книги / Технология производства проводов

(см. табл. 4.1), а проволока больших сечений – на горизонтальных обмоточных машинах. Основные параметры обмоточных машин для наложения на проволоку бумажной и пленочной изоляции приведены в табл. 4.2.

Таблица 4 . 2

Основные параметры обмоточных машин, предназначенных для наложения на проволоку бумажной и пленочной изоляции

131

Рассмотрим машину О8. Эта горизонтальная машина предназначена для изготовления круглых и прямоугольных обмоточных проводов сечением от 2,5 до 12,5 мм2 с изоляцией из бумажных и синтетических лент. Машина имеет 4 бумагообмотчика, на каждом из которых закрепляются два ролика с бумажными или синтетическими лентами. Таким образом, на машине марки О8 может одновременно накладываться 8 лент. Требуемый шаг наложения изоляции достигается за счет установления линейной скорости движения провода с помощью коробки передач.

В унифицированной серии обмоточных машин используются обмотчики тангенциального типа, обеспечивающие, в отличие от центровых, высокую плотность наложения бумажной изоляции. У эксцентричного обмотчика тангенциаль-

132

Провода с бумажной изоляцией применяются в масляных трансформаторах, так как пропитанная минеральными маслами бумагаобладаетвысокойэлектрическойпрочностью. Медныекруглые провода марки ПБ изготавливаются диаметром 1,18–5,2 мм, прямоугольные– сечением3–90 мм2.

Для монтажа трансформаторов используются провода марки ПБУ с изоляцией из уплотненной высоковольтной кабельной бумаги, их ТИ = 105. Нижняя и верхняя ленты изоляции должны быть наложены с перекрытием не менее 2 мм, промежуточные – с зазором не более 2 мм.

При наложении бумажной ленты необходимо изменять направление обмотки не реже чем через 8 лент. В изоляции, состоящей из трех лент, совпадение лент не допускается. В изоляции, состоящей более чем из трех лент, число совпадений не должно превышать: одного – при числе лент до 6; двух – при числе лент до 16; трех – при числе лент свыше 16.

Для провода марки ПБУ нижний и промежуточный слои изоляции выполняют из кабельной высоковольтной уплотненной бумаги толщиной 0,08 мм.

Для изоляции проводов используется кабельная бумага толщиной не более 0,12 мм и телефонная – толщиной 0,05 мм.

В производстве некоторых обмоточных и монтажных проводов применяется неориентированная (сырая каландрованная) фторопластовая лента, накладываемая обычно с перекрытием. При обмотке такой лентой к обмоточному оборудованию предъявляются повышенные требования. Это связано с тем, что механическая прочность таких пленок невысока, а способность удлиняться за счет растягивающих усилий у них значительно больше, чем у ориентированных фторопластовых или других синтетических пленок. Поэтому обмоточные машины должны быть снабжены специальными устройствами для регулирования и поддержания в заданных пределах малого натяжения, исключающего вытягивание или обрыв пленки. Машины такого типа применяются для наложения на проволоку изоляции из поли-

133

имидно-фторопластовых пленок, подвергаемых последующему нагреву или спеканию. В этом случае наложение изоляции должно быть плотным, в ней не допускаются морщины и неплотности.

Отечественная вертикальная изолировочная машина марки МО-2 предназначена для изолирования проволоки сечением до 15 мм полиамидно-фторопластовыми пленками. Машина имеет три обмотчика. Частота вращения обмотчиков до 860 об/мин, линейная скорость изолируемого проводника от 2,3 до 11,7 об/мин.

Горизонтальная машина марки ГИМ-ЗА предназначена для изолирования неориентированными или сырыми каландрированными лентами проводников диаметром от 1 до 5 мм.

Тип обмотчиков – полутангенциальный, на каждом обмотчике устанавливают по два кружка ленты. Машина двухходовая. Каждый ход имеет четыре обмотчика. Частота вращения обмотчиков до 50 об/мин.

Обычно ширина бумажных и полимерных лент составляет 6–14 мм, а шаг обмотки колеблется от 10,4 до 18,8 мм.

4.2.3. Обмоточные машины для наложения стекловолокнистой изоляции

Стекловолокнистая изоляция накладывается на проволоку методом обмотки. Так как стекловолокно имеет пониженную стойкость против истирающих усилий, то обмотку из этого волокна подклеивают к проволоке нагревостойким лаком, а затем производят последовательную пропитку и лакировку слоев изоляции степловой обработкой в печах. Поэтому стеклообмоточные машины имеют лаковые ванны для подклейки, пропитки и лакировки изоляции и сушильныепечи длязапечки лаковогопокрытия.

В настоящее время применяют совмещенную технологию на специальных стеклообмоточных машинах. Совмещенная технология реализуется по двум вариантам:

134

1)сзапечкой(термообработкой) повнешнемуслоюизоляции;

2)с послойной запечкой, т.е. термообработкой каждого слоя изоляции (рис. 4.6).

Практика показывает, что лучшее качество проводов обеспечивается при использовании послойной запечки. В последнем случае усложняется схема машины, ее заправка, повышаются энергоемкость и габариты машины. Поэтому послойная запечка находит применение при изготовлении проводов с сечением жил 10 и более мм2.

Рис. 4.6. Схема совмещённой технологии изготовления проводов со стекловолокнистой изоляцией: а – запечка по внешнему слою; б – послойная запечка; 1 – отдающее устройство; 2 – фетровые протиры; 3 – направляющие ролики; 4 – лаковая ванна для подклейки; 5 – ванна для пропитки первого слоя и подклейки второго слоя;

6 – центровой пряжеобмотчик; 7, 15 – ванна для лакировки поверхности провода; 8 – блок нижних направляющих роликов печи; 9 – блок верхних направляющих роликов; 10 – электрические печи; 11 – изолированный провод; 12 – приемное устройство; 13, 14 – лаковые ванны для подклейки и пропитки второго слоя

135

Технологические параметры обмотки выбираются с учетом устойчивости изоляции. В работах ВНИИКП показано, что оптимальная величина углов обмотки α = 26–28°. Эти значения углов определяют ширину пряди и т.д.

В связи с тем, что при изготовлении проводов со стекловолокнистой изоляцией совмещаются две технологические операции – обмотка и термообработка, линейная скорость агрегата определяется временем физико-химических процессов (испарение растворителя и поликонденсация), протекающих в изоляции при термообработке. Свойства стекловолокнистой изоляции, особенно механические, определяются степенью завершенности процесса поликонденсации лаковой пленки и связаны с температурой печи. Для большинства лаков температура запечки составляет 350–450 °С. Наилучшее качество проводов обеспечивается при применении послойной запечки.

При производстве проводов с температурным индексом не выше 155 °С в обмотке из стекловолокна допускается применение лавсановых или капроновых нитей – не более 20 % общего количества стеклянных нитей. Лавсановые или капроновые нити должны быть равномерно распределены между стеклянными. При нагревании провода они расплавляются и подклеивают обмотку к проводу, а стеклянные нити склеиваются между собой. Применение лака для подклейки и пропитки стекловолокна имеет существенный недостаток – при тепловой обработке в атмосферу выбрасывается значительное количество растворителя. Поэтому наиболее перспективным является стекловолокно, у которого в первичной нити содержится до 50 % элементарных волокон из полиэтилентерефталата (лавсана), соединенных со стеклянной нитью круткой. При этом не требуется применения подклеивающих и пропитывающих лаков. При тепловой обработке отдельные нити плотно склеиваются между собой и обеспечивают высокую механическуюпрочность изоляции проводов наистирание.

Основные типы стеклообмоточных машин и их параметры указаны в табл. 4.3.

136

В стеклообмоточных машинах используют центровые обмотчики, обеспечивающие высокую скорость вращения – до 3500 об/мин. После лаковой ванны провод проходит несколько раз через печь для сушки и запечки слоя лака. Линейная скорость движения провода определяется не частотой вращения обмотчиков, а временем, необходимым для сушки и поликонденсации слоя подклеивающего и пропитывающего лака в печах.

При остановке печь автоматически откатывается, провод оказывается вне зоны нагрева, и его изоляция не повреждается.

137

Принцип действия стеклообмоточной машины рассмотрим на примере машины СОГ-60 (сечение до 60 мм2).

С отдающего барабана проволока, пройдя направляющие ролики, протиры и прямильные вальцы, поступает к первой лаковой ванне, где наносится слой лака для подклейки стекловолокнистой изоляции. Затем проволока подсушивается, дважды проходя через печь, после чего проходит через первый обмотчик, вторую лаковую ванну и второй обмотчик. После этого она огибает поворотные ролики и поступает в третью лаковую ванну, в которой второй слой стекловолокна пропитывается. Затем при двойном проходе через нижнюю и верхнюю камеры печи производится сушка и запечка изоляции. Далее провод дважды проходит через ванну с лаком (нанесение поверхностного покрытия) и снова дважды через печь. Готовый провод принимается на барабан. Обмотчики центрового типа имеют магазин запасных бобин со стекловолокном (обычно 7–8 бобин). Печь состоит из неподвижного и подвижного составов, при остановке машины печь автоматически откатывается, что исключает повреждение изоляции от перегрева.

Основное применение проводов со стекловолокнистой изоляцией – обмотки электродвигателей для тяжелых условий эксплуатации (химостойкое оборудование, электродвигатели для морских судов, крановые электродвигатели и т.п.) и сухих трансформаторов. Температурный индекс этих проводов равен 155 и 200 °С. Если для подклейки и пропитки стекловолокна применяется глифталевый лак, то провода имеют ТИ = 155 °С. Это провода марок ПСД-Л, ПСДТ, ПСДТ-Л, АПСД. Буква Т означает, что для изоляции используется утонченное стекловолокно, буква Л указывает на наличие на поверхности провода дополнительного слоя лака.

Если для пропитки и подклейки используется кремнийорганический лак, то провод имеет ТИ = 200 °С. Такой ТИ имеют провода марок ПСДК, ПСДК-Л, ПСДДКТ, ПСДКТ-Л.

138

Провода со стеклополиэфирной изоляцией выпускаются на ТИ = 155 °С (марки ПСЛД, ПСЛДТ) и ТИ = 200 °С (марки ПСЛДК, ПСЛДКТ). На поверхность провода с ТИ = 200 °С наносят слой высокотемпературного электроизоляционного лака.

Значительно большей нагревостойкостью обладают провода марки ПОЖ. Их рабочая температура составляет 300 °С. Изоляция состоит из бесщелочного алюмоборосиликатного стекловолокна на кремнийорганических замасливателях, пропитанного органосиликатным составом. Эти провода имеют медную жилу, защищенную от окисления слоем никеля.

4.3. ПОДРАЗДЕЛЕННЫЕ И ТРАНСПОНИРОВАННЫЕ ОБМОТОЧНЫЕ ПРОВОДА

Этипроводаслужатдлясниженияпотерьвтрансформаторах. Подразделенные провода состоят из двух или трех прямоугольных проводов, изолированных бумажными лентами. Располагаются эти провода параллельно друг другу в осевом направле-

нии и скрепляются общей бумажной изоляцией.

Машина для изготовления подразделенного провода состоит из следующих узлов: двух или трех отдатчиков, приспособления для сборки отдельных проводов, лентообмотчиков, тягового устройства и приемника. Приспособление для сборки отдельных проводов должно обеспечить их укладку друг на друга по большей стороне сечения без поперечного смещения.

Изоляция отдельных проводов состоит из трех лент кабельной бумаги толщиной 0,08 мм. Для общей изоляции провода используется кабельная бумага толщиной 0,08 и 0,12 мм. Наряду с раздельной технологией изготовления проводов применяются поточные линии. Поточная линия для изготовления подразделенных проводов состоит из двух или трех изолировочных узлов, размещенных один над другим, последовательных головок для сборки отдельных проводов в подразделенный

139

провод и изолировочного узла для наложения общей изоляции. Поточная линия объединяет два технологических процесса: наложение изоляции на отдельные проводники и сборку отдельных проводоввподразделенныйпроводсналожениемобщейизоляции.

Подразделенные обмоточные провода выпускаются марок ПБП и ПБПУ. Изоляция проводов ПБП выполняется из кабельной бумаги толщиной не более 0,12 мм. Для проводов марки ПБПУ применяется обычная многослойная и многослойная уплотненная кабельная бумага. Направление обмотки бумажных лент должно изменяться не менее чем через 4 ленты.

Еще большее снижение потерь в обмотках трансформато-

ров обеспечивают прямоугольные транспонированные провода.

Провод состоит из элементарных прямоугольных проводников с эмалевой изоляцией, количество которых нечетно, и в поперечном сечении представляет собой два ряда элементарных проводников с разделительной бумажной прокладкой между рядами и общей бумажной изоляцией (рис. 4.7). При транспонировании каждый элементарный проводник перемещается в горизонтальном и вертикальном направлениях относительно оси провода, но остается параллельным по отношению к первоначальному положению, что обеспечивается применением скрутки с откруткой. Транспозиция проводников выполняется по принципу круговой перестановки элементарных проводников по прямоугольному контуру. Шаг транспонирования постоянен и составляет 1300–2100 мм.

Рис. 4.7. Прямоугольный транспони-рованный провод:

1 – элементарные эма-лированные прямоугольные проводники; 2 – изоляционная прокладка; 3 – общая бумажная изоляция

140