Классификация дефектов
По классификации стандарта МЭК 60599 аномальные процессы, вызывающие деградацию материалов и соответствующие виды дефектов, подразделяются и кодируются следующим образом:
По нормам РФ определяются несколько иные виды дефектов:
• частичные разряды с низкой плотностью энергии,
• частичные разряды с высокой плотностью энергии,
• разряды малой мощности,
• разряды большой мощности,
• термический дефект низкой температуры (<150°С),
• термический дефект в диапазоне низких температур (150—300 °С),
• термический дефект в диапазоне средних температур (300—700 °С),
• термический дефект в диапазоне высоких температур (>700°С).
Диагностические характеристики растворенных в масле газов
Для оценки состояния маслонаполненного оборудования и идентификации аномального состояния используются следующие газы:
• стандартные — Н2 (водород), СН4 (метан), С2Н6 (этан), С2Н4 (этилен), С2Н2 (ацетилен), СО (окись углерода), С02 (двуокись углерода), 02 (кислород), N2 (азот);
• дополнительные — С3Н6 (бутилен), С3Н8 (бутан), С4Н8 (изомер бутен-1: СН3 — -СН2-СН = СН2).
Характеристика состояния
Частичные разряды малой энергии Специфический газ при воздействии температуры (особенно на масло, приготовленное методом гидроочистки) Ключевой газ при температуре 200—300 °С; может составлять свыше 90 %
от общего количества газов Ключевые газы при пиролизе масла при 300—500 °С
Симптом перегрева выше 500 °С; возможно образование углерода
Возникновение перегрева с температурой 800-1200 °С (сопровождается выделением этилена и других углеводородов)
Образование пузырьков газа
Сильные разряды или дуга в масле (сопровождается выделением водорода)
Пиролиз целлюлозной изоляции
Окисление масла (сопровождается поглощением кислорода)
Дефекты в трансформаторах имеют локальный характер, и количество образованного газа, например при пиролизе масла, зависит не только от температуры, но и от размера нагретой поверхности. В ряде случаев определение общего количества газа в полном объеме масла может быть более информативно, чем измеряемое относительное количество в мкл/л или ррм.
Диагностические схемы определения типа дефекта
Метод РД РФ основан на тех же отношениях, что и схема МЭК, однако отличается от последней в интерпретации разрядных явлений.
Кроме указанных, применяются также методы Роджерса и Дорненбурга, использованные в стандарте IEEE , и диагностика с помощью номограмм, в частности, по рис. 3 (треугольник Дюваля). Номограмма построена с использованием относительных концентраций трех ключевых газов: СН4, С2Н4 и С2Н2, выраженных в % от их суммарного содержания. Обозначения видов дефектов — по МЭК.
На основе исследований ВЭИ и НИЦ ЗТЗ-Сервис предложена диагностика с использованием «моделей дефектов» — графического представления распределений пяти основных газов, выраженных в относительных единицах по отношению к газу, имеющему наибольшую концентрацию. Пример приведен на рис. 4.
В соответствии с требованиями стандартов в трансформаторе нормально не должно быть мест, имеющих температуру свыше 130 °С, а уровень частичных разрядов не должен превышать 300 пКл. Соответственно, в новом трансформаторе должно быть небольшое количество «дефектных» газов.
Таблица 12. Диагностика вида дефекта по МЭК
|
| С2Н2 | СН4 | С2Н4 |
Код | Тип дефекта |
|
| |
PD | Частичные разряды | <0,01 | <0,1 | <0,2 |
А | Разряды малой энергии | >1 | 0,1-0,5 | >1 |
| Разряды большой энергии | 0,6-2,5 | 0,1-1 | >2 |
| Термический Т< 300 °с | <0,01 | >1 | <1 |
| Термический 300 < Т< < 700°С | <0,1 | >1 | 1-4 |
h | Термический Т> 700 °С | <0,2 | >1 | >4 |
Рис. 4. Ползущий разряд главной изоляции.
В табл. 14 приведены предельные концентрации газовых компонентов, допустимые в эксплуатации.
Существенные отличия в граничных концентрациях газов обусловлены различным опытом эксплуатации. Очевидно, что в ряде случаев трансформаторы могут нормально работать, имея содержание «дефектных» газов, значительно превышающее уровень, свойственный бездефектным трансформаторам. Особое внимание при определении состояния придают значениям концентрации ацетилена и этилена, а также сумме горючих газов.
