Технология пропитки обмоток

Жидкие диэлектрики

Применяют в трансформаторах, масляных выключателях, кабелях, конденсаторах (для пропитки пористой изоляции, как охлаждающая среда, и искрогаситель).

Наиболее распространены нефтяные масла, полученные дробной перегонкой нефти, реже применяют синтетические жидкости.

Нефтяные масла

а) трансформаторное – маловязкое, прозрачное, желтоватое. Температура застывания –45⁰С, вспышки паров +135⁰С, электрическая прочность E_пр > 16 кВ/мм. В процессе эксплуатации масло стареет, при этом ухудшаются его свойства. Продукты старения: нерастворимые (шлам) - налипают на стенки бака ухудшая теплообмен; растворимые (свободные кислоты) – разъедают изоляцию и ухудшают электроизоляционные свойства. Периодически масло меняют. Отработанное масло – подвергают частичной или полной очистке – регенерации. При этом выполняют фильтрование, центрифугирование, химическую обработку (кислотно-щелочную) и сушку под вакуумом;

б) конденсаторное масло – получают дополнительной очисткой и отстаиванием трансформаторного. Eпр > 20 кВ/мм, ε_r = 2,1…2,3. Применяют для заливки высоковольтных конденсаторов с бумажной изоляцией;

в) кабельные масла:

Ø маловязкие – применяют в маслонаполненных кабелях низкого давления до 3 атм.;

Ø средневязкие (С-110, С-220) – предназначены для высоковольтных кабелей (110 кВ и выше), при давлении ~ 14 атм.- имеют наиболее стабильные параметры.

Ø вязкое масло – сильно загущённое канифолью. Применяют для пропитки бумажной изоляции кабелей напряжением до 35 кВ.

Синтетические жидкие диэлектрики

а) совол (С₁₂H₅Cl₅) – негорючая, густая бесцветная жидкость с резким запахом. Eпр ≈ 14кВ/мм, ε_r = 5,2, загустевает при температуре ниже + 5 ⁰С. Применяют для пропитки бумажной изоляции в конденсаторах;

б) совтол – совол разбавленный трихлорбензолом. Температура застывания ниже – 40 ⁰С. Применяется в конденсаторах и специальных трансформаторах. Данные жидкости - токсичны, негорючи, однако их пары могут воспламеняться при температуре 200 … 300⁰;

в ) кремнийорганические (ПМСЖ) и фторорганические жидкости – негорючие, температура застывания – 60 ⁰С, имеют стабильные параметры, применяются ограниченно из –за высокой стоимости.

Твердеющие диэлектрики

1) Воскообразные – применяют для пропитки пористых материалов, заливки ВЧ катушек, а также в составе компаундов.

а) парафин – получают перегонкой парафинистой нефти, температура плавления 50 … 55 ⁰С. E_пр = 20 … 25 кВ/мм, усадка до 15 %;

б) церезин – получают переработкой минерала озокерита (горного воска). Температура плавления 65 … 80 ⁰С, усадка 5 …7 %.

2) Битумы – искусственные, температура размягчения: 25 … 90 ⁰С и природные (асфальтиты): температура размягчения 150 … 220 ⁰С, E_пр = 10…25 кВ/мм, неморозостойкие. Применяют для компаундов и масляно-битумных лаков.

3) Лаки – коллоидные растворы плёнкообразующих веществ в летучих растворителях.

Плёнкообразующие: смолы (природные и искусственные), битумы, высыхающие масла (льняное, тунговое), эфиры, целлюлозы.

Растворители: спирты, ацетон, бензин, бензол, толуол.

В состав лаков также входят пластификаторы и сиккативы (ускорители твердения), а в состав эмалей - красители (пигменты).

Различают лаки: пропиточные, клеящие и покровные.

По способу сушки: холодной и горячей (печной).

4) Компаунды - твердеющие электроизоляционные составы не содержащие летучих растворителей. Обеспечивают затвердевшей массе малую пористость.

По назначению делят на пропиточные, заливочные и обмазочные.

Термопластичные компаунды изготавливают:

а) на основе битумов (битум + минеральное масло + канифоль). Их нагревостойкость 60 … 100⁰С, E_пр = 15 … 20 кВ/мм - применяют для пропитки обмоток;

б) воскообразные (парафин или церезин + канифоль или синтетическая смола) - применяют в радиотехнике.

Термореактивные:

а) на основе эпоксидных смол с добавкой талька или кварца. Затвердевшая масса имеет высокую прочность и плотность. Теплостойкость 80 … 110 ⁰С, E_пр = 20 … 50 кВ/мм;

б) на основе кремнийорганических смол. Нагревостойкость до 200⁰С, E_пр = 10 …30 кВ/мм. Применяют для пропитки обмоток электрических машин в нагрево- и влагостойком исполнении.

Технология пропитки обмоток

Компаунд нагревают до 150 … 170 ⁰С. Обмотки помещают в пропиточный котёл и сушат под вакуумом при 100 … 180 ⁰С, а затем в котёл впускают разогретый компаунд и постепенно повышают давление до 6 … 8 атм. Пропитанные обмотки сушат.

ВОПРОСЫ

1. Для чего применяют жидкие диэлектрики в трансформаторах, кабелях?

2. Как проводится регенерация трансформаторного масла? Технология.

3. В чем отличие синтетических диэлектриков от минеральных?

4. Перечислить виды твердеющих диэлектриков.

5. Назвать основные недостатки твердеющих диэлектриков.