全膜電力電容器真空注油和浸漬工藝裝置改進(jìn)

張 偉 賀學(xué)志 陳華鋒 段成君

（1.合肥通用機(jī)械研究院 合肥 2.合肥通用特種材料設(shè)備有限公司 合肥）

全膜電力電容器（以下簡(jiǎn)稱電容器）制造過(guò)程中需對(duì)電容器進(jìn)行真空以及表面處理，真空處理目的是盡可能地排除產(chǎn)品內(nèi)水分和氣體，使浸漬劑充分滲透到產(chǎn)品內(nèi)的所有空隙，以達(dá)到良好的絕緣效果。它包括介質(zhì)的真空干燥、脫氣、浸漬劑的凈化處理及在真空狀態(tài)下的注油、浸漬等，其中真空狀態(tài)下的注油、浸漬過(guò)程決定于工藝裝置的選定。

1.浸泡式注油的缺點(diǎn)

圖1 浸泡式注油

電容器經(jīng)過(guò)真空干燥、脫氣過(guò)程后，最大限度地將電容器固體介質(zhì)表面及其空隙中吸附的水分和氣排除，當(dāng)真空罐內(nèi)真空度穩(wěn)定在某一值并達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡后，轉(zhuǎn)入注油和浸漬。但目前不少電容器生產(chǎn)廠還在沿用原有的“浸泡式注油”（圖1），即在真空罐內(nèi)放置一個(gè)大的儲(chǔ)槽，將電容器碼放在儲(chǔ)槽內(nèi)，在進(jìn)行注油時(shí)將絕緣介質(zhì)油放入儲(chǔ)槽，讓電容器在充滿絕緣介質(zhì)油的儲(chǔ)槽內(nèi)實(shí)現(xiàn)注油和浸漬。該工藝雖然設(shè)備簡(jiǎn)單，每罐次可裝載的電容器臺(tái)數(shù)多，但每次注油需要的絕緣介質(zhì)油多，導(dǎo)致油處理的工作量大大增加；出罐整配時(shí)絕緣介質(zhì)油又容易發(fā)生潑灑，造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，尤其是電容器外表面以及承載設(shè)備內(nèi)壁的臟污容易隨絕緣介質(zhì)油進(jìn)入電容器內(nèi)，降低電容器膜在高電壓下的耐壓值，嚴(yán)重影響電容器的內(nèi)在質(zhì)量和使用壽命。

2.改進(jìn)

隨著國(guó)內(nèi)電工行業(yè)的發(fā)展和國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的引進(jìn)，以及電容器在使用中的模塊化使得電容器產(chǎn)品在規(guī)格上的系列化，對(duì)國(guó)內(nèi)大多數(shù)電容器生產(chǎn)廠家的真空注油及浸漬工藝裝置進(jìn)行了改進(jìn)，改進(jìn)后的工藝裝置主要分為油杯式和油槽式。

（1）油杯式

油杯式注油主要用于同寬度電容器臥式注油，是指在每臺(tái)臥式放置的電容器上安放注油杯，然后所有注油杯通過(guò)注油軟管、鋼管與罐外的升降罐連接（圖2）。注油杯的安放形式有螺紋式和卡扣式，通過(guò)油杯下部的密封圈與電容器外殼表面實(shí)現(xiàn)密封。

圖2 油杯式注油

當(dāng)電容器處理至滿足注油的階段，在真空條件下進(jìn)行電容器的注油，通過(guò)輸送泵將合格的絕緣介質(zhì)油輸送到升降罐中，然后通過(guò)調(diào)整升降罐的高度，在同等壓力作用下，利用連通器的原理將電容器油注到產(chǎn)品中，從而實(shí)現(xiàn)真空條件下的注油。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)了電動(dòng)升降裝置，具備注油、回油、溢油、抽真空及液位顯示功能，保證了在注油過(guò)程中不外溢又隨時(shí)可補(bǔ)油，注油油位高度可平穩(wěn)地控制在預(yù)先設(shè)定的高度，注油平穩(wěn)、均勻，實(shí)現(xiàn)了注油過(guò)程的自動(dòng)化。此注油過(guò)程能對(duì)注油量進(jìn)行控制，最大程度地實(shí)現(xiàn)少量的回油。注油結(jié)束后電容器在真空環(huán)境下通過(guò)升降罐內(nèi)絕緣介質(zhì)油的靜壓力完成浸漬過(guò)程。具有全自動(dòng)及半自動(dòng)（手動(dòng)）功能，以滿足特殊工藝的需要。其獨(dú)特的干燥和注油結(jié)構(gòu)使產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)群抽單注，最大限度地解決產(chǎn)品脫氣和注油外溢的矛盾，同時(shí)杜絕了真空罐內(nèi)及電容器外殼雜質(zhì)進(jìn)入電容器內(nèi)部。

（2）油槽式

油槽式注油是由ABB公司最先引入國(guó)內(nèi)，也是用于同寬度電容器的臥式真空注油，是指在每臺(tái)電容器按設(shè)定的間距臥式放置托架上（注油口必須在同一直線上），然后在電容器注油口上壓入密封墊，再將注油槽安放在電容器上，同時(shí)把注油槽上的注油接頭壓入電容器上的注油口?？紤]到真空干燥罐一批次的裝載能力，將原有工藝改進(jìn)為雙層裝載，上層采用注油槽，下層采用集油管，同一托架上層的注油槽和下層的集油管間采用可拆式金屬軟管連接；注油槽和集油管上的注油接頭的特殊設(shè)計(jì)兼顧了電容器注油以及注油和浸漬過(guò)程中電容器內(nèi)部的繼續(xù)排氣。

該種注油工藝裝置可根據(jù)需要設(shè)計(jì)為手動(dòng)注油和自動(dòng)注油兩種方式。

①手動(dòng)方式是直接通過(guò)觀察設(shè)置在真空罐上角對(duì)應(yīng)油槽附近的視察窗觀察油槽內(nèi)油位高低來(lái)控制罐頂上對(duì)應(yīng)的手動(dòng)注油分閥來(lái)實(shí)現(xiàn)注油過(guò)程，在注油結(jié)束后將油槽補(bǔ)滿，然后在罐內(nèi)進(jìn)行真空浸漬，其結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖3。

圖3 手動(dòng)油槽式注油

②自動(dòng)方式是在油槽內(nèi)設(shè)置一個(gè)液位開(kāi)關(guān)，通過(guò)液位開(kāi)關(guān)發(fā)出的上下液位信號(hào)以及程序設(shè)計(jì)觸發(fā)其對(duì)應(yīng)注油分閥的啟閉，為了防止自動(dòng)注油時(shí)絕緣介質(zhì)油進(jìn)入油槽的流速太大，引起介質(zhì)油大量飛濺，在注油分閥的下部分別設(shè)置了一個(gè)手動(dòng)球閥，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)將其開(kāi)度設(shè)定后保持常開(kāi)，保證注油時(shí)介質(zhì)油以合適的流速注入油槽，其結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖4。該注油方式在目前國(guó)內(nèi)電容器生產(chǎn)企業(yè)技改項(xiàng)目被廣泛采用，且得到用戶好評(píng)。

3.結(jié)束語(yǔ)

隨著國(guó)外先進(jìn)工藝的引進(jìn)以及對(duì)其進(jìn)一步改進(jìn)，基本杜絕了由于浸泡式注油帶來(lái)的絕緣介質(zhì)油浪費(fèi)和對(duì)環(huán)境的污染，以及電容器外表面和承載設(shè)備內(nèi)壁的臟污帶來(lái)的電容器的內(nèi)在質(zhì)量和使用壽命的不良影響，為我國(guó)電力行業(yè)的大發(fā)展提供了相應(yīng)的保障。

圖4 自動(dòng)油槽式注油

1 裘旭東等.“雙抽單注式”電力電容器真空工藝與設(shè)備的改進(jìn).新技術(shù)新工藝.2007,11

2 嚴(yán)懷貴等.全膜電力電容器真空處理過(guò)程中需注意的幾個(gè)問(wèn)題.電容器與無(wú)功補(bǔ)償 2009,30（1）

3 黃西雁.電力電容器全自動(dòng)真空浸漬設(shè)備的應(yīng)用.電力電容器與無(wú)功補(bǔ)償.2003,增刊