Способ заливки высоковольтного блока с конденсатором из органического диэлектрика

 

Использование: в электротехнике и радиоэлектронике, при разработке накопителей энергии и при производстве высоковольтных блоков (Б) конденсаторов и радиоэлементов. Сущность: высоковольтный Б с конденсатором из органического диэлектрика вакуумируют до давления, превышающего давление насыщенного пара фторорганической жидкости при температуре заливки на (133,3-1333) Па. Затем Б заполняют дегазированной фторорганической жидкостью со скоростью ее подъема в Б, равной 1 мм/мин. Указанные режимы позволяют упростить технологию заливки и повысить производительность процесса при сохранении ресурса работы конденсатора в Б. 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике и радиоэлектронике и может быть использовано при разработке накопителей энергии, в частности, в технологии производства высоковольтных блоков конденсаторов и радиоэлементов.

Известен способ пропитки и заливки конденсаторов в корпусе жидкостями на основе полностью фторированных углеводородов.

Технологический процесс состоит из нескольких этапов: 1. Вакуумирование корпуса конденсатора в течение суток при остаточном давлении 10^-7 мм рт.ст.

2. Дегазация жидкости в тонком слое при разрежении, незначительно превышающем давление ее паров, с целью удаления всего свободного газа и влаги, и фильтрование жидкости для удаления микрочастиц. В случае перфторированных углеводородов это давление составляет 3-30 мм рт.ст. Продолжительность дегазации составляет 24 ч. Фильтрование производят одновременно с дегазацией, причем размер пор фильтра составляет 2 мкм.

3. Заполнение корпуса конденсатора жидкостью при давлении паров жидкости и поддержание этого давления в течение 24 ч.

Недостатком способа является необходимость перед заполнением корпуса откачки из него воздуха при очень низком давлении.

Наиболее близким аналогом и принятый авторами за прототип является способ, при котором при изготовлении электрического конденсатора, имеющего наружный кожух, содержащий полимерный диэлектрический материал и токопроводящие слои, диэлектрическую жидкость вакуумируют для удаления из нее газа, воздействуют на жидкость давлением меньше атмосферного. Дегазированную жидкость вводят в кожух, поддерживая внутри кожуха и вокруг жидкости пониженное давление. Дегазированную жидкость, расположенную в кожухе, подвергают воздействию давления больше атмосферного для пропитывания диэлектрического материала. Температуру этого материала поддерживают ниже 60^оС. Затем при герметизации кожуха вокруг жидкости поддерживают давление больше атмосферного.

Недостатком способа является необходимость воздействия давлением выше атмосферного.

Целью предлагаемого способа заливки высоковольтного блока с конденсатором из органического диэлектрика фторорганической жидкостью является упрощение технологии заливки, повышение производительности процесса.

На чертеже показана установка, реализующая предлагаемый способ.

Способ осуществляют следующим образом. На установке (чертеж), состоящей из заливаемого блока 1, капилляра 2, двухканального штуцера 3, емкости для дегазации жидкости 4, воронки с фильтром 5, вакуумметра 6, ловушки 7, уровнемера 8, насосов 9, соединительной муфты 10, вентилей В₁-В₈.

Перед началом работы все вентили установки закрыты. Сначала заливают жидкость в воронку с фильтром 5. При открывании вентиля В₁ жидкость начинает поступать в емкость 4. После заполнения емкости 4 до требуемого уровня, вентиль В₁ перекрывают, после чего жидкость подвергают предварительной дегазации при остаточном давлении, превышающем давление насыщенного пара жидкости на 133,3--1333 Па, в течение ≈30 мин, что осуществляется при открытых вентилях В₄ и В₅.

Предварительно собранный блок 1 подвергают термовакуумной сушке при 60-70^оС и давлении не более 60 Па в течение суток. Для этого открывают кран В₆ на вакуумный насос. После окончания откачки корпуса 1 кран В₆ закрывают, корпус блока 1 через штуцер 3 соединяют с капилляром 2 с помощью муфты 10, после чего открывают вентили В₂, В₇, В₃. при поддержании откачки растворенных газов из жидкости последняя самотеком начинает заполнять блок 1. Жидкость заполняет его снизу вверх со скоростью 1 мм высоты в минуту. После появления жидкости в контрольном уровнемере 8 вентили В₇, В₃ и В₂ закрывают. По мере заполнения узких зазоров в блоке и в пакетах диэлектрика уровень жидкости в уровнемере 8 снижается. Тогда снова открывают перечисленные вентили до тех пор, пока не установится прежний уровень в уровнемере 8, после чего вентили снова закрывают. Операцию повторяют до тех пор, пока уровень жидкости в уровнемере не стабилизируется. Далее блок 1 отсоединяют и герметизируют.

Для улавливания паров жидкости во время вакуумирования устанавливают ловушку 7, откуда после заполнения блока конденсат сливают и потом используют повторно.

Испытания, проведенные авторами, показали, что применение заявляемого способа заливки блока фторорганической жидкостью обеспечивает высокий ресурс работы конденсатора с органическим диэлектриком в блоке (35 000 включений при напряженности Е_р = 160-180 кВ/мм и удельной энергии W_уд = 200 Дж/л). Это отвечает самым высоким требованиям, предъявляемым к подобным устройствам.

Формула изобретения

СПОСОБ ЗАЛИВКИ ВЫСОКОВОЛЬТНОГО БЛОКА С КОНДЕНСАТОРОМ ИЗ ОРГАНИЧЕСКОГО ДИЭЛЕКТРИКА, включающий вакуумирование блока, дегазацию фторорганической жидкости и заполнение ею блока, отличающийся тем, что, с целью упрощения технологии заливки и повышения производительности процесса, блок вакуумируют до давления, превышающего давление насыщенного пара фторорганической жидкости при температуре заливки, причем величину давления поддерживают с превышением 133,3 - 1333 Па в течение процесса заливки, а скорость подъема жидкости при заполнении блока выбирают и поддерживают равной 1 мм/мин.

РИСУНКИ

Рисунок 1