Вакуум-сушильна шафа для трансформаторів струму з порожнистим стояком

Изобретение относится к сушильной технике и может быть использовано в высоковольтном трансформаторостроении при термовакуумной обработке кабельно-конденсаторной изоляции обмоток измерительных трансформаторов тока с полой стойкой. В современном трансформаторостроении для сушки изоляции обмоток используется метод термовакуумной обработки в парах нефтепродукта с последующим удалением смеси паров нефтепродукта и остатков воды в условиях глубокого вакуума. В известном способе термовакуумной обработки изоляции обмоток в парах нефтепродукта [1] обмотка помещается в вакуум-сушильный шкаф, в котором создается практически бескислородная среда путем откачки воздуха вакуумной станцией. При достижении давления в 5,0 мм рт.ст, в вакуум-сушильный шкаф подается насыщенный пар нефтепродукта, имеющий температуру 1250С + 1300С. Пары нефтепродукта, конденсируясь на поверхности изоляции, отдают тепло конденсации, за счет чего происходит постепенный нагрев толщи изоляции. Заключенная в изоляции влага испаряется и под воздействием движущей силы - перепада давления внутри изоляции (выше атмосферного) и в объеме вакуум-сушильного шкафа (до 130 - 150 мм рт.ст.) (влага) выходит из изоляции в парообразном состоянии, смешивается с несконденсировавшимися парами нефтепродукта и удаляется из вакуум-сушильного шкафа вакуумной станцией. По мере прогрева перепад давления уменьшается и скорость сушки падает задолго до окончания сушки, что происходит из-за относительного увеличения гидравлического сопротивления выходу паров воды, обусловленного встречным движением конденсата нефтепродукта (теплоносителя), направленным по порам изоляции вглубь толщи изоляции. Основной причиной, не позволяющей интенсифицировать фазу нагрева, без увеличения температуры сушки, является то, что поток теплоносителя вглубь массы изоляции и поток паров воды из изоляции направлены навстречу др уг другу. Известная сушка бумажной изоляции обмоток трансформаторов в парах нефтепродукта, принятая в настоящее время в различных странах [2] состоит в том, что изделие помещается в герметичный сосуд с бескислородной средой, куда подаются насыщенный пар керосина при температуре 130 0С-1400С и давлением 110-125 мм рт.ст. Известной сушке присуще: длительное время обработки (сушка длится несколько сотен часов); низкая производительность; большие затраты на эксплуатацию; сложность конструкции. Задачей изобретения является усовершенствование конструкции ваккум-сушильного шкафа для трансформаторов тока с полой стойкой путем упорядочения движения паров воды и конденсата нефтепродуктов, что позволит значительно уменьшить гидравлическое сопротивление выходу паров воды и за счет этого повысить производительность и качество сушки. Поставленная задача решается тем, что вакуум-сушильный шкаф для трансформаторов тока с полой стойкой содержит корпус с крышкой, патрубки подвода и отвода паров нефтепродуктов. Согласно изобретения, шкаф дополнительно снабжен патрубком подключения к вакуумной станции, вакуумным коллектором, имеющим стыковочные узлы для герметичного подсоединения стоек трансформатора. В результате этого внутри обмотки через полую стойку создается давление более низкое чем в объеме вакуум-сушильного шкафа, за счет использования полой стойки обмотки трансформатора как части вакуумпровода, и подключения стойки через коллектор к существующей вакуумной станции. Пары воды, образующиеся в глубине толщи изоляции, движутся не навстречу потоку конденсата нефтепродукта, а к слоям изоляции обмотки, непосредственно примыкающим к полой стойке и эвакуируется вакуумной системой. Изобретение поясняется графически, где фиг. 1 - вакуум-сушильный шкаф; фиг. 2 - схема соединения вакуум-сушильного шкафа с вакуумной станцией; фиг. 3, фиг. 4 - вторичная обмотка трансформатора тока; фиг. 5 - металлическая трубчатая стойка обмотки с отверстиями; фиг. 6 - конструкция стыковочного узла; фиг. 7 температурный график сушки. Вакуум-сушильный шкаф 1 для (вторичных) обмоток 2 трансформаторов тока состоит из корпуса 3 со съемной крышкой 4, которые при необходимости обогреваются водяным паром при помощи регистров 5. Сушильный шкаф 1 соединен с вакуумной станцией 6. В боковой стенке 7 корпуса 3 выполнены патрубки 8, 9,10 подвода и отвода паров нефтепродукта. Один (8) из патрубков связан с помощью вакуум-провода 11 с вакуумной станцией 6. Патрубок 9 на стенке 7 корпуса 3 предназначен для подвода паров нефтепродукта, а патрубок 10 - для отвода смеси паров нефтепродукта и воды из объема шкафа 1. В корпусе 3 (вторичные) обмотки 2, имеющие полые стойки 12, установлены вертикально. Стойка 12 представляет собой перфорированную тр убу, на которую в процессе изготовления (вторичной) обмотки 2 последовательно наносятся слои изоляции из кабельной бумаги, содержащей начальное количество влаги. В корпусе 3 (т.е. на днище 13 корпуса 3) установлен коллектор 14 в виде специальной вакуумной камеры. Стойки 12 соединены с коллектором 14. Вакуумный коллектор 14 соединяется с патрубком 15, выполненным в стенке 7 корпуса 3, с помощью гибкого трубопровода 16 (например, O 100 мм), который, в свою очередь, соединяется с вакуумной станцией 6. / Вне шкафа на вакуум-проводе 17 установлен регулировочный вентиль 18. В коллекторе 14 выполнены стыковочные узлы 19 по числу обрабатываемых обмоток 2, т.е. число стыковочных узлов 19 в коллекторе 14 обусловливается количеством единовременно загружаемых в сушильный шкаф 1 (вторичных) обмоток 2 трансформатора тока. Стыковочные узлы 19 коллектора 14 герметично соединяют полые стойки 12 обмоток 2 с собственно коллектором 14. Стыковка обмоток 2 трансформаторов с коллектором 14 производится вне шкафа 1, после чего коллектор 14 с обмотками устанавливается в шкаф 1. Для обеспечения выхода паров влаги из толщи изоляции полая стойка 12 по высоте перфорируется сверлением отверстий 20 (например, O16 мм). / Во время термовакуумной обработки обмоток 2 полая стойка 12 служит частью вакумпровода для создания внутри изоляции вакуума более глубокого, чем в объеме шкафа 1 в 3-4 раза. На фиг. 6 показана конструкция стыковочного узла 19 на вакуумном коллекторе 14 с герметично подсоединенной обмоткой. Стойка 12 в своей нижней части имеет пяту 21 со штырями 22 для соединения со стыковочным узлом 19. Штыри 22 входят в стыковочный узел, что обеспечивает их вертикальное положение. Герметичность стойки 12 обеспечивается прокладкой 23 и зажимами 24. Сушка обмоток производится следующим образом. В сушильный шкаф 1 с внутренним диаметром 2,5 м и высотой 6,0 м загружены (вторичные) обмотки 2 трансформаторов тока (например, серии ТФРМ), имеющие перфорированные, полые стойки 12. Сушильный шкаф 1 подключается к вакуумной станции 6 и откачивается воздух из шкафа 1 до давления 5,0 мм рт.ст., чем создается практически бескислородная среда. Затем открывается доступ в шкаф 1 насыщенным паром нефтепродукта через патрубок 9. Температура в объеме шкафа 1 доводится до 1300С, а давление до 100-200 мм рт.ст., одновременно включается насос 25, откачивающий смесь паров воды и нефтепродукта из шкафа 1. Скорость прогрева толщи изоляции определяется по показаниям датчиков температуры, вмонтированных в изоляцию при ее изготовлении. В известных способах сушки в ходе прогрева внутренних слоев изоляции обмотки 2 (см. точка 1 на фиг. 17) происходит интенсивное образование паров влаги и, как следствие, повышение давления выше атмосферного, из-за чего доступ паров нефтепродукта вглубь изоляции затрудняется и возникает тенденция к снижению скорости сушки. Для устранения этого явления в заявляемой конструкции предлагается коллектор 14 подключить к вакуумной станции 6 открытием вентиля 18 для осуществления создания более низкого давления (30-40 мм рт.ст.) вн утри обмотки 2 в сравнении с давлением в объеме шкафа 1 (100-120 мм), что способствует. Более интенсивному прогреву изоляции обмоток 2 за счет упорядочения проникновения паров нефтепродукта в изоляцию обмоток и выхода паров влаги через полую стойку 12 (см. стрелки на фиг. 1). Давление в 30-40 мм рт.ст. в объеме обмотки 2 выбрано потому, что оно способствует конденсации водяных паров в конденсаторах перед насосами вакуумной станции 6 при летних температурах охлаждающей воды 20230С. Прогрев ведется до достижения температуры внутри обмотки 2 1020С-1050С, после чего дальнейшая термовакуумная обработка для удаления теплоносителя из изоляции осуществляется по известной технологии. Замедление скорости сушки в ее заключительной фазе, присущее известным конструкциям, не наблюдается. Время, необходимое для прогрева обмоток, сокращается. Перепад давления присушке между давлением в объеме шкаф (равным 120 м рт.ст.) и давлением внутри обмотки (30-40 мм рт.ст.) удовле творяет условиям двух процессов: ускоренному проникновению теплоносителя в обмотку с замещением воды в обмотке на теплоноситель и нормальной работе конденсатора вакуумной системы. Поддержание давления а шкафу 1 в пределах 100-120 мм рт.ст. осуществляется насосом 25. Достижение эффекта проиллюстрировано графиком сушки (фиг.7), где показано достижение заданной температуры внутри обмотки t2 = 1020С (критерий сушки) за более короткое время 200-160 = 40 часов. Вакуум-сушильный шкаф позволяет отводить пары влаги из изоляции не только в объеме шкафа 1 с последующим эвакуированием их вакуумным насосом 25, но и из глубины слоев изоляции обмоток по полым стойкам 12 обмоток, что и приводит к сокращению времени сушки (см. график фиг. 7).