лекцииТПК. 1. 1 Классификация и конструкция тпж

• Название: 1. 1 Классификация и конструкция тпж
• Анкор: лекцииТПК.doc
• Дата: 29.03.2018
• Размер: 4.38 Mb.
• Имя файла: лекцииТПК.doc
• Тип: Документы; #17352
• Категория: Промышленность. Энергетика
• страница: 11 из 13

5.3 Пропитка изоляции

Назначение:

1. 
   Для увеличения электрической прочности.
   
2. 
   Для увеличения теплопроводности
   
3. 
   От увлажнения.
   

Требования к пропиточным составам и маслам.

• 
  до U=35 кВ пропитка специальными составами.
  

1. 
   ПС должен иметь малую вязкость при температуре пропитки, чтобы повысить скорость пропитки и полноту.
   
2. 
   Состав должен иметь повышенную вязкость при рабочей температуре, для предотвращения стекания состава вдоль кабеля при наклонном его расположении.
   
3. 
   ПС должен обладать газо-поглощающей способностью.
   
4. 
   ПС должен обладать стабильными электрическими характеристиками.
   

• 
  Минеральные масла. (U = 110 кВ и выше)
  

1. ПС должен обладать пониженной вязкостью, чтобы уменьшить давление в канале при перемещении масла при тяговых переходных процессах.

Для кабелей МВДТ используется масло повышенной вязкости. Чем больше вязкость, тем больше импульсная прочность.

2. Стабильные электрические характеристики

3. ПС должен обладать газо-поглощающей способностью.

Марки масел: П-28, МС-20 – авиационное масло, НМ-25 – кабельное масло

В качестве загустителя используют канифоль, полиизобутилен, полиэтиленовый воск и др.

1. 
   Если характеристики поступившего масла соответствуют стандарту, то можно сразу подавать на приготовление пропиточного состава до 35 кВ.
   
2. 
   Если кабели на 35 кВ, то масло передаётся на переработку.
   
3. 
   Минеральные масла все перерабатываются.
   

После цикла сушки – пропитки корзины с кабелем и пропиточным составам извлекают из СПА и отправляют на охлаждение. Берут пробу проверяют Е_пр, _v при 100С, tg при 100С, если все характеристики отвечают стандартам то пропиточный состав идёт на пропитку кабелей 1  6 кВ. Его извлекают из СПА в маслохранилище или в СПА где закончилась сушка и надо впускать пропиточный состав. Добавляют всегда со свежим. Для U = 10  35 кВ масло из СПА идёт на переварку или на дегазацию.

Пропиточный состав пропускают через фильтр и он идёт на переварку.

5.4 Кинетика процесса пропитки

Этапы:

1- начальный. Пропитка под давлением Р = Р₁ – Р₂ + Р₃ , Р₁ – давление над поверхностью пропиточного состава, Р₂ – давление оказывающее воздушными включениями в изоляции, Р₃ – давление эквивалентной силе абсорбции (выталкивание воздушных пузырьков на поверхность).

Р₃ достаточно мало и выталкивание крупных пузырьков до действием внешнего давления.

Давление пропитки по з. Бойля-Мариота

, , η – коэффициент заполнения,

m – пористость (0,5- 0,8), r₀ – по жиле, R – по изоляции.

, Разница Р_2К - Р_2Н = 10 – 30 раз.

Если Р_2Н низкое то Р = Р₁ + Р₂

Скорость проникновения: S = - k grad P, k – коэф фильтрации

Время первого этапа:

Р₂ – пренебрегаем.
2 – конечный. Пренебречь Р₂ не можем.

Время конечного этапа:

, α – коэф. растворимости в пропиточном составе.

↑Р → ↓ t → но при большом давлении не будут протекать пузырьки к поверхности – закупорка. Р₁ = 0,1 МПа.

5.5 Технологический режим сушки, пропитки кабелей до 35 кВ.

Сушка : прерывная (на воздухе), непрерывная, предварительная ( удаление основного колическтва влаги и в окружающей среде образуется паровая среда), окончательная (сушка при пониженном давлении

U, кВ	Способ	Предварит		Окончател		Ост. давление
	непрерывный	Плот. тока	Темпер	Темпер	Длител
1-3		1,5 - 4	120 - 135	100-130		20
6						10
10						10
20		1,5 – 2,5	115 – 125	110-120		5
35						3

Для кабеля 35 кВ прерывный способ, время предварительной сушки 2 суток.

Пропитка.

1. 
   заполнение котла пропиточным составом, при быстром заполнении → вспенивание состава. Предел времени 0,5 2,5 часов на заполнения
   
2. 
   выдержка – прекращение образования пены при атмосферном давлении.
   

U, кВ	Темпер	Давление	Заполнение	Выдержка	Кон.Темп	Длител
1-3	110-115	20	0,5 часов	2 часа	90 0С	11-12
6-10	115-120	10	1 час	3 часа	55 0С	30-36
20	125	5	4 часа	2 часа	50 0С	40-44
35		3	5 часов	2 часа	45-40 0С	58-82

После охлаждения до конечной температуры в котле , достают корзину и выдерживают в окружающей среде.


5.6 Технология пропитки высоковольтных кабелей с центральным каналом.

Пропитка двух стадийная:

1. 
   нагрев до 110 комбинированный (котел + током по жиле), выдержка 35 часов с вакуумированием последующие 16 часов, остаточное давление 3 мм рт.ст
   
2. 
   нагрев до 100 при остаточном давлении 0,1 – 0,2 мм рт.ст., потом температуру снижают до 60- 70 и осуществляют промывку по центральному каналу углекислым газом.
   

Масло фильтровано и дегазировано.

Сушка много стадийная

• 
  При атмосферном давлении комбинированный обогрев до 100 , плотность тока для обогрева 0,6 – 0,8 мА/мм².
  
• 
  Вакуумирование до остаточного давления Р <= 1 мм рт.ст и выдержки при заданной температуре 3 – 5 суток
  
• 
  Затем ↓ давление и ↑ нагрев до 105, 110 ⁰ Р <= 0,5 мм рт.ст, выдержка 2,5 – 3 суток
  
• 
  Затем пропитка при низком давлении ( выдавливание газовых включений, не возможно осуществить продувку) выдержка 30 часов
  
• 
  Затем ↓ давление Р <= 0,1 – 0,2 мм рт.ст над поверхность состава и заполнение N (азот), занимает 40 часов
  
• 
  Охлаждение кабеля в азоте до температуры окружающей среды
  
• 
  Наложение временной (свинцовой) оболочки
  

5.7 Агрегат для сушки и пропитки кабеля до 35 кВ

1 – массоварочный котел для подготовки варки пропиточного сотава

Массосварочные котлы представляет собой стальные резервуары емкостью около 10 м³. Обогрев котлов производится с помощью паровых рубашек. Снаружи котлы покрывают тепловой изоляцией. Температура в котле регулируется количеством и давлением подаваемого в рубашку пара.

Варка массы происходит при температуре около 125 °С, поэтому для предотвращения окисления составов в котле поддерживается вакуум с остаточным давлением (5—6) • 10³ Па.
1-корпус, 2 – нагревательный элемент (ПАР),

3 – крышка, 4 – ввод ингредиента, 5- мешалка, 6 – электропривод, 7 – вывод твердго осадка, 8 - окошко
2- устройство фильтрации и дегазации. Фильтр состоит из разного набора сеток. Грубый фильтр, тонкий фильтр (через слой картона).

Способы дегазации:

1- дегазация в каплях (менее эффективен) используется на 1 стадии дегазации

2- в пленках ( материал растекается по поверхности тарелок) Минус: ограниченность поверхности с которых удаляется газы, ДЛЯ 1 ступени дегазации

3- пропускание через слой материала
3- устройство для хранения готовой массы и подачи ее. (обычный котел Р = 5 – 6,5 Па)

4- сушильный котел (СПА)

- с центарльным вакуумным каналом

- без центрального вакуумного канала. Плюс загрузка любого барабана, нет корзин., Минус сложности в создании необходимого остаточного давления.

1- Корпус СПА, 2 -Паровая рубашка

3- Керн, 4- Паровая рубашка керна, 5 Решетка

6- Корзины с кабелем, 7 Токовые вводы, 8-Вакуумный трубопровод, 9 Конденсационная колонка, 10- Вакуумный насос, 11- Вакууметр, 12- Смотровое окно, 13- Прокладки (свинцовые уплотнитель или байомедный) , 14- Крышка
5- конденсационная колонка – для удаление влаги из воздушной среды идущая от сушки изделия. Охлаждающая среда вода.

6- токовая установка – тиристорная (для подогрева тпж)
7- вакуумная система

* Индивидуальна вак.система на СПА

Используется если аппаратов всего 12.

+ быстрое достижение окончательного давления

- самая дорогая
* Вакуумные системы с форвакуумной линией.

1. 
   СПА 2- Колонка 3-Насос 4-Форвакуумная линия, к которой подсоединен аппарат на время нагрева, когда отдаётся наибольшее количество влаги
   

5 Водокольцевой насос.

На начальном этапе общая вакуумная система. Для окончательной откачки работают насосы.

+ цена ниже, - время выше
* Ступенчатая вакуумная система.

1. 
   СПА
   
2. 
   Первая вакуумная линия
   
3. 
   Насос
   

Как только в СПА давление достигает определённого значения, его переключают на вторую линию (4). С линией (4) работает насос (5). Так же на третью линию (6) с насосом (7) (для высоковольтных кабелей).

Используется когда выпускаются кабели до 10 кВ.

минусы : При подключении первого аппарата приходится отключать все работающие. (увеличивается время сушки)

Плюс время достижении вакуума самое высокое, но трудно добится низких давлений.Самая жешовая

На заводах в основном используют форвакуумеую схему.

Основные элементы : вакуумные насосы, вентиля, вакуумные приводы.

Требования к системам:

1. 
   Выбранный насос должен обеспечить необходимый вакуум.
   
2. 
   Должен обеспечить минимальное время откачки, т.е насос с большей производительностью.
   

Достигается:

1. 
   наименьшей длиной трубопровода
   
2. 
   уменьшение числа перегибов вакуум провода
   
3. 
   правильный выбор насосного оборудования
   

5.8 Выбор токовой установки

• 
  выбор плотностей тока:
  

1. 
   пляска витков (кабеля в корзине) – притяжение и отталкивание друг от друга витков кабеля.
   

Направление тока в витках кабеля совпадает, между ними возникает электромеханическая сила отталкивания.

, где F – электро-динамическая сила, J – плотность тока, μ – магнитная проницаемость, l – единица длины, а – расстояние между центрами соседних витков. F < P g, P – масса кабеля, g – 9.8 м/с. Если это условие не выполняется, то наблюдается пляска витков.

2. 
   По элетро-динамическим силам между тпж
   

Между жилами тоже возникает взаимодействие.

При параллельном соединении

F_A, F_B, F_C – рассчитываем по формуле (1)

Т
олько а – расстояние между центрами жил.

Минус: Оказывает давление на поясную изоляцию, повреждение поясной изоляции



Если соединение последовательное, то

М
ИНУС: разворот тпж:

F_p – стремится развернуть сектора, а

• 
  стремится их свернуть, возникает вероятность нарушения конструкции.
  

3- При нагреве, разность по толщине не должна превышать 10 -20 ⁰С,

Тепловое сопротивление непропитанной бумаги больше, чем пропитанной.

По Р_Ж – ограничивают плотность тока.

Выбор выпрямительной установки

, n – число жил, S – площадь тпж, j – плотность тока. Большие сечения включают последовательно (>120), Малые – параллельно



Расчёт тока делают по всему диаметру сечений, и выясняют максимальный ток.

Расчет делается по внешнему диаметру сечений и уточняется U_MAX.

По U_MAX и I_MAX выбирается выпрямительная установка.

5.9 Вакуумные насосы

Вакуумные насосы.

Основные характеристики:

1. 
   Остаточное давление (предельное) – это давление которое может создать насос работая на себя (Р_Н) – даётся в паспорте.
   
2. 
   Р_ВХ – давление на входе в насос при котором он начинает работать.(для большинства атмосферное)
   
3. 
   Р_Л – давление на выходе из насоса .(для большинства атмосферное)
   
4. 
   Производительность насоса м³/с (М_Н), зависит от входного давления. С понижением давления, понижается и производительность.
   

Все параметры даются в паспорте.

Поршневой насос

Плюс: простота исполнения

Минус: - малая производительность (4 м²/мин),

, где λ – коэффимциент подачи, n - число ходов поршня, d – диаметр цилиндра, l - величина хода.

- невозможность создания нужных давлений, жесткий подпор уплотняющей жидкости

Используется в индивидуальных системах для предварительной откачки.

Ротационный, масляный, газо-балансный насос.

ВН-6Т – маркировка.

1. 
   Статор насоса
   

Ванна с маслом (масло вакуумное, с низким давлением насыщенных паров.)

2. 
   Ротор.
   
3. 
   Пластина, которая разделяет область сжатия и область разряжения.
   

Для уплотнения пластины и стенок статора в насосе есть масло.

4. 
   Пружина между пластинами.
   
5. 
   Патрубок от вакуумируемого объема.
   
6. 
   Выхлопной клапан (в зоне сжатия 1 атм.)
   
7. 
   Впуск воздуха в зону сжатия для предотвращения конденсации паров.
   

Для откачки паро-воздушной среды и задания необходимого давления.