Электрические характеристики ПЭТ 5-9 СЖК исследовались на образцах и моделях изоляции с однородным и неоднородным полями, в том числе в конструкциях композиционной изоляции целлюлоза и эфир. Оценивалось также влияние растворенной в эфире воды на электрическую прочность композиционной изоляции.
Электрическая прочность эфира в состоянии поставки в стандартном разряднике составляет 50—55 кВ, что выше, чем у нефтяных трансформаторных масел в аналогичных условиях, несмотря на то, что эфир в этом случае содержит в 10 раз больше растворенной воды, чем трансформаторное масло.
Для подтверждения возможности применения замены совтола в трансформаторах эфиром ПЭТ 5-9 СЖК были проведены сравнительные исследования на образцах с однородным электрическим полем (шар — шар, шар — плоскость, тороид — тороид) и в неоднородном поле (острие — шар) с промежутками только с жидкостью и с твердой изоляцией. Результаты испытаний показали, что в однородном поле при переменном напряжении электрическая прочность ПЭТ близка к прочности хорошего нефтяного масла.
Импульсная прочность эфира в однородных полях при полном грозовом импульсе близка к нефтяному маслу.
Известно, что в устройствах с резконеоднородным электрическим полем, в том числе там, где возможно возникновение и развитие скользящего разряда, электрическая прочность совтола весьма низкая, особенно при воздействии полного грозового импульса. Это обстоятельство исключало возможность использования изоляционной жидкости в трансформаторах с нормальной изоляцией. Электрическая прочность ПЭТ в подобных устройствах находится на уровне нефтяных масел.
Специальные исследования были проведены для определения влияния окружающей среды (влажности воздуха) на электрическую прочность ПЭТ, как кратковременную, так и длительную. В табл. 1 приведены результаты исследования влияния сушки эфира на пробивное одноминутное переменное напряжение в промежутке 2,5 мм шар — шар диаметром 12,5 мм (коэффициент использования поля равен 0,85).
Как видно из таблицы 1, растворенная влага весьма незначительно влияет на кратковременную электрическую прочность, вакуумная сушка приводит к повышению электрической прочности не более чем на 5%.
Таблица 1
| Технологическая обработка жидкости | Число опытов | Среднее значение пробивного напряжения, кВ | Средне квадратичное отклонение, % |
Фильтрация на микронном фильтре, без сушки | 25 | 58,3 | 13 |
Фильтрация на микронном фильтре, с сушкой | 25 | 60 | 10 |
Далее опытный образец был оставлен на открытом воздухе для определения влияния на электрическую прочность увлажнения жидкости при свободном контакте с воздухом переменной влажности. С интервалом в две недели определялась кратковременная электрическая прочность жидкости. Относительная влажность воздуха за время испытаний изменялась от 20 до 88%. ПЭТ имел следующие исходные характеристики: • пробивное напряжение в стандартном разряднике 60 кВ;
• напряжение начала ЧР (3—5 импульсов в мин) 9 кВ;
• влагосодержание 200 г/т;
• тангенс угла диэлктрических потерь 0,06% при 20°С и 3,2% при 90 °С; Результаты этих испытаний приведены
в таблице 2.
Таблица 2
| Длительность нахождения на воздухе, сутки | 0 | 15 | 30 | 45 | 65 | 85 | 105 | 140 |
Среднее значение пробивного напряжения, кВ | 60 | 52 | 70 | 60 | 52 | 67 | 56 | 54 |
Из табл. 2 видно, что за 140 суток пребывания на открытом воздухе пробивное напряжение эфира снизилось примерно на 10%. За это же время влагосодержание увеличилось до 250 г/т, a tg-дельта — до 5 %.
Таким образом, увлажнение эфира не оказывает существенного влияния на его электрическую прочность. Однако, так как испытания проводились ограниченное время, целесообразно ориентироваться на применение в трансформаторе устройств, защищающих изоляцию от увлажнения. Наиболее удачным решением была бы герметизация трансформатора. Таким образом, можно сделать вывод, что использование эфира вместо трансформаторного нефтяного масла не требует изменения конструкции и размеров изоляции, и трансформатор при герметизации его может использоваться для наружной установки.
