Поиск по сайту
Начало >> Книги >> Архивы >> Технология и оборудование производства трансформаторов

Изготовление изоляционных деталей - Технология и оборудование производства трансформаторов

Оглавление
Технология и оборудование производства трансформаторов
Понятие о технологическом процессе
Технологическая и производственная документация
Технологическая подготовка производства трансформаторов
Устройство и типы магнитопроводов
Конструкция и изготовление магнитопроводов
Активная сталь магнитопроводов
Изолирование электротехнической стали
Изготовление пластин магнитопровода
Изготовление пластин магнитопровода из рулонной стали
Изготовление пластин магнитопровода из листовой стали
Восстановительный отжиг пластин магнитопровода
Контроль качества пластин магнитопровода, техника безопасности
Сборка магнитопроводов
Сборка магнитопроводов трансформаторов малых мощностей и реакторов
Сборка магнитопроводов без отверстий в активной стали
Сборка магнитопроводов с отверстиями в активной стали
Испытание магнитопроводов
Изготовление изоляционных деталей
Оборудование изоляционных цехов
Основные изоляционные детали, требования
Технологические процессы изготовления изоляционных деталей
Приспособления и инструменты при изготовлении изоляционных деталей
Изготовление обмоток
Обмоточные провода
Намоточные станки
Стойки для обмоточного провода и натяжные устройства
Изготовление обмоток
Намотка непрерывных обмоток
Непрерывная обмотка из нескольких проводов
Непрерывные обмотки с регулировочными ответвлениями
Особенности обмоток ВН на напряжения 110—330 кВ
Намотка обмоток по типу непрерывных
Намотка переплетенных обмоток
Дисковые обмотки
Изготовление элементов емкостной защиты обмоток трансформаторов
Намотка винтовых обмоток
Намотка двухходовой обмотки
Намотка цилиндрических обмоток
Техника безопасности при работе на намоточных станках
Стяжка, прессовка и отделка обмоток
Сушка, пропитка и запекание обмоток
Оснастка, применяемая при изготовлении обмоток
Оснащение процесса намотки обмоток
Оснащение операций стяжки, прессовки, отделки и транспортировки обмоток
Контроль за качеством и испытание обмоток, техника безопасности
Неразъемные соединения проводов и шин
Сварка проводов и шин
Соединение проводов и шин сболчиванием и прессованием, безопасность
Изготовление переключающих устройств
Изготовление контактов, деталей, пружин переключающих устройств
Изготовление изоляционных деталей переключающих устройств
Сборка переключающих устройств
Испытания переключающих устройств
Сварка баков, расширителей и ярмовых балок
Сварные соединения баков, расширителей и ярмовых балок
Сварочное оборудование
Виды и классификация сварных конструкций
Заготовительные операции и оборудование для производства баков
Технологические процессы сборочно-сварочного производства
Изготовление стенки и сварка бака
Поточные линии изготовления баков малых размеров, расширителей и радиаторов
Сборка охладителя, изготовление ярмовых балок
Проверка баков на герметичность
Окраска сварных конструкций
Организация работ и механизация сварочного производства
Первая сборка
Монтаж обмоток и изоляции при первой сборке
Шихтовка и прессовка верхнего ярма, осевая прессовка обмоток
Изготовление отводов
Сборка схемы, крепление отводов
Особенности второй сборки трансформаторов с РПН
Термовакуумная обработка активной части
Устройство и оборудование вакуум-сушильных шкафов, режим и контроль процесса сушки
Отделка активной части после сушки
Третья сборка
Установка активной части в бак, приводов переключателей, присоединение отводов
Установка ТТ, вводов ВН
Особенности технологии третьей сборки трансформаторов с РПН
Заливка маслом и испытание на герметичность, обработка масла
Окончательная отделка и сдача
Организация работы в сборочных цехах
Назначение и виды испытаний
Проведение испытаний
Испытание электрической прочности индуктированным напряжением, опыт хх
Измерение сопротивления обмоток трансформатора постоянному току
Техника безопасности при испытаниях
Транспортировка и хранение трансформаторов
Подготовительные работы к монтажу
Производство монтажных работ
Контрольные измерения и испытания перед включением
Приложения и литература

ЧАСТЬ ТРЕТЬЯ
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ИЗОЛЯЦИОННЫХ ДЕТАЛЕЙ
ГЛАВА ДЕВЯТАЯ
ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ В ТРАНСФОРМАТОРОСТРОЕНИИ

1. ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ НА ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Основное назначение электроизоляционных материалов — надежно изолировать токоведущие части трансформатора между собой и от заземленных частей, для чего эти материалы должны обладать определенными свойствами. Наиболее важными из них являются: электрическая прочность, диэлектрические потери, диэлектрическая проницаемость, электропроводность, гигроскопичность, механическая прочность и нагревостойкость [Л. 8 и 13].
Электрическая прочность. Каждый диэлектрик, находясь в электрическом поле, теряет изоляционные свойства, если напряженность поля превысит некоторое критическое для данного диэлектрика значение. Это явление называется пробоем диэлектрика или нарушением его электрической прочности. Величина напряжения, при котором происходит пробой диэлектрика, называется пробивным, а соответствующее значение напряженности поля — электрической прочностью диэлектрика.
Свойство электроизоляционного материала выдерживать высокое напряжение количественно выражается пробивным напряжением, отнесенным к единице толщины диэлектрика:

где £Пр — электрическая прочность диэлектрика, кВ/мм; £/пр—пробивное напряжение, кВ; Л— толщина электроизоляционного материала, мм.
Электрическая прочность является одной из главных характеристик изоляционного материала и определяет возможность его применения в устройствах высокого напряжения. Она зависит от его предварительной обработки, температуры, влажности и других факторов. Материалы, применяемые в трансформаторах, в зависимости от места их установки и назначения имеют электрическую прочность при 20 °С от 5 до 90 кВ/мм.
Диэлектрические потери. Диэлектрическими потерями называют потери энергии, возникающие в толще электроизоляционного материала (диэлектрика), находящегося в переменном электрическом поле. Вызываемое потерями нагревание приводит к старению материала (ухудшению изолирующих свойств). Диэлектрические потери принято оценивать величиной тангенса угла диэлектрических потерь б. Величина б определяет мощность, теряемую в диэлектрике, и зависит от температуры диэлектрика и частоты приложенного напряжения. Чем больше б, тем больше диэлектрические потери, т. е. нагрев диэлектрика и его старение.
Диэлектрическая проницаемость. Под действием приложенного напряжения в диэлектрике возникает электрическое поле, вызывающее его поляризацию. Для характеристики способности диэлектриков поляризоваться служит величина, называемая диэлектрической проницаемостью изоляции. Величина диэлектрической проницаемости е зависит от температуры диэлектрика и частоты приложенного переменного напряжения.
Применяемые в трансформаторах электроизоляционные материалы имеют относительную диэлектрическую проницаемость в пределах 2—8 при 20 °С и частоте 50 Гц. При выборе изоляционных материалов, работающих совместно, необходимо стремиться к тому, чтобы соотношение диэлектрических проницаемостей обеспечивало распределение напряженностей в последовательно включенных диэлектриках соответственно их прочности.
Электропроводность. Электроизоляционные материалы обладают малой электропроводностью. Способность диэлектрика проводить ток характеризуется его удельным объемом и поверхностным электрическим сопротивлением. Чем больше удельное объемное и поверхностное сопротивления диэлектрика, тем выше его качество.
При изготовлении трансформаторов качество изоляции проверяют приложением повышенного напряжения. При этом в изоляции возникает, хотя и очень малый, электрический ток, называемый током утечки или током проводимости. Его величина зависит от электрического сопротивления изоляции трансформатора. Величина сопротивления изоляции зависит от температуры, наличия влаги и загрязнений.
Повышения температуры и увлажненности резко понижают электрическое сопротивление изоляционного материала, увеличивают ток утечки и снижают качество изоляции. Большинство изоляционных материалов, применяемых в трансформаторах, обладает значительной гигроскопичностью, поэтому после изготовления трансформаторы подвергают тщательной сушке (удалению влаги из материала), в результате которой сопротивление их изоляции резко повышается.
Нагревостойкость. Различные материалы, применяемые в трансформаторостроении, по-разному реагируют на высокие температуры. Раньше всего при работе трансформатора разрушается его изоляция и в первую очередь — бумажная. Поэтому часто срок службы трансформатора определяется сроком службы той части его изоляции, которая подвергается наибольшему нагреву.
Все электроизоляционные материалы разделяют по их нагревостойкости на классы (ГОСТ 8865-70). Для каждого класса изоляции установлена предельно допустимая температура нагрева, при которой материал может длительно работать. Большинство изоляционных материалов, применяемых в трансформаторах, относится к классу А, предельная длительно допустимая температура которого составляет 105°С. К ним относятся волокнистые электроизоляционные материалы из целлюлозы или шелка, пропитанные или погруженные в жидкий диэлектрик, изоляция эмалированных проводов на основе масляных или полиамидных лаков, полиамидные пленки, а также дерево и древесные слоистые пластики. Пропитывающими веществами для изоляции класса А обычно являются трансформаторное масло, масляные лаки, битумные составы с температурой размягчения не ниже 105 °С и другие вещества соответствующей нагревостойкости.
В современных силовых трансформаторах применяется твердая изоляция в сочетании с электроизоляционным (нефтяным) маслом. Жидкие диэлектрики, т. е. минеральное трансформаторное масло или синтетические жидкости (совтол 10), кроме изоляции, служат также охлаждающей средой.
В качестве основной твердой изоляции масляных трансформаторов в настоящее время применяют волокнистые материалы из целлюлозы. К ним относятся электрокартоны и бумаги.
Электрокартоны. Особенность конструкции трансформаторов, механические и электрические воздействия, имеющие место при их работе, приводят к необходимости применять в трансформаторах электроизоляционный картон с различными характеристиками. Так, для цилиндров главной изоляции трансформаторов и изоляционных перегородок нужен мягкий картон. Он должен быть эластичен, иметь повышенную масловпитываемость и минимальную усадку по длине при высокой механической прочности на разрыв. Основными электрическими характеристиками мягкого электрокартона должны быть его стойкость к поверхностному разряду и высокая электрическая прочность на пробой по толщине.
Для элементов продольной изоляции — дистанционных прокладок ярмовой и уравнительной изоляции — нужен твердый картон, хорошо работающий на сжатие. Он должен иметь минимальную усадку по толщине, улучшенную механическую прочность на сжатие и хорошо обрабатываться методом вырубки (штамповки) и резания. Кроме электрокартонов, обрабатываемых методом резки и штамповки, нужно иметь картон специальных марок для изготовления деталей сложной конфигурации методом горячей формовки на прессах или вытяжки в пресс-формах с предварительным увлажнением заготовки.
Электроизоляционный картон, выпускаемый промышленностью, изготовляется в соответствии с ГОСТ 4194-68 разных марок и толщин:
Картон выпускается в листах размером:
при толщине листа 1,0 мм: марки Б—3 000X4 000; 3 000X2 000; 1 500x1 000 и 1 000X1 000; марки Г-350X XI 100; 350X1 000; 850x950;
при толщине листа более 1,0 мм: марок А и В— 3 000X4 000; 3 000X2 000; 1 500X1 000 и 1 000X1 000; марки Б —3 000X4 000;            3 000X2 000;                                          1 500X1 000 и 1 000X1 000; марки Г— 1 850X3 850; 1 650X3 800; 850Х XI 100; 850X1 000 и 850X950.
Картон марки Г толщиной 0,5 мм выпускается в рулонах шириной не менее 980 мм.
Картон марки А — эластичный, гибкий, с высокой стойкостью к действию поверхностных разрядов в масле. Этот картон предназначен для изготовления деталей главной изоляции высоковольтных масляных трансформаторов с напряжением до 1 200 кВ включительно.
Картон марки Б — средней объемной массы с повышенными электрическими характеристиками, применяется для изготовления деталей главной изоляции масляных трансформаторов напряжением до 220 кВ включительно.
Картон марки В — твердый, с малой сжимаемостью под давлением, высокой электрической прочностью (перпендикулярно к поверхности), используется для изготовления деталей продольной изоляции трансформаторов.
Картон марки Г — средней объемной массы с повышенным сопротивлением расслаиванию, применяется как основа для получения склеенного картона и изготовления изоляционных деталей масляных трансформаторов.
Электроизоляционные бумаги и ткани. Изоляционные бумаги применяются в трансформаторах в качестве витковой изоляции обмоточного провода, дополнительной катушечной изоляции и в виде лент различной ширины.
Наиболее важной характеристикой изоляционных бумаг (кроме диэлектрической проницаемости, угла диэлектрических потерь и электрической прочности) является стойкость бумаг к старению под воздействием температуры, электрического поля, влаги, кислорода и каталитического воздействия металлов и масел. В мировой практике применяются изоляционные бумаги и картон, характеристики которых улучшены путем специальной обработки (ацетилирование и цианэтилирование), что позволяет повысить температуру на поверхности проводникового материала на 15—20°С против допускаемой для обычной кабельной бумаги.
Кабельная бумага (ГОСТ 645-67) вырабатывается из сульфатной целлюлозы натурального цвета следующих марок: К-080, К-120, К-170, толщиной соответственно 0,08; 0,12 и 0,17 мм и КВУ (уплотнена) толщиной 0,08 мм; она поставляется в рулонах шириной 500; 650 и 750 мм.
Кабельную бумагу пропитывают трансформаторным маслом, что придает ей малую пористость и большую плотность и повышает ее электрическую прочность. Электрическая прочность кабельной бумаги в воздухе составляет 6—9 кВ/мм, а после пропитки в сухом трансформаторном масле в зависимости от толщины 70— 90 кВ/мм. Диэлектрическая проницаемость сухой бумаги равна 2,2—2,7, объемная масса 0,8 г/см3. Она обладает достаточно высокой маслостойкостью при работе в горячем трансформаторном масле. Благодаря высокой электрической и достаточной механической прочности ее применяют как изоляцию между слоями обмоток трансформаторов и для изолирования концов обмоток и отводов.
Телефонная бумага (ГОСТ 3553-60) изготовляется из сульфатной целлюлозы натурального цвета марок КТ-04 и КТ-05 толщиной соответственно 0,04 и 0,05 мм. Бумага выпускается в рулонах шириной 500 мм. Механические свойства телефонной бумаги ниже, чем кабельной. Ее применяют для ВИТКОВОЙ изоляции и между слоями обмоток трансформаторов.
Крепированная электроизоляционная бумага (ГОСТ 13078-67) изготовляется из сульфатной целлюлозы с нанесенными на нее поперечными линиями крепа. Благодаря поперечному крепу (гофрировке) она дает удлинение до 50% при натяжении. Поставляется в рулонах шириной 500 мм. Толщина бумаги 0,5 мм, а в разглаженном состоянии 0,17 мм. Плотность бумаги 0,82 кг/дм3. По своим электрическим свойствам она несколько уступает кабельной.
Для изолирования бумагу нарезают лентами шириной от 20 до 40 мм в направлении поперек крепа
Благодаря высокой электрической прочности, маслостойкости, эластичности и хорошему вытягиванию крепированная бумага успешно применяется для изолирования отводов, мест соединений и изгибов вместо лакоткани.
Лакоткань электроизоляционная (ГОСТ 2214-70) представляет собой ткань, пропитанную электроизоляционным лаком, изготовляется в рулонах шириной 700— 1 000 мм. Хлопчатобумажная или шелковая ткань обеспечивает значительную механическую прочность, а лаковая пленка — высокую электрическую прочность По нагревостойкости лакоткани относятся к классу А. Лакоткань применяется в виде лент шириной 20—40 мм, разрезается на ленты по диагонали (под углом 45°). Такая резка дает максимальное удлинение ленты при растяжении (до 30%), а это обеспечивает выполнение наиболее плотной изолировки. Лакоткани разделяют на черные и цветные (желтые) в зависимости от рода пропитывающего лака.
ЛХСМ — лакоткань хлопчатобумажная, пропитанная в светлом лаке, маслостойкая, толщиной 0,17; 0,2 и 0,24 мм. Плотность 1,1 кг/дм3; электрическая прочность около 60 кВ/мм, применяется для изоляции концов обмоток и отводов масляных трансформаторов.
ЛШСС — лакоткань шелковая, пропитанная в светлом лаке, специальная, толщиной 0,04—0,06 и 0,1 — 0,15 мм, применяется для изолирования концов обмоток и отводов масляных трансформаторов.
Ленты хлопчатобумажные (ГОСТ 5414-63), применяемые в трансформаторостроении, имеют следующие переплетения: саржевое (киперная) и полотняное (тафтяная). В саржевом переплетении перекрытия нитей идут в виде наклонных узких полосок при одинаковой основной и уточной плотности под углом 45°, вследствие чего в ткани образуются диагональные рубчики. В полотняном переплетении перекрытия нитей идут под углом 90° при одинаковой основной и уточной плотности.
В масляных трансформаторах применяют тафтяную ленту толщиной 0,25 мм, шириной 10—50 мм и киперную толщиной 0,45 и шириной 10—60 мм. Ленты поставляют в рулонах, длина ленты в рулоне 50 м.
Хлопчатобумажные ленты имеют большую механическую прочность, поэтому их применяют для механического крепления или защиты основной изоляции — силовых бандажей, для покрытия поверх основной изоляции катушек, отводов и мест соединений.
Электроизоляционные лаки в зависимости от назначения разделяются на пропиточные, покровные и клеящие; они изготовляются как воздушной, так и печной сушки
Наиболее широкое применение при изготовлении обмоток и изоляции масляных трансформаторов имеют лаки:
Лак ГФ-95 (ГОСТ 8018-70) масляно-глифталевый, электроизоляционный, пропиточный, печной сушки. Пленка лака светлая, твердая, обладает высокой маслостойкостью. Длительно сохраняет свою эластичность в процессе теплового старения. Электрическая прочность пленки лака при 20 °С—70 кВ/мм, при 90 °С—30 кВ/мм, а после действия воды в течение 24 ч—20 кВ/мм. Лак применяется для пропитки обмоток масляных трансформаторов и обеспечивает высокую механическую прочность обмоток. Время перехода лака в нерастворимое состояние 18 ч.
Для ускорения процесса запекания в глифталевомасляные лаки часто вводится меламино-формальдегидная смола, при этом время запекания лака сокращается до 8—10 ч. Такой лак называют меламино-формальдегидным (МЛ-92). Растворителями глифталево-масляных лаков служат бензин, бензол, толуол.
Бакелитовый лак (ГОСТ 901-56) —раствор феноло- или крезолоформальдегидной смолы в спирте. Высыхает на воздухе, но требует запекания для перевода в нерастворимое состояние. Во избежание образования пузырей перед печной сушкой необходимы хорошая воздушная сушка и постепенное повышение температуры [Л 13] Применяется в производстве трансформаторов для склейки электрокартонных деталей.



 
« Телемеханика в энергоснабжении промышленных предприятий   Трансформаторы малой мощности »
Карта сайта + все метки | Контакты
© Электроэнергетика При перепечатке и цитировании активная гиперссылка на сайт обязательна.