摘要：针对一起GIS出线充气套管中心导体断裂故障，从导体材质、焊接质量、断裂相导体断口形态等方面进行分析，运用外观检查及试验手段查找故障原因，最终断定导体断裂由焊接质量不良和运输或装配不当造成。

    GIS设备因占地面积小、可靠性高而越来越多地在电力系统中普及应用。然而，GIS设备的紧凑性和全封闭性结构特点给故障点的检测定位、修复和排除等造成了困难。GIS常见故障包括绝缘故障、元件（机械）故障、气体泄漏、液压机构漏油（漏气）、导体载流故障等。其中，元件机械故障多由设备质量、现场运输、安装工艺等因素引起。机械故障有的在长期运行过程中由于外力作用而逐步显现，由机械损伤逐步发展扩大而成，最终可引发电气故障；有的在安装过程中就已显现，需要及时排除，以避免造成更大损失。机械故障不易发现，但对电力系统危害极大。本文将针对一起GIS出线充气套管中心导体断裂故障，从材质、焊接质量、断裂相导体断口形态等方面进行分析，并运用多种手段查找故障原因。

    1 事故经过
    某日，某750kV变电站＃2主变扩建某间隔，在吊装A相套管，打开运输保护盖板后，发现中心导体断裂。解体断裂相套管，发现中心导体有2处断裂（如图1所示），同时断裂的导体将中间屏蔽筒划伤。解体其余两相套管，目测完好。

    2 检查情况分析
    对完好两相中心导体进行焊缝着色检查，对断裂中心导体进行材料力学性能检查、断口宏观检查、扫描电镜检查、金相组织检查并开展形态分析，以进一步判断中心导体断裂原因。
    2.1导体材质分析
    国标GB/T 4437.1-2000（（铝及铝合金热挤压管第1部分：无缝圆管》规定，6063-T6母材的抗拉强度为205MPa[41。国标GB/T 27676-2011《铝和铝合金导体》规定，6063-T6材质管导体焊接接头强度系数（接头强度与基体金属抗拉强度之比）为60 %。因此，焊接接头强度不低于205MPa×60% = 123MPa才合格。充气套管返厂后，对断裂相中心导体截取试样进行拉伸破坏试验，试验结果显示焊接接头强度平均为158MPa，表明中心导体的材料选择正确。

    2.2焊接质量分析
    着色探伤检查其中一根完好相导体，焊缝B1处不存在气孔，焊缝B2处存在连续气孔，焊缝B3处存在4点气孔，焊缝B4处存在1点气孔。检查另外一根完好相导体，情况较前者稍好。按工艺要求，焊缝表面是不允许存在气孔的。由此可见，导体焊接质量存在问题。

    2.3断裂相导体断口形态分析
    2.3.1宏观检查
    导体接头从焊缝部位完全断裂，断口新鲜无氧化，呈银灰色。将断口分为1区和2区。断口1区为断口内圈直径方向的两月牙形区域，断口平坦细密，断口内圈（焊缝熔池底部）可见大量气孔、疏松焊接缺陷，并有源于焊接缺陷处径向向外扩展的撕裂台阶，如图2、图3所示；断口2区沿中心导体直径方向，表面粗糙，也可见沿径向向外扩展的撕裂棱，一侧沿45°向下撕裂，另一侧沿45°向上撕裂。根据断口撕裂棱方向判断，断口1区裂纹于内圈焊缝缺陷密集处，为先断裂区；断口2区为最后撕裂区。导体接头外表有3处互成120°的压伤痕迹。

    2.3.2扫描电镜检查
    用扫描电镜检查断口形貌。如图4、图5所示，断口1区的源区位于焊缝内圈的气孔、疏松等焊接缺陷处。源于这些焊接缺陷处的多簇疲劳弧线细而密集，且沿径向向外扩展，因此断口1区为高周疲劳，如图6所示。断口2区为撕裂断口，可见大量韧窝形貌，如图7所示。

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