高壓組合電器用金屬波紋管補(bǔ)償器產(chǎn)品主要應(yīng)用于高壓輸變電系統(tǒng)中。一套高壓輸變電系統(tǒng)有數(shù)個組合電器站,每個組合電器站使用幾十臺金屬波紋管補(bǔ)償器。
高壓輸變電系統(tǒng)的新建與改造,是電力建設(shè)的重點(diǎn)。每年國內(nèi)對高壓組合電器用金屬波紋管補(bǔ)償器的需求量在2億元左右。
高壓組合電器用金屬波紋補(bǔ)償器作為GIS系統(tǒng)相鄰兩個設(shè)備外殼間相接部分的連接部件,主要用于安裝調(diào)整、吸收基礎(chǔ)間的相對位移、吸收熱脹冷縮的伸縮量等引起的位移。
該補(bǔ)償器與普通管道用補(bǔ)償器不同,普通補(bǔ)償器大多在高應(yīng)力低循環(huán)次數(shù)下使用,而高壓組合電器用金屬波紋管補(bǔ)償器是在低應(yīng)力高循環(huán)次數(shù)下使用,循環(huán)次數(shù)多在1000次以上。
因此,對高壓組合電器用金屬波紋補(bǔ)償器的耐壓能力、補(bǔ)償量、疲勞壽命都有不同的要求。由于其工作在高電場梯度環(huán)境中,所以該補(bǔ)償器不僅是機(jī)械元件,而且是一個電器元件,除要滿足普通補(bǔ)償器的一般性能外,還要求補(bǔ)償器內(nèi)表面光滑無尖角,否則會產(chǎn)生放電,影響產(chǎn)品的絕緣性。
由于整個組合電器內(nèi)部介質(zhì)為夭氣體或其他滅弧、絕緣氣體,補(bǔ)償器的密封性要求很高,普通管道用波紋補(bǔ)償器很難滿足以上要求。同時由于高壓組合電器的支架承受能力較小,而波紋補(bǔ)償器的內(nèi)壓推力比較大,易對相連的設(shè)備產(chǎn)生不良影響。而壓力平衡型波紋補(bǔ)償器通過自身結(jié)構(gòu)使內(nèi)壓引起的推力保持平衡,推力不作用或少作用于相連的設(shè)備上,且能_自身的軸向補(bǔ)償功能。
此結(jié)構(gòu)的壓力平衡型波紋補(bǔ)償器由4片法蘭和2個工作波紋管、1個平衡波紋管及平衡拉桿等件組成。3個波紋管之間由法蘭和接管組焊連接起來,平衡拉桿穿過法蘭上的拉桿孔由螺母固定在3個法蘭上,左右數(shù)量相等,為了使法蘭受力均勻,平衡拉桿在圓周方向上應(yīng)均勻布置。此結(jié)構(gòu)波紋補(bǔ)償器的設(shè)計關(guān)鍵是平衡波紋管的有效面積要求是工作波紋管的二倍,這樣工作波紋管內(nèi)壓引起的向外側(cè)的推力通過平衡拉桿被平衡波紋管因內(nèi)壓引起的相反方向的推力所抵消,而不是作用于與補(bǔ)償器相聯(lián)接的設(shè)備上。
該種結(jié)構(gòu)補(bǔ)償器在正常工作時,由于平衡拉桿的連接作用,兩個工作波紋管的工作狀態(tài)相同,而平衡波紋管的工作狀態(tài)與工作波紋管相反,如果兩個工作波紋管處于拉伸狀態(tài),平衡波紋管則處于壓縮狀態(tài),并且3個波紋管各自變形量的值相同。補(bǔ)償器的總變形量等于單個波紋管的變形量。
該結(jié)構(gòu)在設(shè)計、制造中主要有以下幾個難點(diǎn)。
1、法蘭制造工藝
由于組合電器用波紋補(bǔ)償器的端法蘭密封面的平面度及4片法蘭之間的平行度要求很高,而接管和中間法蘭焊接時,法蘭表面產(chǎn)生翹曲變形,使得中間法蘭的表面精度以及和端法蘭之間的平行度很難達(dá)到要求。為了解決這個問題,在下料時,用和產(chǎn)品法蘭外形相似的高精度法蘭模板進(jìn)行仿形切割,同時,對于中間法蘭和接管焊接后可以進(jìn)行整體加工的結(jié)構(gòu),可對中間法蘭進(jìn)行粗加工,然后與接管組焊后,進(jìn)行法蘭校平,再對法蘭、接管組焊件進(jìn)行整體加工,以_法蘭面的平面度及法蘭之間的平行度要求。
2、內(nèi)焊縫外觀質(zhì)量
高壓組合電器用波紋補(bǔ)償器內(nèi)表面焊縫除滿足強(qiáng)度要求外,同時要求焊縫表面光滑無尖角。由于直管力平衡結(jié)構(gòu)的內(nèi)焊縫比較多,為了_焊縫質(zhì)量并提高焊接的效率,在波紋管、法蘭、接管組焊時,應(yīng)用自動焊接工裝,以_每條焊縫的焊接質(zhì)量。
3、法蘭的對穿精度
高壓組合電器用波紋補(bǔ)償器的兩側(cè)法蘭的螺栓孔在_位置度的同時,法蘭之間的對穿位置精度要求很高,除_4片法蘭之間的對穿位置外,更要_與用戶設(shè)備相連接的兩片端法蘭上的螺栓孔的對穿精度。為解決這個難點(diǎn),在制造中采用2套對穿工裝來_法蘭之間的相對位置,一套對穿工裝用于_工作波紋管2與端法蘭1和中間法蘭3之間組焊的對穿精度,文中定義為波紋管組件l對穿工裝用于_波紋管組件1與平衡波紋管及中間法蘭7之間組焊的對穿精度,同時對穿工裝還要_3個波紋管及4片法蘭之間整體組焊時的對穿精度,兩套工裝缺一不可,每套工裝的精度都要滿足設(shè)計要求。