книги из ГПНТБ / Китаев, В. Е. Трансформаторы учеб. пособие

В концентрических обмотках взаимодействие продольного поля рассеяния с токами в проводах обмоток создает радиальные уси­ лия Fv, стремящиеся растянуть в радиальном направлении наруж­ ную обмотку ВН и сжать внутреннюю НН (рис. 74). 1В результате взаимодействия поперечного поля рассеяния с токами в обмотках создаются осевые усилия, стремящиеся сжать обмотки по высоте.

При симметричных обмотках сжимающие усилия малы и замет­ но не проявляются даже при коротких замыканиях трансформато­ ра. При несимметричных обмотках, имеющих неодинаковую высоту

и различное распределение намагничивающих сил по высоте, осе­ вые силы могут оказаться опасными, так как они стремятся увеличить ту несимметрию, вследствие которой они возникли. Под дей­ ствием этих усилий при больших токах обмотки деформируются, в результате чего трансформатор может выйти из строя. Поэтому на динамическую устойчивость трансформатора оказывает большое влияние плотность намотки, прессовки и стяжки обмоток.

Способность трансформатора выдерживать короткие замыкания в значительной мере зависит от плотности сжатия обмоток в осе­ вом направлении. Неплотная намотка, «разгоны», слабая прессов­ ка обмотки снижают динамическую устойчивость трансформатора. 1 Для обеспечения высокой механической прочности обмотки трансформатора должны быть надежно закреплены в осевом и ра­ диальном направлениях. Внутреннюю обмотку расклинивают от­ носительно магнитопровода деревянными круглыми стержнями и фасонными планками, образующими вертикальный охлаждающий канал. Такие охлаждающие каналы делают также между обмот­ ками-и между отдельными слоями одной обмотки. Для образова­ ния вертикальных охлаждающих каналов применяют электрокартонные рейки. Число реек и прокладок по окружности обмотки,

130 •.

образующих горизонтальные охлаждающие каналы, определяется расчетом ее на механическую прочность при коротких замыканиях.

Детали изоляции обмоток должны иметь достаточную механи­ ческую прочность, в противном случае возможно разрушение изо­ ляции, вследствие чего охлаждающие каналы могут оказатьсязакрытыми. В этом случае нарушается нормальная циркуляция масла и сильно снижается интенсивность отвода тепла от нагретых частей обмотки, что приводит к резкому повышению температуры обмотки и выходу из строя трансформатора.

§42. МАТЕРИАЛЫ ИЗОЛЯЦИОННЫХ ДЕТАЛЕЙ

Втрансформаторах большинство изоляционных деталей (рей­ ки, прокладки, шайбы и т. д.) изготовляют из электроизоляцион­ ного картона. При этом подбирают листы одинаковой толщины и учитывают усадку электрокартона. Листы электрокартона имеют

усадку по длине до 0,5%, а по ширине до 1,5%. Поэтому при изго­ товлении деталей из электрокартона разметку делают так, чтобы наибольшие размеры деталей были по длине листа.

Вмасляных трансформаторах применяют электрокартон марою А,, Б, В и Г. Электрокартон изготовляют из сульфатной целлюлозы без красителей, наполнителей и склеивающих веществ. Из электро­ картона марки В изготовляют прокладки, подкладки, опорные кольца и другие изоляционные детали, к которым предъявляют требование малой сжимаемости под давлением.

Втрансформаторах класса напряжения ПО кв и выше перего­ родки, цилиндры и угловые шайбы выполняют из электрокартона марки А. Электрокартон марки Б применяют в изоляционных кон­ струкциях класса напряжения 10, 35 и ПО кв, марки Г — в менее ответственных с точки, зрения изоляции узлах. В сухих трансфор­ маторах применяют электрокартон марки ЭВ, который менее гидроскопичен и имеет большую плотность, чем эЛектрокарТон марок А, Б, В и Г.

Электрокартон различной толщины выпускают в листах' и

рулонах. Размеры листов 900ХЮ00 мм толщиной 0,5 мм, 850Х

Х1100 и 1850X3600 мм толщиной 1; 1,5; 2; 2,5 и 3 мм. Ширина рулона 1000 мм.

Для изоляции отводов, обмоток от магнитопровода и других обмоток применяют бумажно-бакелитовые изделия в виде цилинд­ ров и трубок. Эти изделия, выполненные путем намотки пропитан­ ной бакелитовым лаком бумаги с последующим запеканием и ла­ кировкой, обладают высокой электрической и механической проч­ ностью.

Вкачестве междуслойной изоляции используют электрокартон

икабельную бумагу. Бумагу изготовляют из небеленой сульфат­ ной целлюлозы и выпускают толщиной 0,08; 0,12 и-0,17 мм в виде рулонов различной ширины. Для изготовления концевой изоляции (бортиков) и изоляций крайних витков применяют телефонную'

бумагу, выпускаемую толщиной 0,05 мм в виде рулонов с шириной

полотна 500±10 мм.

•Для изоляции отводов в местах, где требуется эластичность и механическая прочность (в местах пайки, изгибов) используют лакоткань марки ЛХМ (лакоткань хлопчатобумажная, маслостойкая). Ее вырабатывают из хлопчатобумажной или шелковой ткани, трехкратно пропитываемой масляным лаком. Лакоткань толщиной 0,17; 0,2 и 0,24 мм выпускают в виде рулонов шириной 700—1000 мм. Кроме лакоткани для этих же целей применяют крепированную бумагу толщиной 0,5 мм, изготовленную из суль­ фатной целлюлозы, на которую нанесены поперечные полосы кре­ па. Эта бумага допускает удлинение до 50% и очень эластична. Преимущество ее перед лакотканью состоит в том, что она хоро­ шо пропитывается маслом.

Для механического крепления витков обмотки и закрепления изоляции отводов используют хлопчатобумажные ленты — киперную толщиной 0,45 мм и тафтяную толщиной 0,25 мм, которые выпускают шириной 15—50 мм.

Доски зажимов, диски переключателей и детали крепления проходных шин на крышке трансформатора изготовляют из гетинакса, представляющего собой бумагу, пропитанную бакелитовым лаком и спрессованную при повышенной температуре. Гетинакс выпускается в виде листов и досок различной толщины и обладает высокой электрической и механической прочностью.

..Между обмотками и изоляционными цилиндрами, а также меж­ ду слоями обмоток прокладывают рейки, склеиваемые из электрокартоаа. Для тех же целей у трансформаторов мощностью до 630./сва. и между обмотками НН и магнитопроводом трансформато­ ров мощностью до 6300 ква устанавливают круглые стержни и фасонные планки из. белого бука. Между планками и витками об­

щих балок ярма применяют красный бук и березу. Бук обладает высокими механическими свойствами, хорошо обрабатывается и меньше всех пород дерева повышает кислотность трансформатор­ ного масла. Береза, применяемая для менее ответственных 'меха­ нических деталей, имеет меньшее сопротивление скалыванию.. Смолистые породы дерева (ель, сосна и др.) и дуб в масляных трансформаторах не применяют, так как растворяемые в масле смолы вносят нежелательные примеси, ухудшают его электриче­ ские свойства и ускоряют старение.

. Проходите изоляторы масляных трансформаторов изготовля­ ют из фарфора. Фарфор используют для деталей крепления отво­ дов трансформаторов с классом напряжения ПО кв и выше.

В сухих трансформаторах применяют изоляционные материалы с повышенной- , нагревоетойкостью — стеклолакоткань, стеклянную ленту, стеклотекстолит, стеклотекстолитовые цилиндры.. Эти ма­ териалы.) относятся к классу, нагревостойкости В. При обработке

132t

кремнийоргаиическимп лаками нагревостойкость этих материалов повышается до класса Н.

Раньше обработка изоляционных материалов велась в основном ручным способом. В настоящее время некоторые трудоемкие техно­ логические процессы механизированы и автоматизированы, что позволило повысить производительность труда и улучшить качест­ во изоляции детален. Наиболее трудоемким процессом является обработка электрокартона различной толщины, получаемого в виде листов больших размеров (1850X3600 мм). Так как все обмотки обычно имеют цилиндрическую форму, то фигурную вырезку изоля­ ционных деталей производят круговыми дисковыми ножницами. Так, дисковыми ножницами со сдвоенными ножами (рис. 75) мож­ но очень быстро вырезать изоляционную шайбу с минимальным внутренним диаметром 300 мм и максимальным наружным диамет­ ром 1600 мм.

Разрезка рулона электрокартона раньше производилась иа руч­ ных гильотинных ножницах двумя рабочими. Внедрение полуавто­ мата для' разрезки рулонов электрокартона (рис. 76) также позво­ лило значительно повысить производительность труда. На подаю­ щем механизме 1 устанавливают заданный размер, включают станок и гильотинные ножи 2 автоматически нарезают нужное ко­ личество заготовок из рулона 3 электрокартона.

§ 43. ИЗГОТОВЛЕНИЕ ИЗОЛЯЦИОННЫХ ДЕТАЛЕЙ л

Как было отмечено выше, большинство изоляционных детален масляных трансформаторов (концевую изоляцию, изоляционные

134

Концевая изоляция наматывается в виде рулона на оправке, которую предварительно оборачивают одним слоем нелроклеенной телефонной бумаги. Для удобства съема рулона концевой изоляции с оправки под следующий слой телефонной бумаги помещают под­ кладку 7 из электрокартона толщиной 2,5—3 мм, длиной 180— 200 мм и шириной 100 мм. Рулоны концевой изоляции имеют диа­ метр 250—300 мм. Последний слой телефонной бумаги приклеива­ ется к рулону. В процессе работы станка прижимной ролик 5 про­ тирают сухой тряпкой, так как его загрязнение клеем недопустимо.

отдельными витками или катушками по высоте винтовой или не­

щих каналов используют рейки 2, устанавливаемые между изо­ ляционным цилиндром 1 и внутренней поверхностью обмотки 3. Внутренние обмотки дистанцируются от наружного, изоляционного цилиндра выступами прокладок. У прокладок выштамповывают с одной или обеих сторон вырезы, имеющие форму ласточкина хво­ ста. Прокладки с двойными. вырезами применяют для усиления механической прочности обмоток, имеющих .наружный прошивной клин. Эти вырезы закрепляют прокладки на вертикальных рейках. Для изготовления прокладок применяют прорубные и комбиниро­ ванные штампы, снабженные приспособлением для регулирования

длины прокладки.

Вертикальные охлаждающие каналы образуют рейки, изго­ товленные из электрокартонных полос. Для изготовления реек лис­ ты электрокартона покрывают бакелитовым лаком, пропуская их через вальцы лакировальной машины. После естественной сушки в специальных стойках листы бакелизированного и небакелизиро-

135

ванного электрокартона разрезают на полосы определенной шири­ ны и длины н а , многодисковых или гильотинных ножницах.

Для сборки реек определенной толщины набирают электрокартонные полосы, чередуя бакелизированиые и иебакелизированные. Верхняя полоса должна быть шире других, чтобы можно было на­ садить дистанцинирующие прокладки. После сборки рейки бандажируют крепированной бумагой вразгон п подают на гидропресс для прессовки, где при 120° С в течение 45 мин происходит склеивание электрокартона. Высоту рейки делают равной высоте изоляционно­ го цилиндра плюс технологический припуск, который после намот­ ки и опрессовки срезают. Толщина реек и прокладок зависит от величины охлаждающих каналов.

Для изоляции обмоток трансформатора служит ярмовая изоля­ ция (рис. 79), которая представляет собой ш а й б у 1 из электро-

,картона толщиной 2—3 мм. К шайбе с двух сторон приклепывают прокладки 2 из прессованного электрокартона, необходимые, для создания горизонтальных охлаждающих каналов. Заклепки 3 для крепления прокладок ярмовой изоляции изготовляют из отходов толстого электрокартона. Если напряжение обмотки ВН 35 кв и выше, то прокладки 3 (рис. 80), обращенные к обмоткам, сверлят не насквозь (при длине заклепки более 8 мм), как показано на рисунке. ,

Шайбу изготовляют из электрокартона на круговых дисковых ножницах со сдвоенными ножами. Отверстия в прокладках делают на специальных сверлильных станках с поворотным столом (рис. 81). Перемещение вращающегося диска 3 поворотного сто­ ла 4 вправо или влево дает возможность подавать деталь под шпин­ дель 1 станка и одновременно приклеивать прокладку 6 к шайбе 7.

В некоторых случаях в ярмовой изоляции делаются вырезы для прохода концов внутренней обмотки или шайбу делают разрезной с вынимающимся сектором в зоне расположения концов обмотки. Так как внутренний изоляционный цилиндр опирается на шайбу ярмовой изоляции, то длина прокладок, обращенных к обмотке, меньше на толщину цилиндра, чем длина прокладок,' обращенных

■136

изготовленные из полос электрокартона толщиной 2 мм. После увлажнения места сгиба полосы изгибают на шаблоне толщиной, равной высоте промежутка между сторонами прокладки. На обе стороны полосы помещают определенное число электрокартонных пластин длиной, равной длине стороны прокладки. Полосу и плас­ тины промазывают бакелитовым лаком.

Междуфазные перегородки устанавливают в промежутке между обмотками ВН двух фаз трехфазного трансформатора. Они пред­ ставляют собой плоские электрокартонные листы (рис. 88, а).

' Рис. 86. Ярмовой барьер трехфазного трансформатора

Рис. 87. Барьерная прокладка

Рис. 88. Схема устройства барьерной и междуфазной изоляций:

Междуфазные перегородки в сочетании с барьерами устанавлива­ ют для защиты наружного края обмотки ВН. Часто верхние угло­ вые барьеры (рис. 88, б) служат одновременно и междуфазными перегородками. В некоторых случаях междуфазные перегородки сочетают с барьерами (рис. 88, в).

Рис. 89. Схемы выполнения выводов и нейтра­ лей обмоток ВН:

139