RU2380776C2

RU2380776C2 - Installation and method for manufacturing of high-voltage bushing frame

Info

Publication number: RU2380776C2
Application number: RU2008105109/09A
Authority: RU
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью Производственно-коммерческая фирма "КОНИФ"
Priority date: 2008-02-14
Filing date: 2008-02-14
Publication date: 2010-01-27
Also published as: RU2008105109A

Abstract

FIELD: electric engineering.

SUBSTANCE: installation for manufacturing of high-voltage bushing frame with insulation impregnated with epoxide compound, comprises chamber of compound feed and impregnating chamber, which are connected to each other by means of pipeline. In upper part of feed and impregnation chamber there are nozzles arranged for air pumping and development of excess pressure. Compound feed chamber is installed above impregnating chamber, and pipeline that connects chambers passes from lower end of chamber for compound feed inside impregnating chamber and is equipped with socket at the end for putting onto frame insulation. Method for manufacturing of high-voltage bushing frame includes winding on current-conducting pipe or rod or without them, layers of insulation from glass tissue or glass fibre, which alternate with conducting leveling pads, placement of frame in vertical position in vacuumised impregnating chamber, connection of compound feed pipeline socket to lower end of insulation and connection of sleeve to upper end of insulation, equipment of external surface of insulation by binding, which is not permeable for compound, impregnation of insulation by supply of impregnating compound and increase of its further level in frame above upper edge of insulation and further hardening, besides, chamber of impregnating compound feed is installed above impregnating chamber, and feeding is carried out due to difference of heights between these chambers.

EFFECT: possibility to manufacture frame with insulation from glass tissue impregnated with epoxide compound.

8 cl, 1 dwg

Description

Группа изобретений относится к области электротехники и может быть использована в производстве высоковольтных вводов трансформаторов, выключателей и других электротехнических устройств.The group of inventions relates to the field of electrical engineering and can be used in the manufacture of high-voltage bushings of transformers, switches and other electrical devices.

Основной конструктивной частью высоковольтных вводов является изоляционный остов, представляющий собой токоведущую металлическую трубу (или стержень) с изоляцией конденсаторного типа, т.е. пропитанной бумажной изоляцией, разделенной на слои проводящими уравнительными обкладками (например, патенты GB 1129995, 1968 г.; US 4312123, 1982 г. и US 4505033, 1985 г.). Пропитка бумажной изоляции производится маслом или отверждаемой смолой.The main structural part of the high-voltage bushings is an insulating core, which is a current-carrying metal pipe (or rod) with a capacitor-type insulation, i.e. impregnated with paper insulation, divided into layers by conductive leveling plates (for example, patents GB 1129995, 1968; US 4312123, 1982 and US 4505033, 1985). The paper insulation is impregnated with oil or a cured resin.

Известна установка для изготовления остовов высоковольтного ввода с пропитанной смолой бумажной изоляцией, которая содержит узел подачи пропитывающего состава и устройство для пропитки остовов, соединенные между собой трубопроводом. Узел подачи пропитывающего состава выполнен в виде двух цилиндрических камер, установленных одна над другой, каждая из которых снабжена поршнем со штоком, причем поршень верхней камеры соединен со штоком нижней камеры, а нижняя камера имеет отверстие для подачи пропитывающего состава и отверстия для вакуумирования объема камеры. Устройство для пропитки остовов содержит две камеры, расположенные одна над другой, и сборник пропитывающего состава, при этом верхняя камера имеет технологические отверстия для вакуумирования и создания избыточного давления и предназначена для размещения в ней остовов высоковольтных вводов, а нижняя камера сообщается с нижними частями остовов и соединена трубопроводом с нижней камерой узла подачи пропитывающего состава (патент на полезную модель RU 31176, 2003 г.).A known installation for the manufacture of cores of a high-voltage input with resin-impregnated paper insulation, which contains a feed unit for impregnating composition and a device for impregnating cores, interconnected by a pipeline. The feed unit of the impregnating composition is made in the form of two cylindrical chambers mounted one above the other, each of which is equipped with a piston with a rod, the piston of the upper chamber being connected to the rod of the lower chamber, and the lower chamber having an opening for supplying the impregnating composition and an opening for evacuating the chamber volume. The device for impregnating the cores contains two chambers, one above the other, and a collection of impregnating composition, while the upper chamber has technological holes for evacuating and creating excess pressure and is designed to accommodate the cores of high-voltage bushings in it, and the lower chamber communicates with the lower parts of the cores and connected by a pipeline to the lower chamber of the impregnating composition supply unit (utility model patent RU 31176, 2003).

Изготовление остовов высоковольтного ввода на данной установке производится следующим образом. Поршень нижней камеры узла подачи пропитывающего состава устанавливают в крайнее верхнее положение, после чего камеру вакуумируют и подают в нее пропитывающий состав.The manufacture of the cores of the high voltage input on this installation is as follows. The piston of the lower chamber of the impregnating composition supply unit is set to the highest position, after which the chamber is evacuated and the impregnating composition is fed into it.

В пространство над поршнем верхней камеры подают сжатый воздух. Давление верхнего поршня передается поршню, находящемуся в нижней камере. Поршень достигает поверхности пропитывающего состава и вытесняет его в нижнюю камеру устройства для пропитки остовов. Вакуумирование пространства нижней камеры над поршнем продолжают в течение всего процесса пропитки остова.Compressed air is introduced into the space above the piston of the upper chamber. The pressure of the upper piston is transmitted to the piston located in the lower chamber. The piston reaches the surface of the impregnating composition and forces it into the lower chamber of the device for impregnating the cores. Evacuation of the space of the lower chamber above the piston continues throughout the process of impregnation of the core.

Верхнюю камеру устройства для пропитки остовов высоковольтных вводов перед началом процесса пропитки изоляции вакуумируют. Пропитывающий состав поступает через трубопровод в нижнюю камеру устройства для пропитки остовов и далее через нижние концы остовов - в изоляцию остовов. Герметичная оболочка остовов обеспечивает направленное движение пропитывающего состава в бумажной изоляции остова. Избыток пропитывающего состава стекает из остовов сверху в сборник.The upper chamber of the device for impregnating the cores of high-voltage bushings is evacuated before starting the process of impregnation of insulation. The impregnating composition enters through the pipeline into the lower chamber of the device for impregnating the cores and then through the lower ends of the cores to the insulation of the cores. The hermetic casing of the cores provides directional movement of the impregnating composition in the paper insulation of the cage. Excess impregnating compound flows from the cores from above to the collection tank.

Недостатками такой установки являются сложность конструкции узла подачи и трудоемкость обслуживания установки в целом.The disadvantages of this installation are the complexity of the design of the feed unit and the complexity of servicing the installation as a whole.

Предлагаемая конструкция установки и реализуемый с ее помощью способ изготовления остовов высоковольтных вводов позволяют значительно уменьшить указанные недостатки.The proposed design of the installation and the method of manufacturing the cores of high voltage bushings realized with its help can significantly reduce these disadvantages.

Установка для изготовления остова высоковольтного ввода с изоляцией, пропитанной эпоксидным компаундом, включает камеру подачи компаунда и камеру пропитки, соединенные между собой трубопроводом. Объем камер определяется массогабаритными размерами изготавливаемых остовов высоковольтных вводов. Камера подачи компаунда расположена выше камеры пропитки при оптимальном расстоянии по вертикали 3-4 м. В верхней части камер подачи и пропитки находятся патрубок для откачки воздуха и патрубок для создания избыточного давления. Соединяющий камеры трубопровод проходит от нижнего торца камеры подачи эпоксидного компаунда внутрь камеры пропитки и снабжен на конце раструбом для надевания на остов высоковольтного ввода. В верхней части камер подачи и пропитки выполнены смотровые окна для визуального контроля технологических процессов.A plant for manufacturing a core of a high-voltage input with insulation impregnated with an epoxy compound includes a compound feed chamber and an impregnation chamber interconnected by a pipeline. The volume of the chambers is determined by the overall dimensions of the manufactured cores of the high-voltage bushings. The compound feed chamber is located above the impregnation chamber with an optimum vertical distance of 3-4 m. At the top of the supply and impregnation chambers are a nozzle for pumping air and a nozzle for creating excess pressure. The pipeline connecting the chamber extends from the lower end of the epoxy compound feed chamber into the impregnation chamber and is provided at the end with a bell for putting on the core of the high voltage input. In the upper part of the feed and impregnation chambers, inspection windows are made for visual control of technological processes.

Способ изготовления остова высоковольтного ввода включает намотку на токоведущую трубу или стержень слоев изоляции, чередующихся с проводящими уравнительными обкладками, пропитку изоляции остова эпоксидным компаундом с последующей термической полимеризацией при избыточном давлении. Для ряда конструкций остовов намотка выполняется без применения токоведущих трубы или стержня. В качестве материала для изоляции преимущественно используют стеклоткань.A method of manufacturing a core of a high-voltage input includes winding insulation layers alternating with conductive leveling plates on a current-carrying pipe or rod, impregnating the insulation of the core with an epoxy compound, followed by thermal polymerization at excess pressure. For a number of core structures, winding is performed without the use of live pipes or rods. Fiberglass is predominantly used as insulation material.

Для пропитки остов с намотанной изоляцией помещают в камеру пропитки в вертикальном положении. Боковую поверхность изоляции остова, а также стакана и раструба для герметизации охватывают бандажом из материала непроницаемого для эпоксидного компаунда. Бандаж может быть образован намоткой слоя двухсторонней клейкой ленты и слоя армированной клейкой ленты. Возможно также использование термоусаживаемого рукава (отрезка трубы) в качестве бандажа. Раструб, расположенный на нижнем торце изоляции, соединен трубопроводом с камерой подачи и обеспечивает беспрепятственное поступление эпоксидного компаунда к нижнему торцу изоляции. Сверху на изоляции устанавливают стакан - полый цилиндр без днища, расположенный на верхнем торце изоляции, что позволяет скомпенсировать усадку компаунда при полимеризации. Верхняя кромка стакана находится выше верхнего торца изоляции. Камеру пропитки вакуумируют до остаточного давления, не превышающего 0,3 мм рт. ст.For impregnation, the skeletons with wound insulation are placed in the impregnation chamber in a vertical position. The side surface of the insulation of the core, as well as the glass and the bell for sealing, is covered with a bandage made of a material impermeable to the epoxy compound. The bandage may be formed by winding a layer of double-sided adhesive tape and a layer of reinforced adhesive tape. It is also possible to use a heat-shrinkable sleeve (pipe section) as a bandage. A bell located at the lower end of the insulation is connected by a pipeline to the feed chamber and ensures unhindered entry of the epoxy compound to the lower end of the insulation. A glass is installed on top of the insulation - a hollow cylinder without a bottom located on the upper end of the insulation, which allows you to compensate for the shrinkage of the compound during polymerization. The upper edge of the glass is located above the upper end of the insulation. The impregnation chamber is evacuated to a residual pressure not exceeding 0.3 mm RT. Art.

Подача пропитывающего компаунда из камеры подачи в камеру пропитки к нижнему торцу остова производится за счет гидростатического давления при разнице высот между камерами подачи и пропитки. Оптимальное расстояние между камерами по вертикали составляет 3-4 метра. Температуру в камерах во время пропитки поддерживают одинаковой на уровне 50°С. После подъема уровня компаунда в остове выше верхней кромки изоляции и заполнения им до половины объема стакана, дальнейшую подачу компаунда прекращают.The impregnating compound is supplied from the feed chamber to the impregnation chamber to the lower end of the core due to hydrostatic pressure with a height difference between the feed and impregnation chambers. The optimal vertical distance between cameras is 3-4 meters. The temperature in the chambers during the impregnation is maintained the same at 50 ° C. After raising the level of the compound in the core above the upper edge of the insulation and filling it with half the volume of the glass, further supply of the compound is stopped.

Отверждение (полимеризацию) компаунда производят под давлением не менее 6 кг/см² при постепенном повышении температуры до 120°С со скоростью 0,5-2 град/час и дальнейшем ее снижении со скоростью 0,5-2 град/час до 50°С. Время подъема температуры и выдержки определяется массогабаритными размерами изоляции. Изоляцию, пропитанную компаундом, выдерживают в камере пропитки от 3 до 15 суток до полного завершения процесса полимеризации.Curing (polymerization) of the compound is carried out under a pressure of at least 6 kg / cm ² with a gradual increase in temperature to 120 ° C at a speed of 0.5-2 degrees / hour and its further decrease at a speed of 0.5-2 degrees / hour to 50 ° FROM. The time of temperature rise and exposure is determined by the overall dimensions of the insulation. The insulation impregnated with the compound is held in the impregnation chamber for 3 to 15 days until the polymerization process is complete.

После окончательного отверждения компаунда с остова снимают раструб и стакан и производят механическую обработку в соответствии с конструкторской документацией.After final curing of the compound, the bell and the glass are removed from the core and machined in accordance with the design documentation.

Конструкция установки иллюстрируется чертежом, на котором позицией 1 обозначена камера подачи компаунда, а позицией 2 - камера пропитки. Камера 1 подачи компаунда и камера 2 пропитки соединены между собой трубопроводом 3 с вентилем 4. Трубопровод 3 закрепляется на раструб 5. В верхней части камер 1 и 2 находятся патрубки 6 для откачки воздуха и для создания избыточного давления. В крышках камер подачи 1 и пропитки 2 выполнены смотровые окна 8. Камера 1 подачи компаунда расположена выше камеры 2 пропитки. Соединяющий камеры 1 и 2 трубопровод 3 проходит от нижнего торца камеры 1 подачи внутрь камеры 2 пропитки через ее крышку.The design of the installation is illustrated by the drawing, in which the position 1 indicates the compound feed chamber, and the position 2 indicates the impregnation chamber. The compound supply chamber 1 and the impregnation chamber 2 are interconnected by a pipe 3 with a valve 4. The pipe 3 is fixed to the bell 5. In the upper part of the chambers 1 and 2 there are pipes 6 for pumping air and for creating excess pressure. In the covers of the feed chambers 1 and impregnation 2 there are inspection windows 8. The compound feed chamber 1 is located above the impregnation chamber 2. The pipe 3 connecting the chambers 1 and 2 passes from the lower end of the feed chamber 1 into the impregnation chamber 2 through its cover.

Для последующей пропитки смолой остов 9 с намотанной изоляцией, стаканом 1, раструбом 5 и бандажом из непроницаемого для компаунда материала помещают в камеру 2 пропитки. Снизу изоляцию охватывают бандажом 5 так, чтобы нижняя кромка изоляции находилась немного выше выходного отверстия трубопровода 3. Камеры подачи 1 и пропитки 2 вакуумируют, после чего подают компаунд из камеры 1 подачи, открыв вентиль 4. Компаунд постепенно пропитывает изоляцию снизу вверх, при этом вакуумирование объема камер 1 и 2 не прекращают. На верхнем торце изоляции расположен стакан 10. Пропитка компаундом производится до заполнения примерно половины стакана 10. Температура во время процесса пропитки в камерах 1 и 2 поддерживается на уровне 50°С.For subsequent impregnation with resin, the skeleton 9 with wound insulation, a glass 1, a bell 5 and a bandage of a material impervious to compound are placed in the impregnation chamber 2. From the bottom, the insulation is covered with a bandage 5 so that the bottom edge of the insulation is slightly higher than the outlet of the pipeline 3. The feed chambers 1 and impregnation 2 are evacuated, after which the compound is fed from the feed chamber 1 by opening valve 4. The compound gradually impregnates the insulation from the bottom up, while evacuating the volume of chambers 1 and 2 do not stop. A glass 10 is located on the upper end of the insulation. The compound is impregnated until about half of the glass is filled 10. The temperature during the impregnation process in chambers 1 and 2 is maintained at 50 ° C.

После завершения пропитки вентиль 4 и перекрывают, и проводят полимеризацию компаунда. Для этого в камере 2 пропитки повышают давление, путем подачи осушенного сжатого воздуха, инертного газа или кремнийорганической жидкости через патрубок 6. Одновременно начинают постепенный подъем температуры в камере 2 в соответствии с заданием и выдерживают до полного завершения процесса полимеризации компаунда. Время подъема температуры и выдержки, а также применение жидкости в технологическом процессе определяется массогабаритными размерами изоляции. Вакуум и избыточное давление контролируется посредством моновакууметров 7. After the impregnation is complete, the valve 4 is closed and the compound is polymerized. For this, the impregnation chamber 2 increases the pressure by supplying dried compressed air, an inert gas, or organosilicon liquid through the nozzle 6. At the same time, a gradual increase in temperature in the chamber 2 in accordance with the task is started and held until the compound is polymerized. The time of temperature rise and exposure, as well as the use of liquid in the technological process, is determined by the overall dimensions of the insulation. Vacuum and overpressure are controlled by monovacuometers 7.

Пример осуществления способа.An example implementation of the method.

В камеру подачи, расположенную на 3,6 выше камеры пропитки, загрузили эпоксидную смолу марки ЭД-20 и компоненты для ее последующего отверждения общей массой 6 кг. Состав из смолы и компонентов (эпоксидный компаунд) перемешали до однородности и нагрели до 50°С. Остов для высоковольтного ввода с шестью слоями изоляции из стеклоткани, намотанными на токоведущий стержень и разделенными проводящими уравнительными обкладками, оснастили стаканом и раструбом и охватили бандажом из армированной клейкой ленты, непроницаемой для компаунда. Остов установили в камеру пропитки, и присоединили к раструбу трубопровод, по которому компаунд поступает в камеру пропитки. Из камер подачи и пропитки откачали воздух до остаточного давления 0,3 мм рт.ст. и установили температуру в них 50°С. Не прекращая работу насоса, откачивающего воздух из камеры пропитки, к изоляции остова из камеры подачи самотеком пустили компаунд. После пропитки изоляции компаундом на всю высоту снизу доверху и появления слоя его в стакане остановили вакуум-насос, и подачу компаунда прекратили.An ED-20 grade epoxy resin and components for its subsequent curing with a total weight of 6 kg were loaded into the feed chamber located 3.6 times higher than the impregnation chamber. The composition of the resin and components (epoxy compound) was mixed until smooth and heated to 50 ° C. The core for high-voltage input with six layers of insulation made of fiberglass, wound on a current-carrying rod and separated by conductive leveling plates, was equipped with a glass and a bell and covered with a bandage of reinforced adhesive tape, impermeable to the compound. The core was installed in the impregnation chamber, and a pipeline was connected to the socket through which the compound enters the impregnation chamber. Air was pumped out of the feed and impregnation chambers to a residual pressure of 0.3 mm Hg. and set the temperature in them to 50 ° C. Without stopping the operation of the pump pumping air from the impregnation chamber, a compound was launched by gravity to isolate the core from the feed chamber by gravity. After impregnation of the insulation with the compound to the entire height from the bottom to the top and the appearance of a layer in the glass, the vacuum pump stopped it and the compound was stopped.

Полимеризацию (отверждение) компаунда вели следующим образом. В камеру пропитки подали сжатый осушенный воздух под давлением 6 кг/см² и начали постепенно повышать температуру со скоростью 2 град/час. После достижения температуры 120°С дальнейшее нагревание прекратили и постепенно снижали температуру до начальной 50°С. Весь процесс занял 4 суток. После извлечения из камеры пропитки и контроля качества изоляции остов высоковольтного ввода был передан для дальнейшей механической обработки, оснащения внешней изоляцией и элементами механических конструкций в соответствии с конструкторской документацией.The polymerization (curing) of the compound was carried out as follows. Compressed, dried air was fed into the impregnation chamber under a pressure of 6 kg / cm ² and they began to gradually increase the temperature at a speed of 2 deg / h. After reaching a temperature of 120 ° C, further heating was stopped and the temperature was gradually reduced to the initial 50 ° C. The whole process took 4 days. After extraction from the impregnation chamber and quality control of insulation, the core of the high-voltage input was transferred for further machining, equipping with external insulation and elements of mechanical structures in accordance with the design documentation.

Использование предлагаемых установки и способа позволит изготовлять остовы с изоляцией из стеклоткани, пропитанной эпоксидным компаундом, для высоковольтных вводов, имеющих высокие электрические и механические характеристики.Using the proposed installation and method will allow the manufacture of cores with fiberglass insulation impregnated with epoxy compound for high voltage bushings having high electrical and mechanical characteristics.

Claims

1. Installation for the manufacture of a core of a high-voltage input with insulation impregnated with an epoxy compound, comprising a compound supply chamber and an impregnation chamber interconnected by a pipeline, and in the upper part of the supply and impregnation chamber there are nozzles for pumping air and for creating excess pressure, characterized in that that the compound feed chamber is located above the impregnation chamber, and the pipeline connecting the chambers extends from the lower end of the compound supply chamber into the impregnation chamber and is provided with a bell at the end To fit over the insulation core.

2. Installation according to claim 1, characterized in that an inspection window is made in the cover of the feed and impregnation chamber.

3. A method of manufacturing a core of a high-voltage input, including winding insulation layers of fiberglass or fiberglass alternating with conductive leveling plates on a current-carrying pipe or rod, alternating with conductive leveling plates, placing the core in a vertical position in an evacuated impregnation chamber, attaching a compound pipe to the lower end of the insulation and cup to the upper end of the insulation, equipping the outer surface of the insulation with a bandage that is impermeable to the compound, impregnating the insulation by applying an impregnating the compound and further raising its level in the core above the upper edge of the insulation and subsequent curing, while the feed chamber of the impregnating compound is placed above the impregnation chamber and the feed is produced due to the height difference between these chambers.

4. The method according to claim 3, characterized in that the vertical distance between the cameras is 3 ÷ 4 m.

5. The method according to claim 3, characterized in that the insulation is equipped with a bandage by winding a layer of double-sided adhesive tape and a layer of reinforced adhesive tape.

6. The method according to claim 3, characterized in that the vacuum chamber of the impregnation is carried out to a residual pressure of 0.3 mm RT.article, and the temperature in the chambers during the impregnation is maintained equal to 50 ° C.

7. The method according to claim 3, characterized in that the curing of the epoxy compound is carried out under a pressure of at least 6 kg / cm ² when the temperature is increased to 120 ° C at a speed of 0.5 ÷ 2 deg./h and its further decrease to 50 ° FROM.

8. The method according to claim 7, characterized in that the core during curing is kept in the impregnation chamber from 3 to 15 days.