УСТАНОВКА ДЛЯ ВАКУУМНОЙ ПРОПИТКИ И СУШКИ ТВЕРДОЙ ИЗОЛЯЦИИ ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ ВВОДОВ И АКТИВНЫХ ЧАСТЕЙ ТРАНСФОРМАТОРА

Полезная модель относится к области электротехнической промышленности, в частности, к термовакуумной обработке твердой изоляции высоковольтных вводов и катушек (обмоток) трансформаторов и может быть использована во время изготовления или ремонта трансформаторов.
Известная установка для пропитки и сушки изоляции обмоток электрических машин по патенту Российской Федерации на полезную модель№31883, кл. Н 02 К 15/12, опубл. 27.08.2003 г. содержит металлическую станину с установленными двумя нагревательными камерами, внутри которых непрерывно движется цепной конвейер с вращающими подвесками для обмоток.
Камеры связаны с устройством для подачи пропиточного вещества и устройством для предварительного нагрева и сушки обмоток.
В качестве нагревательного агента служит нагретый воздух.
Недостатком известной установки является сложность и материалоемкость конструкции, в камерах которой происходят потери нагретого воздуха, что ухудшает сушку изоляции обмоток.
В известной установке для вакуумной сушки изоляции высоковольтных вводов по патенту Российской Федерации №2155401, кл. Н 01 В 19/00, Н 01 В 19/02, опубл. 27.08.2000 г. в камеру сушки с нагревателями помещают высоковольтный ввод и создают вакуум между токоведущей трубой и покрышкой ввода, а нагрев ввода осуществляют путем пропускания теплоносителя через токоведущую трубу.
Теплоноситель (горячий воздух) обеспечивает режим вакуумной продувки при остаточном давлении в полости ввода не менее 10 мм рт.ст.
Недостатком известной сушки является повышенный расход тепла и необходимость эффективного отсасывания из камеры сушки паров теплоносителя.
Известное устройство для вакуумной пропитки и сушки твердой изоляции активной части силового трансформатора по авторскому свидетельству №1356010, кл. Н 01 В 19/02, опубл. 30.11.1987 г. содержит вакуум-сушильный шкаф, в котором устанавливают обрабатываемое изделие, в непосредственной близости от которого находятся штанги с форсунками, соединенные через переходники с трубопроводом, по которому подается трансформаторное масло для пропитки обмоток силового трансформатора.
Недостатком известного устройства являются большие габариты вакуум-сушильного шкафа с расположенными по периметру внутренними форсунками, из которых под действием вакуума разбрызгивается пенообразное масло, создавая туманообразное состояние, при котором не достаточно омывается изоляция обмоток трансформатора.
Известная установка для вакуумной сушки по патенту Российской Федерации на полезную модель №38386, кл. Р 26 В 5/04, опубл. 10.06.2004 г. содержит вакуумную камеру, внутри которой установлен сушильный барабан с возможностью вращения, имеющий загрузочное устройство в виде загрузочной камеры.
Система удаления водяных паров установлена в вакуумной камере и выполнена в виде конденсатоотводчика, связанного с вакуумным насосом.
Пространство между стенками вакуумной камеры и внутренняя полость сушильного барабана сообщены с генератором тепла через патрубки подвода теплоносителя, а устройство для выгрузки сухого продукта размещается по всей длине сушильного барабана.
Недостатком известной установки является большой расход теплоносителя в виде горячей воды, которая заполняет пространство между стенками вакуумной камеры и полость сушильного барабана с продуктом для сушки, что не рационально и снижает качество сушки.
Известная установка для вакуумной пропитки и сушки твердой изоляции обмоток электротехнических изделий по патенту Российской Федерации №2231196, кл. Н 02 К 15/12, H 01 F 41/02, опубл. 20.06.2004 г. имеет термовакуумную камеру, которая изолирована от атмосферы и в которой производят нагрев изделий в вакууме до температуры пропитки, а процесс пропитки осуществляют с помощью насыщенных паров растворителя через разбрызгиватели, при этом сушку обмоток выполняют импульсным вакуумированием, которое проводят в камере циклами с использованием быстродействующих клапанов, трубопровода и ресивера, который изолирован от термовакуумной камеры и в котором давление достигает 1-10 мм рт.ст.
Данную установку принимаем за протитип.
Согласно прототипа, установка для вакуумной пропитки и сушки твердой изоляции обмоток трансформатора содержит термовакуумную камеру, которая соединена через патрубок с вакуумным насосом и снабжена разбрызгивателями пропитывающего материала (растворителя) и нагревателями для нагрева пропитывающего материала для пропитки изделий.
Недостатки прототипа следующие:
3
3
- термовакуумная камера имеет значительный рабочий объем от 10 м до 30 м, при этом пары растворителя и вода не выносятся и попадают в ресивер, что приостанавливает работу установки и замедляет процесс пропитки и сушки изоляции обмоток.
В основу полезной модели поставлена задача разработки установки для вакуумной пропитки и сушки твердой изоляции высоковольтных вводов и активных частей трансформатора, обеспечивающей качественную пропитку и сушку твердой изоляции, например, бумага и картон которой не подвержены разрушению в процессе вакуумирования и пропитки в камере, при этом во время процесса не используется сложное дорогостоящее оборудование.
Решение поставленной задачи обеспечивает установка для вакуумной пропитки и сушки твердой изоляции высоковольтных вводов и активных частей трансформатора, содержащая термовакуумную камеру, которая соединена через патрубок с вакуумным насосом и снабжена разбрызгивателями и нагревателями для нагрева пропитывающего материала, за счет того, что термовакуумная камера выполнена в виде цилиндрической колонны с крышкой и верхним глухим фланцем, а верхняя часть высоковольтного ввода установлена над крышкой камеры и кольцевой фланец ввода жестко закреплен к верхнему фланцу крышки камеры с возможностью герметичного соединения или катушка (обмотка) трансформатора подвешена внутри камеры к металлической планке, к которой жестко закреплены выводные концы катушки (обмотки) трансформатора, а нагреватели выполнены в виде слюдопластовых ТЭНов или в виде спиралей, которые размещены внутри камеры вдоль ее стенок, при этом разбрызгиватели установлены в стенках верхней части камеры для подачи материала сверху.
К термовакуумной камере подсоединен масляный насос для подачи пропитывающего материала, например, трансформаторного масла. Для нагрева трансформаторного масла в камере, ТЭНы расположены по периметру цилиндрической колонны камеры и защищены перфорированной цилиндрической сеткой, которая установлена на днище камеры по высоте ТЭНов и выполнена с открытым верхом. Нижняя часть высоковольтного ввода или катушка (обмотка) трансформатора расположена в нагретом трансформаторном масле внутри цилиндрической сетки. Металлическая планка с подвешенной катушкой (обмоткой) трансформатора установлена на открытый верх цилиндрической сетки или металлическая планка с подвешенной катушкой (обмоткой) трансформатора жестко закреплена к металлическим держателям, которые установлены в верхней части камеры. Центральная труба высоковольтного ввода связана с масляным насосом с помощью маслостойких трубопроводов.
Для установки вводов с меньшим диаметром кольцевого фланца, на верхний фланец крышки камеры установлены переходные фланцы для закрепления.
К наружным стенкам термовакуумной камеры установлен теплоизоляционный материал для утепления, а патрубок в нижней части
камеры соединен с масляным насосом, причем разбрызгиватели соединены с масляным насосом с помощью маслостойких трубопроводов. Для равномерной пропитки и сушки твердой изоляции, нижняя часть высоковольтного ввода с центральной трубой помещена в нагретом трансформаторном масле внутри камеры.
Разбрызгиватели трансформаторного масла выполнены в виде форсунок и установлены над цилиндрической сеткой с наклоном 5°-8°. Согласно 2-го варианта исполнения термовакуумной камеры, спирали выполнены из стальной трубы, установлены по высоте камеры и связаны с блоком нагрева, который установлен вблизи камеры, имеющая большой рабочий объем.
Спирали соединены с блоком нагрева с помощью маслостойких трубопроводов.
Для температурного ограничения, ТЭНы соединены с датчиком температуры, а датчик температуры сухого воздуха внутри камеры установлен в стенках камеры.
Технический результат, достигаемый при использовании полезной модели:
3
3
- усовершенствована конструкция установки, ее объем достигает от 1 м до 3 м, а во время пропитки и сушки твердой изоляции, трансформаторное масло нагревают с температурным ограничением до +80°С-+90°С при нагревании ТЭНов до +270°С, а промывка твердой изоляции от продуктов разложения и старения путем разбрызгивания нагретого масла на изоляцию улучшает диэлектрические свойства высоковольтных вводов или катушки (обмотки) трансформатора во время эксплуатации и подготовки трансформатора к ремонту,
- установка универсальна и имеет два варианта исполнения камеры. Заявляемая установка для вакуумной пропитки и сушки твердой изоляции высоковольтных вводов и активных частей трансформатора поясняется нижеприведенным описанием и чертежами, где:
Фиг.1 - общий вид термовакуумной камеры с перфорированной цилиндрической сеткой и нагревателями в виде ТЭНов,
Фиг.2 - термовакуумная камера с подсоединенным масляным насосом и разбрызгивателями трансформаторного масла,
Фиг.3 - сечение А-А по фиг.2,
Фиг.4 - установка высоковольтного ввода в камере,
Фиг.5 - переходной фланец на верхнем фланце крышки камеры,
Фиг.6 - катушка (обмотка) трансформатора в камере,
Фиг.7 - металлическая планка с закрепленной катушкой (обмоткой) трансформатора, Фиг.8- общий вид термовакуумной камеры со спиралями внутри камеры,
Фиг.9 - сечение В-В по фиг.8.
Полезная модель, установка для вакуумной пропитки и сушки твердой изоляции высоковольтных вводов и активных частей трансформатора, например, катушки (обмотки) измерительного трансформатора тока содержит термовакуумную камеру в виде цилидрической колонны 1, которая имеет крышку 2, выполненную с верхним глухим фланцем 3, а нижний фланец 4 крышки 2 установлен на патрубок 5 камеры, который соединен через металлизированный шланг 6 с вакуумным насосом 7, при этом к наружным стенкам камеры 1 установлен теплоизоляционный материал 8 для утепления (см. фиг.1).
Внутри камеры 1 установлены электронагреватели в виде слюдопластовых ТЭНов 9, которые расположены по периметру цилиндрической камеры 1 вдоль ее стенок (см. фиг.1, фиг.2, фиг.3).
ТЭНы 9 защищены перфорированной цилиндрической сеткой 10, которая установлена на днище камеры 1 по высоте ТЭНов и имеет открытый верх (см. фиг.1, фиг.2, фиг.4, фиг.6).
Встроенные через днище камеры 1 ТЭНы выступают с одной стороны и закрываются защитным кожухом 11 (см. фиг.1, фиг.2, фиг.4).
В стенках верхней части камеры 1 установлены разбрызгиватели 12 трансформаторного масла, которые выполнены в виде форсунок, установленных над цилиндрической сеткой 10 в камере 1 с наклоном 5°-8° (см. фиг.2, фиг.4, фиг.6).
Камера 1 соединена с масляным насосом 13, который присоединен к патрубку 14, выполненному в нижней части камеры (см. фиг.2, фиг.4, фиг.6).
Разбрызгиватели 12 соединены с масляным насосом 13 для подачи нагретого трансформаторного масла с помощью маслостойких трубопроводов 15. Для выхода масла из камеры 1 с целью обратной циркуляции, в нижней части камеры выполнен выходной патрубок 16 (см. фиг.2, фиг.4, фиг.6, фиг.8).
Для исключения попадания в вакуумный насос 7 мелких фракций масла, насос соединяется через трубопровод 17 с маслоотстойником 18, который через трубопровод 19 соединен с металлизированным шлангом 6 камеры (см. фиг.2).
Согласно фиг.4, верхняя часть высоковольтного ввода 20 установлена над крышкой 2 камеры 1, при этом кольцевой фланец 21 ввода 20 жестко закреплен к верхнему фланцу 3 крышки 2 камеры с герметичным соединением, а центральная труба 22 высоковольтного ввода 20 связана через маслостойкий трубопровод 23 с масляным насосом 13.
Нижняя часть высоковольтного ввода 20 расположена внутри цилиндрической сетки 10, при этом центральная труба 22 ввода с твердой изоляцией помещена в нагретом трансформаторном масле внутри камеры 1, уровень Н масла в которой выше расположенных ТЭНов 9 (см. фиг.4).
Для установки кольцевого фланца 21 ввода с меньшим диаметром, на верхний фланец 3 крышки 2 камеры устанавливают переходные фланцы 24 для закрепления (см. фиг.5).
Согласно фиг.6, катушка 25 измерительного трансформатора тока (не показан) подвешена внутри камеры 1 к металлической планке 26, к которой жестко закреплены первичные выводные концы 27 катушки с помощью металлических пластин 28, которые, в свою очередь, крепятся к общей планке 26.
Планка 26 с подвешенной катушкой 25 трансформатора устанавливается на открытый верх цилиндрической сетки 10 внутри камеры 1, при этом катушка 25 расположена в нагретом трансформаторном масле до уровня масла Н (см. фиг.6, фиг.7).
Для поднимания и вытягивания катушки 25 трансформатора из камеры 1, на планке 26 выполнен подъемный хомут 29 (см. фиг.7).
По 2-ому варианту исполнения термовакуумная камера выполнена с большим рабочим объемом, так как в камере 1 спирали 30 выполнены из стальной трубы, установлены по внутреннему диаметру цилиндрической колонны камеры 1 по всей ее высоте, а разбрызгиватели 12 нагретого трансформаторного масла установлены в верхней части камеры 1 с наклоном 5° - 8° выше спиралей 30 (см. фиг.8, фиг.9).
В спирали 30 заливается нагретое трансформаторное масло с температурой +80°С-+90°С, которое нагревается с помощью блока 31 нагрева, который установлен вблизи камеры 1 и служит для подачи нагретого масла (или воды) в спирали 30 (см. фиг.8, фиг.9).
Спирали 30 соединены с блоком 31 с помощью маслостойких трубопроводов 32, а нагретое трансформаторное масло из разбрызгивателей 12 пропитывается в катушку 25 трансформатора, а затем, после регенерации и очистки, масло обратно циркулируется из камеры 1 с помощью масляного насоса 13 в разбрызгиватели 12 (см. фиг.8).
Металлическая планка 26 с подвешенной катушкой 25 трансформатора жестко закрепляется в камере 1 к металлическим держателям 33, которые установлены в верхней части камеры, при этом разбрызгиватели 12 находятся над катушкой трансформатора для качественной промывки твердой изоляции (см. фиг.7, фиг.8).
На щите блока 31 нагрева масла (или воды) имеется указатель 34 температурного ограничения, по которому выставляется температура нагрева масла.
Для контроля температуры ТЭНа не менее трех ТЭНов 9 соединены между собой с помощью трубки 35, в которой установлен датчик температуры (не показан), связанный с панелью шкафа управления (не показан) (см. фиг.3).
Датчик температуры 36 сухого воздуха внутри камеры установлен в стенках верхней части камеры 1 (см. фиг.8).
Пропитка и сушка твердой изоляции высоковольтного ввода или катушки измерительного трансформатора тока осуществляется в термовакуумной камере 1, в которой термовакуумная обработка твердой изоляции начинается с продувки камеры путем подачи сухого воздуха и вакуумирования ее с периодичностью меньше часа, затем нагрев и промывка твердой изоляции разбрызгиванием нагретого трансформаторного масла при остаточном давлении, на которое рассчитана колонна 1 камеры, при этом циркуляция трансформаторного масла проводится циклами.
Одним из критериев оценки окончания промывки и сушки твердой изоляции является стабилизированное значение электрической прочности и угла диэлектрических потерь и уменьшение влагосодержания в твердой изоляции катушки (обмотки) трансформатора или высоковольтного ввода.
Повторный цикл термовакуумной обработки твердой изоляции высоковольтного ввода или катушки трансформатора производится при равномерной циркуляции трансформаторного масла через разбрызгиватели для более глубокой промывки твердой изоляции, из которой удаляются продукты старения, причем для обратной циркуляции трансформаторного масла в камеру 1, оно постоянно регенерируется и очищается от продуктов старения с помощью установки для регенерации и очистки масла (не показана).
Заявленная полезная модель позволяет выполнять глубокую промывку твердой изоляции от продуктов разложения и старения с малыми затратами электроэнергии и трансформаторного масла.