Магнитопроводы, поступающие в ремонт, нуждаются преимущественно в частичном ремонте, реже — в ремонте с полной разборкой и перешихтовкой активной стали.
При частичном ремонте магнитопровода нет необходимости в его полной разборке. Частичный ремонт выполняют "при незначительных повреждениях активной стали или отдельных деталей магнитопровода, например при местных замыканиях и небольших оплавлениях листов активной стали, повреждениях изоляционных деталей, ослаблении крепления ярмовых балок, забоинах и т. п.
Очаги прогара и оплавления активной стали расчищают, снимая образовавшиеся наплывы металла карборундовым камнем, насаженным на вал электросверлильной машинки, или вырубая зубилом. После очистки поврежденного участка от наплывов металла распрессовывают частично пластины магнитопровода на этом участке, отделяют, сварившиеся кромками пластины друг от друга, снимают заусенцы с кромок пластин и, очистив этот участок от остатков старой изоляции и металлических опилок, изолируют пластины, прокладывая между ними листы телефонной или кабельной бумаги.
При наличии забоин в стержнях активной стали магнитопровода пластины такого стержня распрессовывают (ослабляют прессовку стержня, отворачивая на несколько оборотов гайку прессующей шпильки), а затем с помощью деревянных клиньев разводят пластины и после выпрямления плоскогубцами загнутых кромок пластин прокладывают между ними листы изоляции из кабельной или телефонной бумаги и с помощью прессующей шпильки вновь спрессовывают стержень.
Нередко в ремонтируемых магнитопроводах оказываются полностью поврежденными бумажно-бакелитовые трубки, изолирующие стяжные шпильки от активной стали.
При отсутствии бумажно-бакелитовых трубок требуемых размеров, что часто случается при ремонте трансформаторов старых конструкций, изготовляют новые трубки следующим образом. Нарезают кабельную бумагу полосами шириной, превышающей на 20 — 25 мм длину требуемой трубки, накатывают нарезанную полосу бумаги на шпильку (или другой металлический стержень соответствующего диаметра), промазывая при этом каждый слой бумаги (кроме трех первых слоев, прилегающих к шпильке) бакелитовым лаком. Необходимое количество слоев бумаги определяется толщиной стенок трубки (толщина стенок трубки и ее размеры должны соответствовать этим же данным трубки заводского исполнения). Во избежание развёртывания бумаги, навернутой на шпильку, накладывают вразбежку по всей длине шпильки временный бандаж из тафтяной ленты и запекают в течение 4 ч в шкафу при температуре, не превышающей 105°С. По окончании запекания удаляют временный бандаж, обрезают ровно концы трубки в соответствии, с требуемым размером и очищают, устраняя с ее поверхности наплывы бакелитоврго лака и неровности.
Изоляционные трубки можно изготовить также из электрокартона толщиной 0,5—1 мм. Перед намоткой полосу электрокартона слегка смачивают водой. Последний слой наматываемого электрокартона смазывают бакелитовым лаком, затем трубку плотно бандажируют киперной лентой и запекают; После запекания бандаж удаляют, все местные утолщения и неровности снимают острым ножом, в результате чего трубка получается монолитной и прочной.
Необходимость ремонта с полной разборкой и перешихтовкой возникает при таких тяжелых повреждениях, как «пожар стали», при котором может выйти из строя значительная част пластин активной стали магнитопровода и изоляционных деталей.
Ремонт магнитопровода с поврежденными пластинами активной стали состоит из следующих основных работ: подготовки к ремонту, разборки магнитопровода, очистки и изоляции пластин и др.
Подготовка к ремонту. В состав работ по подготовке к ремонту входят: подготовка рабочей площадки (освещение рабочего места, расстановка необходимого инвентаря и вспомогательного оборудования, удобная для работы раскладка инструмента и материалов, обеспечение средствами безопасности труда и оказания первой медицинской помощи и др.);
подбор инструментов и приспособлений, в том числе комплекта гаечных, разводных. и торцевых ключей, медных подбоек (рис. 71, я) для выравнивания листов стали, деревянных лотков (рис 71,6) для переноски обрабатываемых пластин, комплекта удлиненных стяжных шпилек соответствующих размеров, набора слесарных зубил и молотков, клуппа и метчиков для нарезания резьбы, электрифицированного инструмента и других инструментов, необходимость применения которых определяется конструкцией магнитопровода;
заготовка основных и вспомогательных материалов (электротехнической и - конструкционной стали требуемых марок и размеров, электроизоляционного картона, кабельной и телефонной бумаги, бакелитового лака и лака для изоляции пластин стали, обтирочных концов, керосина, моечных эмульсий и др.);
Рис. 71. Приспособления, применяемые при разборке и сборке трансформаторов:
а — подбойка, б — переносной лоток, в — стропы, г — траверса сутягами для съема и насадки обмоток
проверка обеспеченности работ оборудованием и необходимой оснасткой (наличие и состояние гильотинных ножниц для резки стали и изоляционных материалов, пресса и штампов для изготовления новых пластин стали, сверлильного станка с набором сверл требуемых размеров, лакировального станка, сушильного шкафа и другого оборудования, необходимого для выполнения отдельных операций ремонта).
На стадии подготовки к ремонту электрослесарь снимает эскизы магнитопровода с указанием точных его размеров, расположения и толщины пакетов, места установки и размеров заземляющих лент, а также изоляционных и вспомогательных деталей. Особая необходимость в таком эскизировании возникает при ремонте магнитопроводов силовых трансформаторов отечественного производства, но старых конструкций и при отсутствии требуемой.технической документации магнитопроводов, изготовленных фирмами зарубежных стран.
Перед началом ремонта магнитопровода электрослесарь-ремонтник должен еще раз лично проверить наличие необходимых инструментов и материалов, а также состояние
имеющихся защитных средств, предписываемых правилами безопасности труда и местными инструкциями при выполнении операций ремонта магнитопровода.
Разборка ремонтируемого магнитопровода.
Последовательность выполнения основных операций разборки магнитопровода в каждом случае зависит от его конструкции и принятого при изготовлении (или очередном ремонте) способа прессовки ярм и стержней.
Прессовка ярм магнитопровода полубандажами, а его стержней стеклобандажами применяется сравнительно недавно, и количество поступающих в ремонт трансформаторов с такими магнитопроводами невелико. В магнитопроводах большинства трансформаторов, поступающих в ремонт, использована шпилечная прессовка ярм и стержней, поэтому ниже в первую очередь приводится описание способов выполнения основных операций разборки шпилечных, магнитопроводов.
Разборку ремонтируемого шпилечного магнитопровода начинают с демонтажа верхних ярмовых балок и расшихтовки верхнего ярма. Эту часть работы начинают с распрессовки ярма, т. е. с отвинчивания гаек на стяжных шпильках. Для этого предварительно вставляют временные удлиненные стяжные шпильки в отверстия на концах ярмовых балок и закрепляют гайками во избежание развала ярмовых балок в процессе разборки, когда будут удалены постоянные стяжные шпильки. Далее равномерно ослабляют, а затем полностью отвинчивают гайки на стяжных шпильках верхних ярмовых балок, после чего вынимают "прессующие шпильки вместе с бумажно-бакелитовыми трубками и другими деталями. Освобожденные от креплений верхние ярмовые балки невзаимозаменяемы, .поэтому их маркируют надписями «сторона ВН», «сторона НН» и снимают вместе с изолирующими электрокартонными прокладками. Ярмовые балки трансформаторов мощностью до 400 кВ-А снимают двое рабочих вручную, а более мощных — при помощи грузоподъемных механизмов и стропов из стального троса (рис. 71, в). При этом балки предварительно стропят, а затем равномерно отвинчивают гайки, вынимают стяжные шпильки с изоляционными деталями, после чего снимают балки с помощью грузоподъемного приспособления.
Если ярма спрессованы ярмовыми балками с внешними шпильками или полубандажамй, то операции по распрессовке ярма выполняют в такой последовательности: застропив балки, устанавливают временные шпильки, полностью отвинчивают гайки основных внешних шпилек или полубандажей, ослабляя прессовку ярма, и снимают прессующие детали и балки.
Продолжая разборку, демонтируют вертикальные шпильки, вынимают заземляющие ленты, снимают верхнюю уравнительную изоляцию. Детали, снятые при разборке магнитопровода,
тщательно осматривают: пригодные для повторного использования маркируют и сохраняют.
Раскомплектовав верхнее ярмо, приступают к его расшихтовке. При выполнении операций расшихтовки очень важно сохранить тот порядок чередования пластин, в котором они находились в ярме до его разборки. Соблюдение этого требования вызвано тем, что заложенные в верхнее ярмо пластины, имеющие одинаковую длину, отличаются по расположению в них отверстия. Неправильное чередование пластин при сборке приводит к тому, что в собранном ярме не образуется нормальное отверстие, необходимое для прохода стяжной шпильки.
Закончив расшихтовку верхнего ярма, приступают к демонтажу обмоток. Обычно даже при наличии только одной поврежденной обмотки — ВН или НН — демонтируют все обмотки магнитопровода, так как вызванные электрической дугой копоть сгоревшей изоляции и пары расплавленного металла, осевшие на поверхности неповрежденных обмоток, могут стать причиной быстрого выхода их из строя и повторного ремонта трансформатора.
Демонтаж обмоток начинают с разборки схемы их соединений и удаления отводов, после чего переходят к съему обмоток со стержней, начиная с расположенных снаружи обмоток ВН. Для снятия обмотки ВН предварительно выгибают верхние концы обмотки НН, чтобы они приняли вертикальное положение; в таком положении они не будут задевать и не повредят обмотку ВН при ее съеме с обмотки НН. Обмотки трансформаторов мощностью до 100 кВ-А снимают вручную двое рабочих, а 160 кВА и выше — специальным съемным приспособлением с траверсой и тягами (рис. 71, г), подвешенным к крюку подъемного устройства.
Для съема плотно сидящей обмотки ее предварительно немного приподнимают (с помощью устройств типа домкратов, расставляемых равномерно по периметру обмотки), а затем заводят под обмотку тяги съемного приспособления, чтобы они заходили под опорное кольцо в зоне столба прокладок и не задевали за соседнюю обмотку или ее изоляцию. Обмотку вместе с тягами туго обвязывают пеньковым канатом вразбежку и, установив крюк подъемного механизма по центру обмотки, стропят к нему съемное приспособление.
Обмотку надо снимать, в строго вертикальном положении без малейших перекосов, вызванных неправильной установкой тяг съемного приспособления или его строповкой. Для этого сначала медленно приподнимают обмотку на 150 — 200 мм и проверяют правильность расположения тяг и сцентрированность строповых тросов на крюке подъемного механизма. Если перекосов нет (обмотка закреплена нормально и при ее подъеме тяги не задевают за внутреннюю обмотку или изоляционный цилиндр), ее осторожно снимают. Соблюдая указанную выше последовательность, снимают все обмотки ВН, затем, переставив на траверсе съемного приспособления тяги соответственно диаметру обмотки НН, снимают поочередно (начиная с крайней обмотки) все обмотки НН. Далее снимают ярмовую и уравнительную изоляции, электрокартонные цилиндры, деревянные стержни и планки. Все снятые детали очищают от копоти, шлама и других загрязнений и тщательно осматривают для определения их состояния, степени повреждения и возможности ремонта. Демонтаж нижнего ярма производят аналогично демонтажу верхнего: распрессовывают нижнее ярмо, снимают нижние ярмовые балки и расшихтовывают нижнее ярмо. Далее по всему контуру магнитопровода разбирают пластины стали в порядке, в котором они были уложены в магнитопровод.
Снятые с магнитопровода пластины сортируют: исправные связывают пакетами и укладывают на одни переносные лотки, а поврежденные, требующие восстановления изоляции, — на другие лотки. Непригодные пластины (оплавленные, с изломами и прожогами) отбраковывают.
Разбирать и собирать магнитопровод следует в горизонтальном положении, для этого при разборке его устанавливают, и закрепляют в кантователе, с помощью которого и переводят из вертикального положения в горизонтальное по схеме, показанной на рис. 72. Иногда при ремонте магнитопроводов вместо отсутствующего кантователя применяют стальной лист толщиной 12—15 мм с подложенными под ним трубами в качестве катков (рис. 73).
Пластины с поврежденной межлистовой изоляцией, снятые с магнитопровода, ремонтируют, очищая от старой изоляции и покрывая новой.
Очистка и изоляция пластин: Очистку листов стали (пластин) магнитопровода от старой изоляции осуществляют механическим и химическим способами, а также отжигом и отпариванием в горячей воде. Способ очистки выбирают в зависимости от вида поврежденной изоляции.
Механическим способом очищают преимущественно пластины горячекатаной стали обычно на станках вращающимися свальными кардолентными щетками. Пластины при очистке устанавливают по отношению к щеткам под углом 45°.
Удаление изоляции механическим путем стальными щетками на станке — наиболее распространенный и простой способ, обеспечивающий быструю очистку стали. Однако в результате ударов стальных проволок по листу при вращении кардолентных щеток происходит нагартовка стали, а кроме того, шлифовка поверхности пластин, в результате чего дополнительно увеличиваются потери в стали. Поэтому ряд ремонтных предприятий использует химический способ очистки пластин от изоляции.
Рис. 72. Схема кантовки магнитопровода с помощью кантователя:
1 - установка магнитопровода на кантователе, //-крепление магнитопровода и строповка кантователя, //1 — перемещение магнитопровода из вертикального положения в горизонтальное, IV — опускание магнитопровода, V - укладка магнитопровода доя разборки; 1 — предохранительный упор; 2 — кантователь, 3 — стрелы, 4 — магнитопровод, 5 - опорные деревянные брусья, б -стяжные шпильки со швеллерами
Рис. 73. Схема кантовки магнитопровода с использованием каткователя
1 и 2 — стальные трубы и лист, 3 — шпалы, 4 — швеллерные балки, 5 — магнитопровод
Химический способ очистки позволяет легко удалять с пластин лаковую и бумажную изоляцию. При удалении лаковой изоляции погружают пластины в специальную ванну с 20%-ным раствором едкого натра (каустической соды) или 25 %-ным раствором тринатрийфосфата и выдерживают в растворе в течение 15 — 20 мин * , после чего вынимают из ванны, промывают проточной горячей (90 —95°С)- водой и, разложив на деревянных решетках или стеллажах, сушат.
*Продолжительность пребывания пластин стали в растворе едкого натра или тринатрийфосфата подбираемся опытным путем в зависимости от качества и, толщины изоляционного покрытия пластин, а также концентрации и температуры раствора.
Для химической очистки листов стали применяют следующее оборудование и несложные приспособления: подъемное устройство, необходимое для загрузки в ванну и выгрузки из нее пластин стали; две ванны с - крышками; решетки или стеллажи для сушки очищенных и промытых пластин.
Очистку способом отжига производят в специальных термических печах при 350 —500 °С. Этим способом можно очищать пластины, покрытые тонкими листами бумаги, применявшейся в магнитопроводах трансформаторов старых конструкций в качестве межлистовой изоляции, а также с лаковой изоляцией. Однако в настоящее время электроремонтные предприятия стали редко использовать этот способ из-за резкого снижения магнитной проницаемости и увеличения потерь в стали вследствие образования окалины на поверхности пластин и изменения структуры стали. Другой причиной отказа от очистки пластин способом отжига является борьба за чистоту окружающей среды, желание не загрязнять атмосферу продуктами сгорания бумаги и лака
Наиболее простой способ удаления бумажной изоляции с пластин — отпаривание в воде, нагретой до 90—100 СС. Для ускорение процесса отслоения оклеечной бумаги от металла добавляют в воду, слабый раствор едкого натра. Процентное содержание едкого натра в растворе (обычно 4—6%) определяют опытным путем. При добавлении в воду дополнительно раствора едкого натра пластины, вынутые из ванны, следует промыть в теплой проточной воде»
После очистки пластин любым из перечисленных способов необходимо тщательно проверить, не осталась ли на пластинах старая изоляция. Пластины, не имеющие дефектов, изолируют, покрывая с обеих сторон однократно или двукратно пленкой лака, а затем запекая лаковую пленку.
Рис. 74. Лакировальный станок РЭЛС-40:
1 и 9 — верхняя и нижняя ванны, 2 — запорный кран, 3 — распределительная трубка, 4 — резиновое покрытие, 5 и 6 — верхний и нижний валики,
7 — шестерни, 8 — рукоятка, 10 — патрубок, 11 — набор резиновых прокладок, 12 — установочный болт
Покрывают пластины стали лаком в лакировальных станках. На электроремонтных предприятиях применяется около десяти типов ручных и электродвигательных лакировальных станков с одинаковым принципом действия, но отличающихся только конструктивным исполнением отдельных сборочных единиц и деталей. Во всех лакировальных станках, используемых в настоящее время, лак наносился при прохождении листа или пластин стали между двумя встречно вращающимися валиками с маслобензостойким резиновым покрытием, непрерывно смачиваемым изоляционным лаком. Простой по конструкции лакированный станок РЭЛС-40 (рис. 74) состоит из заполняемой лаком верхней ванны 7 с запорным пробковым краном 2, двух обтянутых толстой, (5 —7 мм) резиной валиков 5 и 6 с шестернями 7 на концах и нижней ванны 9. Верхняя ванна соединена при помощи патрубка и тройника с распределительной трубкой 5, которая имеет по всей длине мелкие отверстия, служащие для равномерной подачи лака на поверхность верхнего валика 5. Лак поступает из верхней ванны 7 в трубку 3 самотеком. Верхний валик 5 прижат к нижнему валику 6 с помощью установочных болтов 72, между которыми помещен набор прокладок 11 из листов резины. Нижний валик расположен в нижней ванне 9 с патрубком 10. Для отвода лака, стекающего в нижнюю ванну, на патрубок 10 надевают резиновый шланг, конец которого опускают в ведро, из которого скопившийся лак периодически переливают в верхнюю ванну емкостью 40 кг. Лакировальный станок приводится в движение рукояткой- 8Ч вращаемой одним рабочим или электродвигателем мощностью 0,8 кВт с редуктором, имеющим передаточное число, необходимое для обеспечения частоты вращения валиков 5 и б в пределах 22—24 об/мин.
На крупных электроремонтных предприятиях, специализированных по ремонту большого числа трансформаторов, нанесение и запекание изоляционного лака производится на лакировальном станке, объединенном с печью для запекания лаковой пленки.
Рис. 75. Агрегатированный лакировальный станок:
1 — пластина магнитопровода, 2 — резиновые валики, 3 — труба с отверстиями, 4 и 18 - расходный бачок и резервуар с лаком, 5 и 5 - холодные транспортеры, 6 и 7 — вытяжная вентиляция, 9 — приточная вентиляция, 10 — форсунка для воды, 11 — резиновые валки (для отжима воды), 12 — приемный стол, 13 — самоходная тележка, 14 - печь, 15 - газовые горелки, 16 - горячий транспортер, 17 — насос перекачки лака из резервуара в расходный бачок
Такой лакировальный станок (рис. 75) представляет собой агрегат, в котором лакировальный механизм объединен с обогреваемой горелками 15 туннельной печью 14. Процесс лакирования пластин происходит так же, как и на станке РЭЛС-40, а запекание лаковой пленки следующим образом. Пластины, покрытые лаком, подаются Холодным транспортером 5 в печь 14, где попадают на горячий транспортер 16, и При прохождении через нагретую туннельную печь лаковая пленка, запекаясь (полимеризуясь), образует прочную изоляционную пленку. После прохождения через печь горячие пластины попадают на холодный транспортер 8, где интенсивно охлаждаются потоком воздуха, поступающего. из приточной вентиляции 9, а также проточной водой, поступающей из форсунки 10, установленной в конце холодного транспортера. Покрытые изоляцией пластины поступают на приемный стол 72, с которого их перегружают на самоходную тележку 13.
Прежде чем приступить к лакировке на любом из описанных выше лакировальных станков, определяют и регулируют пробным путем нормальное поступление лака на рабочие валики лакировального станка, а также производят лакирование и пробную запечку лаковой пленки. При положительных результатах приступают к лакировке всей партии пластин.
К изоляционной пленке лака предъявляются следующие основные требования: минимальная толщина (должна быть на две стороны при однократном покрытии не более 0,01 + 0,004 мм, при двукратном покрытии — не более 0,02 + 0,006 мм); необходимая электрическая прочность и сопротивление; высокая механическая прочность; нагревостойкость, обеспечивающая сохранение качества пленки при возможных температурах нагрева работающего трансформатора; маслостойкость (способность лаковой пленки противостоять воздействию горячего масла трансформатора); наличие сплошной блестящей гладкой поверхности без пропусков, натеков и обгоревших участков. При нажатии пальцем на пленке, не должно оставаться отпечатка.
Рис. 76. Прибор для проверки электрического сопротивления изоляции пластин стали:
а — схема, б — устройство; 1 — груз, 2 — рычаг, 3 — стойка, 4- медные электроды, 5 — пакет пластин стали
Одним из основных показателей качества изоляции пластин является, ее электрическое сопротивление, проверяемое в ремонтных условиях с помощью простого прибора, схема и устройство которого показаны на рис. 76.
Измерения производят в трех точках, лежащих на оси. отверстий, и в любых точках на гладкой поверхности пластин. Испытывают три пакета, состоящие каждый из двух пластин, затем один пакет, собранный из ранее. испытанных шести пластин. При сборке пакетов 5 кромки пластин должны совпадать. Образцы закладывают между медными электродами 4 с контактной поверхностью 150 см2 так, чтобы их осевая линия была направлена вдоль пластин. Сжатие, пакета пластин между электродами, осуществляемое грузом 1 прибора, должно быть 5 — 6 кП/см2, испытательное напряжение — 6—12 В, регулируемая сила тока — 0,4 А.
Проверенные и испытанные изолированные пластины на лотках или тележках доставляют к месту сборки магнитопровода. Погрузку, транспортирование и выгрузку пластин необходимо осуществлять с предосторожностью, исключающей повреждение как самих пластин, так и их изоляции.
