УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ МАСЛА ТРАНСФОРМАТОРА ОТ СТАРЕНИЯ В ПРОЦЕССЕ ЭКСПЛУАТАЦИИ

Полезная модель относится к области устройств обработки жидких сред твердыми сорбентами, а именно, к устройствам защиты трансформаторного масла от старения в процессе эксплуатации и может быть использовано, преимущественно, в трансформаторостроении.
Известно, что во время работы в электрооборудовании эксплуатационные свойства трансформаторного масла постепенно ухудшаются по причине его термоокислительного старения. Одним из основных способов сохранения эксплуатационных свойств масла, залитого в оборудование, является его непрерывная регенерация крупнопористыми сорбентами. В качестве устройств для защиты масла трансформатора от старения в процессе эксплуатации используют, например, термосифонные или адсорбционные фильтры. Различие между термосифонным и адсорбционным фильтрами заключается в принципе циркуляции масла через фильтр. В термосифонном фильтре оно движется сверху вниз за счет разности температур масла, находящегося в баке работающего трансформатора и фильтра. В адсорбционном фильтре масло движется снизу вверх принудительно за счет насосов системы охлаждения трансформатора.
Известен термосифонный фильтр, описанный в книге Силовые трансформаторы. Справочная книга. Под ред. С.Д.Лизунова, А.К.Лоханина, М.: Энергоиздат, 2004, с.275-277. Устройство представляет собой стальной цилиндрический корпус с крышкой. Внутри корпуса установлен блок с сорбентом. Устройство снабжено скрепленными с крышкой и дном корпуса колпаками с патрубками для подвода и отвода масла трансформатора, пробкой для выпуска воздуха и пробкой для слива масла. В качестве сорбента чаще всего применяется силикагель марки КСКГ ГОСТ 3956-76 с размером зерен 2…7 мм.
Известное устройство по совокупности существенных признаков является наиболее близким к заявляемому техническому решению и выбрано в качестве ближайшего аналога (прототипа).
Недостатками известного устройства являются:
- недостаточная эффективность использования сорбента из-за небольшого времени контакта с ним циркулирующего масла, а также неравномерное использование поверхности сорбента из-за неравномерно распределенного потока масла по сечению фильтра;
- большие габаритные размеры и масса;
- необходимость осуществления регулярных отборов проб масла для того, чтобы судить о состоянии сорбента.
Техническим результатом использования заявляемой полезной модели является повышение эффективности использования сорбента, уменьшение габаритов и массы устройства. Кроме того, устройство позволяет оперативно отслеживать состояние сорбента.
Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для защиты масла трансформатора от старения в процессе эксплуатации, содержащем цилиндрический корпус с крышкой, установленный внутри корпуса блок с сорбентом, скрепленные с крышкой и дном корпуса колпаки с патрубками для подвода и отвода масла трансформатора, пробку для выпуска воздуха, размещенную на колпаке крышки и пробку для слива масла, размещенную на колпаке, скрепленном с дном корпуса, согласно полезной модели, внутри блока с сорбентом установлен шнек, боковые поверхности блока выполнены маслонепроницаемыми, а дно блока выполнено сетчатым.
Кроме того, шнек выполнен таким образом, что края его винтовой поверхности соприкасаются с внутренней боковой поверхностью блока.
Также, устройство снабжено индикатором насыщенности сорбента, размещенным на патрубке отвода масла.
Индикатор насыщенности сорбента выполнен в виде трубки, снабженной смотровыми стеклами на ее торцах и расположенной внутри нее сеткой, прилегающей к трубке, при этом внутренняя полость сетки заполнена индикаторным сорбентом.
Повышение эффективности использования сорбента, а также уменьшение габаритов и массы устройства обусловлено тем, что при движении по винтовой траектории (при движении по шнеку), трансформаторное масло контактирует с большим количеством сорбента (по площади поверхности), сорбент используется более полно и равномерно и его общее количество в фильтре можно уменьшить. Этим компенсируется также увеличение гидравлического сопротивления устройства за счет более сложной траектории движения масла в фильтре. При этом наличие сетки только в дне блока не позволяет маслу двигаться в других направлениях.
Индикатор насыщенности сорбента способствует визуальному контролю над состоянием последнего, что позволяет более регулярно проводить его замену и в конечном итоге обеспечивает более длительный срок службы трансформаторного масла. Кроме того сетка расположенная внутри трубки может играть роль дополнительного механического фильтра.
Охарактеризованная указанными выше существенными признаками полезная модель на дату подачи заявки не известна в Российской Федерации и за границей и отвечает требованиям критерия «новизна».
Полезная модель может быть реализована промышленным способом с использованием известных технических средств, технологий и материалов и соответствует требованиям критерия «промышленная применимость».
Сущность полезной модели поясняется графическими материалами, где:
- на фиг.1 изображена общая схема устройства, стрелками показано направление движения масла;
- на фиг.2 изображена схема индикатора насыщенности сорбента.
Устройство для защиты масла трансформатора от старения в процессе эксплуатации содержит цилиндрический корпус 1 с элементами 2 крепления к баку трансформатора и крышкой 3. Внутри корпуса 1 установлен блок 4 с сорбентом 5. Боковые поверхности блока 4 выполнены маслонепроницаемыми, а дно блока 4 выполнено сетчатым. Внутри блока 4 с сорбентом 5 установлен шнек 6. Шнек 6 выполнен таким образом, что края его винтовой поверхности соприкасаются с внутренней боковой поверхностью блока 4. К крышке 3 приварен колпак 7 с патрубком 8 для подвода масла из трансформатора. К дну корпуса 1 приварен колпак 9 с патрубком 10 для и отвода масла в трансформатор. Устройство содержит пробку 11 для выпуска воздуха, размещенную на колпаке 7 крышки 3 и пробку 12 для слива масла, размещенную на колпаке 9, скрепленном с дном корпуса 1. Устройство снабжено индикатором 13 насыщенности сорбента 5, размещенным на патрубке 10 отвода масла. Индикатор 13 насыщенности сорбента 5 выполнен в виде трубки 14, снабженной смотровыми стеклами 15 на ее торцах и размещенной внутри сеткой 16, прилегающей к внутренней поверхности трубки 14. Внутренняя полость сетки 14 заполнена индикаторным сорбентом 17.
Работа устройства осуществляется следующим образом.
При первоначальном заполнении устройства маслом из него удаляют воздух через пробку 11. В процессе эксплуатации масло из бака трансформатора попадает в устройство через патрубок 8. Вследствие разности температур масла в баке работающего трансформатора и в устройстве возникает непрерывная конвекционная циркуляция масла через устройство сверху вниз. Масло перемещается по винтовой траектории, обусловленной наличием шнека 6 через сорбент 5, и поступает обратно в бак трансформатора через патрубок 10. Омываемый маслом сорбент 5 отбирает из масла влагу, шлам, кислоты и перекисные соединения, ускоряющие процесс старения масла и твердой изоляции обмоток трансформатора. В процессе работы сорбент 5 насыщается влагой и продуктами старения масла. При максимально допустимом насыщении индикаторный сорбент 17, размещенный в индикаторе 13 насыщенности сорбента, изменяет свой цвет. Устройство отключают и заменяют сорбенты 5 и 17. В качестве индикаторного сорбента можно использовать силикагель-индикатор по ГОСТ 8984-75 с размером зерен 2…7 мм. Слив масла из устройства осуществляется через пробку 12.
Следует отметить, что заявляемое техническое решение, при включении устройства в систему принудительной циркуляции масла через масляно-водяной охладитель, можно использовать и в адсорбционных фильтрах. При этом масло в устройстве будет перемещаться по винтовой траектории снизу вверх, также реализуя достижение указанного технического результата.
В настоящее время заявителем изготовлен опытный образец устройства. Предварительные испытания показали его высокую эффективность.