波紋管在GIS組合電器上的應(yīng)用及問題防范

彭 斌，張華東，卜文烽（國網(wǎng)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(yīng)用及問題防范

彭 斌，張華東，卜文烽（國網(wǎng)湖南省電力公司檢修公司，湖南長沙410000）

GIS組合電器應(yīng)用越來越廣泛，對GIS各組成部件的質(zhì)量管控值得重視。本文論述了波紋管在GIS組合電器上的應(yīng)用及問題防范，包括波紋管基本結(jié)構(gòu)、技術(shù)要求、現(xiàn)場安裝工藝及注意事項、常見質(zhì)量問題防范等方面，對實際工程應(yīng)用有一定的指導(dǎo)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(yīng)用使緊湊型、高電壓、大容量新型變電站的發(fā)展得以實現(xiàn)，近年來已在國內(nèi)外得到廣泛的應(yīng)用。伸縮節(jié)是GIS的重要組成部件之一，主要用于組合電器裝配調(diào)整、吸收基礎(chǔ)間的相對位移和熱脹冷縮的伸縮量等。伸縮節(jié)分為：波紋伸縮節(jié)、套筒伸縮節(jié)、方形自然補償伸縮節(jié)等幾大類型，其中以波紋伸縮節(jié)最為常用。本文將從基本結(jié)構(gòu)、技術(shù)要求、現(xiàn)場安裝工藝、常見質(zhì)量問題防范等方面論述波紋伸縮節(jié)的安裝使用要求。

1 基本結(jié)構(gòu)

波紋管伸縮節(jié)是用金屬波紋管制成的一種伸縮節(jié)。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(jié)，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(shè)置有保護拉桿，在與它聯(lián)接的兩端管道上設(shè)置導(dǎo)向支架。另外還有轉(zhuǎn)角式和橫向式伸縮節(jié)，可用來補償管道的轉(zhuǎn)角變形和橫向變形。

波紋管設(shè)計壓力一般在0.4～0.75MPa，設(shè)計溫度一般在-50～150℃，具有軸向和徑向調(diào)節(jié)能力。

圖1 軸向式波紋管伸縮節(jié)

2 技術(shù)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(shù)要求。

2.1 材料性能要求

波紋管的材料性能，應(yīng)具有已知的和經(jīng)過鑒定的最低限度物理性能。制造商應(yīng)根據(jù)材料合格證和進廠檢驗結(jié)果，對材料的選用負責(zé)。一般選用不銹鋼材質(zhì)，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(cè)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(cè)法蘭對應(yīng)的螺栓孔的對穿精度等形狀、位置公差都有嚴格的規(guī)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(yīng)有環(huán)向焊接接頭，兩條焊接接頭間隔應(yīng)大于250mm，焊縫應(yīng)經(jīng)過探傷試驗合格。

2.4 使用壽命要求

波紋管在規(guī)定的設(shè)計壓力、等效軸向位移條件下循環(huán)伸縮，在規(guī)定循環(huán)次數(shù)內(nèi)不應(yīng)有泄漏。

2.5 耐壓力試驗要求

波紋管應(yīng)進行耐壓試驗，保證水壓試驗在1.5倍的設(shè)計壓力下，在規(guī)定的保壓時間內(nèi)不得有泄漏、損壞、失穩(wěn)和永久變形。波紋管的破壞壓力應(yīng)不小于3.9倍設(shè)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(xiàn)場對接前，應(yīng)仔細檢查波紋及密封槽部分是否有劃傷或磕碰現(xiàn)象，若發(fā)現(xiàn)有劃傷或碰傷現(xiàn)象，應(yīng)先行確認劃傷或磕碰的面積、深度、具體位置以及數(shù)量，然后將具體情況反饋廠家進行判定，在得到明確答復(fù)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(tài)?，F(xiàn)場安裝時，根據(jù)安裝誤差的需要，松開一端法蘭內(nèi)外兩側(cè)4個螺母，使波紋管處于可調(diào)節(jié)狀態(tài)。通過調(diào)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(diào)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(diào)節(jié)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(diào)整的伸縮節(jié)處的導(dǎo)體連接情況進行重點檢查。對于母線伸縮節(jié)可以通過兩個GIS出線間隔帶母線伸縮節(jié)進行導(dǎo)電回路電阻試驗來檢查。

安裝完成后，在產(chǎn)品內(nèi)部充氣之前必須鎖死波紋管外側(cè)的螺母，否則易造成伸縮節(jié)損壞。

波紋管在投運前，以及正常運行中，導(dǎo)向支架的兩端螺栓應(yīng)保持一端內(nèi)外側(cè)螺帽均勻緊固，另一端內(nèi)外側(cè)螺帽均留有5mm左右的間隙（具體數(shù)據(jù)以廠家技術(shù)要求為準），便于伸縮節(jié)吸收基礎(chǔ)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(jié)調(diào)整示意圖

4 常見質(zhì)量問題防范

某變電站126kV GIS運行中發(fā)現(xiàn)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(chǎn)生熱脹冷縮，而波紋管內(nèi)外側(cè)螺母與法蘭間預(yù)留預(yù)度不足，母線筒熱脹冷縮導(dǎo)致兩端法蘭反復(fù)形變，在應(yīng)力作用下焊縫出現(xiàn)裂紋，如圖3所示。

圖3 螺桿頂住側(cè)壁產(chǎn)生裂紋

對法蘭盤兩側(cè)螺栓與法蘭盤的緊固間隙檢查，發(fā)現(xiàn)兩側(cè)螺栓與法蘭盤處于頂緊的狀態(tài)，均無間隙。而按照設(shè)計要求，內(nèi)側(cè)螺栓與法蘭盤應(yīng)有3～5mm間隙，外側(cè)螺栓不應(yīng)有間隙。

可見，GIS法蘭盤緊固間隙不合理是導(dǎo)致漏氣缺陷的主要誘因。該126kV GIS設(shè)備為夏季安裝，由于當時氣溫較高，母線套筒處于膨脹狀態(tài)，而波紋管處于受壓狀態(tài)。變電站所處地區(qū)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(shè)計方僅指出內(nèi)側(cè)螺栓需留間隙，并未指出外側(cè)螺栓需留一定間隙，導(dǎo)致氣溫較低、母線套筒收縮的情況下，螺桿由于外側(cè)螺栓牽引壓縮波紋管變形。

防范措施：①安裝調(diào)整時嚴格按照廠家技術(shù)標準進行調(diào)整。②運行中注意檢查GIS設(shè)備波紋管兩側(cè)螺母與法蘭間是否留有技術(shù)規(guī)范要求的伸縮余量。

5 結(jié)論

波紋管作為GIS組合電器的重要組成部件之一，工程技術(shù)人員應(yīng)清楚其結(jié)構(gòu)及工作原理，在實際工程中從出廠監(jiān)造、安裝調(diào)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(xiàn)質(zhì)量問題。

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

[2]楊曉衛(wèi)，胡延濤.波紋管在封閉組合電器上的應(yīng)用及調(diào)整[J].電工文摘，2010，4.

[3]《氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備技術(shù)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(xué)碩士，從事電力系統(tǒng)運行與工程技術(shù)工作。

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

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