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

встык. При соединении верхнего ярма со стержнями встык насаживать обмотки на стержни проще, чем при шихтованном магнитопроводе, так как нет необходимости в расшихтовке верхнего ярма и последующей повторной его шихтовке при сборке транс­ форматора на заводе, а также при демонтаже его в процессе ремонта.

Однако при установке ярма встык со стержнями практически невозможно сделать так, чтобы пластины ярма и стержня совпа­ дали. Эти пластины окажутся замкнутыми, что резко увеличит вихревые токи, в результате чего значительно увеличатся потери

в стали магнитопровода. Это может вызвать недопустимый нагрев пластин в местах стыков. Такой же результат будет и в случае плохого качества сборки магнитопровода. Если в процессе сборки магнитопровода нарушится изоляция между пластинами, это рез­ ко увеличит вихревые токи и потери от них в месте замыкания пластин. Нагрев пластин может оказаться настолько сильным, что в месте замыкания они сплавятся в сплошную массу («по­ жар» в стали) и трансформатор выйдет из строя.

При сборке магнитопровода встык (полностью или частично) между ярмом и стержнем устанавливают прокладку из изоляци­ онного материала, который должен быть достаточно прочным, так как повреждение прокладки приведет к аварии трансформатора. Однако установка изоляционных прокладок в местах стыков уве­ личивает магнитное сопротивление магнитопровода, что вызывает увеличение реактивного намагничивающего тока, потребляемого трансформатором из сети.

При тщательной сборке шихтованного магнитопровода зазоры между пластинами стержня и ярма можно сделать очень малыми, так что магнитное сопротивление магнитопровода будет относи­ тельно небольшим. В отечественном трансформаторостроении при­ меняют шихтованную сборку магнитопроводов трансформаторов всех мощностей, так как она по сравнению со стыковой сборкой

J 8 0

обеспечивает меньшее магнитное сопротивление, большую жест­ кость магнитопровода, более надежна в эксплуатации, требует меньшего количества крепежных деталей и имеет меньшую стои­ мость.

При низком качестве сборки шихтованного магнитопровода по­ мимо нарушения изоляции пластин и их замыканий, вызывающих аварию трансформатора, могут оказаться значительными зазоры между пластинами стержня и ярма. Вследствие этого увеличится как магнитное сопротивление магнитопровода, так и намагничива­ ющий ток, потребляемый трансформатором из сети.

При сборке шихтованного магнитопровода его пластины уста­ навливают на специальные оправки. Необходимость изготовления пластин с отверстиями для оправок является очень большим не­ достатком этого способа сборки магнитопроводов, так как умень­ шается сечение стали магнитопровода, в результате чего увеличи­ вается магнитная индукция. Это приводит к увеличению как по­ терь в магнитопроводе, так и намагничивающего тока. Кроме того, изготовление отверстий существенно усложняет процесс производ­ ства пластин.

В настоящее время на отечественных трансформаторных заво­ дах широко используют бесшпилечную шихтовку магнитопроводов. Сборку таких магнитопроводов производят на специальных стапе­ лях, изготовленных из швеллеров и снабженных специальной тех­ нологической оснасткой (направляющие оправки, зажимы и др.).

На рис. 129 показан магнитопровод трансформатора, собран­ ный по способу бесшпилечной прессовки. При сборке магнитопро­ вода на стапель укладывают две ярмовые балки 1 (верхнюю и нижнюю стороны ВН), затем укладывают согласно чертежу пла­ стины 2 стержней и ярем магнитопровода. После укладки всех пластин размещают ярмовые балки стороны НН. Все ярмовые балки изолируют от пластин ярма электрокартонными проклад­ ками. Как верхние, так и нижние ярмовые балки стягивают шпильками 6, помещенными в изоляционные трубки.

Для прессовки ярма используют специальные стяжные пояса 3, охватывающие его. На каждом ярме устанавливаютпо два стяж­ ных пояса. Стяжные шпильки и пояса проходят вне плаютин ярма и не требуют отверстий в пластинах. Верхние ярмовые балки сое­ диняют стальными пластинами 4, а нижние — опорными стальны­ ми пластинами 9. Между нижними ярмовыми балками и опорными пластинами устанавливают электрокартонные 8 и деревянные (бе­ лый бук) 7 прокладки. Ленту заземления 5 помещают на верхнем ярме со стороны НН.

ными из стальной ленты, причем короткие хомуты устанавливают' с внешней стороны ярма, а длинные — с внутренней. Хомуты охва­ тывают пластины 3 ярма. Под хомуты подкладывают электрокар­ тонные коробочки 5, чтобы не было замыкания пластин ярма. Хо­ мут укрепляют на оси 4, которую закрепляют в стяжной скобе-

181-

шплинтами 8 (рис. 130, б). Втулка 6 и шайба 7 изолируют хомут от оси и скобы.

Собранный магнитопровод кантуют в вертикальное положение и направляют на первую сборку трансформатора, где верхнее ярмо расшихтовывают и на стержни насаживают обмотки. Пластины стержней прессуют круглыми и фасонными деревянными планка­ ми, забиваемыми между стержнями и изоляционными цилиндра­ ми обмоток. Иногда используют такую технологию, при которой пластины стержня также стягивают поясами. После насадки обмоток и размещения деталей изоляции верхнее ярмо вновь шихтуют.

Магнитопроводы трансформаторов мощностью в несколько де­ сятков или сотен вольтампер собирают из пластин Г-, П- и Ш-об- разной формы. При сборке обмотку вкладывают в стальную плиту с отверстием, размеры которого соответствуют наружному размеру обмотки. Пластины магнитопровода закладывают поочередно в обмотку с торцовых сторон по 2—5 шт. одновременно. Собран­ ные магнитопроводы вместе с обмоткой поступают на пневмати­ ческий пресс, где они прессуются и скрепляются.

Магнитопроводы трансформаторов малой мощности из холод­ нокатаной стали изготовляют ленточными. В таких магнитопроводах магнитный поток всегда замыкается в направлении прокатки стали, т. е. по пути с высокой магнитной проницаемостью. Поэтому ленточные магнитопроводы выгодно отличаются от шихтованныхменьшими потерями и намагничивающим током. Расход стали на изготовление ленточных магнитопроводов также меньше, чем на изготовление шихтованных, так как практически отсутствуют отхо­ ды стали. Ленточные магнитопроводы могут быть как стержневы­ ми, так и броневыми.

В некоторых случаях у трансформаторов малой мощности лен­ точному магнитопроводу придают тороидальную (кольцевую) фор­ му. При намотке тороидального магнитопровода первый виток стальной ленты обертыва!ют вокруг-медного цилиндра и закрепля­ ют сваркой. На оправку намоточного станка надевают первый ви­ ток стальной ленты и наматывают тороидальный магнитопровод. Последний виток стальной ленты приваривают к магнитопроводу на электросварочном аппарате. В процессе резки ленты из руло­ нов и намотки магнитопровода возникают внутренние напряжения, для снятия которых магнитопроводы отжигают в шахтной печи. Намотку обмоток на тороидальном магнитопроводе производят на специальном .станке челночного типа. '

Если сечение проводов обмоток достаточно велико, то изготобить обмотки на челночном станке невозможно. В этом случае лен­ точные магнитопроводы делают разрезными. Магнитопровод на­ матывают из стальной ленты 3 (рис. 131) на оправку /, имеющую овальную формуОправку устанавливают и закрепляют на шпин­ деле намоточного станка. Ленту пропускают через вальцы для об­ жимки заусенйев. Конец ленты загибают, накладывают на бумаж­ ную ленту, устанавливают в паз оправки и прижимают домкратом*

.182

Затем включают намоточный станок и наматывают магнитопровод

в стальной ленте; для их устранения магнитопровод отжигают в шахтной печи. В процессе отжига выгорает бумага, заложенная между витками стальной ленты, вследствие чего образуется зазор, который позволяет сохранить размеры магнитопровода при втсн ричной его сборке.

Отожженные и остывшие магнитопроводы освобождают от за­ жимных планок и постепенно разматывают Спираль магнитопрово­ д а — по два витка, отрезая их рычажными ножницами. При этом один виток ленты отрезают справа от осевой линии, а другой—■

Линииразреза

слева (рис. 132). Это позволяет стянуть магнитопровод при окон­ чательной сборке трансформатора. Отрезаемые витки ленты освоч

.бождают от горелой бумаги и укладывают в пакет так, чтобы каждый новый виток располагался внутри пакета (рис. 133). За­ гнутый конец последнего витка ленты выправляют.

После разрезки партии магнитопроводов приступают к сборке трансформаторов, вматывая по два магнитопровода в обмо1гку (рис. 134). Обмотку 1 закрепляют в специальном приспособлении 3,

183

на котором производят вмотку двух магнитопроводов 2, начиная ее с укладки малых внутренних витков. В процессе вмотки витки магнитопровода уплотняют, следя за тем, чтобы их концы не накла­ дывались друг на друга, так как это снижает плотность намотки стальной ленты. После намотки магнитопроводов витки ленты под­ правляют с торцов и трансформатор снимают с приспособления.

нет ленты нужной ширины, разрезают рулонную сталь и закатывают ее для устранения заусенцев. На под­ готовленную стальную ленту наносят двустороннее изоляционное покрытие и мостом постоянного тока проверяют сопротивление изо­ ляции ленты, которое должно быть не менее 100 ом для пакета,

топровода берут с учетом плюсового допуска на толщину магнитопровода; радиус закругления внутренних краев

формы — 30—50 мм. Для правильной выпрессовки половин магни­ топроводов внутреннюю полость формы делают конусообразной. Пакет пластин впрессовывают в форму плавно, без ударов и резких

184

толчков, пуансоном 1 на гидравлической установке. Магнитопрово-' ды в формах поступают в шахтную печь для отжига. После отжига и охлаждения половины магнитопроводов аккуратно выпрессовывают из формы.

При сборке трансформаторов стальные пластины и стыки магнитопровода склеивают специальным клеящим составом, который приготовляют следующим образом. Эпоксидную смолу нагревают до 60—70° С и постепенно при непрерывном перемешивании вводят в нее триэтаноламин. После тщательного перемешивания в клея­ щий состав вводят растворитель, состоящий из 20% ацетона, 30%1 этилцеллозольва и 50% толуола. Растворитель может быть также изготовлен из 20% ацетона, 30% бутилацетата и 30% ксилола. Триэтаноламин способствует затвердению клеящего состава, поэто­ му хранение не разведенного в растворителе состава недопустимо.

Клеящий состав охлаждают до 20—25° С, после чего погружа­ ют в него магнитопровод, который предварительно перевязывают проволокой так, чтобы стальные витки неплотно прилегали друг, к другу. Магнитопровод выдерживают сначала в клеящем составе до прекращения выделения пузырьков воздуха (не менее 30 мин), а потом на воздухе в течение 1 ч. Затем магнитопровод помещают в камеру с проточным воздухом и выдерживают в ней при 115° С в течение 30—45 мин. Нельзя пересушивать магнитопровод, так как при этом ухудшается качество склейки.

Выгрузив из камеры, магнитопровод охлаждают на воздухе и зажимают в специальное приспособление. Чтобы клеящий состав ие налипал, приспособление предварительно покрывают кремнийорганической смазкой и выдерживают в термостате или камере с проточным воздухом при 200° С в течение 3 ч. Магнитопровод, за­ жатый в приспособлении, должен иметь размеры, строго соответ­ ствующие чертежу.

После проверки размеров магнитопровод помещают в камеру с проточным воздухом и сушат при 280° С в течение 2—3 ч. Затем магнитопровод выгружают из камеры, охлаждают на воздухе, вы­ нимают из приспособления и производят механическую обработку торцов стыка. При этом все пластины магнитопровода должны быть хорошо проклеены и не иметь расслоений. После изготовле­ ния половин магнитопровода измеряют сопротивление их изоля­ ции.

Для обработки торцов склеенные половины магнитопровода за­ крепляют в специальном приспособлении,которое обеспечивает па­ раллельность торцов. Торцы половин магнитопровода фрезеруют при помощи специальной оправки со вставными резцами. Размеры по высоте выдерживают в пределах допуска, указанного в чертеже. После фрезеровки торцы покрывают тонким слоем смазки и на специальной установке определяют характеристики половин маг­ нитопровода. Магнитопроводы, имеющие отклонения от заданных размеров и характеристик, исправляют или отбраковывают. Обра­ ботку половин магнитопровода заканчивают, покрывая их эмалью.;

Для заполнения и склеивания стыка магнитопровода приготов-

185

/ляют специальную массу, состоящую из 5 вес. ч. эпоксидной смо­ лы, 37,5 вес. ч. карбонильного железа в порошке, 0,8 вес. ч. рас­ творителя и 0,45 вес. ч. полиэтиленполиамина. Растворителем явля­ ется смесь ацетона и толуола в равных дозах. Вместо полиэтилен­ полиамина в качестве затвердителя используют также раствор гексаметилендиамина в спирте (0,8 вес. ч.).

Предварительно просеянный порошок карбонильного железа просушивают при 70—80° С в т.ечение 3—5 ч, после чего охлажда­ ют до комнатной температуры. В эпоксидную смолу последователь­ но вводят растворитель, затвердитель и карбонильное железо, тщательно перемешивая до получения однородной массы. Приго­ товленная масса пригодна к употреблению в течение 1 ч.

Для обезжиривания стыкуемые поверхности магнитопровода протирают тряпкой, смоченной авиационным бензином. На поверх­ ности стыка массу наносят равномерным слоем толщиной пример­ но 0,5 мм, после чего обе половины магнитопровода вставляют в обмотки, сводят стыки и собирают трансформатор. Собранный трансформатор выдерживают на воздухе в течение 24 ч или в ка­ мере с проточным воздухом при 100—115° С в течение 4 ч. Окон­ чательную обработку трансформатора производят согласно чер­ тежу.

При установке половин магнитопровода внимательно следят за тем, чтобы они не сместились друг относительно друга. После сборки трансформатора половины магнитопровода стягивают лен­ той при помощи специального приспособления. Замок стяжной ленты закрепляют электросваркой; Собранную и обработанную активную часть трансформатора направляют на испытательную станцию для контрольных испытаний.

Контрольные вопросы

1.Какие виды изоляции пластин магнитопровода наиболее широко при­ меняют?

2.Зачем пластины магнитопровода отжигают после механической обработки?

3.Каким образом проверяют правильность расположения пластин магнито­ провода в процессе его сборки?

4.Какие достоинства имеет бесшпнлечная шихтовка магнитопровода?

5.Как изготовляют разрезные ленточные магнитопроводы?

\

I

Г Л А В А 13

СБОРКА ТРАНСФОРМАТОРОВ

§ 51. ПЕРВАЯ СБОРКА ТРАНСФОРМАТОРОВ

На первую сборку трансформаторов доставляют магнитопроводы, обмотки ВН и НН, изоляционные детали и устройства для расклиновки.

Магнитопроводы поступают на сборку в полностью собранном виде, так как это упрощает их сборку, хранение и транспортиров­ ку. Н а . полностью собранный магнитопровод нельзя поместить обмотку, поэтому при первой сборке распрессовывают и расшихтовывают верхнее ярмо, после чего насаживают и расклинивают об­ мотки на стержнях магнитопровода. После этого верхнее ярмо вновь шихтуют и обмотки прессуют.

Для удобства сборки магнитопроводы трансформаторов мощ­

венно на полу. Магнитопроводы трансформаторов мощностью бо­ лее 1600 ква устанавливают на сборочную площадку, по сторонам которой имеются специально оборудованные стеллажи.

Перед расшихтовкой верхнего ярма стёржни магнитопровода в верхней части плотно перевязывают киперной лентой. Отверты­ вают гайки с вертикальных и горизонтальных прессующих шпи­ лек. Затем снимают одну верхнюю ярмовую балку и, вынув гори­ зонтальные шпильки с бумажно-бакелитовыми трубками, снимают другую ярмовую балку. Вместе с ярмовыми балками снимают подъемные пластины или кольца.

Раскомплектовав верхнее ярмо, начинают его расшихтовку, со­ храняя тот порядок чередования пластин, в котором они были уло­ жены в яр,мо при сборке магнитопровода. Расшихтовку верхнего ярма ведут очень аккуратно, чтобы не. повредить изоляцию пла­ стин: Вынутые пластины укладывают по пакетам, чтобы облегчить последующую шихтовку ярма после сборки трансформатора и не перепутать пластины, составляющие верхнее ярмо.

Верхние расходящиеся пластины стержней связывают хлопча­ тобумажной лентой через отверстия для стяжных шпилек, иначепри насадке обмотки они могут повредиться стальными пласти­ нами магнитопровода.

Обмотки поступают на сборку полностью готовыми к Ией с комплектом изоляции. На электрокартонной полоске, прикреплен-» ной к наружной поверхности каждой'обмотки, указан номер зака­ за, тип трансформатора, и номер расчетной записки. ‘Насадку

181

'обмоток на магнитопровод после их осмотра производят в соответ­ ствии с расчетной запиской и чертежом их установки.

На стержень магнитопровода сначала насаживают обмотку НН, поверх нее помещают обмотку ВН. Выводы обмоток НН и ВН размещают с разных сторон магнитопровода. В расчетной записке указаны радиальные и осевые размеры обмоток, изоляционные расстояния, расположение и обозначение концов обмоток, тип

выравнивают поверхности ярмовых балок и нижнего ярма. Эти под­ кладки закрепляют на изоляционных пластинах, установленных между ярмом и ярмовой балкой. На нижнее ярмо укладывают два электрокартонных щитка. У трансформаторов мощностью 160— 630 ква на нижние ярмовые балки устанавливают четыре продоль­ ные и две поперечные уравнительные планки.

Изоляцию обмотки НН от стержня магнитопровода осуществля­ ют мягкими цилиндрами 1 (рис. 136). Такие цилиндры выполняют из двух прямоугольных листов электрокартона толщиной 1 мм, ко­ торые от руки изгибают в виде цилиндра, охватывающего стержень магнитопровода. Электрокартон изгибают только вдоль волокон, так как при изгибе поперек волокон образуются трещины и изгиб получается угловатым. Электрокартонные полуцилиндры устанав: ливают на стержнях с перекрытием листов и временно стягивают хлопчатобумажной лентой 2. На мягкий цилиндр насаживают об­ мотки НН поочередно, начиная с крайнего стержня. При посадке обмоток одновременно снимают временную ленту-

Обмотка-должна насаживаться плотно. При свободной насадке увеличивают толщину электрокартона, служащего для изготовле­ ния мягкого цилиндра. Если диаметр стержня меньше указанного ц расчетной записке с учетом допусков, магнитопровод бракуют.

Концы обмоток НН зачитают и выгибают с помощью овальной трубки, изолируют кабельной бумагой в два слоя вполуперекрышг

Д88

ку и одним слоем тафтяной ленты. Концы обмоток НН трансфор­ маторов мощностью 160—630 ква изолируют кабельной лентой вместе с электрокартонной -полоской толщиной 0,5 мм. Часто концы изолируют не кабельной бумагой, а лакотканью, являю­ щейся более гибким материалом. При классе напряжения обмотки ВН 35 кв концы обмотки НН изолируют лакотканью до толщины 4 мм на сторону. Поверх лакоткани накладывают один слой таф­ тяной ленты.

После насадки обмоток НН поочередно, начиная с крайнего стержня, насаживают обмотки ВН.

После насадки обмоток ВН на три стержня приступают к расклиновке обмоток, т. е. к их креплению в радиальном направле­ нии. Обмотки ВН отделяют от обмоток НН буковыми планками, помещенными в электрокартонные прокладки. Между обмотками ВН и НН против реек устанавливают электрокартонные коробоч­ ки и в них вставляют буковые планки, натертые предварительно парафином. Планки забивают поочередно, начиная с диаметраль­ но противоположных точек. Под планки, свободно входящие в пространство между обмотками, подкладывают электрокартонные полоски. После расклиновки обмоток ВН приступают к расклиновке обмоток НН, которая должна обеспечить их радиальное крепление и прессовку стержней магнитопровода.

Расклиновку обмотки НН производят круглыми буковыми стержнями и фасонными планками, которые забивают между сту­ пенями стержня и изоляционным цилиндром обмотки НН. Круглые стержни забивают раньше, чем устанавливают фасонные планки, так как тонкие круглые стержни могут легко сломаться и придают обмотке более правильную цилиндрическую форму, чем фасонные планки.

В трансформаторах мощностью 100—63Q ква класса напряже­ нием обмоток ВН 35 кв радиальное крепление обмоток ВН осуще­ ствляют прямоугольными электрокартонными планками.

После расклиновки обмоток устанавливают верхние электро­ картонные щитки между обмоткой и верхним ярмом, а также междуфазные перегородки, если они предусмотрены чертежом.

При насадке обмоток трансформаторов мощностью 1000—' 6300 ква на нижние ярмовые балки укладывают буковые уравни­ тельные планки (у трансформаторов мощностью 1000—1600 ква) или электрокартонную уравнительную изоляцию (у трансформато­ ров мощностью 3200—6300 ква), чтобы поверхность уравнительных планок или уравнительной изоляции была на одном уровне с по­ верхностью ярма. После этого укладывают ярмовую изоляцию, следя за тем, чтобы прокладки уравнительной и ярмовой изоляций находились одна над другой. В ярмовой изоляции вырезают сег­ менты для прохода концов обмотки НН. После насадки обмотки НН концы ее укладывают на место, указанное в чертеже, и при­ вязывают к ярмовой изоляции.

Непрерывные и винтовые обмотки обычно наматываются на жесткие бумажно-бакелитовые цилиндры и поступают в сборочный

189