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具有位移限制功能的波纹补偿器
高压开关中的封闭式组合电器等采用管母线连接，由于温度变化产生热胀冷缩，在管母线的轴向和径向出现位移偏差。管母线内压产生的推力很大，在管母线设计时应充分考虑管线内压产生的推力对设备影响，利用管母线支撑或者具有力平衡结构的补偿器承受推力。该工程管母线上原有补偿器为普通轴向型波纹补偿器，如图1 所示，该管母线设计时仅考虑利用该补偿器满足安装位移补偿和温度位移补偿，不承受管母线内压产生的轴向推力。该节点处管母线内部设置有三相金属触头，补偿器拉伸或压缩过大都会使设备无法正常运行，原有补偿器通过调整法兰两侧螺母与法兰端面距离进行限位。
图1 普通轴向波纹补偿器结构图
能够承受轴向推力的波纹补偿器有两种结构形式:直管压力平衡波纹补偿器和碟簧力平衡波纹补偿器。考虑到成本和设计生产周期，选择设计碟簧力平衡波纹补偿器。碟簧力平衡波纹补偿器在结构形式上与普通轴向波纹补偿器相近，可以利用同的波纹管与法兰，这样既节约成本，又能快速生产交付使用。
设计了一种具有限位功能的碟簧力平衡型波纹补偿器加装于管母线节点处。这种力平衡型波纹补偿器既能抵消部分内压产生的轴向推力，同时具有限制波纹补偿器轴向位移的功能。碟簧力平衡型波纹补偿器具体结构如图2 所示。
图2 碟簧力平衡型波纹补偿器
现有的碟簧力平衡补偿器只能通过调整力补偿装置螺母限制波纹补偿器压缩位移，当补偿器拉伸时不具备位移限制功能。为了实现补偿器拉伸时限位，在碟簧筒内加工一个限位承台，补偿器拉伸时，碟簧片压缩，当压缩到某一位置时，碟簧杆与碟簧筒卡住，实现轴向限位。力补偿装置结构如图3 所示。
图3 力补偿装置结构图
安装前，预先将碟簧压缩到一定长度，使碟簧组产生的弹性力与设备在额定压力下产生的推力大小相等，母线充气到额定压力后，补偿器抵消了轴向推力，旋动锁紧螺母至远离碟簧筒一侧，并达到限位距离。当波纹管拉伸时，碟簧继续压缩，压缩至某一长度后，碟簧杆与碟簧筒限位承台卡住，不能继续拉伸，实现拉伸限位; 当波纹管压缩时，碟簧受力减小，碟簧长度变大，达到某一值后，锁紧螺母与碟簧筒卡住，不能继续压缩，实现压缩限位。