波纹管在GIS组合电器上的应用及问题防范

彭 斌，张华东，卜文烽（国网湖南省电力公司检修公司，湖南长沙410000）

波纹管在GIS组合电器上的应用及问题防范

彭 斌，张华东，卜文烽（国网湖南省电力公司检修公司，湖南长沙410000）

GIS组合电器应用越来越广泛，对GIS各组成部件的质量管控值得重视。本文论述了波纹管在GIS组合电器上的应用及问题防范，包括波纹管基本结构、技术要求、现场安装工艺及注意事项、常见质量问题防范等方面，对实际工程应用有一定的指导作用。

GIS组合电器；波纹管；安装工艺

引言

六氟化硫气体绝缘金属封闭组合电器 （简称GIS组合电器）的应用使紧凑型、高电压、大容量新型变电站的发展得以实现，近年来已在国内外得到广泛的应用。伸缩节是GIS的重要组成部件之一，主要用于组合电器装配调整、吸收基础间的相对位移和热胀冷缩的伸缩量等。伸缩节分为：波纹伸缩节、套筒伸缩节、方形自然补偿伸缩节等几大类型，其中以波纹伸缩节最为常用。本文将从基本结构、技术要求、现场安装工艺、常见质量问题防范等方面论述波纹伸缩节的安装使用要求。

1 基本结构

波纹管伸缩节是用金属波纹管制成的一种伸缩节。它能沿轴线方向伸缩，也允许少量弯曲。图1为常见的轴向式波纹管伸缩节，用在管道上进行轴向长度补偿。为了防止超过允许的补偿量，在波纹管两端设置有保护拉杆，在与它联接的两端管道上设置导向支架。另外还有转角式和横向式伸缩节，可用来补偿管道的转角变形和横向变形。

波纹管设计压力一般在0.4～0.75MPa，设计温度一般在-50～150℃，具有轴向和径向调节能力。

图1 轴向式波纹管伸缩节

2 技术要求

鉴于波纹管对于GIS组合电器的重要性，对该部件有严格的技术要求。

2.1 材料性能要求

波纹管的材料性能，应具有已知的和经过鉴定的最低限度物理性能。制造商应根据材料合格证和进厂检验结果，对材料的选用负责。一般选用不锈钢材质，使用液压机挤压成型。

2.2 加工精度要求

由于GIS用波纹管的密封性及安装精度要求，波纹管两侧法兰端面密封面、密封槽的加工精度及粗糙度以及波纹管两侧法兰对应的螺栓孔的对穿精度等形状、位置公差都有严格的规定。

2.3 焊接工艺要求

波纹管管坯用钢板卷制时，波纹管本体不应有环向焊接接头，两条焊接接头间隔应大于250mm，焊缝应经过探伤试验合格。

2.4 使用寿命要求

波纹管在规定的设计压力、等效轴向位移条件下循环伸缩，在规定循环次数内不应有泄漏。

2.5 耐压力试验要求

波纹管应进行耐压试验，保证水压试验在1.5倍的设计压力下，在规定的保压时间内不得有泄漏、损坏、失稳和永久变形。波纹管的破坏压力应不小于3.9倍设计压力（20℃表压）。

3 安装工艺及注意事项

以轴向式波纹管为例介绍波纹管的安装工艺及注意事项。

波纹管与母线在现场对接前，应仔细检查波纹及密封槽部分是否有划伤或磕碰现象，若发现有划伤或碰伤现象，应先行确认划伤或磕碰的面积、深度、具体位置以及数量，然后将具体情况反馈厂家进行判定，在得到明确答复可用后方可进行装配。

轴向式波纹管在运输时，两端四处的八个螺母均处于紧固状态。现场安装时，根据安装误差的需要，松开一端法兰内外两侧4个螺母，使波纹管处于可调节状态。通过调整双头螺杆的尺寸，而使波纹管的总尺寸改变，满足安装要求。要注意测量调整前后波纹管的安装尺寸并保证波纹管未超出其允许的轴向调节范围。在波纹管两端法兰固定后，再紧固双头螺杆上的螺母。

安装过程中，必须对可调整的伸缩节处的导体连接情况进行重点检查。对于母线伸缩节可以通过两个GIS出线间隔带母线伸缩节进行导电回路电阻试验来检查。

安装完成后，在产品内部充气之前必须锁死波纹管外侧的螺母，否则易造成伸缩节损坏。

波纹管在投运前，以及正常运行中，导向支架的两端螺栓应保持一端内外侧螺帽均匀紧固，另一端内外侧螺帽均留有5mm左右的间隙（具体数据以厂家技术要求为准），便于伸缩节吸收基础沉降引起的位移量和热胀冷缩引起的伸缩量，如图2所示。

图2 轴向式波纹管伸缩节调整示意图

4 常见质量问题防范

某变电站126kV GIS运行中发现两起主母线气室严重漏气，均在波纹管与母线筒壁焊接部位。检查认定在温度变化过程中金属材料产生热胀冷缩，而波纹管内外侧螺母与法兰间预留预度不足，母线筒热胀冷缩导致两端法兰反复形变，在应力作用下焊缝出现裂纹，如图3所示。

图3 螺杆顶住侧壁产生裂纹

对法兰盘两侧螺栓与法兰盘的紧固间隙检查，发现两侧螺栓与法兰盘处于顶紧的状态，均无间隙。而按照设计要求，内侧螺栓与法兰盘应有3～5mm间隙，外侧螺栓不应有间隙。

可见，GIS法兰盘紧固间隙不合理是导致漏气缺陷的主要诱因。该126kV GIS设备为夏季安装，由于当时气温较高，母线套筒处于膨胀状态，而波纹管处于受压状态。变电站所处地区年度最大温差约为35℃，气温较低时母线套筒将收缩。但当时设计方仅指出内侧螺栓需留间隙，并未指出外侧螺栓需留一定间隙，导致气温较低、母线套筒收缩的情况下，螺杆由于外侧螺栓牵引压缩波纹管变形。

防范措施：①安装调整时严格按照厂家技术标准进行调整。②运行中注意检查GIS设备波纹管两侧螺母与法兰间是否留有技术规范要求的伸缩余量。

5 结论

波纹管作为GIS组合电器的重要组成部件之一，工程技术人员应清楚其结构及工作原理，在实际工程中从出厂监造、安装调试、运行维护等各个阶段保证波纹管的性能完好，避免使用不当出现质量问题。

[1]《额定电压72.5kV及以上气体绝缘金属封闭开关设备》（GB7674-2008）.

[2]杨晓卫，胡延涛.波纹管在封闭组合电器上的应用及调整[J].电工文摘，2010，4.

[3]《气体绝缘金属封闭开关设备技术条件》（DL/T617-2010）.

TM595

A

2095-2066（2016）32-0053-02

2016-11-1

彭 斌（1985-），男，工程师，工学硕士，从事电力系统运行与工程技术工作。

张华东（1983-），男，工程师，工学硕士，从事电力系统运行与工程技术工作。

卜文烽（1984-），男，工程师，工学硕士，从事电力系统运行与工程技术工作。