百萬(wàn)伏高壓組合電器用復(fù)式波紋補(bǔ)償器(膨脹節(jié))設(shè)計(jì)、制造和試驗(yàn)

王 霞

(平高集團(tuán) 機(jī)械制造事業(yè)部，河南 平頂山 467000)

波紋補(bǔ)償器是高壓組合電器中一種常用的補(bǔ)償性電氣設(shè)備，它的結(jié)構(gòu)類型比較多樣。隨著電力建設(shè)的不斷發(fā)展，為了滿足高壓與百萬(wàn)伏高壓組合電器中對(duì)于波紋補(bǔ)償器的應(yīng)用需求，開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)出了一種百萬(wàn)伏高壓組合電器使用的復(fù)式波紋補(bǔ)償器，本文將對(duì)于該復(fù)式波紋補(bǔ)償器的特點(diǎn)以及設(shè)計(jì)制造、應(yīng)用試驗(yàn)進(jìn)行詳細(xì)分析與論述。

1 百萬(wàn)伏高壓組合電器用復(fù)式波紋補(bǔ)償器的特點(diǎn)分析

根據(jù)百萬(wàn)伏高壓組合電器設(shè)備的性能特點(diǎn)，應(yīng)用于百萬(wàn)伏高壓組合電器設(shè)備的復(fù)式波紋補(bǔ)償器則需要具備以下的功能特點(diǎn)。

首先，該復(fù)式波紋補(bǔ)償器需要具備補(bǔ)償通徑大、補(bǔ)償要求高的特點(diǎn)。這是由于通常情況下，在一般的550kv以下的高壓組合電氣設(shè)備中，對(duì)于應(yīng)用波紋補(bǔ)償器的通徑要求在700mm以下，但是對(duì)于百萬(wàn)伏的高壓組合電器來(lái)講，由于電器設(shè)備本身輸送的電壓幅度有很大的提升，因此就要求電器設(shè)備內(nèi)部的元器件尺寸也要相應(yīng)的進(jìn)行提升與加大，所以作為高壓組合電器設(shè)備應(yīng)用之一的波紋補(bǔ)償器元件的內(nèi)部補(bǔ)償空間也要更大，以滿足高壓組合電器設(shè)備運(yùn)行中，對(duì)于內(nèi)部元器件的運(yùn)行應(yīng)用需求。通常情況下，百萬(wàn)伏高壓組合電器用復(fù)式波紋補(bǔ)償器的通徑大小在840mm以上，并且與之所連接的法蘭外徑在1300mm以上。其次，百萬(wàn)伏高壓組合電器使用的復(fù)式波紋補(bǔ)償器還具有位移要求比較復(fù)雜與使用壽命比較長(zhǎng)的特點(diǎn)，這主要與百萬(wàn)伏高壓組合電器的運(yùn)行工作環(huán)境以及運(yùn)行要求有很大的關(guān)系。最后用于百萬(wàn)伏高壓組合電器的復(fù)式波紋補(bǔ)償器，由于在百萬(wàn)伏高壓組合電器中的特殊功能作用，決定了復(fù)式波紋補(bǔ)償器的表面以及各個(gè)連接處需要具備光滑、無(wú)尖點(diǎn)以及劃痕等特點(diǎn)，以避免在高壓組合電器應(yīng)用過(guò)程紅出現(xiàn)尖端放電情況，對(duì)于高壓組合電器設(shè)備以及電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行造成不利影響。

2 百萬(wàn)伏高壓組合電器用復(fù)式波紋補(bǔ)償器的設(shè)計(jì)制造分析

如下圖1所示，為百萬(wàn)伏高壓組合電器用復(fù)式波紋補(bǔ)償器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)示意圖。

圖1 百萬(wàn)伏高壓組合電器用復(fù)式波紋補(bǔ)償器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)示意圖

在上圖1所示的百萬(wàn)伏高壓組合電器用復(fù)式波紋補(bǔ)償器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖中，1和8分別表示的是復(fù)式波紋補(bǔ)償器的法蘭器件，2表示復(fù)式波紋補(bǔ)償器中的錐面墊圈結(jié)構(gòu)部分，3是指復(fù)式波紋補(bǔ)償器的球面墊圈，4與5分別是指復(fù)式波紋補(bǔ)償器的端管與波紋管部分，6是指中間管，7是指復(fù)式波紋補(bǔ)償器的拉桿，9是螺母。

需要注意的是在進(jìn)行復(fù)式波紋補(bǔ)償器中的波紋管設(shè)計(jì)中，由于復(fù)式波紋補(bǔ)償器本身具有復(fù)雜的位移與較高使用壽命的特點(diǎn)，因此，需要對(duì)于每一種位移情況下復(fù)式波紋補(bǔ)償器中波紋管的應(yīng)力與壽命情況進(jìn)行計(jì)算，并設(shè)計(jì)應(yīng)用。此外，在進(jìn)行復(fù)式波紋補(bǔ)償器設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，由于高壓組合電器應(yīng)用中對(duì)于波紋補(bǔ)償器應(yīng)用的相關(guān)要求規(guī)定，波紋補(bǔ)償器的破壞壓力要大于5倍的設(shè)計(jì)壓力值，因此，進(jìn)行復(fù)式波紋補(bǔ)償器的設(shè)計(jì)中，還需要通過(guò)對(duì)于波紋管爆破壓力的計(jì)算，來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。如下公式(1)為波紋管爆破壓力計(jì)算公式。

在進(jìn)行復(fù)式波紋補(bǔ)償器的制作過(guò)程中，進(jìn)行法蘭加工制造時(shí)，為了避免法蘭加工后的變形發(fā)生，要求在1055mm范圍內(nèi)法蘭的平面度不能低于0.5mm，在進(jìn)行波紋管制造中，波紋管為單層，并且波紋管直徑在600mm以上時(shí)，可以有兩條管坯縱焊縫。

3 復(fù)式波紋補(bǔ)償器應(yīng)用試驗(yàn)

在完成對(duì)于復(fù)式波紋補(bǔ)償器的設(shè)計(jì)以及制造后，要實(shí)現(xiàn)復(fù)式波紋補(bǔ)償器在百萬(wàn)伏高壓組合電器中的應(yīng)用，還需要進(jìn)行復(fù)式波紋補(bǔ)償器的相關(guān)應(yīng)用試驗(yàn)，以對(duì)于在實(shí)際應(yīng)用中的可行性進(jìn)行試驗(yàn)確定。通常情況下，對(duì)于復(fù)式波紋補(bǔ)償器的應(yīng)用試驗(yàn)包括真空氣密性試驗(yàn)以及SF6氣體氣密性泄漏檢查試驗(yàn)、補(bǔ)償器循環(huán)壽命試驗(yàn)、壓力與爆破壓力試驗(yàn)等，以進(jìn)行復(fù)式波紋補(bǔ)償器在百萬(wàn)伏高壓組合電器中應(yīng)用可行性與安全性進(jìn)行判斷確定，保證高壓組合電器設(shè)備的運(yùn)行應(yīng)用安全性能。

4 結(jié)束語(yǔ)

總之，復(fù)式波紋補(bǔ)償器是一種新結(jié)構(gòu)類型的波紋補(bǔ)償器，進(jìn)行百萬(wàn)伏高壓組合電器用復(fù)式波紋補(bǔ)償器的設(shè)計(jì)與制造、試驗(yàn)分析，有利于保證百萬(wàn)伏高壓組合電器設(shè)備運(yùn)行應(yīng)用安全性，促進(jìn)復(fù)式波紋補(bǔ)償器在高壓組合電器中的推廣應(yīng)用。

[1]張賢國(guó)，陳宇鵬，王瑞娥，常德雷.高壓組合電器安裝檢驗(yàn)實(shí)踐[J].現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備.2010(4).

[2]陳宇鵬，鄧雪梅，陳微，張厚勇.高壓組合電器(GIS)及其智能化變電站[J].現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備.2009(6).

[3]邢磊，徐凌，胡會(huì)永.新鄉(xiāng)新亞紙業(yè)集團(tuán)110kV變電站工程敞開(kāi)式高壓組合電器(COMPASS)的應(yīng)用[J].科技風(fēng).2009(23).

[4]孫水英，王帆，孫齊圣.高壓組合電器在萬(wàn)年閘泵站樞紐變電所的應(yīng)用[J].山東水利.2010(11).

[5]陳宇鵬，張占華，陳愛(ài)云，都清梅，孫學(xué)運(yùn).高壓組合電器(GIS)設(shè)備在電網(wǎng)中的運(yùn)用[J].現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備.2010(1).