Устройство для очистки диэлектрической жидкости

Изобретение относится к устройству для очистки диэлектрических жидкостей, например трансформаторного масла, сильно загрязненного углеродосодержащими примесями при длительной эксплуатации в высоковольтных электрических аппаратах, таких как высоковольтные масляные выключатели и регуляторы под нагрузкой силовых трансформаторов. Устройство содержит блок источника переменного напряжения промышленной частоты, высоковольтный трансформатор, блок контроля тока проводимости диэлектрической жидкости, цилиндрический металлический сосуд с выпуклым дном, изоляционную подставку, электрод с формой винтовой спирали, сливное устройство для очищенной жидкости, состоящее из изоляционной трубки, расположенной в цилиндре, и из трубки с вентилем, а также из устройства для слива загрязненной жидкости, состоящего из трубки с вентилем, установленным под дном в центре цилиндра. Изобретение обеспечивает сокращение трудозатрат и экономию электроэнергии при очистке жидкостей. 3 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл.

 

Область техники

Изобретение может быть использовано для очистки диэлектрических жидкостей от примесей и может быть использовано в различных отраслях промышленности.

Оно может найти применение в электроэнергетике для очистки трансформаторного масла, сильно загрязненного углеродосодержащими примесями после длительной эксплуатации в высоковольтных электрических аппаратах, таких как высоковольтные масляные выключатели и регуляторы под нагрузкой силовых трансформаторов.

Уровень техники

Известен электрический очиститель диэлектрических жидкостей [Кровяков В.Б., Боков К.И., Краснер И.Н. Электрический очиститель диэлектрических жидкостей. Патент РФ №2107552], содержащий корпус с размещенными в нем осадительными электродами, разделенными диэлектрическими прокладками, причем осадительные электроды и диэлектрические прокладки выполнены в виде перфорированных эквидистатных лент, установленных в корпусе по спирали.

Известно также устройство для очистки жидкости в электрическом поле [патент США №3445376, кл. 204-302, 1969], имеющее два электрода, свернутые в виде спирали, причем между электродами проложен пористый неэлектропроводный материал - пенополиуретан. Здесь также очищаемая жидкость проходит в электрическом поле между витками спирали. В вышеуказанных устройствах осаждение механических примесей под действием сил электрического поля происходит в основном в порах наполнителя.

Общим недостатком вышеуказанных устройств является то, что они пригодны только для очистки жидкостей от механических загрязнений проточным способом, т.е. для очистки необходимо прогонять жидкость через устройство с помощью внешней силы. Следующими недостатками устройств являются трудоемкость чистки накопителей от загрязнений, наличие множества элементов и сложность изготовления самих устройств.

Сущность изобретения

Задача изобретения - создание устройства для очистки сильно загрязненных диэлектрических жидкостей, сокращающего трудозатраты при его осуществлении, обеспечивающего экономию электроэнергии для очистки жидкости, а также возможность осуществления доступным ручным способом или иными средствами чистки осадительного электрода от механических примесей.

Поставленная задача решается благодаря тому, что в устройство, включающее блок источника переменного напряжения промышленной частоты, высоковольтный трансформатор, имеющий первый и второй выводы, установленный вертикально металлический цилиндрический сосуд с выпуклым дном, в центре на дне которого расположен вентиль для слива диэлектрической жидкости, а также два электрода, первый из которых расположен в цилиндрическом сосуде и имеет форму спирали, дополнительно введены для слива очищенной диэлектрической жидкости и установленные над дном внутри сосуда трубка из изоляционного материала, а под дном соосно вне сосуда трубка с вентилем, изолирующая подставка, блок контроля тока проводимости диэлектрической жидкости, причем первый электрод выполнен в виде винтовой спирали, а вторым электродом служит сам сосуд, на первый электрод подается высокое напряжение от первого вывода высоковольтного трансформатора, а второй электрод заземлен, при этом первый электрод расположен внутри сосуда таким образом, что его продольная ось совпадает с продольной осью цилиндрического сосуда и верхним концом прикреплен к изолирующей подставке, установленной по диагонали окружности на верхней торцевой части сосуда, а нижним концом - к верхней части трубки из изоляционного материала, второй вывод высоковольтного трансформатора заземлен через блок контроля тока проводимости диэлектрической жидкости, который имеет также выход, соединенный с дополнительно введенным в устройство управляющим входом блока источника переменного напряжения промышленной частоты.

Краткое описание фигур

На фиг.1 приведено устройство для очистки сильно загрязненных диэлектрических жидкостей. Устройство содержит блок источника переменного напряжения промышленной частоты 1, высоковольтный трансформатор 2, блок контроля тока проводимости диэлектрической жидкости 3, цилиндрический металлический сосуд с диаметром d₁ и выпуклым дном 4, изоляционную подставку 5, первый электрод в форме винтовой спирали с диаметром d и шагом h 6, сливное устройство для очищенной жидкости, состоящее из изоляционной трубки 7, расположенной в цилиндре, и из трубки 10 с вентилем 11, а также из устройства для слива загрязненной жидкости, состоящего из трубки 8 с вентилем 9, установленным под дном в центре цилиндра.

На фиг.2 показано распространение напряженности электрического поля по высоте стенки сосуда.

На фиг.3 приведена зависимость осевой составляющей градиента квадрата напряженности на внутренней поверхности цилиндра.

В таблице приведены показатели качества диэлектрической жидкости до и после очистки с помощью предложенного устройства.

Раскрытие изобретения

Устройство предназначено для очистки диэлектрических жидкостей (например, трансформаторного масла) от примесей, в основном углеродосодержащих. Оно позволяет регенерировать отработанное трансформаторное масло с малым потреблением электрической энергии.

Устройство работает следующим образом. В цилиндрический металлический сосуд 4, имеющий диаметр d₁, заливают загрязненную диэлектрическую жидкость, например отработанное трансформаторное масло, которое долгое время эксплуатировалось в таких высоковольтных аппаратах, как высоковольтные выключатели или регуляторы под нагрузкой силовых трансформаторов. На первый электрод 6 от блока переменного напряжения промышленной частоты 1 через высоковольтный трансформатор 2 подают высоковольтное напряжение промышленной частоты. Между электродами 4 и 6 возникает переменное электрическое поле, а блок контроля тока проводимости диэлектрической жидкости 3 контролирует ток.

Вначале осаждение примесей в виде углеродосодержащих частиц начинается на поверхности цилиндра в зонах напротив витков винтовой спирали первого электрода. Затем с течением времени вся внутренняя поверхность цилиндра оказывается покрытой слоем углеродосодержащих загрязнений.

Блок контроля тока проводимости диэлектрической жидкости 3 контролирует изменение тока проводимости, и при прекращении изменения тока в течение определенного времени (которое указывает, что жидкость очистилась от примесей) на его выходе появляется сигнал, который через управляющий вход блока источника переменного напряжения промышленной частоты 1 отключает высоковольтный трансформатор 2.

После окончания процесса осаждения углеродосодержащих частиц на внутреннюю поверхность цилиндра открывают вентиль 11 и сливают очищенную диэлектрическую жидкость в сосуд для приема очищенной жидкости (не показан). Для полного слива диэлектрической жидкости открывают вентиль 9 и сливают в отдельный сосуд для приема загрязненной жидкости (не показан). Чистку внутренней поверхности цилиндра от углеродосодержащих примесей возможно осуществить доступным ручным способом или иными средствами.

Основными достоинствами предложенного устройства являются: сокращение материальных затрат для осуществления очистки диэлектрической жидкости от примесей, простая схема устройства, экономия электрической энергии, а также возможность осуществления доступным ручным способом или иными средствами чистки внутренней поверхности цилиндра от углеродосодержащих примесей.

Пример исполнения.

В качестве примера в таблице приведены данные, характеризующие показатели качества очистки трансформаторного масла, находившегося после длительной эксплуатации в высоковольтных электрических аппаратах, таких как высоковольтные масляные выключатели и регуляторы под нагрузкой силовых трансформаторов с помощью предложенного устройства.

Таблица
Трансформаторное масла, отобранное с оборудования	Состояние масла	Uпр, кВ	Оптическая мутность, м-1	(размер частиц, мкм) / количество частиц
5-10	10-25	25-50	50-100	100-200	Свыше 200	Индекс	Класс чистоты
Выключатель 10 кВ	До очистки	18,8	190	362680	156565	3995	180	36	4	7780	15
После очистки	35,8	31	45009	12675	1041	164	36	4	844	11-12
Регулятор под нагрузкой силового трансформатора 100 кВ типа РС-3	До очистки	20,6	190	258150	300730	4210	375	60	15	10366	15
После очистки	36,7	30	10567	1579	207	56	26	7	169	9
Регулятор под нагрузкой силового трансформатора 100 кВ типа РС-4	До очистки	17,5	190	312580	300730	6235	1821	398	15	11223	15
После очистки	36,5	32	9713	2571	292	74	11	2	186	9

1. Устройство для очистки диэлектрических жидкостей, включающее блок источника переменного напряжения промышленной частоты, высоковольтный трансформатор, имеющий первый и второй выводы, установленный вертикально металлический цилиндрический сосуд с выпуклым дном в центре, на дне которого расположен вентиль для слива диэлектрической жидкости, а также два электрода, первый из которых расположен в цилиндрическом сосуде и имеет форму спирали, отличающееся тем, что первый электрод выполнен в виде винтовой спирали, а вторым электродом служит сам сосуд, причем на первый электрод подается высокое напряжение от первого вывода высоковольтного трансформатора, а второй электрод заземлен, при этом первый электрод расположен внутри сосуда таким образом, что его продольная ось совпадает с продольной осью цилиндрического сосуда и верхним концом прикреплен к дополнительно введенной в устройство изолирующей подставке, установленной по диагонали окружности на верхней торцевой части сосуда, а второй вывод высоковольтного трансформатора заземлен через дополнительно введенный в устройство блок контроля тока проводимости диэлектрической жидкости.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что для слива очищенной диэлектрической жидкости над дном внутри сосуда расположена трубка из изоляционного материала, а под дном соосно с трубкой вне сосуда трубка с вентилем.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что нижний конец первого электрода прикреплен к верхней части трубки из изоляционного материала.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок контроля тока проводимости диэлектрической жидкости имеет дополнительный выход, соединенный с управляющим входом блока источника переменного напряжения промышленной частоты.