渣，電網(wǎng)設(shè)備中金屬材料透等體積性缺陷。具有功能完善，自動(dòng)化程度高、性能可靠，操作簡(jiǎn)便，檢測(cè)速度更快更準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)。

2.3 加強(qiáng)對(duì)設(shè)備的研究

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，檢測(cè)設(shè)備的應(yīng)用已經(jīng)深入到生活的各個(gè)環(huán)節(jié)，因?yàn)楦餍袠I(yè)具有不同的需求，所以檢測(cè)設(shè)備的用途與性質(zhì)存在差異。隨著科研成果不斷應(yīng)用到檢測(cè)設(shè)備中，其用途也越來(lái)越標(biāo)準(zhǔn)化、智能化、數(shù)字化和微型化。為保證對(duì)電網(wǎng)設(shè)備金屬材料進(jìn)行檢測(cè)，技術(shù)人員應(yīng)深入研究檢驗(yàn)設(shè)備，從而降低工作人員的負(fù)擔(dān)。技術(shù)人員需要加強(qiáng)檢測(cè)設(shè)備的實(shí)用性，保證檢測(cè)結(jié)果誤差小，并且保證能夠針對(duì)不同種類(lèi)的金屬進(jìn)行檢測(cè)。另外，需要保證設(shè)備能夠在不損壞試件的前提下，以物理或化學(xué)方法為手段，借助先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備器材，對(duì)試件的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、狀態(tài)進(jìn)行檢查和測(cè)試，同時(shí)加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新。在已有網(wǎng)設(shè)備金屬材料檢測(cè)技術(shù)以及儀器設(shè)備中，很少有自己的原創(chuàng)技術(shù)，長(zhǎng)期以來(lái)我國(guó)和工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家在制造技術(shù)上的差距，影響了檢測(cè)技術(shù)的研發(fā)能力，技術(shù)人員應(yīng)加強(qiáng)對(duì)技術(shù)的重視，運(yùn)用先進(jìn)的儀器，保證測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性。例如，國(guó)網(wǎng)冀北電力有限公司電力科學(xué)研究院，承擔(dān)在役發(fā)、供電設(shè)備的技術(shù)監(jiān)督、技術(shù)研發(fā)、技術(shù)服務(wù)、技術(shù)改造等工作，其中的檢測(cè)技術(shù)包括材料檢測(cè)、測(cè)厚、無(wú)損類(lèi)檢測(cè)、機(jī)械性能和金相等。由于相關(guān)檢測(cè)項(xiàng)目做得比較多、技術(shù)人員優(yōu)勢(shì)以及研究院高度的重視，冀北電力的金屬檢測(cè)能力在全國(guó)電力系統(tǒng)中走在前列。工欲善其事，必先利其器，冀北電力也十分重視金屬檢測(cè)儀器設(shè)備的引進(jìn)，尤其對(duì)于一些比較先進(jìn)儀器。

3 結(jié)語(yǔ)

金屬材料在電網(wǎng)設(shè)備中具有重要作用，需要工作人員加以研究，提升自身檢驗(yàn)金屬的水平，創(chuàng)新檢驗(yàn)的技術(shù)方法。并對(duì)金屬材料在電網(wǎng)中的使用情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)督，保證在電網(wǎng)設(shè)備中，不出現(xiàn)受損、腐蝕嚴(yán)重的金屬材料現(xiàn)象。此外，工作人員應(yīng)加強(qiáng)對(duì)金屬材料的研究，延長(zhǎng)其使用壽命，為電網(wǎng)的運(yùn)行提供保障。