Для маслонаполненных вводов с маслобарьерной и конденсаторной изоляцией появляется необходимость в маслорасширителях, в которых может происходить изменение уровня масла при температурных изменениях его объема. Можно различать: а) маслорасширители встроенные, составляющие одно целое с маслонаполненным вводом, и б) маслорасширители вынесенные, представляющие сосуд, стоящий отдельно от ввода. Можно также различать: а) маслорасширители со свободным обменом воздуха, б) маслорасширители с фильтрацией обменного воздуха через силикагелевые воздухоосушители (влагопоглотители) и в) маслорасширители герметизированные.
Рис. 12-12. Цилиндрический стеклянный маслорасширитель ввода.
Рис. 12-13. Шарообразный стеклянный маслорасширитель ввода.
Встроенный маслорасширитель представляет собою сосуд, расположенный в верхней части маслонаполненного ввода. Уровень масла повышается или понижается, в зависимости от температуры, в пределах этого сосуда. Такие маслорасширители могут быть сделаны либо из толстостенного стекла цилиндрической или шаровой формы (рис. 12-12, 12-13), либо из металла. В первом случае стеклянный сосуд одновременно выполняет функции маслорасширителя и маслоуказатели, так как сквозь стенку сосуда хорошо видно положение уровня масла. Для металлических маслорасширителей нужен специальный маслоуказатель.
Стеклянные маслорасширители маслонаполненных вводов имеют тот недостаток, что объем масла, заключенного в них, подвергается длительному солнечному облучению, а это в сочетании с воздействием кислорода воздуха приводит к старению масла. Вследствие конвекции процесс старения может охватить весь объем масла, заключенного во вводе. Кроме того, стеклянный маслорасширитель легко может быть разбит. По этим причинам металлический маслорасширитель представляется более рациональным, хотя он и нуждается в специальном маслоуказателе, что его удорожает.
Маслорасширитель должен быть соединен с фарфором ввода при помощи надежных уплотнений.
При свободном обмене воздуха в маслорасширителе должно быть предусмотрено отверстие для входа и выхода воздуха при изменении уровня масла внутри маслорасширителя («дыхательная трубка», см. рис. 11-8). Если предусмотрена сушка обменного воздуха, то дыхательное отверстие в крышке маслорасширителя соединяется с воздухоосушителем.
Встроенные маслорасширители, естественно, могут быть применены только на вводах, установленных вертикально или с большим углом наклона относительно горизонтали. Маслонаполненные вводы для прохода через стену здания также могут быть установлены с большим углом наклона в специальных нишах. Однако для упрощения строительных работ их часто устанавливают горизонтально или с небольшим углом наклона. В этом случае ввод оказывается полностью заполненным маслом и необходим отдельный, вынесенный маслорасширитель. Последний представляет собою металлический бак надлежащей емкости, расположенный где-либо вблизи от ввода и соединенный с ниппелем на средней заземленной втулке ввода стальной трубкой.
Герметизированный ввод может быть жесткого типа или с упругой мембраной.
Герметизация вводов применяется главным образом в случае небольшого объема масла в них. Для этой цели применяют либо уплотняющие прокладки на лаке, либо используют упругую (гофрированную) металлическую мембрану, которую припаивают к фарфору и к токоведущему стержню. Соответствующая поверхность фарфора предварительно металлизируется.
При свободном обмене воздуха изменение объема масла во вводе при изменении температуры на Δί)° будет:
(12-1) где V — полный объем масла;
а — коэффициент объемного расширения масла.
Эта величина немного зависит от сорта масла и от температуры. Для расчета можно принимать ее равной 0,0007 [Л. 12-3].
Например, если диапазон колебаний температуры масла во вводе равен 100° (что получается при изменении температуры от —40° до +60°), то величина ΔV0 будет равна 7% от общего объема масла ио вводе.
Величину ΔV0 иногда называют «обменным объемом». Очевидно, что объем маслорасширителя должен быть несколько больше обменного объема.
Если площадь зеркала масла в маслорасширителе равна S, то высота колебаний уровня масла в маслорасширителе
(12-2)
При полной герметизации ввода и повышении температуры объем газовой подушки, закрытой во вводе, будет уменьшаться и давление в ней будет повышаться. Кроме того, газ, содержащийся в маслорасширителе, будет также нагреваться, что еще более повысит давление в газовой подушке.
Расчет других конструктивных исполнений маслорасширителей выполняется столь же элементарно при помощи уравнений состояния газа.