畢業(yè)設計（論文）電力電容器絕緣油處理裝置分析

1、南通紡織職業(yè)技術學院畢業(yè)論文電力電容器絕緣油處理裝置分析 班 級 02機電 專 業(yè) 機電一體化/市場營銷 教 學 系 機電工程系 指導老師 完成時間2006年3月5號至2006年5月28號目 錄摘要、關鍵詞.1第1章 電力電容器的介紹1. 1概述.21. 2電力電容器的作用.2 1.2.1電力電容器的并聯補償.21.2.2電力電容器的串聯補償31. 3電力電容器的分類.31.3.1并聯電容器.41.3.2耦合電容器41.3.3串聯電容器41.3.4斷路器電容器51.3.5電熱電容器51.3.6脈沖電容器51.3.7直流和濾波電容器.61.3.8標準電容器.6第2章 并聯電容器的制造工藝2.1芯

2、子制造72.2真空干燥浸漬處理.72.2.1概述.72.2.2電力電容器的真空干燥浸漬處理工藝.72.2.3真空干燥浸漬處理系統簡述.82.3浸漬劑的凈化處理.9第3章 變壓器油(絕緣油)干燥處理裝置3.1絕緣油的前期(進廠前)處理.1231. 1加熱12312脫水12313加吸附劑攪拌及沉淀13314過濾.133.2絕緣油的后期(進廠后)處理.14321概述14322進真空罐前的處理14323真空罐.163231真空罐的殼體設計163232真空罐的內部結構18324真空處理設備.193241冷凝器193242羅茨真空泵193243 滑閥真空泵.25325過真空罐后的處理25結 束 語.27致

3、 謝.28參考文獻.29摘要文中著重介紹了電力電容器絕緣油的處理。首先對電力電容器的功能分類做了一個總的介紹。然后通過對電力電容器的制造工藝的介紹，突出說明了絕緣油的處理過程。通過絕緣油處理過程的介紹，由此引入絕緣油的真空干燥凈化的過程中，所使用的的一些設備的工作原理和這些設備的主要的技術參數。其中對真空處理過程的主要設備羅茨真空泵進行了詳細的分析。關鍵詞電力電容器 絕緣油 真空處理 羅茨真空泵第1章 電力電容器的介紹1.1概述：電力電容器在現代的社會的應用是十分廣泛的。我在文中介紹了電力電容器制造工藝中的一個重要的環(huán)節(jié)-電力電容器絕緣油的處理裝置。電容器在現代科學技術及工業(yè)中的應用十分廣泛，

4、種類也很多?？偟膩碚f，根據它的工作時通過電流的強弱和外施電壓的高低可分為用于弱電工程和用于強電（高電壓）工程的兩大類。所謂電力電容器就是用于強電（高電壓）工程中用的電容器。它主要用于電力系統的輸變電設備、冶煉設備以及科學技術試驗研究等方面。1.2電力電容器的作用：電力電容器是一種無功補償裝置。電力系統的負荷和供電設備如電動機、變壓器、互感器等，除了消耗有功電力以外，還要“吸收”無功電力。如果這些無功電力都由發(fā)電機供給，必將影響它的有功電力，這樣不但不經濟，而且會造成電壓的波動，影響用戶使用。電力電容器的補償方式可以分為并聯補償和串聯補償兩種。121電力電容器的并聯補償電容器在交流電壓作用下能“

5、發(fā)”無功電力（電容電流），如果把電容器并接在負荷（如電動機）或供電設備（如變壓器）上運行，那么，負荷或供電設備要“吸收”的無功電力，正好由電容器“發(fā)出”的無功電力供給，這就是并聯補償（原理圖如1.1圖）。并聯補償減少了線路能量損耗，可改善電壓的波動，提高功率因數，提高系統供電能力。 圖1.1并聯補償原理圖我們都知道功率的計算公式是p=uicos。在式中我們可以看出，在輸電線路中，在功率和電壓一定時。功率因數越高，線路中的電流就越小，這樣的話在輸變線路中的能量損耗就越低。 在圖1.1中我們可以看出假如電路在未并聯電容時，線路中的電流i等于感性負載的電流il，此時的功率因數為cos1 ，1 即為感

6、性負載的 圖1.2并聯補償相量圖阻抗角。并聯電容以后，負載的本身的工作情況沒有任何改變，但電流i發(fā)生變化，由圖1.2可以看出總電流的有效值由原來的il減少到i,而且1 減少到了,所以整個電路的功率因數由原來的cos1提高到cos。122電力電容器的串聯補償如果把電容器串聯在線路上，補償線路電抗，改變線路參數，這就是串聯補償。串聯補償可以減少線路電壓損失，提高線路末端電壓水平，減少電網的功率損失和電能損失，提高輸電能力。隨著國民經濟的發(fā)展，負荷日益增多，供電容量擴大，無功補償工作必須相應跟上去。用電容器作為無功補償時，投資少，損耗小，便于分散安裝，使用較廣。當然，由于系統穩(wěn)定的要求，必須配備一定

7、比例的調相機。調相機的作用是調整電壓或電流的相位。1.3電力電容器的分類：電力電容器按用途來分，可分為以下幾種：并聯電容器、電熱電容器、均壓電容器、耦合電容器、脈沖電容器等。其中，并聯電容器主要用于補償無功功率，以提高系統的功率因數；電熱電容器主要用于提高中頻電力系統的功率因數；均壓電容器一般并聯在斷路器的斷口上作均壓用，使各斷口間的電壓分布均勻；耦合電容器主要用于電力送電線路的通信、測量、控制、保護；脈沖電容器主要用于脈沖電路及直流高壓的整流濾波。1.3.1并聯電容器：并聯電容器又稱移相電容器 (外形如圖1.3所示)。是用途最廣、生產量最大最基本的一種電力電容器。主要用于補償電力系統感性負荷

8、的無功功率，以提高功率因數，改善電壓的波動，降低線路損耗。他的成套裝置是由并聯電容器組與可調電抗器并聯后組成靜止補償裝置。這種裝置反應速度極快，按照與它并聯的系統需要，可由電容器組供給無功功率，并由可調電抗器吸收過多的無功功率，它可以自動的控制設備的功率因數，并用于輸電系統代替同步調相機，控制電壓以及提高系統的穩(wěn)定性。圖1.3 高壓并聯電容器1.3.2耦合電容器：主要用于高壓電力線路的高頻通信、測量、控制、保護以及在儲存電能的裝置中作部件用。耦合電容器直接接在高壓輸電線與地之間，長期承受工頻電壓，并且必須能承受高壓線路上發(fā)生的過電壓作用。利用耦合電容器可構成電容式電壓互感器和電容儲能裝置等。電

9、容式電壓互感器和電磁式電壓互感器比較有許多優(yōu)越性，在110kv及其以上電壓等級造價較低，特別當用于超高壓時更為突出。它能承受強的電沖擊和大氣過電壓作用；它不僅能作電壓測量用，還可兼作高頻通信，控制及保護用1.3.3串聯電容器：又叫縱補償電容器，串聯于工頻高壓輸、配電線路中，用以補償線路的分布感抗，提高系統的靜、動態(tài)穩(wěn)定性，改善線路的電壓質量，加長送電距離和增大輸送能力。串聯電容器直接串聯在高壓輸電線路上，其負荷（電流）隨線路的負荷的變化而變化。當線路出現過負荷或當線路發(fā)生短路時，電流將超過額定電流的若干倍，從而在串聯電容器上引起同樣倍數的過電壓。因此，串聯電容器必須能接受較高的短時過電壓和長期

10、過載。1.3.4斷路器電容器：原稱均壓電容器。并聯在超高壓斷路器斷口上起均壓作用，使各斷口間的電壓分布均勻，并可改善斷路器的絕緣性，提高分斷能力。斷路器電容器基本結構與耦合電容器相似，其外形比耦合電容器要小很多。1.3.5電熱電容器：電熱電容器是用于提高各種感應加熱設備的功率因數或改善電路特性（調頻）。電熱電容器主要用于頻率為4024000赫茲的電熱設備系統中，以提高功率因數，改善回路的電壓或頻率等特性。感應加熱設備的功率因數往往很低，有的尚不足10%，非用電熱電容器來補償不可。我國主要生產的是頻率為1000、2500、4000和8000hz的中頻電熱電容器，主要用與精密冶煉、精密澆鑄的中頻感

11、應電爐以及加熱設備中。1.3.6脈沖電容器：這是一類用途廣泛的電容器的總稱，用于各種科學技術的實驗裝置中，例如用于沖擊電壓發(fā)生器、沖擊電流發(fā)生器、供給瞬時大能量的振蕩回路和供給連續(xù)脈沖的電源電路等。脈沖電容器由于用途不同，其電壓和電容的范圍十分寬廣，電壓有幾千伏到幾百千伏的，電容有從幾十皮法到幾百皮微法。由于工作條件和壽命要求不同，工作場強的取值范圍很大，但一般都取得比其它類型的電容器的場強高得多。脈沖電容器主要起貯能作用，用作沖擊電壓發(fā)生器、沖擊電流發(fā)生器、斷路器試驗用振蕩回路等基本貯能元件。1.3.7直流和濾波電容器：主要用于高壓直流裝置和高壓整流濾波裝置中。它有很寬的工作電壓（從低壓到幾

12、百千伏）及電容（從幾百皮法到幾百微法）范圍。根據不同工作溫度范圍要求，采用不同的結構。直流電容器工作時一般仍有一定交流電壓分量作用，但基本上處于較穩(wěn)定的直流電壓下工作，因此允許較高的工作電場強度。1.3.8標準電容器：用于工頻高壓測量介質損耗回路中，作為標準電容或用作測量高壓的電容分壓裝置。第2章 并聯電容器的制造工藝并聯電容器的制造工藝主要包括外殼制造、瓷套金屬涂敷、芯子制造、裝配、絕緣油處理、真空干燥浸漬處理等。它的制造工藝流程如圖2.1(后附)。其中芯子制造、真空干燥浸漬處理和浸漬劑（絕緣油）的處理是在電力電容器制造過程中最重要的三個環(huán)節(jié)。這三個環(huán)節(jié)對產品質量影響最大，必須嚴格控制。2.

13、1芯子制造芯子制造包括元件卷制、絕緣件加工、芯子壓裝、芯子引線和芯子預烘等工作。為了保證芯子制造質量，卷制車間應有很高的清潔度。 因為芯子制造主要用的原材料是薄膜，薄膜具有靜電效應，極易吸附塵埃，所以制造薄膜電容器時更需注意車間的清潔度。2.2真空干燥浸漬處理2.2.1概述這是電力電容器制造中的關鍵工藝，對產品的耐壓、介質損耗、局部放電特性和壽命有很大的影響。該工序的目的是盡量排除芯子的水分和氣體，然后用經過凈化處理而且絕緣性能良好的浸漬劑填充外殼內固體間的空隙，以提高產品的電氣性能。2.2.2電力電容器的真空干燥浸漬處理工藝電力電容器的真空干燥浸漬處理過程可分為加熱、低真空、高真空、灌注及浸

14、漬等幾個階段。加熱階段的目的是提高真空罐內電容器的溫度，使芯子中的水分充分蒸發(fā)出來。加熱階段不抽真空，這樣可以利用對流來傳熱，縮短加熱時間。低真空階段主要是排除芯子中蒸發(fā)出來的水分。抽真空是應分成幾個階段逐步抽上去。過快地提高真空度將使溫度下降不利于水分的蒸發(fā)，同時也可能破壞紙中的纖維。用真空泵上的氣穩(wěn)定裝置可以控制真空度。低真空階段必須使用冷凝器，以免水分進入初級泵而使泵內的油不純。高真空階段的主要目的是除去電容器內的氣體，因此高真空階段不容許破壞真空。如發(fā)生破空現象，這一階段應重新進行。這個階段的真空度也應該逐漸提高，直至真空系統所能達到的限度。在高真空階段的后期應逐漸降溫，作好注油準備。

15、注油既是灌注浸漬劑，可采用浸泡方式或單臺注油，后者效果較好。采用單臺注油不僅產品質量好，而且基本上沒有回油，大大減少了油凈化處理的工作量。注油必須緩慢進行，以免把氣體封閉在紙纖維的毛細管內和纖維與纖維之間。浸漬的目的是使浸漬劑能更好地滲透到紙里以及薄膜層之間。注油和浸漬階段仍在高真空狀態(tài)下進行。浸漬結束后待溫度降到60以下時，才允許破除真空出罐。一般通過干燥器破空，以放潮氣進入電容器。電容器出罐后還須用純凈合格的浸漬劑加滿油箱，然后焊封注油孔。2.2.3真空干燥浸漬處理系統簡述真空干燥浸漬處理系統系統圖如（圖2.2） 所示。圖2.2 真空干燥浸漬處理系統圖1-臥式真空罐 2-羅茨真空泵 3-h

16、型機械真空泵4-冷凝器5-干燥器 e-放氣破空閥 f-注油閥 g-放水閥（破空后放水）圖中a、b、c和d均為真空閥。當a、b開c、d關時可抽低真空；當a、b關c、d開時可抽高真空。真空干燥浸漬處理系統的關鍵設備及附件包括：（1）真空罐一般為具有夾套的臥式圓罐，采用蒸汽加熱。真空罐不宜過大，否則罐內溫度不易均勻，真空度也不易達到要求，較大的罐的容積為10m3左右。 （2）初級泵一般采用氣鎮(zhèn)式機械真空泵，如滑閥式真空泵。泵的抽氣速率和極限真空度可根據真空罐的容積和所要達到的真空度來選擇。（3）次級泵一般采用機械增壓泵，即羅茨泵。泵的大小應與初級泵相配合。（4）冷凝器凝器通常采用管式冷凝器，內部冷卻

17、液如經過制冷則更能提高冷凝效果。2.3浸漬劑的凈化處理新進廠或用過的浸漬劑都應經過凈化處理，這就是我論文的重點的，電容器絕緣油的處理。凈化處理的作用是除去浸漬劑中的水分、氣體和其他雜質，使之成為純凈干燥的浸漬劑，才能用于浸漬電容器。浸漬劑的凈化處理過程主要分為加熱、脫水、加吸附劑攪拌、沉淀、過濾、真空脫氣及真空儲存等，其工藝系統如圖2.3所示。 圖2.3 浸漬劑凈化處理工藝系統圖1-地下油灌 2-齒輪泵 3-加熱器 4-脫水罐5-攪拌罐 6-離心機 7-濾油機 8-兩級脫氣罐9-儲油罐 10-中間罐 11-沉淀罐浸漬劑的凈化處理過程大致可分為以下七個過程：（1） 加熱 加熱器采用蒸氣加熱的熱交

18、換器。當浸漬劑流過時即被加熱至7080，這樣浸漬劑的粘度較低。以后的過程均需保持這一溫度（在儲油時的溫度應比這一溫度要低）。為此，除濾油機、沉淀罐以外，其余各罐均需要用熱水夾套保溫。（2） 脫水脫水罐應先抽真空。浸漬劑通過脫水罐上部的噴嘴，噴成霧狀進入罐內，大部分水分蒸發(fā)后被抽走。（3） 加吸附劑攪拌用吸附劑吸附浸漬劑中的雜質和酸根離子，以降低酸值。吸附劑可采用白土（其主要成分為mgo2、al2o3和sio2）或活性氧化鋁等，按被處理的浸漬劑量的1左右陸續(xù)加入。采用白土是，在使用前應過篩并加熱(150,4 h )烘焙,以除去其中的水分,待溫度降到50以下使用。吸附劑加完后應攪拌40min左右，

19、使之與浸漬劑充分接觸。（4） 沉淀浸漬劑中的水分、雜質及吸附劑因密度較大會逐漸沉淀，沉淀時間根據浸漬劑的量的多少而定，每噸浸漬劑約需45h。沉淀物通過離心機分離為浸漬劑與殘渣，浸漬劑再打回攪拌罐，把殘渣放掉。（5） 過濾其目的是使浸漬劑通過濾油機的濾紙時除去浸漬劑中尚存的少量白土等雜質。濾紙在使用前要在110120的溫度下烘34h。（6） 脫氣這在兩級脫氣罐中進行。兩級脫氣罐中間有真空閥門，脫氣前將其關閉。對脫氣罐上下兩級分別抽真空至13.3pa和4pa(0.1和0.03mmhg)，真空度達到后打開中間罐的出油閥，此時油進入脫氣罐的上級，然后打開上下級之間的真空閥，使油進入下級。待浸漬劑注滿脫

20、氣罐后可破空取樣檢查。浸漬劑質量控制指標有：微量水分20ppm，微量粒子6000/100ml，絕緣電阻率21011*m。測量油樣的擊穿電壓、酸值以及tan值也可判斷浸漬劑的質量。檢查合格的浸漬劑打入儲油罐備用。僅擊穿電壓較低時，應再進行拖氣處理；若其他性能達不到要求，則應放回油庫重新處理。（7） 儲存儲油罐附有抽真空設備，罐內真空度達到9pa（0.07mmhg）左右時即可將合格的油打入罐內儲存。往真空浸漬罐內注油前，儲油罐真空度要保持在4pa0.03mmhg以上。儲存期超過5天或有過溫或破空現象時，應再取油樣化驗，如不合格應重新處理。第3章 變壓器油(絕緣油)干燥處理裝置下面我就來具體的談一下

21、變壓器油干燥處理裝置。我們可以通過上面對浸漬劑的凈化處理工藝的介紹，知道了電容器浸漬劑的凈化處理過程主要分為加熱、脫水、加吸附劑攪拌、沉淀、過濾、真空脫氣及真空儲存等，由此我們可以根據上述的過程來得出變壓器油干燥處理裝置系統的原理圖。(見圖2.3所示)下面我們來詳細了解一下這個原理圖中的每一個元器件在整個系統中的作用。上面我談到油處理系統可以分為七個階段，現在國內的大多數企業(yè)已經把脫水和加熱兩個工序合并了。在初次的加熱的同時對浸漬劑進行脫水處理。3.1絕緣油的前期(進廠前)處理我們公司是電容器制造廠家，在油的處理方面我們只做過濾、干燥、真空脫氣及真空儲存，前面很多工序都在絕緣油制造廠家進行，我

22、們公司等油到了公司以后只要對送過來的油進行抽樣檢驗。這樣既降低的了成本，又節(jié)省時間有利于提高公司的生產能力。所以在我公司生產制造中只涉及到了過濾、干燥、真空脫氣及真空儲存。其他的工藝一般都是在絕緣油制造廠家里進行完成的。下面我們簡單的說一下絕緣油的前期處理。311加熱我先對絕緣油的前期處理的設備進行一定的介紹吧。我們上面說了，這一過程主要是為了降低浸漬劑的粘度，而且在以后的工序中均應保持現在的溫度。在一般的公司中一般是通過齒輪泵將需要凈化的油送到加熱器中，現在加熱器一般是以加熱管為發(fā)熱元件，通過傳導、對流、輻射的形式對油桶進行加熱。其主要特點是加熱均勻、熱效率高、清潔無污染、操作方便、使用安全

23、可靠。312脫水一般在加熱完成以后油會注進脫水罐，這樣做目的主要是為了脫水，大概的過程就是說脫水罐應先抽真空。浸漬劑通過脫水罐上部的噴嘴，噴成霧狀進入罐內，大部分水分蒸發(fā)后被抽走。由于油是霧狀的所以在去水的時候可以使油的去水更加的充分。就象我上面所說的現在大部分絕緣油制造企業(yè)都把上述的兩個工序結合在一起。這種新型的加熱脫水罐，它包括一個貯油罐，一個位于貯油罐內底部一側的脫水罐，一個位于貯油罐頂部的進料口；脫水罐內設有數根加熱管，脫水罐一側接加熱源，一側接變接室。先將浸漬劑裝入貯油罐內，開爐加熱，再將稍加熱的浸漬劑通過閥門進入脫水罐內加熱脫水，最后從成品料出口流出。本實用新型設計合理，加熱脫水效

24、率高，省工、省燃料，操作簡便，減少環(huán)境污染，不受氣候和天氣變化影響，一年四季都可使用，且使用壽命長。313加吸附劑攪拌及沉淀這一個工序主要用到了三個設備，這三個設備是攪拌罐、沉淀罐、以及離心機。工序的大概過程是在油通過脫水以后將油注入攪拌罐，在注入以后，應將吸附劑與浸漬劑在一起攪拌40分鐘以上，讓吸附劑和浸漬劑得到充分的接觸。在吸附劑和浸漬劑得到充分接觸以后將它注入沉淀罐。就象上面我們所說的浸漬劑中的水分、雜質及吸附劑因密度較大會逐漸沉淀，沉淀時間根據浸漬劑的量的多少而定，每噸浸漬劑約需45h。在這段沉淀時間后在把上層的凈化的油送入下一個工序，下層的沉淀物注入離心機中，在通過離心機以后把里面的

25、油成分再次注入到攪拌罐中，把殘渣通過離心機另一個出口排除。以求達到絕緣油的充分利用。314過濾浸漬劑通過上面的工序后，浸漬劑將會被打入到濾油機，這其中的目的是通過濾油機的濾紙時除去浸漬劑中尚存的少量白土等雜質，能迅速高效的從油中的除去水、氣體、游離炭等雜質，提升油的品質。以上四個工序在進我公司之前就已經在絕緣油制造廠家就已經做過了，一般我公司在進廠以后一般考慮在運輸儲存過程中的有可能有雜質的進入。我們公司一般在絕緣油進廠以后通過真空濾油機把油打進儲油罐。真空濾油機采用真空噴淋擴散、噴霧干燥相結合，高效脫除變壓器油（絕緣油）中的水分、氣體、油離碳和機械雜質，提高和恢復油品質量。與傳統油處理方式相

26、比，降低費用90%以上。同時，該濾油機具有真空注油和干燥變壓器等功能。32絕緣油的后期(進廠后)處理321概述油到儲油罐以后，就可進入煉油過程。這個設備的總的工作的過程是打開齒輪式輸油泵a和b，以及附圖一右下方的羅茨真空泵和滑閥真空閥。在油進入真空罐前，氣動球閥b是閉合的，等油在真空罐通過附圖一右下角的真空處理后，等到真空罐內的油位達到了一定的高度以后，打開氣動球閥b，通過齒輪輸油泵b作用把油打入到金屬膨脹器內，等待注油。322進真空罐前的處理下面我們具體的來看看附圖一中的各個元器件的作用。首先油通過前面在制造廠家中的處理，到我公司后通過軟管將油通過球閥a打入濾油機中，在濾油機中對浸漬劑進行再

27、一次的凈化處理，打開球閥c、球閥b、球閥e和球閥f后打開通過濾油機上的輸油泵將油打入到儲油罐中。想知道罐內的油的具體情況可以打開與液位器相連接的卡箍式衛(wèi)生球閥a和b，就可知道現在儲油罐的油位的情況。等油到儲油罐以后我們就可以進入煉油裝置了。打開齒輪輸油泵a和球閥c。油從儲油罐中打入了管道。在這所用的齒輪輸油泵外形圖見附圖3.1。這種型號的泵是臥式回轉泵，在泵體中裝有一對回轉齒輪，一個主動，一個被動。依靠兩齒輪的相互嚙合，把泵內的整個工作腔分為兩個獨立的部分。分別為入吸腔和排出腔。泵運轉時主動齒輪帶動被動齒輪旋轉，當齒輪從嚙合到脫開時在吸入腔就形成局部真空，液體被吸入。被吸入的液體充滿齒輪的各個

28、齒谷而帶到排出腔，齒輪進入嚙合時液體被排出。這個泵的最大的優(yōu)勢就是泵內裝有安全閥，當泵或排出管道發(fā)生故障或誤將排出閥門完全關閉而產生高壓和高壓沖擊時安全閥就會自動打開，卸除部分或全部的高壓液體回到低壓腔，從而對泵及管道起到安全保護作用。這個泵的另一大優(yōu)勢是可以用彈性聯軸器直接與驅動電機連接，并安裝在公共鑄鐵底盤上。在通過輸油泵以后，通過電器柜上的開關打開氣動球閥a，這樣做的目的是為了更加快捷方便的控制油路的運轉。在這使用氣動閥相較使用一般的球閥有著不可替代優(yōu)勢。它無論在精度上還是穩(wěn)定性上都比普通的球閥要好得的多。這種氣動閥在氣動系統中通過調節(jié)壓縮空氣的流量和流速，以達到控制球閥的開閉。在通過氣

29、動球閥a以后再一次通過過濾器，對絕緣油進行再一次的過濾凈化處理，這個主要是考慮到在設備上可能有雜質的原因。有在通過玻璃轉子流量計。玻璃轉子流量計的主要測量元件為一根垂直安裝的下小上大錐形玻璃管和在內可上下移動的浮子。當流體自下而上流經錐形玻璃管時，在浮子上下之間產生壓差，浮子在此差壓作用下上升。當此上升的力、浮子所受的浮力及粘性升力與浮子的生力相等時，浮子處于平衡位置。因此，流經流量計的流體流量與浮子上升高度，即與流量計的流通面積之間存在著一定的比例關系，浮子的位置高度可作為流量量度。通過玻璃轉子流量計我們可以很形象看到絕緣油的流量，那樣我可以根據流量大小來調節(jié)真空罐的各個技術數據以及真空泵的

30、轉速。還可以通過玻璃轉子流量計對絕緣油的流量進行控制。在絕緣油通過玻璃轉子流量計以后進入到加熱器。加熱器的作用是把絕緣油加熱到一定程度。讓絕緣油中溶解的氣體在進入真空罐以后能夠更好的排除。因為在高溫時氣體極易排除。它的工作原理是在加熱器的內部有很多加熱管，絕緣油在加熱管旁邊流過的時候，使絕緣油得到充分的加熱，這樣可以使絕緣油之間沒什么溫差。另一個原因就是可以很好的控制油的溫度。323真空罐之后絕緣油進入到真空罐，真空罐是真空系統的重要組成部分。而真空罐大都設計成園筒形的，原因是制造容易而且強度好。電力電容器絕緣油真空處理用真空罐一般多采用的是園筒形的。3231真空罐的殼體設計下面我對殼體做一個

31、簡單的設計。（1）通過計算公式確定圓筒形真空罐的外殼壁厚。由于園筒殼體只承受外壓時，可按穩(wěn)定條件計算，其壁厚為： so=1.25dp/et*l/d0.4毫米 其中式中： so 園筒計算壁厚毫米 d 園筒直徑 p 外壓設計壓力千克/厘米2l 園筒計算長度毫米et材料溫度為t時的彈性模量千克/厘米2如圖3.2中給出了碳鋼和合金鋼在各種溫度下的e值。圖3.2 彈性模量與溫度的關系（1-碳鋼 2-合金鋼）圓筒的實際壁厚應為：s = so + c 毫米其中式中： s 實際壁厚 毫米 so圓筒計算壁厚毫米 c 壁厚附加量 毫米 c = c1 + c2 + c3 毫米 式中：c1 鋼板的最大負公差附加量毫米

32、 一般情況下取0.5-0.8毫米 c2 高介質對容器材料的腐蝕速度0.05 毫米/年時單面腐蝕取c2 =1毫米 c3 轉頭沖壓時的拉伸減范量。一般情況 下c3 取計算厚度的10，并且小于4毫米。注：上述公式必須在滿足下列條件的時候方可應用： 1 l/d 8 p/et*l/d0.50.525（2）計算真空罐封頭的尺寸 真空罐的封頭一般主要可以分為外壓球形封頭和外壓凸形封頭.我們先來看看外壓球形封頭的計算方法,其步驟大致如下: 首先設so,并決定比值so/l1和l1/100so 根據所選用的材料,在后面所附的表二中找到l1/100so 可以通過下列公式計算許用外壓力:p = pso / li式中

33、l1 -等于球形封頭的內半徑rb 比較p與p值,若p p,則必須增加壁厚,并重復上述計算步驟直到求到p p,且接近于p時為止。.外壓凸形封頭的計算方法, 其步驟大致如下:園筒體上的封頭一般都用橢圓形封頭,從受外壓的角度來講,采用這種封頭形式比較好。除橢圓形以外，還有碟形封頭及無折邊球形封頭。碟形封頭常用，無折邊球形封頭在園筒體真空罐上用的比較的少，而在真空室門上多用。 外形凸形封頭按內壓封頭公式計算，但須將設計的壓力乘以1.7倍，其公式如下： 橢圓形封頭： s=1.7pdb/4o-p*rp/2hb+c 碟形封頭:s=1.7prbm/2o+c式中 p -外壓設計壓力kg/cm2 m -系數,m=

34、1/43+rb /r db -封頭直邊部分內徑毫米 r -碟形封頭圓角半徑毫米 hb -封頭突出部分內邊高度毫米 -焊縫系數o-許用應力kg/cm2 rb -碟形封頭球形部分內半徑毫米 c -壁厚附加量毫米3232真空罐的內部結構真空罐的內部結構主要是在里面焊上幾個帶細小孔的鋼板具體的結構如圖3.3,這樣做的作用是在絕緣油從真空罐上方進入到真空罐以后通過這幾塊鋼板以后,一是讓他比較慢的流下。這樣可以比較徹底的除去絕緣油中氣體和水分。讓絕緣油進行更加徹底的真空處理和干燥。圖3.3 真空罐的內部結構簡圖324真空處理設備在真空罐的右方是真空處理設備的核心部分，這里面的主體是冷凝器、羅茨真空泵和滑閥

35、真空閥三大部分組成。3241冷凝器其中冷凝器的作用是：前面我們說了在絕緣油進真空罐前要進行加熱，由于高溫絕緣油很有可能氣化，所以在這使用冷凝器將已經氣化的絕緣油通過冷卻再將氣化的絕緣油轉換成液態(tài)的絕緣油。這樣可以極大的減少在真空干燥過程中的油損耗。冷凝器一般由殼體、列管、封頭、接管等組成。一般可分為豎式、橫式兩種。這個設備的冷凝器用的是橫式的。在設備中氣體通過管道給抽入到冷凝器中，在冷凝器中對氣體進行冷卻，在將液化的絕緣油通過球閥h重新排回真空罐中。3242羅茨真空泵在通過冷凝器以后，氣體通過帶電充氣閥c。然后，首先要在羅茨真空泵的作用下。對真空罐進行真空處理，下面我們來了解一下羅茨真空泵。

36、概述羅茨真空泵（簡稱羅茨泵，又名機械增壓泵）是一種應用極為廣泛的真空泵得設備，可以在粗、中真空范圍內工作。羅茨泵的基本工作原理如圖3-3所示，其工作原理和羅茨鼓風機的工作原理相似，泵腔內裝有一對同步高速旋轉的“8”字形葉轉子，這兩個轉子在泵腔中反向旋轉，工作時轉子之間并沒有摩擦且轉子也不和泵體摩擦，此時轉子同泵體一起組成了工作空間而產生吸氣和排氣。由于它在低壓強范圍工作，氣體分子自由路程較長，氣體漏過微小縫隙的阻力很大，因而能獲得較高的壓縮比，可以作為增壓泵使用，但是普通羅茨泵由于其結構及功率限制，它不能獨立地把氣體直接排到大氣中去，需要和前極真空泵串聯使用，此時被抽除的氣體通過前級真空泵排到

37、大氣中去，需要和前級真空泵串聯使用，此時被抽除的氣體通過前級真空泵排到大氣中去。羅茨真空泵一般抽速從30l/s（110m3/h）至5000l/s（18000 m3/h），可以達到最低10-3pa（分壓）數量級的極限壓強。羅茨真空泵系統可廣泛用于信息產品、電子、半導體制造、醫(yī)藥化工、冶金、真空脫氣、真空熔煉、真空熱處理、造紙、食品、電機制造、電力、電力電容器等等行業(yè)。當羅茨真空泵的前級采用水環(huán)泵時，能抽除含有大量水蒸汽或其他蒸汽的氣體，因此，羅茨真空泵也非常適用于蒸餾、蒸發(fā)、冷凍、干燥等等生產過程。羅茨真空泵系統可以快速工作并具有長期可靠而出色的工作性能。圖3.4 羅茨真空泵工作示意圖a-進氣

38、b-羅茨真空泵 c排氣 d前級泵 泵型號的意義：zjp600bzj羅茨真空泵 600抽氣速率為600升/秒b改進型 p泵本身配有溢流閥 羅茨泵的特點：1轉子與泵體、轉子與轉子之間有一定間隙，互不接觸，所以：a、 羅茨泵的工作轉速可以達到1500轉/分-3000轉/分，并且轉子之間不需要潤滑油來潤滑，羅茨泵只有在齒輪腔和軸承腔中才需要潤滑油存在，因而避免了油蒸汽對真空系統的污染。b、 泵腔中不存在摩擦部件，因而功率消耗低，和相同抽氣速率的油封式機械真空泵相比，所需功率小很多，因此運轉維護費用低，節(jié)能效果顯著。c、 對少量灰塵不敏感。2 轉子具有良好的幾何對稱性，所以它的運速可以比一般油封式機械真

39、空泵高很多，在相同抽氣速率的情況下，羅茨泵的體積小、重量輕、噪音低。3 由于轉子具有良好的幾何對稱性，從而擁有極其優(yōu)異的動平衡性能，因此羅茨泵在工作時的振動很小。4 在羅茨泵的泵腔內不發(fā)生油封式機械真空泵那樣的壓縮現象，因此它不需要排氣閥，故可用來抽除可凝性氣體。5 起動快，能在短時間內達到極限壓強。6. 普通羅茨泵在很寬的壓強范圍內有穩(wěn)定的抽氣速率，能在一定程度上迅速排放突然放出的氣體，彌補了擴散泵和油封式機械真空泵抽氣速率很小的缺陷。由此而來，它非常適合作為機械增壓泵使用。除了上述特點外，zjp型羅茨真空泵其本身帶有溢流閥，溢流閥的作用是控制羅茨泵的排氣口與進氣口的壓差，當排氣口與進氣口的

40、壓差超過設計的溢流閥壓差時溢流閥的重力被完全克服，此時溢流閥自動打開，泵的出入口暢通，一部分氣體由出氣口返回到進氣口以減低排氣口與進氣口的壓差，此時泵即在幾乎恒定的壓差下運行，當此壓差低于設計的溢流閥壓差時溢流閥自動關閉。由于溢流閥的存在，在一定程度上可以避免羅茨泵的電機過載。其工作原理入圖3.5所示（其中直線箭頭表示進排氣體流動方向，彎曲箭頭表示返回的氣體）。圖3.5 溢流閥原理圖1.進氣側 2.溢流閥 3.轉子 4.泵腔 5.排氣側 性能規(guī)范表（zjp-600型和zj-600型的比較）型號zjp-600b幾何抽氣速率（升/秒）600極限壓強（帕）前級為h-150310-1前級為zj150+

41、2h30210-2最大允許壓差（帕）6000長期工作允許壓差（帕）4000溢流閥起跳差（帕）4000電機同步轉速（轉/分）3000配帶電機y132s2-2-b5-7.5kw進口（毫米）200出口（毫米）200薦用前級泵h-150zj150+2h30冷卻方式水冷冷卻水流量（升/小時）150正常溫升（）40最高允許溫度（）90潤滑油牌號1#機械真空泵油質量（千克）786注釋：1.表中極限壓強均指分壓，用壓縮式真空計測得。 2.表中的正常溫升是指泵在長期工作允許壓差范圍內使用的溫升值。 最高允許溫度是泵長期運轉時的允許最高溫度值（在排氣口表面測得）。 3.最大允許壓差指泵運轉時短時間內（不超過60分

42、鐘）的允許最大壓差。4性能規(guī)范表中數據僅適用于zj-600b及zjp-6008羅茨泵， 工作原理羅茨泵的工作原理如圖3.6所示（其中中間箭頭表示氣流方向，上下箭頭表示轉子的旋轉方向），當泵運轉時，被抽容器內的氣體進入由兩個轉子和泵體圍成的空間，與此同時，先前進入的氣體，由一個轉子和泵體圍在空間v0（圖3.6陰影部分），v0內的氣體僅僅被圍住，而沒有被壓縮或膨脹，當隨著轉子的轉動，轉子頂部到達排氣口邊緣時，由于壓差的作用，泵排氣口處的氣體將擴散至空間v0，隨著轉子的進一步轉動，空間v0內的混合氣體將被送至前級泵抽除，這樣隨著轉子的連續(xù)不斷的運轉，更多的氣體將被送至排氣口并由前級泵抽除，以上就是羅

43、茨泵的容積作用原理。羅茨泵在入口壓強很低情況下工作時，由于轉子轉速很高（可達3000轉/分），轉子表面的線速度接近于分子的熱運動速度，這時碰撞在轉子上的氣體被轉子攜帶到壓強較高的排氣口，再被前級真空泵排除，這就是羅茨泵的分子作用原理。以上兩種原理的聯合作用，促使羅茨泵在1.3103pa1.3pa范圍內具有抽氣率大和抽氣速率曲線平穩(wěn)的特點。圖3.6 羅茨泵的工作順序位置圖根據羅茨泵的特性，可以按使用條件不同，自由地選擇賠用不同前級泵，特別是在真空度要求不高，而要求抽除含有大量水蒸汽或含有少量塵埃及微弱的腐蝕性氣體等，與雙級水環(huán)真空泵、往復真空泵均可配套使用，所能達到的極限真空就比較低，同時功率配比也有所不同。 設計及驅動原理我們推薦如圖3-5溢流閥原理圖所示的羅茨泵水平安放方式（適用于所有類型的羅茨泵），這種安放的方式保證了由上而下的氣體流動，在工作過程中被抽的氣體或顆粒物質會直接被排出泵