Пробивное напряжение трансформаторного масла нормы

Как проходит испытания трансформаторного масла

Трансформаторное масло применяется в роли изолирующей среды и для охлаждения электрического оборудования. Но для проверки качества и свойств данных материалов должны проводиться их испытания. Рассмотрим особенности процедуры указанного испытания, их методику и характеристики, подлежащие проверке.

  1. Для чего проверяется масло
  2. Когда нужно проверять
  3. Объём испытаний и какие свойства проверяются
  4. Как проходит испытание
  5. Нормы
  6. Видео: испытание масла на пробой

Для чего проверяется масло

Цель испытаний трансформаторного масла состоит в проверке его электрических и физических характеристик. В процессе эксплуатации материал подвергается старению, в результате чего состав теряет заданные свойства. Испытания предназначены для проверки соответствия показателей установленным нормам, поскольку от этого зависит безопасная и надёжная эксплуатация оборудования.

Когда нужно проверять

Периодичность проведения испытаний зависит от мощностных характеристик агрегатов, в которых применяется данный материал. Обычно пробы отбираются один раз в 4 месяца или перед пуском в работу нового оборудования.

Достоверность получаемых результатов зависит от условий, при которых производится проверка. Необходимо исключить проникновение влаги из воздушной среды в материал. Ёмкость с маслом открывают при выравнивании температуры состава с данными показателями воздушной среды.

При проведении проверки после запуска тестирование выполняется 5 раз в течение начальных 30 дней эксплуатации оборудования.

Колба предварительно должна быть очищена от загрязнений. Для большей достоверности и исключения неправильных результатов жидкость отбирается со дна ёмкости оборудования.

Объём испытаний и какие свойства проверяются

В процессе проведения испытаний проверяются основные характеристики материала на соответствие требованиям нормативной документации. Предусмотрена проверка по следующим критериям:

  1. Температуре вспышки – с ростом данного показателя возрастает объём испарений, в результате чего масло становится более вязким, в его составе возрастает удельный процент взрывоопасных газов.
  2. Температуре застывания – обратный показатель отмеченному выше. Его уменьшение затрудняет функционирование маслоперекачивающих насосов, переключающих устройств и прочих элементов масляных систем.
  3. Кислотному числу – показывает уровень содержания в материале едкого калия. Определяется количества миллиграммов данного компонента, необходимого для нейтрализации свободных кислот в 1 г состава. Итоговое значение показателя получают расчётным путём.
  4. Диэлектрической плотности – первоочередной критерий, свидетельствующий о степени загрязнённости состава. Проводится 6 раз с определением среднего показателя.
  5. Тангенсу угла диэлектрических потерь – определяет диэлектрические и изолирующие свойства рабочей жидкости.
  6. Цветовым характеристикам – по ним можно определить свойства состава и его качество.
  7. Присутствию сторонних механических загрязнений – этот критерий взаимосвязан с кислотным числом и показывает степень старения масла, в результате чего оно теряет заданные свойства.
  8. Содержанию влаги и газов – также указывает на степень старения рабочей жидкости.

Кроме перечисленных работ проводятся замеры плотности ареометром, определение наличия серы. Но данные показатели не нормируются.

Как проходит испытание

Испытания проводятся поэтапно, в такой последовательности:

  1. Отбираются образцы – в процессе выполнения данных работ необходимо придерживаться указанных выше требований по влажности и температуре окружающей среды.
  2. Непосредственное проведение испытаний в объёме полного или частичного физико-химического анализа или определения проходимости электрического тока.
  3. Подводятся итоги, со сравнением полученных результатов с нормируемыми показателями.

Проверка на пробой

По результатам проведённых работ составляется соответствующий протокол с указанием следующей информации:

  1. Титула документа, где приводится марка проверяемого материала и нормированные показатели, в соответствии с требованиями государственных стандартов.
  2. Таблицы с перечислением проведённых проверок и их результатов.
  3. Экспертного заключения о состоянии масла и возможности дальнейшего его использования, с отметкой о соответствии состава установленным нормативам.
  4. Наименования лаборатории, проводившей работы, даты составления протокола, печати организации и росписи ответственного работника.

Работы должны проводиться лабораторией, прошедшей соответствующую аккредитацию и располагающей обученным и аттестованным персоналом.

Нормы

Нормируемые показатели должны соответствовать следующим количественным значениям по следующим критериям:

  • пробивному напряжению, для оборудования, работающего в диапазоне от 60 до 220 кВ – в пределах до 35 кВ, от 20 до 35 кВ – до 25 кВ;
  • наличие механических примесей не допускается;
  • кислотному числу – до 0,25 мг на 1 г состава;
  • стабильности против окислительных процессов при аналогичных единицах измерения – в пределах 0,005 мг;
  • массовой доле осадочных компонентов – должны отсутствовать;
  • кислотному числу окислённого материала – до 0,1 мг;
  • температуре вспышки – до 150°С;
  • тангенсу угла диэлектрических потерь – до 7 процентов;
  • влаго- и газосодержанию – в соответствии с заводскими нормами;
  • натровой пробе – до 0,4 балла;
  • температуре застывания – до -45°С;
  • кинематической вязкости – от 9 до 1300 м³/с, в зависимости от температурных показателей состава.

Если показатели не соответствуют нормативам, использование данного материала грозит пробоем изоляции оборудования и его перегревом, в результате чего трансформатор может выйти из строя.

Рабочая жидкость, не отвечающая установленным критериям, подвергается очистке, в результате которой показатели приводятся в норму, с возможностью дальнейшего использования масла.

Современной промышленностью выпускается множество фильтрующих установок, позволяющих очистить масло, для возможности его последующего применения.

Проведение трансформаторного масла позволяет проверить качество материала и исключить опасность возникновения нештатной ситуации, которая не исключена при несоответствии состава установленным нормируемым показателям.

Видео: испытание масла на пробой

Испытания масла из трансформаторов в эксплуатации

Методы проведения испытаний масла изложены в стандартах.
Специалистам, занимающимся маслами, полезно ознакомиться также со стандартами МЭК, с соответствующими американскими стандартами системы ASTM.

Ниже приводятся некоторые данные и замечания по испытаниям проб масла, дополняющие сказанное в предыдущих разделах.

а) отбор масла из трансформатора (для испытаний)

Необходимо быть уверенным, что масло для испытаний отобрано с достаточной тщательностью и соответствует по качеству маслу в трансформаторе. Желательно отбор пробы произвести в течение трех часов после отключения трансформатора, когда масло в нем хорошо перемешано благодаря циркуляции и теплое.
Необходимо избежать перемешивания струи масла в воздухе, чтобы свести к минимуму контакт с воздухом и возникновение пузырей.
Очень важна чистота посуды и патрубка на баке для отбора пробы, который бывает загрязнен, в том числе вследствие легкого подтекания масла. Чтобы промыть патрубок, рекомендуется до набора пробы слить масло в объеме не менее десятикратного, необходимого для испытаний.
Рекомендуется заполнять сосуд для пробы через трубку. Предварительно необходимо промыть сосуд, залив его полностью и слив это масло. Необходимо, чтобы все материалы (сосуд, трубка и пр.) не могли взаимодействовать с маслом. Лучшим материалом является стекло.
При отборе пробы необходимо также следовать рекомендациям ГОСТ-2255—71 и стандарта МЭК 60475 (1974 г.) «Методы отбора пробы жидких диэлектриков».

б) электрическая прочность (пробивное напряжение)

Снижение пробивного напряжения может указывать на увлажнение масла и/или загрязнение твердыми частицами. Снижение электрической прочности происходит более интенсивно при совместном действии этих двух факторов. После заливки нового трансформатора в масло попадают такие твердые частицы, как волокна целлюлозной изоляции и другие частицы остающиеся на активной части трансформатора после сборки. Поэтому рекомендуется масло после заливки трансформаторов напряжением 220 кВ и выше подвергнуть дополнительной фильтрации.
Во время эксплуатации благодаря циркуляции масла дополнительное количество частиц попадает в масло, отрываясь главным образом от краев изоляции. Фрезерование краев картонных прокладок, листов картона главной изоляции и других деталей может значительно уменьшать количество волокон в масле.
Испытание образца масла для определения электрической прочности — наиболее часто применяемое испытание.
Метод измерения стандартизирован ГОСТ-6581-75 и МЭК 60156. Для испытания применяется специальная камера, к которой прикладывается переменное напряжение между двумя сферическими электродами диаметром 12,5 мм. Расстояние между электродами 2,5 мм. Напряжение поднимается до пробоя. Испытание повторяется шесть раз. Пробивное напряжение определяется как среднее из 6 опытов. Стандартами предписывается производить перемешивание масла между электродами специальной чистой стеклянной палочкой каждый раз между опытами.

Читайте также  Как подключить стабилизатор напряжения на весь дом?

в) тангенс угла диэлектрических потерь (tgδ)

Метод определения tgδ стандартизирован в ГОСТ 6581-75 и МЭК 247. Измерения производят с помощью сосуда, содержащего конденсатор, к которому прикладывается переменное напряжение 50 Гц. Измеряется ток утечки 1Г и емкостный ток 1С. Их отношения Ir/Ic = tgδ. Так как значение tgδ зависит от температуры, измерения производят при двух значениях температуры: 70 и 90 °С.
Как указывалось ранее, повышенные значения могут tgδ быть вызваны различными причинами. Сушка и фильтрация масла часто дают хороший эффект. Однако в тех случаях, когда масло сильно загрязнено продуктами старения, восстановить масло до приемлемых значений tgδ простыми средствами не удается. В этих случаях требуется регенерация масла физико-химическими методами.

г) влагосодержание

Метод измерения по ГОСТ 7822—75 или методом Карла Фишера по ИСО 1700.
Сушка масла до содержания менее 20 г/т требует достаточно эффективного оборудования. После первой заливки масло в трансформаторе должно иметь влагосодержание примерно на 10 г/т меньше нормативного.
Чувствительность метода Фишера — 2 г/т, что выше, чем позволяет получить гидрокальцевый метод по ГОСТ-7822—75. Недостатком метода Фишера является то, что он не применим для окислившихся масел, т. к. реактив взаимодействует с продуктами окисления (органическими кислотами, спиртами, фенолами). В то же время гидрокальциевый метод может давать ошибки при определении влагосодержания в дегазированных маслах после их насыщения воздухом. Во время определения влагосодержания происходит растворение образующегося свободного водорода в масле, что искажает результаты.

Предельные значения диэлектрических характеристик трансформаторного масла

Номинальное напряжение
трансформатора

Предельно допустимые значения показателя качества

Испытание трансформаторного масла

Трансформаторное масло применяется в качестве изолирующей среды в силовых и измерительных трансформаторах, маслонаполненных вводах и выключателях.

Условия работы масла в электрооборудовании (нагревании рабочим током, действие горящей дуги, загрязнение частицами твердой волокнистой изоляции, увлажнение от соприкосновения с окружающей средой и т.п.) предъявляют к нему довольно жесткие требования.

Свежее трансформаторное масло перед заливкой в оборудование должно пройти испытание в соответствии с требованиями ПУЭ. Эксплуатационное трансформаторное масло испытывается в соответствии с требованиями ПЭЭП.

Для испытаний пробу трансформаторного масла, прибывшего с завода-изготовителя или находящегося в электрооборудовании, отбирают из нижней части ем кости или бака оборудования, предварительно промыв маслом сливное отверстие. Посуда, в которую отбирают пробу масла, должна быть чистой и хорошо высушенной.

Минимальное пробивное напряжение масла определяют на аппаратах типа АМИ-80 или АИИ-70М в маслопробойном сосуде со стандартным разрядником, который со стоит из двух плоских латунных электродов толщиной 8 мм с закругленными краями и диаметром 25 мм с расстоянием между электродами 2,5 мм.

Перед испытанием банку или бутылку с пробой масла несколько раз медленно переворачивают вверх дном, добиваясь, чтобы в масле не было пузырьков воздуха. Фарфоровый сосуд, в котором испытывают масло, вместе с электродами три раза ополаскивают маслом их пробы. Масло льют на стенки сосуда и электроды тонкой струей, чтобы не образовались воздушные пузырьки. После каждого ополаскивания масло пол ностью сливают.

Уровень залитого масла в сосуде должен быть на 15 мм выше верхнего края электрода. Защитному маслу в сосуд необходимо отстояться 15-20 мин. для удаления воздушных пузырьков. Повышение напряжения до пробоя производится плавно со скоростью 1-2 кВ/с. После пробоя, который отмечается искрой между электродами, напряжение снижают до нуля и вновь увеличивают до следующего пробоя. Всего производится шесть пробоев с интервалами между ними 5-10 мин. После каждого пробоя из промежутка между электродами стеклянными или металлическими чистыми стержнями помешиванием удаляют обуглероженные частицы масла. Затем жидкости дают отстояться в течение 10 мин.

Напряжение, при котором происходит первый пробой, во внимание не принимается. Пробивное напряжение трансформаторного масла определяется как среднее арифметическое значение из пяти последующих пробоев.

Нормы приемо-сдаточных испытаний.

Объем приемо-сдаточных испытаний трансформаторного масла.

В соответствии с требованиями ПУЭ трансформаторное масло на месте монтажа электрооборудования испытывается в следующем объеме:

1. Анализ масла перед заливкой в оборудование.

2. Анализ масла перед включением оборудования.

3. Испытание масла из аппаратов на стабильность при его смешивании.

Анализ масла перед заливкой в оборудование.

Каждая партия поступившего с завода трансформаторного масла перед заливкой в оборудование должна подвергнуться однократным испытаниям по всем показателям, приведенным в табл. 2.14, кроме п.3. Значения показателей полученных при испытаниях, должны быть не хуже приведенных в табл. 2.14.

Масла, изготовленные по техническим условиям, не указанным в табл. 2.14, должны подвергаться испытаниям по тем же показателям, но нормы испытаний следует принимать в соответствии с техническими условиями на эти масла.

Анализ масла перед включением оборудования.

Масло, вновь залитое в оборудование, перед его включением под напряжение после монтажа должно быть подвергнуто сохраненному анализу. В сокращенный анализ масла входят: определение минимального пробивного напряжения, качественное опре деление наличия механических примесей и взвешенного угля, определение кислотного числа, выяснение реакции водной вытяжки или количественное определение водорастворимых кислот и установление температуры вспышки. Нормы испытаний представлены в пп. 1-6 табл. 2.14, а для оборудования 110 кВ, кроме того, в п. 12 табл. 2.14.

Испытание масла из аппаратов на стабильность при его смешивании.

При заливке в электрооборудование свежих кондиционных масел разных марок смесь проверяется на стабильность в пропорциях смешения, причем стабильность смеси должна быть не хуже стабильности одного из смешиваемых масел, обладающего мень шей стабильности.

Проведение периодических проверок, измерений и трансформаторного масла, находящегося в эксплуатации

В процессе эксплуатации качество трансформаторного масла должно соответствовать нормам, указанным в табл. 2.21.

Объем и периодичность испытаний эксплуатационного масла зависит от конкретного типа оборудования или аппарата.

Для силовых трансформаторов, автотрансформаторов и масляных реакторов трансформаторное масло испытывается в объеме и сроки, согласно нормативов.

Для масляных выключателей трансформаторное масло испытывается в объеме и сроки, согласно нормативов.

Для измерительных трансформаторов трансформаторное масло испытывается в объеме и сроки, согласно нормативов.

Для маслонаполненных вводов трансформаторное масло испытывается в объеме и сроки, согласно нормативов.

Трансформаторное масло

Объемы и нормы испытаний трансформаторного масла

1. Определение электрической прочности масла

Пробивное напряжение в стандартном разряднике должно быть не ниже следующих величин:

Номинальное напряжение, кВ

Минимально допустимое пробивное напряжение масла, кВ

2. Проверка отсутствия в масле воды и механических примесей

Вода и механические примеси в масле должны отсутствовать

3. Определение кислотного числа

Кислотное число в мг едкого калия (КОН) на 1 г масла не должно быть более 0,05 для трансформаторного масла и 0,03-для трансформаторного масла с присадкой ВТИ-1

4. Проверка отсутствия водорастворимых кислот и щелочей

Водорастворимые кислоты и щелочи в масле должны отсутствовать

5. Определение температуры вспышки масла

Температура вспышки, определяемая в закрытом тигле, должна быть не ниже 135° С

6. Определение вязкости масла

Вязкость масла не должна превышать следующих величин:

Соответствующая ей условная в °Э

7. Определение содержания золы

Содержание золы в масле должно быть не более 0,005%

8. Определение температуры застывания

Температура застывания масла должна быть ниже -45° С. Для трансформаторов щловых температура застывания масла не нормируется

9. Определение натровой пробы с подкислением

Натровая проба с подкислением должна быть не более двух баллов

10. Проверка прозрачности масла

Масло, охлажденное до температуры +5° С, должно оставаться прозрачным

11. Проверка общей стабильности масла против окисления

После окисления (искусственного старения) масла осадок и кислотное число не должны превышать следующих величин:

Трансформаторное с присадкой ВТИ-1

Читайте также  Чем измерить напряжение в сети?

Кислотное число в мг КОН на 1 г

12. Проверка склонности масла к образованию водорастворимых кислот в начале старения

Содержание как летучих, так и нелетучих водорастворимых кислот в мг КОН на 1 г масла должно быть не более 0,005

13. Проверка для масел с присадкой ВТИ-1 ее содержания

Содержание присадки должно быть в пределах 0,009-0,015%

14. Измерение тангенса угла диэлектрических потерь в масле

Тангенс жен быть:

а) пои 20° С -не более 0,З%

б) при 70° С -не более 2,5%

При эксплуатационных осмотрах силовых трансформаторов проверяется:

1) характер гудения трансформатора. Гудение должно быть равномерным, низкого тона и без посторонних звуков;

2) уровень и цвет масла в маслоуказателе; при помощи контрольного краника проверяется наличие сообщаемости маслоуказателя с расширителем;

3) отсутствие течи масла из сварочных швов и из-под фланцев, прокладок, пробок и кранов;

4) отсутствие на поверхности изоляторов трещин, сколов и следов дуги в виде копоти и частиц расплавленного металла;

5) надежность заземления бака трансформатора;

6) состояние пробивного предохранителя;

7) целость и исправность плавких вставок низковольтных предохранителей;

8) правильность расположения патронов высоковольтных предохранителей в неподвижных контактах;

9) состояние шин и контактных соединений (проверяется по цвету термоиндикаторов) ;

10) исправность фильтров и устройств для регенерации масла, отсутствие грязи и воды в грязевиках расширителей;

11) исправность барьеров, сетчатых ограждений, дверей и запоров;

12) исправность рабочего и аварийного освещения.

Нормы расхода масла на доливку

Количество масла в аппарате, т

Годовой расход на доливки в % от залитого масла

ЭКСПЛУАТАЦИЯ ТРАНСФОРМАТОРНОГО МАСЛА

В процессе эксплуатации трансформатора находящееся в нем масло, поглощая из атмосферы влагу и кислород, увлажняется и окисляется.

Трансформаторное масло должно быть защищено от увлажнения и преждевременного старения применением фильтров, поглощающих влагу и кислород из воздуха, поступающего в трансформатор. Для этих целей применяется воздухоосушительный фильтр.

Размеры фильтра зависят от количества применяемого осушителя, которое составляет примерно 0,6-0,8 кг на 1000 ква мощности трансформатора.

Осушитель приготовляется из 100 частей силикагеля; 40 частей хлористого кальция (технического); 3 частей хлористого кобальта.

В процессе эксплуатации фильтров ведется наблюдение за окраской кристаллов осушителя, При окраске розовым цветом большинства кристаллов производятся перезарядка фильтра и заполнение его новой порцией осушителя.

Осушитель, пропитанный хлористым кобальтом, может быть восстановлен для повторного использования при условии нагрева его в течение 18-20 час. при температуре 100-120° С до принятия всей массой осушителя голубой окраски.

При чрезмерном загрязнении воздуха газообразными кислыми веществами фильтры заполняются одним силикагелем без пропитки хлористым кальцием. Восстановление силикагеля производится нагревом при температуре не более 450-500° С. так как при более высокой температуре силикагель спекается и теряет способность поглощать влагу. Этим способом силикагель, может быть восстановлен 10-15 раз.

Кислотность масла снижается путем применения непрерывной регенерации масла работающих трансформаторов при помощи термосифонных фильтров.

Термосифонный фильтр (см. рис. 1) заполнен силикагелем, количество которого берется в среднем около 1% от веса в трансформаторе. Варианты установки термо-сифонных фильтров приведены на рис. 2.

Для трансформаторов мощностью до 560 ква в качестве устройств для непрерывной регенерации масла применяется так называемый поглотительный патрон, заполненный силикагелем.

В процессе эксплуатации сетка с силикагелем может выниматься для перезарядки без слива масла из трансформатора.

Рис. 1. Термосифонные фильтры ОРГРЭС для непрерывной регенерации масла в работающих трансформаторах:

а) для трансформаторов, установленных в закрытых подстанциях; б) для трансформаторов, установленных в открытых подстанциях.

Рис. 2. Варианты установки термо-сифонных фильтров на трансформаторах:

1 — кран для впуска воздуха; 2 — загрузочный люк; 3 — место присоединения фильтра; 4 — разгрузочный люк; 5 — расширитель (консерватор) трансформатора; 6- радиаторы; 7 — бак трансформатора.

Контроль трансформаторного масла, находящегося в эксплуатации

Способ отбора пробы

Нормы и требования

Химический анализ и испытание масла из бака и вводов силового трансформатора

Масло трансформаторов, находящихся в эксплуатации, периодически подвергается сокращенному химическому анализу и испытанию электрической прочности. Отбор пробы лучше производить в сухую погоду летом и в морозную зимой. Пpoбa масла для анализя и испытания отбирается из нижнего крана бака трансформатора, так, чтобы в нее не попали пыль, влага и грязь.

Перед отбором пробы следует слить в ведро не менее 2 л скопившегося на дне бака грязного масла. Затем обтереть чистыми сухими тряпками кран, спустить немного масла для промывки крана, промыть два раза банку маслом из трансформатора, после чего взять не менее 1 л масла для анализа или испытания.

Банка, в которую отбирается проба, должна быть из стекла и иметь хорошо притертую стеклянную пробку. Банку с пробой масла, внесенную с мороза в теплое помещение, нельзя вскрывать раньше, чем она нагреется до температуры помещения, иначе влага, содержащаяся в воздухе, будет конденсироваться на холодной поверхности стекла внутри банки и резко снизит электрическую прочность содержащегося в нем масла

Масло, находящееся в эксплуатации, должно отвечать следующим требованиям

При сокращенном химическом анализе:

а) вода и механические примеси в масле должны отсутствовать;

б) кислотное число в мг едкого калия (КОН)

на 1 г масла не должно быть более 0,05-для

трансформаторного масла и 0,03 — для трансформаторного масла с присадкой ВТИ-1;

в) водорастворимые кислоты и щелочи в масле должны отсутствовать;

г) температура вспышки, определяемая в закрытом тигле, должна быть не ниже 135° С;

д) при испытании на электрическую прочность

масло должно выдержать испытательное напряжение:

20 кв — для трансформаторов на напряжения до 6 кв;

25 кв — для трансформаторов на напряжения 6-20 кв;

35 кв — для трансформаторов на напряжение 35 кв и выше

Приемо-сдаточные до и после монтажа, после ремонта с частичной или полной сменой обмоток

При капитальном ремонте без смены обмоток до и после ремонта

Испытания трансформаторного масла: нормы и методики

Трансформаторы являются одной из главных составляющих комплекса оборудования многих энергетических (электростанций, подстанций, преобразовательных устройств) или промышленных предприятий. Для того чтобы избежать выхода из строя оборудования, нужно своевременно проводить испытания трансформаторного масла.

А точнее, производится проверка его качества. Периодический контроль трансформаторного масла является одной из составляющих технологического обслуживания промышленной техники на предприятиях. Основные характеристики трансформаторного масла, его чистота и полезные свойства определяют работоспособность трансформаторов.

Способность масла к сохранению первоначальных свойств в работающей технике на протяжении эксплуатации называется стабильностью трансформаторного масла. Если силовая техника не имеет дефектов и работает без сбоев, то характеристики нового масла практически не изменяются. Свежее трансформаторное масло имеет светлый цвет и определенные соответствует определенным нормативам, которые определяют его диэлектрические и физико-химические свойства. В процессе эксплуатации стабильность трансформаторного масла значительно снижается, появляются заметные изменения характеристик и масло темнеет.

Негативные показатели масла обнаруживают увеличенное кислотное число и повышенную зольность, наличие низкомолекулярных кислот. В загрязненном масле формируется осадок, который вместе с накопленными кислотными веществами разрушает бумажную изоляцию трансформатора и вступает в реакцию с металлами внутренних деталей.

Испытания являются определением начала процесса старения трансформаторного масла.

Такого рода техника в зависимости от вида и заложенных способностей может работать в самых разнообразных условиях и нагрузках. Исходя из того, что трансформаторы остаются эффективным источником преобразования энергии, очень важно сохранять надежность и продолжительность их эксплуатационного периода.

Причины поломок оборудования

Однако, даже при постоянном надзоре и проверках не удается избежать непредвиденных или, наоборот, плановых поломок и повреждений.

80 % всех известных причин отказа силовой техники спровоцированы загрязнением и окислением трансформаторного масла, то есть жидкой изоляции. Рассмотрим некоторые из этих причин в совокупности с предпосылками поломок, то есть влиянием устаревшего масла.

Читайте также  Как найти общее напряжение в цепи?

Наиболее распространенным вариантом повреждения трансформаторов общего назначения является повреждение высоковольтных маслонаполненных вводов, в которые попадает влага. Масло увлажняется, ухудшаются его изоляционные характеристики, в результате чего в масле могут возникнуть частичные разряды и возникает пробой.

Другим видом поломок трансформаторов является нарушение в контактной системе избирателя. Они возникают от неправильной регулировки контактов, впоследствии образования на контактах окисленной пленки – продуктов старения трансформаторного масла.

К наиболее тяжелым последствиям приводят повреждения твердой изоляции и обмоток трансформаторов. Шлам и другие отложения загрязненного трансформаторного масла остаются на обмотках или изоляции, вызывают ее ослабление с возникновением ползущего разряда и последующий пробой.

И, наконец, стоит обратить внимание на то, что существуют и обратные процессы: повреждение определенных систем связанных с содержанием или подачей масла, влияют на его окисление и работоспособность. К примеру, повреждение маслонасоса приводит к попаданию металлических частиц и других примесей в трансформаторное масло. При нарушении резиновых уплотнений в масло попадает влага, которая является одним из основных катализаторов его старения. Неисправность стрелочного маслоуказателя приводит к недопустимому снижению или превышению уровня масла и проч.

Зачем проводят испытания изоляционного масла?

Для того, чтобы вовремя определить дисфункцию рабочей жидкости и рассчитать вероятность поломки, проводят испытания трансформаторного масла.

Предельно допустимые показатели физико-химических и диэлектрических свойств как вновь заливаемого, так и эксплуатируемого трансформаторного масла ограничены нормами

Отбор проб масла в эксплуатации из баков трансформаторов проводится раз в 1-3 года в зависимости от мощности силового оборудования.

Для того чтобы результаты испытания или анализа масла были достоверными, при отборе нельзя допускать попадания влаги, грязей или других веществ. Кран, по которому масло будут собирать для испытаний в специальную колбу, следует тщательно очистить от пыли и грязи. Необходимо следить за тем, чтобы не допустить резкого изменения температуры колбы, при которых на них конденсируется влага. Открыть сосуд с пробой масла следует только после того, как он принял температуру окружающей среды.

Нормы испытания трансформаторного масла

Испытания проводят по основным показателям трансформаторного масла, указанных в нормативных документах и признанных основными рабочими характеристиками качественной рабочей жидкости.

Трансформаторное масло испытывают на диэлектрическую прочность, цвет, наличие газов, воды, механических примесей, добавок, кислот и щелочей, испытание содержание газа на хроматогрофе и тп.

Температура вспышки

Существенной характеристикой трансформаторного масла является температура вспышки: чем она ниже, тем больше испаряемость. В результате испарений ухудшается состав масла, возрастает его вязкость, увеличивается содержание взрывоопасных газов.

Для того, чтобы определить температуру вспышки трансформаторного масла, его заливают в тигль – закрытый сосуд, и нагревают. Пары, которые образуются в ходе такого испытания, смешиваются с воздухом и вспыхивают при поднесении к этой смеси пламени или же от электрической искры. Зачастую с помощью проверки температуры вспышки и по составу скопившегося газа можно достаточно точно выявить характер внутренних повреждений трансформатора.

Температура застывания

По обратному показателю – температуре застывания – проводят испытания для трансформаторных масел, используемых в оборудовании в условиях низких температур. Снижение температуры застывания ухудшает работу масляных насосов, переключателей и других компонентов силовых систем.

Кислотное число трансформаторного масла

Это количество едкого калия, выраженного в миллиграммах и которое необходимо, чтобы нейтрализовать свободные кислоты в 1 г масла. Данный показатель частично характеризует уровень старения масла.

А вот его стабильность проверяется с помощью испытаний искусственного окисления трансформаторного масла. Конечные данные – процентное содержание осадка и кислотное число – рассчитываются, в данном случае, только для свежего масла.

Диэлектрическая прочность

Как один из главных показателей стабильности трансформаторного масла, измеряется в первую очередь. Ее вычисляют по пробивному напряжению в стандартном разряднике из двух электродов диаметром до 25 мм. Электроды располагают в фарфоровом сосуде на расстоянии 2,5 мм друг от друга и постепенно наливают в сосуд масло.

Испытание проводится 6 раз, причем результаты первого в среднеарифметический результат не всчитывают. Если испытания проводятся для свежего трансформаторного масла, тогда уровень пробивного напряжение должен быть не менее 30 кВ. В некоторых случаях масла с таким напряжением может использоваться в трансформаторах без особых приготовлений.

Понижение числа пробивного напряжения характеризует наличие загрязнений в масле, например, газов, влаги, волокон или других механических примесей.

Тангенс угла диэлектрических потерь

Подобным образом проводят вычисления тангенса угла диэлектрических потерь. Способности масла нейтрализовать энергию, не допускать электрических пробоев и охлаждать внутренние детали характеризуют уровень его качества и класс чистоты, или наоборот, степень окисления масла. В целом увеличение тангенса угла диэлектрических потерь означает ухудшение диэлектрических и изоляционных свойства рабочей жидкости.

Цвет трансформаторного масла со светло-желтого на мутный меняется под воздействием температур, загрязнителей, действия электрического поля. Цвет масла сам по себе не говорит о конкретных изменениях его свойств и характеристик. Однако же может служить для ориентировочной оценки его качества на международном рынке.

Наличие механических примесей

И показатель кислотного числа трансформаторного масла – характеристики взаимосвязанные. Нерастворенные вещества, которые накапливаюся в масле в виде осадка или в нерастворенном состоянии – волокна, пыль, продукты растворения красок, лаком, металлов из конструкции трансформатора, уголь и шлам – ухудшают изоляционные свойства масла, способствуя его окислению. Чем большее количество вредных частиц в масле, тем быстрее происходит его старение.

Кислотное число выражается в миллиграммах как раз и характеризует степень старения трансформаторного масла, вызванного содержанием вредных элементов. Оно характеризует количество едкого калия, необходимого для нейтрализации свободных кислот в 1 г трансформаторного масла. Норма кислотного числа не превышает 0,25 мг КОН на 1 г масла, а предельно допустимое количество примесей составляет 515 г/т.

Влаго- и газосодержание

В трансформаторном масле подвергается тщательному анализу в связи с тем, что вода и воздух являются одними из главных катализаторов процесса старения рабочих жидкостей.

Влагосодержание измеряется по количеству водорода при взаимодействии трансформаторного масла с гидридом кальция за установленное время. Уровень газосодержания вычисляется с помощью абсорбиометра или хроматографа.

Остальные испытания

Трансформаторного масла носят вспомогательный характер. Их показатели не нормируются. Плотность масла определяется с помощью ареометра. Статистическая и динамическая вязкость измеряется с помощью вискозиметров Энглера и Пинкевича. Содержание серы рассчитывают только в процессе отработки технологии производства трансформаторного масла.

Таким образом, преимущества проведения испытаний и обследований трансформаторного масла перед запуском оборудования или в процессе его регулярного технического обслуживания, проявляются в возможностях вычисления его главных продуктивных качеств, условий эксплуатации и предотвращении серьезных загрязнений. В результате выполнения норм контроля качества и чистоты, предприниматель гарантирует надежность работы промышленного силового оборудования и использование качественного продукта за вложенные финансы.

На основании проведенных испытаний трансформаторного масла дается оценка его работоспособности, подготавливаются необходимые процедуры очистки и восстановления, а также составляются комплексные отчеты общего эксплуатационного состояния трансформаторного оборудования.

Оборудование для очистки и регенерации трансформаторного масла

Если в результате испытаний стало очевидно, что изоляционное масло силового оборудования пришло в непригодность, то для его очистки и регенерации нужно использовать специальное оборудование. Различные виды установок для очистки и регенерации отработанных трансформаторных масел отличаются количеством фильтрационных систем, производительностью, количеством потребляемой энергией и количеством обрабатываемой за раз рабочей жидкости. Чем больше развивается рынок технологий, тем более совершенными и доступными становится очистительное масляное оборудование.

Мобильность и универсальность использования установок для фильтрации трансформаторных масел давно стали нормой на международном рынке и стоит ожидать новых внедрений в этой сфере.