§ 5. Вводы на напряжение 500—750 кВ с бумажно-масляной изоляцией
Кроме описанных вводов на напряжения 66 и 110 кВ широко применяют маслонаполненные герметичные вводы с бумажномасляной изоляцией на напряжения 150, 220, 330, 500 и 750 кВ для трансформаторов и на напряжения 110 и 220 кВ — для масляных выключателей. Некоторые конструкции вводов для масляных выключателей не являются герметичными, а некоторые из них имеют маслобарьерную внутреннюю изоляцию. Кроме перечисленных широко применяют линейные герметичные вводы с бумажно-масляной изоляцией на напряжения 110 и 220 кВ.
Герметичные вводы с бумажно-масляной изоляцией на напряжение 110—750 кВ отличаются друг от друга в основном габаритами. Кроме того, у вводов на напряжения 220, 330, 500, 750 кВ и линейных вводов компенсаторы давления масла выполнены в виде выносных баков давления 14 (рис. 20), в которых расположены диафрагмы. Бак давления соединен со своим вводом гибким трубопроводом 16.
Рассмотрим конструкцию герметичного ввода с бумажно-масляной изоляцией на напряжение 500 кВ для трансформаторов.
Рис. 20. Маслонаполненный герметичный ввод для трансформаторов на напряжение 500 кВ:
1 — контактный зажим, 2 — защитный колпак, 3, 13 — верхний и нижний экраны 4, — труба, 5 — изоляционный сердечник, 6, 12 — верхняя и нижняя фapфоровые покрышки, 7 — изоляционное масло, 8 — экран, 9 — рым-болты, 10 — соединительная втулка, 11 — нижнее нажимное кольцо, 14 — бак давления, 15 — манометр, 16 — трубопровод, 17 — пробка, 18 — вентиль, 19 — ввод для кабеля, 20 — опорная поверхность соединительной втулки (фланец), 21 — патрубок для присоединения газового реле
Маслонаполненный ввод состоит из верхней 6 и нижней 12 фарфоровых покрышек, герметично соединенных друг с другом стальной соединительной втулкой 10. Места крепления верхней и нижней фарфоровых покрышек на соединительной втулке показаны на рис. 21. Герметичности соединения между фарфоровыми покрышками и соединительной втулкой достигают шлифованием торцовых поверхностей фарфоровых покрышек и расположением между ними и опорной поверхностью соединительной втулки кольцевых прокладок 9 из маслостойкой резины толщиной 10—15 мм.
Стягивая нажимное кольцо 7 болтами 6, равномерно расположенными по окружности соединительной втулки, достигают плотного сочленения фарфоровых покрышек с соединительной втулкой. Прокладки 1 и 9 из электротехнического картона предупреждают скалывание фарфора при сочленении покрышек с опорными поверхностями соединительной стальной втулки.
Рис. 21. Крепление верхней (а) и нижней (б) фарфоровых покрышек на соединительной втулке вводов на напряжение 500 и 750 кВ:
1— изоляционный остов, 2— изоляционное масло, 3, 17 — верхняя и нижняя фарфоровые покрышки, 4, 8 — картонные прокладки, 5 —нажимной вкладыш, 6 — болт, 7 — нажимное кольцо, 9 — резиновая прокладка, 10 — фасонная шайба, 11— вкладыш, 12 — соединительная втулка, 13 — проводник для заземления остова, 14 — бумажно — бакелитовый цилиндр, 15 — винты, 16 — алюминиевый экран
Изоляционный сердечник ввода на напряжение 500 кВ изображен на рис. 22. На его трубе проходящей через внутреннее пространство ввода, помещается изоляционный сердечник, который выполнен из лент кабельной бумаги, намотанных на бумажно-бакелитовый цилиндр 7 (рис. 23), закрепленный на трубе 1 стопорными гайками 2 и 9. Труба 4 в вводе (см. рис. 20) является токоведущим элементом. К ней присоединяют кабель от обмотки трансформатора через ввод 19.
В протяжных вводах кабель от обмотки трансформатора протягивается через трубу 4 и впаивается в отверстие контактной шпильки 1.
У всех конструкций линейных вводов и вводов для масляных выключателей соединительная труба является токоведущей.
Для выравнивания электрического поля в радиальном и осевом направлениях ввода бумажная намотка изоляционного сердечника (остова) разделена на тонкие слои уравнительными обкладками из алюминиевой фольги. Минимальная толщина слоя бумажной изоляции 1 мм. Обкладки имеют разную длину, наибольшую — у нулевой обкладки, электрически соединенной с трубой. По мере удаления от нулевой обкладки в сторону соединительной втулки длина последующих обкладок соответственно уменьшается. Этим достигается равенство емкостей отдельных слоев изоляционного остова ввода. Для лучшего выравнивания электрического поля в осевом направлении ввода слои бумажной изоляции, заключенные между двумя основными обкладками 8 (рис. 24), делятся на еще более тонкие слои дополнительными обкладками 9, имеющими небольшую длину (200—300 мм).
В полностью намотанном сердечнике имеются выступы. Чтобы избежать сползания слоев бумажной намотки в выступах остова, их подпирают бумажно-бакелитовыми цилиндрами 7, 9 и 11 и шайбами из гетинакса 6, 8, 10 и 12, надетыми на соответствующие выступы бумажной изоляции остова (см. рис. 22).
Рис. 23. Крепление нижней части изоляционного остова на трубе:
1— нижний бумажно-бакелитовый цилиндр, 2 — бумажная намотка остова,
3 — текстолитовая поддерживающая шайба, 4 — латунная гайка, 5— труба. 6, 8, 10, 12 — нижние гетинаксовые шайбы (подпорные), 7, 9, 11 — подпорные бумажно-бакелитовые цилиндры, 13 — бумажная изоляция сердечника, 14, 16, 18, 20 — верхние гетинаксовые шайбы, 15, 17, 19 — защитные бумажно-бакелитовые цилиндры, 21 — гибкий проводник от заземляемой обкладки
Рис. 22. Изоляционный остов ввода на напряжение 500 кВ в собранном виде:
1— токоведущая труба, 2, 9 — гайки, 3 — текстолитовая поддерживающая шайба, 4 бумажная изоляция (намотка) сердечника, 5,7 — наружный и внутренний бумажно-бакелитовые цилиндры, 6 — основные уравнительные обкладки, 8 — дополнительные обкладки, 10 — винт
-
Рис. 24. Крепление верхней части изоляционного остова ввода на трубе:
1— болт, 2 — труба, 3 — зажимное кольцо, 4 — фасонная гетинаксовая шайба, 5 — первый бумажно-бакелитовый цилиндр, 6 — бумажная изоляция (намотка) сердечника, 7 — гибкий проводник от нулевой обкладки, 8 — основные уравнительные обкладки, 9 — дополнительные обкладки, 10 — защитный бумажно-бакелитовый цилиндр, 11 — нулевая обкладка
Для защиты от возможных механических повреждений бумажной изоляции сердечника на его верхние выступы тоже надеты бумажнобакелитовые цилиндры 15, 17 и 19 с шайбами из гетинакса 14, 16, 18 и 20. Для пропитки бумажной обмотки сердечника изоляционным маслом боковые поверхности гетинаксовых шайб имеют радиальные каналы, сообщающиеся с маслом во вводе
Рис. 25. Крепление трубы и экрана на нижней фарфоровой покрышке ввода на напряжение 500 кВ:1 — нижняя фарфоровая покрышка, 2 — изоляционное масло, 3— труба, 4, 10 — прокладки из картона, 5 — вкладыш, 6 — болт, 7, 14, 15, 16 — гайки, 8 — нажимное кольцо, 9, 12 — резиновые прокладки, 11 — латунный диск (стакан), 13 — латунный фланец, 17 — нижний экран, 18 — пробка, 19 — крышка экрана
Рис. 26. Конструкция верхней части герметичного ввода на напряжение 500 кВ:
1 — контактный зажим, 2 — контактные болты с гайками, 3 — пробка, 4, 17 — стяжные болты, 5 — труба, 6 — защитный колпак, 7, 22, 25 — гайки, 8— контактная шпилька, 9 — фланец, 10, 12 — верхний и нижний (нажимной) диски, 11 — нажимные винты, 13 — спиральная пружина, 14 — поддон, 15 — изоляционное масло, 16 — верхняя фарфоровая покрышка, 18 — вкладыш, 19 — нажимное кольцо, 20 — резиновые коле прокладки, 21 — герметизирующий диск, 23- стопорная шайба (нажимной фланец), 24 — крепежная шпилька, 26—бумажно-бакелитовый цилиндр, 27 — гофрированная диафрагма, 28 — стопорная гайка с винтом
На рис. 24 показано крепление изоляционного сердечника остова ввода на верхней части трубы. Из рисунка видно, что изоляционный сердечник жестко закреплен на трубе ввода. Нулевая обкладка 11 из алюминиевой фольги расположена на основном бумажно-бакелитовом цилиндре 5 и электрически соединена с трубой 2 тремя гибкими проводами 7, пропущенными соответственно через три отверстия в цилиндре 5 и припаянными к нулевой обкладке 11.
Во внутренней полости ввода собранный изоляционный сердечник (см. рис. 22) располагается на трубе концентрически по отношению к внутренней поверхности соединительной втулки и фарфоровых покрышек.
Нижний конец трубы 3 (рис. 25) закреплен на резьбе в диске 11.
Рис. 28. Изоляционный остов ввода на напряжение 750 кВ в собранном виде:
1 — соединительная труба, 2 — гайка, 3 — держатель, 4, 6, 8, 10, 14, 16, 18, 21 — бумажно-бакелитовые цилиндры, 5, 7, 9, 11, 13, 15, 17, 20, 22 — гетинаксовые шайбы, 12—бумажная намотка, 19, 24— бумажная намотка первой и второй секций остова, 23 — гайка, 25 — проводник, соединяющий уравнительные обкладки первой и второй секции остова, 26 — гибкий проводник от нижней обкладки измерительного конденсатора C2, 27 — ленточные проводники, присоединенные к наружной уравнительной обкладке изоляционного остова
Диск герметически соединен со шлифованной торцовой поверхностью нижней фарфоровой покрышки 1 уплотняющей резиновой прокладкой 9, прокладкой 10 из электротехнического картона, кольцом 8 с вкладышами 5 и стяжными болтами 6. Все выступающие части гаек 14, 15 и 16 и других крепежных деталей экранированы фасонным алюминиевым экраном 17. Для снижения напряженности электрического поля наружная поверхность экрана покрыта слоем бутварной или эпоксидной смолы толщиной 1 —1,5 мм.
Верхняя часть ввода на напряжение 500 кВ показать на рис. 26, из которого видно, что верхняя часть трубы 5 центрируется ва вводе фасонным поддоном 14 и латунным диском 21. Диск герметично соединен со шлифованной торцовой поверхностью верхней фарфоровой покрышки 16 нажимным кольцом 19, вкладышами 18, резиновыми прокладками 20 и стяжными болтами 17.
Все части ввода герметично соединены друг с другом четырьмя спиральными пружинами 13, нажимным диском 12 и винтами 11, равномерно размещенными в верхнем диске 10, который удерживается нижней торцовой поверхностью контактного зажима 1, навернутой на трубу 5.
Верхняя часть ввода закрыта металлическим гофрированным колпаком 27, герметично соединенным с ней фланцем 9, резиновой прокладкой, гайкой 7 и другими крепежными деталями. Снаружи гофрированный колпак 27 защищен толстостенным колпаком 6, закрепленным на трубе 5 стопорной гайкой 28.
Внутреннее пространство ввода, включая внутреннюю часть трубы 5, заполнено нефтяным изоляционным маслом. Торцовое отверстие в контактной шпильке закрыто пробкой 3. В нижнем торце отверстие трубы тоже закрыто пробкой.
При 20°С давление масла в системе ввод — бак давления может колебаться в пределах 0,025—0,12 МПа.
Герметичный ввод для трансформаторов на напряжение 750 кВ представлен на рис. 27. Особенностью этого ввода является конструкция его внутренней изоляции, состоящей из двух секций бумажной намотки, вставленных одна в другую (рис. 28).
Бумажная намотка первой секции располагается непосредственно на соединительной латунной трубе, второй секции — наносится на внешнюю поверхность бумажно-бакелитового цилиндра, внутренний диаметр которого больше наружного диаметра первой секции. В собранном виде между первой и второй секциями изоляционного остова ввода образуется канал, в котором внутри ввода будет циркулировать изоляционное масло.
Рис. 29. Маслонаполненный герметичный ввод для масляных выключателей на напряжение 220 кВ:
1 — контактный зажим, 2 — компенсатор давления, 3, 6 — верхняя и нижняя фарфоровые покрышки, 4 — измерительный вывод, 5 — соединительная втулка, 7 — бронзовый контактный наконечник, 8 — грузовая косынка
Это обеспечивает теплоотвод в многослойной намотке остова ввода на 750 кВ. В нижней части остова показан масляный канал между первой и второй секциями, электрически соединенными друг с другом гибкими проводниками 25.
Рис. 30. Негерметичный ввод с бумажно-масляной изоляцией на напряжение 110 кВ:
1 — контактный зажим, 2 — промежуточная втулка, 3 — зажимные гайки, 4 — спиральная пружина, 5 — маслоуказатель, 6— труба, 7, 11 — верхняя и нижняя фарфоровые покрышки. 8 — изоляционный остов, 9 — вывод, 10 — соединительная втулка, 12 — уравнительные обкладки, 13 гетинаксовая шайба, 14 — стакан, 15 — экран, 16 рым-болт, 17 — маслоотборное устройство, 18 — корпус маслорасширителя
На поверхности остова с двух сторон расположены четыре медных проводника 27 для присоединения крайней уравнительной обкладки остова к соединительной втулке ввода. Гибкий многопроволочный проводник 26 присоединен к нижней обкладке измерительного конденсатора, свободный конец которого выведен наружу через фарфоровый проходной изолятор специального вывода 7 (см. рис. 27). Остальные части ввода на напряжение 750 кВ практически не отличаются по конструкции от соответствующих частей ввода на 500 кВ, но имеют большие габариты. Это относится к длине и диаметру верхней и нижней фарфоровых покрышек, соединительной втулке и другим частям ввода.
Герметичные вводы с бумажно-масляной изоляцией для масляных выключателей (рис. 29) на напряжения 110 и 220 кВ отличаются от трансформаторных вводов на те же напряжения тем, что нижняя покрышка 6 ввода имеет далеко выступающие ребра (крылья), обращенные вниз. Такая конструкция препятствует отложению на поверхности нижней фарфоровой покрышки сажистых частиц, образующихся при разложении масла электрической дугой в результате срабатывания контактов масляного выключателя. Во всех вводах для масляных выключателей центральная труба, которая соединяет все части ввода, является токоведущим элементом. Дугогасительная камера крепится на контактном наконечнике 7.
Как и многие конструкции трансформаторных вводов, герметичные вводы для масляных выключателей имеют компенсаторы давления 2 с встроенными в них сильфонами. Вводы устанавливают на масляных выключателях в наклонном положении под углом 15° к вертикали.
Рис. 32. Разрез верхней части маслоотборного устройства негерметичного ввода на напряжение 110 кВ:
Рис. 31. Маслорасширитель негерметичного ввода на напряжение 110 кВ:1 — верхняя фарфоровая покрышка, 2 — соединительная втулка, 3 — изоляционное масло, 4 — поливинилхлоридная трубка, 5 — вывод маслоотбора, 6 — пробка, 7 — круговая резиновая прокладка
1 — контактный зажим, 2 — труба, 3, 6— держатели, 4 — стеклянный масломерный цилиндр, 5 — стяжной стальной стержень, 7,9 — кольцевые резиновые прокладки, 8 — верхняя фарфоровая покрышка, 10— поддон, 11 — боковое отверстие в поддоне, 12 — нажимное кольцо, 13 — шайба, 14 — спиральная пружина, 15 — направляющий штифт, 16 — дыхательная трубка, 17 — нажимной диск, 18— нажимные винты, 19 — нажимная гайка, 20 — кожух маслорасширителя, 21 — промежуточная латунная втулка, 22 — верхняя уплотнительная втулка, 23 — кабельный наконечник; А, В, С — камеры маслорасширителя
Кроме описанных герметичных вводов находят еще применение негерметичные вводы с бумажно-масляной изоляцией на напряжения 110 и 220 кВ (рис. 30).
Негерметичные вводы, как и герметичные, состоят из верхней 7 и нижней 11 фарфоровых покрышек, плотно соединенных друг с другом соединительной втулкой 10 и кольцевыми резиновыми прокладками. Внутренней изоляцией негерметичного ввода является остов 8, выполненный из бумажно-масляной изоляции, разделенной на слои уравнительными обкладками из алюминиевой фольги.
Отличительной особенностью негерметичного ввода является наличие у него маслорасширителя 18 вместо компенсатора давления у герметичного ввода.
Конструкция маслорасширителя (рис. 31) исключает непосредственное соприкосновение масла во вводе с окружающим воздухом благодаря масляному затвору, состоящему из круговых камер В и С, расположенных вокруг основной цилиндрической камеры А маслорасширителя. Из рис. 31 видно, что при нагревании избыток масла выходит через отверстие между поддоном 10 и трубой 2 в основную камеру А маслорасширителя. Из камеры А воздух вытесняется через верхний проем в камеру С. Вследствие этого масло в камере С опускается вниз, оказывая давление на круговой слой масла в камере В.
Масло, поднимаясь вверх, вытесняет воздух наружу через дыхательную трубку 16 и боковое отверстие 11 в поддоне.
При снижении температуры масла во вводе описанный процесс будет развиваться в обратном направлении.
Маслорасширитель снабжен указателем уровня масла (маслоуказателем) во вводе, состоящим из стеклянного цилиндра, двух металлических держателей 3 и 6, которые соединены со стеклянным цилиндром эластичными шайбами и стягивающим стальным стержнем 5.
Во время эксплуатации ввода уровни масла в основной камере А маслорасширителя и в стеклянном цилиндре 4 маслоуказателя должны быть одинаковыми.
У негерметичного ввода необходимо брать пробу изоляционного масла из его нижней части для определения основных свойств, изменяющихся в процессе эксплуатации ввода.
Для этого негерметичные вводы снабжены маслоотборным устройством (рис. 32), вывод 5 которого помещен на соединительной втулке 2 ввода. На рифленый патрубок вывода 5 плотно надета гибкая поливинилхлоридная трубка 4, проложенная внутри нижней фарфоровой покрышки ввода. Конец этой трубки, срезанный под острым углом, достигает поверхности стакана внутри ввода.
Контрольные вопросы: 1. Опишите конструкцию проходного изолятора.
2. Опишите конструкцию герметичного ввода на напряжение 110 кВ с твердой изоляцией. 3. Опишите конструкцию герметичного ввода на напряжение 110 кВ с бумажно-масляной изоляцией.
4. Что представляют собой компенсаторы давления герметичных вводом на напряжения 110, 150 и 220 кВ?
5. Какова конструкция герметичных вводов на напряжения 500 и 750 кВ?
6. Что представляют собой компенсаторы давления герметичных вводов на напряжения 330 и 500 кВ?
7. Что называется внутренней и внешней изоляцией вводов? Какие требования предъявляют к вводам в отношении их электрических характеристик?
