К числу неисправностей, возникающих на активной части в процессе транспортировки и монтажа трансформаторов, относятся нарушения изоляции отводов, повреждения изоляционных деталей, повреждения и обрыв токоведущих проводников. Такие неисправности устраняют, как правило, силами монтажного и эксплуатационного персонала без привлечения специализированных ремонтных организаций.
Восстановление поврежденной изоляции отводов
Отводы трансформаторов изолированы кабельной или кредитованной бумагой, которая в виде ленты накладывается в несколько слоев на токоведущий медный или алюминиевый проводник. Отводы сложной конфигурации изолируют лентой из лакоткани. В качестве отводов применяют также однофазный изолированный кабель типа БОТВ, изоляцией в котором служит кабельная бумага, закрытая снаружи хлопчатобумажной оплеткой.
Наиболее типичными повреждениями изоляции отводов являются изломы изоляции, возникающие вследствие резкого перегиба отвода, распушивание изоляционных слоев, обрыв изолирующих лент. Для восстановления поврежденной изоляции с обоих концов от места повреждения срезают изоляцию отвода на конус. Длина конуса среза изоляции должна быть не менее 10-кратной толщины изоляции отвода. Вместо срезанной изоляции на отвод накладывают новую изоляцию полосами из лакоткани.
Для масляных трансформаторов рекомендуется применять лакоткань марки ЛХММ-105 (лакоткань хлопчатобумажная, на масляной основе, маслостойкая), для сухих трансформаторов — марок ЛШЛС-105, ЛШМ-105 и др.
Для изолировки отводов масляных трансформаторов можно применять также кабельную или крепированную бумагу, однако в этом случае обеспечить требуемую плотность намотки изоляции значительно труднее. Перед применением лакоткань необходимо разрезать на полосы шириной 30 мм под углом 45° к нитям основы. Крепированная бумага должна быть порезана на полосы шириной 30 мм поперек крепа, а кабельная — на полосы шириной 20—30 мм.
Для изоляции применяют предварительно просушенную лакоткань или бумагу. Для этого подготовленные полосы из лакоткани и бумаги должны быть высушены при температуре 80—90°С в течение не менее 10 ч. Намотку изоляции производят вполуперекрышку в одну полосу. При намотке нельзя допускать образования просветов и пустот, особенно на изгибах и переходах.
При толщине накладываемой изоляции более 2 мм изолировку отводов кабельной бумагой можно производить в две полосы. Толщина накладываемой изоляции должна соответствовать указанным в чертеже трансформатора значениям. При изолировке отводов необходимо контролировать плотность намотки (визуально и на ощупь) и толщину слоя намотки (штангенциркулем). Намотанные участки бандажируют одним слоем просушенной тафтяной ленты вполулерекрышку.
Особое внимание следует уделять устранению неисправностей изоляции обмоток трансформатора. Повреждение изоляции обмоток в большинстве случаев требует проведения разработки активной части для замены изоляции. Однако некоторые неисправности (например, повреждение изоляции наружных витков внешней обмотки, повреждение дистанцирующих прокладок и др.) могут быть устранены опытным специалистом-обмоточником без разборки активной части.
Восстановление изоляционных деталей активной части
При устранении неисправностей, связанных с повреждением крепления отводов трансформатора, необходимо руководствоваться следующим:
1. Не следует допускать изменения конструкции и схемы крепления отводов трансформатора, так как это потребует решения сложных вопросов по обеспечению механической прочности и изоляции отводов. Поврежденные детали крепления несложной конструкции можно изготовить на месте. Изоляционные детали крепления отводов изготовляют из дерева (бука), бакелита и текстолита. Изготовленные детали перед установкой должны быть высушены при температуре 95—100°С в течение 48 ч и пропитаны маслом.
2. В местах крепления на отвод необходимо устанавливать бандаж из электроизоляционного картона толщиной 0,5—1 мм для изолированного отвода и 2—2,5 мм для неизолированного отвода.
3. Затяжка крепежа должна обеспечивать плотное без люфтов зажатие отвода в креплениях и исключать повреждение отвода и крепления.
4. Все резьбовые соединения элементов крепления должны стопориться от самоотвинчивания.
При применении стального крепежа стопорение осуществляют контргайкой либо кернением резьбы в трех точках. В случае, применения стальных болтов с глухим резьбовым соединением стопорение осуществляют замковой пластиной или замковой шайбой. Изоляционный крепеж стопорят контргайкой либо бандажом из хлопчатобумажной ленты. Концы бандажа должны быть обрезаны до длины 5—10 мм. Свободные концы шпилек из изоляционного материала не должны выступать более чем на 10 мм. При необходимости их обрезают.
В мощных трансформаторах напряжением 110 кВ и выше, оборудованных системой охлаждения с принудительной циркуляцией масла, не рекомендуется производить стопорение резьбовых соединений бандажами из хлопчатобумажной ленты.
Легкоповреждаемые при неправильном обращении бакелитовые цилиндры высоковольтных вводов, как правило, ремонту не подлежат и в случае их повреждения должны быть заменены новыми. Однако незначительные сколы и трещины в цилиндре в месте его крепления к фланцу трансформатора тока могут быть устранены путем стяжки металлическими пластинами. При этом в местах начала и окончания трещин следует просверлить отверстия, во избежание распространения трещин места расслоения необходимо срезать и торцы покрыть бакелитовым лаком.
Если в процессе монтажа трансформатора бакелитовые цилиндры находились на воздухе более 48 ч, то перед установкой их необходимо очистить от возможных загрязнений и высушить при температуре 95—100°С в течение 24 ч. При более значительных увлажнениях бакелитовые цилиндры следует сушить при температуре 95—100°С в течение 120 ч без вакуума или в течение 60 ч при остаточном давлении в сушильном пространстве 650—1300 Па. Температуру на цилиндрах в процессе их сушки необходимо поднимать плавно во избежание коробления бакелита.
При повреждении изолирующих прокладок или изоляции распорных винтов активной части их необходимо заменить новыми, сделанными из электрокартона соответствующей толщины. Прокладки должны быть надежно закреплены, а изоляция прибандажирована к распорному винту во избежание ее выпадения при работе трансформатора. Изоляцию можно устанавливать поверх поврежденной изоляции, если последнюю невозможно удалить.
Аналогично устраняют неисправности, связанные с повреждением изоляции прессующих винтов обмоток и деталей, изоляции шпилек полубандажей ярм магнитопровода. Детали изоляции шпилек изготовляют из текстолита или бакелита. При замене изоляционных деталей ярм магнитопровода необходимо принимать специальные меры, обеспечивающие сохранность его запрессовки.
Пайка медных отводов
В ряде случаев в процессе монтажа возникает необходимость перепайки медных отводов, вследствие частичного или полного обрыва гибкого отвода, удлинения или укорочения гибкого кабеля отвода, проходящего через высоковольтный ввод, перепайки наконечника и т. д. Основные соединения в отводах осуществляются при помощи пайки припоем МФ (припой меднофосфористый, ГОСТ 4515-75). Припайку наконечников вводов к концам гибких отводов, стыковку гибких отводов при помощи гильз производят припоем ПОС-30 или ПОС-61 (припой оловянно-свинцовый, ГОСТ 21931-76). В некоторых ответственных случаях, где требуется особое качество пайки, при небольших размерах соединяемых проводников применяют припой ПСр-15 (припой серебряный, ГОСТ 19746-74). Пайку припоями МФ и ПСр осуществляют, как правило, при помощи паечных клещей, устройство которых показано па рисунке 1.
1 — детали, подлежащие пайке; 2 — угольный электрод; 3 — ось; 4 — пружина; ПТр — паечный трансформатор; РП — реле промежуточное; К — ножная кнопка управления; Тр — трансформатор; Пр — предохранитель; ПР — пусковое реле
Рисунок 1 - Устройство паечных клещей
С изолированного отвода на расстоянии не менее 150 мм от места пайки срезают изоляцию на конус. Подлежащие пайке места отводов должны быть очищены от грязи, краски, окалины, пленок окиси и изоляции. Очистку производят напильником, стальной щеткой, шлифовальной шкуркой, шабером. Места пайки гибких проводов бандажируют собственным проводом и сплющивают до толщины, равной 60—70% их диаметра.
Контактные поверхности угольных электродов паечных клещей должны быть ровными и взаимно параллельными. При необходимости их нужно выровнять (зачистить) напильником.
Подготовленные для лайки концы отводов сочленяют и зажимают между угольными электродами. При этом контактная поверхность соединяемых отводов должна быть не менее сечения отвода, а усилие сжатия должно обеспечивать равномерный контакт между угольными электродами по всей площади пайки, чтобы исключить подгорание отводов.
Отвод вблизи места пайки обкладывают увлажненным асбестом для предотвращения загорания близлежащих к месту пайки участков промасленной изоляции отводов. В процессе пайки необходимо следить, чтобы асбест постоянно находился в увлажненном состоянии.
После достаточного разогрева места пайки в зазор соединения вводится припой. Вначале припой вводят с одной стороны соединения до появления его с противоположной стороны, а затем — по всему периметру соединения. Такая последовательность пайки обеспечивает нормальное удаление газов из зазора, способствует получению большой площади припоя, предупреждает появление газовых пор в месте пайки.
Ниже приведены рекомендуемые значения тока на электродах паечных клещей и необходимой мощности паечного трансформатора в зависимости от объема узла пайки.
Объем узла, см3 | До 20 | 20—40 | 40—80 | 80—120 |
Ток на электродах, кА | 2—3 | 3—4 | 4—8 | 8 |
Мощность паечного трансформатора, кВА | 20—40 | 30—50 | 40—75 | 75—100 |
После введения припоя отключают нагрев и оставляют электроды клещей в сжатом состоянии до образования затвердевшей пленки припоя темно-серого цвета по всему периметру соединения. После остывания сочленяемые места отводов освобождают от клещей и проверяют качество пайки. В месте пайки отводов не должно быть: трещин в шве или основном металле; непропаянных участков по линиям сопряжения в виде щелей; наплывов припоя, выступающих над поверхностью шва более чем на 2 мм; пор и шлаковых включений, если они имеют характер скоплений или цепочек с суммарной протяженностью более 10% длины шва. Дефекты в паяных швах устраняют путем зачистки с последующей пайкой. Места пайки изолируют лакотканью, как описано выше.
При пайке отводов высоковольтных обмоток, имеющих большие сечения, гибкий кабель разделяют на несколько частей. Места паек во избежание значительного утолщения отвода разносят по длине отвода.
Припайку наконечников вводов к гибким отводам оловянно-свинцовым припоем осуществляют следующим образом Подлежащие пайке концы провода и поверхности гнезд наконечника необходимо зачистить от окислов и заусенцев шлифовальной шкуркой, стальной щеткой или напильником и продуть сжатым сухим воздухом с целью удаления абразивной пыли.
Места пайки на проводе и наконечнике обезжиривают бензином. Если диаметр провода отвода равен или больше диаметра гнезда в наконечнике, провод расщепляют на стренги, которые припаивают в разных гнездах наконечника. На конце, провода или стренги на расстоянии 100—150 мм от наконечника ставят бандаж из медной проволоки. Места пайки провода с наконечником следует обработать спирто-канифольным раствором (одна часть канифоли и десять частей спирта) либо паяльной пастой, а затем пролудить. Для лужения поверхности гнезд наконечника наконечник необходимо нагреть до температуры плавления припоя (300—350°С), а затем нанести тонкий ровный слой полуды палочкой припоя. Лужение концов провода производят в ванне с расплавленным припоем.
Концы провода плотно устанавливают в гнезда наконечника. Наконечник нагревают при помощи паечных клещей или другим способом до температуры плавления припоя. Поддерживая достигнутую температуру, в место пайки постепенно вводят припой до полного заполнения зазоров и плавного обтекания спаиваемой поверхности. Отключают нагрев и охлаждают спаянные соединения до полного затвердевания припоя. Качество пайки проверяют внешним осмотром. По всему периметру соединения должно быть усиление в виде паечного шва. Припой должен плавно обтекать боковые поверхности спаиваемых деталей. В паечном шве не должно быть пор, трещин, наплывов и непропаев. Обнаруженные при контроле дефекты пайки должны быть устранены. В таблице 1 приведены некоторые причины, вызывающие дефекты в паечных соединениях, и способы их устранения.
Таблица 1 - Причины, вызывающие дефекты пайки, и способы устранения дефектов
Дефекты пайки | Причины, вызывающие дефекты | Способы устранения дефектов |
Припой плохо смачивает поверхности и не заполняет пор | На спаиваемых поверхностях имеются грязь, | Очистить поверхности |
Недостаточный нагрев спаиваемых поверхностей | Увеличить нагрев деталей | |
Флюс плохо очищает поверхность от окислов ввиду уменьшения его активности | Заменить флюс новым | |
Большой зазор между спаиваемыми поверхностями | Уменьшить зазор до 0,1—0,2 мм | |
Стык заполнен припоем, но в шве имеются трещины
| Большой зазор. Сдвиг деталей во время затвердевания припоя | Распаять, зачистить спаиваемые поверхности, уменьшить зазор до 0,1—0,2 мм. Повторно запаять |
Наплывы припоя на внешней стороне | Чрезмерный и неравномерный нагрев деталей | Перепаять, обеспечив нужный и равномерный |
При соединении отводов пайкой оловянно-свинцовым припоем применяют соединительные медные гильзы (рисунок 2,а, б). Гильзы либо изготавливают из цельного металла, либо используют отрезок медной трубы соответствующего диаметра. Сечение гильзы должно быть не менее сечения спаиваемого отвода, заход отвода в гильзу должен составлять не менее двух диаметров. Для облегчения пайки в теле трубчатой гильзы просверливают несколько вспомогательных отверстий. Пайку соединительных наконечников производят аналогично пайке наконечников вводов.
а — гильза из цельного материала; б — гильза из полого материала; 1 — отвод; 2 — промежуточная гильза; 3 — отверстие для введения припоя
Рисунок 2 - Удлинение и укорочение отводов высоковольтных обмоток с помощью промежуточной гильзы
Пайка отводов на промасленной активной части весьма пожароопасна. Чтобы обеспечить безопасность работ, место лайки отводов при возможности надо выносить из бака трансформатора. Если это сделать невозможно, необходимо вынуть активную часть или снять колокол бака. Перед выполнением работ должны быть выполнены меры по обеспечению противопожарной безопасности.
