气体绝缘开关设备(Gas Insulated Switchgear)是一种先进的高压电器配电装置。由于其结构紧凑、可靠性高、安装维护方便,在特高压电网建设中被广泛使用,成为特高压配电中不可或缺的一部分。工程实践中,特高压GIS壳体的开裂、漏气、支架变形、伸缩节失稳等事故呈高发态势,一旦发生故障,容易影响供电系统,导致重大的经济损失。本文针对在役的含缺陷特高压GIS壳体的安全性展开研究,通过实地检测和壳体材料试验,获得实际环境载荷和材料性能,最后对壳体缺陷进行了安全评定。使用热电偶、应变片和电子千分表等仪器对GIS壳体的环境载荷进行现场测试,得到壳体在日照作用下温度、热应力、轴向位移与弯曲转角的变化规律。壳体应力分布受日照辐射影响较大。受日照影响时段,顶部温度短时急升,顶部温度比底部高10℃,两侧温度对称分布;非日照影响时段,壳体整体温度基本一致,主要受气温影响。受其影响,壳体缺陷处昼夜间热应力最大变化量达15MPa。壳体两处支撑滑块和伸缩节工作正常时,壳体在温度影响下热胀冷缩所产生的轴向变形量达0.973mm。壳体各部温度分布不均所引起的非均匀变形导致的法兰转角达0.01°。壳体温度、热应力和变形以24小时为周期变化。对壳体相同材料和制造工艺的焊接试板进行力学性能、断裂性能与疲劳裂纹扩展性能的测试。母材的抗拉强度和屈服强度与方向无关,焊缝屈服强度与母材相差无几,抗拉强度较低,但均达到标准GB/T 3880-2006的要求。母材平均断裂韧度约为47.91kJ/m~2,焊缝平均断裂韧度约为46.79kJ/m~2,两处断裂韧性差距不明显,由于焊缝组织不均匀及焊接过程中可能产生缺陷,其断裂韧性相较母材有更大的离散性。母材与焊缝的疲劳裂纹扩展性能整体比较接近。通过比较论证R6标准中3条失效评定曲线的安全性,参考GB/T 19624中的常规评定方法,对焊缝缺陷进行安全评定。结果表明:两个缺陷在当前工况下是安全的。左右两侧缺陷的疲劳循环次数分别约:6971次和37915次;左侧缺陷不满足设计使用寿命,右侧缺陷满足。