σ1≤[σ]t，σ2≤[σ]t，σ3σ4≤3[σ]t，且补偿器整体失稳压力值大于试验压力时，可判断波纹管耐压能力合格。

　　W：波距（mm）；h：波高（mm）；δm：单层波纹管的实际厚度（mm）；

　　GIS母线多采用铝或铝合金制造，铝在20~100℃范围内的平均线/℃)。按《GB/T 11022-2011高压开关设备和控制设备的共用技术方面的要求》规定，GIS母线℃。

　　摘要：金属波纹管补偿器（简称波纹管）常用于调节安装误差、补偿基础间相对位移、补偿热胀冷缩引起的位移量。本文简述高压组合电器(GIS)用波纹管的分类及作用,以温度补偿器为例，介绍GIS用波纹管的一般设计方法。

　　设计压力：0.6MPa；轴向位移±15mm；疲劳寿命10000次，SF6气体年泄露率≤0.5%。

　　按《GB/T 12777-2008金属波纹管膨胀节通用技术条件》的公式对温度补偿器进行应力和寿命计算。

　　σ1 :压力引起的波纹管直边周向薄膜应力；σ2:压力引起的波纹管周向薄膜应力；

　　波纹管是一种轴对称管状波纹薄壳，功能：在轴向力，横向力和弯矩作用下能产生相应的位移，是一种随系统自由伸缩的弹性补偿元件。在石油、化工、供热，GIS等领域已广泛应用。

　　GIS作为一种少维护、免维护组合电器，是以绝缘气体作为绝缘和灭弧介质，普遍的使用在电力系统和工业领域。GIS运行时一般充以数倍于大气压的绝缘气体。据国标GB7674和GB11022要求，GIS长期可靠运行，气体年泄露率低于0.5%，而现场安装误差、基础间的相对位移、壳体因气温变化产生的热胀冷缩等因素对设备的密封性有着非常大的威胁。目前大多数GIS制造厂家采用波纹管，作为母线外壳（尤其母线较长时）间的弹性连接部件，吸收上述位移，避免因位移引起设备漏气。

　　《JB/T 10617-2006》规定，补偿器应能承受大小为3倍设计压力的爆破压力，并保证密封、不泄露；而有的用户则要求达到5倍设计压力的爆破值。补偿器的爆破压力可用下面的经验公式计算：

　　金属波纹补偿器采取不锈钢波纹管单元作为主要的弹性元件，不锈钢材料具备良好的塑性，可对GIS相邻两个外壳的轴向、横向和角向位移进行补偿。

　　确定波纹管用于安装补偿或温度补偿。按《JB/T 10617-2006》规定，安装补偿器的循环寿命为10次，温度补偿器的循环寿命为10000次。

　　按《JB/T 10617-2006》规定，补偿器厂家进行全部的型式试验并一次通过，证明此温度补偿器符合规定标准和设计的基本要求。型式试验项目包括线气体气密性泄漏率检查、循环寿命试验、压力试验和爆破压力试验等。其中，循环寿命试验11000次，补偿器无泄漏；压力试验后，升至5倍设计压力，补偿器密封良好，继续升压至约4.5MPa(7.5倍设计压力)时，补偿器爆破。补偿器实际爆破压力值接近理论计算值。

　　σ3 :压力引起的波纹管子午向薄膜应力；σ4 :压力引起的波纹管子午向弯曲应力；

　　σ5 :位移引起的波纹管子午向薄膜应力；σ6 :位移引起的波纹管子午向弯曲应力。

　　T0的取值，基于常温状态，为便于计算和分析，取T0=20℃。设母线mm。

　　温度补偿器如表1所述有四种结构及形式。前三种结构及形式可采用碟簧组件平衡装置，如图5；也可不采用碟簧组件平衡装置，如第四种结构为结构自身里平衡。

　　综合(1)、(2)当温度补偿器的补偿量为15mm时，满足GIS正常工作要求。

　　GIS母线上一般要求装配温补型波纹管，用以调节壳体沿其轴线方向的热胀冷缩量。下文以温度补偿器为例，探讨波纹管的一般设计方法。

　　温度补偿器的补偿量是依据补偿对象的热胀冷缩量确定的。GIS壳体热胀冷缩量的计算公式：