Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Электр машиналардың оқшауламалары




Айналып тұрушы машиналардың (статор орамаларының) оқшауламалары электр беріктілігінің жоғары деңгейін қамтамасыз етуі керек, өйткені бұл оқшауламалар пайдалану үрдісінде өнеркәсіптік жиіліктің жұмыстық кернеуінің әсеріне және ішкі және атмосфералық асқын кернеулердің әсеріне тап болады. Ірі айналып тұратын машиналардың (генераторлардың, синхронды компенсаторлардың, электр қозғалтқыштардың) оқшауламаларының электрлік беріктілігінің қажетті деңгейін ұстау үшін біршама қиындықтар туындайды.

Электр машиналарының конструкцияларының спецификациялылығы оқшаулама үшін тиімді емес шарттарды, мысалы, орамалардың бөліктерін статор пазаларына (ойықтарына) орналастыру қажеттілігі, көбінесе қатты оқшауламалық материалдарды қолдануды талап етеді.

Электр өрісінің жоғары кернеулігі тек машиналардың қатты оқшауламаларының қабаттарында ғана емес, сонымен қатар ауада - орамалардың оқшауламаларының арасындағы саңылауларда және ойықтың ішкі беттігінде, ораманың ойықтарынан сымдардың шығу кезінде оқшауламалық каналдардың аймақтарында пайда болуы мүмкін. Бұлардың барлығы тәждену мен сырғымалы разрядтардың пайда болуына әкеліп соқтырады.

Сонымен қатар электр машиналарды пайдалану үрдісінде оқшаулама электрлік және жылулық өрістердің әсерлері де болуы мүмкін. Соңғысы орамалардың жүктемелік токтардың әсерінен қызуымен және магнит өткізгіштердің құйынды токтардың және гистеристің әсерлерінен қызуымен түсіндіріледі. Бұдан басқа, оқшауламаға механикалық жүктемелер, дымқыл дар (ылғалдар), озондар және тағы басқа әсерлер ықпал етеді.

Электр машиналардың оқшаулмаларының сапасы, бірінші кезекте оның электрлік беріктілігі, тек оқшауламалық материалдарда қолданылатын сипаттамалардан ғана емес, сонымен қатар электр өрісінің жоғары кренеулігі болғанда оқшауламалық материалдардың тез тозуын болдыратын орамалардың оқшауламаларының қабаттарында иондану үрдістерінен қашу мақсатында оқшауламалық материалдарды жетілдіруден тәуелді болады.

Бұл жерде айналмалы машиналардың статорлық орамалардың электрлік беріктілігі жайлы мәселелер қарастырылады. Машиналардың роторлық орамаларының оқшауламасы құрылысы бойынша қарапайым және пайдалану үрдісінде оның жұмысына қауіпті кернеудің әсері болмайды.

Жоғары вольттік электр машиналарында статор орамаларының оқшауламасын келесі түрлерге бөледі:

- корпустық және бас оқшаулама – орама мен статор болатының арасында;

- фазааралық оқшаулама - әр түрлі фазалардың орамаларының арасында;

- орамды немесе бойлық оқшаулама – бір секцияның орамдарының арасында немесе катушкалардың арасында;

- элементарлы сымдардың оқшауламасы – бір орамдағы сымдардың арасында немесе ораманың өзекшесінде.

Статорлық орамалардың оқшауламалары ретінде әр түрлі электр оқшауламалық материалдар қолданылады: слюда, шыныталшық, қағаз, электр картон, лакотканьдар, асботекстолит, шынытекстолит, синтетикалық смолалар (кремнийорганикалық, эпоксидты), битумды массалар, лактар (жабысқақ, сіңдірілетін, жабатын) кәдімгі, синтетикалық және т.б.

Орамдық оқшаулама әдетте шыныслюдалы таспалардан немесе эпоксидным компаундпен сіңдірілген шыныталшықты орамасы бар эмальданған сымдардың негізінде жасалады. Бас орама газдық қабаттардың жоқ болуын жабдықтайтын слюдалы оқшауламалық материалдардың негізінде жасалады.

Өзекшелердің ток өткізгіш бөлігі тікбұрышты және пазаларда электр өрісі біртекті емес болатындай етіп орындалады. Өрістердің біртекті еместігін төмендету үшін өзекшелердің бұрыштарын дөңгелектеп жұмырлайды немесе алюминийлі экрандарды (төсеніштерді) қолданады.

3 мм-ден 12 мм-ге дейінгі қалыңдықта бас оқшауламалардың қысқа мерзімді электрлік беріктілігі, 50 Гц жиілікте 30..35 кВ/мм орташа электрлік беріктілікпен сипатталады. Алайда сипаттамалардың тұрақсыздығына байланысты электр өрісінің жұмыстық кернеуліктерін 2.4 кВ/мм деңгейінде таңдайды.

Жұмыстық кернеулер кезінде жоғары вольтті электр машиналарында ұзақ уақыт бойы интенсивтілігі елеулі бөліктік разрядтар пайда болады, бұл бөліктік разрядтар оқшауламалардың сенімділігіне және ұзақтылығына әлсіз әсер етеді, себебі слюда бөліктік разрядтар әсеріне аса тұрақты болады.

Статорлық орамалардың оқшауламаларының диэлектрлік шығындарының тангенс бұрышының температурадан күрт тәуелділігі болады: орамалардың қызуы артуымен күрт өседі, ал салқындау кезінде егер де кернеу номиналдыдан азғана асып түскенде төмендейді.Жоғарылаған кернеу мен температураның бір мезгілде ықпал етуі қайтымсыз жоғарылауын болдырады.

Ірі электр машиналардың оқшауламалары тек машина жұмыс істемеген жағдайда (тасымалдау, монтаждау, ұзақ уақыт жөнжеу кезінде және т.б.) ауадан ылғалды жұту нәтижесінде дымқылданады.

Бұл кезде оқшауламалардың әр бөліктері олардың материалына байланысты әр түрлі ылғалданады. Электр машинасының қалыпты жұмысы кезінде оның оқшауламасы ылғалдану қаупіне душар болмайды, өйткені ірі машиналардың көбісінің тұйықталған желдету (айналмалы салқындатылған газ немесе ауа сыртқы ауамен әсерлеспейді) жүйесі болады; бұдан басқа, ылғалдың суық ауадан қызған оқшауламаға өтуі тым қиын.

Күштік трансформаторлардың оқшауламасы.Трансформаторлар өзінің тағайындалуы бойынша күштік, сынау, түрлендіргіш және т.б. болып бөлінеді. Олардың тағайындалуына байланысты оларға сәйкесті талаптар да қойылады. Мысалы, өлшеуіштік трансформаторлар өлшенетін шаманың түрленуінің жоғары дәлдігін қамтамасыз етуі керек. Күштік трансформаторлар үшін бірінші кезекте олардың ПӘК-інің жоғары болу талабы қойылады.

Трансформаторлар өзінің конструктивті орындалуы бойынша маймен толтырылған, газбен толтырылған және ауалы (құрғақ) болып бөлінеді. Көптеген күштік, жоғары вольттік өлшеуіштік, сынақтық трансформаторлар маймен толтырылған болып жасалады. 2.11-суретте маймен толтырылған үш фазалы күштік трансформатордың конструкциясы келтірілген.

Металл багы бар күштік трансформаторлардың оқшауламасы сыртқы және ішкі болып бөлінеді. Сыртқы оқшаулама кірістердің арасында, кірістер мен жерлендірілген бактың арасында, сондай-ақ кірістердің фарфорлы қақпағының бетінде ауалық аралықтармен құралған. Ішкі оқшауламаларға бактың ішіндегі оқшауламалық аралықтарды: орамалардың оқшауламасын, кірістердің майлы бөлігін, шықпалардың және қосалқы құрылғыларды жатқызады.

2.11-суретте келесі шартты белгіленулер келтірілген: 1 - 110 кВ кернеудегі кіріс; 2 - 35 кВ кернеудегі кіріс; 3 - оқшауламалық цилиндр; 4 - 11 кВ кернеудегі кіріс; 5 – ауыстырып қосқыштың жетегі; 6 – қалдық шығатын құбыр; 7 - май кеңейткіш; 8 – магнитөткізгіш; 9 - 110 кВ орамасының тармағының ауыстырып қосқышы; 10 - 110 кВ орамасы; 11 - 110 кВ орамасының экрандаушы орамдар; 12 - термосифонды сүзгі (фильтр); 13 – тележка (арба); 14 - бак; 15 - құбырлы радиатор; 16 - қозғалтқыш-желдеткіш.

 

 

2.11-сурет. 110/38,5/11 кВ кернеудегі үш фазалы үш орамалы трансформатор

 

Орамалардың оқшауламасын бас және бойлық деп бөледі. Бас оқшаулама орамалардың арасындағы, орамалар мен магнитөткізгіш арасындағы оқшауламалардан, екі көршілес өзекшелердің сыртқы катушкаларының арасындағы фазааралық оқшауламалардан және сыртқы катушканың бактың қабырғасынан бөлетін оқшаламадан құралады. Бойлық оқшауламаларға орамдардың арасындағы оқшауламалық аралықтарды, орам қабаттарының арасындағы және бір ораманың катушкаларының арасындағы оқшауламалық аралықтарды жатады. 220 кВ және оған дейінгі кернеулерде бас және бойлық оқшауламаларды габариттері найзағайлық асқын кернеулермен анықталады. Оқшауламалардың конструкциясы трансформатордың активті бөліктерінің салқындатылуын жабдықтауы керек.

Бас оқшаулама жоғары импульстік электр беріктілік қасиеті бар және орамалар мен магнитөткізгіштің интенсивті салқындауын жабдықтайтын май баръерлі типті болып орындалады. Бұл оқшаулама өзімен бірге электр техникалық картоннан жасалынған баръерлері бар трансформаторлық майды көрсетеді. Бұндай оқшауламалардың жалпы түрі 2.12-суретте келтірілген. Баръерлердің жинағы үш негізгі түрде құралады: цилиндрлі баръер, жалпақ шайба және бұрыштық шайба.

2.12-суреттен көрініп тұрғандай, трансформатордың орамалары мен олардың оқшауламасы трансформаторлық майға батырылған. Трансформаторлық май екі функцияны орындайды:

1) оқшауламада өрістің тесу кернеуінің жоғарылауын жабдықтайды;

2) трансформатордың қызған бөліктерінен жылу әкету шартын жақсартады.

Бакқа орналастырылған оқшаулама сыртқы әсерлерден сенімді қорғайды, бұл трансформаторды сыртта ашық ауада орналастыруға мұмкіндік береді.

 

2.12-сурет. Трансформаторлардың бас оқшауламаларының жалпы түрі

 

Баръерлерді бір үлкен майлы аралық бірнеше кішігірім аралықтарға бөлетіндіктен жалпы тесу кернеуін жоғарылатады. Ең үлкен эффектіні алу үшін баръерлер электр өрісінің күштік сызықтарына перпендикуляр орналасуы керек.

Майдың айналуын және жылу әкетуді жабдықтау үшін май каналдарын орналастырады, бұлардың екі негізгі түрі 2.13-суретте келтірілген:

- цилиндрлік баръерлердің арасында және баръерлер мен ораманың арасында вертикалды шыбықтардың (рейкалардың) көмегімен орналасатын вертикалды каналдар;

- орамдардың арасында горизонталды төсеніштердің (бұлар вертикалды шыбықтарды бекіту үшін де қолданылады) көмегімен орналасатын горизонталды каналдар.

 

 

2.13-сурет. Вертикалды (а) және горизонталды (б) қималы майлы каналдар

 

35 кВ және 110 кВ кернеудегі трансформаторлардың бас оқшауламаларының сипатты құрылымы 2.14-суретте келтірілген.

 

 

а) -35 кВ, б) - 110 кВ

 

2.14-сурет. Трансформаторлардың бас оқшауламасы

 

220 кВ және одан жоғары кернеуде трансформаторларда кірісті катушканың ортасында жасайды, бұл катушканың шеттерінде кернеуді төмендетеді.

Күштік трансформаторлардың бойлық оқшауламасын әдетте сымның үстіне орналасатын электр оқшауламалық қағадардың қабаттарынан жасайды.

Май баръерлі оқшауламаларда ең көп электрлік жүктелген май қабаттары жатады, өйткені электр картонның диэлектрлік өтімділігі жуық шамамен 4, ал майдың диэлектрлік өтімділігі құрайды, сонымен қатар майдың электрлік беріктілігі сіңдірілген электр картонның электрлік беріктілігінен 3-4 есе аз. Май баръерлі оқшауламалардың бұзылуы оқшауламалардың толық тесілуінсіз-ақ май каналының тесілуінен басталады, бұл кезде тесілген жерде электр картонның немесе қағаздың электрлік беріктілігін төмендететін қайтымсыз ақаулануы болады. Бұны болдырмас үшін май каналында электрлік өрістің жұмыстық кернеулігін, ең үлкен болатын бірінші каналда 2.5 кВ/мм- ден 5 кВ/мм дейін алады.

Күштік конденсаторлардың оқшауламасы. Күштік конденсаторлар келесі жағдайларда қолданылады:

- 50 Гц өнеркәсіптік жиілікте жоғарғы және төменгі кернеулердегі күштік тораптарда (косинустық конденсаторлар, бойлық сыйымдылықты қарымталаушы конденсаторлары, қуаттарды сыйымдылықты іріктеу конденсаторлары);

- жоғары жиілікті күштік қондырғыларда (10 кГц дейінгі жиіліктегі электр термиялық қондырғыларда);

- тұрақты және лүпілдейтін (өзгермелі) кернеулі қондырғыларда;

- импульсті кернеулі қондырғыларда.

Күштік конденсаторлардың басқа конденсаторлардан өзгешелігінің маңыздылығы - олардан өте үлкен токтар ағатындығымен сипатталады, бұл токтар өте аз диэлектрлік шығындардың өзінде конденсаторлардың қызуын болдырады.

Конденсаторларды жобалау және дайындау кезінде шешілетін негізгі мәселелер талап етілетін сыйымдылықпен, жұмыстық кернеумен және жылулық төзімділікпен қорытындыланады. Бұлардың барлығы конденсатордың оқшаламасымен анықталады: диэлектриктің диэлектрлік өтімділігімен, электр өрісінің жұмыстық кернеуінің рауалы мәнімен, диэлектрлік шығындармен және жылу әкету шарттарымен.

Күштік конденсаторлар көбінде рулонды типті секциялардан тұрады. Секцияларды цилиндрлік түзеткіште орайды, түзеткіштен алғаннан кейін бұрайды, немесе цилиндрлік секцияны алу үшін цилиндрлік оқшауламалық каркаста қалдырады. Номиналды кернеуге және конденсатордың сыйымдылығына байланысты, оның секцияларын параллельді, тізбектей және аралас жалғайды (2.15-сурет). Пакетті корпусқа салады, содан соң сіңдіреді және ауа мен дымқыл кірмес үшін герметизациялайды.

Конденсатордың секциялары жасырын немесе шығыңқы фольгамен орындалады (2.16, а және б-сурет). Шығыңқы фольгалы конструкция жылу әкетуді жақсарту және секцияның индуктивтілігін азайту мақсатында қолданылады.

Кернеуді жоғарылату үшін «соқыр» аралық фольганы (2.16, в-сурет) қолданады, бұл жағдайда секция тізбектей жалғанған бірнеше қосалқы секциялардан тұрады, бірінші және соңғы фольгалардың шықпалары болады (2.16, г-сурет).

 

2.15-сурет. Секциялардың параллельді, тізбектей және аралас жалғануы

 

Оқшаулама ретінде сіңдірілген конденсаторлық қағаз және полимерлі қабықша пайдаланылады.

 

 

2.16-сурет. Конденсаторлардың жасырын фольгалы (а), шығыңқы фольгалы (б), аралық «соқыр» фольгалы рулонды секциялары (в), бірінші және соңғы шықпалары бар фольгалы (г) конструкциялары

 

Конденсаторлық қағаздың ең маңызды сипаттамасына – оның қалыңдығы (4-30 мкм дейін тербеледі), тығыздығы, диэлектрлік шығынның бұрышы (сіңдірілген қағаздың tgδ=0.0012..0.0026) және сіңдіру материалынан өте тәуелді электрлік беріктілігі жатады.

Өнеркәсіптік және жоғарғы жиілікті полимерлі қабықшалы (пленкалы) конденсаторларда полипропиленді қабықшаны қолданады (εr=2.25, tgδ=0.0003), ал импульсті конденсаторларда лавсанды қабықшаны (50 Гц кезінде εr=3.2; 1МГц кезінде tgδ=0.003 және tgδ=0.02). Полимерлі қабықшалардың электрлік беріктілігі жоғары, жылуға төзімділігі және механикалық беріктілігі, сіңдіру үшін қолданылатын сұйық диэлектриктермен үйлесімділігі жеткілікті болады.

Күштік конденсаторларда көбінесе аралас, яғни қағаз–қабықшалы оқшауламаны қолданады, бұл кезде конденсаторлық қағаз полимерлі қабықшалармен аралас орналастырылады. Қағаз қабықшалардың арасындағы дымқылды өзіне сіңдіріп алады, бұл газдық қосылысты болдырмауды жабдықтайды. Бұндай оқшауламада электр өрісінің кернеулігі дұрыс таралады: қабықшада кернеулік қағазға қарағанда екі есе үлкен болады, себебі қабықшада εr жуық шамамен екі есе үлкен және қабықшаның электрлік беріктілігі жоғары болады.

Сіңдіргіш ретінде мұнай конденсаторлы май, хлорланған дифе-нилдер және олардың алмастырғыштары, ал импульстік конденсатор-ларда касторлы май пайдаланылады. Хлорланған дифенилдердің диэлектрлік өтімділігі конденсаторлық майға қарағанда жоғары, электр өрісінде бөлінуге жоғары төзімділігі болады және жанбайды, бірақ та улы қоспаға сезімтал болып келеді.

Күштік конденсаторларда электродтарға қалыңдығы 7...12 мкм алюминийлі фольга жатады. Конденсаторлардың кейбір типтерінде таспаның немесе қағаздың беткі қабатына жағылған металл (мырыш немесе алюминий) қабаты пайдаланылады.

Қағаз-майлы конденсаторларда өрістің жұмыстық кернеулігі Eжұм 12...14 кВ/мм құрайды, хлордифенилдермен немесе оны алмас-тырғышпен сіңдіру кезінде Eжұм 18..22 кВ/мм дейін өседі, бірақ та бұл жағдайда қажет емес қызу мен шығын бұрышы аз болуы мүмкін. Екі бетті қабықшалы (εr=2.25) және қағаз бетті (εr=4) қағаз-полипропиленді диэлектриктің арасында Eжұм қағаз компенентінде (құрамында) сіңдіруге байланысты 18 кВ/мм және одан жоғары, ал қабықшада 50...60 кВ/мм дейін рұқсат етіледі. Таза қабықшалы диэлектрикті конденсаторларда Eжұм 50.. 60 кВ/мм, металлдандырылған полипропиленді қабықшалы конденсаторларда 70 кВ/мм дейін рұқсат етіледі.

Жоғарылатылған жиіліктерде өрістің рауалы жұмыстық кернеулігі көбінде жылу режимімен анықталады. Тұрақты кернеу болғанда өрістің рауалы жұмыстық кернеулігі 80 кВ/мм жетуі мүмкін.

 







Дата добавления: 2014-11-10; просмотров: 1240. Нарушение авторских прав

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2017 год . (0.01 сек.) русская версия | украинская версия