Клапаны с обозначением УХЛ4 представляют собой специализированную арматуру, предназначенную для управления потоками воздуха, масла или других сред в электротехническом оборудовании. Маркировка «УХЛ» указывает на климатическое исполнение изделия, а цифра «4» категорию размещения. Таким образом, клапаны УХЛ4 рассчитаны на эксплуатацию в макроклиматических районах с умеренным и холодным климатом, на открытом воздухе или под навесом, где воздействие солнечной радиации, атмосферных осадков, ветра и обледенения исключено или существенно снижено. Основная сфера их применения – комплектные распределительные устройства (КРУ, КРУН), силовые трансформаторы, маслонаполненное оборудование высокого напряжения, где они выполняют функции выравнивания давления, дыхания, отвода газов и защиты от вакуума.
Обозначение формируется согласно ГОСТ 15150-69 и его актуальным редакциям.
Таким образом, клапан УХЛ4 должен сохранять работоспособность в диапазоне температур окружающей среды, характерном для умеренного и холодного климата, при установке в оболочке КРУН, в нише трансформатора или под защитным кожухом.
Конструкция клапана определяется его целевой функцией. Наиболее распространены в электротехнике дыхательные и предохранительные клапаны.
Устанавливаются на расширительных баках маслонаполненных трансформаторов и реакторов. Их задача – изолировать масло от прямого контакта с атмосферной влагой и кислородом, предотвращая окисление и увлажнение трансформаторного масла. Принцип работы основан на использовании силикагеля (адсорбента) и механических клапанов.
Устанавливаются на главном баке силового трансформатора. Предназначены для аварийного сброса избыточного давления, возникающего при интенсивном газообразовании при внутренних повреждениях (например, дуговых замыканиях), и предотвращения разрушения бака.
Для обеспечения долговечности в условиях УХЛ4 материалы клапанов должны соответствовать жестким требованиям:
| Тип клапана | Условный проход (Ду), мм | Давление срабатывания, кПа (бар) | Вакуумметрическое давление открытия, кПа | Температурный диапазон эксплуатации, °C | Основное применение |
|---|---|---|---|---|---|
| Дыхательный с силикагелем | 25, 32, 50 | 0.5 — 2.0 (0.005 — 0.02) | 0.5 — 2.0 | -60 … +50 | Расширительный бак трансформатора |
| Предохранительный газоотводный | 50, 80, 100 | 50 — 100 (0.5 — 1.0) | 5 — 15 | -60 … +100 | Главный бак трансформатора, реактора |
| Комбинированный (дыхательный+предохр.) | 50, 80 | 50 — 100 (0.5 — 1.0) | 0.5 — 2.0 (дых.) / 5-15 (вак.) | -60 … +80 | Маломасляные выключатели, компактные КРУ |
Монтаж клапанов УХЛ4 осуществляется на предусмотренные фланцевые или резьбовые патрубки оборудования с обязательной установкой соответствующих уплотнений. Резьбовые соединения герметизируются фум-лентой или нитью, не растворяемой в трансформаторном масле.
Основное отличие – в категории размещения. У3 предназначен для эксплуатации в закрытых отапливаемых помещениях с искусственно регулируемыми климатическими условиями. Клапан УХЛ4 рассчитан на более широкий температурный диапазон и может устанавливаться в неотапливаемых наружных конструкциях (КРУН, под навесами). Его материалы и уплотнения обладают повышенной стойкостью к низким температурам и перепадам влажности.
Периодичность зависит от влажности окружающего воздуха, степени герметичности оборудования и интенсивности «дыхания». В среднем, замена или регенерация требуется 1-2 раза в год. Критерий – изменение цвета более 2/3 объема силикагеля на розовый. В условиях высокой влажности контроль необходим чаще.
Нет, категорически не рекомендуется. Категория размещения «4» предполагает защиту от прямого воздействия атмосферных осадков и солнечной радиации. Прямое попадание воды приведет к коррозии, обледенению и выходу клапана из строя. Для таких условий требуется исполнение с более высокой степенью защиты (IP54-IP65) и, возможно, категория размещения «1» (на открытом воздухе), что должно быть специально оговорено в ТУ на изделие.
Незначительное «запотевание» корпуса в зоне соединения с баком может быть допустимым из-за перепада температур. Однако явные подтеки масла указывают на негерметичность: износ или «зависание» уплотнительного клапана, повреждение мембраны, ослабление крепления. Такой клапан требует немедленного отключения оборудования (если возможно) и ревизии. Эксплуатация с негерметичным клапаном ведет к увлажнению масла и кислородному окислению.
Прямая проверка уставки на месте возможна только с помощью специального переносного калибровочного насоса с манометром, подключаемого к контрольному штуцеру клапана (если он предусмотрен конструкцией). В большинстве случаев для точной проверки и регулировки клапан демонтируют и испытывают на стенде, создавая плавно повышающееся давление воздуха или инертного газа. Самостоятельная регулировка уставки срабатывания без соответствующего оборудования и допуска запрещена.
Клапаны исполнения УХЛ4 являются критически важными компонентами систем защиты и обеспечения долговечности маслонаполненного электротехнического оборудования, работающего в условиях умеренного и холодного климата под навесом или в наружных оболочках. Их корректный подбор по параметрам (условный проход, давление срабатывания, тип), качественный монтаж и регулярное техническое обслуживание в соответствии с регламентами производителя напрямую влияют на надежность и ресурс силовых трансформаторов, реакторов и распределительных устройств. Понимание конструктивных особенностей и принципов работы данных устройств позволяет персоналу энергетических предприятий эффективно эксплуатировать их и своевременно предотвращать развитие аварийных ситуаций.