Характеристики трансформаторного масла - Газостойкость трансформаторного масла

Под воздействием высокой напряженности электрического поля и возникающих частичных разрядов трансформаторное масло может выделять или поглощать газ. Количество выделяющегося (поглощаемого) газа зависит от углеводородного состава масла и является характеристикой данного масла. Эту характеристику масла называют газостойкостью.
Газостойкость масла зависит также от величины напряженности электрического поля, интенсивности частичных разрядов, состава газа, соприкасающегося с маслом и насыщающего данное масло, о г температуры масла и некоторых других факторов.
Большинство исследователей применяют метод определения газостойкости в среде водорода. Это объясняется несколькими причинами:
— газ, образующийся при воздействии частичных разрядов, состоит в основном из водорода;
— в случае газовой среды, состоящей из азота, возможна реакция ионизированного азота с углеводородами масла с образованием аминов;
— в среде воздуха происходит окисление углеводородов и образование аминов.
Поэтому значения газостойкости, определенные в среде азота или воздуха, менее однозначны во времени и в зависимости от различных составов масла и других условий.
Метод определения газостойкости трансформаторного масла в среде водорода установлен стандартом МЭК-60628; стандартом ASTM D-2300 и ГОСТ-13003-67.
Испытуемое масло помещается в стеклянный сосуд, содержащий два концентрических электрода. Насыщенное водородом масло, находящееся в испытательном сосуде, соприкасается с водородом над маслом; нижняя часть соединяется с измерительной бюреткой. Переменное напряжение выше начального напряжения частичных разрядов прикладывается к электродам. Возникает пена на границе раздела масла и водорода. Разряды поддерживаются в течение 2 часов (метод А МЭК 60628) или 18 часов (метод В) при постоянной температуре 80 °С.
Изменение объема газа измеряется газовой бюреткой в методе В и вычисляется скорость изменения объема газа мл/мин в методе А. Газостойкость считают положительной, когда масло под воздействием частичных разрядов выделяет газ, и отрицательной, когда поглощает его.
Масла, содержащие ароматические углеводороды в малом количестве, выделяют газ, а содержащие их в необходимом количестве поглощают газ. Однако не все фракции ароматических углеводородов поглощают водород в электрическом поле. Поэтому можно говорить только о качественной зависимости газостойкости от количественного содержания суммы ароматических углеводородов.
При полном отсутствии в масле ароматических углеводородов (в так называемом белом масле) скорость газовыделения составляет около 50 мкл/мин (метод ASTM D2300 В). Под воздействием частичных разрядов происходит выделение главным образом водорода. Растворимость водорода в масле невелика. Поэтому весьма вероятна возможность образования газовых пузырьков, которые могут привести к усилению частичных разрядов и пробою изоляции. В изоляции трансформатора могут возникать частичные разряды, имеющие различные характеристики, которые также влияют на газостойкость.
С ростом напряженности электрического поля, интенсивности частичных разрядов, а также с ростом температуры масла образование газа или его поглощение увеличиваются.
При повышении температуры для любо-то масла существует критическое значение температуры, когда оно из газопоглощающего становиться газовыделяющим.
То же самое можно сказать о влиянии величины напряженности. Для любого нефтяного масла существует критическая напряженность, выше которой масло выделяет газ.
Кроме того, метод определения газостойкости образцов масла имеет определенные погрешности. Поэтому нет прямой связи показателя газостойкости и возможности выделения газа. Однако масло, определенное по результатам анализа как газовыделяющее, создает большую опасность повреждения изоляции трансформатора в случае возникновения частичных разрядов, чем масло, определенное как газопоглащающее.