Высоковольтного электрода

ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКАЯ КЕРАМИКА — спечённые тонкозернистые изделия, преим. изоляторы (сетевые — из фарфоровых масс и запальные — из спец. циркониевых или тальковых масс). Обладают высокой плотностью (водопоглощение до 0,5%), значит, механич. и электрич. прочностью (напряжение при пробое на частоте 50 Гц не менее 25—45 кВ/мм). Различают изоляторы низковольтные (до 500 В), применяемые для монтажа телегр. и телеф. линий, наружных и внутр. сетей низкого напряжения, а также высоковольтные (св. 500 В) — для высоковольтной аппаратуры и линий электропередачи.

В период довоенных пятилеток созданы советские серии электрических машин переменного и постоянного тока, трансформаторов, высоковольтной аппаратуры, защитных реле, турбогенераторов, гидрогенераторов, ртутных выпрямителей и низковольтной аппаратуры.

Великолукский завод высоковольтной аппаратуры (ВЗВА) изготовляет разъединители для включения и отключения под напряжением обесточенных участков линий электропередачи, разрядники для защиты электрооборудования от атмосферных и коммутационных перенапряжений, отделители и короткозамыкатели. Эти изделия изготовляются заводом на все параметры, необходимые для энергетики.

Запорожский завод высоковольтной аппаратуры (ЗЗВА) — специализированное предприятие по производству измерительных трансформаторов тока и напряжения на все необходимые параметры для питания измерительных приборов и защитных устройств в сетях пе^ ременного тока, а также комплектных РУ 6 и 10 кВ на рабочий ток до 4000 А и отключающий ток короткого замыкания до 31,5 кА.

В настоящее время ОПГК применяются для покрытия различных производственных зданий: корпусов теплоэлектростанций, заводов резинотехнических изделий, аппаратуры связи, высоковольтной аппаратуры, железобетонных изделий, молокозаводов, гаражей и автобусных парков, производственных баз, складов, корпусов сборки самолетов, целлюлозно-бумажных комбинатов, цементных заводов и других промышленных объектов. Есть и общественные здания, покрытые такими оболочками, — учебные комплексы, теннисные корты, рестораны, помещение для заседания конгресса, выставочные павильоны, музеи, аэро- и железнодорожные вокзалы, аудитории институтов, рынки и т. д.

По проекту ПИ-1 в г. Великие Луки построен завод высоковольтной аппаратуры (рис. 2.7), в покрытии которого впервые

Рис. 2.11. Применение передвижного кондуктора для монтажа оболочек в г. Великие Луки (строительство завода высоковольтной аппаратуры)

Просвечивание гамма-лучами [3], [4] имеет те же физические основы, что и рентгенопросвечивание, но позволяет получить лучи различной энергии без применения высоковольтной аппаратуры. В отечественной и зарубежной практике широко используются препараты кобальта, иридия, тантала, цезия, тулли,/, европия и др. Каждый из этих препаратов характеризуется удельной активностью, энергией излучения, временем полураспада и другими показателями. • .

„Широко внедрить на электростанциях новейшую энергетическую технику — применение пара высокого давления и высокой температуры, новейших теплофикационных турбин и новейших типов котлов, генераторов и высоковольтной аппаратуры. Широко развернуть работы по автоматизации производственных процессов электростанций и электросетей...".

По исследованиям К. Н. Смирновой [10] при глубоком макротравлении в 50% водном растворе соляной кислоты при 60—70°С с выдержкой в течение 40 минут на поверхности макрошлифов темплетов, вырезанных из стальных заготовок не обнаруживалось растравление границ зерен и макроструктура первичной кристаллизации не выявлялась, в отличие от проката и обычного литья. При хранении нетравленных макротемплетов при температуре 18—22° при относительной влажности 85% в течение 24 мес. не обнаружилось признаков травления. Переход от обычных методов литья на штамповку из жидкого металла позволили Ленинградскому заводу „Электроаппарат" при изготовлении ряда деталей ответственного назначения применить вместо сплава БрАЖ9-4Л сплав ЛС59-1, электросопротивление которого в два раза меньше. Это значительно повысило эксплуатационные возможности и надежность работы высоковольтной аппаратуры. Коэффициент точности заготовки повысился до 0,70—0,75 вместо 0,45—0,50 по старой технологии. Выход годного доведен до 0,88—0,90. Брак с 10—12% понизился до 0,8—1%. Достигнута значительная экономия цветных металлов и денежных средств.

ЦЭРЦ и ЦЭРЗ могут быть универсальными или специализированными на ремонте одного или нескольких определенных видов электрооборудования (например, асинхронных электродвигателей мощностью до 100 кВт; силовых трансформаторов и высоковольтной аппаратуры и т. д.).

О соотношении средней скорости развития разряда по поверхности и в твердом теле можно судить по следующим данным. При пробое органического стекла в трансформаторном масле по схеме рис. 1.10л (при положительной полярности импульса напряжения с крутизной фронта А = 300 кВ/мкс) значения скорости развития разряда по поверхности и в твердом теле соответственно составили: (8.3-9.5)Л06 и (14.1-26.7)ЛО6 см/с. При отрицательной полярности импульса скорости развития разряда по поверхности соответственно составили у высоковольтного электрода 7.2Л06 см/с, у заземленного - 7.0 Л О6 см/с.

Функция отсева, определяющая вывод продукта определенного размера из активной зоны и устраняющая попадание осколков этих размеров в расчетные цепочки, зависит от конструкции рабочих камер и принципа выноса готового продукта. Вынос готового материала может осуществляться: через заземленный электрод-классификатор, отверстия которого являются калибровочными; восходящим потоком жидкости, скорость которого определяет требуемую крупность; путем горизонтального перемещения из-под высоковольтного электрода. В качестве примера рассмотрим наиболее часто используемые в электроимпульсной технологии (особенно для грубого измельчения) системы со сферическим заземленным электродом-классификатором, в котором основной характеристикой является "скважинность" -отношение площади отверстий к поверхности сита в . Существенную роль в определении функции отсева играет скорость накопления готового продукта, которая зависит, при прочих равных условиях, от частоты посылок импульсов /. Если в единицу времени накопление готового продукта превышает возможность его удаления из рабочей зоны, то он будет накапливаться в рабочем объеме, что приведет к его переизмельчению, излишним затратам энергии и зачастую к ухудшению технологических параметров дальнейшего передела материала.

а - по оси высоковольтного электрода; б - со смещением от оси электрода

Данные об эрозионной стойкости металлов, полученные ранее (Э.Н.Таракановский, диссертация, Томский политехнический университет, г. Томск, 1979 г.) в условиях единичного воздействия, подтверждаются и при массовом измельчении. Так, заземленный электрод (катод) эрозирует больше, чем высоковольтный (анод), что связано с вероятностным характером развития траектории канала разряда с острого высоковольтного электрода и выходом плазменной струи непосредственно на заземленный электрод. При подаче первой серии импульсов (15-20)-103 имп) происходит закалка металла в приповерхностных слоях, а затем эрозия электродов стабилизируется. Лучшие результаты получены для закаленной стали 40Х. Следует ожидать, что при использовании стали типа 40ХНМ эрозия электродов будет еще меньше и составит (6-7)'10~6 г/имп.

При обосновании конструкции высоковольтного электрода в системе стержневого типа приходится учитывать следующие факторы.

Форма электродов существенно влияет на энергетические и технологические показатели разрушения, так как определяет степень концентрации и количество материала в активной зоне. Конструкция электродов должна обеспечивать максимальную активную зону и максимальную концентрацию материала в ней. Частично это достигается за счет полусферической формы заземляемого электрода. В определенных границах применимо и исполнение высоковольтного электрода с разветвленным концевым разрядным наконечником. В любом случае высоковольтный электрод не может быть сведен к игле. Во-первых, он должен обладать определенной механической стойкостью к возникающим при работе динамическим нагрузкам и потоку руды, а, во-вторых, непременно существующая эрозия электродов сделает процесс поддержания постоянства величины разрядного промежутка трудно контролируемым.

Конструкция электродов решающим образом определяет условия формирования импульсного напряжения на разрядном промежутке, являющегося для генератора импульсов при ведении дезинтеграции в воде низкоомной нагрузкой. Уменьшение предпробивных потерь и деформации импульса и соответственно улучшение энергетических характеристик разрушения требует максимальной изоляции поверхности высоковольтных электродов. Однако надежность электродов, изолированных по всей длине, при многоимпульсном воздействии недостаточна, т.к. накопление объемного заряда в изоляции и ударные нагрузки приводят к его пробою и разрушению. Поэтому при разработке высоковольтного электрода решают вопросы оптимизации степени изоляции электродов и конструкции изоляции в активной зоне, формы изоляции на границе токовод-нижняя кромка изоляции, применяют методы гашения ударных нагрузок на торец электрода. Эта проблема свойственна как ЭЙ- так и ЭГЭ-устройствам. Специфичная особенность ее решения состоит в следующем. В ЭИ-процессе, реализуемом при уровне напряжения, более чем на порядок превышающем ЭГЭ, и при пробое на фронте импульса, ограничения на величину сопротивления электродной системы для обеспечения требуемых для пробоя параметров импульса напряжения менее жесткие, поэтому менее жесткие требования и к изолированию электрода. ЭИ-

где d - диаметр стержня, / - длина неизолированной части стержня, s -межэлектродное расстояние. Поправочные коэффициенты помогают учесть особенности реальных электродных конструкций (угол заточки или радиус скругления высоковольтного электрода, диаметр, сферичность и наличие перфорации в заземленном электроде). Для более сложных конструкций (с разветвленными "лапчатыми" стержневыми электродами, пластинчатыми электродами с "концентраторами" и др.) можно воспользоваться имеющимися данными измерений сопротивления; нет особых трудностей организовать необходимые измерения в натуре или смоделировать. В рабочем состоянии с загруженным материалом за счет экранирования поля сопротивление электродной конструкции соответственно повышается.

В устройствах со стержневыми электродами изоляция высоковольтного электрода должна выдерживать импульсные напряжения не ниже 250 кВ. С учетом коэффициента запаса внешний диаметр изоляции должен быть порядка 60 мм и выполняться монолитным из полиэтилена высокого давления марки 15802-020.

Численные значения F, рассчитанные по формуле (4.4), для d = 56 мм и L = 700 мм с учетом расположения заземленных электродов по обе стороны от высоковольтного электрода даны ниже:

Диаметр высоковольтного электрода d, мм Диаметр отверстия в заземленной пластине D, мм