Высоковольтные вводы и их ремонт - Сборка вводов до 35 кВ

ГЛАВА ТРЕТЬЯ
ОСНОВНЫЕ ОПЕРАЦИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ И СБОРКИ ВВОДОВ
§ 13. Сборка вводов на напряжение до 35 кВ

Проходные изоляторы на напряжения 6, 10, 20 и 35 кВ являются простейшими вводами и широко применяются в трансформаторах, масляных выключателях и других видах электрооборудования.
Всякий проходной изолятор состоит из фарфоровой детали 3 и металлической арматуры — фланца 4 (или центрирующих шайб) колпаков 2 и 5, закрепленных на фарфоровой детали цементнопесчаным раствором (см. рис. 1, 2, 3).
Па некоторых конструкциях проходных изоляторов (см. рис. 1) колпаки заменены центрирующими металлическими шайбами 2 и 5, которые удерживаются на фарфоровой детали изолятора выступами на токоведущей шине, образующимися при запрессовке шины в изоляторе. Операции закрепления металлической арматуры на фарфоровых деталях называют армированием изоляторов.
Армирование проходных изоляторов состоит из наклеивания на фарфоровую деталь чугунного фланца и двух чугунных колпаков. В качестве клеящего состава (связки) применяют цементнопесчаный раствор, приготовленный на основе портландцемента марки не ниже 400 и промытого кварцевого песка. Портландцемент представляет собой тонко размолотый цементный клинкер, получаемый в результате обжига смеси исходных материалов, содержащих цементные природные минералы — мергели. Цемент и песок берут в соотношении 2: 1 или 3: 1 в зависимости от марки цемента. Смесь цемента и песка затворяют водой в количестве 45—60% (по массе). Цементно-песчаная смесь, затворенная водой, представляет собой жидкую массу, обладающую большой текучестью. Этим достигается хорошее заполнение цементно-песчаным раствором полостей между арматурой и поверхностью армируемых деталей изолятора. После отверждения раствора происходит прочное соединение металлической арматуры с поверхностью фарфоровой детали изолятора.
Важнейшими характеристиками цемента являются скорость схватывания и отверждения. Под схватыванием цемента понимают превращение цементно-песчаного раствора—в непластичную массу. Под отверждением цемента подразумевают нарастание его механической прочности. В процессе отверждения цементная связка превращается в цементный камень.
Начало схватывания у портландцементов — не ранее 45 мни, а конец схватывания — не позже 12 ч от начала затворения водой. Интенсивное отверждение, сопровождающееся нарастанием механической прочности, происходит в основном в течение первого месяца, но прочность цементного камня увеличивается, хотя более медленно, и в дальнейшем. Скорость схватывания и отверждения портландцемента зависит от его минералогического состава, температуры и влажности цемента, температуры воды, применяемой для затворения цемента, а также температуры и влажности окружающего воздуха. Понижение температуры удлиняет сроки схватывания, а увлажнение цемента снижает прочность затвердевшего камня.
Химический и гранулометрический составы портландцемента тоже оказывают влияние на прочность цементного камня. В зависимости от механической прочности образцов (брусочки 40χ40χ Х160 мм) портландцементы бывают пяти марок. Образцы изготовляют из затворенной водой смеси (одна часть цемента и три части песка), которую подвергают испытанию поочередно после 3 и 28 сут отверждения образцов в воде. Разрушающие напряжения образцов при сжатии и изгибе приведены в табл. 3.

Таблица 3. Механические характеристики портландцементов

Для армирования изоляторов применяют цемент марок 400, 500 и 600.
При отверждении портландцемента в воде его объемная усадка мала, так как создаются условия для гидролиза и гидратации веществ, входящих в состав цемента. В результате этого механическая прочность портландцемента увеличивается, однако отверждение цемента в воде является длительным процессом. Для ускорения отверждения цементных связок армированные изоляторы пропаривают в специальных пропарочных камерах. Песок, выполняющий роль инертного заполнителя, должен иметь определенный гранулометрический состав, основную массу которого составляют частицы размером 0,15—0,20 мм        (96%). Песок должен быть сухим и чистым (содержание глинистых веществ не более 0,15%), поэтому он тщательно промывается в воде с последующей сушкой. Перед смешиванием цемент и песок отдельно просеивают через сито 64 отв/см2, затем перемешивают в смесителях.
Для затворения цементно-песчаной смеси водой берется 16— 18 мас. ч. водопроводной воды на 100 мае. ч. сухой смеси. Для ускорения процессов армирования изоляторов необходимо стремиться к сокращению сроков схватывания и отверждения цементных связок. С этой целью заармированные изоляторы подвергают обработке паром.
Для защиты затвердевших цементных связок от выщелачивания водой цементные швы, образующиеся между фарфором и арматурой, покрывают снаружи водостойкими лаками. Это необходимо также для предотвращения проникновения влаги внутрь цементных заделок и увлажнения компенсационных прокладок.

Рис. 42. Приспособление для армирования проходных изоляторов:
1, 6 - колпаки, 2  —  фарфоровая деталь, 3 — фланец, 4, 7 — верхняя и нижняя стальные пластины, 5 — стержень, 8 — картонная прокладка, 9; 10— резиновые шайбы

Приготовленный в смесителе цементно-песчаный раствор разливают в ведра, которые транспортируют к рабочим местам. Раствором надлежит пользоваться не более 20 мин с момента приготовления смеси, так как по истечении этого времени подвижность раствора (текучесть) резко уменьшается.
Наиболее производительным является способ одновременного армирования проходных изоляторов, при котором на фарфоровую деталь 2 проходного изолятора (рис. 42) наклеивают на цементно-песчаном растворе одновременно фланец 3 и два колпака 1 и 6. Для этого применяют армировочное приспособление, состоящее из стальной пластины 7 с приваренными к ней двумя нарезными стержнями 5. В верхней части на стержнях 5 закреплена стальная пластина 4, имеющая большое отверстие в центре, через которое проходит фарфоровая деталь 2 армируемого изолятора.
На нижнюю пластину 7 устанавливают колпак 6 в перевернутом положении. На среднюю часть фарфоровой детали 2 предварительно надевают шайбу 9 из мягкой резины толщиной 4—5 мм, которая плотно охватывает ее. После этого фарфоровую деталь 2 устанавливают в армировочное приспособление, пропуская ее через круглое отверстие в верхней пластине 4.
Затем на фарфоровую деталь надевают фланец 3 и заполняют его жидким цементно-песчаным раствором. Одновременно этим раствором заполняют пространство между стенками колпака 6. и нижней частью детали.
На верхнюю часть фарфоровой детали 2 плотно надевают шайбу 10 из мягкой резины, а затем — второй металлический колпак 1, предварительно заполненный цементно-песчаным раствором густой консистенции. Фарфоровую деталь центрируют во фланце и в колпаках. Стальным шпателем уплотняют слои цементно-песчаного раствора во фланце и в колпаках, а выступающие излишки удаляют.
После этого изоляторы, установленные в армировочных приспособлениях, выдерживают в помещении цеха в течение 24 ч. Затем с изоляторов снимают резиновые шайбы и зачищают цементные швы у фланца и двух колпаков. Далее изоляторы снимают с армировочных приспособлений и устанавливают в отверстия стальных полок вагонеток.
На вагонетках изоляторы поступают в пропарочные камеры, в которых поддерживается атмосфера насыщенного пара при 75— 80°С. Здесь в течение 2 сут происходит отверждение цементно-песчаных связок. По истечении этого времени изоляторы, армированные фланцем и двумя колпаками, транспортируют из пропарочных камер в помещение цеха, где они выдерживаются в течение 5— 7 ч. Затем, очистив фланцы и колпаки от остатков цементной связки и от ржавчины, арматуру и цементные швы покрывают водостойкой эмалью воздушной сушки. После сушки эмалевых покрытий через каждый из изоляторов пропускают токоведущий стержень круглого сечения, закрепленный гайками. Вместо токоведущего стержня часто применяют шины прямоугольного сечения.
У различных проходных изоляторов на напряжения 6 и 10 кВ чугунные колпаки заменяют центрирующими шайбами, которые закрепляют в торцовых выемках фарфоровой детали без цементно-песчаных связок. В результате цикл армирования этих изоляторов сокращается. Вначале на фарфоровую деталь изолятора наклеивают (на цементно-песчаном растворе) фланец в приспособлениях на ленточном конвейере. По истечении 24 ч армированные фланцем изоляторы зачищают, а затем направляют в пропарочные камеры, где их выдерживают в течение 2 сут.
По окончании обработки паром изоляторы поступают в цех и после подсушивания при комнатной температуре и окраски их снабжают токоведущей шиной прямоугольного сечения. На концы шины надевают но металлической центрирующей шайбе, которые удерживаются в торцовых выемках фарфоровой детали двумя выдавками, образующимися под прессом на медной токоведущей шине. После заделки шины в изоляторе покрывают лаком фланец и цементный шов у фланца. Отверждение цементно-песчаных связок в изоляторах без обработки их в пропарочной камере происходит в течение 7 сут.
Все армированные изоляторы затем поступают на массовые электрические испытания. При этом к каждому из изоляторов в течение 3 мин прикладывается переменное напряжение, при котором изолятор перекрывается непрерывным потоком искр. Изоляторы, выдерживающие эти испытания, считаются пригодными к эксплуатации.
Основой описанных конструкций проходных изоляторов является фарфоровая деталь, а внутреннюю изоляцию составляет воздух, заключенный внутри фарфоровой детали. У проходных изоляторов на напряжение 35 кВ, устанавливаемых на трансформаторах, внутренняя полость фарфоровой детали заполняется нефтяным изоляционным маслом или изоляционной мастикой на основе битумов, что в значительной мере повышает надежность работы изоляторов.
Большинство конструкций проходных изоляторов не подлежит капитальному ремонту из-за сложности освобождения фарфоровой детали изолятора от его арматуры — фланца и колпаков, так как они соединены с фарфоровой деталью отвердевшим цементным раствором (цементный камень). Мелкий ремонт в виде возобновления покраски металлической арматуры производят на месте.