Капитальный ремонт трансформаторов

Электроцех

Сотрудники электроцеха производят: ремонт неисправных трансформаторов, а также очистку и сушку трансформаторного масла.

Текущий и капитальный ремонт трансформаторов

В процессе эксплуатации отдельные части трансформатора под влиянием термических, электродинамических, механических и других воздействий постепенно теряют свои первоначальные свойства и могут прийти в негодность.

В целях своевременного обнаружения и устранения развивающихся дефектов и предупреждения аварийных отключений для трансформаторов периодически проводятся текущие и капитальные ремонты.

Текущий ремонт трансформатора производится в следующем объеме:

а) наружный осмотр и устранение обнаруженных дефектов, поддающихся устранению на месте,

б) чистка изоляторов и бака,

в) доливка в случае необходимости масла, проверка маслоуказателя,

г) проверка опускного крана и уплотнений,

д) осмотр и чистка охлаждающих устройств,

е) проверка газовой защиты,

ж) проверка целости мембраны выхлопной трубы,

з) проведение измерений и испытаний.

При ремонте проверяется также состояние термосифонных фильтров и воздухоосушителей.

У маслонаполненных вводов трансформаторов при ремонте производятся отбор пробы масла, доливка масла, в случае необходимости — и измерение тангенса угла диэлектрических потерь (не реже 1 раза в 6 лет).

Ввиду того, что масло в вводах трансформаторов через несколько лет работы приходит в негодность, при ремонте иногда возникает необходимость смены ввода. Опыт эксплуатации также показывает, что для маслонаполненных вводов с барьерной изоляцией через 10 - 12 лет работы на трансформаторах недостаточна только смена масла, а необходим капитальный ремонт с разборкой, чисткой и при необходимости сменной изоляции ввода.

Капитальный ремонт трансформаторов

Трансформатор имеет достаточно большие запасы электрической прочности изоляции и является весьма надежным аппаратом в эксплуатации.

Трансформаторы имеют маслобарьерную изоляцию. В качестве основной твердой изоляции для трансформатора используется прессшпан. Изготовляемый до последнего времени отечественными заводами прессшпан дает с течением времени усадку, что является его существенным недостатком.

Как правило, для трансформаторов применяется жесткая система запрессовки обмотки, которая не обеспечивает автоматическую подпрессовку обмотки по мере усадки прессшпана. Поэтому после нескольких лет работы для трансформаторов предусматривается проведение капитальных ремонтов, при которых основное внимание должно быть уделено подпрессовке обмоток.

При отсутствии необходимых подъемных приспособлений капитальный ремонт допускается производить с осмотром сердечника в баке (при снятой крышке), если при этом обеспечена возможность производства подпрессовки и расклиновки обмоток.

Для ответственных трансформаторов первоначальный срок капитального ремонта после ввода в эксплуатацию установлен в 6 лет, для остальных по результатам испытаний по мере необходимости.

Капитальный ремонт трансформатора производится в следующем объеме:

а) вскрытие трансформатора, подъем сердечника (или съемного бака) и осмотр его,

б) ремонт магнитопровода, обмоток (подпрессовка), переключателей и отводов,

в) ремонт крышки, расширителя, выхлопной трубы (проверка целости мембраны), радиаторов, термосифонного фильтра, воздуха осушителя, кранов, изоляторов,

г) ремонт охлаждающих устройств,

д) чистка и окраска бака,

е) проверка контрольно-измерительных приборов, сигнальных и защитных устройств,

ж) очистка или смена масла,

з) сушка активной части (в случае необходимости),

и) сборка трансформатора,

к) проведение измерений и испытаний.

Сплавы высокого сопротивления

Общая характеристика

В ряде электротермических установок для нагревательных элемен­тов применяют сплавы с высоким удельным электрическим сопротивле­нием, которые условно называют сплавами сопротивления.

К этим сплавам предъявляется ряд требований. Прежде всего они должны обладать высокой жаростойкостью, т. е. взаимодействие их с компонентами атмосфер, в которых они работают, при высоких темпе­ратурах должно быть как можно меньшим. Для снижения материало­емкости электрических печей сплавы должны обладать высоким удель­ным электрическим сопротивлением и высокими излучательными свойст­вами. Стабильность электрического сопротивления нагревательного эле­мента в процессе эксплуатации, а также небольшое и постоянное зна­чение температурного коэффициента сопротивления позволяют использо­вать сплавы сопротивления в целом ряде случаев без регулирующих трансформаторов. Благодаря небольшому температурному коэффициен­ту линейного расширения упрощается размещение и крепление нагрева­тельных элементов. Для сохранения формы нагревательного элемента в процессе работы материал должен быть достаточно жаропрочным. По­скольку нагревательный элемент работает в контакте с огнеупорными материалами, он не должен взаимодействовать с ними. Материал для нагревательных элементов должен обладать удовлетворительными тех­нологическими характеристиками (пластичностью, свариваемостью и т. п.) и иметь невысокую стоимость.

Перечисленным требованиям наиболее полно удовлетворяют специ­ально разработанные для нагревательных элементов сплавы сопротив­ления, которые можно разделить на две группы: никельхромовые и железохромоалюминиевые сплавы.

Основой никельхромовых сплавов служит никель или никель и же­лезо, основными легирующими элементами являются хром, алюминий и кремний. Основой железохромоалюмиииевых сплавов является железо, основными легирующими элементами — хром и алюминий. Как в ни­кельхромовые, так и в железохромоалюминиевые сплавы вводят микро­добавки редкоземельных и щелочноземельных металлов, существенно повышающих жаростойкость сплавов, а следовательно, и срок службы нагревательных элементов. Наряду с легирующими элементами, обеспечивающими высокую жаростойкость сплавов, в них содержатся также и примесные элементы, попадающие в сплав с шихтовым материалом и в процессе плавки. К ним относятся сера и фосфор, оказывающие отрица­тельное воздействие па механические свойства металлов и снижающие жаростойкость материала.

Очень сильно снижает жаростойкость сплавов углерод. Повыше­ние содержания углерода с 0,04—0,05% до 0,08—0,09% в Х23Ю5Т и Х27Ю5Т может снизить срок службы нагревательных элементов в 4— 5 раз.

Примесными элементами для железохромоалюминиевых сплавов являются также кремний и марганец, а для никельхромовых сплавов титан и марганец. Однако последние в пределах, допускаемых ГОСТ 10994-74, не вызывают значительного снижения жаростойкости.

Отечественная промышленность выпускает никельхромовые сплавы марок ХН20ЮС, Х15Н60, Х15Н60-Н, Х20Н80-Н, ХН60ЮЗ, ХН70Ю и Х15Н60ЮЗА и железохромоалюминиевые сплавы марок Х15Ю5, X23Ю5, Х23Ю5Т и Х27Ю5Т. Сплав Х15Н60 в связи с низкой жаростойкостью рекомен­дуется применять лишь в качестве реостатного материала (ГОСТ 10994-74).

Никельхромовые сплавы могут работать в контакте с шамотом лю­бой марки, не взаимодействуя с ним . При температуре выше 1000 °С железохромалюминиевые сплавы могут работать в контакте лишь с высокоглиноземистыми огнеупорными материалами (с содержанием оксида алюминия не менее 60—70%). При меньшем содержании оксида алюми­ния и наличии оксидов железа в огнеупорном материале наблюдается химическое взаимодействие между нагревательным элементом и футе­ровкой в месте их контакта, в результате чего на поверхности нагревате­ля возникают легкоплавкие эвтектики, что приводит к образованию язв (кратеров) и перегоранию элемента. Нагреватели из любых сплавов разрушаются в печах с атмосферой, содержащей водород, при использо­вании футеровочных материалов или мертелей на фосфатных связках. Не рекомендуется применять нагреватели из сплавов сопротивления так­же в окислительной атмосфере в печах с футеровкой из огнеупорных бетонов на фосфатных связках.

Пластичность железохромоалюминисвых сплавов возрастает с уве­личением температуры, и при температуре 800—1000 °С сплавы легко поддаются деформации. Однако при температуре 400—500 °С наблю­дается зона хрупкости. При медленном охлаждении до комнатной тем­пературы хрупкость сохраняется. Для се устранения следует выдержи­вать металл при температуре 750-850 °С, а затем проводить закалку металла в воде. При нагреве до температуры 900—950 °С и выше проис­ходит быстрый рост зерна, приводящий к необратимому охрупчиванию металла. Железохромоалюминиевые сплавы не рекомендуется эксплуа­тировать в среде азота, так как алюминий с азотом легко образует нит­риды, обедняя твердый раствор легирующим веществом, обеспечиваю­щим жаростойкость сплава.

В вакууме при давлении до 10^-2 Па для нагревательных элементов при температуре до 1150°С рекомендуется применять сплавы ХН70Ю, Х15Н60ЮЗА, Х20Н80-Н, при этом предпочтение следует отдавать спла­вам, дополнительно легированным алюминием (Х15Н60ЮЗА, ХН70Ю), поскольку скорость их испарения в вакууме ниже, чем у никельхромо­вых сплавов.

Проволока, лента, сортовой прокат (исключая прутки) из сплавов сопротивления поставляются в термообработанном состоянии.

Гибку нагревательных элементов из проволоки никельхромовых сплавов диаметром до 8,0 мм можно проводить без подогрева. Для про­волоки диаметром более 8,0 мм рекомендуется подогрев мест гиба до 950—1100 °С для сплавов марок ХН70Ю, ХН60ЮЗ, ХН20ЮС; до 700— 1000°С для сплава Х15Н60-Н; до 700—800 °С для сплава Х20Н80-Н. Гибку нагревательных элементов из проволоки и ленты железохромо­алюминиевых сплавов (исключая сплав Х15Ю5) ввиду их малой пластичности следует вести с подогревом мест гиба до 700—950 °С, особенно в больших сечениях. Гибку нагревателей из проволоки сплава Х15Ю5 диаметром до 7,0 мм включительно можно вести без подогрева, места гиба проволоки большего диаметра следует греть до 650—800 °С. Мини­мальный радиус гиба для всех сплавов равен 0,9 диаметра проволоки. Гибку следует вести плавно, без рывков. При гибке с подогревом темпе­ратура места нагрева в конце процесса гибки для железохромоалюминиевых сплавов должна быть не ниже 600 °С.

Изготовление спиральных нагревателей из никельхромовых спла­вов и сплава Х15Ю5 можно вести без подогрева, для остальных железохромоалюминиевых сплавов рекомендуется подогрев до 200—300 °С. Обычно при навивке спиралей на токарно-винторезном станке подогрев проволоки осуществляют прямым пропусканием электрического тока, для этого подключают один из выводов низковольтной обмотки трансфор­матора (5—12 В) к укладчику проволоки. В этом случае нагревается участок проволоки между укладчиком и оправкой, на которую навивает­ся спираль. Оправку и второй вывод трансформатора заземляют. Регу­лирование температуры подогрева осуществляют изменением подавае­мого напряжения, а также скорости навивки спирали. Необходимо избе­гать нагрева выше 400 °С, так как при 400—500 °С, как уже отмечалось выше, имеется зона хрупкости, где пластичность железохромоалюминиевых сплавов резко падает.

При гибке зигзагообразных нагревателей температура может быть с достаточной точностью оценена визуально или с помощью оптического пирометра. При навивке спиральных нагревателей температура измеряет­ся с помощью инфракрасного оптического пирометра или термокаранда­шей в процессе подготовки к навивке, в дальнейшем выдерживают из­бранные скорость навивки и напряжение тока, чем и обеспечивается постоянство температуры подогрева.

Так как нагреватели из железохромоалюминиевых сплавов в процес­се работы охрупчиваются, ремонт их, связанный с правкой и гибкой, следует вести только при температуре 800—1000 °С. Никельхромовые сплавы сохраняют пластичность до конца эксплуатации нагревателей.

При выборе конструкции нагревателей следует учитывать, что мес­та сварки обладают меньшей жаростойкостью, чем основной металл. Для железохромоалюминиевых сплавов сварные швы и околошовная зона обладают, кроме того, повышенной хрупкостью. При необходимости сварку следует вести аргонодуговым методом с нерасходуемым вольфра­мовым электродом и присадочной проволокой из той же марки, что и свариваемый материал. Для нагревателей из никельхромовых сплавов, работающих при температуре ниже 1100°С, допускается ручная электро­дуговая сварка электродами марки ОЗЛ25 или ОЗЛ25Б. Приварку тон­кой проволоки к выводам осуществляют контактно-конденсаторной сваркой. Токарную обработку сплавов рекомендуется вести резцами с пластинами из твердых сплавов.