Ремонт обмоток и магнитной системы трансформатора

Ремонт обмоток трансформатора. Если при сильном нажатии пальцем изоляция разрушается, должен быть решен вопрос о за­мене обмоток. В ряде случаев при аварийных повреждениях обмоток, связанных с выгоранием проводов и изоляции в зоне виткового замыкания, производят частичную перемотку обмоток. При ремонте с обмоточного провода удаляется старая изоляция, после чего он отжигается, рихтуется и переизолируется.

Для удаления старой изоляции и отжига обмотку разматывают на отдельные бухты, которые нагревают в закрытой печи при тем­пературе 500...600°С. При этом изоляция обгорает и снимаются внутренние упругие напряжения в меди — она становится «мягкой». Чтобы провод не спутался при обжиге, бухты бандажируют специальной проволокой и устанавливают на специальные стойки.

При ремонте применяют способ механического удаления ста­рой изоляции путем протягивания провода через устройство, в котором изоляция разрезается в продольном направлении, очи­щается скребками и рихтуется. Провод рихтуют протягиванием через систему стальных роликов, перематывают на барабаны, ко­торые во избежание значительных перегибов провода должны иметь диаметр не менее 400 ...500 мм.

Концы провода соединяют внахлест электропайкой серебряным припоем. Места паек опиливают, зачищают наждачной шкуркой, после чего провод изолируют на специальных бумагооплеточных станках (рис. 12.4.).

С помощью натяжного устройства 4 провод с барабана протягивается через рихтовочное устройство 2, состоящее из систе­мы стальных роликов, расположенных вертикально и горизон­тально, затем проходит через вращающийся вокруг него бумагообмотчик 3 и далее на барабан 5.

Перед частичной или полной перемоткой обмоток предвари­тельно заготавливают необходимые изоляционные детали и мате­риалы (выравнивающие бумажно-бакелитовые кольца, рейки для каналов между слоями, полосы электрокартона, бумажно-бакелитовые цилиндры, бортики и т.д.).

По технологии изготовления обмоток имеется много техничес­кой литературы, поэтому здесь описание этих работ не приводится.

Сушка, прессовка и пропитка обмоток. После намотки винтовые и непрерывные обмотки имеют увеличенный по сравнению с расчетным осевой размер, поэтому их стягивают стальными плитами и шпильками, сушат и прессуют до получе­ния высоты, указанной в расчетной записке. На верхней плите устанавливают пружины (обычно тарельчатого типа), под дей­ствием которых по мере высыхания и усадки изоляции обмотки автоматически подпрессовываются. Между плитами и торцами обмоток напротив колонн прокладок устанавливают деревянные подставки.

Рис. 12.4. Схема бумагооплеточного станка

В стационарных заводских условиях обмотки сушат под вакуумом в специальном термошкафу, а при индивидуальном ремонте — без вакуума, в шкафу с электроподогревом или в закрытом металлическом баке индукционным методом (см. § 3.3). После суш­ки в течение 10... 15 ч при 100 ... 105°С обмотки дополнительно

прессуют, равномерно подтягивая гайки на шпильках стяжных плит до получения заданного осевого размера.

Чтобы придать обмоткам мо­нолитность и достаточную механическую прочность, обмотки трансформаторов I и некоторые II габаритов, а также все слоевые обмотки после сушки и окончательной стяжки пропитывают погружением в лак МЛ-92 и запе­кают. Для улучшения качества про­питки перед погружением в лак обмотки подогревают до 50... 70º С. Длительность пропитки зависит от размеров, конструкции и напряже­ния обмотки и колеблется в преде­лах 15...40мин. Когда излишек лака стечет, пропитанную обмотку для запекания помещают в термошкаф, где выдерживают при температуре 100... 105º С в течение 10 ... 12 ч.

Для обеспечения механической прочности обмоток, изготавлива­емых без пропитки и запекания, их витки укладывают более плот­но за счет усиления натяжения об­моточного провода и прошивают наружными рейками.

После сушки обмотки спрессо­вывают специальным прессом и отделывают — обрезают выступа­ющие части реек и клиньев, кон­цы изоляционных лент; подбива­ют выступающие переходы проводов; обрезают и укладывают кон­цы обмоток в соответствии с чертежом; выравнивают столбы прокладок. После отделки и окончательной прессовки обмотки стя­гивают стальными рамами, в которых их транспортируют и хранят до установки на магнитную систему (рис. 12.5).

Рис.12.5. Транспортировка обмотки:

1-траверса; 2-подъемная лапа; 3-стяжная шпилька; 4-нижняя опорная деревянная прокладка;

5-нижняя стальная плита для стяжки обмотки; 6-веревка для крепления лап к обмотке;

7-обмотка; 8-вертикальные рейки обмотки

Следует отметить, что все ремонтные работы, а производство обмоток в особенности, требуют строгого соблюдения техноло­гической дисциплины.

Ремонт магнитной системы трансформатора. Только после де­монтажа обмоток оказывается возможным провести окончатель­ную дефектировку и определить объем ремонтных работ магнит­ной системы. После очистки стержней и нижнего ярма от загряз­нений, шлама и копоти проверяют качество и механическую прочность изоляции пластин магнитной системы, а также изоля­цию ярмовых балок и пластин.

Пластины с лаковым покрытием не должны спекаться, а пленка не должна отделяться от них при воздействии неострым предме­том. Магнитную систему считают годной для дальнейшей сборки и работы, если на стяжных шпильках и пластинах стали нет при­знаков повреждений, а состояние их изоляции хорошее. При об­наружении мелких дефектов производят частичный ремонт, не прибегая к полной разборке магнитопровода.

Полный ремонт магнитной системы представляет собой трудо­емкую работу. Как правило, магнитная система с лаковой изоля­цией пластин надежно работает в течение длительного времени. Причиной ремонта может быть, например, аварийный процесс, возникший в результате нарушения изоляции пластин и образо­вания контура (короткозамкнутого витка) в магнитной системе и стальных деталях остова (рис. 12.6). По этому контуру, сцепленно­му с основным магнитным потоком, может протекать значитель­ный ток, приводящий к выгоранию изоляции и стали.

Возможны случаи повреждения стали электрической дугой, возникшей при коротком замыкании в обмотках. В большинстве случаев при ремонте магнитной системы ограничиваются переизолировкой только пластин верхнего ярма. Каждая перешихтовка верхнего ярма приводит к увеличению потерь холостого хода на 5... 8 % (при полной переборке магнитной системы — до 25%). Поэтому стремятся по возможности устранить повреждения магнитной системы без ее разборки.

Рис.12.6. Эскиз магнитной системы при нарушении изоляции стяжной шпильки ярма:

1-шпилька; 2-ярмовая балка; 3-подъемная шпилька; 4-крышка бака; 5-ярмо.

Полный ремонт магнитной системы включает следующие опе­рации: установка магнитной системы в горизонтальное положе­ние, разборка и расшихтовка стер­жней и нижнего ярма; отбраковка и ремонт пластин; изготовление новых пластин, сборка и испыта­ние магнитной системы. Разборка магнитных систем производится в горизонтальном положении (для трансформаторов Ш— IV габаритов на специальном металличес­ком кантователе).

Удаление старой изоляции пластин производят механическим (на зачистных станках с движущими­ся стальными щетками или вруч­ную кордовыми лентами или щет­ками) или химическим (в ванне с 10... 15%-м раствором едкого на­тра, нагретого до 80...90° С, с пос­ледующей промывкой в горячей воде и сушкой горячим воздухом) способом. Для снятия с пластин бумажной изоляции ее отпарива­ют в горячей воде с последующей сушкой или обжигают. Пласти­ны вновь изолируют на лакировальной установке (рис. 12.7). После лакирования и запекания пластины должны иметь равномерный темно-коричневый цвет, а их поверхность должна быть ровной и гладкой без подтеков. В процессе лакирования периодически про­веряют толщину пленки, электрическое сопротивление изоляции пластин и состав лака. Магнитную систему трансформаторов сред­ней мощности обычно шихтуют в две (иногда в три) пластины. В каждом конкретном случае при ремонте число пластин может отличаться и уточняется при разборке. Пластины укладывают ров­но, без перекосов, выступов и набегания одной пластины на дру­гую. Неровности и большие зазоры в стыках подбивают в процессе шихтовки подбойками из фибры.

Для контроля правильности укладки пластин периодически из­меряют расстояние по диагонали между отверстиями (при стяжке шпильками). Толщину пакетов измеряют штангенциркулем, пе­рекосы и вертикальность оправок проверяют угольником. При ремонте трансформаторов с разборкой остова стяжку стержней стальными бандажами и сквозными шпильками заменяют на стяж­ку стеклобанджами, которые устанавливаются с помощью спе­циального механизма, показанного на рис. 12.8.

Бесшпилечные системы, так же как и стянутые шпильками, укладывают, разбирают и собирают с помощью кантователя. Распрессовка осуществляется снятием стяжных внешних коробок и полубандажей с ярм, разрубкой и снятием бандажей со стержней. Технология восстановления пластин аналогична описанной выше.

Рис. 12.7. Схема лакировочной машины:

1-пластина; 2-резиновые вращающиеся вилки; 3-трубка с отверстиями; 4- расходный бачок с лаком; 5 — трубка; 6 —ванночка; 7-бачок; 8-насос; 9-транспортер; 10-конвейерная печь; 11-рабочая часть транспортера; 12-электрическая печь; 13-труба; 14-транспортер; 15-труба; 16-приемный стол.

Сборка магнитной системы требует большого вни­мания и аккуратности, так как пластины не фиксируются оправками и качество их укладки зависит от тщательности выполнения работ. Каждый пакет пластин толщиной 15...20 мм вырав­нивают киянкой и проверяют шаблоном правильность сборки. После укладки всех пластин в уступы пакетов стержней заклады­вают изготовленные из бука планки и рейки в том же порядке, в котором они находилась до разборки, и временно закрепляют их на стержнях киперной лентой.

Рис. 12.8. Механизм для намотки стеклобандажей:

1 — бобина с рулоном стеклоленты; 2 — плита для крепления к прессующей балке; 3 — направляющие ролики; 4 — фрикционная муфта; 5— стальная короб­чатая обойма; 6 — зубчатое колесо на валу двигателя; 7 — планшайба с зубчатым венцом; 8 — палец; 9 — стержень; 10 — разводной сегмент

Затем магнитную систему спрессовывают струбцинами, цеп­ными или временными ленточными бандажами. Вначале прессу­ют стержни, потом ярма. После опрессовки поочередно снимают временные прессующие приспособления и устанавливают посто­янные бандажи.

Собранный остов стропят, поднимают и ставят в вертикаль­ное положение. Под опорные планки подкладывают бруски и ус­танавливают вертикальные прессующие шпильки так, как они были установлены до разборки. Окончательно подтягивают все стяжные шпильки и мегаомметром измеряют сопротивление изо­ляции ярмовых балок и шпилек по отношению к магнитной сис­теме. При отсутствии дефектов остов передают на испытание. Если результаты испытаний удовлетворительные, верхнее ярмо расшихтовывают и приступают к насадке обмоток.

Ремонт и изготовление главной изоляции. При ремонте транс­форматоров с заменой обмоток главную изоляцию, как правило, заменяют новой. При восстановлении обмоток иногда используют старую изоляцию. Если она имеет небольшие дефекты, ее ремон­тируют, изготовляя и заменяя отдельные детали. Обычно в транс­форматорах 1 — III габаритов ярмовую и уравнительную изоляции изготовляют заново.

Рис. 12.9. Сборка ярмовой изоляции обмотки трансформатора III габарита:

а-ярмовая изоляция; б-заклепка из электрокартона

Для изготовления изоляции из электрокартона применяют раз­личные приспособления и инструменты: станок или приспособ­ление для вырезки шайб (круговые ножницы); вибрационные, гильотинные и ручные ножницы; электрическую или ручную дрель со сверлами; слесарный молоток; кисть для обмазки лаком скле­иваемых частей; стол для разметки, обмазки деталей лаком и сбор­ки изоляции; пресс-форму — приспособление для прессовки и запекания склеенных деталей.

Сборка ярмовой изоляции обмотки трансформатора Ш габарита показана на рис. 12.9. Шайбу 1 вырезают из электрокартона толщи­ной 2... 3 мм. Верхние и нижние подкладки 2 изготовляют из набора отдельных пластин. Пластины вырезают из листа электрокартона, соблюдая определенное направление резки (вдоль волокон или по­перек), так как усадка электрокартона вдоль и поперек волокон раз­лична. Если склеить между собой полосы, нарезанные произвольно, то после сушки произойдет их коробление и расслаивание.