Файл: Евсеев Р.Е. Электродуговая сварка в электромонтажном производстве.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 05.04.2024
Просмотров: 82
Скачиваний: 0
пленки окиси. Под действием длительных сжи мающих нагрузок алюминий медленно и не прерывно деформируется, что приводит к ос лаблению контакта и к окислению его контак тирующих поверхностей.
Сопротивление контактов может увеличи ваться и вследствие коррозии, особенно замет ной при соединении шин из разнородных ме таллов.
Сварные соединения не имеют недостатков, присущих болтовым контактам. Сварка имеет значительные монтажные преимущества: по вышение производительности труда при соеди нении шин; экономия крепежных материалов; возможность полностью использовать постав ляемые шины за счет утилизации обрезков; экономия цветных металлов вследствие устра нения «нахлестки», требующейся для болто вых соединений1.
Важным преимуществом сварных соедине ний шин является возможность значительной экономии электроэнергии за счет устранения потерь в контактах. Потери <в сварных соеди нениях не превышают неизбежных потерь на нагревание самих шин, так как электрическое сопротивление участков со сваркой не превы шает сопротивления равновеликих участков шин без сварки.
Электрическое сопротивление сварных сое динений устойчиво во времени, так как при сварке исчезают соединения и участки шин со сваркой представляют сплошную цельноме таллическую цепь.
Сварные соединения не требуют осмотров, обычных для болтовых контактов, контроля за
1 Сварка шин в большинстве случаев производится встык.
47
нагреванием, периодической подтяжки, пере борки и чистки, что является преимуществом в эксплуатации, особенно в установках с боль шим количеством контактов.
Рнс. 12. Ошиновка высоковольтного распределительного устройства со сварными контактами
У— соединение полос сборных шин встык; 2 — приварка ответ вления к сборной шине; 3 — сварной температурный компенса тор, приваренный к шинам; 4 — приварка косынок; 5 — сборные шины; 6 — шины ответвления; 7 — опорные изоляторы; 3 — про ходной изолятор; 9 — разъединитель
В распределительных устройствах электри ческих станций и подстанций (рис. 12) свар кой выполняют: соединения между собой полос сборных шин; соединения ответвлений со сбор ными шинами; контакты гибких температур ных компенсаторов между пакетами этих лент и шинами, к которым они присоединяются.
Болтовые соединения остаются для подсое динения шин к выводам аппаратов, а также в тех местах ошиновки, где по условиям эксплу атации требуются разъемные соединения.
На рис. 13 показаны отдельные сварные уз-
.лы плоских шин распределительных устройств и токолроводов:
соединение встык при расположении шин в 'одну линию (рис. 13,а). Применяют для от дельных полос сборных шин, а также для ис пользования обрезков шин;
соединение встык при расположении шин под углом (рис. 13,6). Иногда является наибо лее целесообразным конструктивным решени ем ошиновки в месте изгиба;
соединение встык ответвления со сборной шиной при расположении сборной шины на плоскость (рис. 13,в). Сварной узел подобной конструкции не приемлем при близком распо ложении одна к другой отдельных фаз шин, так как отходящая в бок шина ответвления уменьшает изоляционное расстояние по возду ху между фазами;
соединение встык узкой шины с накладкой большей ширины, чем шина (рис. 13,г). Встре
чается в некоторых случаях |
при присоедине |
||
нии шин |
к аппаратам, |
когда расположение |
|
болтов на |
контактной |
поверхности аппарата |
|
не допускает возможности |
присоединить уз |
||
кую шину; |
|
|
|
49
Рис. 13. Типы сварных контактных узлов плоских шин распределительных уст ройств и токопроводов
/, 2 — свариваемые шины; 3 — сварной |
шов; 4 — пакет гибких лент; 5 — сплавленный в моно |
лит |
конец пакета лент |
соединение встык шины с накладкой при расположении их под углом (рис. 13,5). При меняют в случаях, аналогичных узлу рис. 13,г, но для шин крайних фаз при подходе их к ап паратам. При этом исключается необходи мость изгибания шин «уткой», когда расстоя ние между фазами у шин больше, чем у ап парата;
соединение ответвления со сборной шиной внахлестку (рис. 13, е). Можно применять при расположении сборной шины на плоскость при близком расстоянии отдельных фаз одна к другой;
соединение ответвления со сборными шина ми при расположении их на ребро (рис. 13, ж). Это наиболее частый случай приварки ответв лений к сборным шинам в мощных высоко вольтных распределительных устройствах (применяется только для алюминиевых шин);
сварка по торцовым кромкам шин в месте температурного или осадочного шва здания (рис. 13, з). Применяют для открытых цеховых токопроводов;
гибкий температурный компенсатор (рис. 13, и, к). При изготовлении компенсато ра пакет гибких алюминиевых или медных лент приваривается к накладкам из обрезков шин. Этими накладками компенсатор можно присоединять на болтах или сжимных плитах к сборным шинам. При создании неразъемно го соединения в месте установки компенсатора он может быть приварен и непосредственно к шинам. Для этого при изготовлении компенса торов к пакетам лент не приваривают наклад ки; вместо них ленты с торцов сплавляются вместе, образуя монолитные участки (рис. 13,к).
52
Рис. 14. Сварные узлы алюминиевых шин коробчатого профиля
Q — секция токопровода с конечной вставкой для сопряжения со смежной секцией; отдельные корытные профили соединены свар
кой прерывистым |
швом; |
б — соединение двух |
секций |
сваркой |
||||||||||
при возможности их кантовки; |
в — неповоротный |
стык |
секций |
|||||||||||
коробчатого |
токопровода, |
доступный для сварки с |
двух |
сторон; |
||||||||||
г — то же, |
но доступный |
для |
|
сварки |
только |
с одной стороны; |
||||||||
д — ответвление вверх от шины |
коробчатого профиля; е — то же, |
|||||||||||||
но ответвление в бок; ж, |
з — угловые |
секции токопровода; |
и, |
к, |
||||||||||
л — ответвление одной, |
двумя |
и |
тремя плоскими |
шинами |
от |
|||||||||
коробчатой |
шины; |
м — гибкий |
температурный |
компенсатор |
ко |
|||||||||
робчатой |
шины; я — вариант |
присоединения коробчатой |
шины |
к |
||||||||||
выводу аппарата при помощи |
контактных пластин, |
приваренных |
||||||||||||
к шине; |
1 — конечная |
вставка; |
2 — накладка; |
3 — вставка; |
4 — |
|||||||||
гибкий температурный |
компенсатор; 5 — контактные пластины |
|
53
Сварные узлы алюминиевых шин коробча того профиля представлены на рис. 14. Эти уз лы конструируют таким образом, чтобы по возможности избежать потолочной сварки, трудно выполнимой в монтажных условиях. Этого в большинстве случаев удается достиг нуть применением различных накладок, при вариваемых к одной из соединяемых шин за ранее, в условиях мастерских.
Иногда накладки служат также для мест ного увеличения толщины шины, например, в узле М (рис. 14), в месте приварки пакетов лент компенсатора.
2. Сварка алюминиевых шин
Особенности сварки алюминия. Основным затруднением при сварке алюминия является его способность быстро покрываться на воз духе пленкой окисла.
Окись алюминия — кристаллическое веще ство высокой твердости, температура плавле ния около 2050°С (температура плавления
алюминия 658°С).
Вследствие своей тугоплавкости пленка окиси находится в твердом состояний тогда, когда алюминий уже расплавился и препят ствует слиянию капель металла свариваемых частей, затрудняя этим их соединение. Пленка окиси, остающаяся в шве после сварки, ухуд шает его механические и электрические каче ства и понижает коррозионную стойкость. За сорение шва окисью происходит в то время, когда металл при сварке находится в жидком состоянии. Объясняется это тем, что окись алюминия, обладая большим удельным весом (4 г/см3) , чем алюминий, легко перемешива ется с жидким алюминием (уд. вес 2,7 г/см3).
54
При правильном ведении сварки флюсы переводят окись алюминия в легкие шлаки, которые защищают сварочную ванну от окис ления и устраняют засорение шва окисью.
При сварке алюминия малой толщины без флюса попытки разрушить пленку окиси на греванием приводят к пережогу металла, что также ухудшает механические свойства соеди нений.
Скорость образования пленки окиси на по верхности алюминия при нахождении его на воздухе велика, особенно при высокой темпе ратуре. Это следует учитывать при сварке, которую нужно вести таким образом, чтобы поверхность сварочной ванны была защищена от действия кислорода воздуха пленкой рас плавленного флюса или атмосферой нейтраль ного газа (аргона).
Вследствие большей теплоемкости и тепло проводности алюминия при сварке необходи мо использовать мощные источники тепла.
При значительной толщине свариваемых деталей требуется дополнительно подогревать их, особенно если сварку ведут при низкой температуре воздуха.
Способность алюминия растекаться при сварке и его хрупкость при высокой темпера туре, приводящая к провалам нагретого ме талла, даже от собственного веса, вынуждает вести сварку на подкладках с уплотнением торцов швов и с закреплением свариваемых деталей.
Формирование шва при сварке угольным электродом отличается от того, что наблюда ется при сварке других металлов, например стали. При сварке стали сварочная ванна с Жидким металлом располагается только в зо
55
не действия дуги, а в близлежащих к ванне участках шва металл находится в жидком со стоянии. Во время сварки алюминия угольным: электродом жидкая ванна занимает не менее. 7з шва; при сварке шин небольшой ширины (50—60 мм) ванна занимает часто даже всю длину шва, заформованного с обеих сторон боковыми накладками. Сварочная ванна при этом представляет собой форму, образован ную подкладкой под стыком и торцовыми уп лотнениями шва. Поэтому сварка алюминия угольным электродом возможна только в ниж нем положении шва, а сварка вертикально расположенных стыков шин требует специаль ных формующих приспособлений (движущих ся шторок).
При аргоно-дуговой сварке можно выпол нять швы в любых пространственных положе ниях, так как при этом происходит более бы строе формирование шва за счет охлаждаю щего действия струи аргона, а также давле ния этой струи, способствующего переносу ка пель металла с электрода или присадочного
прутка в шов.
Особенностью сварки алюминия является то, что при нагревании этого металла не на блюдается медленного размягчения, так как интервал температур, при котором металл на ходится в пластическом состоянии перед рас плавлением, незначителен. Кроме того, при нагревании алюминий не меняет цвета своей поверхности. Эти обстоятельства затрудняют контроль за плавлением металла и требуют от сварщика особого внимания.
Остатки флюса или шлаков, не удаленные после аварки, могут привести к коррозии алю миния с частичным или полным разрушением
сварных соединений. Особенно это относится к температурным компенсаторам шин, пред ставляющих пакеты тонких лент. Коррозия возможна только в присутствии влаги, поэто му флюсы при монтаже электроустановок на открытом воздухе и в сырых помещениях нельзя применять. По этой же .причине нельзя удалять остатки флюсов промывкой водой, как это принято в заводской практике, так как промывочная вода может -способствовать кор розии, смачивая -сухой флюс, оставшийся пос ле сварки в зазорах между шинами при нахлесточных соединениях и между лентами температурных компенсаторов.
Во избежание -коррозии флюс применяют в минимальных количествах и наносят тонким слоем на свариваемые кромки и присадочные прутки. После сварки все видимые остатки флюса и шлака удаляют проволочной щеткой, а сварные швы и околошовные участки проти рают тряпкой, смоченной в бензине. Кроме того, сварные соединения тщательно окраши вают при окраске шин или покрывают глифталевой эмалью ФСХ-26 (ГОСТ 926—63) или эпоксидной эмалью ЭП-4171.
На открытом воздухе и в сырых помеще ниях можно использовать только аргоно-дуго вую сварку шин, не требующую применения флюсов, что является большим ее преимуще ством по сравнению -с другими способами.
Сварка угольным электродом. Сварка шин угольным электродом получила в электромон тажной практике преимущественное распро странение вследствие большой производитель ности, возможности использовать электриче скую дугу значительной мощности и простоты необходимого оборудования. Этим методом
57