Стартовая >> Оборудование >> Трансформаторы >> Справка >> Виды испытаний трансформаторного масла

Виды испытаний трансформаторного масла

Эксплуатационные свойства трансформаторного масла определяются его химическим составом, который зависит главным образом от качества сырья и применяемых способов его очистки при изготовлении. Масло представляет собой смесь достаточно сложных органических соединений. Под воздействием электрических и магнитных полей, влажности и температуры как внутри, так и вне высоковольтного маслонаполненного оборудования, происходит разложение исходных органических соединений, содержащихся в трансформаторном масле. Кроме того, в масло переходят продукты разложения твердой изоляции и конструкционных материалов, которые могут вступать в новые взаимодействия друг с другом, ускоряя процесс износа изоляции трансформатора.
Так как в процессе эксплуатации исходный состав трансформаторного масла и твердой изоляции усложняется по составу и изменяется по концентрации и агрегатному состоянию, требуются подробные физико-химические исследования для опенки состояния и выявления дефектов электрооборудования. Опыт эксплуатации трансформаторов указывает на то, что большой процент их отказов происходит из-за повреждения высоковольтных вводов. Причиной этих повреждений может являться уменьшение электрической прочности масла в высоковольтных герметичных вводах из-за его коллоидного старения, а в негерметичных вводах — снижение электрической прочности бумажно-масляной изоляции из- за ее увлажнения и загрязнения.

Состояние трансформаторного масла оценивается по результатам испытаний, которые в зависимости от объема делятся на три вида:
испытание на электрическую прочность, включающее определение пробивного напряжения, качественное определение наличия воды, визуальное определение содержания механических примесей;
сокращенный анализ, включающий, помимо названного выше, определение кислотного числа, содержание водорастворимых кислот, температуры вспышки и цвета масла;
испытания в объеме полного анализа, включающие в себя все испытания в объеме сокращенного анализа, а также определение тангенса угла диэлектрических потерь (tg дельта), натровой пробы, стабильности против окисления, количественное определение влагосодержания и механических примесей.
Норма количественных показателей качества эксплуатационного
трансформаторного масла
Пробивное напряжение масла в эксплуатации, кВ, не менее:
для трансформаторов напряжением 60 ...220 кВ...............................................................................             35
для трансформаторов напряжением 20 — 35 кВ................................................................................             25
Содержание механических примесей (визуально)................................................................. отсутствуют
Кислотное число, мг КОН на 1 г масла, не более......................................................................................... 0,25
Стабильность против окисления:
содержание летучих низко молекулярных
кислот, мг КОН на 1 г масла, не более...................................................................................................        0.005
массовая доля осадка после окисления, %......................................................................................... .................................................................................................................................................................... отсутствует
кислотное число окисленного масла,
мг КОН на I г, не более...............................................................................................................................             0,1
Температура вспышки, °С, не ниже........................................................................................................           150
I tgS при 90 СС, %, не более.......................................................................................................................           7,0
Влагосодержание по массе...................................................................................................... по заводским
нормам
Газосодержание..........................................................................................................................................        то же
Натровая проба по ГОСТ 19296 — 73, баллы,
не более.........................................................................................................................................................            0,4
Температура застывания, °С, не выше............................................................................................................ -45
Вязкость кинематическая, (м3/с)-10~6, не более:
при 20 вС.......................................................................................................................................................              28
при 50°С................................................................................................................................................................... 9
при -30°С............................................................................................................................................................... 1300
Основной электроизоляционной характеристикой масла является его пробивное напряжение. Практика показывает, что разброс результатов при определении пробивного напряжения масла происходит в основном из-за наличия в нем механических примесей — веществ, находящихся в трансформаторном масле во взвешенном состоянии иди выпавших в виде осадка. Примеси появляются в результате разрушения красок, лаков и твердой изоляции и увеличивают значение tg б.
Этот показатель характеризует активную мощность, выделяющуюся в диэлектрике при приложении к нему переменного напряжения — диэлектрические потери, которые обусловлены наличием в масле веществ с поляризованными молекулами (диполями) или с молекулами, способными разлагаться на ионы под действием электрического поля.
Из-за увлажнения масла вследствие непосредственного контакта масла в трансформаторе с атмосферным воздухом снижается его электрическая прочность, а насыщение кислородом приводит к усиленному развитию окислительных процессов (старению масла). В результате старения образуется шлам, в состав которого входят растворимые и нерастворимые в масле компоненты. Нерастворимые компоненты представляют опасность для работы твердой изоляции из-за их гигроскопичности и образования ими проводящих мостиков. Кроме того, осадки ухудшают охлаждение трансформаторов, уменьшая сечение каналов охлаждения обмоток. При испытаниях масла применяют как качественный, так и количественный методы определения содержания механических примесей и воды.
При количественной оценке содержания механических примесей в масле оно сначала пропускается через предварительно взвешенный, сухой беззольный бумажный фильтр. Затем фильтр высушивается и взвешивается, а разница в весе дает массу механических примесей.
Важной характеристикой трансформаторного масла является кислотное число, измеряемое количеством едкого калия (в миллиграммах), необходимого для нейтрализации всех свободных кислот в масле. Кислые соединения извлекаются при нагревании из масла раствором этилового спирта, а затем нейтрализуются едким калием.
Наличие в масле водорастворимых кислот, являющихся агрессивными соединениями, вызывает коррозию металлов и ускоряет старение твердой изоляции. Определение содержания водорастворимых кислот и щелочей основывается на их извлечении из масла водой или водным раствором спирта.
Температура вспышки — это температура, при которой пары масла, нагреваемого в закрытом сосуде, образуют с воздухом смесь, вспыхивающую при поднесении к ней пламени. При нормальной работе трансформаторов температура вспышки постепенно возрастает из-за испарения легких фракций масла. При развитии дефекта в трансформаторе температура вспышки масла резко падает из-за растворения в масле газов, образующихся при его термическом разложении в месте дефекта. Снижение температуры вспышки более чем на 5 С по сравнению с предыдущим определением указывает на наличие дефекта, и в этом случае требуется комплексное обследование трансформатора для выявления причины этого снижения.
Качественное определение влагосодержания в масле производят путем нагрева масла до 130 °С. Наличие влаги считается установленным. если при вспенивании или без него не менее двух раз слышен треск. Количественная оценка растворенной воды основана на взаимодействии с ней гидрида кальция. Следует отметить, что гидрид-кальциевый метод определения влагосодержания не позволяет получить достаточно хорошо воспроизводимые результаты и. кроме того, на выполнение анализа затрачивается много времени. Эти недостатки устраняются при кулонометрическом методе, основанном на взаимодействии воды с реактивом Фишера при пропускании электрического тока через смесь этого реактива с анализируемой пробой масла. Реактив Фишера, являющийся эффективным осушителем, получают растворением йода, диоксида серы и пиридина в метаноле.

 
« Вентили на трансформаторах   Виды испытаний трансформаторов »
электрические сети