СПОСОБ ОЧИСТКИ ОТ ЗАГРЯЗНЕНИЙ ПОВЕРХНОСТЕЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН Российский патент 2007 года по МПК B08B5/00 

Способ очистки от загрязнений поверхностей электрических машин

Изобретение относится к технологии очистки от загрязнений поверхностей электрических машин (гидрогенераторов, турбогенераторов, электродвигателей, трансформаторов), имеющих как металлические поверхности, так и с термореактивной изоляцией, и может найти применение в электротехнической промышленности.

Известен способ очистки от загрязнений поверхностей изоляторов, включающий подачу на загрязненную поверхность воздуха, содержащего льдистые частицы, в качестве которых используют дробленый лед, снежную крупку, чешуйки льда (авторское свидетельство №1686496 А1, 1989 г., МКИ: Н01В 17/52), или способ очистки поверхностей от загрязнений путем подачи смеси из воздуха и свежевыпавшего снега с диаметром частиц снега 1,5 мм и с температурой от -1, до -3°С (патент №2200638 С2, от 2001 г., МКИ: В08В 7/00).

Как показала практика, ни один из этих способов не может обеспечить очистку поверхностей от загрязнений электрических машин, имеющих поверхность с термореактивной изоляцией.

Также известен способ очистки поверхностей от загрязнений, в частности от твердых отложений (в виде горной породы, солей и т.д.), заключающийся в том, на очищаемую поверхность направляют углекислый газ, который на выходе из соплового устройства, приобретая сверхзвуковую скорость, превращается в твердые частицы диоксида углерода, которыми в свою очередь и осуществляют процесс очистки поверхностей (Авторское свидетельство №1500399 А1 от 1987 г., МКИ: B08В 5/00).

Недостатком указанного способа является то, что он не может быть использован для очистки от загрязнений именно электрических машин, имеющих металлическую поверхность и поверхность с термореактивной изоляцией, которые в процессе эксплуатации загрязнены маслом, пылью, сажей (копоть), напыленной медью и медными бляшками. Загрязнения в виде напыления меди и медных бляшек образуются в результате расплавления и разбрызгивания медных стержней при коротком замыкании. Как показала практика, указанный способ не нашел промышленного применения. Задачами заявленного изобретения являются:

- разработка эффективного, технологически несложного, сравнительно недорогого способа очистки поверхностей от загрязнений именно электрических машин, имеющих как поверхности с термореактивной изоляцией, так и металлические;

- разработка способа очистки поверхностей от масел, пыли, сажи (копоти), напыленной меди, медных бляшек;

- разработка способа очистки электрических машин, который обеспечивал бы восстановление их работоспособности в короткие сроки, и повысил длительность их эксплуатации без ремонтно-очистительных работ.

Поставленная задача решается тем, что перед очисткой готовят смесь из воздуха и твердых частиц диоксида углерода, имеющих температуру от -78,2 до -90°С и приготовленной поток воздушной смеси направляют на очистку поверхности электрических машин при плотности потока, равном 0,3-0,6 кг диоксида углерода на 1 куб. м воздуха, и расходе подаваемого воздушного потока, равном 2,8-3,5 куб. м в минуту, при этом очистку поверхности с термореактивной изоляцией проводят при размере частиц диоксида углерода в воздушной смеси, равном 1,2-1,7 мм, и под давлением 4,5-5,5 атм, а очистку металлических поверхностей проводят при размере частиц диоксида углерода в воздушной смеси, равном 1,2-3,0 мм, и под давлением 6,0-6,5 атм. Важным признаком способа является и то, что предварительно приготовленную воздушную смесь из воздуха и твердых частиц диоксида углерода в сопловое устройство подают по одному шлангу.

Предлагаемый способ является оригинальной специальной технологией для очистки от загрязнений поверхностей именно электрических машин, имеющих на разных поверхностях загрязнения в виде масла, пыли, сажи (копоти), напыленной меди и медных бляшек.

Способ позволяет быстро и эффективно произвести очистку разных поверхностей электрических машин от таких загрязнений, как масел, пыли, сажи, от медных бляшек и напыления меди; хлопчатобумажная ткань чистая после протирки очищенной металлической поверхности. Исключается просушка изоляционных и металлических поверхностей оборудования, что в свою очередь способствует восстановлению работоспособности электрических машин в целом и повышению длительности их эксплуатации, сокращению времени проведения ремонта, повышению КПД (за счет улучшения теплоотдачи), а также снижению риска возникновения поверхностного напряжения на изоляции.

Технологические параметры процесса очистки и их заданные пределы показателей, а именно: показатели размеров частиц диоксида углерода в потоке воздушной смеси, плотность и расход смеси, давления воздуха и расхода смеси в процессе очистки, определены экспериментально. Выявлено, что при снижении заданных нижних пределов показателей степень очистки снижается, а при повышении повреждается изоляция поверхностей с термореактивной изоляцией и снижается степень очистки металлических поверхностей.

Способ иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1.

Очистка от загрязнений поверхностей статора турбогенератора.

Процесс очистки от загрязнений поверхностей статора турбогенератора осуществляют в несколько этапов. На первом этапе очищают переднюю лобовую зону (очистка коллектора охлаждения, головок стержней и изоляции шин), на втором этапе - очистку расточки статора и на третьем - задней лобовой зоны (очистка коллектора охлаждения, головок стержней и изоляции шин).

Термореактивная изоляция представляет собой стекло-слюдянитовую ленту, пропитанную бокситной смолой и подвергнутую с целью затвердевания термообработке. Очистка такого покрытия от масел, пыли, сажи (копоти) должна проходить с исключением увлажнения поверхности изоляции, влияющего на работоспособность электрических машин в целом.

В электрических машинах используют активную электротехническую сталь, увлажнение которой приводит к коррозии, а следовательно, к выходу оборудования из строя, что не позволяет применять водные растворы.

Поверхность активной стали статора и ротора электрических машин покрыты электротехнической эмалью (ГФ - 92-ХК). Очистка такой поверхности от масел, пыли также требует специальной технологии. Вентиляционные каналы используются для охлаждения электрических машин. В их конструкции предусмотрены отверстия, обеспечивающие циркуляцию воздуха для охлаждения. Закупорка этих отверстий загрязнениями снижает теплоотдачу электрических машин, а следовательно, и КПД электротехнического оборудования, приводит к его перегреву и, как следствие, к короткому замыканию и выходу из строя.

В специальном устройстве смешивают воздух и твердые частицы диоксида углерода. Перед смешиванием температуру частиц диоксида углерода поддерживают в пределах от -78,2 до -90°С путем введения в жидкого азота в количестве 10 кг на объем емкости, равный 390 л.

При указанной температуре сухой лед во время разгона потоком воздуха не испаряется, в результате чего более 90% частиц льда участвуют в процессе очистки поверхностей от загрязнений. Кроме того, снижение температуры сухого льда обеспечивает снижение потерь сухого льда при его хранении, что делает способ более экономичным, повышает КПД оборудования и уменьшается риск его перегрева.

При очистке поверхностей изоляции полюсов, стержня, изоляции шин и перемычек размеры частиц диоксида углерода в потоке воздушной смеси поддерживают в пределах 1,2-1,7 мм, а воздушную смесь подают под давлением 4,0-5,5 атм, а при очистке других поверхностей эти показатели находятся в пределах: 1,2-3,0 и 6,0-6,5 соответственно. Плотность потока воздушной смеси составляет 0,5 кг сухого льда на 1 куб. м воздуха. Этот показатель может варьироваться в пределах 0,3-0,6 кг на куб. м. Расход подаваемого потока воздушной смеси составляет 3,0 куб. м в мин. Показатель может варьироваться в пределах: 2,8-3,5 куб. м в минуту.

Приготовленный поток воздушной смеси подают по одному шлангу в сопловое устройство (пистолет), который оператор направляет на очищаемую поверхность. В двухшланговых системах частицы диоксида углерода и воздух подают по двум шлангам и смешиваются они непосредственно в пистолете перед попаданием в сопло. Основными недостатками двушланговой системы является ограничение длины шланга, (т.к. лед подается за счет разрежения воздуха) и вес двух шлангов, что затрудняет оператору проводить очистку. В одношланговой системе лед с воздухом смешиваются специальным устройством и подаются к пистолету по одному шлангу в виде готовой смеси.

При очистке поверхностей оператор должен использовать специальные средства защиты, в частности очки, перчатки, наушники, респиратор и беруши.

Пример 2

Очистка поверхностей гидрогенератора с вынутым ротором.

Очистку металлических поверхностей от загрязнений статора гидрогенератора осуществляют в следующей последовательности: очистка расточки статора, статора и вентиляционных каналов со стороны спинки, головок стержней нижней лобовой зоны, стержней нижней лобовой зоны от головок до расточки, головок стержней верхней лобовой зоны, стержней верхней лобовой зоны от головок до расточки и очистка изоляции шин перемычек.

Очистку поверхностей от загрязнений ротора гидрогенератора осуществляют в следующей последовательности: проводят очистку вентиляционных каналов ротора, железа полюсов ротора, изоляции полюсов ротора и крыльчаток охлаждения.

Вентиляционные каналы используются для охлаждения электрических машин. В их конструкции предусмотрены отверстия (каналы), обеспечивающие циркуляцию воздуха для охлаждения. Закупорка этих отверстий загрязнениями снижает теплоотдачу электрических машин, а следовательно, снижается КПД машин.

Очистку поверхностей осуществляют аналогично примеру 1, и показатели технологических параметров поддерживают в тех же пределах, что и в примере 1.

В процессе очистки оператор использует специальные средства защиты, в частности каску, респиратор, очки, перчатки, наушники, беруши и монтажный пояс.

Пример 3

Очистка поверхности от загрязнений гидрогенератора без выемки ротора.

Очистку поверхностей осуществляют в следующей последовательности: очистка верхней лобовой зоны (головок стержней статора, изоляции полюсов, изоляции шин и перемычек, стержней от головок до расточки), очистку вентиляционных каналов статора со стороны спинки, очистка нижней лобовой зоны (головок, изоляции полюсов, стержней от головок до расточки, крыльчаток ротора).

Очистку поверхностей осуществляют аналогично примеру 1, и показатели технологических параметров поддерживают в тех же пределах, что и в примере 1.

При очистке поверхностей оператор пользуется средствами защиты, в частности использует каску, перчатки, респиратор, очки, наушники и беруши.

Предложенный способ прошел производственные испытания на Нижегородской ГЭС. В результате проведенной очистки гидрогенератора (СВ-1340/150-96, станционный №6) загрязнения из вентиляционных каналов удалены полностью, изоляционные покрытия обмоток в процессе очистки не повреждены и определено, что сопротивление изоляции статора при выводе генератора до очистки составило 5/100 МОм, а после - 50/200 МОм, при этом очищаемая поверхность не увлажнилась. Результаты испытаний говорят об эффективности способа очистки электрических машин предлагаемым методом.

Изобретение относится к технологии очистки от загрязнений поверхностей электрических машин, имеющих как металлические поверхности, так и с термореактивной изоляцией, и может быть использовано в электротехнической промышленности. Способ заключается в том, что предварительно готовят смесь из воздуха и твердых частиц диоксида углерода, имеющих температуру от -78,2 до -90°С, и приготовленный поток воздушной смеси направляют на очистку поверхности электрических машин при плотности потока, равной 0,3-0,6 кг диоксида углерода на 1 куб.м воздуха, и расходе подаваемого воздушного потока, равном 2,8-3,5 куб.м в минуту. При этом очистку поверхности с термореактивной изоляцией проводят при размере частиц диоксида углерода в воздушной смеси, равном 1,2-1,7 мм, и под давлением 4,5-5,5 атм, а очистку металлических поверхностей проводят при размере частиц диоксида углерода в воздушной смеси, равном 1,2-3,0 мм и под давлением 6,0-6,5 атм. Поток воздушной смеси в сопловое устройство подают по одному шлангу. Способ позволяет быстро и эффективно произвести очистку разных поверхностей электрических машин от таких загрязнений, как масло, пыль, сажа, от медных бляшек и напыления меди, исключить просушку изоляционных и металлических поверхностей оборудования, что в свою очередь способствует восстановлению работоспособности электрических машин в целом и повышению длительности их эксплуатации, сокращению времени проведения ремонта, повышению КПД, а также снижению риска возникновения поверхностного напряжения на изоляции.

Способ очистки от загрязнений поверхностей электрических машин, имеющих как поверхности с терморективной изоляцией, так и металлические, заключающийся в том, что предварительно готовят смесь из воздуха и твердых частиц диоксида углерода, имеющих температуру от -78,2 до -90°С, и полученный поток воздушной смеси направляют на очистку поверхности электрических машин при плотности потока 0,3-0,6 кг диоксида углерода на 1 куб.м воздуха и расходе 2,8-3,5 куб.м в минуту, при этом очистку поверхности с термореактивной изоляцией проводят при размере частиц диоксида углерода в воздушной смеси 1,2-1,7 мм и под давлением 4,5-5,5 атм, а очистку металлических поверхностей проводят при размере частиц диоксида углерода в воздушной смеси 1,2-3,0 мм и под давлением 6,0-6,5 атм., причем поток воздушной смеси в сопловое устройство подают по одному шлангу.