波紋管在GIS中的應用及安裝注意事項

徐克軍 劉敏 王樹奎 張學龍 張建華

摘 要：受外力或者溫度影響，波紋管能夠產生橫向、縱向及綜合位移，因此，可以在安裝GIS時補償因工藝誤差和施工誤差而產生的母線、開關、刀閘等設備的尺寸變化;可以在GIS運行時補償因基礎變形、設備動作、熱脹冷縮而產生的伸縮量。文章通過介紹波紋管的不同分類及其安裝注意事項，旨在為變電站波紋管安裝提供施工參考和建議。

關鍵詞：GIS;波紋管;變電安裝

1? ? 概述

受環境溫度和自身運行溫度影響，地理信息系統（Geographic Information System，GIS）在長時間運行后會因熱脹冷縮產生較大的伸縮量，加之基礎變形和多次機械操作等多種因素堆疊，久而久之會引起GIS支撐件斷裂、母線連接變形等一系列質量問題。此外，在施工過程中往往會因為施工誤差而需要對其進行相應的安裝補償。基于以上分析，可以通過在GIS安裝過程中增設波紋管來保證GIS的正常運行。

波紋管作為一種金屬管殼元件，在具備密封性的同時具備一定的彈性，在外力或者溫度的影響下，波紋管能夠產生橫向、縱向及綜合位移，因此，可以在安裝GIS時補償因工藝誤差和施工誤差而產生的母線、開關、刀閘等設備的尺寸變化;可以在GIS運行時補償因基礎變形、設備動作、熱脹冷縮而產生的伸縮量。

2? ? 工作條件

波紋管的補償量在不同電壓等級設備中往往存在較大區別。一般而言，在220 kV GIS設備中使用的波紋管具備如下調整量：縱向±10 mm，橫向±5 mm，在110 kV GIS設備中使用的波紋管具備如下調整量：縱向±20 mm，橫向±5 mm。

2.1? 形狀、位置公差要求

為GIS設備長期穩定運行考慮，所使用波紋管的密封性及加工精度均要嚴格要求，波紋管兩側法蘭對接時，相應螺栓的對穿精度、法蘭密封端面粗糙度、密封圈槽的開槽精度均有嚴格的誤差要求。

2.2? 耐壓試驗要求

波紋管出廠前必須進行水壓試驗，當試驗水壓達到1.5倍的波紋管設計壓力時，所測波紋管應當在規定的試驗時間內不出現漏水、失穩甚至不可逆變形等現象。

2.3? 密封試驗要求

（1）波紋管耐壓試驗通過后，需要進行密封試驗。向波紋管內充1.5倍波紋管設計壓力的SF6氣體，保持10 min后，降至設計壓力，保持4 h以上，隨后對其進行檢漏，漏氣率應小于0.5 Pa·cm3/s。

（2）上述試驗通過后，對波紋管抽真空至13.1 Pa，并保持真空狀態5 min，期間波紋管真空度不應大于15.0 Pa。

3? ? 分類

根據波紋管在GIS中發揮作用的不同，主要可以將波紋管分為普通安裝型和溫度補償型兩種。波紋管應根據實際使用場景（補償溫度變形或者安裝誤差）來進行選型。

3.1? 普通安裝型波紋管

當產生法蘭內壓推力時，普通安裝型波紋管主要靠附件拉桿來對該推力進行限制，并抵抗對波紋管的拉伸。本類型波紋管多應用于串內刀閘之間及較短的分支母線，可以調節安裝誤差，能夠實現GIS設備的拆卸與再組裝。此外，也可用于補償因設備基礎變形而產生的位移。

3.2? 溫度補償波紋管

溫度補償波紋管可根據具體工況分為縱向溫補波紋管和橫向溫補波紋管，其中縱向溫補波紋管通過不同方式（拉桿、壓力彈簧、內部平衡壓力）調整伸縮尺寸來補償變形量，通常分拉桿補償型、彈簧平衡型、自平衡型3種。

3.2.1? 拉桿補償型波紋管

拉桿補償型波紋管往往通過在相鄰的固定支架之間設置多個長拉桿來補償因熱脹冷縮而產生的變形量，但這種波紋管受拉桿長度限制，只能調節有限范圍內的變形量。

3.2.2? 彈簧平衡型波紋管

彈簧平衡型波紋管的核心附件是預壓縮碟簧，通過該碟簧的張弛來平衡內壓推力，并吸收因基礎沉降或熱脹冷縮而引起的伸縮量。隨著周邊溫度的降低，GIS設備殼體開始收縮，同時帶動波紋管兩側法蘭向外拉伸，此時波紋管內部碟簧被釋放;當周邊溫度升高時，GIS設備殼體開始膨脹，同時帶動波紋管兩側法蘭向內壓縮，此時波紋管內部碟簧被壓縮。本類波紋管一般適用于長度不大于10 m的母線。

3.2.3? 自平衡型波紋管

自平衡型波紋管的工作原理同彈簧平衡型波紋管大同小異，其由兩個位于兩側的工作波紋管和一個位于中間的彎頭固定端、拉桿、法蘭共同組成。本類波紋管依靠這種結構能夠實現內壓自平衡，當其進行溫度補償時對設備基礎和設備支撐不產生影響，適用于長度較短的主母線和分支母線。

4? ? 安裝注意事項

（1）波紋管安裝前應進行嚴格驗收，產品合格證、使用說明書應齊全。

（2）施工單位在安裝前，需要逐一核查波紋管的規格、型號、數量，各項內容應符合設計及廠家說明書的要求。

（3）施工單位在安裝過程中，應采取防塵、防潮等相關保護措施，同時關注天氣狀況，安裝應在無風、無雨、無雪、相對濕度不大于80%的環境下進行。

（4）應按照波紋管供應商提供的設備編碼及相應的安裝流程進行組裝，在安裝過程中嚴禁碰擊波紋管，防止損傷密封面、密封圈。

（5）不得使用已經用過、已經變形的密封圈。

（6）如在波紋管附近進行焊接工作，應采取措施保證環境潔凈，防止焊渣等雜質飛濺到波紋管內部。

（7）應使用扭矩可調扳手，并設定符合規程的力矩值，對波紋管涉及的所有相關螺栓進行緊固。

（8）安裝完成后應及時清理波紋管各個波紋之間可能妨礙伸縮調節過程的堵塞物。

[參考文獻]

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