интенсивного парообразования (кипения) при температуре значительно меньше 100° С даже в условиях нормального барометрического давления.

Процесс сушки может быть значительно ускорен созданием вакуума в сосуде с высушиваемым материалом. При этом снижается точка кипения влаги в материале и обеспечивается интенсивный отвод выделяющихся паров. Сушка в вакууме в сочетании с высокими температурами обеспечивает высокую степень высушиваемости материала. Так, например, силовые конденсаторы сушат при 120-130° С и давлении 1 Па и ниже.

Сушка выпариванием связана с потреблением тепла, необходимого для превращения влаги материала в пар. Для подвода тепла служит нагретый воздух или газы, нагретые разными способами металлические поверхности, соприкасающиеся с материалом или излучающие на него тепло на расстоянии, диэлектрический нагрев и др. Образующиеся пары отводятся воздухом, газами или путем откачки.

При нагреве от внешних тепловых источников полученное поверхностью материала тепло благодаря теплопроводности материала передается его внутренним слоям, т. е. происходит теплообмен. В этом случае температура поверхностных слоев материала выше, температуры внутренних слоев.

Вместе с теплообменом в материале и между материалом и окружающей средой происходит влагообмен. Влага из внутренних слоев материала постепенно передвигается к наружным слоям, где она испаряется и в виде пара удаляется в атмосферу. Испарение влаги начинается с наружных слоев материала, в результате чего в течение всей сушки влажность внутренних слоев материала остается выше влажности наружных слоев. Таким перепадом влажности, действующим от центра к наружным слоям, и объясняется в основном перемещение влаги внутри материала. Влагообмен между материалом и окружающей средой вызывается разностью парциальных дав-лений пара у поверхности материала и в окружающей среде. Чтобы происходило испарение, парциальное давление пара в окружающей среде должно быть ниже парциального давления пара у поверхности материала. Теплообмен и влагообмен тесно связаны между собой и определяют скорость сушки, ее качество и экономичность.

§ 41. Назначение вакуумной сушки и пропитки конденсаторов

Применяемая для изготовления конденсаторов конденсаторная бумага в нормальных условиях содержит примерно 10% влаги по массе и 15-45% воздуха по объему. Бумага с таким содержанием воздуха и в особенности влаги характеризуется очень низкими электроизоляционными свойствами и поэтому не может быть применена в качестве диэлектрика в конденсаторах. По мере удаления влаги электроизоляционные свойства бумаги улучшаются.

Для сухой бумаги электрическая прочность при переменном токе достигает 30-60 В/мкм, тангенс угла диэлектрических потерь уменьшается до 0,10-0,12%, а удельное сопротивление возрастает до значений порядка lOs Ом - м. Следовательно, для получения конденсаторов с высокими электрическими характеристиками из бумажного диэлектрика прежде всего должна быть полностью удалена влага. Однако удаление из диэлектрика только влаги не может обеспечить высокое качество конденсаторов, так как содержащийся в порах бумаги воздух отличается низкой по сравнению с клетчаткой электрической прочностью. Поэтому воздух, как и влага, также должен быть полностью удален из пор бумаги. Синтетические пленки не содержат влаги. Однако для повышения диэлсЕстрических свойств необходимо удалять адсорбированную на поверхности пленки влагу и воздух, содержащиеся между слоями диэлектрика. Наиболее эффективным способом удаления влаги и воздуха является вакуумная сушка конденсаторов.

После удаления влаги и воздуха конденсаторы пропитывают жидкими диэлектриками, которые, заполняя свободные от влаги и воздуха поры бумаги и зазоры между слоями диэлектрика, в значительной степени повышают их электрическую прочность. Это происходит потому, что электрическая прочность пропитывающих жидкостей выше электрической прочности воздуха.

Кроме того, пропитывающие жидкости, обладающие более высокой по сравнению с воздухом диэлектрической проницаемостью, увеличивают диэлектрическую проницаемость бумаги. Благодаря этому емкость конденсатора после пропитки также увеличивается. При пропитке минеральным маслом с диэлектрической проницаемостью

2,2 емкость конденсатора увеличивается в 1,5-1,7 раза, а при пропитке ТХД с диэлектрической проницаемостью 5-5,9 емкость конденсатора возрастает в 2-2,5 раза.

Процесс вакуумной сушки и пропитки занимает до 80% всего технологического времени изготовления силовых конденсаторов и связан с большой затратой энергии при удалении влаги из бумаги. Этот процесс является наиболее ответственным этапом технологии производства конденсаторов, так как он главным образом определяет качество и надежность конденсаторов в эксплуатации.

§ 42. Установки для термовакуумной сушки и пропитки конденсаторов

Для сушки и пропитки конденсаторов применяют термовакуумные установки периодического действия, в которых сушка и пропитка происходят в одном и том же шка-

тдтти

Рис. 52. Схема установки для термовакуумной сушки и пропитки конденсаторов:

/ - термовакуумный шкаф, 2 - водоохлаждаемая ловушка, 3 - вакуумный насос с масляным уплотнителем, 4 - водоохлаждаемый конденсатор влаги, 5 - влагосборник, 6 - двухроторный вакуумный иасос, 7 - бустерный насос, 8 - сборник конденсата пропитывающей жидкости

фу. Каждый раз после сушки и пропитки одной партии конденсаторов в шкаф загружается новая партия. Схема одной из промышленных установок показана на рис. 52.

Если применяют предварительную сушку конденсато-

ров, используют более простые установки (рис. 53). При этом в установках окончательной сушки и пропитки отпадает необходимость в конденсаторе влаги и влагосбор-нике.

Основным видом оборудования, входящего в состав каждой установки, являются термовакуумный шкаф для сушки и пропитки конденсаторов, вакуумные насосы, конденсаторы влаги и паров пропитывающей жидкости. Кроме того, установку оснащают различной измерительной и регулирующей аппаратурой.

Термовакуумные установки размещают в специальных зданиях и снабжают подъемно-транспортными сред-

Рис. 53. Схема установки для предварительной сушки конденса-4 торов:

/ - термовакуумный шкаф, 2 - газобалластный вакуумный насос, 3 4 - конденсатор н сборник влаги

ствами ДЛЯ загрузки и выгрузки конденсаторов. Цех термовакуумной сушки и пропитки конденсаторов показан на рис. 54.

В настоящее время процесс сушки и пропитки максимально автоматизируют. Каждую такую установку снабжают пультом управления, где размещают приборы для измерения температуры и вакуума. Все приборы на пульте связывают общей схемой автоматики, которая обеспечивает непрерывный контроль за вакуумом и температурой и поддерживает их на уровне, установленном технологическим процессом. Автоматизированные установки позволяют без вмешательства обслуживающего персонала осуществлять наивыгоднейший режим сушки, а также производить заливку, пропитку, осушку и охлаждение конденсаторов перед выгрузкой.

На пультах размещают также защитную аппаратуру, позволяющую при перерыве подачи электроэнергии, теплоносителя или охлаждающей воды отключать насосы и автоматически закрывать соответствующие затворы установки. Защитная аппаратура не только предотвращает

выход из строя насосов, но и позволяет сравнительно длительное время поддерживать в шкафу установленный вакуум и температуру без нарушения режима обработки конденсаторов.

При вакуумной сушке и пропитке конденсаторов стремятся к снижению давлений до 10--10-2 Па. Применение вакуума при таких остаточных давлениях позволяет

Рис. 54. Цех термовакуумной сушки и пропитки конденсаторов

получать конденсаторы с высокими и стабильными характеристиками. Необходимость получения столь высокого вакуума в установках для сушки и пропитки конденсаторов потребовала применения насосов трех видов: меха-; нических € масляным уплотнением, двухроторных и бу- стерных.

В настоящее время освоено производство специальных высокопроизводительных вакуумных насосов, запорной арматуры и регулирующей аппаратуры, которые должны полностью удовлетворить потребности конденсаторного производства.

§ 43. Термовакуумный шкаф

Для термовакуумной сушки и пропитки конденсаторов применяют шкафы прямоугольной формы.

На рис. 55 показан типовой прямоугольный термовакуумный шкаф с полезным объемом 12 м, представляющий собой сварную конструкцию из листовой стали.

Рис. 55. Термовакуумный шкаф для сушки и пропитки конденсаторов

С ОДНОЙ торцовой стороны он снабжен герметически закрывающейся крышкой. В верхнюю стенку шкафа вварены ввод для подключения вакуумных насосов и патрубки для впуска пропитывающей жидкости, подключения измерительной аппаратуры (чтобы измерять температуру и вакуум) и впуска воздуха из атмосферы. В нижнюю часть шкафа вварен патрубок, через который сливают пропитывающую жидкость после пропитки конденсаторов. Для наблюдения за процессом сушки и пропитки конденсаторов шкаф имеет шесть смотровых окон, расположенных на крышке и задней стенке.

Все стенки шкафа по наружной поверхности опоясаны П-образными ребрами жесткости. Ребра жесткости герметично приварены к стенкам и вместе с ними образуют каналы, по которым пропускают теплоноситель для обо-