Стартовая >> Оборудование >> Трансформаторы >> Теория >> Растворимость воды и газов в трансформаторном масле

Растворимость воды и газов в трансформаторном масле

Электроизоляционные свойства трансформаторных масел ухудшаются при наличии в них влаги или газовых включений. Степень снижения электрической прочности масла зависит не только от количества растворенной в нем влаги, но также от наличия сопутствующих примесей (волокон и т. п.). В связи с этим при одной и той же концентрации влаги в масле диапазон значений электрической прочности масла может быть довольно широким, особенно по мере увлажнения масла. Прямыми опытами установлено, что при наличии в масле примеси в виде частиц углерода (например, в масле из выключателя) последние могут легко связывать порядка 30—40% воды из масла. Эта связанная влага обычными методами анализа (например, с применением реактива Фишера) не определяется. В трансформаторном масле наряду с молекулярно-растворенной влагой присутствует вода, связанная с полярными примесями и некоторыми неуглеводородными компонентами масла. Поэтому полное влагосодержание масел значительно превышает уровни растворимости воды в углеводородах. Связанная вода заметно ухудшает пробивное напряжение масла. В ряде работ показано, что при наличии в масле примеси полярных продуктов окисления увеличивается гигроскопичность масла, повышается способность масла адсорбировать воду, увеличивается скорость переноса влаги из воздуха через масло в твердую изоляцию, что вызывает снижение пробивного напряжения масла и твердой изоляции. Характер зависимости пробивного напряжения масла от влажности определяется также температурой. На примере нефтяного и синтетического (алкилбензольного) трансформаторных масел установлено, что зависимость пробивного напряжения от температуры при различных значениях влагосодержания масел (от 10 до 160 млн-1) имеет U-образный характер с минимумом в области температур от —20 до 0°С (рисунок 1). По мере увеличения концентрации влаги в маслах положение минимума на соответствующих кривых перемещается в направлении 0°С и более низких значений пробивного напряжения масла. При содержании влаги в маслах более 30 млн-1 значение температуры, при которой имеет место минимум пробивного напряжения масла, коррелирует со значением температуры помутнения масла. По мере повышения степени насыщения масла водой снижается пробивное напряжение масла (рисунок 2). Влияние влажности на зависимость пробивного напряжения а — нефтяного; б — синтетического (алкилбензольного); цифры на кривых соответствуют влагосодержанию масел, млн-1 Рисунок 1 - Влияние влажности на зависимость пробивного напряжения при переменном токе от температуры для трансформаторного масла Влияние степени насыщения масла а — нефтяного, б — синтетического (алкилбензольного) (R — отношение максимально возможного количества влаги, которое может раствориться в масле при данной температуре, к действительному влагосодержанию масла при той же температуре) Рисунок 2 - Влияние степени насыщения R масла водой на пробивное напряжение трансформаторного масла Снижение пробивного напряжения отечественных трансформаторных масел при низких температурах также связывают с влиянием влаги. Следует заметить, что наличие влаги в масле оказывает влияние также на характеристики частичных разрядов в пропитанной маслом изоляции трансформаторов, в результате чего уменьшается стойкость последней к воздействию частичных разрядов. Наконец, необходимо отметить, что при отрицательных температурах в увлажненном масле, находящемся в электрическом аппарате, имеются возможности для формирования льдистых образований. Последние оказывают существенное влияние на формирование пробоя внутрибаковой изоляции. Эти обстоятельства обусловливают большой интерес к вопросам гигроскопичности масел и закономерностям растворения в них различных газов. Кроме того, такие сведения крайне необходимы при выборе рациональных технологических режимов обработки трансформаторного масла, а также при расчетах герметичных трансформаторов.
 
« Процессы теплопередачи и тепловые расчеты трансформатора   Растворимость газов в трансформаторном масле »
электрические сети