Установка для сушіння твердої ізоляції високовольтних вводів трансформатора

Установка для сушіння твердої ізоляції високовольтних вводів трансформатора, що містить електропровідну циліндричну герметичну сушильну камеру, на зовнішній поверхні якої встановлений теплоізолятор, дві ізоляційні термотри U 1 3 яка з'єднана через патрубок з вакуумним насосом та обладнана розбризкувачами і нагрівачами для нагріву просочувального матеріалу, термовакуумна камера виконана у вигляді циліндричної колони з кришкою та верхнім фланцем, а верхня частина високовольтного вводу встановлена над кришкою камери; фланець вводу жорстко закріплений до верхнього фланця кришки камери з можливістю герметичного з'єднання; або котушка (обмотка) трансформатора підвішена всередині камери до металевої планки, до якої жорстко закріплені вивідні кінці котушки (обмотки) трансформатора, а нагрівачі у вигляді ТЕНів або у вигляді спіралей розміщені усередині камери уподовж її стінок, при цьому розбризкувачі встановлені в стінках верхньої частини камери. Недоліком указаної установки є її низька ефективність в тому випадку, коли тангенс кута діелектричних втрат ізоляції перевищує 25%; тоді для видалення вологи з твердої ізоляції потрібні значні витрати електроенергії на підтримку температури теплоносія (трансформаторного мастила) в межах 80-90°С протягом декількох діб для кожного технологічного циклу. Крім того, установка має великі габарити. Недоліком цієї установки є також нерівномірність сушіння ізоляції по її глибині, що призводить до спучування та короблення ізоляції і, як наслідок, викликає погіршення її діелектричних властивостей. Відома вакуум-сушильна установка ПШВ12.90/1,1 для вакуумного просочення та сушіння ізоляції високовольтних вводів трансформатора (Электропечи вакуумные. Установка вакуумсушильная ПШВ-12.90/1,1. Каталог центра комплектации СпецТехРесурс, Москва). Вона містить теплоізольовану циліндричну камеру шахтного типу з паровим підігрівом, підключену до системи вакуумування; кожна з сімох секцій камери виконана у вигляді концентрично розташованих циліндрів, виготовлених з листового металу, в простір між якими подається пара, і двох фланців, а також обладнана патрубком для зливу конденсату. Недоліком цієї установки є необхідність використання пристрою для генерації пари, що призводить до зростання її енергоємності; дійсно, при споживаній потужності установки 90кВт витрати на парообігрів складають 30кВт. Недоліком вказаної установки є також нерівномірність сушіння твердої ізоляції по її глибині: температура сушіння зменшується в напрямку від зовнішнього її шару до струмоведучої труби високовольтного вводу. Різниця температур окремих її частин при сушінні викликає спучування та короблення ізоляції, а значить, втрату її корисних властивостей. Найбільш близькою по суті до запропонованої є установка для сушіння твердої ізоляції високовольтних вводів трансформатора (Ремонт высоковольтных вводов классов напряжения 35кВ и выше. СО 34.46.611-2005. М.: ЦКБ «Энергоремонт», 2005), що містить електропровідну циліндричну герметичну сушильну камеру, на зовнішній поверхні якої встановлений теплоізолятор, дві ізоляційні термотривкі втулки для фік 60628 4 сації кінців струмоведучої труби високовольтного вводу, систему вакуумування сушильної камери, ємність для збору конденсату, датчик температури та вимірювач тиску всередині сушильної камери, а також низьковольтний вимірювальний міст, який з'єднаний з твердою ізоляцією високовольтного вводу трансформатора. Крім того, установка обладнана індукційною обмоткою, яка розташована на теплоізоляторі, а сушильна камера з торців містить днище і герметичну кришку. При підключенні індукційної обмотки до живлячої мережі напругою 220/380 В струм, який проходить по обмотці, індукує магнітний потік в електропровідних стінках сушильної камери, які прогріваються завдяки дії вихрового струму, при цьому конвекційний потік гарячого повітря всередині камери осушує тверду ізоляцію високовольтного вводу. Основним недоліком відомої установки є нерівномірність сушіння твердої ізоляції, що призводить до спучування, короблення, а в деяких випадках, і до її механічного руйнування. Дійсно, при висушуванні ізоляції потоком гарячого повітря температура нагріву ізоляції зменшується в напрямку від її зовнішнього шару до струмоведучої труби високовольтного вводу. Наслідком нерівномірності сушіння ізоляції є втрати її діелектричних властивостей. Крім того, недоліком цієї установки є довготривалість процесу сушіння: в залежності від ступеня погіршення діелектричних властивостей ізоляції період сушіння складає від 48 до 120 годин. Поліпшення рівномірності сушіння матеріалів в промисловості реалізують декількома способами. Одним із шляхів поліпшення рівномірності сушіння є використання електромагнітної енергії (О.И.Ястребов. Применение техники сверхвысоких частот в целлюлозно-бумажном производстве. М.: Лесная промышленность, 1977.- 150с.). В основу корисної моделі поставлено задачу удосконалити установку для сушіння твердої ізоляції високовольтних вводів трансформатора шляхом використання енергії електромагнітного поля високої частоти, що забезпечить об'ємний нагрів ізоляції і, як наслідок, дозволить отримати більш рівномірний розподіл температури сушіння по об'єму ізоляції. Поставлена задача вирішується тим, що установка для сушіння твердої ізоляції високовольтних вводів трансформатора, що містить електропровідну циліндричну герметичну сушильну камеру, на зовнішній поверхні якої встановлений теплоізолятор, дві ізоляційні термотривкі втулки для фіксації кінців струмоведучої труби високовольтного вводу, систему вакуумування сушильної камери, ємність для збору конденсату, датчик температури та вимірювач тиску всередині сушильної камери, а також низьковольтний вимірювальний міст, який з'єднаний з твердою ізоляцією високовольтного вводу трансформатора, згідно з корисною моделлю додатково обладнана генератором високої частоти, вихід якого через узгоджувальний пристрій зв'язаний з одним з кінців випромінювача короткохвильового діапазону, яким є струмоведуча труба високовольтного вво 5 ду, закріпленим в центральному отворі одного з герметичних знімних фланців, встановлених з обох торців сушильної камери, при цьому діаметр сушильної камери і її довжина менші від довжини хвилі короткохвильового діапазону у матеріалі твердої ізоляції високовольтного вводу. Завдяки обладнанню установки генератором високої частоти, вихід якого через узгоджувальний пристрій зв'язаний з одним з кінців струмоведучої труби високовольтного вводу, і використанню останньої як випромінювача короткохвильового діапазону, довжина хвилі якого у матеріалі твердої ізоляції високовольтного вводу більша від діаметра сушильної камери і її довжини, а також закріпленню вище зазначеного кінця струмоведучої труби в центральному отворі одного з герметичних знімних фланців, встановлених з обох торців сушильної камери, у процесі сушіння ізоляції високовольтних вводів електромагнітне поле високої частоти проникає в глибокі шари ізоляції, що осушується, нагріває її таким чином, що розподіл температури по об'єму ізоляції має рівномірний характер, а це забезпечує рівномірне сушіння ізоляції і, таким чином, запобігає її спучуванню та коробленню, зберігаючи тим самим її високі діелектричні властивості. Суть корисної моделі пояснює ілюстрація, на якій схематично зображена установка для сушіння твердої ізоляції високовольтних вводів трансформатора. Запропонована установка для сушіння твердої ізоляції високовольтних вводів містить сушильну камеру 1 циліндричної форми з електропровідними стінками 2, яка з обох торців має герметичні знімні фланці 3 і 4. Фланець 3 має центральний отвір 5 для зв'язку генератора 6 високої частоти через узгоджувальний пристрій 7 з одним з кінців струмоведучої труби 8 високовольтного вводу, на якій розташована тверда ізоляція 9. Струмоведуча труба 8, яка є випромінювачем короткохвильового діапазону, і узгоджувальний пристрій 7 з'єднані за допомогою коаксіального роз'єму (на ілюстрації не показаний). Кінці струмоведучої труби 8 зафіксовані в ізоляційних термотривких втулках 10. Установка містить також систему 11 вакуумування сушильної камери 1, ємність 12 для збору конденсату, датчик 13 температури та вимірювач 14 тиску всередині сушильної камери 1, низьковольтний вимірювальний міст 15 для вимірювання тангенсу кута діелектричних втрат, наприклад, типу УМ-3 або Е-12а. Для запобігання витоку теплової енергії у відкритий простір на зовнішній поверхні сушильної камери 1 встановлений теплоізолятор 16, наприклад, теплоізолятор типу «Вайредмат» товщиною 50мм. Установка працює таким чином. Спочатку розбирають високовольтний ввід і демонтують фарфорові ізолятори. Тепер він має 60628 6 вигляд струмоведучої труби 8 з твердою ізоляцією 9; кінці труби 8 фіксують за допомогою двох ізоляційних термотривких втулок 10 всередині сушильної камери 1. Один з кінців струмоведучої труби 8 під'єднують за допомогою коаксіального роз'єма через центральний отвір 5 фланця 3до узгоджувального пристрою 7, який підключають до виходу генератора 6 високої частоти. Сушильну камеру 1 герметизують за допомогою знімних фланців 3 і 4, а на її зовнішню поверхню встановлюють теплоізолятор 16. Далі вмикають генератор 6 високої частоти і систему 11 вакуумування. В просторі між струмоведучою трубою 8 (випромінювачем) та стінками 2 сушильної камери 1 виникає електромагнітне поле, яке поглинається твердою ізоляцією 9, що підлягає сушінню. В зв'язку з тим, що генератор 6 працює в короткохвильовому діапазоні і довжина його хвилі істотно більша не тільки діаметра сушильної камери 1, але і її довжини, конструкція, що пропонується, являє собою неоднорідну коаксіальну хвильову лінію, еквівалентна схема якої являє собою конденсатор, утворений струмоведучою трубою 8 (випромінювачем) та стінками 2 сушильної камери 1. За допомогою узгоджувального пристрою 7 регулюють коефіцієнт стоячої хвилі таким чином, щоб він мав мінімальне значення. У процесі сушіння тверда ізоляція 9 нагрівається і волога з неї випаровується в сушильну камеру 1, з якої видаляється за допомогою системи 11 вакуумування в ємність 12 для збору конденсату. Система 11 вакуумування забезпечує тиск на рівні (810)кПа; завдяки цьому знижується поріг температури інтенсивного випаровування вологи до 50°С, що виключає спучування, короблення та можливе руйнування твердої ізоляції 9. У процесі сушіння контролюють температуру і тиск всередині сушильної камери 1 за допомогою датчика 13 температури і вимірювача 14 тиску, відповідно. Показником ступеня висушування ізоляції 9 є значення кута діелектричних втрат, який вимірюють за допомогою низьковольтного вимірювального моста 15. При зменшенні вологості твердої ізоляції 9 інтенсивність електромагнітного поля, необхідного для підтримання заданої температури сушіння, зменшують, внаслідок чого додатково зберігається електроенергія. Критерієм закінчення сушіння ізоляції 9 є відсутність виділення конденсату протягом останніх трьох годин сушіння і встановлення заданого значення тангенсу кута діелектричних втрат твердої ізоляції 9. Технічний результат, який досягається при використанні корисної моделі: підвищення рівномірності сушіння твердої ізоляції, що виключає її спучування та короблення; зменшення витрат електроенергії на 15-20%. 7 Комп’ютерна верстка Н. Лиcенко 60628 8 Підписне Тираж 24 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601