Дистанционное обучение Намотчик секций силовых конденсаторов

Секция — это сердце силового конденсатора, где энергия запасается в виде электрического поля между тончайшими слоями диэлектрика и металлическими обкладками. Намотчик укладывает несколько микрон полипропиленовой плёнки и алюминиевой фольги в плотный, геометрически идеальный рулон. Ёмкость, тангенс угла диэлектрических потерь, пробивное напряжение и тепловые потери зависят от того, с каким натяжением намотана секция, насколько чисто и без складок легла плёнка, как точно выдержаны зазоры по торцам. Ошибка, допущенная на намотке, не исправляется последующей пропиткой или корпусированием, а слабое место в диэлектрике может привести к пробою и аварийному отключению батареи под нагрузкой.

Полипропиленовая плёнка толщиной в несколько микрон — это материал, сравнимый по жёсткости с папиросной бумагой. Недостаточное натяжение приводит к образованию воздушных зазоров и складок, которые при пропитке не заполняются маслом и становятся очагами частичных разрядов, медленно разрушающих диэлектрик. Избыточное натяжение деформирует плёнку, оставляя в ней микронапряжения, которые со временем релаксируют и также образуют пустоты. Намотчик следит за показаниями тензометрических датчиков на тормозных устройствах размотчиков и тактильно контролирует сбегание ленты: она должна идти ровно, без биений и провисаний. Оптимальное натяжение находят опытным путём для каждой партии материала.

Ёмкость секции задаётся площадью перекрытия обкладок, толщиной и диэлектрической проницаемостью плёнки. Намотчик работает по карте раскроя, где указаны ширина плёнки и фольги, а также зазор между краем фольги и обрезом плёнки. Сдвиг фольги даже на миллиметр даёт уход ёмкости за пределы допуска. Он выставляет положение направляющих роликов и смотрит, чтобы зазор по обоим торцам был одинаковым. На современных полуавтоматических станках после намотки секции сразу проверяется ёмкость на измерителе иммитанса, и если она не попадает в допуск, оператор корректирует настройки до запуска партии. Серийное производство требует стабильности, а не подгонки каждой секции вручную.

Частица пыли размером в несколько микрон, попавшая между слоями плёнки, становится концентратором напряжённости электрического поля, инициирует частичные разряды и со временем приводит к пробою. Влага на поверхности плёнки увеличивает тангенс угла диэлектрических потерь и способствует электрохимическому разложению алюминиевой фольги. Цех намотки — это «чистая комната» с фильтрацией воздуха, поддержанием заданной температуры и влажности, а персонал работает в безворсовой одежде и хлопчатобумажных перчатках. Намотчик протирает валы и направляющие от оседающей микроскопической пыли и ни в коем случае не касается рабочей зоны жирными руками без перчаток.

Складки на плёнке и морщины на обкладках видны при визуальном осмотре секции до пропитки и являются прямым браком. Микрозазоры и слабонатянутые слои внешне незаметны, но при приложении напряжения в этих местах начинаются частичные разряды, регистрируемые акустическими датчиками или по уровню высокочастотных помех. Смещение обкладок от оси намотки даёт зауженную рабочую зону и перегрев торцов. Окисление и загрязнение фольги, вызванное касанием без перчаток или длительным хранением заготовок, приводит к плохому контакту с токоотводами и повышенному переходному сопротивлению, что выливается в локальный нагрев и деградацию пропитки.

Намоточные станки — это вращающиеся механизмы с высокой скоростью, и захват одежды или волос может привести к тяжёлой травме, поэтому спецодежда застёгивается наглухо, длинные волосы убираются под головной убор, а станки оснащены защитными экранами с блокировками пуска при открытии. Опасность также представляют острые кромки алюминиевой фольги, о которые можно порезаться при заправке. При работе с обезжиривающими растворителями для очистки деталей станка возможны раздражения кожи и вдыхание паров, поэтому применяются вытяжка и защитные перчатки. Электрическая безопасность обеспечивается заземлением станка и изоляцией токоведущих частей измерительных приборов.