【文章內(nèi)容簡介】 ，有助于阻燃，但會對毒性、生態(tài)環(huán)境帶來麻煩。因此要權(quán)衡利弊。硝基化臺物在光、電、熱的情況下不穩(wěn)定，也不能用外部條件來徹底解決內(nèi)在問題。因此，硝化絕緣油也沒有研究的必要。一種絕緣油很難滿足各方面的性能要求。兩種或以上絕緣油摻和可達(dá)取長補短互為補充完善的目的。但摻和應(yīng)能很好相混合，并久不分層。，絕緣油還是要在芳香環(huán)上下功夫，要使絕緣油的分子中有兩個苯環(huán)(苯環(huán)最好不直接相聯(lián))，在苯環(huán)的烷基化上做文章，擇優(yōu)選用。第5章 生產(chǎn)工藝方面的進(jìn)展 生產(chǎn)工藝現(xiàn)狀電力電容器制造包括四個方面的工藝：機(jī)加工工藝，元件卷制工藝，真空浸漬工藝和油處理工藝，其中后三者為電力電容器的專業(yè)工藝，機(jī)加工工藝只影響產(chǎn)品外觀質(zhì)量，油處理工藝影響液體介質(zhì)的性能和質(zhì)量。近年來，我國電容器制造行業(yè)生產(chǎn)設(shè)備和制造工藝現(xiàn)代化進(jìn)程明顯加快。相繼進(jìn)口全自動高壓電容器元件卷制機(jī)13臺，全自動真空浸漬系統(tǒng)6套，其數(shù)量之大使國外的專業(yè)設(shè)備制造商應(yīng)接不暇。設(shè)備國產(chǎn)化也在加速進(jìn)行中。配套的專用設(shè)備，如新型的芯子壓裝、熔絲繞制、芯子包繞和自動裝箱設(shè)備已在國內(nèi)研制成功并應(yīng)用于生產(chǎn)。電容器箱殼制造用自動彎殼成形機(jī)、自動焊接設(shè)備和機(jī)器人噴漆設(shè)備也都投人應(yīng)用。具有國際先進(jìn)水平的電容器生產(chǎn)成套設(shè)備，先進(jìn)的生產(chǎn)工藝和潔凈的作業(yè)環(huán)境有利地保證了產(chǎn)品技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和運行可靠性的提高。 元件卷制工藝方面的進(jìn)展元件卷制是在凈化間內(nèi)利用卷制機(jī)將固體介質(zhì)材料（聚丙烯薄膜）和電極材料（鋁箔）卷制成為元件的過程。在元件卷制工藝中，潔凈度是影響產(chǎn)品質(zhì)量的最主要因素，尤其對全膜電容器而言，由于薄膜具有靜電吸附的作用，很容易吸附環(huán)境中的塵埃。如果吸附的是導(dǎo)電性顆粒，會使極間電場畸變或產(chǎn)生浮動電位從而使介質(zhì)擊穿；如果吸附的是非導(dǎo)電性顆粒，顆粒在電場作用下會首先擊穿從而使介質(zhì)也擊穿。元件卷制工藝是電力電容器生產(chǎn)過程中非常重要的一道工序，卷制工藝的成敗，直接影響電容器產(chǎn)品的質(zhì)量[13]。 新型電容器芯子制造的流水作業(yè)線芯子制造的流水作業(yè)線由元件卷繞機(jī)、元件耐壓機(jī)、芯子臥式壓床、芯子錫焊翻轉(zhuǎn)工作臺、芯子自動包繞機(jī)和器身自動裝箱機(jī)等部分組成。各工序由滾珠平臺輔以傳送(帶)裝置來完成芯子及相關(guān)零部件的傳遞和運送，其動力源由電機(jī)和壓縮空氣提供。 全自動元件卷繞機(jī)在這方面美國HILTON公司的全自動元件卷繞機(jī)功能目前在國際上仍處于領(lǐng)先水平。其主要功能如下：，可預(yù)先在屏幕上設(shè)置相關(guān)參數(shù)，其功能有自動和手動調(diào)節(jié)兩種轉(zhuǎn)換裝置；，數(shù)字化顯示，即屏幕上可顯示元件繞卷參數(shù)及故障等功能；；；；，即元件卷繞后自動送入耐壓機(jī)進(jìn)行耐壓測試，合格的元件能自動堆疊，不合格元件自動剔除。在元件耐壓的同時，屏幕上自動顯示元件電容，便于電容器的電容量控制。 用于芯子壓裝的臥式壓床用于芯子壓裝的臥式壓床，以替代傳統(tǒng)的立式壓床，它能完成水平面至豎直方向，即0186。80186。之間的翻轉(zhuǎn)。當(dāng)它處于與水平成80186。角的豎直方向時，可用于元件(預(yù)先將由元件卷繞機(jī)經(jīng)傳送帶傳送過來的元件放置好內(nèi)熔絲，襯墊等)、紙板及芯子內(nèi)包封等的疊裝，然后將臥式壓床翻轉(zhuǎn)至水平位置，用手提打包機(jī)打包。 用于芯子錫焊的翻轉(zhuǎn)工作臺隨著電容器容量的不斷增大，傳統(tǒng)的做法是將容量較大的芯子設(shè)計成兩個較小的芯子，以便于各工序的操作和搬運，在器身打包前將其合并成一個大芯子，這樣既費材料又費工時?，F(xiàn)在研制成功具有6個工位的芯子翻轉(zhuǎn)工作臺，適用于帶內(nèi)熔絲芯子三個面的錫焊，不管芯子多大，都可借助翻轉(zhuǎn)工作臺使芯子的三個面分別呈水平狀態(tài)，便于錫焊作業(yè)，避免了芯子人工搬運造成對芯子的損傷。芯子錫焊完成后，由傳送裝置傳送到芯子自動包繞機(jī)前的滾珠平臺上，以完成電容復(fù)測，必要時對芯子施加直流耐壓測試。 芯子外包封自動包繞裝置傳統(tǒng)的芯子打包系將裁切好的電纜紙按一定數(shù)量和技術(shù)要求折疊后，將芯子包封后在打包機(jī)上用聚丙烯帶打包。這種打包不僅浪費部分電纜紙，其表面打包后不平整，棱角不規(guī)范，給裝箱帶來一定難度。自動包繞裝置由芯子翻轉(zhuǎn)架，芯子轉(zhuǎn)動夾具，電纜紙傳送、分切裝置，PLC程序控制和人機(jī)對話屏等部分組成。操作前，在人機(jī)對話屏上預(yù)先設(shè)定轉(zhuǎn)速、圈數(shù)和張緊系數(shù)等參數(shù)。工作程序啟動后，芯子由翻轉(zhuǎn)架使其立放于芯子轉(zhuǎn)動夾具上，并上下夾緊，隨后將電纜紙起始端用膠紙粘貼在芯子大面上，使電纜紙隨芯子轉(zhuǎn)動而包繞在芯子上，直至包繞的電纜紙層數(shù)符合技術(shù)要求為止。包繞好的器身由翻轉(zhuǎn)架平放后轉(zhuǎn)入另一翻轉(zhuǎn)臺，使器身處于45186。左右，便于器身兩端包封紙折疊，并由滾珠平臺轉(zhuǎn)入裝箱工序。 器身自動裝置將器身水平置于裝箱(外殼)平臺上，啟動翻轉(zhuǎn)支架，使外殼也處于水平狀態(tài)。啟動氣缸開關(guān)，使器身在一預(yù)先設(shè)定的恒力下平穩(wěn)地推人外殼內(nèi)，遂翻轉(zhuǎn)90186。后，正立于托板上，完成裝箱作業(yè)。 卷繞設(shè)備中張力控制工藝的進(jìn)展電容器材料卷繞設(shè)備中，放卷、收卷和卷繞的張力控制是必不可少的控制環(huán)節(jié)，直接影響著電容器產(chǎn)品的質(zhì)量。料卷直徑的變化是引起張力變化的主要因素，張力控制的目的是為了保持張力恒定或按預(yù)定的規(guī)律變化。張力控制包括手動式張力控制，卷徑檢測式張力控制，全自動張力控制，浮輥式張力控制，張力錐度控制等方式[4]。電容器材料分切設(shè)備通常由放卷、材料分切加工和收卷3部分組成。如圖51所示：圖51 分切設(shè)備張力控制示意圖速度分切加工部分：主電機(jī)驅(qū)動牽引輥將材料由左向右傳送，電機(jī)的速度決定了材料傳送的線速度。在此部分完成材料的分切加工。放卷部分：放卷張力的大小取決于放卷執(zhí)行機(jī)構(gòu)的制動力矩，為了保持一定的張力，隨著卷徑的減小，必須減小制動轉(zhuǎn)矩。在上圖中，用稱重式張力傳感器檢測張力，通過全自動控制器和功率放大器控制磁粉制動器的轉(zhuǎn)矩，使放卷張力保持恒定。收卷部分：收卷張力取決于執(zhí)行機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)矩，隨著卷徑的增大，轉(zhuǎn)矩也應(yīng)增加。在上圖中，應(yīng)用張力錐度控制技術(shù)，通過卷徑檢測式張力控制器和伺服驅(qū)動器控制伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)矩來實現(xiàn)收卷的張力控制。 電容器外殼壁自動折彎設(shè)備電容器外殼由壁、底、蓋以及吊環(huán)等焊接而成。外殼焊接擬實現(xiàn)自動氬弧焊，其壁折彎精度必須滿足一定的技術(shù)要求，同時底和蓋亦要使用模具落料、整體拉伸打彎成形，以保證自動焊的精度要求。壁自動折彎設(shè)備采用滾珠絲杠保證送料精度；采用氣動夾緊，自動送料，液壓折彎分次成形，由PLC觸摸屏進(jìn)行編程控制。其動作準(zhǔn)確、可靠，噪音不大于65dB[10]。 電容器外殼焊接技術(shù)全部采用自動氬弧焊，氬弧焊廣泛適用于普通鋼板和不銹鋼板之焊接，其焊縫具有均勻、光滑，成形好以及密封性好等特點。外殼縱縫改為對接(原為搭接)，采用水平自動氬弧焊接。外殼的底和蓋的焊接采用仿形自動氬弧焊。其夾緊裝置采用機(jī)械快速夾緊機(jī)構(gòu)，動力源選用標(biāo)準(zhǔn)萬向臂電動移動裝置。設(shè)備符合國家技術(shù)安全和環(huán)境噪聲要求。 電力電容器真空干燥浸漬工藝方面的進(jìn)展電力電容器真空干燥浸漬的目的是排除電容器芯子中的水分和氣體，然后用經(jīng)過凈化處理并試驗合格的浸漬劑灌注浸漬，填充產(chǎn)品內(nèi)部固體間的所有空隙，以提高產(chǎn)品的電氣性能。真空浸漬工藝要解決兩個關(guān)鍵問題，一是如何盡可能地排除水份和氣體；二是如何使液體介質(zhì)能夠充分滲透產(chǎn)品內(nèi)的所有空隙。根據(jù)真空理論，真空度越高，氣體的排除越徹底。但是，10－1 Pa，1016個／m3，10－4Pa，1013個／m3。再加上真空罐內(nèi)表面和產(chǎn)品表面的吸附氣體，想通過抽真空的辦法徹底排除氣體和水份是不可能的，也是不經(jīng)濟(jì)的，實際生產(chǎn)中，10－1Pa。通過兩種途徑解決這個問題，一是利用液體介質(zhì)的溶氣能力將殘存的氣體溶解；二是在注入液體介質(zhì)的同時，繼續(xù)抽真空。隨著全膜電容器的電場強(qiáng)度的提高，必須采用邊注油邊抽真空的方法。由于真空干燥浸漬的工藝過程的重要性，隨著產(chǎn)品質(zhì)量意識的強(qiáng)化，近十多年來，國內(nèi)電力電容器行業(yè)的各生產(chǎn)廠家對此進(jìn)行了大量有益的探索，現(xiàn)在已由過去傳統(tǒng)的“群抽浸泡式”向“單抽單注式”和“雙抽單注式”發(fā)展?！皢纬閱巫⑹健笔菍⒍嗯_電容器置于大型烘房內(nèi)，真空抽氣系統(tǒng)對每臺電容器單獨進(jìn)行真空抽氣，真空干燥結(jié)束后，再在烘房內(nèi)對每臺電容器單獨進(jìn)行真空浸漬[8]?！半p抽單注式”是將“單抽單注式”的大型烘房改為真空加熱罐，真空抽氣系統(tǒng)不僅對每臺電容器單獨進(jìn)行抽真空，而且對真空加熱罐也進(jìn)行抽真空，干燥結(jié)束后，再在真空加熱罐內(nèi)對每臺電容器單獨進(jìn)行真空浸漬。 一體式真空干燥及真空壓力浸漬工藝根據(jù)試驗，對傳統(tǒng)的電力電容器的生產(chǎn)工藝進(jìn)行改進(jìn)，將真空預(yù)干燥、真空干燥、真空浸漬、加壓浸漬等數(shù)道工藝合并，在同一臺真空罐內(nèi)進(jìn)行一體式的加熱、真空干燥和真空壓力浸漬，并采用PLC工業(yè)控制器對溫度、真空度、壓力、時間等參數(shù)進(jìn)行全自動控制。將檢驗合格的芯體元件裝入電容器殼體，并將接線接好，殼體密封焊好，每臺電容器預(yù)留一個薄壁銅管接口；將多臺電容器整齊排放在工藝平車上，工藝平車上有電容器油浸漬槽及真空抽氣注油管路系統(tǒng)，將管路系統(tǒng)上的不銹鋼軟管與電容器的薄壁銅管一一對接，將工藝平車推入真空加熱罐并固定連接可靠；然后開始進(jìn)行真空干燥、真空浸漬和加壓浸漬，全過程約120～140h，由PLC自動控制；產(chǎn)品出罐后，在工藝平車上用液壓鉗將每臺電容器的薄壁銅管封口并夾斷，最后再進(jìn)行產(chǎn)品老煉。經(jīng)過試驗和一段時間的實際運行表明，一體式真空干燥及真空壓力浸漬工藝與傳統(tǒng)工藝相比，縮短工藝時間約30%，減少了電力電容器生產(chǎn)過程的人為影響因素，提高了產(chǎn)品質(zhì)量和性能的穩(wěn)定性。 “變壓法”真空干燥浸漬工藝它把低真空、高真空合二為一，在此階段通過向真空罐內(nèi)充干燥空氣來改變罐內(nèi)真空度，以便電容器芯子中的水分能充分逸出。通過一定的方法尋找一個結(jié)束點來判斷真空干燥是否真正結(jié)束而進(jìn)入灌注階段。 現(xiàn)有的電力電容器真空干燥浸漬工藝要經(jīng)歷加熱、低真空、高真空、降溫、注油和浸漬這幾個階段。用測量真空度是否達(dá)到工藝要求和規(guī)定一定的時間來決定每一階段是否結(jié)束，是否可以進(jìn)入下一個階段。它的缺點是進(jìn)入注油階段前，電容器芯子中的水份是否已充分逸出是沒法真正判斷的。在一定的溫度下，工藝所要求的真空度和時間已達(dá)到，但水分子的蒸發(fā)和凝結(jié)已達(dá)到動態(tài)平衡，電容器芯子中的水分也許未能完全排出，就進(jìn)入灌注階段，這將影響電容器電氣性能。另一種情況是工藝時間雖沒有到，但電容器芯子中的水分已充分逸出仍在繼續(xù)抽真空，浪費大量的能源。因此，我們要尋找一種新工藝來判斷真空干燥是否真正結(jié)束而可以進(jìn)入灌注階段。以便提高電容器的電氣性能，節(jié)省能源?！白儔悍ā闭婵崭稍锏脑韨鹘y(tǒng)真空干燥原理：傳統(tǒng)的電容器真空干燥是通過給真空罐內(nèi)的電容器加熱，增加電容器芯子中所含水分子的動能（W＝KT2/2），使其變成水蒸汽從絕緣材料中蒸發(fā)出來，增加了電容器芯子中的水蒸汽的分壓。再對真空罐抽真空，降低電容器周圍空間的壓力，這樣電容器芯子和周圍空間就形成了一個壓力差ΔP，從而使水蒸汽從電容器芯子中擴(kuò)散、遷移到周圍空間由真空泵抽走，達(dá)到排除電容器芯子中水分和氣體的作用，傳統(tǒng)方法要達(dá)到最好的干燥效果，一是提高溫度，使電容器芯子中的水分能獲得足夠的動能變成水蒸汽，但溫度過高，絕緣材料會出現(xiàn)老化現(xiàn)象，損壞其絕緣性能。二是提高真空度，以增加ΔP抽除電容器芯子中的水分和氣體；真空度較高，水蒸汽的飽和蒸汽壓降低，水分子容易變成蒸汽逸出。但真空度也不能無限的提高，它受真空泵的極限真空度的限制，再者，真空度過高，氣體分子的熱傳導(dǎo)降低，絕緣材料中的水分子不能獲得足夠的能量而蒸發(fā)，反而會影響電容器芯子中的水分蒸發(fā)的速度。最后在一定的溫度和真空度下，水分的蒸發(fā)和凝聚達(dá)到一個動態(tài)平衡，電容器芯子中的水分子不能徹底排出，影響電容器的電氣性能?！白儔悍ā闭婵崭稍锏脑恚涸趥鹘y(tǒng)的電容器真空干燥原理的基礎(chǔ)上揚長避短。在真空干燥控制的溫度范圍內(nèi)，當(dāng)抽到一定的真空度時，絕緣材料中的水分的蒸發(fā)和凝結(jié)達(dá)到動態(tài)平衡時，由于真空罐內(nèi)氣體分子的熱傳導(dǎo)降低，絕緣材料的毛細(xì)孔中的水分不能獲得足夠的能量變成水蒸汽。這時通過一個放氣閥向罐內(nèi)放入一定量的干燥空氣，以提高真空罐內(nèi)氣體分子的熱傳導(dǎo)，絕緣材料從表層到深層傳遞能量，使其毛細(xì)孔中的水分能獲得足夠的能量變成水蒸汽逸出被真空泵抽走。當(dāng)又抽到一定的真空度時，再向罐內(nèi)充一定干燥空氣。這樣反復(fù)幾次，大大的提高了電容器芯子中的水分子蒸發(fā)的速度，達(dá)到徹底排除電容器芯子中的水分和氣體的作用。再通過一定的方法尋找一個結(jié)束點來判斷真空干燥是否真正結(jié)束而進(jìn)入灌注階段。 “變壓法”真空干燥浸漬設(shè)備要實現(xiàn)“變壓法”真空干燥浸漬工藝，首先對現(xiàn)有的真空設(shè)備進(jìn)行改造。對現(xiàn)有真空罐的加熱系統(tǒng)進(jìn)行改造，在現(xiàn)有的真空罐內(nèi)底部加兩路排管，蒸汽從罐尾分兩路進(jìn)入罐底的排管中，兩路排管各通過3根管子把蒸汽引入罐夾套，從而對電容器進(jìn)行加熱。為使夾套中的冷凝水及時排出夾套，在真空罐外底部加一排水管，通過3個管子和罐夾套相連，當(dāng)夾套有積水首先流入排水管，在排水管出口處安裝了過濾器、排污閥、疏水器，還有一個液位器，平時疏水器工作，及時排出罐夾套中的積水，當(dāng)積水過多達(dá)到液位器中所規(guī)定的紅線位置，打開排污閥排出積水，保證了罐夾套中沒有積水，使蒸汽更有效的加熱罐內(nèi)的電容器。由實驗可知：通過把鉑電阻溫度探頭放在罐內(nèi)、罐中、罐尾、罐左、罐右、罐頂、罐底，及3臺芯子中放有鉑電阻溫度探頭的模擬電容器放在罐門、罐中、罐尾，用引出線引出真空罐外，連接在自動測溫儀上，每隔1小時打印一次，結(jié)果發(fā)現(xiàn)電容器芯子溫升比改造前加快，罐內(nèi)溫度比改造前均勻，溫差可控制在2℃以內(nèi)。真空機(jī)組仍采用滑閥式真空泵加二級羅茨泵，但主閥采用帶位置指示器、波紋管軸封的高真空氣動擋板閥，提高罐門、視鏡窗等處的密封性能，／s。采用德國萊寶公司的TM21型真空計，抗污染的TR216規(guī)管，帶打印控制部分和信號輸出功能。以便監(jiān)督人工操作和對整個真空干燥浸漬過程進(jìn)行自動控制。在羅茨泵前安裝冷卻效果好的冷凝器，當(dāng)電容器芯子中的水分蒸發(fā)為蒸汽被真空泵抽走后，經(jīng)過冷凝器被冷卻成水放出真空系統(tǒng)。防止水蒸汽乳化泵油，提高真空泵的抽氣能力，延長真空泵的使用壽命?！白儔悍ā闭婵崭稍锝n工藝是可行的，通過尋找一個結(jié)束點來判斷真空干燥是否真正結(jié)束是合理的，“變壓法”真空干燥浸漬工藝可縮短真空干燥浸漬時間約1/3，減小了大量的能源消耗；提高了電容器的局部放電的合格率，提高了電容器的電氣性能。且“變壓法”真空干燥浸漬工藝的特點是：每罐電容器的真空干燥浸漬時間不