一種特高壓油紙電容式套管電容芯子干燥方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種套管電容芯子的干燥技術，具體的說是一種特高壓油紙電容式套管電容芯子干燥方法。
【背景技術】
[0002]我國經(jīng)濟正在高速發(fā)展，電力負荷快速增長，為滿足不同地區(qū)的用電需求，推動能源資源優(yōu)化配置，我國輸電線路的電壓等級不斷攀升。從2007年已經(jīng)開始了百萬伏特高壓電網(wǎng)的規(guī)劃和建設，規(guī)劃到2015年，將形成“三縱三橫一環(huán)網(wǎng)”的特高壓交流電網(wǎng)，所以我國電網(wǎng)對IlOOkV及以上特高壓套管有著旺盛的需求。而目前我國特高壓電網(wǎng)上使用的套管全部依賴進口，我國在特高壓套管生產(chǎn)技術的匱乏，制約了我國國產(chǎn)特高壓套管的發(fā)展，影響了我國特高壓電網(wǎng)和重大裝備的國產(chǎn)化。
[0003]在特高壓套管制造過程中電容芯子的干燥技術是其生產(chǎn)制造的核心技術。這是因為:1、絕緣的干燥是否徹底，直接決定了其電氣強度的優(yōu)劣；2、特高壓油紙電容式套管的電容芯子是由中密度的電纜紙卷制而成的致密絕緣體，內(nèi)部無任何油道，同時為改善套管內(nèi)部電場分布的均勻性，在電纜紙內(nèi)部每隔2?3_放置一層鋁箔，絕緣總長通常為11米，單邊絕緣厚度為約300mm，鋁箔的總層數(shù)約為140層，鋁箔的長度僅比其周圍的絕緣略短。由于鋁箔密不透氣，140層鋁箔的存在，導致干燥時水汽不能從芯子的徑向排出，而芯子絕緣長達11米，所以套管干燥處理難度很大，是制約特高壓套管生產(chǎn)的瓶頸；3、套管的介質(zhì)損耗與套管運行電壓的平方成正比，與套管的介質(zhì)損耗因數(shù)成正比，對于特高壓套管，由于其電壓的特殊性，介電損耗很大，為降低產(chǎn)品介電損耗，確保長期運行穩(wěn)定性，避免產(chǎn)品熱擊穿，必須采用優(yōu)質(zhì)高效的干燥技術，使套管獲得較低的介質(zhì)損耗因數(shù)。4、套管芯子內(nèi)外部干燥均勻一致，是套管長期運行介損穩(wěn)定，不出現(xiàn)熱擊穿的重要保證。
[0004]目前套管行業(yè)傳統(tǒng)的干燥方式有熱風循環(huán)加熱干燥、熱油循環(huán)干燥兩種，該兩種加熱方式均采用芯體整體加熱，水分軸向抽出的方法進行干燥處理，用于生產(chǎn)絕緣直徑及絕緣長度相對較小的高壓及超高壓套管技術比較成熟，用于特高壓套管生產(chǎn)時，受絕緣直徑和長度所限，干燥處理時間很長，不僅浪費能源而且長時間高溫加熱降低了電纜紙的聚合度，破壞了電纜紙的機械強度，影響絕緣使用壽命，同時上述兩種干燥方式存在內(nèi)部電纜紙干燥不徹底的風險，會導致套管在運行一段時間后，出現(xiàn)介損回升的現(xiàn)象，導致套管長期運行時會出現(xiàn)熱擊穿。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對現(xiàn)有技術中存在的干燥處理時間很長、影響絕緣使用壽命以及干燥不徹底等不足，發(fā)本明要解決的技術問題是提供一種能夠安全可靠的縮短干燥處理時間、解決絕緣過渡老化問題以及由于內(nèi)部干燥不徹底使產(chǎn)品介損回升問題的特高壓油紙電容式套管電容芯子干燥方法。
[0006]為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案是:
[0007]本發(fā)明一種特高壓油紙電容式套管電容芯子干燥方法包括以下步驟:
[0008]卷制前的預干燥:將絕緣紙原紙捆在烘房內(nèi)進行干燥，去除絕緣紙中少量自由水；
[0009]卷制過程中的干燥:在原紙捆打開后，卷入芯子前，為單層紙狀態(tài)時，利用烘燈干燥系統(tǒng)及油加熱系統(tǒng)，在走紙路徑上對絕緣紙進行逐層連續(xù)干燥；
[0010]卷制完成后的干燥:采取變壓法真空干燥工藝去除卷制過程中干燥好的絕緣紙再次吸收的水分。
[0011]所述卷制過程中的干燥包括以下步驟:
[0012]絕緣紙從進入烘燈干燥系統(tǒng)直至卷入芯子前的傳送路徑上，多組烘燈對其進行實時干燥；
[0013]在卷入芯子前，由加熱輥對絕緣紙進行加熱，再經(jīng)第二組烘燈加熱后進入加熱輥對，該加熱輥對支撐卷制的芯體。
[0014]所述烘燈設有吸風系統(tǒng)，該吸風系統(tǒng)將烘干產(chǎn)生的水蒸氣帶離設備。
[0015]最后一組燈箱安裝于絕緣紙即將卷入芯子前、絕緣紙的下方。
[0016]烘燈開啟的數(shù)量與所卷制芯子的軸向絕緣長度正相關。
[0017]在絕緣紙的上方設有含水量在線測試儀，對測試數(shù)據(jù)實時反饋，設備根據(jù)得到的反饋數(shù)據(jù)自動調(diào)節(jié)烘燈溫度、卷制速度、加熱功率以及導熱油溫度來控制干燥效果。
[0018]卷制完成后的干燥包括:
[0019]初期預熱:在全自動真空加熱罐內(nèi)，將卷制好的芯子整體入罐進行預熱處理，提高絕緣材料內(nèi)部水蒸汽分壓強；
[0020]變壓脫水:以抽空方式進行逐級降壓，并在中間過程中予以適當保壓；
[0021]終干階段:變壓脫水完成后，關閉氣鎮(zhèn)閥，真?zhèn)€真空機組系統(tǒng)處于極限狀態(tài)，并保持一定的時間，根據(jù)工藝要求，當系統(tǒng)壓力、溫度等關鍵參數(shù)達到設定值時，完成終干階段；
[0022]終點判斷:上述3個過程完成后，進行數(shù)值數(shù)據(jù)化判斷，即終干真空度數(shù)、終干保持時間以及罐內(nèi)最終露點值，如上述指標均符合工藝要求，即判斷達到終點要求，完成芯子的全部干燥過程。
[0023]在前期初抽階段，打開全自動真空加熱罐氣鎮(zhèn)閥排出前期相對較大的出水量；利用全自動真空加熱罐的自動控制功能保持低壓狀態(tài)，進行前期排水并避免降溫過快；通過反復上述一過程將罐內(nèi)的壓力降低，完成變壓主脫水階段進入終干階段。
[0024]本發(fā)明具有以下有益效果及優(yōu)點:
[0025]1.本發(fā)明采用該項技術可以有效去除絕緣中的水分，使特高壓套管獲得較低介損(彡 0.4%)；
[0026]2.與傳統(tǒng)干燥工藝相比，采用本發(fā)明方法使絕緣整體高溫加熱時間短，絕緣紙的聚合度下降很小，確保了絕緣的機械性能，使絕緣獲得更長的使用壽命。
[0027]3.與傳統(tǒng)干燥工藝相比，采用本發(fā)明方法，創(chuàng)造性的將絕緣干燥從芯子的整體干燥改為絕緣紙的逐層加熱干燥，確保套管內(nèi)外干燥程度一致，干燥完全徹底，不存在水分殘存在芯子內(nèi)層中部的情況，不會導致套管運行一段時間后水分從內(nèi)部向外部擴散，介損回升，解決了行業(yè)難題。
[0028]4.與傳統(tǒng)干燥工藝相比，采用本發(fā)明方法有效縮短了工藝時間，節(jié)約大量能源，符合節(jié)約型社會發(fā)展趨勢。
【附圖說明】
[0029]圖1為本發(fā)明方法中卷制過程干燥示意圖；
[0030]圖2為本發(fā)明方法中卷制后干燥示意圖；
[0031]圖3為卷制速度與烘燈加熱功率關系曲線圖；
[0032]圖4為本發(fā)明方法中真空度數(shù)據(jù)和時間的關系曲線圖。
[0033]其中，I為加熱輥，2為第二烘燈，3為芯子，4為加熱輥對，5為第一烘燈，6為絕緣紙，7為原紙捆，Tl?T6為第一?六鉬電阻。
【具體實施方式】
[0034]下面結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明作進一步闡述。
[0035]本發(fā)明方法摒棄傳統(tǒng)在電容芯子卷制完成后整體干燥處理的方式，每部分配合不同的干燥設備和干燥工藝，承擔不同的干燥任務。第I部分(預干燥)除去絕緣中15%?20%左右的水分，使絕緣紙的含水量由6?8%，降至4?6% ;第2部分(主干燥)在卷制過程中對單層絕緣紙進行干燥處理，使絕緣紙的含水量從4?6%降至0.3%以下；第3部分(輔助干燥)是卷制后的干燥整理，目的是將卷制過程中，干燥好的絕緣紙吸進的潮氣帶走。具體步驟如下:
[0036]卷制前的預干燥:將絕緣紙原紙捆7在烘房內(nèi)進行干燥，去除絕緣紙中少量自由水；
[0037]卷制過程中的干燥(主干燥):在原紙捆7打開后，卷入芯子3前，為單層紙狀態(tài)時，利用烘燈干燥系統(tǒng)及油加熱系統(tǒng)，在走紙路徑上對絕緣紙6進行逐層連續(xù)干燥，卷制過程中可對絕緣紙的含水量進行動態(tài)監(jiān)測，并根據(jù)監(jiān)測結(jié)果調(diào)整加熱功率及走紙速度，來調(diào)整干燥效果；
[0038]卷制完成后的干燥(輔助干燥):采取變壓法真空干燥工藝去除卷制過程中干燥好的絕緣紙6再次吸收的水分。
[0039]1.卷制前的預干燥
[0040]卷制前的預干燥是卷制前將整捆絕緣紙放置在能控制溫度濕度的烘房內(nèi)進行干燥，主要目的是在不影響芯體卷制前提下，去除絕緣紙中少量自由水，為后續(xù)干燥創(chuàng)造便利條件。
[0041]2.卷制過程中的干燥
[0042]卷制過程中的干燥如圖1所示，是由烘燈干燥系統(tǒng)及油加熱系統(tǒng)兩部分該設備共同完成的。在紙捆打開之后，卷入芯子3前，為單層紙狀態(tài)時，利用上述兩種干燥系統(tǒng)，在走紙路徑上對絕緣紙進行逐層連續(xù)干燥。
[0043]本步驟包括:
[0044]21.絕緣紙從進入烘燈干燥系統(tǒng)直至卷入芯子3前的傳送路徑上，多組烘燈對其進行實時干燥；
[0045]絕緣紙6從剛進入第一