Силовые трансформаторы активной мощностью от 1 МВА, работающие в непрерывном режиме, интенсивно нагреваются, поэтому в их конструкции всегда предусматривается бачок с охладительной жидкостью – трансформаторным маслом.
В случае нештатной ситуации – пробой, короткое замыкание, масло резко нагревается, выделяя газы. Объём бачка при этом увеличивается, и он может разрушиться. Во избежание этого на верхней крышке всегда имеется выхлопная труба трансформатора.
Конструкция
Выхлопная (иначе – предохранительная) труба электрического трансформатора большой мощности состоит из следующих частей:
- Составного сварного корпуса.
- Верхнего фланца.
- Ограничительной трубки.
- Нижнего фланца.
- Элементов крепления и уплотнения (болты, гайки, прокладки).
Корпус выхлопной трубы силового трансформатора может быть и прямым, однако для того, чтобы исключить попадание частиц масляного тумана на поверхность крышки устройства, корпус выполняют изогнутым на угол не менее 900. Из тех же соображений ось детали наклоняют относительно верхней плоскости крышки на некоторый угол.
Угол проектируют произвольным, но не менее 200, в зависимости от взаимного расположения элементов устройства.
В обычном состоянии верхний фланец снабжается стеклянной заглушкой диаметром 185 мм, которая выполняет роль одноразовой мембраны. Она монтируется в пакет, который скрепляется двумя уплотнительными кольцами, изготовленными из эластичной бензомаслостойкой резины. Когда давление внутри расширительного бачка повышается, стеклянная мембрана разрушается и обеспечивает свободный пропуск газов наружу. При эксплуатации во влажной среде рекомендуется дополнить конструкцию мембраны воздухоосушителем.
При проектировании предохранительной трубы имеет значение ее высота: она должна быть выше, чем уровень расширительной крышки, иначе самопроизвольный подъём газового выхлопа окажется невозможным.
Требования к составным частям
Материалом корпуса принимают низкоуглеродистую тонколистовую сталь толщиной 1,5…2,0 мм, которая отличается хорошей свариваемостью. В готовом виде внутренний диаметр трубы составляет не менее 150 мм, причём сварные швы должны быть герметичными.
При иных параметрах силового агрегата диаметр выхлопной трубы принимают в зависимости от объёма расширительного бачка:
- При объеме до 4000 л – 255 мм;
- При объеме свыше 4000 л – 350 мм.
Соответственно корректируют и диаметр мембраны.
Готовое изделие перед установкой подвергают проверке на предприятии-изготовителе. В ходе такой проверки:
- Испытывают изделие на статическое давление масла. Масло заливают в трубу и оставляют там на 2…3 часа. Затем определяют места возможной протечки, после чего производится заварка автогеном выявленных пустот между швами;
- Устанавливают соответствие марок стеклянной мембраны и резиновых прокладок эксплуатационным требованиям;
- Проверяют соосность мест под крепеж в нижнем и верхнем фланцах.
Если в результате проверки стеклянная мембрана имеет трещины, то ее необходимо заменить. Для этого используют стекло с толщиной 2,5…4 мм (соответственно для уплотнительных резиновых прокладок толщиной 4…5 мм).
После всех проверок внутреннюю поверхность узла очищают и смазывают чистым трансформаторным маслом.
Отбойный щит
Отбойный щит на выхлопную трубу силового трансформатора предназначен для защиты от масляного потока поверхности смежного устройства, которое расположено на расстоянии ближе 30 м: в противном случае возможно возгорание. Для одиночного трансформатора щит не нужен, достаточно просто отклонить выхлопную трубу в требуемом направлении.
Допускается вместо отбойного щита предусматривать экран из огнезащитного материала, в качестве которого используют базальтовую вату, композиции на основе силикатов кальция или алюминия. Высота и ширина детали должны быть больше на 300…500 мм, чем части рядом расположенного агрегата. Конфигурация и толщина щита не регламентируются.
Требования к монтажу
Порядок установки выхлопной трубы трансформатора и требования к ней оговаривается инструкцией ОАХ 458003-70, которая должна соблюдаться относительно устройств, рассчитанных на напряжение от 110 кВ. В процессе выгрузки и монтажа производится проверка целостности всех элементов, соответствие материалов исходным требованиям, наличие контрящего крепежа трубы к крышке трансформатора.
Транспортировка частей узла всегда выполняется раздельно. Все элементы должны быть загерметизированы и очищены от следов окалины, а также прочих возможных загрязнений. Ответственность за это несёт изготовитель. При несоответствии вышеперечисленным требованиям составляется акт, а требуемые операции производятся до сборки и установки.
Поскольку в целях безопасности корпус расширителя и предохранительной трубы должны представлять собой сообщающиеся сосуды, то между ними устанавливают соединительную трубку.
Ее размеры и способ соединения оговаривается ГОСТ 11677-75. Для монтажа используют фланцы, которые прикрепляют к патрубкам расширителя и трубы. Наличие такой трубки исключает перераспределение масла из расширителя в трубу и выравнивает давления в системе.
Для мощных трансформаторов горизонтальная ветвь выхлопной трубы может оказаться достаточно длинной. Тогда посредине верхней крышки устанавливают опорную стойку, в гнездо которой помещают корпус.
Предохранительные трубы предусматривают лишь в тех случаях, когда трансформатор не снабжен защитным реле, которое срабатывает при резком повышении давления сверх нормативной величины (обычно – 50…100 кПа).
