Q GDW 11716-2017 气体绝缘金属封闭开关设备用伸缩节技术规范.pdf
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1、ICS 29.240 Q/GDW 国 家 电 网 公 司 企 业 标 准 Q/GDW 11716 2017 气体绝缘金属封闭开关设备用伸缩节技术规范 Technical specification for expansion joint used in Gas-insulated metal-enclosed switchgear 2018 - 04 - 13 发布 2018 - 04 - 13 实施 国家电网公司 发布 Q/GDW 11716 2017 I 目 次 前 言 . II 1 范围 . 1 2 规范性引用文件 . 1 3 术语和定义 . 1 4 产品分类 . 2 5 技术要求 .
2、4 6 试验 方法 . 8 7 检验规则 . 9 8 选用原则 . 10 9 标志、包装和贮存 . 11 附录 A(资料性附录) 伸缩节设计方法 . 12 附录 B(资料性附录) 伸缩节安装调整参数 . 13 附录 C(资料性附录) 各环节技术要求 . 19 编制说明 . 21 Q/GDW 11716 2017 II 前 言 为规范气体绝缘金属封闭开关设备用伸缩节的相关技术指标 ,制定本标准。 本标准由国家电网公司运维检修部提出并解释。 本标准由国家电网公司科技部归口。 本标准起草单位:中国电力科学研究院、国网青海省电力公司、国网辽宁省电力公司、国网甘肃省电力公司、国网河北省电力公司、国网河南
3、省电力公司、国网天津市电力公司、平高集团有限公司、 西安西电开关电气有限公司、新东北电气集团高压开关有限公司 。 本标准主要起草人:彭江、冯英、王承玉、赵德祥 、洪鹤、张忠元、甄利、黄兴泉、张黎明、方煜瑛、张希捷、余良清、乔汉文。 本标准 为 首次发布。 本标准在执行过程中的意见或建议反馈至国家电网公司科技部。 Q/GDW 11716 2017 1 气体绝缘金属封闭开关设备用伸缩节技术规范 1 范围 本 标准 规定了气体绝缘金属封闭开关设备(以下简称 “ GIS” ) 用伸缩节的产品分类、技术要求、试验方法、检验规则、选用原则、标志、包装和贮存 的技术要求。 本 标准 适用于 GIS用伸缩节
4、的 设计、试验、选型、现场安装、运行维护。 GIL用伸缩节参照执行。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文 件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 GB/T 1173 铸造铝合金 GB/T 1222 弹簧钢 GB/T 2829 2002 周期检验计数抽样程序及表(适用于对过程稳定性的检验) GB/T 3274 碳素结构钢和低合金结构钢 热轧厚钢板和钢带 GB/T 3280 不锈钢冷轧钢板 GB/T 4237 不锈钢热轧钢板 GB 7674 2006 额定电压 72.5kV及以上气体绝缘金属封闭
5、开关设备 GB/T 8163 输送流体用无缝 钢管 GB/T 11023-1989 高压开关设备六氟化硫 气体密封试验方法 GB/T 14976 流体输送用不锈钢无缝钢管 GB 16749 1997 压力容器波形膨胀节 GB/T 26218.2 2012 污秽条件下使用的高压绝缘子的选择和尺寸确定 第 2部分:交流系统用瓷和玻璃绝缘子 GB/T 30092 2013 高压组合电器用金属波纹管伸缩节 DL/T 593 2016 高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求 JB/T 4711 压力容器涂敷与运输包装 JB/T 4730.2 2005 承压设备无损检测 第 2部分:射线检测 JB/T
6、4730.5 2005 承压设备无损检测 第 5部分:渗透检测 JB/T 10617 2006 高压组合电器用金属波纹管伸缩节 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 伸缩节 expansion joint Q/GDW 11716 2017 2 由一个或几个波纹管及结构件组成,用来补偿由于安装或热胀冷缩等原因引起的 GIS母线尺寸变化的装置。 3.2 补偿量 compensation capacity 伸缩节轴向、径向的位移范围。 3.3 安装允许补偿量 allowable compensation capacity during installation 伸缩节安装时,轴向、径
7、向允许的位移范围。 3.4 热伸缩允许补偿量 allowable compensation capacity for thermal extension and compression 用于补偿温度变化,伸缩节轴向、径向允许的位移范围。 3.5 循环寿命 fatigue life 波纹管在规定的压力和额定位移条件下往复运动而不破坏的次数。 4 产品分类 4.1 分类原则 根据伸缩节在 GIS 中的作用不同,主要可以分为普通安装型和温度补偿型两种。伸缩节 应根据具体用于装配补偿、温度补偿或基础相对位移(不均匀沉降)来确定选型。 4.2 普通安装型 普通安装型伸缩节通常依靠拉杆限制住法兰平衡内压推
8、力,抵抗内压推力对伸缩节的拉伸,主要用于调节安装或装配误差,实现 GIS 的拆解与复装, 同时可补偿基础不均匀沉降引起的位移,应用于串内隔离开关之间及较短的分支母线。 4.3 温度补偿型 温度补偿型伸缩节可根据外部环境的变化,通过长拉杆、弹簧压力或内部压力平衡等调整轴向尺寸,来补偿变形量,分为普通补偿型、弹簧平衡型和自平衡型三种。 4.4 普通补偿型 普通安装型伸缩节若用于补偿热胀冷缩变形, 其结构 如图 1 所示,可在两个固定支架之间设置长拉杆,以改善支架的受力,但只能调节拉杆长度范围内的管道母线变形量。 Q/GDW 11716 2017 3 图 1 普通安装型伸缩节 4.5 弹 簧平衡型
9、弹 簧平衡型伸缩节依靠预压缩碟簧来平衡内压推力 , 其结构 如图 2 所示, 可用于吸收基础不均匀沉降和热胀冷缩量。当温度降低时,壳体收缩变形,带动伸缩节两端的法兰,波纹管被拉伸,碟簧被压缩;反之,当温度升高时,壳体热膨胀变形,波纹管被压缩,压缩的碟簧被释放。 适用于长度小于 10m 的110kV、 220kV 分支母线产品。 图 2 弹簧平衡型伸缩节 4.6 自平衡型 自平衡型伸缩节的作用与弹簧平衡 型伸缩节相同,其结构如图 3 所示,两端为工作波纹管,中间为平衡波纹管。自平衡型伸缩节是依靠有内压时,利用平衡波纹管与工作波纹管的横截面积差产生压差,达到平衡内压推力的目的,不对支撑和基础造成影
10、响。可用于调节安装误差,实现 GIS 的拆解与复装,也可吸收基础不均匀沉降及母线热胀冷缩量, 应用于 10m15m 长度 的主母线和分支母线。 1 法兰 A; 2 工作波纹管 A; 3 法兰 B; 4 平衡波纹管 B; 5 拉杆 A; 6 法兰 C; 7 法兰 D; 8 工作波纹管 C ; 9 拉杆 B 图 3 自平衡型伸缩节 Q/GDW 11716 2017 4 4.7 横向补偿型 横向补偿型伸缩节与母线壳 体轴向呈垂直布置,其结构如图 4 所示,利用两端伸缩节的有限侧向角度变化补偿母线轴向热胀冷缩时的变形。在侧向角度一定的条件下,加长或缩短中间壳体的长度,满足不同母线长度热胀冷缩变形的需要
11、。适用于 长度 15m 以上 的母线(主母线)。 图 4 横向补偿型伸缩节 5 技术要求 5.1 环境条件 环境条件要求如下: a) 环境温度:周围空气温度不超过 40,且在 24h内测得的温度平均值不超过 35;最低周围空气温度的优选值为 -10, -25, -30, -40;对严寒气候,最低和最高温度范围规定为:-50和 40;对酷热气候,最低 和最高温度范围规定为: -5和 55; b) 应当考虑温度的急剧变化。应当考虑高达 1000W/m2(晴天中午)的阳光辐射; c) 周围空气可能受到尘埃、烟、腐蚀性气体、蒸气或盐雾的污染。污秽等级不得超过 GB/T 26218.2 2012中的 d
12、级; d) 应当考虑凝露和降水。 5.2 技术参数 技术参数要求如下: a) 额定压力:小于或等于 0.75MPa; b) 循环寿命:普通安装型循环寿命不低于 10 次;温度补偿时循环寿命不低于 10000 次。 5.3 材料 5.3.1 波纹管 波纹管用材料应按工作介质、外部环境和工作温度等工作 条件选用。材料的代用应取得原设计单位的书面认可。波纹管常用材料见表 1。 表 1 波纹管常用材料 材料名称 材料牌号 材料标准号 不锈钢 0Cr18Ni9 GB/T 3280 0Cr19Ni10 0Cr17Ni12Mo2 Q/GDW 11716 2017 5 表 1 (续) 材料名称 材料牌号 材料
13、标准号 不锈钢 0Cr17Ni14Mo2 GB/T 3280 0Cr18Ni10Ti 5.3.2 接管、法兰及附件 伸缩节的接管、法兰用材料,一般应与安装伸缩节的设备主体管道、法兰材料相同或相近。翻边结构的法兰可根据相应标准选取。附件( 包括拉杆、螺母、支撑块、压力平衡装置等)材料应按工作介质、外部环境和工作温度等工作条件适当选用。常用材料见表 2。 表 2 接管、法兰及附件常用材料 材料名称 材料牌号 材料标准号 不锈钢 06Cr19Ni10 GB/T 3280、 GB/T 4237、 GB/T 14976 碳素钢 Q235-A(不推荐用于法兰、接管) GB/T 3274、 GB/T 816
14、3 Q235-B 20 45(不宜用于焊接结构件) 弹簧钢 50CrVA GB/T 1222 铸造铝合金 ZL104 GB/T 1173 5.4 制造 5.4.1 几何尺寸 符合 GB/T 30092 2013中第 5.4.1条的规定。 5.4.2 形状、位置公差 5.4.2.1 波纹管本体在相对轴线成直角的任何断面上的最大内径和最小内径之差不大于公称直径的1%。 5.4.2.2 伸缩节两侧法兰端面平面度公差不大于 0.2mm,密封平面的平面度公差不大于 0.1mm。 5.4.2.3 伸缩节两侧法兰端面对于波纹管本体轴线的垂直度公差不大于 0.5mm。 5.4.2.4 伸缩节两侧法兰相对波纹管
15、的同轴度公差不大于 2mm。 5.4.2.5 伸缩节两侧法兰的螺栓孔的位置度公差不大于 1mm。 5.4.2.6 伸缩节两侧法兰对应的螺栓孔的对穿精度不大于 1.5mm。 5.5 焊接 5.5.1 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,所有焊接缝要修整平滑,公称直径小于或等于 600mm 仅允许有一条纵向焊接接头,公称直径大于 600mm 允许有两条纵向焊接接头,两条焊接接头间隔应大于 250mm。接头表面应无裂纹、气孔、咬边和对口错边。管坯壁厚小于等于 1mm 时,着色渗透检测焊接接头缺陷等级应不低于 JB/T 4730.5 2005 中第 7.2 条 规定的级。管坯壁厚大于
16、1mm 小于 2mm 时,射线检测焊接接头缺陷等级应为 GB 16749 1997 中附录 B 规定的合格级。大于等于2mm 时,射线检测焊接接头缺 陷等级应不低于 JB/T 4730.2 2005 中第 5.1 条规定的级。 Q/GDW 11716 2017 6 5.5.2 波纹管为多层时,管坯套合时各层管坯间纵向焊接接头位置应沿圆周方向均匀错开。多层波纹管各层间不应有水、油、污物等杂质。多层波纹管直边段端口应采用熔融焊,如氩弧焊或电阻缝焊,使端口各层熔为整体。 5.5.3 钢板卷制接管焊接接头,波纹管与接管、波纹管与法兰、接管与法兰之间焊接接头表面应无裂纹、气孔、弧坑。受压接管的焊接接头应
17、进行局部射线检测,检测长度不应小于各条焊接接头长度的20%,且不小于 250mm。射线检测焊接接头缺陷等级应不低于 JB/T 4730.2 2005 中第 5.1 条规定的级。波纹管与接管、波纹管与法兰、接管与法兰间的环向焊接接头着色渗透检测缺陷等级应不低于 JB/T 4730.5 2005 中第 7.2 条 规定的级。 5.5.4 接管与加强筋板、支撑块等附件之间的焊接接头表面应无裂纹、气孔、弧坑。 5.6 外观 5.6.1 波纹管的内外表面应无视觉可见的、明显能引起应力集中的、对强度、寿命有影响的尖锐压坑、压痕、划伤、裂纹等缺陷,不应有大于单层壁厚负偏差的划伤。轻微模具压痕除外。 5.6.
18、2 波纹管的外观形状应无视觉可见的轴线与波纹环形平面不垂直、波距不均、波纹歪斜等缺陷。 5.6.3 波纹管的内外表 面应无视觉可见的锈斑、氧化皮。 5.6.4 波纹管的内外表面应无视觉可见的大片水渍、颜色不均等缺陷。 5.6.5 翻边波纹管翻边处纵向焊接接头应修整光滑。 5.6.6 伸缩节焊接接头外表面应修整平滑,不应有毛刺、尖角。 5.6.7 伸缩节内表面应光滑过渡,焊接接头修整成圆滑的曲面。 5.6.8 法兰密封面应无损伤,法兰密封面、内表面、外表面的粗糙度应符合设计图样的要求。 5.6.9 伸缩节各部位表面应无焊渣及飞溅物。 5.7 涂漆 5.7.1 涂漆环境应干燥、洁净。 5.7.2
19、涂漆部位要做除油、除锈处理。 5.7.3 涂漆部位应涂漆均匀,不应有气泡、龟裂和剥落等缺陷。 5.8 铸造铝法兰剪切力 铸造铝法兰在机加工结束后应逐件进 行剪切力试验。加压后,法兰表面应无裂纹。其剪切力应符合设计图样或相应的规范要求。 5.9 碟簧组件及补偿力 5.9.1 根据碟簧的材料、结构尺寸、单片碟簧作用力与碟簧变形量的关系、碟簧组件补偿力的大小、碟簧允许的变形量,确定碟簧组件的碟簧片数及碟簧的组合形式。 5.9.2 碟簧组件变形量、碟簧组件补偿力应调整到设计图样要求的数值,并用螺母锁紧。 5.10 轴向刚度 波纹管实际总平均刚度(在总补偿量内)对公称刚度的允许偏差为 50% +10%。
20、 5.11 波纹管公称轴向位移(补偿量) 对于要求循环寿命大于 200次位移循环的伸缩节,其波纹管在达到公称轴向位移值( 补偿量)时,其波距最大变形不均匀性应不大于 15%。 Q/GDW 11716 2017 7 5.12 压力 5.12.1 耐压力 伸缩节在试验压力下,不允许有渗漏、损坏、失稳等异常现象出现。试验压力下的波距相对零压力下波距的最大波距变化率应不大于 15%。试验压力为设计压力的 1.5倍。 5.12.2 压力应力 常温下由设计压力引起的波纹管内应力、波纹部分周向(切向)应力和直边段应力应不大于波纹管材料常温下的许用应力;波纹部分轴向(经向)应力对于经过退火的波纹管,应不大于波
21、纹管材料标准规定的常温下的屈服极限;对于未经过退火的波纹管,应不大于波纹管材料标准规定的常温下许用应力的 3倍。 5.12.3 在位 移条件下的耐压力(稳定性) 在产生规定位移(额定带压补偿量)的情况下,伸缩节在试验压力下应保证密封性,保证不泄漏、不发生失稳现象,试验压力下的波距相对零压下波距的最大波距变化率应不大于 15%。试验压力为设计压力的 1.5倍。 5.13 气密性 5.13.1 真空气密性 伸缩节应进行真空气密性试验,其极限真空度应小于或等于 40Pa。 5.13.2 六氟化硫气体气密性定性检查 在设计压力下,伸缩节不应有漏气现象出现。 5.13.3 六氟化硫气体气密性泄漏率检查
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- GDW 11716 2017 气体 绝缘 金属 封闭 开关 备用 伸缩 技术规范
