ПРОИЗВОДСТВО силовых КОНДЕНСАТОРОВ

В процессе развития производительных сил, в работе по ускорению научно-технического прогресса и повышения эффективности производства важное место занимает электротехническая промышленность - основная техническая база электрификации нашей страны.

Возрастаюш,ий ввод энергетических мош,ностей требует установки в сетях энергосистем, а также на промышленных и сельскохозяйственных предприятиях значительного количества силовых конденсаторов для повышения коэффициента мощности.

Конденсаторы широко применяют для компенсации реактивной мощности электротермических установок, пуска и работы конденсаторных электродвигателей, компенсации реактивной мощности и обеспечения нормальной работы люминесцентных светильников. Конденсаторы используют также в фильтрах преобразовательных подстанций, в устройствах емкостного отбора мощности, для осуществления высокочастотной связи по высоковольтным линиям электропередачи, в современных мощных выключателях высокого напряжения, высоковольтных трансформаторах и т. д.

В последние годы значительно расширилась сфера применения конденсаторов в связи с использованием силовых полупроводниковых (тиристорных) преобразо- вательных устройств для управления электроприводом. Импульсные силовые конденсаторы применяют при исследовании управляемых термоядерных реакций, при создании мощных импульсных источников света.

Быстрое развитие науки и техники постоянно требует расширения масштабов производства и создания новых силовых конденсаторов.

Успешное решение задач, поставленных перед силовым конденсаторостроением, возможно только при подготовке высококвалифицированных рабочих основных профессий конденсаторного производства.

Рабочие конденсаторного производства должны обладать необходимым мастерством, потому что от них в первую очередь зависит качество и надежность выпускаемых конденсаторов, а также такие экономические показатели предприятий, как производительность труда, себестоимость и прибыль. Хорошие профессиональные знания и навыки рабочих позволяют экономить дорогостоящие конденсаторные материалы, энергоресурсы и более эффективно использовать оборудование и приспособления.

Учебное пособие составлено с учетом знаний, полученных учащимися в общеобразовательной школе, и содержит элементы инженерно-технических знаний, необходимых для овладения профессиональным мастерством.

Знакомство с производством силовых конденсаторов необходимо не только работникам, непосредственно связанным с производством силовых конденсаторов, но и широким кругам работников других специальностей, занимающихся эксплуатацией и ремонтом конденсаторов.

Глава I. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КОНДЕНСАТОРАХ

§ 1. Краткий обзор истории конденсаторостроения

Электрическим конденсатором называется устройство, состоящее из двух (или нескольких) проводников, или обкладок, разделенных диэлектриком. Конденсатор предназначен для использования его электрической емкости.

В XVIII в. в науке об электричестве господствовало представление о существовании «электрических жидкостей». Приборы, применявшиеся для сгущения, или конденсирования, этих жидкостей (накопления электрических зарядов), были названы «конденсаторами». Название «конденсатор» сохранено до настоящего времени.

Первым конденсатором, появившимся в 1745-1746 гг., была лейденская банка, изобретенная в Померании Э. Клейстом и проф. Лейденского университета П. Му-шенброком, ставшая пжольным пособием по физике.

В России конденсаторы впервые были использованы в 1752 г. М. В. Ломоносовым и Г. В. Рихманом при изучении атмосферного электричества. В электротехнике конденсаторы стали применять с 1877 г., когда русский ученый П. Н. Яблочков предложил для схем электрического освещения использовать наряду со стеклянными конденсаторы из парафинированной бумаги. Однако необходимость широкого промышленного производства конденсаторов возникла только после изобретения А. С. Поповым в 1895 году радио.

В этот период появляются конденсаторы с различными диэлектриками: слюдяные, воздушные, электролитиче-екие. За рубежом начинается выпуск бумажных силовых конденсаторов.

Начало отечественного конденсаторостроения относится к 1920-1930 гг., когда на заводах радиотехнической промышленности появились подсобные конденсаторные цехи.

Силовые бумажно-масляные конденсаторы для повышения коэффициента мощности впервые были разработаны в 1932 г. научно-исследовательским сектором Киевского политехнического института под руководством М. М. Морозова и выпускались опытными мастерскими

института. В 1935 г. начался выпуск силовых конденса- торов на Московском трансформаторном заводе, а в 1938 г.- на Киевском заводе электротехнической аппаратуры.

После окончания Великой Отечественной войны в ряде городов СССР строят специализированные заводы по массовому выпуску 1{онденсаторов и осваивается выпуск технологического оборудования и контрольно-измерительной аппаратуры для оснащения конденсаторного производства. Производство силовых конденсаторов организуется в Серпухове (1944), а затем в Усть-Каменогорске (1959) и в Ленинакане (1969).

Для обеспечения конденсаторного производства инженерными кадрами при кафедре электроизоляционной и кабельной техники Ленинградского политехнического института под руководством В. Т. Ренне начинается подготовка инженеров по конденсаторостроению. Инженерные кадры по электроизоляционной технике, в частности по конденсаторостроению, готовят также на кафедрах электротехнических материалов и кабелей Московского ордена Ленина энергетического и Харьковского ордена Ленина политехнического институтов.

Продолжается работа по повышению качества и стандартизации материалов, применяемых в конденса-торостроении. В 1963 г. создается otpacлeвoй научно-исследовательский институт в Серпухове, а в 1969 г.- Московское научно-производственное объединение «Конденсатор». В 1978 г. создано производственное объединение «Конденсатор», куда вошли Серпуховской завод «Конденсатор», Усть-Каменогорский конденсаторный завод имени XXV съезда КПСС и Всесоюзный научно-исследовательский институт силового конденсато-ростроения (ВНИИСК).

Отечественные конденсаторные заводы в настоящее время полностью удовлетворяют потребности страны в силовых конденсаторах и экспортируют их во многие страны мира. По выпуску силовых конденсаторов наша страна занимает одно из ведущих мест в мире.

§ 2. Основные области применения конденсаторов

В современной технике конденсаторы служат для различных целей. По области применения все конден-

саторы можно разделить на две большие группы: радиоконденсаторы, используемые в технике слабых токов, и силовые конденсаторы, применяемые в технике сильных токов и высоких напряжений.

Конденсаторы первой группы используют в телефонии и телеграфии, радиотехнической, хелевизионной и радиолокационной аппаратуре, в автоматике и телемеханике, в счетно-решающих устройствах и электроизмерительной технике, фотографии и т. д.

Конденсаторы второй группы применяют: для повышения коэффициента мощности промышленных и индукционных электротермических установок; продольной компенсации реактивного сопротивления дальних линий электропередачи; высокочастотной связи и защиты линий электропередачи высокого напряжения; отбора мощности от линий передачи высокого напряжения; фильтров тяговых подстанций; генераторов импульсных токов и напряжений; пуска конденсаторных электродвигателей; бесконтактных рудничных электровозов; разрушения твердых пород, очистки литья, штамповки (на основе электрогидравлического эффекта); ультразвуковых установок; тиристорного управления электроприводом и т. д.

в современной технике в зависимости от области применения и условий работы используют различные типы конденсаторов размером от нескольких миллиметров до метра и более и массой от нескольких частей грамма до нескольких тонн. Емкость конденсаторов составляет от нескольких пикофарад до десятков тысяч микрофарад в одной единице. Рабочие напряжения конденсаторов могут быть от нескольких вольт до нескольких сотен киловольт.

§ 3. Электрическое поле

Если в каком-либо пространстве находятся электрические заряды, они взаимодействуют друг с другом, причем, заряды, имеющие одинаковый знак, отталкиваются Друг от друга, а противоположных знаков притягиваются друг к другу.

Пространство, в котором проявляется действие электрических зарядов, называется электрическим полем, а электрическое поле вокруг неподвижного заряда-электростатическим.