Эффективным методом поддержания влагосодержания на уровне изготовленного трансформатора является циркуляция масла через осушитель, заполненный молекулярными ситами.
Работы ВНИИЭ показали, что содержание влаги в образцах твердой изоляции (определение проводилось по методу Фишера), отобранных из различных мест одного и того же трансформатора, может отличаться в 1,5 — 2 раза. Причем высокое пробивное напряжение масла и небольшое содержание в нем влаги еще не гарантируют низкого содержания влаги в твердой изоляции, так как твердая изоляция значительно гигроскопичнее масла. Например, при содержании влаги в масле 10 — 15 г/т (0,001 — 0,0025%) твердая изоляция может содержать 1,5 — 3% влаги. С увеличением влаги в твердой изоляции более 3,5% напряжение возникновения частичных разрядов снижается на 20%. Кроме того, при снижении температуры влага в виде капель из твердой изоляции может перейти в масло, что приведет к снижению электрической прочности всей изоляционной конструкции и ее повреждению. ВНИИЭ в течение десяти лет проводил наблюдения за характером повреждений крупных отечественных трансформаторов напряжением 220 — 500 кВ (табл. 2).
Таблица 2
Причина повреждений | % общего числа повреждений |
Повреждения изоляции ползущим разрядом * | 31,8 |
Витковые и междукатушечные замыкания | 22,7 |
Повреждения регуляторов напряжения | 12,2 |
Повреждение магнитопровода и его конструктив |
|
ных деталей (в том числе образование корот- |
|
козамкнутых контуров) | 10,9 |
Повреждения трансформаторов, связанные с по |
|
вреждением вводов высокого напряжения | 9,7 |
Повреждения при транспортировке | 4,6 |
Пробой между отводами обмотки НН | 2,1 |
Повреждения во время монтажа | 2,1 |
Прочие | 3,9 |
* Ползущий разряд - разряд, связанный с возникновением ионизационных процессов.
Рис. 1. Количество поврежденных трансформаторов 220 — 500 кВ (% общего количества повреждений за 12 лет) в зависимости от времени эксплуатации
Количество повреждений, вызванных нарушением электрической, термической и механической прочности, составляет: электрической 51,9%; термической 20,4%; механической 10,4%; прочие (в том числе повреждения вводов и трансформаторов при транспортировке, монтаже и пр.) 17,3%. Большее число повреждений произошло в течение первых двух лет (рис. 1). По данным зарубежной литературы, повреждения трансформаторов в течение первых двух лет эксплуатации происходят за счет дефектов изготовления, после 10 лет — за счет износа изоляции. По характеру проявления повреждения можно разделить на следующие: возникновение дуги или большого пробоя; маломощные искровые разряды; ионизационные частичные разряды; местные перегревы. Эти явления могут происходить с участием различных изоляционных материалов (масло, бумага, электрокартон, склеенная лаком бумага, дерево и пр.). Поэтому выделяющиеся при разложении этих материалов газы существенно отличаются по своему составу. Хотя состав газов, определенный различными исследователями, не совсем совпадает, все же можно сделать следующие обобщения. При возникновении дуги в масле, если твердая изоляция не затронута, газ имеет состав: водород 60 -80%; ацетилен 10 — 25%; метан 1,5 — 3,5%; этан 1 — 2%. Практически отсутствуют углекислый газ и окись углерода. При возникновении дуги в масло-барьерной изоляции газ содержит большое количество водорода, ацетилена и до 15 — 20% по объему окиси углерода. При частичных разрядах в масло-барьерной изоляции образуется газ, состоящий в основном из водорода в сопровождении метана, окиси углерода и углекислого газа. Как правило, ацетилен отсутствует. Тепловое разложение масла начинается при температуре около 400° С и по мере ее повышения увеличивается. При температуре 600° С газ состоит почти только из водорода и метана. В присутствии воздуха образуется также углекислый газ, который при повышении температуры вторично разлагается.
