变电站避雷针断裂原因分析及对策.doc

《宁夏电力》２（）ｌｏ年增刊 变电站避雷针断裂原因分析及对策 徐贤，吴国忠，李岩，马明烨．陆建民 宁夏电力岱司电力稃学研究院， 宁夏 银川 ７５００ 摘要：针对某变电站架构避雷针和独立避雷针的断裂事故，采用断口宏观和微观扫描电 镜检查、化学成分分析、力学性能试验、金相组织检查等方法，找出避雷针断裂原因是由于结 构因素、交变风栽荷和低温的共同作用．致使构件最薄弱部位发生疲劳断裂通过检验结果 分析．提出整改措施和建议 关键词：避雷针；焊接应力；风载荷；低温；疲劳断裂 中图分类号：ＴＭ８６２ 文献标志码：Ｂ 文章编号：１６７２—３６４３（２０１０）ｚｋ一００９４—０６ 间．７５０ ｋＶ区域１号独■避雷针发生断裂．避雷引１概述 一 断裂部位距地面１７ ｎ１．第２个法’！下焊口钢管侧 某７５０ ｋＶ变电站构架系西北电力设计院设 焊趾部位．断裂现场见图２＝计．浙汀盛达铁塔有限公司制造．送变电工程公司承建：３３０ ｋＶ架构及避雷针于２００７年３月起吊，２００７年５月１５日吊装结束；７５０ ｋＶ独立避雷针于２００７年６月１５ Ｈ起吊，２００７年６月１９日吊装结束．７５０ ｋＶ区域有３座独立避雷针，ｌ号独立避雷针高５６ ｍ，分８段法兰连接，材质为Ｑ２３５Ｂ，最 囤１桨构避雪针断裂现场图２独立避雷针断裂现场下部有缝焊管直径为ｃｂ７５０ ｍｍ×１２ ｍｍ；３３０ ｋＶ区 经现场对３３０ ｋＶ区域未发生断裂的１３交Ａ域有６座架构避雷针．高１８．５ ｍ，安装在架构上． 轴和１Ｉ交Ａ轴２座构架避雷下数第ｊ个法兰角架构高２０ ５ ｒｆｌ．分３段法兰连接，使用材料为江苏 焊缝进行外观质量抽查，发现１３交Ａ轴构架避雷沙钢生产的Ｑ２３５Ｂ．法兰规格击５８０ ｍｉｎｘ２８ ｍｍ， 针与构架柱帽相贯支管箭板两侧钢管母材及热影最下部有缝焊管直径为士３８０ ｍｉｎｘ６ ｍｍ。 响区开裂，见图３；１３交Ａ轴构架避雷针下数第１ ２００８年１２月，该变电站架构避雷针和独立避 个法兰上焊口钢管侧焊趾部位开裂约４００ ｍｍ．避雷针先后发生断裂事故。２００８年１２月３日凌晨， 雷针拆下检查，发现下数第１个法兰上焊１５钢管３３０ ｋＶ区域３５构架１６交Ａ轴４１ａ架构避雷针发 侧焊趾实际开裂４３０ ｍｎ〕．裂纹从外壁向内壁已贯生断裂．避雷针断裂部位距构架ｌ ｍ．下数第１个 穿（见图４），对称倒钢管侧焊趾有３００ ｍｍ末裂通法兰上焊几钢管侧焊趾（焊缝和母材交界处）部 的裂纹．渗透探伤裂纹向两侧延长．裂纹从咬边处位，断裂部位见图ｌ。２００８年１２月１５曰凌晨期 萌生；１１交Ａ轴构架避雷针下数第１个法兰角焊 收稿日期：２０１０—０９—０８ 作者简介：徐贤（１９７２一）．女．高级〕＝程师．从事电力系统金属材料检测１一作 ·９４· 一 《宁夏电力））２０ｌｏ年增刊 变电站避雷针断裂原因分析及对策缝班场外观榆矗末发观肝裂性缺陷 Ｉ ａ Ｊ 【ｂ】 图３未断裂架掏避雷针 图４末断裂颦构避雷针 图６ ７５０ ｋＶ区域１号独立避雷针断口宏观形貌 筋板开裂 上法兰开裂 脱榆查断口，初始开裂区长约５６０ｆｉｌｌｎ，见刖６（ｂ）． 断ｕ齐平，有明显疲劳辉纹；对称侧有２７０…的２检验结果 区域｛＿｝｛现明晟疲劳辉纹，断ｎ齐ｆ；左７ Ｊ两侧断ｎ 分别有５００ Ｎｌｍ和２３０ＩｒｌＩＩｌ的区域呈４５。角．杯锥 为查找避雷针断裂的原因，对已断避雷制的 状，表面黑灰色。断几进行了宏观．扫描电镜检查，法兰断裂部位钢 ２．２化学成分分析管及术断裂部位不同壁厚的钢管进行化学成分分 选取一块材质为Ｑ２３５Ｂ厚度９ ｔｏｎｉ的原始钢析和拉伸、冷弯段不同温度下的冲击试验．对断几 板、对首先断裂的３３０ ｋＶ区域１６交Ａ轴避雷针部位焊接接头、母材金相组织进行分析． 钢管和法兰，３３０ ｋＶⅨ域１３交Ａ轴避雷针下数２１宏观检查 第１段钢管（简称１３一Ａ一１．规格０，３８０ ｍＮｌＸ６ 对变电站３３０ ｋＶ区域３５构架１６交Ａ轴４１ａ ｍｍｊ、７５０ ｋＶ区域１号独立避雷针下数第１段下避雷针和７５０ ｋＶ区域１号独立避雷针断盯进行 部（简称独１—１下．规格＋７５０一×１２ ｍｍ）、发生宏观检查，１６交Ａ轴４１ａ避雷针断几见图５．断几 断裂的第２段上部（简称独ｌ－２ Ｊ：，规格由５００ｍｍｘｌ０上２５０ ｍｍ的区域断口陈旧齐ｆ．已氧化锈蚀并有 ｍｍ）、第５段下部（简称独１－５下．规格州００ｍｍｘ８泥土，对侧断ＶＩ边缘有近１一深裂纹区；两侧断 ｍｍ）进行化学成分分析，结果均符合文献〔１〕中材口分别有２２０ ｍｍ和１７０ ｍｍ的区域呈４５。角．杯 料牌号对Ｑ２３５Ｂ材料的化学成分要求，分析结果锥状．表面呈黑灰色。 见表】。 ２ ３力学性能试验 对首先断裂的３３０ ｋＶ区域架构避雷针１６一 ．＾一】断口附近钢管ｆ规格∞３０ｍｍ×６ｍｍ）、１３一