波紋管在GIS組合電器上的應用及問題防范

彭 斌，張華東，卜文烽（國網湖南省電力公司檢修公司，湖南長沙410000）

波紋管在GIS組合電器上的應用及問題防范

彭 斌，張華東，卜文烽（國網湖南省電力公司檢修公司，湖南長沙410000）

GIS組合電器應用越來越廣泛，對GIS各組成部件的質量管控值得重視。本文論述了波紋管在GIS組合電器上的應用及問題防范，包括波紋管基本結構、技術要求、現場安裝工藝及注意事項、常見質量問題防范等方面，對實際工程應用有一定的指導作用。

GIS組合電器；波紋管；安裝工藝

引言

六氟化硫氣體絕緣金屬封閉組合電器 （簡稱GIS組合電器）的應用使緊湊型、高電壓、大容量新型變電站的發展得以實現，近年來已在國內外得到廣泛的應用。伸縮節是GIS的重要組成部件之一，主要用于組合電器裝配調整、吸收基礎間的相對位移和熱脹冷縮的伸縮量等。伸縮節分為：波紋伸縮節、套筒伸縮節、方形自然補償伸縮節等幾大類型，其中以波紋伸縮節最為常用。本文將從基本結構、技術要求、現場安裝工藝、常見質量問題防范等方面論述波紋伸縮節的安裝使用要求。

1 基本結構

波紋管伸縮節是用金屬波紋管制成的一種伸縮節。它能沿軸線方向伸縮，也允許少量彎曲。圖1為常見的軸向式波紋管伸縮節，用在管道上進行軸向長度補償。為了防止超過允許的補償量，在波紋管兩端設置有保護拉桿，在與它聯接的兩端管道上設置導向支架。另外還有轉角式和橫向式伸縮節，可用來補償管道的轉角變形和橫向變形。

波紋管設計壓力一般在0.4～0.75MPa，設計溫度一般在-50～150℃，具有軸向和徑向調節能力。

圖1 軸向式波紋管伸縮節

2 技術要求

鑒于波紋管對于GIS組合電器的重要性，對該部件有嚴格的技術要求。

2.1 材料性能要求

波紋管的材料性能，應具有已知的和經過鑒定的最低限度物理性能。制造商應根據材料合格證和進廠檢驗結果，對材料的選用負責。一般選用不銹鋼材質，使用液壓機擠壓成型。

2.2 加工精度要求

由于GIS用波紋管的密封性及安裝精度要求，波紋管兩側法蘭端面密封面、密封槽的加工精度及粗糙度以及波紋管兩側法蘭對應的螺栓孔的對穿精度等形狀、位置公差都有嚴格的規定。

2.3 焊接工藝要求

波紋管管坯用鋼板卷制時，波紋管本體不應有環向焊接接頭，兩條焊接接頭間隔應大于250mm，焊縫應經過探傷試驗合格。

2.4 使用壽命要求

波紋管在規定的設計壓力、等效軸向位移條件下循環伸縮，在規定循環次數內不應有泄漏。

2.5 耐壓力試驗要求

波紋管應進行耐壓試驗，保證水壓試驗在1.5倍的設計壓力下，在規定的保壓時間內不得有泄漏、損壞、失穩和永久變形。波紋管的破壞壓力應不小于3.9倍設計壓力（20℃表壓）。

3 安裝工藝及注意事項

以軸向式波紋管為例介紹波紋管的安裝工藝及注意事項。

波紋管與母線在現場對接前，應仔細檢查波紋及密封槽部分是否有劃傷或磕碰現象，若發現有劃傷或碰傷現象，應先行確認劃傷或磕碰的面積、深度、具體位置以及數量，然后將具體情況反饋廠家進行判定，在得到明確答復可用后方可進行裝配。

軸向式波紋管在運輸時，兩端四處的八個螺母均處于緊固狀態。現場安裝時，根據安裝誤差的需要，松開一端法蘭內外兩側4個螺母，使波紋管處于可調節狀態。通過調整雙頭螺桿的尺寸，而使波紋管的總尺寸改變，滿足安裝要求。要注意測量調整前后波紋管的安裝尺寸并保證波紋管未超出其允許的軸向調節范圍。在波紋管兩端法蘭固定后，再緊固雙頭螺桿上的螺母。

安裝過程中，必須對可調整的伸縮節處的導體連接情況進行重點檢查。對于母線伸縮節可以通過兩個GIS出線間隔帶母線伸縮節進行導電回路電阻試驗來檢查。

安裝完成后，在產品內部充氣之前必須鎖死波紋管外側的螺母，否則易造成伸縮節損壞。

波紋管在投運前，以及正常運行中，導向支架的兩端螺栓應保持一端內外側螺帽均勻緊固，另一端內外側螺帽均留有5mm左右的間隙（具體數據以廠家技術要求為準），便于伸縮節吸收基礎沉降引起的位移量和熱脹冷縮引起的伸縮量，如圖2所示。

圖2 軸向式波紋管伸縮節調整示意圖

4 常見質量問題防范

某變電站126kV GIS運行中發現兩起主母線氣室嚴重漏氣，均在波紋管與母線筒壁焊接部位。檢查認定在溫度變化過程中金屬材料產生熱脹冷縮，而波紋管內外側螺母與法蘭間預留預度不足，母線筒熱脹冷縮導致兩端法蘭反復形變，在應力作用下焊縫出現裂紋，如圖3所示。

圖3 螺桿頂住側壁產生裂紋

對法蘭盤兩側螺栓與法蘭盤的緊固間隙檢查，發現兩側螺栓與法蘭盤處于頂緊的狀態，均無間隙。而按照設計要求，內側螺栓與法蘭盤應有3～5mm間隙，外側螺栓不應有間隙。

可見，GIS法蘭盤緊固間隙不合理是導致漏氣缺陷的主要誘因。該126kV GIS設備為夏季安裝，由于當時氣溫較高，母線套筒處于膨脹狀態，而波紋管處于受壓狀態。變電站所處地區年度最大溫差約為35℃，氣溫較低時母線套筒將收縮。但當時設計方僅指出內側螺栓需留間隙，并未指出外側螺栓需留一定間隙，導致氣溫較低、母線套筒收縮的情況下，螺桿由于外側螺栓牽引壓縮波紋管變形。

防范措施：①安裝調整時嚴格按照廠家技術標準進行調整。②運行中注意檢查GIS設備波紋管兩側螺母與法蘭間是否留有技術規范要求的伸縮余量。

5 結論

波紋管作為GIS組合電器的重要組成部件之一，工程技術人員應清楚其結構及工作原理，在實際工程中從出廠監造、安裝調試、運行維護等各個階段保證波紋管的性能完好，避免使用不當出現質量問題。

[1]《額定電壓72.5kV及以上氣體絕緣金屬封閉開關設備》（GB7674-2008）.

[2]楊曉衛，胡延濤.波紋管在封閉組合電器上的應用及調整[J].電工文摘，2010，4.

[3]《氣體絕緣金屬封閉開關設備技術條件》（DL/T617-2010）.

TM595

A

2095-2066（2016）32-0053-02

2016-11-1

彭 斌（1985-），男，工程師，工學碩士，從事電力系統運行與工程技術工作。

張華東（1983-），男，工程師，工學碩士，從事電力系統運行與工程技術工作。

卜文烽（1984-），男，工程師，工學碩士，從事電力系統運行與工程技術工作。