При нормальных условиях трансформаторное масло может растворить довольно большое количество воздуха (10% объема масла). Растворимость газа в масле характеризуется коэффициентом абсорбции (объем газа в единице объема масла при нормальных условиях) или коэффициентом растворимости, выраженным в объемных процентах.
Растворимость в трансформаторном масле водорода и азота с повышением температуры от +20 до +80° С растет, кислорода — несколько снижается, углекислого газа — снижается значительно. При растворении в трансформаторном масле воздуха соотношение газов, составляющих воздух, меняется. Так, воздух содержит 78% азота и 21% кислорода (проценты объемные), растворенный же в масле воздух содержит 69,8% азота и 30,2% кислорода. Газы отличаются друг от друга по способности растворяться в трансформаторном масле:
Газ | Н2 | N 2 | СО | Аг | О2 | СН3 |
Растворимость, % об | 7 | 8.6 | 9 | 15 | 16 | 30 |
При температуре от 20 до 100° С растворимость газов в трансформаторном масле является линейной функцией температуры и пропорциональна внешнему давлению. Растворимость газов увеличивается на 0,12% при каждом повышении температуры масла на 10° С. Значительное влияние на растворимость газов оказывает вязкость масла.
Рис. 2. Растворимость воздуха в трансформаторном масле при различных давлениях
1 - воздух; 2— азот
В вязких маслах растворимость газа меньше, чем в менее вязких. Диффузия газов в неподвижном масле идет довольно медленно. Значительно быстрее распространяется газ по всему объему масла при принудительной циркуляции. В значительной степени на растворимость газов в масле влияет механическая вибрация. С увеличением интенсивности вибрации способность газов растворяться в масле уменьшается. Если это происходит в работающих трансформаторах, то масло становится перенасыщенным, что приводит к выделению газа. Этим объясняются некоторые случаи выделения газа из масла во время работы трансформатора.
Чем меньше остаточное давление газа над маслом, тем медленнее идет процесс его растворения в масле. Кроме того, скорость насыщения масла газом зависит от площади поверхности соприкосновения масла и газа и высоты столба масла. Обратный процесс, т. е. скорость выделения газа из масла, тоже находится в зависимости от этих величин.
