電容器真空干燥浸漬分析論文

1、電容器真空干燥浸漬分析論文 摘要：本文主要闡述了運(yùn)用“變壓法”對(duì)電容器進(jìn)行真空干燥浸漬處理的原理、所需的設(shè)備及真空干燥真正結(jié)束的判斷依據(jù)和判斷方法?！白儔悍ā闭婵崭稍锝n工藝能縮短時(shí)間三分之一，提高了電容器的局部放電合格率，從而提高了產(chǎn)品質(zhì)量，節(jié)省了能源。 關(guān)鍵詞：變壓法干燥原理結(jié)束點(diǎn)判斷 1前言 電力電容器真空干燥浸漬的目的是排除電容器芯子中的水分和氣體，然后用經(jīng)過凈化處理并試驗(yàn)合格的浸漬劑灌注浸漬，填充產(chǎn)品內(nèi)部固體間的所有空隙，以提高產(chǎn)品的電氣性能。 現(xiàn)有的電力電容器真空干燥浸漬工藝要經(jīng)歷加熱、低真空、高真空、降溫、注油和浸漬這幾個(gè)階段。用測(cè)量真空度是否達(dá)到工藝要求和規(guī)定一定的時(shí)間來決定每

2、一階段是否結(jié)束，是否可以進(jìn)入下一個(gè)階段。它的缺點(diǎn)是進(jìn)入注油階段前，電容器芯子中的水份是否已充分逸出是沒法真正判斷的。在一定的溫度下，工藝所要求的真空度和時(shí)間已達(dá)到，但水分子的蒸發(fā)和凝結(jié)已達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，電容器芯子中的水分也許未能完全排出，就進(jìn)入灌注階段，這將影響電容器電氣性能。另一種情況是工藝時(shí)間雖沒有到，但電容器芯子中的水分已充分逸出仍在繼續(xù)抽真空，浪費(fèi)大量的能源。因此，我們要尋找一種新工藝來判斷真空干燥是否真正結(jié)束而可以進(jìn)入灌注階段。以便提高電容器的電氣性能，節(jié)省能源。 “變壓法”真空干燥浸漬工藝能彌補(bǔ)以上不足。它把低真空、高真空合二為一，在此階段通過向真空罐內(nèi)充干燥空氣來改變罐內(nèi)真空度，以

3、便電容器芯子中的水分能充分逸出。通過一定的方法尋找一個(gè)結(jié)束點(diǎn)來判斷真空干燥是否真正結(jié)束而進(jìn)入灌注階段。 2“變壓法”真空干燥的原理 傳統(tǒng)真空干燥原理：傳統(tǒng)的電容器真空干燥是通過給真空罐內(nèi)的電容器加熱，增加電容器芯子中所含水分子的動(dòng)能（WKT22），使其變成水蒸汽從絕緣材料中蒸發(fā)出來，增加了電容器芯子中的水蒸汽的分壓。再對(duì)真空罐抽真空，降低電容器周圍空間的壓力，這樣電容器芯子和周圍空間就形成了一個(gè)壓力差P，從而使水蒸汽從電容器芯子中擴(kuò)散、遷移到周圍空間由真空泵抽走，達(dá)到排除電容器芯子中水分和氣體的作用，傳統(tǒng)方法要達(dá)到最好的干燥效果，一是提高溫度，使電容器芯子中的水分能獲得足夠的動(dòng)能變成水蒸汽，但

4、溫度過高，絕緣材料會(huì)出現(xiàn)老化現(xiàn)象，損壞其絕緣性能。二是提高真空度，以增加P抽除電容器芯子中的水分和氣體；真空度較高，水蒸汽的飽和蒸汽壓降低，水分子容易變成蒸汽逸出。但真空度也不能無限制的提高，它受真空泵的極限真空度的限制，再有真空度過高，氣體分子的熱傳導(dǎo)降低，絕緣材料中的水分子不能獲得足夠的能量而蒸發(fā)，反而會(huì)影響電容器芯子中的水分蒸發(fā)的速度。最后在一定的溫度和真空度下，水分的蒸發(fā)和凝聚達(dá)到一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡，電容器芯子中的水分子不能徹底排出，影響電容器的電氣性能。三是延長(zhǎng)干燥時(shí)間，浪費(fèi)了大量的能源。 “變壓法”真空干燥的原理：在傳統(tǒng)的電容器真空干燥原理的基礎(chǔ)上揚(yáng)長(zhǎng)避短。在真空干燥控制的溫度范圍內(nèi)，當(dāng)

5、抽到一定的真空度時(shí)，絕緣材料中的水分的蒸發(fā)和凝結(jié)達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡時(shí)，由于真空罐內(nèi)氣體分子的熱傳導(dǎo)降低，絕緣材料的毛細(xì)孔中的水分不能獲得足夠的能量變成水蒸汽。這時(shí)通過一個(gè)放氣閥向罐內(nèi)放入一定量的干燥空氣，以提高真空罐內(nèi)氣體分子的熱傳導(dǎo)，絕緣材料從表層到深層傳遞能量，使其毛細(xì)孔中的水分能獲得足夠的能量變成水蒸汽逸出被真空泵抽走。當(dāng)又抽到一定的真空度時(shí)，再向罐內(nèi)充一定干燥空氣。這樣反復(fù)幾次，大大的提高了電容器芯子中的水分子蒸發(fā)的速度，達(dá)到徹底排除電容器芯子中的水分和氣體的作用。再通過一定的方法尋找一個(gè)結(jié)束點(diǎn)來判斷真空干燥是否真正結(jié)束而進(jìn)入灌注階段。 3“變壓法”真空干燥浸漬設(shè)備 要實(shí)現(xiàn)“變壓法”真空干燥

6、浸漬工藝，首先對(duì)現(xiàn)有的真空設(shè)備進(jìn)行改造。 31對(duì)現(xiàn)有真空罐的加熱系統(tǒng)進(jìn)行改造，在現(xiàn)有的真空罐內(nèi)底部加兩路排管，蒸汽從罐尾分兩路進(jìn)入罐底的排管中，兩路排管各通過3根管子把蒸汽引入罐夾套，從而對(duì)電容器進(jìn)行加熱。為使夾套中的冷凝水及時(shí)排出夾套，在真空罐外底部加一排水管，通過3個(gè)管子和罐夾套相連，當(dāng)夾套有積水首先流入排水管，在排水管出口處安裝了過濾器、排污閥、疏水器，還有一個(gè)液位器，平時(shí)疏水器工作，及時(shí)排出罐夾套中的積水，當(dāng)積水過多達(dá)到液位器中所規(guī)定的紅線位置，打開排污閥排出積水，保證了罐夾套中沒有積水，使蒸汽更有效的加熱罐內(nèi)的電容器。由實(shí)驗(yàn)可知：通過把鉑電阻溫度探頭放在罐內(nèi)、罐中、罐尾、罐左、罐右、

7、罐頂、罐底，及3臺(tái)芯子中放有鉑電阻溫度探頭的模擬電容器放在罐門、罐中、罐尾，用引出線引出真空罐外，連接在自動(dòng)測(cè)溫儀上，每隔1小時(shí)打印一次，結(jié)果發(fā)現(xiàn)電容器芯子溫升比改造前加快，罐內(nèi)溫度比改造前均勻，溫差可控制在2以內(nèi)。 32真空機(jī)組仍采用滑閥式真空泵加二級(jí)羅茨泵，但主閥采用帶位置指示器、波紋管軸封的高真空氣動(dòng)擋板閥，提高罐門、視鏡窗等處的密封性能，使真空罐的總漏率控制在10PaLs。 33采用德國(guó)萊寶公司的TM21型真空計(jì)，抗污染的TR216規(guī)管，帶打印控制部分，和信號(hào)輸出功能。以便監(jiān)督人工操作和對(duì)整個(gè)真空干燥浸漬過程進(jìn)行自動(dòng)控制。 34在羅茨泵前安裝冷卻效果好的冷凝器，當(dāng)電容器芯子中的水分蒸發(fā)

8、為蒸汽被真空泵抽走后，經(jīng)過冷凝器被冷卻成水放出真空系統(tǒng)。防止水蒸汽乳化泵油，提高真空泵的抽氣能力，延長(zhǎng)真空泵的使用壽命。 4“變壓法”真空干燥是否真正結(jié)束的判斷 41判斷的依據(jù) 當(dāng)關(guān)閉高真空氣動(dòng)擋板閥t時(shí)間后，真空罐內(nèi)的真空度由下式?jīng)Q定： 式中：t關(guān)閉高真空氣動(dòng)擋板閥到測(cè)真空度之間的時(shí)間； V真空罐的總體積； pt關(guān)閉高真空氣動(dòng)擋板閥t時(shí)間后真空罐內(nèi)的真空度； p關(guān)閉高真空氣動(dòng)擋板閥前真空罐內(nèi)的真空度； Q0真空罐的總漏率； 真空罐本身的表面放氣、罐內(nèi)電容器的芯子所含的氣體和加熱后蒸發(fā)的水蒸汽等所形成的放氣量。 由于真空罐內(nèi)表面在t（t很小）時(shí)間內(nèi)的放氣可忽略不計(jì)，而在真空干燥真正結(jié)束時(shí)電容器

9、芯子所含的氣體和水蒸汽都被真空泵抽走，即0上式可得：ptpQ0tV，當(dāng)真空罐的總漏率一定，規(guī)定p、t為某一定值時(shí)，pt應(yīng)是定值。關(guān)閉高真空氣動(dòng)擋板閥t時(shí)間后測(cè)真空度，實(shí)際所測(cè)真空度pn應(yīng)趨于pt，即pnptpi（pi為極小值），此時(shí)可判斷電容器的真空干燥已真正結(jié)束，可以進(jìn)入降溫、注油、浸漬階段直至出罐。 42判斷方法 當(dāng)真空罐加熱到工藝所要求的溫度后開始抽真空，當(dāng)真空度達(dá)到p時(shí)，關(guān)閉高真空氣動(dòng)擋板閥t后，觀察真空計(jì)的測(cè)量值p1，當(dāng)p1ptpi時(shí)，則打開放氣閥向罐內(nèi)放干燥氣體到pb后關(guān)閉放氣閥，再打開高真空氣動(dòng)擋板閥繼續(xù)抽真空，當(dāng)真空度又達(dá)到p時(shí)，重復(fù)上述過程，經(jīng)過反復(fù)幾次后，當(dāng)關(guān)閉高真空氣動(dòng)擋

10、板閥經(jīng)過時(shí)間t后，真空計(jì)中的測(cè)量值pn滿足pnptpi，可以判斷電容器的真空干燥已真正結(jié)束，進(jìn)入降溫、注油、浸漬階段。具體操作過程見表1。 由于各真空干燥浸漬設(shè)備不同，pt、p、t、Q0、pb、pi參數(shù)應(yīng)該怎樣選擇，要通過實(shí)踐摸索才能確定。 5工藝試驗(yàn) 首先把真空罐及槽車中的積油用干布擦干凈，然后關(guān)閉罐門加熱抽真空，烘干內(nèi)表面附著的積油使其變成蒸汽由真空泵抽走，直到內(nèi)表面干燥為至，停止加熱抽真空準(zhǔn)備做工藝試驗(yàn)。 打開罐門把BFMr1223341的電容器28臺(tái)放在槽車內(nèi)，按單臺(tái)注油的方式連接好。然后關(guān)閉罐門，對(duì)真空罐加熱到8090后，打開滑閥泵抽真空，溫度控制在8090，當(dāng)真空度達(dá)到1kPa時(shí)，

11、打開二級(jí)羅茨泵繼續(xù)抽真空，當(dāng)真空度達(dá)到1Pa時(shí)，關(guān)閉高真空氣動(dòng)擋板閥和羅茨泵，5min后，其真空度下降至256Pa，因25613501， （由ptpQ0tV計(jì)算得135Pa，規(guī)定pi為01），則打開放氣閥向真空罐內(nèi)充干燥大氣至真空度70kPa，關(guān)閉放氣閥，再打開高真空氣動(dòng)擋板閥抽真空達(dá)1kPa，再打開二級(jí)羅茨泵繼續(xù)抽真空達(dá)1Pa，重復(fù)以上過程，直到關(guān)閉高真空氣動(dòng)擋板閥5min后，真空度下降為142Pa，14213501，則可以判斷真空干燥已真正結(jié)束。依次進(jìn)入降溫、注油、浸漬階段直至出罐。再選二種型號(hào)的電容器在同一個(gè)罐里做試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表2，同時(shí)每一種型號(hào)的電容器取1臺(tái)進(jìn)行運(yùn)行試驗(yàn)，測(cè)試數(shù)據(jù)與以前同類產(chǎn)品相比沒有異常現(xiàn)象。由此可見，運(yùn)用“變壓法”對(duì)電容器進(jìn)行真空干燥浸漬處理的方法是可行的，不但能縮短 真空干燥處理時(shí)間，而且提高了電容器的局部放電合格率，節(jié)省了能源。判斷真空干燥結(jié)束的曲線見圖1。 6結(jié)論 “變壓法”真空干燥浸漬工藝是可行的，通過尋找一個(gè)結(jié)束點(diǎn)來判斷真空干燥是否真正結(jié)束是合理的，“變壓法”真空干燥浸漬工藝可縮短真空干燥浸漬時(shí)間約13，減小了大量的能源消耗；提高