Собственно производство конденсаторов
Важнейшими операциями при производстве силовых конденсаторов являются: изготовление секций; изготовление бака; сборка выемной части и конденсатора в целом; вакуумная сушка, дегазация и пропитка бумажной изоляции; герметизация бака конденсатора и, наконец, испытания и маркировка готового конденсатора.
Секции наматываются на специальных намоточных станках. Намоточный станок имеет рабочий шпиндель с приводом от электродвигателя и около двух десятков осей для рулонов фольги и бумаги. На оси надеваются два рулона алюминиевой фольги и 2п рулонов конденсаторной бумаги, где п — число слоев бумаги между обкладками, определяемое толщиной бумаги и напряжением секции.
Плоская секция наматывается на цилиндрическую оправу, надетую на рабочий шпиндель, к которой одновременно подаются ленты фольги и бумаги от разматываемых рулонов. После намотки секции ее снимают с оправы и путем сжатия придают ей плоскую форму. Цилиндрические секции наматываются на втулки, которые остаются внутри намотанных секций.
Из готовых секций собирают выемную часть конденсатора и выполняют при помощи пайки электрические соединения секций между собой, а в трехфазных конденсаторах — также соединения фаз между собой. После этого устанавливают выемную часть в бак конденсатора, присоединяют ее к токоведущим стержням выводных изоляторов и сваривают крышку бака с корпусом. В крышке бака остаются отверстия для откачки воздуха и паров воды из бумажного диэлектрика секций и заполнения бака пропиточным материалом.
Собранные конденсаторы подвергаются вакуумной обработке и пропитке в специальных сушильно-пропиточных баках, имеющих цилиндрическую или прямоугольную форму. После загрузки конденсаторов в бак его герметически закрывают и производят сушку и дегазацию конденсаторов с подогревом до температуры не выше 140° С при остаточном давлении, не превышающем нескольких десятых миллиметра ртутного столба.
Вакуумная обработка конденсаторов производится для возможно более полного удаления влаги и воздуха из пор бумаги с той целью, чтобы последние могли полностью заполниться жидким диэлектриком при последующей пропитке конденсатора. Поэтому стремятся снижать остаточное давление в баке до возможного минимума. Применение для этой цели пароструйных диффузионных насосов в комбинации с масляными ротационными насосами позволяет получать в конце вакуумной обработки остаточное давление в несколько сотых миллиметра ртутного столба и даже ниже.
Иногда вакуумной сушке конденсаторов предшествует сушка с подогревом при атмосферном давлении или при остаточном давлении 15—20 мм рт. ст.
После сушки конденсаторов в течение нескольких суток в сушильно-пропиточный бак подают, не снимая вакуума, тщательно очищенное и дегазированное конденсаторное масло или хлорированный дифенил. Пропиточный материал проникает в конденсаторные баки через отверстия в крышках и постепенно пропитывает бумагу между обкладками конденсаторов.
После окончания пропитки конденсаторов прекращают подогрев и дают баку остыть до температуры около 30° С. Затем поднимают давление внутри бака до атмосферного, вскрывают бак, выгружают из него конденсаторы и герметизируют их, запаивая отверстия в крышках.
Заключительными операциями в производстве конденсаторов являются их испытания, в том числе измерение емкости. Полученное значение ее проставляется на маркировочной табличке конденсатора наравне с номинальной мощностью и другими техническими данными. При этом номинальная мощность определяется путем расчета по измеренной емкости и номинальному напряжению.
Производство конденсаторов, пропитанных хлорированным дифенилом, принципиально не отличается от производства конденсаторов, пропитанных конденсаторным маслом. Добавляются только требования по технике безопасности, в связи с токсичностью хлорированного дифенила, и необходимость в особой чистоте всей содержащей его аппаратуры в связи с чувствительностью его к загрязнениям (§ 1-4).
Технология изготовления силовых конденсаторов сравнительно несложна, но высокое качество конденсаторов обеспечивается только при строгом выполнении всех требований, предъявляемых к производственному процессу. Наиболее важно соблюдение режима вакуумной обработки в части ее продолжительности, вакуума и температуры в сушильно-пропиточном баке.
Важна также чистота при намотке секций и сборке конденсатора, исключающая возможность загрязнения бумажной изоляции. Несоблюдение этого требования создает в изоляции дефектные места и приводит к преждевременному пробою конденсатора. Поэтому для помещений, где производятся намотка секций и сборка конденсаторов, на некоторых заводах применяют кондиционирование воздуха.
Весьма существенное значение имеют также тщательный контроль качества конденсаторной бумаги, поступающей в производство, и правильная подготовка (очистка и дегазация) жидкого диэлектрика перед пропиткой.
Производство силовых конденсаторов рассмотрено более подробно в [Л. 1-6, 1-10 и Л. 21].
Испытания силовых конденсаторов на заводе-изготовителе
Объем и нормы испытаний силовых конденсаторов на заводе-изготовителе установлены ГОСТ 1282-58. Согласно ГОСТ каждый конденсатор должен быть подвергнут внешнему осмотру, а также проверке и испытаниям в следующем порядке: измерение емкости; испытания повышенным напряжением; измерение тангенса угла потерь; повторное измерение емкости.
При всех испытаниях не должно быть утечки масла из конденсатора.
Измерение емкости должно производиться методом, обеспечивающим относительную погрешность не более 3%.
Измерение тангенса угла потерь должно производиться при номинальном напряжении конденсатора. Допускается. использование пониженного напряжения, но не ниже 10% номинального.
Испытания повышенным напряжением производятся как между выводами, так и между выводами, соединенными вместе, и корпусом. Продолжительность каждого испытания 1 мин.
При испытании между выводами конденсатор должен выдерживать напряжение переменного тока частотой 50 Гц, равное 2,2 номинального напряжения конденсатора, или напряжение постоянного тока, равное 4,3 номинального напряжения.
Таблица 1-3 Испытательные напряжения переменного тока частоты 50 Гц, при испытании силовых конденсаторов между выводами и корпусом согласно ГОСТ 1282-58
Номинальное напряжение конденсатора, в | Приложенное напряжение, в |
220 | 2 500 |
380 | 2 500 |
500 | 2 500 |
1 050 | 5 000 |
3 150 | 18 000 |
6 300 | 25 000 |
10 500 | 35 000 |
Испытания конденсаторов между выводами и корпусом производятся напряжением переменного тока частотой 50 Гц, значения которого приведены в табл. 1-3.
ГОСТ предусматривает также типовые испытания конденсаторов в расширенном объеме, которым периодически подвергается только небольшая часть выпускаемых конденсаторов. При типовых испытаниях проверяется соответствие конденсаторов всем требованиям стандарта.
