Стартовая >> Оборудование >> Трансформаторы >> Теория >> Влияние температуры окисления на окисляемость трансформаторных масел

Влияние температуры окисления на окисляемость трансформаторных масел

Температура окисления оказывает определяющее влияние на скорость и направление окислительных реакций. Нагревостойкость трансформатора и, следовательно, срок его службы прежде всего определяются способностью масла противостоять окислительному старению с изменением физико-химических и электроизоляционных показателей при повышении температуры его, т. е. при повышении нагрузки трансформатора при заданной конструкции.

Поэтому весьма важно установить связь между температурой и скоростью окисления масла. Обычно эта зависимость условно выражается температурным коэффициентом скорости окисления, определяющим, во сколько раз увеличится скорость окисления при повышении температуры на 10 °С.

Этот коэффициент не постоянен, а зависит от выбранного температурного интервала, состава масла, условий окисления и параметра, характеризующего степень (скорость) окисления (количество поглощенного кислорода, индукционный период окисления, выход летучих кислот, кислотное число, осадок и др.). Найдено, что для различных углеводородов и различных температурных пределов окисления коэффициент увеличения скорости окисления при изменении температуры на 10 °С изменяется в пределах 1,3—2,3.

Температурные пределы, в которых осуществлялось окисление, °С

Температурный коэффициент окисления

Гексадекан

130—150

2,3

Цис -декалин

110—130

1,9

1-метил-4-изопропилбензол

110—130

2,2

1-метилнафталин

170—190

1,7

Температурный коэффициент масел также близок к 2. По нашим данным он выше у нафтеновых углеводородов масла (1,8—1,9) и ниже у ароматических углеводородов (1,4 для тяжелой ароматики).

Изучение окисления трансформаторного масла в тонком слое при температурах от —50 до +100°С показало, что окисление имеет место при самых низких температурах, с повышением температуры оно ускоряется.

Отношение кислотного числа окисленного масла к массовому содержанию перекиси возрастает с повышением температуры (рисунок 1).
Влияние температуры на характер окисления трансформаторного масла

1 — содержание перекиси; 2 — кислотное число, мг КОН на 1 г масла
Рисунок 1 - Влияние температуры на характер окисления трансформаторного масла

При низких температурах накапливаются первичные продукты окисления — перекиси, при более высоких — вторичные продукты превращения перекисей — спирты и кислоты, наконец, при высоких — продукты диссоциативного окисления, в том числе вода, СО и СО2 и др.

При повышении температуры окисления (в пределах 130—160 °С) легких масел типа трансформаторного изменяется выход отдельных групп кислот, при этом в образующихся при окислении масла осадках все больше накапливаются нерастворимые в масле продукты глубокой окислительной конденсации.

С точки зрения цепного механизма окисления ускорение окисления углеводородов при высоких температурах можно отнести в основном за счет увеличения скорости реакций зарождения цепей (0) и распада гидроперекисей (3) с вырожденным разветвлением, при этом температурные коэффициенты этих реакций у различных углеводородов различаются.

Кроме того, последующие сложные, последовательные и параллельные текущие реакции окислительного старения протекают у масел различного состава с разной скоростью. Поэтому составы конечных продуктов окисления различных масел при том же количестве поглощенного кислорода различаются.

Так, при одной степени окисления (по количеству поглощенного кислорода) повышение температуры вызывает у насыщенных углеводородов масла увеличение выхода летучих кислот, а у ароматических — осадка, продуктов глубокого уплотнения.

Влияние температуры на состав конечных продуктов окисления является одной из причин несоответствия между результатами окисления масел отдельными лабораторными методами и в эксплуатации, температурные условия которых значительно отличаются друг от друга.

Поскольку максимально допустимая рабочая температура масла в силовом трансформаторе установлена равной + 95°С, то наиболее объективные данные могут быть получены при использовании такого лабораторного метода, в котором температура окисления масла не превышает 95 °С.

 
« Влияние света окисляемость трансформаторных масел   Выбор изоляции между обмотками трансформатора »
электрические сети