Согласно ГОСТ 11677-75 и ТУ на трансформаторное масло, предназначенное для изоляции и охлаждения, его следует защитить от действия наружной атмосферы, т. е. предотвратить проникновение влаги и кислорода внутрь трансформатора во избежание быстрого старения масла и резкого ухудшения его электроизоляционных свойств.
По характеру взаимосвязи трансформаторного масла с атмосферой все трансформаторы можно разделить на три группы (рис. 1): 1) с прямым соприкосновением масла с атмосферой; 2) с косвенным соприкосновением масла с атмосферой через воздухоосушитель; 3) без соприкосновения с атмосферой.
Воздухоосушители
Расширители масляных трансформаторов должны снабжаться воздухоосушителем с масляным затвором (ГОСТ 11677-75). Воздухоосушители часто устанавливают на трансформаторах, не имеющих расширителей, а также на кожухах контакторов переключающих устройств. Воздухоосушитель предназначается для очистки от влаги и промышленных загрязнений воздуха, поступающего в трансформатор при температурных колебаниях уровня масла. Он представляет собой (рис. 1) наполненный силикагелем металлический цилиндр 1, в нижней части которого помещен масляный затвор 5, работающий по принципу сообщающихся сосудов. Затвор служит для предотвращения свободного доступа воздуха в трансформатор и очищает засасываемый воздух от посторонних примесей. Воздухоосушитель, вмещающий массу силикагеля 2, равную 5 кг, снабжен указателем уровня масла в масляном затворе. Воздухоосушители меньших емкостей указателей уровня масла не имеют. В верхней части цилиндра установлен патрон, заполненный индикаторным силикагелем 3. Патрон имеет смотровое отверстие, закрытое стеклянным диском 11. По мере увлажнения силикагель в патроне изменяет свою окраску с голубой на розовую. Воздухоосушители небольшой емкости указанного патрона не имеют и заполняются полностью индикаторным силикагелем.
Рис. 1. Различные способы защиты масла в трансформаторе. а — пробка для дыхания; б — расширитель без воздухоосушителя; в — воздухоосушитель О, соединенный с верхней частью бака; г — расширитель, соединенный с верхней частью бака, и воздухоосушитель О; д — расширитель, соединенный с нижней частью бака, и воздухоосушитель О; е — азотная (N2) подушка под постоянным давлением; ж — азотная (N2) подушка и масляный затвор; з — азотная (N2) подушка под давлением, изменяющимся в небольших пределах, с азотоосушителем О и эластичными емкостями Э\ и — азотная подушка без возможности расширения; к — вакуумная подушка и вакуумнасос; Я; л — эластичный мешок, заполненный воздухом; м — эластичная перегородка и воздухоосушитель О; и — эластичная перегородка, отделяющая масло в баке трансформатора от масла в расширителе.
Рис. 2. Воздухоосушитель.
1 — корпус; 2 — силикагель; 3 — силикагель индикаторный; 4 — дно; 5 — масляный затвор; S — масло трансформаторное; 7 — пробка; 8, 12 — шайбы резиновые; 9, 10— сетки; 11 — смотровое стекло; 13 — гайка фасонная; 13 — фланец для подсоединения к трубопроводу.
Для зарядки воздухоосушителя применяют сорбент-силикагель марки КСМ (крупный силикагель мелкопористый) с размером зерен 2—7 мм (ГОСТ 3956-54), пропитанный раствором хлористого кальция. Индикаторный силикагель, кроме того, дополнительно пропитывают раствором хлористого кобальта. Перед зарядкой воздухоосушителя силикагель просушивают при 140°С в течение 8 ч или при 300°С в течение 2 ч; при этом высота слоя силикагеля не должна превышать 150 мм. Индикаторный силикагель сушат при 100—120°С в течение 8 ч. Хранят просушенный силикагель во избежание вторичного увлажнения в герметичной таре, в сухом помещении.
Силикагель обрабатывают раствором хлористого кальция следующим образом: 1) на 10 частей* просеянного силикагеля берут 4 части хлористого кальция; 2) растворяют 4 части хлористого кальция в 8 частях воды; 3) в полученный раствор засыпают 10 частей силикагеля и выдерживают до полного впитывания им всего раствора; 4) прокаливают приготовленный силикагель при 400°С в течение 3 ч, предварительно просушив его при 60°С в течение 5 ч. Высота слоя силикагеля в обоих случаях не должна превышать 150 мм.
Индикаторный силикагель приготовляют следующим образом: 1) на 100 частей просеянного силикагеля берут 40 частей хлористого кальция и 3 части хлористого кобальта; 2) растворяют 40 частей хлористого кальция в 80 частях воды; 3) растворяют хлористый кобальт в воде в отношении 1:1; 4) сливают вместе оба раствора; 5) в полученный раствор засыпают 100 частей силикагеля и выдерживают до полного впитывания им всего раствора; 6) сушат приготовленный силикагель при 100—120°С в течение 15—20 ч до приобретения им ровной ярко-голубой окраски.
*Здесь и далее содержание в частях массы.
Если сушку индикаторного силикагеля производят в металлической посуде, то дно и стенки ее выкладывают картоном для полного исключения соприкосновения индикаторного силикагеля с металлом. Рабочие, занятые приготовлением растворов и пропиткой силикагеля. должны работать в резиновых перчатках. Их рабочее место должно находиться под колпаком вытяжной вентиляции. Хранить приготовленный силикагель допускается только в герметичной таре. Силикагель, получаемый непосредственно от заводов — поставщиков трансформаторов, никакой обработки, кроме сушки, не требует.
Зарядку воздухоосушителя производят в следующем порядке: 1) разбирают воздухоосушитель, очищают его внутренние поверхности от загрязнений и просушивают его; 2) заполняют патрон индикаторным силикагелем и устанавливают стекло в смотровом окне; 3) заполняют фильтр сухим силикагелем таким образом, чтобы под крышкой оставалось свободное пространство высотой 15—25 мм; засыпают силикагель под колпаком вытяжной вентиляции; 4) устанавливают масляный затвор и заливают его чистым, сухим трансформаторным маслом через пробку сбоку цилиндра до установленной отметки.
Воздухоосушитель соединяют с воздушной полостью трансформатора дыхательной трубкой при помощи фланцевого соединения или устанавливают непосредственно на крышке трансформатора. Место присоединения уплотняется резиновой шайбой. Воздухоосушители укрепляют на трансформаторе так, чтобы можно было с земли вести наблюдение за состоянием сорбента. Лучше устанавливать их так, чтобы смотровое стекло было на расстоянии 1600 мм от земли, т. е. на уровне глаз человека.
Контроль за работой воздухоосушителя заключается в наблюдении за окраской индикаторного силикагеля в патроне или корпусе воздухоосушителя, если он целиком заполнен индикаторным силикагелем. Изменение окраски силикагеля в патроне с голубого цвета на розовый указывает на его насыщенность влагой. При первых признаках изменения окраски силикагеля его заменяют новым или восстанавливают. Для этого воздухоосушитель отсоединяют от трансформатора и сливают масло из масляного затвора. Восстановление силикагеля производят прокаливанием его или продувкой через воздухоосушитель сухого горячего воздуха при 120°С до тех пор, пока индикаторный силикагель не приобретет голубую окраску. При восстановлении силикагеля продувкой горячий воздух подают через патрубок, которым воздухоосушитель присоединен к трансформатору.
Рис. 3. Транспортный воздухоосушитель.
1 — воздухоосушитель; 2— шпилька; 3 — гайка; 4 — шайба резиновая; 5 — фланец; 6 — предохранительный цилиндр.
Воздухоосушители изготовляют в основном емкостью 1 и 5 кг силикагеля. Для малых трансформаторов используют воздухоосушители емкостью 0,5 кг. Выбор емкости воздухоосушителя зависит от массы масла в трансформаторе и срока работы воздухоосушителя до восстановления силикагеля. Так, воздухоосушитель емкостью 5 кг может быть установлен на трансформаторе, имеющем массу масла 20 т; при этом восстановление силикагеля должно производиться через каждые 6 мес, а на трансформаторе с массой масла 40 т при восстановлении или замене силикагеля — через каждые 3 мес. Срок службы силикагеля является условным и в большой мере зависит от влажности и степени загрязнения воздуха.
Большое применение имеют так называемые транспортные воздухоосушители (рис. 3). Это металлический цилиндр, на поверхности которого имеется ряд отверстий, через которые свободно проходит воздух. Внутри него помещен второй цилиндр, изготовленный из металлической сетки, в который засыпается силикагель. Наружный цилиндр придает конструкции воздухоосушителя необходимую жесткость и, кроме того, предохраняет активную часть трансформатора от случайного попадания на нее силикагеля. Воздухоосушитель устанавливается на внутренней поверхности крышки трансформаторов (на временных заглушках, закрывающих отверстия, предназначенные для установки вводов) классов напряжения 110 кВ и выше, отправляемых с завода без масла. Эти воздухоосушители не имеют масляного затвора. Они изготовляются емкостью на 4,5 и 9 кг силикагеля. В трансформаторе можно устанавливать несколько таких воздухоосушителей. Число их на один трансформатор принимается из расчета 0,15 кг силикагеля на 1 т масла в баке трансформатора, которое будет залито в бак после транспортирования.
