|
| |
 |
Главная » Мануалы 1 ... 18 19 20 21 22 23 24 ... 33 пропитанной соволом, при необходимости обеспечения достаточной поверхности охлаждения не удается получить того снижения объема, которое соответствует теоретическим расчетам, учитывающим повышение значения диэлектрической проницаемости и рабочей напряженности поля при замене масла союлом. Дальнейшее снижение удельного объема может быть получено при использовании ноюго сорта бумаги с малыми потерями, а также оксидной бумаги. При действии электрического поля высокой напряженности совол выделяет в 4-5 раз меньшее количество газов, чем масло в тех же условиях. Однако при напряженности поля порядка 35 кв1мм у краев конденсаторной секции, пропитанной соволом, наблюдается более интенсивное, чем при пропитке маслом, образование науглероженных ветвистых побегов, сопровождающееся необратимым увеличением tg6 соволовых конденсаторов и уменьшением разрядного напряжения перекрытия по закраине. Вследствие этого необходимо ограничивать величину испытательного напряжения бумажно-соволовых конденсаторов и выбирать ее не выше 2,2 чтобы напряженность поля при испытательном напряжении не превышала 35 кв1мм. Жидкие хлордифенилы и их пары обладают некоторой токсичностью и, в частности, оказъшают раздражающее действие на кожу и слизистые оболочки организма человека. Поэтому необходимо проводить гигиенические мероприятия, исключающие возможность попадания совола на кожу и в дыхательные пути. Практика отечественных и зарубежных конденсаторных заводов показывает, что при соблюдении этих мероприятий работа с соволом становится безопасной. Расчет и конструкция косинусного конденсатора В качестве примера рассмотрим расчет и конструкцию однофазного конденсатора Рр = 25 квар, и^- 6,3 кв, С = 2,0 мкф. Конденсатор должен удовлетворять требованиям ГОСТ 1282-58. Выбор величины рабочей напряженности поля в диэлектрике и числа последовательных секций. Для косинусных конденсаторов при использовании бумаги КОН-1 рекомендуется выбирать Ер = 12 14 кв/мм. Оптимальная толщина диэлектрика в соответствии с кривой для кратковременной электрической прочности бумажно-масляного диэлектрика (см. рис. 81) выбирается в пределах 60-120 мк. Так как напряженность начала ионизации возрастает с уменьшением толщины диэлектрика (см. рис. 84), то целесообразно выбрать толщину диэлектрика ближе к нижнему пределу оптимальных значений, т. е. порядка 60-70 мк. При этих толщинах и рекомендуемых рабочих напряжен-ностях напряжение на секции конденсатора должно быть в пределах 720-980 в. При номинальных напряжениях выше 1000 в конденсаторы собирают из нескольких последовательно соединенных jpynn секций. Для номинального напряжения 6300 в и напряжения секции 720-980 в число последовательных групп N = 7-7-8. Выбираем N = 8, при этом напряжение на одной последовательной группе Ur = 790 е. Для намотки секции косинусных конденсаторов используется бумага КОН-1 толщиной 8, 10 или 12 мк. Толщину диэлектрика порядка 60-70 мк можно получить следующими комбинациями: 8 листов бумаги толщиной 8 мк, d = 64 мк; 6 листов толщиной 10 мк, d = 60 мк; 7 листов толщиной 10 мк, d = 70 мк; 5 листов толщиной 12 мк, d = 60 мк. Стоимйсти 1 кг бумаги толщиной 12, 10 и 8 ж/с относятся как 1 : 1,17 : 2,02 (см. табл. 15). Учитывая это соотношение, выбираем вариант: 6 листов бумаги толщиной 10 ж/с. В плоскопрессованных намотанных секциях коэффициент^ запрессовки обычно колеблется в пределах 0,8-0,95. Принимая k = 0,886, получаем действительную толщину диэлектрика между обкладками . ndi 6 - 10 Рабочая напряженность Р 0.79 ..г, , d = 00677 = -/*- Напряженность поля в диэлектрике при испытательном напряжении £нсп = -Ш- 8-5б77 = 46 Коэффициент запаса на кратковременной электрической прочности при рабочем напряжении £р - 11.6- при испытательном напряжении где пр = 130 кв1мм взято по кривой 4 рис. 81. Фактически запас прочности будет несколько ниже, так как это значение Епр соответствует емкости порядка 0,1 мкф, а в данном случае значение емкости будет больше. При выбранной величине напряженности поля в конденсаторной секции не должно возникать явление ионизации. Согласно уравнению 8 грипп (3-19)lg£ = 2,65-0,5х -1- да Е^ = 54,5 кв1мм. Та- -у-р-р-р-у-р-р-р-рууу ким образом, отсут- ZZZ ствие ионизации обеспе- сеишй чено как при рабочей, Ри<=- Схема соединения последова- тельных групп и параллельно включае- так и при испытатель- секций силового конденсатора. НОЙ напряженности. Выбор числа параллельно соединенных секций в последовательной группе. При числе последовательных групп = 8 и емкости конденсатора С = 2 мкф емкость последовательной группы Сг = 2-8 = 16 мкф. При такой емкости и толщине диэлектрика порядка 60 мк намотанная секция получится большой толщины, что затрудняет ее сушку и пропитку и приводит к образованию большого числа складок при прессовке. Поэтому секции- при напряжении порядка 1000 в изготовляют с емкостью 1,5 - 2 мкф. Если емкость последовательной группы Сг = 16 мкф, необходимо иметь 8-10 параллельно соединенных секций. При М =9 емкость секции Сс = = = 1.78тф. Схема конденсатора, определившаяся после расчета числа последовательных групп и параллельно соединенных секций, изображена на рис. 104. Определение размеров секции конденсатора. Конденсаторная бумага выпускается в бобинах шириной от 12 до 750 мм. Ширина бобин устанавливается в заказе на конденсаторную бумагу. Наиболее часто применяется бумага шириной 47, 95, 140, 280 мм. На эти размеры следует ориенти- роваться при выборе ширины секции. Для рассчитываемого конденсатора выбираем ширину Bi = 280 мм. Для определения ширины фольги и дальнейшего расчета размеров секции необходимо определить ширину закраины АЬ. Из условия равной электрической прочности на пробой по толщине диэлектрика и перекрытия по закраине следует, что С/пр = и £пр d = £пк 2АЬ, (3-27) где пр = 130 кв/мм - электрическая прочность при номинальной толщине диэлектрика d = 60 мк (кривая 4, рис. 81). При толщинах 50-100 мк и ширине закраины АЬ до 10 мм по опытным данным электрическая прочность по поверхности твердого диэлектрика в масле будет в пределах 0,5-0,7 кв/мм, отсюда Ed 130 - 0.06 V с = =-2То-=7,5жж. Учитывая отрицательный допуск по ширине рулона бумаги (-0,5 мм), положительный допуск по ширине рулона фольги -(+ 0,25 мм), а также возможные сдвиги фольги при намотке, для секций силовых конденсаторов устанавливают минимальный размер закраины 8-10 мм. С некоторым запасом выбираем АЬ = 10 мм. Ширина электрода bo=:Bi - 2АЬ = 280 - 2 10 = 260 мм. Для косинусных конденсаторов применяется обычно фольга толщиной 7-8 мк марки АД-1, более дешевая, чем фольга марок АО и А-1. Число витков намотанной секции определяется по формуле (1-53). По условиям унификации производства число применяемых оправок различных диаметров должно быть ограничено. Наиболее часто применяются оправки диаметром 50-100 мм. Выбираем Do = 68 мм. Диэлектрическая проницаемость высушенного и пропитанного маслом диэлектрика определяется по формуле (3-12). Подставляя значения Sn =2,2; Sk =6,6; Yk = 1,55 г/см; Т= 0,92 г/см (для высушенной бумаги КОН-1) и fen = 0,886, находим значение s = 3,4. После подстановки всех значений в (1:53) находим число витков w = 33. в прессованном состоянии секция имеет следующие размеры: по толщине Лс = Ъю2 (d + do) = 2 33 2 (67,6 + 8) Ю 10 мм; по ширине В = А, + = 10 + = 116.8 мм. Учитывая холостые витки и закраины *ю длине секции (рис. 105), получим Дс = 10,1 жж; ffH- том В = 118жж. Для расчета веса . ЖЕ? фольги в секции необ- 1 ходимо определить длину электрода L -W--7560 /о = т:--й-Ш = -то- . Рис. 105. Размеры секции в развернутом 2 виде. / Д \ = тгш + -] = 756 ММ. Вес фольги Оф = 2/оЬоТФ = 2 75,6 26 8 10-* 2,7 = 85 г. Вес бумаги Сб = 2/б(Ь + 2ДЬ)й„-Гб = 2 756 28 6 10 * 1,0 = 254 г. Учитывая холостые витки и расход бумаги на закраине по длине секции, принимаем Об = 260 г. При определении веса бумаги была взята номинальная толщина бумаги без учета коэффициента запрессовки и ее плотность Y6 = 1 г/сж, соответствующая влажности бумаги 8%. В высушенном состоянии вес бумаги уменьшится на 8% и будет составлять 240 г. Размеры секции и расположение выводных вкладышей показаны на рис. 106. Изоляция между последовательными группами изготовляется из кабельной бумаги КВ-12 толщиной 120 мк. По ГОСТ 1282-58 испытательное напряжение конденсатора 1]аы= 2,2 С/ ;это же соотношение справедлию и для испытательного напряжения секции С/исп = 2,2t/c = 2,2 . 0,79 = 1,74 кв. Электрическая прочность пропитанной маслом кабельной бумаги в зависимости от числа листов меняется в пределах 39-46 кв/мм, принимаем Е^р = 45 кв/мм. Коэффициент запаса по испытательному напряжению для активного диэлектрика feg == 2,8, для изоляции между последовательными группами увеличиваем это значение  Рис. 106. Внешние размеры намотанной секции. ДО 3. Подставляя выбранные значения f/исп. £пр и ks в уравнение (1-37), получаем d 3 = 0,258 -f А мм. (3-28) При А = 0,222 мм das = 0.48 мм, что соответствует четырем листам бумаги КВ-12. Таблица 30 /Ьтипегибо , К расчету изоляции от корпуса 
Рис. 107. Изоляция между последовательными группами секций. Ширина изоляции между группами должна быть равной ширине секции, т. е. 118 мм. По длине изоляция состоит из участка, соответствующего длине секции {280 мм), участка, равного толщине девяти секций (90 мм) и закрывающего торцы секций, свободные от выводов, и участка, закрывающего торцы секций с выводами (50 мм). Часть последнего участка имеет вырез для пропускания контактных перемычек между последовательными группами (рис. 107). Изоляция от корпуса. При испытательном напряжении 25 т, 50 гц по данным табл. 30 главная изоляция должна иметь не менее И листов кабельной бумаги КВ-12. При толщине одного листа равной 0,12 мм общая толщина изоляции составляет 1,32 мм. При испытательном напряжении 25 т напряженность поля в диэлектрике главной изоляции V 25 Р исп ZD Сисп - Т~ - Т - d 1.32 = 19 Кв/мм. По данным рис. 108 при переменном напряжении для 11 листов кабельной бумаги толщиной по 0,12 мм (т. е. для суммарной толщины 1,32 мм) пробивное напряжение равно 57 кв, а 57 £пр- . = 43 кв/мм. 1,32 При этом запас по электрической прочности  Вз - J9 2,26. 90 80 П 60 50 40 3D 20 Ю О 2 4 б В 10 12 14 16 18 20 h Рис. 108. Кривые зависимости пробивного напряжения от числа листов кабельной бумаги КВ-12 при напряжении: 1 - постоянном; 2 - переменном, / = БО гц. Это значение меньше значения коэффициента запаса по испытательному напряжению для активного диэлектрика (йз = 2,8). Учитывая, что главная изоляция в конструкции конденсатора всегда дополняется межгрупповой изоляцией или прокладками из электрокартона толщиной 0,5 - 2 мм, следует считать, что фактический коэффициент запаса по электрической прочности для главной изоляции будет выше, чем тот же коэффициент для активного диэлектрика. Листы кабельной бумаги, из которых изготовляется главная изоляция, изгибаются по форме пакета конденсатора (рис. 109). С боковых торцов главная изоляция дополняется торцовой изоляцией из электрокартона 8 толщиной 0,5 мм (рис. ПО); дополнительной изоляцией от стяжных щек служат прокладки из электрокартона 6 толщиной 2 мм. Электрическая прочность пропитанного картона указана в табл. 31. Межсекционные соединения изолированы друг от друга масляной прослойкой порядка 60 мм и от корпуса главной изоляцией. Отводы, идущие к изолятору, проходят на близком расстоянии от стяжных щек и хомутов, поэтому необходимо изолировать их на полное испытательное напряжение конденсатора относительно корпуса. Одним из вариантов изолирования может быть обвертывание отвода слоями кабельной бумаги КВ-12. Линии изгиба -300119 Таблица 31 Электрическая прочность электрскартона, пропитанного маслом при переменном напряжении
Рис. 109. Главная изоляция пакета конденсатора. Общая компоновка пакета конденсатора. Пакет конденсатора изображен на рис. 110. На левой проекции снята торцовая изоляция, чтобы показать соединение параллельных секций и последовательных групп. Пакет конденсатора, состоящий из восьми последовательных групп 13, каждая из которых содержит девять параллельно соединенных секций 12, собирается между двумя металлическими щеками 14 и стягивается двумя металлическими хомутами и. Между последовательными группами укладывается межгрупповая изоляция 10, которая выступает за края секций, изгибается и закрывает их торцовые части. Межсекционные соединения 9 припаивают к выводам секций, обеспечивая их последовательное и параллельное соединение. Начало первой группы и конец восьмой последовательной группы секций присоединены к отводам / и 18, идущим к изоляторам. Отвод 18 от конца восьмой группы проходит между пакетом и нижней щекой, после чего изгибается и проходит к верхней части пакета вдоль торцов секций. В верхней части пакета отводы изолируются от верхней щеки 4 слоями бумаги КВ-12 5 и коробочкой из электро- картона 3. От корпуса конденсатора отводы дополнительно изолируются прокладками из электрокартона. Еще одна прокладка из электрокартона 2 фиксирует положение концов отводов. Под верхней щекой укладывается прокладка из электрокартона 6, главная изоляция из 11 листов кабельной бу-  Рис. по. Пакет силового конденсатора {6,3 кв, 25 квар). маги 7 и межгрупповая изоляция. Под нижней щекой укладываются две прокладки из электрокартона 15 и 16, главная изоляция, прокладка из картона 17 и межгрупповая изоляция 10. Боковые стенки пакета с двух сторон защищаются дополнительным слоем изоляции из 11 листов кабельной бумаги. Выбор изолятора. Выводными изоляторами рассчитываемого конденсатора служат прободные изоляторы класса напряжения 6 кв, выдерживающие в соответствии с ГОСТ 1516-60 одноминутное испытательное напряжение 32 кв, что выше испытательного напряжения конденсатора на 7 кв. Одним из таких изоляторов может быть изолятор типа ИФВ-6, изображенный на рис. 111. Рассчитаем этот изолятор согласно данным § 7. Толшдна стенки изолятора 15 мм. В соответствии с кривой на рис. 51 для этой толщины пробивное напряжение (при длительном приложении напряжения) равно примерно 60 кв. Коэффициент запаса по испытательному напряжению конденсатора  - 25 - Разрядное расстояние на поверхности изолятора по воздуху h = 12сл . Из уравнения (1-174) напряжение перекрытия f/пк = 14 + 3.16/г = 14 + 3,16 12 = = 52 кв. Коэффициент запаса по испытательному напряжению конденсатора = 1 = 2.08. Длина пути перекрытия в нижней части изолятора под маслом 6,2 см. Разрядная напряженность по поверхности фарфора под маслом и для промежутков до 30 см находится в пределах 6-7,5 KefcM, причем большие значения относятся к меньшим промежуткам. Принимая для 6,2 см Еп = 7,5 кз/см, получаем Рис. 111. Армированный изолятор типа ИФВ-Р: / - стержень контактный; 2- изолятор фарфоровый; 3 - переходное кольцо; 4 - отвод изолятора; 5 4-места пайки; 6 - колпачок. = 7,5 6,2 = 46,5 кв. 1 ... 18 19 20 21 22 23 24 ... 33 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||