Испытание трансформаторного масла

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.

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.

Каждый электрик должен знать:  Механические характеристики трехфазного коллекторного электродвигателя

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.

Каждый электрик должен знать:  Как отремонтировать провод, кабель или шнур

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.

Каждый электрик должен знать:  Напряженность электрического поля, электрическое поле, электрический потенциал и напряжение

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.

Добавить комментарий