金属波纹管式油枕工作原理.docx

金属波纹管式油枕工作原理金属水纹管式油枕工作原理(一)油枕的种类 油枕种类 2022-04-13 01:51 变压器储油柜的密封形式主要有四种第一种为开式(无密封)储油柜，变压器油与外界空气干脆相通其次种是胶囊式储油柜，由于胶囊易老化开裂，密封性能较差，此时此刻已逐步削减运用第三种是隔膜式储油柜，它是用厚度为0．26ram-0．35ram的尼龙布两层、中间夹以氯丁橡胶、外涂丁氰橡胶，但其对安装质量和检修工艺均有较严格的要求，运用效果不甚志向，主要是渗油和橡胶件易损，影响到供电的平安性、牢靠性及文明生产，因此也在逐步削减运用第四种是采纳金属弹性元件作为补偿器的储油柜，其又分为外油式和内油式两大类 内油立式储油柜是以水纹管为装油容器，依据补偿油量大小采纳一个或多个水纹管将油管并联立式放在一个底盘上，外部加防尘罩，依靠水纹管上下移动进展绝缘油体积补偿，外观形态多为长方体 外油卧式储油柜是以水纹管为气囊，卧式放置于储油柜筒体之内，水纹管外侧与筒体之间盛装绝缘油，而水纹管内是与外界相通的空气，依靠水纹管伸缩变更储油柜内部容积实现绝缘油体积补偿，外观形态为横置圆柱体。

1 开启式储油柜(油枕)或低压小容量变压器铁桶油箱 这一种是最原始的，即采纳与外界空气相通的油箱作为储油柜，这种储油柜由于不密封，因此绝缘油易氧化、受潮，长期运行后变压器油质氧化，劣化的变压器油微水和含气量紧要超标，对变压器的平安、经济和牢靠运行构成极大威逼，紧要地降低了变压器的安垒性和绝缘油的寿命目前这种储油柜(油枕)根本淘汰了，市面所见极少，或者只在电压等级较低的变压器上采纳 2 胶囊式储油柜 胶囊式储油柜(图1)是在传统储油柜内部装一个耐油的尼龙胶囊袋，将变压器本体内的变压器油与空气隔离开随着变压器内油温升降，其进展呼吸，在油的体积发生改变时有一个足够的空间其工作原理为胶囊袋内气体通过呼吸管及吸湿器与大气相通，胶囊袋底面紧贴在储油柜的油面上，当油面改变时，胶囊袋也会随之膨胀或压缩由于胶囊袋可能因材质问题出现龟裂微孔，使空气和水分渗入油内进入变压器油箱，造成油内含水量增高，绝缘性能下降，油介损增大，而加速绝缘油的老化过程因此，变压器须要更换硅胶粒，状况紧要时须要被迫滤油或停电检修 3 隔离式储油柜 隔膜式储油柜(图2)虽然解决了胶囊式一些问题，但是橡胶材质的质量问题难以解决，以致可能在运行中发生质量问题，给电力变压器的平安运行带来威逼。

4 金属水纹(内油)密封式储油柜 采纳的技术是早已成熟的，已在电力系统中广泛运用20多年的弹性元件——互感器用片式金属膨胀器技术的延长和放大，也是在一种弹性元件之中充溢变压器油，让其芯体上下伸缩来进展油量补偿内油式储油柜(见图3)由真空排气管和注油管路、油位指示板、软连接收及柜脚等组成的水纹芯体(1Crl8Ni9Ti)采纳具有耐大气腐蚀和耐高温实力的不锈钢材质，能满意2万次以上来回伸缩的寿命，芯体随着变压器油温的改变而上下移动，并随着变压器油体积的改变而自动补偿 (1)在芯体内腔装有压力爱护装置— — 阻尼器，它可延缓由于变压器内油压瞬间突然增大对储油柜体造成的冲击当到达了芯体极限时，芯体产生裂开，卸压来爱护变压器本体，从而增加了变压器运行的牢靠性这种功能是其它储油柜没有的 (2)芯体是由一个或多个芯体组成的，外有一个防护罩，芯体外面与大气相通，这样散热通风效果好，可加速变压器油的循环，降低变压器内油温，提高变压器运行牢靠性 (3)油位指示也与互感器用片式金属膨胀器一样，随着芯体上下伸缩，指示板也随着芯体提升或降低，灵敏度高，可通过装在外防护罩上的视察窗望见油位改变，直观牢靠。

在外防护罩上装有监视油位凹凸的报警装置——行程开关，可满意无人值班的须要 (4)无假油位现象在运行中的各种类型的储油柜，无法把空气排净，可能造成假油位该技术因芯体是上下伸缩的，灵敏度高，加上芯体有一块平衡钢板，产生微正压，每次加油，使芯体内空气顺当排_出，直至空气排净，到达须要的油位为止，这样就消退了假油位 (5)有载分接开关油箱不宜采纳金属水纹膨胀器 有载分接开关作为变压器的重要组件，其在运行过程中须要经常性地依据负载状况进展电压调整由于在调整过程中不行幸免地会产生电弧，产生必须的气体，而受全密封金属水纹膨胀器容积的制约，不利于油分解产生气体的释放，须要经常派人现场排气，厂家及用户都不提倡有载分接开关的小储油柜采纳全密封的金属水纹膨胀器 金属水纹管式油枕工作原理(二)金属水纹管 焊接水纹管 焊接水纹管的制造工艺 焊接水纹管的制造工艺过程按所制造的水纹管直径大小可分为两种工艺路途 1.在制造大直径水纹管时，采纳焊内圆环缝之后装半圆卡具环的工艺路途： 冲片、清洗、装配〔上模片、下模片〕、焊内圆环缝、检验、镶装半圆环、焊外圆环缝、检验、撤除半圆环 2.在制造小直径水纹管时，采纳焊内圆环缝之前装整圆工艺环的工艺路途： 冲片、清洗、装配〔上模片、工艺环、下模片〕、焊内圆环缝、检验、焊外圆环缝、检验、撤除工艺环 对于大直径水纹管来说，它的波距也比拟大，在两个膜片构成的波距空间里允许将半圆环设计成具有茁壮的截面。

半圆环的作用是把焊完内圆的上下膜片组元支撑起来，以保证焊外圆环缝时能用夹具将各组元之间的膜片相互夹紧，保持必须的波距，同时又使膜片外圆的施焊部位露出匀称的边缘，保证圆周上各处的导热状态相同，最终得到熔深相同的焊缝半圆环的截面形态常有矩形，T形和L形设计时只要考虑它的刚度足够大，又不与膜片型面相碰就行截面尺寸大的半圆环比拟简单加工，在运用过程中频繁地镶装和撤除也不会把它损坏，可以反复运用，所以又称它为半圆卡具环，因为它已构成了外圆夹具设计中不行分割的一局部 随着水纹骨直径的减小，波距也相应减小，半圆环的截面也只好做得又细又小这样的半圆环不但难以加工，而且运用寿命也很低，在镶装和撤除的过程中时时造成变形有时半径变大，向时扭曲，只好报废，达不到半圆环反复运用的目的因此在制造小直径焊接波管时，原先的半圆夹具环演化成了开口的整环，称之为工艺环在焊接内圆环缝时，就把工艺环夹在上下模片之间焊完后，工艺环就自然处于适宜的位置上，为焊接外圆环缝作好了打算，焊完后经检验合格，就可以通过开口处把工艺环拉出来工艺环一般都用紫铜丝制成每个工艺环只能运用一次这就是它和夹具环的主要区分 随着焊接水纹管内外径尺寸的减小．其壁厚也要相应减小．总的来说它的制造工艺难度那么要有所增加。

除了在工艺路途方面有上述变更之外，在详细的工艺措施方面例如夹具设计，气体爱护附件设计等方面都有更严格的要求 冲制膜片初始内外径确实定 焊接水纹管的内、外径是它的两个主要几何参数，须要严格限制，以保证水纹管的性能，同时保证它在工作时不与机壳和心轴相碰由于绝大多数焊接水纹管都采纳端接接头，膜片的边缘在焊接时，靠母材自身熔化形成焊缝，不加填充金属，所以焊接水纹管最终成品的外径略小于膜片的初始外径最终成品的内径略大于膜片的初始内径 假如产品图样给定了水纹管的内径和外径，那么在设计膜片时首先遇到的问题就是如何确定膜片冲裁的初始内径和外径，即在膜片的边缘处须要预先留出多么大的焊缝熔陷余量，才能保证产品最终内径和外径符合图纸的要求 焊接水纹管的膜片型面设计 对称式焊接水纹管的膜片型面设计并不困难Ｉ型、II型焊接水纹管的膜片型面根本上都是直线，III型焊接水纹管的膜片型面设计方法与水纹膜片的设计方法根本一样这三种型式的水纹管，上、下膜片都用同一种形态的膜片，焊接时颠倒运用就可以了 层叠式焊接水纹管的上、下膜片型面一般都不一样，但波形是共轭的，受轴向力压缩时，上、下膜片能够相互叠合。

膜片型面是由几段圆弧相互连接而成的，靠近内孔和外圆的圆弧各自延长出一小段切线作为平边局部，以便在焊接时用卡具夹紧 冲模设计 冲制焊接水纹管膜片的模具有钢模和聚氨酯橡胶模两种对于生产批量大的，或者是膜片厚度大于0.3mm的状况，多采纳钢模而对于中小批量生产，或者膜片厚度小于0.3mm的状况，多采纳聚氨酯橡胶模 采纳钢模冲制的膜片，尺寸精度高，它可以把落料成形、切边、冲孔分为几个工步完成冲片也可以设计成复合模一次完成冲片分步棋的构造简洁，当刃口不快时，可以随时修磨，修磨后也不会变更膜片的型面形态，这对于保证切边冲孔质量，不产生毛刺是非常有利的但由于冲片过程分步进展，势必要增加工时，并且各工步的定位精度也对膜片型面与内孔、外圆的同心度有必须影响复合模的构造困难，冲片生产率高，膜片的型面与内孔、外圆的同心度好但这种模具要求整体的加工精度高，加工周期长，造价也高，所以对于中小批量生产已很少采纳 聚氨酯橡胶模的构造简洁，加工周期短，本钱低，目前应用得比拟广泛对于直径200mm以下的膜片，成形、切边、冲孔可以一次完成缺点是聚氨酯橡胶板身兼三职，它即作成形模，又作切边凹模和冲孔凸模。

工作中橡胶逐步疲惫破损，降低了冲片质量，有时会出现椭圆度超差因此对冲好的膜片要加强抽检，发觉问题刚好更换聚氨酯橡胶板 对于大直径的膜片，采纳聚氨脂胶模就很难做到内孔、外圆同时顺当冲裁，这时可以只用聚氨酯橡胶模完成成形工序，再用特地夹具在车床上切削内孔、外圆，只要保证有良好的同心度即可 膜片清洗 膜片的焊前清洗特别重要，肯定不行草率行事因为对于薄片焊接来说，外表的清洁程度干脆影响着焊接质量详细操作中除了用碱液或洗涤剂去油之外，还要用丙酮、酒精细致清洗，不得残存任何油膜、污垢，以膜片外表能到达良好浸润为准 将膜片装入夹具时，应当带清洁的棉织手套，以幸免汗渍油污等弄脏膜片否那么在脏污的地方焊接时会发生氧化，造成不熔合等缺陷此外，对于焊接夹具和盛放半成品的容器也要留意保持清洁，以免二次污染工件 焊接工艺 焊接水纹管是一种焊缝密集的薄壁焊接构造，通常在压力和真空的条件下工作除了某些作敏感元件用的有性能要求之外，大多数都作密封、连接、补偿、隔离元件运用，对它只有无泄漏的要求，并且在给定的位移下具有足够的寿命因此要求焊接工艺必需稳定日前国内制造焊接水纹管广泛采纳微束等离子焊接工艺及脉冲等离子焊接工艺。

主要是因为这两种工艺方法所需的投资少，设备易于维护，运用敏捷便利，焊接薄片质量牢靠 检漏 焊接水纹管的检漏方法主要有真空检漏和气压检漏两种 真空检漏在氮质谱检漏仪上进展，操作比拟便利它的优点是，不必在焊接水纹管上增加其它密封连接件，只用真空橡皮垫把焊接水纹管和真空系统密封好就能进展真空检漏这给检验假设干个膜片组元焊成的半成品带来了便利，由此可以刚好发觉不合格品，进展补焊，降低废品率缺点是不简单判定漏点确实切位置 气压检漏常用于两端带有法兰或连接螺纹的水纹管组件检验时一般都须要用特地的夹具设计的打压夹具应能保证水纹管两端密封牢靠，同时还要有限位作用，防止水纹管受内压后过量地伸长充压后把组件放水槽里，视察有无气泡逸出，从面准确地找到漏点位置，幸免了补焊的盲目性 焊接水纹管的设计计算 介绍焊接水纹管设计计算的文献始终较少,利用电子计算机，可以计算各种波形的焊接水纹管前苏联学者安德列娃等人将求解的结果以曲线图的形式给出，依据这些曲线可以建立焊接水纹管的工程设计和计算方法美国学者乔万尼对安德列娃的工作给子了很高的评价认为这对于设计人员来说，是一种特别管用的方法。

采纳这种方法得到的计算。