В процессе эксплуатации конденсаторных вводов с бумажно-масляной изоляцией в течение последних 50 лет возникали несколько случаев ухудшения изоляции, вызванные процессами, происходившими в трансформаторном масле. Эти случаи были обследованы и их причины описаны в ряде статей и отчетов. Здесь мы проводим только краткие выводы по результатам этих работ.
Процессы воскообразования в бумажно-масляной изоляции негерметичных высоковольтных вводов, заполненных маслом марки ГК
Воскообразование в бумажно-масляной изоляции негерметичных вводов масляных выключателей, заполненных маслом ГК, возникает, как результат развития в этой изоляции множественных частичных разрядов относительно низкой интенсивности, при длительном воздействии которых на газовыделяющее масло ГК образуется в масляных промежутках бумажно-масляной изоляции газово-масляная смесь. В этой двухфазной системе создаются условия для возникновения и развития процессов вольтализации. Реакция вольтализации заключается в отрыве от молекул масла атомов водорода и рекомбинации образующихся радикалов. Отрыв атомов водорода происходит в результате атаки связей С—Н ионами газа на границе двухфазной системы. Этот процесс приводит к укрупнению молекул масла, повышению вязкости и образованию воска.
Наиболее вероятной причиной образования частичных разрядов в бумажно-масляной изоляции рассматриваемого оборудования может быть образование микрокапель эмульсионной жидкой воды при циклах изменения температуры масла ввода.
Появлению микроэмульсии способствует увлажнение масла в негерметичном оборудовании, слабая растворяющая способность масла ГК по отношению к воде, особенности температурного режима выключателей — наличие дневных, ночных и сезонных циклов нагрева масла.
Развитие процесса воскообразования и его интенсивность зависят от совпадения факторов: наибольшей величины напряженности электрического поля в изоляции, частоты повторения циклов охлаждения ниже — 5°С, плотности намотки бумажной изоляции остова ввода, наличия «жмотин» в изоляции и т. д.
Наиболее кардинальным решением проблемы по устранению воскообразования в бумажно-масляной изоляции вводов можно считать решение — применять масло ГК только во вводах герметичного исполнения.
Для вводов, уже находящихся в эксплуатации, могут быть применены следующие меры, касающиеся ранней диагностики процесса воскообразования и его торможения.
а) диагностика по результатам анализа растворенных газов (АРГ)
Приведенная ниже таблица 9.5 позволяет распознать отдельные стадии развития частичных разрядов и воскообразования. После начала процесса воскообразования начинают уменьшаться концентрации кислорода и азота.
б) диагностика по результатам профилактических испытаний:
— после начала процесса воскообразования tgδ, измеренный при напряжении 10 кВ, растет по сравнению с предыдущими измерениями в 1,5—2 раза;
— тепловизор фиксирует нагретые пятна;
— происходит увеличение вязкости масла.
Показатели развития частичных разрядов и воскообразования
Вил процесса | Концентрация характерных газов в относительных единицах | СО2/СО | Скорость роста концентрации водорода ррт/мес | ||||
Н2 | СН4 | С2Н6 | С2Н4 | С2Н2 | |||
Начальные ЧР | 1 | 0,5-0,8 | 0,25-0,3 | Отс. | Отс. | 1,0 | 8-10 |
Развивающие- | 1 | 0,8 | 0,15 | 0-0,05 | 0-0,05 | 1,0 | 8-10 |
ся ЧР |
|
|
|
|
|
|
|
Воскообразо- | 1 | 0,2 | 0,1 |
|
| 1,0 | 2000-4000 |
вание |
|
|
|
|
|
|
|
Примечание: ррт — начальные буквы слов «частей на миллион», т. е. г/т (обозначение принятое в английском языке).
Если с помощью диагностики установлено, что процесс воскообразования в негерметичном вводе еще не начал развиваться, но происходит развитие частичных разрядов, то процесс может быть заторможен и даже остановлен введением в масло ввода присадки АР-1, которая способна тормозить развитие частичных разрядов во влажной изоляции.
