Трансформаторное масло для изоляции и охлаждения некоторых видов электроэнергетического оборудования. В качестве примера можно привести масляные высоковольтные выключатели, реакторное оборудование и силовые трансформаторы. Для нормальной работы перечисленных устройств должны регулярно проводиться испытания трансформаторного масла. С чем связана такая необходимость, и какова методика испытаний Вы узнаете, ознакомившись с данной статьей.
Зачем нужно проводить испытания трансформаторного масла?
Масло обладает определенными электрическими и физическими свойствами, которые со временем изменяются и перестают отвечать действующим нормам. То есть, можно сказать, что оно стареет. Давайте рассмотрим, какие при этом могут происходить изменения нормы показателей.
Заметим, что в сухих трансформаторах также наблюдается процесс старения твердой изоляции.
Изменение физических свойств
От физических характеристик эксплуатационного масла напрямую зависит, насколько надежно будет функционировать электрическое оборудование. Поэтому в процессе проверки уделяется пристальное внимание следующим свойствам трансформаторного масла:
- Допустимое значение плотности (удельного веса). Важно, чтобы этот параметр уступал льду. Это связано с тем, что при образовании в неработающей установке льда (в зимний период), он формировался на дне бака, не создавая препятствий для свободной циркуляции в системе масляного охлаждения. Нормой считается плотность в пределах 860-880 кг/м3 при температуре равной 20,0°С. Соответственно законам физики, показатели удельного веса изменяются в зависимости от температуры (при нагреве – увеличиваются, а охлаждении — уменьшаются).
- Критический нагрев масла до температуры воспламенения (температура вспышки). Этот параметр должен быть достаточно высоким, чтобы исключить возгорание, когда трансформатор, работая в режиме перегрузки, подвергается сильному нагреву. Нормой считается температура в пределах 125-135°С. Со временем, под воздействием частых перегревов, масло начинает разлагаться, что приводит к резкому снижению показателя температуры вспышки.
- Показатель окисления (кислотное число) трансформаторного жидкого диэлектрика. Поскольку наличие кислот приводит к повреждению изоляции обмоток трансформатора, то важно определить их наличие. Кислотное число отображает количество (в мг.) гидроксида калия (KOH), необходимого для удаления следов кислоты в 1-м грамме продукта.
Изменение электрических свойств
По сути, трансформаторное масло является диэлектрической средой, соответственно, показателями качества для него будут изоляционные характеристики. К таковым относятся:
- Показатель диэлектрической прочности. Это характеристика пробивного напряжения, нормы которой устанавливаются в зависимости от класса электрооборудования. Допустимое соотношение между рабочим и пробивным напряжением показано ниже.
Таблица 1. Соотношение рабочего и пробивного напряжения.
| Класс напряжения электроустановки (кВ) | Норма пробивного напряжения для электроизоляционных масел (кВ) |
| ≤15,0 | 30,0 |
| От 15,0 до 35,0 | 35,0 |
| От 60,0 до 150,0 | 55,0 |
| От 220,0 до 500,0 | 60,0 |
| 750,0 | 65,0 |
- Диэлектрические потери в изоляции, происходящие вследствие рассеивания электроэнергии в изоляционных материалах, под воздействием электрополя.
- Наличие воды и механических примесей (указываются в процентном содержании).
Электрические показатели, как и физические, со временем изменяются, что требует их проверки на соответствие нормам РД 34.45-51.300-97.
Порядок и методика проведения испытаний
Существует установленный порядок для процедуры испытаний трансформаторного масла, он включает в себя три этапа:
- Получение образцов. Для отбора пробы необходимо руководствоваться соответствующими методическими указаниями.
- Проведение испытаний, согласно выбранной методике. Это может быть полный или частичный физико-химический анализ или определение электрической прочности (проходимость электрического тока) в условиях определенной температуры.
- Подведение итогов анализа. В протоколе испытаний указываются результаты проводимых тестов, и составляется заключение о соответствии испытуемого масла принятым нормам.
Разобравшись с порядком проведения испытаний, рассмотрим основные методики.
Сокращенный химический анализ
Данная методика испытаний включает в себя:
- Проверка качества по внешнему виду взятой пробы. В ходе этого экспресс анализа можно определить наличие воды и шлама.
- Определение пробивных напряжений. Данный тест мы рассмотрим отдельно.
- Определение кислотного числа. Данный тест производится в спецлаборатории, техническую сторону анализа мы приводить не будем, поскольку она интересна только специалистам. Что отображает данный показатель, было рассказано выше.
- Определение температуры вспышки. В современных спецлабораториях для этой цели используют автоматические приборы, позволяющие зафиксировать температуру воспламенения масла в большом диапазоне. В частности, представленный на рисунке ниже прибор способен измерить температуру воспламенения в пределах от 40,0°С до 370°С.
Автоматический прибор ТВЗ-ЛАБ-11 фиксации температуры вспышки - Анализ, получивший название «реакция водной вытяжки». По данной методике можно определить наличие щелочи и кислоты во взятой пробе. Масло считается отвечающим норме, если реакция показала нейтральный результат.
Полный химический анализ
Изоляционное масло подвергается полным испытаниям в тех случаях, когда даже одна из характеристик становиться критичной или замечен процесс интенсивного старения. Благодаря полному физико-химическому анализу можно с большой точностью определить допустимый срок технической эксплуатации, установить вероятную причину старения и рекомендовать процедуру восстановления. При полном испытании проводятся все тесты сокращенного анализа и дополнительно проверяются следующие характеристики:
- Проверка допустимого уровня диэлектрических потерь, повышение которых говорит о наличии продуктов старения и/или загрязнении выше допустимой нормы. Результатом данного теста является показатель тангенса угла диэлектрических потерь.
- Определение количества примесей, образующихся в процессе эксплуатации и снижающих показатели диэлектрической прочности. Данная характеристика может быть получена различными способами, из которых самые простые визуальный осмотр и гравиметрический способ. Но, к сожалению, эти два метода не позволяют произвести оценку гранулометрического состава примесей, а именно от этого показателя зависит характеристика электрической прочности.
В состав современных лабораторий входят автоматические ультразвуковые установки, позволяющие с большой точностью определить количественное содержание примесей.
Определение электрической прочности
Данный показатель можно назвать основным параметром, описывающим изоляционные свойства жидкого диэлектрика. Расчет прочности трансформаторного масла производится по формуле: E = UНП / h, где UНП – величина напряжения пробоя, h – межэлектродный зазор. Результаты с пробы снимаются при помощи специального прибора, например такого, как на рисунке ниже.
Характерно, что показатели измерения пробивного напряжения не зависят от проводимости масла, но обе эти характеристики чувствительны к влаго- и газосодержанию, а также наличию технологических примесей. Как только перечисленные показатели выходят за допустимые пределы, наблюдается увеличение проводимости и снижение электрической прочности.
Объем и периодичность испытаний
Согласно действующим нормам масло испытывается в следующих случаях:
- В процессе хранения электрических аппаратов. Регулярность испытаний зависит от класса напряжения оборудования. Например, масло в устройствах до 35,0 кВ тестируется раз в полгода, а в оборудовании, рассчитанном на 110,0 кВ и более, испытания проводятся через каждые 4-е месяца. Если заправка производилась свежими трансформаторными маслами, то достаточно проверки электрической прочности, в противном случае выполняют сокращенный химанализ.
- Перед запуском в работу. Проба из бака оборудования должна быть взята до включения трансформаторов или других устройств, использующих масло. Объем испытаний указывается производителем электрооборудования.
- В процессе эксплуатации масляных выключателей, высоковольтных трансформаторов, специальных аппаратах измерения тока и т.д. Регулярность испытаний зависит от назначения оборудования и класса напряжения. Например, для силовых трансформаторов до 35,0 кВ, проводят испытания со следующей периодичностью:
- После запуска в работу 5 раз в течение первого месяца, при этом 3 теста должны быть выполнены в первые две недели, оставшиеся в последующие две недели.
- Далее производятся измерения с периодичностью в 4-е месяца.
Пример протокола испытания с пояснением
Приведем в качестве примера протокол испытаний эксплуатационного трансформаторного масла, с разделением основных информационных полей.
В протоколе содержится следующая информация:
- «Шапка», где отображается номер документа, его название, указывается марка масла и нормы испытания по определенному ГОСТу.
- Таблица с названием проводимых тестов и их результатами.
- Заключение экспертизы.
- Название и печать лаборатории, проводившей испытания, дата документа и подпись ответственного лица.
Список использованной литературы
- Липштейн Р.А., Шахнович М.И. «Трансформаторное масло» 1983
- Маневич Л.О. «Обработка трансформаторного масла» 1985
- Бурьянов Б. П. «Трансформаторное масло» 1955
- 13 декабря 2006 г. в 18:44
-
3143677
-
Поделиться
-
Пожаловаться
Раздел 1. Общие правила
Глава 1.8. Нормы приемо-сдаточных испытаний
Трансформаторное масло
1.8.33. Трансформаторное масло на месте монтажа оборудования испытывается в объеме, предусмотренном настоящим параграфом.
1. Анализ масла перед заливкой в оборудование. Каждая партия свежего, поступившего с завода трансформаторного масла должна перед заливкой в оборудование подвергаться однократным испытаниям по показателям, приведенным в табл. 1.8.38, кроме п. 3. Значения показателей, полученные при испытаниях, должны быть не хуже приведенных в табл. 1.8.38.
Таблица 1.8.38. Предельные допустимые значения показателей качества трансформаторного масла.
|
Показатель качества масла |
Свежее сухое масло перед заливкой в оборудование |
Масло непосредственно после заливки в оборудование |
||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
по ГОСТ 982-80* марки ТКπ |
по ГОСТ 10121-76* |
по ТУ 38-1-182-68 |
по ТУ 38-1-239-69 |
по ГОСТ 982-80* марки ТКπ |
по ГОСТ 10121-76* |
по ТУ 38-1-182-68 |
по ТУ 38-1-239-69 |
|
|
1. Электрическая прочность масла, кВ, определяемая в стандартном сосуде, для трансформаторов и изоляторов напряжением: |
||||||||
|
– до 15 кВ |
30 |
30 |
30 |
– |
25 |
25 |
25 |
– |
|
– выше 15 до 35 кВ |
35 |
35 |
35 |
– |
30 |
30 |
30 |
– |
|
– от 60 до 220 кВ |
45 |
45 |
45 |
– |
40 |
40 |
40 |
– |
|
– от 330 до 500 кВ |
55 |
– |
55 |
55 |
50 |
50 |
50 |
50 |
|
2. Содержание механических примесей |
Отсутствие (визуально) |
|||||||
|
3. Содержание взвешенного угля в трансформаторах и выключателях |
Отсутствие |
|||||||
|
4. Кислотное число, мг КОН на 1 г масла, не более |
0,02 |
0,02 |
0,03 |
0,01 |
0,02 |
0,02 |
0,03 |
0,01 |
|
5. Реакция водной вытяжки |
Нейтральная |
|||||||
|
6. Температура вспышки, °C, не ниже |
135 |
150 |
135 |
135 |
135 |
150 |
135 |
135 |
|
7. Кинематическая вязкость, 1·10-6 м2/с, не более: |
||||||||
| – при 20 °C |
– |
28 |
30 |
– |
– |
– |
– |
– |
| – при 50 °C |
9,0 |
9,0 |
9,0 |
9,0 |
– |
– |
– |
– |
|
8. Температура застывания, °C не выше1 |
-45 |
-45 |
-45 |
-53 |
– |
– |
– |
– |
|
9. Натровая проба, баллы, не более |
1 |
1 |
1 |
1 |
– |
– |
– |
– |
|
10. Прозрачность при +5 °C |
Прозрачно | |||||||
|
11. Общая стабильность против окисления (по ГОСТ 981-75*): |
||||||||
|
– количество осадка после окисления, %, не более |
0,01 |
Отсутствие |
0,03 |
Отсутствие |
– |
– |
– |
– |
|
– кислотное число окисленного масла, мг КОН на 1 г масла, не более |
0,1 |
0,1 |
0,03 |
0,03 |
– |
|||
|
12. Тангенс угла диэлектрических потерь, %, не более2: |
||||||||
| – при 20 °C |
0,2 |
0,2 |
0,05 |
– |
0,4 |
0,4 |
0,1 |
– |
| – при 70 °C |
1,5 |
2,0 |
0,7 |
0,3 |
2,0 |
2,5 |
1,0 |
0,5 |
| – при 90 °C |
– |
– |
1,5 |
0,5 |
– |
– |
2,0 |
0,7 |
1 Проверка не обязательна для трансформаторов, установленных в районах с умеренным климатом.
2 Нормы тангенса угла диэлектрических потерь масла в маслонаполненных вводах см. в табл. 1.8.36.
Масла, изготовленные по техническим условиям, не указанным в табл. 1.8.38, должны подвергаться испытаниям по тем же показателям, но нормы испытаний следует принимать в соответствии с техническими условиями на эти масла.
2. Анализ масла перед включением оборудования. Масло, отбираемое из оборудования перед его включением под напряжением после монтажа, подвергается сокращенному анализу в объеме, предусмотренном в п. 1-6 табл. 1.8.38, а для оборудования 110 кВ и выше, кроме того, по п. 12, табл. 1.8.38.
3. Испытание масла из аппаратов на стабильность при его смешивании. При заливке в аппараты свежих кондиционных масел разных марок смесь проверяется на стабильность в пропорциях смешения, при этом стабильность смеси должна быть не хуже стабильности одного из смешиваемых масел, обладающего наименьшей стабильностью. Проверка стабильности смеси масел производится только в случае смешения ингибированного и неингибированного масел.
Существует несколько методик для проведения испытания трансформаторного масла. Одним из наиболее распространенных является методика по ГОСТ 6581-75, которая включает в себя следующие испытания:
1. Определение кислотности. Это испытание позволяет определить уровень кислотности масла, который может свидетельствовать о наличии в нем продуктов окисления.
2. Определение воды. Вода может негативно повлиять на изоляционные свойства масла, поэтому ее уровень должен быть минимальным.
3. Определение электрической прочности. Это испытание позволяет оценить способность масла выдерживать высокое напряжение.
4. Определение механических примесей. Механические примеси могут негативно повлиять на работу оборудования, поэтому их уровень должен быть минимальным.
5. Определение цвета. Цвет масла может свидетельствовать о наличии в нем продуктов окисления.
6. Определение плотности. Плотность масла может влиять на его тепловую стабильность и способность к охлаждению.
7. Определение содержания серы. Сера может негативно повлиять на работу оборудования, поэтому ее уровень должен быть минимальным.
Все эти испытания должны проводиться в соответствии с требованиями ГОСТ и специальными нормами. Результаты испытаний должны быть занесены в специальный протокол, который позволяет оценить качество масла и принять решение о его дальнейшем использовании. Узнайте уЭлектрика больше про испытание трансформаторного масла.
- Оценка старения масла
- Проверка физических свойств
- Анализ электрических свойств и испытание трансформаторного масла на пробой
- Электрическая прочность трансформаторного масла
-
Видео про испытание трансформаторного масла
- Периодичность испытания трансформаторного масла
- Общие нормы испытаний трансформаторного масла
- Контроль качества трансформаторных масел при приёме и хранении
- Контроль трансформаторного масла после транспортирования
- Контроль трансформаторного масла, слитого в резервуары
- Контроль трансформаторного масла, находящегося на хранении
- Требование к свежему трансформаторному маслу
- Требования к регенерированным или очищенным маслам
- Объём и периодичность испытаний
-
Требования к трансформаторным маслам, доливаемым в электрооборудование
- Условия испытаний и измерений
- Средства измерений
- Описание установки испытания трансформаторного масла
- Порядок проведения испытаний и измерений
- Меры безопасности при проведении испытаний и охрана окружающей среды
- Общая информация
- Протокол испытания трансформаторного масла
- Видео
- Заключение
Оценка старения масла
Трансформаторное масло со временем стареет и теряет свои изначальные свойства. Это и есть одной из причин того зачем нужно проводить испытания трансформаторного масла. Для определения степени старения масла проводятся испытания, которые включают в себя следующие параметры:
- Кислотное число. Кислотное число — это количество калиевой щелочи, необходимое для нейтрализации кислотных соединений в масле. Увеличение кислотного числа свидетельствует о том, что масло постарело и начало окисляться. Кислотное число является одним из основных показателей, которые используются для определения степени старения трансформаторного масла. Увеличение кислотного числа свидетельствует о том, что масло постарело и начало окисляться. Это может привести к потере изоляции обмоток трансформатора и его разрушению. Поэтому регулярная проверка состояния масла и его замена при необходимости являются важными мерами по поддержанию надлежащего функционирования трансформатора и его безопасности.
- Шлам. Шлам — это нерастворимые вещества, которые образуются в масле в результате его старения. Увеличение количества шлама свидетельствует о том, что масло постарело и его свойства изменяются. Шлам, который образуется в трансформаторе, может привести к многим проблемам, таким как плохая охлаждаемость, повышенное тепловыделение, снижение эффективности и надежности работы оборудования, а также повышенный риск возникновения аварийных ситуаций. Шлам может накапливаться на различных элементах трансформатора, засорять каналы охлаждения, нарушать термический режим работы и приводить к повреждению изоляции. Поэтому очистка трансформатора от шлама является важной профилактической мерой, которая помогает поддерживать нормальное функционирование оборудования и продлевать его срок службы.
- Водная вытяжка. Контроль позволяет определить количество кислот и щелочи, которые растворены в воде. Увеличение количества воды, кислоты или щелочи свидетельствует о том, что масло постарело и его свойства изменяются. Использование индикаторов при проведении испытания водной вытяжки позволяет определить присутствие кислот или щелочей в трансформаторном масле. Индикаторы обычно имеют разные цвета, которые меняются в зависимости от уровня кислотности или щелочности раствора. Если трансформаторное масло содержит кислоты или щелочи, то цвет индикатора изменяется, что указывает на наличие проблемы. Это может быть связано с различными причинами, такими как коррозия, загрязнение масла, повреждение изоляции и другие факторы. Поэтому проведение испытания водной вытяжки с использованием индикаторов является важной процедурой для контроля качества трансформаторного масла и предотвращения возможных проблем.
Для проведения этих испытаний используются специальные аналитические методы, которые позволяют определить степень старения масла и его пригодность для дальнейшего использования. Результаты испытаний заносятся в специальный протокол, который позволяет оценить качество масла и принять решение о его замене или дальнейшем использовании.
Проверка физических свойств
Физические свойства трансформаторного масла являются важными показателями его состояния и могут свидетельствовать о возможных проблемах в работе электрического оборудования. Например, изменение вязкости, температурных характеристик, электрической проводимости, диэлектрической прочности и других свойств масла может указывать на наличие загрязнений, окисления, деградации изоляции и других проблем. Если такие изменения обнаружены при проверке физических свойств масла, это может быть сигналом о необходимости замены масла или проведении дополнительных испытаний для выявления причин возможных проблем. В любом случае, регулярная проверка физических свойств трансформаторного масла является важной процедурой для обеспечения надежной работы электрического оборудования.
Когда трансформатор отключен в холодную погоду, масло -субстанция в нем может сильно остыть, что может привести к образованию льда из влаги. Лед, часто опускается на дно либо может плавать на поверхности масла. Если лед находится в масле, то это может привести к проблемам с его циркуляцией и повреждению оборудования. Поэтому важно регулярно проверять состояние трансформаторного масла и принимать меры для предотвращения образования льда внутри оборудования.
Температура вспышки трансформаторного масла — это температура, при которой пары масла начинают воспламеняться в контакте с источником огня или искрой. Чем выше температура вспышки, тем меньше вероятность возгорания масла при перегрузках и аварийных ситуациях. Предотвращение аварий – еще одна причина зачем проводят испытания трансформаторного масла.
Однако, при разложении вещества под действием местных нагревов, температура вспышки может быстро понижаться. Например, если в масло попадет вода, она может вызвать разложение масла при нагреве, что приведет к понижению температуры вспышки. Также, в масло могут попадать различные примеси, которые также снижают температуру вспышки.
Поэтому важно регулярно проверять качество трансформаторного масла и убирать любые примеси, которые могут повлиять на его свойства. Также, необходимо следить за температурой масла в трансформаторе и принимать меры для предотвращения перегрева оборудования. Это и есть основные причины для чего проводят испытания трансформаторного масла.
Анализ электрических свойств и испытание трансформаторного масла на пробой
Диэлектрическая прочность — это способность изоляционного материала (в данном случае — трансформаторного масла) противостоять пробою при наличии высокого напряжения. С течением времени и использования трансформаторного масла его диэлектрическая прочность может снижаться, что может привести к аварийным ситуациям. Поэтому так важно проводить испытание трансформаторного масла на пробой.
Для проверки диэлектрической прочности трансформаторного масла проводят испытание на пробой. Оно заключается в том, что между электродами, расположенными в масле, подают высокое напряжение. Если масло пробивается, то это говорит о том, что его диэлектрическая прочность недостаточна. Вот такая методика испытания трансформаторного масла.
Испытание на пробой проводят с помощью маслопробойного агрегата. Этот агрегат состоит из высоковольтного источника питания, высоковольтных электродов, которые погружаются в масло, и прибора для измерения тока пробоя. С помощью маслопробойного агрегата можно определить диэлектрическую прочность трансформаторного масла и принять меры по его замене, если это необходимо.
Для проведения испытания на пробой трансформаторного масла с использованием маслопробойного агрегата необходимо убедиться, что между электродами установлено правильное расстояние, которое должно быть равно 2,5 мм. Также необходимо убедиться, что жидкость находится в маслопробойнике в течение 20 минут, чтобы избавиться от воздуха.
Поднятие напряжения со скоростью 1-2 кВ в секунду позволяет контролировать процесс испытания и измерять ток пробоя. Если ток пробоя превышает установленный предел, то это говорит о том, что масло пробилось и его диэлектрическая прочность недостаточна. Электроды маслопробойного агрегата имеют форму диска с диаметром 25 мм и толщиной 8мм.
После проведения испытания необходимо проанализировать результаты и принять меры по замене масла, если это необходимо. При необходимости можно применить другие виды испытаний трансформаторного масла.
При проведении испытания необходимо учитывать перерывы между пробоями в 10 минут и проводить анализ 6 раз. Первый результат не учитывается, а из пяти последующих пробоев высчитывается среднее арифметическое значение. Если результаты неудовлетворительные, то жидкость необходимо повторно испытать.
Электрическая прочность трансформаторного масла
Объемы испытаний трансформаторного масла включают и другие проверки. Одним из основных показателей, характеризующих изоляционные свойства трансформаторных масел в практике их применения, является их электрическая прочность:
Е=Uпр/h, где Uпр —пробивное напряжение; Н—расстояние между электродами.
Электрическая прочность тщательно очищенного масла значительно превосходит электрическую прочность газов и приближается к прочности твёрдых диэлектриков. В однородном электрическом поле при разрядном напряжении между электродами вначале возникают отдельные самоугасающие искры. При дальнейшем повышении напряжения возникновение искр учащается и, наконец, наступает устойчивый пробой при достаточной мощности источника в виде дуги.
Пробивное напряжение прямо не связано с удельной проводимостью, но, так же, как и она, весьма чувствительно к присутствию примесей. При малейшем изменении влажности жидкого диэлектрика и наличии в нем примесей (так же, как и для проводимости) резко уменьшается электрическая прочность. Изменения давления, формы и материала электродов и расстояния между ними влияют на электрическую прочность. В то же время эти факторы на электропроводность жидкости не оказывают влияния.
Если приложенное к диэлектрику напряжение постепенно повышать, то при достижении определённой величины сопротивление диэлектрика сразу упадёт до нуля. Это критическое напряжение, при котором диэлектрик становится проводником, определяет электрическую прочность масла (кВ/см). Напряжение, при котором происходит пробой масла в стандартном разряднике, называется пробивным напряжением (кВ). Чистое сухое трансформаторное масло независимо от его химического состава имеет достаточно высокое пробивное напряжение (более 60кВ).
Повышение прочности с повышением температуры от 0 до 70°С связывают с удалением из масла влаги, переходом ее из эмульсионного состояния в растворенное и уменьшением вязкости масла.
Растворенные газы играют большую роль в процессе пробоя. Еще при напряженности электрического поля, более низкой, чем пробивная, отмечается образование на электродах пузырьков. С понижением давления для недегазированного масла прочность его падает. Пробивное напряжение не зависит от давления в случаях:
а) тщательно дегазированных жидкостей;
б) ударных напряжений (каковы бы ни были загрязнение и газосодержание жидкости);
в) больших давлений [около 10 МПа (80—100 атм.)].
Об изучении зависимости пробивного напряжения масла от содержания в нем воды описано во многих работах. Эта зависимость количественно существенно различается у разных авторов. Было показано, что пробивное напряжение масла определяется не общим содержанием воды, а концентрацией ее в эмульсионном состоянии.
Влага может находится в масле в трёх состояниях: с растворённом виде, в виде эмульсии (под микроскопом в масле видны шарики диаметром 2-10 мкм) и в виде отстоя на дне резервуара.
Молекулярно растворённая вода мало влияет на электрическую прочность трансформаторного масла. Вместе с тем даже малые доли процента эмульсионной воды значительно снижает его электрическую прочность. Это объясняется тем, что под действием электрического поля шарики эмульсионной воды поляризуются и вытягиваются вдоль силовых линий, образуя проводящий мостик, по которому и происходит разряд при значительно более низких напряжениях.
Образование эмульсионной воды и снижение электрической прочности имеют место в масле, содержащем растворенную воду, при резком снижении температуры или относительной влажности воздуха, а также при перемешивании масла за счет десорбции воды, адсорбированной на поверхности сосуда.
При замене стекла в сосуде полиэтиленом снижается количество эмульсионной воды, десорбированной при перемешивании масла с поверхности, и соответственно повышается прочность его. Масло, осторожно слитое из стеклянного сосуда (без перемешивания), обладает высокой электрической прочностью. В этой же работе описано влияние на прочность масла концентрации и состояния я нем кислот, спиртов, мыл и других продуктов его старения.
Из этих данных следует, что полярные вещества низко- и высококипящие, образуя в масле истинные растворы, практически не оказывают влияния на удельную проводимость и электрическую прочность; вещества, образующие в масле коллоидные растворы или эмульсии с очень малым размером капель (являющиеся причиной электрофоретической электропроводности), если они имеют низкую температуру кипения, снижают, а в случае если их температура кипения высока, практически не влияют на прочность.
Несмотря на огромный экспериментальный материал, следует констатировать, что до сих пор нет единой общепризнанной теории пробоя жидких диэлектриков применительно даже к условиям длительной экспозиции напряжения.
Пробой в жидких диэлектриках, загрязненных примесями при длительной экспозиции напряжения, представляет собой по существу завуалированный газовый пробой.
Особенно резкое уменьшение разрядных напряжений происходит при наличии в масле гигроскопических загрязнений – волокон бумаги, картона, пряжи, значительно облегчающих образование проводящих мостиков (как в случае с эмульсионной водой).
Имеются три группы теорий: 1) тепловые, объясняющие образование газового канала как результат кипения самого диэлектрика в местах локальной повышенной неоднородности поля (пузырьки воздуха и пр.) или действия теплоты, выделяющейся от трения дрейфующих в поле ионов: 2) газовые, по которым источником пробоя являются пузыри газа, адсорбированные на электродах или растворенные в масле; 3) химические, объясняющие пробой как результат химических реакций, протекающих в диэлектрике под действием электрического разряда в пузыре газа. Общим в этих теориях является то, что пробой масла происходит в паровом канале, образованном за счет испарения самого жидкого диэлектрика.
Выдвинута гипотеза, согласно которой паровой канал образуют низкокипящие примеси, в случае если они вызывают повышенную проводимость.
Под воздействием электрического поля примеси, содержащиеся в масле и образующие в нем коллоидный раствор или микроэмульсию, втягиваются в зону между электродами и дрейфуют в теплопроводности диэлектрика, расходуется на нагрев самих частиц примеси. Если эти примеси являются причиной высокой удельной проводимости масла, то при низкой температуре кипения примесей они испаряются, образуя при достаточном содержании их «газовый канал», в котором и происходит пробой. Вот такими могут быть результаты испытания электрическая прочность трансформаторного масла.
Таблица — Влияние некоторых продуктов на проводимость и электрическую прочность масла
Центрами парообразования могут служить пузыри газа или пара, образующиеся под воздействием поля (в результате явления электрострикции) за счет растворенных в масле примесей (воздух и другие газы, а также возможно, низкокипящие продукты окисления жидкого диэлектрика).
Пробивное напряжение масел зависит от наличия в них связанной воды. В процессе вакуумной сушки масла наблюдаются три этапа: I — резкого повышения пробивного напряжения, соответствующий удалению эмульсионной воды, II — в котором мало изменяется пробивное напряжение и остается на уровне около 60 кВ в стандартном пробойнике, в это время удаляется растворенная и слабо связанная вода, и III — медленного повышения пробивного напряжения масла за счёт удаления связанной воды.
Поскольку для формирования разряда в масле требуется значительное время, разрядное напряжение промежутков в масле зависит от скорости подъёма напряжения: чем быстрее растёт напряжение, тем при большем его значении произойдёт пробой. В связи с этим скорость подъёма переменного напряжения во время испытаний регламентирована в пределах 1-2кВ в секунду на всём протяжении испытания (до пробоя).
Видео про испытание трансформаторного масла
Периодичность испытания трансформаторного масла
Испытание трансформаторного масла на пробой имеет свою периодичность. Обычно рекомендуется проводить его раз в год для трансформаторов с напряжением до 35 кВ и раз в полгода для трансформаторов с напряжением более 35 кВ. Вот такие сроки испытания трансформаторного масла.
Также стоит отметить, что при проведении испытания на пробой необходимо соблюдать все меры предосторожности, так как это опасный процесс. Необходимо использовать защитную экипировку и следить за тем, чтобы никто не находился рядом с аппаратом во время проведения испытания.
Общие нормы испытаний трансформаторного масла
Существуют нормы испытаний трансформаторного масла. Перед его заливкой в оборудование необходимо провести ряд испытаний, чтобы убедиться в его качестве и пригодности для использования.
Испытание на содержание механических добавок позволяет определить наличие в масле частиц твердых веществ, которые могут негативно повлиять на работу оборудования.
Испытание на прозрачность показывает, насколько чистое масло и отсутствуют ли в нем взвеси.
Испытание на стабильность от окисления позволяет определить, насколько масло устойчиво к окислению и как быстро оно может потерять свои качества.
Измерение тангенса угла диэлектрических потерь и кислотного числа позволяет оценить изоляционные свойства масла и его кислотность.
Испытание на действие водной вытяжки показывает, насколько масло содержит воду с примесями кислот и щелочей.
Измерение температуры вспышки позволяет определить температуру, при которой масло может загореться.
Всегда важно отобрать остаточные пробы из электрического оборудования, которое находилось без трансформаторного масла, чтобы определить наличие в них загрязнений и остатков старого масла.
Контроль качества трансформаторных масел при приёме и хранении
Поступающая на предприятие партия масла должна быть подвергнута лабораторным испытаниям.
Нормативные значения показателей качества для свежего масла в зависимости от его марки приводятся в таблице ниже. Таблица составлена на основании требований действующих ГОСТ и ТУ к качеству свежих масел на момент разработки настоящей методики.
Таблица — Показатели качества свежих трансформаторных масел
Контроль трансформаторного масла после транспортирования
Из транспортной ёмкости отбирается проба масла в соответствии с требованиями ГОСТ 2517-85. Проба трансформаторного масла подвергается лабораторным испытаниям по показателям качества 2, 3, 4, 11, 12, 14, 18 из таблицы ниже.
Показатели качества 2, 3, 4, 14, 18 определяются до слива масла из транспортной ёмкости, а 11 и 12 можно определять после слива масла.
Показатель 6 должен дополнительно определяться только для специальных арктических масел.
Таблица — Показатели качества свежих трансформаторных масел
Контроль трансформаторного масла, слитого в резервуары
Трансформаторное масло, слитое в резервуары маслохозяйства, подвергается лабораторным испытания по показателям качества 2, 3, 4, 18 из таблицы ниже сразу после его приёма из транспортной ёмкости.
Таблица — Показатели качества свежих трансформаторных масел
Контроль трансформаторного масла, находящегося на хранении
Находящееся на хранении масло испытывается по показателям качества 2, 3, 4, 5, 11, 12, 14, 18 из таблицы ниже с периодичностью не реже 1 раза в 4 года.
Таблица — Показатели качества свежих трансформаторных масел
Требование к свежему трансформаторному маслу
Свежие трансформаторные масла, подготовленные к заливке в новое электрооборудование, должны удовлетворять требованиям таблицы ниже.
Таблица — Требования к качеству свежих масел, подготовленных к заливке в новое электрооборудование
Требования к регенерированным или очищенным маслам
Регенерированные или (и) очищенные масла, а также их смеси со свежими маслами, подготовленные к заливке в электрооборудование после его ремонта, должны удовлетворять требованиям таблицы ниже.
Таблица — Требования к качеству регенерированных и очищенных масел
Объём и периодичность испытаний
Объём и периодичность проведения испытаний масла соотносятся с требованиями испытаний конкретного оборудования, нормативные значения показателей качества приведены в таблице ниже.
Таблица — Требования к качеству эксплуатационных масел
На основании полученных результатов лабораторных испытаний определяют две области его эксплуатации:
- Область «нормального состояния масла»;
- Область «риска».
Область «нормального состояния масла» – интервал от предельно допустимых значений после заливки масла в электрооборудование, когда состояние качества масла гарантирует надёжную работу электрооборудования и при этом достаточно минимального контроля показателей (сокращенный анализ).
Область «риска» – интервал от значений, ограничивающих область нормального состояния масла, до предельно допустимых значений показателей качества масла в эксплуатации. Ухудшение даже одного показателя качества масла приводит к снижению надёжности работы электрооборудования и требуется более учащённый и расширенный контроль для прогнозирования срока его службы и (или) принятия специальных мер по восстановлению эксплуатационных свойств масла с целью предотвращения его замены и вывода электрооборудования в ремонт.
Необходимость расширения объёма испытаний показателей качества масел и учащения периодичности контроля определяется решением технического руководителя предприятия.
Требования к трансформаторным маслам, доливаемым в электрооборудование
Трансформаторные масла, доливаемые в электрооборудование в процессе эксплуатации, должны удовлетворять требованиям таблицы ниже, столбец 3.
Таблица — Требования к качеству эксплуатационных масел
Условия испытаний и измерений
Работы по испытанию пробивного напряжения трансформаторного масла производятся в сухом помещении.
Перед испытанием трансформаторное масло необходимо выдержать в течение 4 часов при температуре помещения для его прогрева. После прогрева масло заливается в испытательную установку и испытывается с соблюдением всех мер безопасности.
После залива масла в испытательную ёмкость необходимо дать ему отстояться в течение 15 – 20 минут, и только после этого начинать испытание.
Средства измерений
Испытание пробивного напряжения масла производится при помощи установки АИД-70. Это хороший прибор для испытания трансформаторного масла.
Пробойник располагается в специальной ванне, показанной на рисунке ниже. Один из электродов заземляется, на другой подается испытательное напряжение. При достижении определённой величины напряжения между электродами возникает разряд, который и считается пробоем диэлектрика.
Конструкция стандартного пробойника масла представлена на рисунке ниже.
Таблица — Технические данные АИД-70
| Характеристика | Значение |
|---|---|
| Напряжение питающей сети | 220В |
| Частота | 50Гц |
| Наибольшее вторичное переменное напряжение | 50кВ |
| Наибольшее вторичное выпрямленное напряжение | 70кВ |
| Максимальный рабочий выпрямленный ток | 15мА |
| Максимальный рабочий переменный ток | 35мА |
| Потребляемая мощность | 3кВА |
| Погрешность измерения выходного напряжения и тока не более | 3% |
Описание установки испытания трансформаторного масла
На изображении ниже представлена схема принципиальная электрическая установки для испытания трансформаторного масла.
Порядок проведения испытаний и измерений
Испытание производится в условиях стационарной установки, в которой высокое напряжение отделено от места оператора (испытателя) с помощью сеточного ограждения.
Порядок действий при проведении испытаний:
1. Установить блок высокого напряжения (БВН) АИД-70 в высоковольтном отсеке за сетчатым ограждением.
2. Установить блок управления (БУ) снаружи сетчатого ограждения на расстоянии не менее трех метров от БВН, подключить БУ к БВН при помощи соединительных кабелей.
3. Заземлить БУ и БВН гибкими медными проводами сечением 4 мм2, прилагаемыми к аппарату.
4. Налить трансформаторное масло в фарфоровую ёмкость для испытания и установить её на изолирующую подставку.
5. Перед испытанием масло необходимо выдержать в ёмкости в течение 15-20 минут для удаления пузырьков газа, которые могли попасть туда во время налива. 6. Подключить один из электродов фарфоровой емкости к высоковольтному выводу АИД-70 (посредством прилагаемого высоковольтного кабеля с зажимом «крокодил»), другой – к клемме заземления БВН.
7. Все переключения на установке производятся одним работником (с применением диэлектрических перчаток), который должен находиться на диэлектрическом ковре.
8. Подключить сетевой кабель к БУ.
9. После сборки схемы выйти из высоковольтного отсека, закрыть за собой дверь.
10. Подключить штепсельную вилку питания АИД-70 к сети 220В.
11. Объявить громко: «Подаю высокое напряжение!», нажать кнопку «Включено», при этом должна загореться лампа «Высокое напряжение».
12. Подавать высокое напряжение плавно, вращая ручку регулировки до достижения пробивного значения.
13. После пробоя, необходимо сделать перерыв на 10 минут для осаждения образовавшихся частиц нагара с электродов на дно ёмкости.
14. Испытание производится шесть раз с записью каждого пробивного напряжения. Результирующим считается среднее значение из шести испытаний.
15. После проведения испытаний снять напряжение вращением ручки регулировки. Нажать кнопку «Выключить» -погаснет красная лампа. Включить заземление высоковольтного вывода.
16. Открыть дверь высоковольтного отсека, произвести разборку схемы.
После проведения шести пробоев производится расчёт среднего значения из всех шести показаний. Первый замер в некоторых случаях отбрасывают. Средняя величина считается действительным значением. Все данные, полученные при проведении испытаний, заносятся в протокол и рассматриваются на их соответствие нормам НТД. Вот так при испытании трансформаторного масла определяют его пригодность.
Меры безопасности при проведении испытаний и охрана окружающей среды
К проведению испытаний электрооборудования допускается персонал, прошедший специальную подготовку и проверку знаний и требований, содержащихся в Правилах по охране труда при эксплуатации электроустановок, комиссией, в состав которой включаются специалисты по испытаниям оборудования, имеющие группу V — в электроустановках напряжением выше 1000 В и группу IV — в электроустановках напряжением до 1000В.
Массовые испытания материалов и изделий (средства защиты, различные изоляционные детали (в том числе изоляторы перед установкой), масло и т.п.) с использованием стационарных испытательных установок, у которых токоведущие части закрыты сплошным или сетчатым ограждениями, а двери снабжены блокировкой, допускается выполнять работнику, имеющему группу III, единолично в порядке текущей эксплуатации с использованием типовых методик испытаний.
Рабочее место оператора испытательной установки должно быть отделено от той части установки, которая имеет напряжение выше 1000В. Дверь, ведущая в часть установки, имеющую напряжение выше 1000В, должна быть снабжена блокировкой, обеспечивающей снятие напряжения с испытательной схемы в случае открытия двери и невозможность подачи напряжения при открытых дверях. На рабочем месте оператора должна быть предусмотрена раздельная световая, извещающая о включении напряжения до и выше 1000В, и звуковая сигнализация, извещающая о подаче испытательного напряжения. При подаче испытательного напряжения оператор должен стоять на изолирующем ковре.
Работы по переливанию масла необходимо выполнять с особой осторожностью во избежание разлива и загрязнения помещения.
Запрещается использование открытого огня при проведении работ с маслом для предотвращения возгораний. В непосредственной близости с местом проведения испытаний необходимо иметь средства пожаротушения.
Общая информация
Подготовка трансформаторного масла является наиболее сложной и трудоёмкой операцией всего процесса монтажа маслонаполненного оборудования.
В трансформаторах мощностью несколько киловольт-ампер для отвода тепла от обмоток и магнитопровода достаточна поверхность активной части. По мере увеличения мощности трансформатора потери энергии в нём возрастают приблизительно пропорционально его массе или кубу линейных размеров. Следовательно, потери в трансформаторе возрастают значительно быстрее, чем увеличивается конструктивно получающаяся поверхность охлаждения.
Начиная с некоторой величины мощности эта поверхность оказывается недостаточной для обеспечения постоянной оптимальной температуры при работе трансформатора.
Эффективным средством отвода тепла является трансформаторное масло. Согласно существующим нормам допускается превышение температуры верхних слоёв масла над температурой окружающей среды на 600С. Средний перегрев масла составляет примерно 450С.
Для увеличения поверхности теплоотдачи, баки трансформаторов делают волнистыми или снабжают специальными трубчатыми радиаторами.
Во время работы трансформатора его изоляция подвергается длительному воздействию электрического поля и высокой температуры. Электрическая прочность всей изоляции определяется электрической прочностью наиболее нагруженного масляного канала; наиболее нагруженным является канал, прилегающий к обмоткам, в нём имеет место увеличение напряжённости поля у углов провода, реек прокладок и в других местах.
Из вышеизложенного следует, что трансформаторное масло служит одновременно электроизоляционным материалом и теплоотводящей средой. В соответствии с назначением, а также для длительной и безопасной работы маслонаполненного оборудования трансформаторное масло должно обладать следующими качествами:
— Быть хорошим диэлектриком, т.е. иметь высокое значение пробивного напряжения и низкое и стабильное значение тангенса угла диэлектрических потерь;
— Иметь достаточную подвижность и хорошую теплопроводность, небольшую величину кислотного числа, высокую температуру вспышки, низкую температуру застывания, способность в условиях эксплуатации длительное время сохранять свои первоначальные свойства (стабильность).
Старение трансформаторного масла в первую очередь проявляется как окисление его кислородом воздуха, что влечёт увеличение кислотного числа, появление кислой реакции водной вытяжки и на последней стадии выпадение осадка.
Трансформаторное масло изготавливается из нефти. Химический состав сырья и способ изготовления масла определяет его химический состав и эксплуатационные свойства. Кроме нефтяных трансформаторных масел возможно изготовление синтетических жидких диэлектриков на основе хлорированных углеводородов и кремний органических жидкостей.
Трансформаторное масло изготавливается из фракций нефти, которые выкипают при 300-400 0С при атмосферном давлении, для получения осуществляют перегонку нефти под вакуумом, в результате чего происходит деление на фракции (одна из фракций – мазут). Трансформаторное масло состоит из нафтеновых, парафиновых и ароматических углеводородов. Кроме того, масло содержит небольшое количество серы, кислорода, азота, органических кислот и их солей. Содержание углерода в нефти колеблется от 82 до 87%,
водорода от 11 до 14%, содержание азота и кислорода обычно не превышает десятых долей процента. Для удаления смол, серы и других вредных примесей дистиллят сначала обрабатывают крепкой серной кислотой, затем нейтрализуют щёлочью, промывают водой и просушивают горячим воздухом. После дальнейшей очистки получается привычное трансформаторное масло.
Наибольшей химической стабильностью обладают ароматические углеводороды, которые придают маслу его свойство. Однако тяжёлая ароматика ухудшает диэлектрические свойства трансформаторного масла (повышает tgδ), увеличивает его гигроскопичность и в процессе эксплуатации вызывает старение масла и выпадение обильных осадков.
Парафины являются хорошими диэлектриками и характеризуются малой химической активностью, но если в нефти содержится более 1,5% парафина, то для получения трансформаторного масла с достаточно низкой температурой застывания парафины приходится удалять (депарафинизация). Чтобы придать маслу необходимые эксплуатационные свойства, при изготовлении его из масляных дистиллятов удаляют непредельные углеводороды, азотистые соединения, тяжёлую ароматику, твёрдые парафины и ряд смолистых и сернистых соединений.
Протокол испытания трансформаторного масла
Ниже представлен протокол испытания трансформаторного масла.
Видео
Заключение
Испытание трансформаторного масла является важным этапом эксплуатации электроустановок. Для этого используются специальное оборудование, которое позволяет безопасно и быстро выполнить проверку. Пользуйтесь советами портала уЭлектрика и у Вас все получится.
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.
Содержание
- Для чего проверяется масло
- Когда нужно проверять
- Объём испытаний и какие свойства проверяются
- Как проходит испытание
- Нормы
- 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:
- Температуре вспышки – с ростом данного показателя возрастает объём испарений, в результате чего масло становится более вязким, в его составе возрастает удельный процент взрывоопасных газов.
- Температуре застывания – обратный показатель отмеченному выше. Его уменьшение затрудняет функционирование маслоперекачивающих насосов, переключающих устройств и прочих элементов масляных систем.
- 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.
- Диэлектрической плотности – первоочередной критерий, свидетельствующий о степени загрязнённости состава. Проводится 6 раз с определением среднего показателя.
- Тангенсу угла диэлектрических потерь – определяет диэлектрические и изолирующие свойства рабочей жидкости.
- Цветовым характеристикам – по ним можно определить свойства состава и его качество.
- Присутствию сторонних механических загрязнений – этот критерий взаимосвязан с кислотным числом и показывает степень старения масла, в результате чего оно теряет заданные свойства.
- 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:
- Отбираются образцы – в процессе выполнения данных работ необходимо придерживаться указанных выше требований по влажности и температуре окружающей среды.
- Непосредственное проведение испытаний в объёме полного или частичного физико-химического анализа или определения проходимости электрического тока.
- Подводятся итоги, со сравнением полученных результатов с нормируемыми показателями.
По результатам проведённых работ составляется соответствующий протокол с указанием следующей информации:
- Титула документа, где приводится марка проверяемого материала и нормированные показатели, в соответствии с требованиями государственных стандартов.
- Таблицы с перечислением проведённых проверок и их результатов.
- Экспертного заключения о состоянии масла и возможности дальнейшего его использования, с отметкой о соответствии состава установленным нормативам.
- 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
Испытание масла (пробой)
1.ВВОДНАЯ ЧАСТЬ
Данная методика предназначена для определения пробивного напряжения электроизоляционных жидкостей (трансформаторного масла).
Трансформаторное масло испытывается в объеме, предусмотренным п. 1.8.33. ПУЭ, приложение 1.1 табл. 8 ПЭЭП.
Качество электроизоляционной жидкости (в данном случае трансформаторное масло) оценивают, сравнивая полученные результаты испытаний с нормативными значениями для различных показателей качества в зависимости от типа, вида и класса напряжения электрооборудования, в котором эксплуатируется жидкий диэлектрик (или планируется его залив после монтажа или ремонта оборудования).
2.МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ
Главным критерием жидких электроизоляционных материалов (трансформаторного масла) является пробивное напряжение. Испытания проводят в соответствии с требованиями ГОСТ 6581 — 75, который соответствует Публикации МЭК 156. Значение пробивного напряжения трансформаторного масла является основным показателем надежности его работы по обеспечению требуемой изоляции в электрических аппаратах.
3.СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЯ
Для измерения пробивного напряжения применяют отечественный аппарат АИМ – 80М, в котором используют измерительную ячейку со сферическими электродами. Зазор между электродами должен составлять (2.5 ± 0.5) мм.
Разрешается применять отечественные и зарубежные аппараты других типов, полностью отвечающих требованиям п.4.1. ГОСТ 6581 — 75, оборудованных измерительной ячейкой со сферическими электродами, конструкция которой должна соответствовать чертежу 5 ГОСТ 6581 — 75.
4.УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЯ
Аппарат АИМ – 80М рассчитан для эксплуатации в условиях лабораторных, капитальных жилых и других подобного типа помещениях при рабочих значениях температуры воздуха от +10 до +35° C (предельные значения температуры: верхнее +40, нижнее +1° С) и относительной влажностью не более 80% при 25° С.
Перед испытанием необходимо:
— проверить уровень трансформаторного масла в корпусе высоковольтного трансфотматора и селенового выпрямителя (уровень должен быть на 15-20 мм ниже наружной плоскости крышки трансформатора и на 65-70 мм ниже наружной плоскости крышки выпрямителя), при необходимости долить трансформаторное масло с пробивным напряжением не менее 45 кВ;
— отвернуть на 2-3 оборота заливные пробки для трансформаторного масла в высоковольтном трансфотматоре и селеновом выпрямителе, чтобы дать возможность маслу свободно изменяться в объеме;
— заземлить медным проводом сечениемне менее 4 мм2 пульт управления, разрядник заземляющий, высоковольтный трансформатор и селеновый выпрямитель;
— отключить автоматический выключатель, рукоятку регулятора напряжения повернуть против часовой стрелки до отказа;
— проверить зазор между электродами ячейки (если рабочая поверхность шаблон-калибра “ПР” свободно проходит в зазоре, а рабочая поверхность “НЕ” не проходит, то зазор установлен правильно; в противном случае необходимо отрегулировать зазор и проверить).
5.ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ
Прежде чем приступить к работе, необходимо убедится, что аппарат заземлён; установку и выемку ячейки с диэлектриком, следует производить после выключения аппарата от сети. Работу на аппарате производить стоя на резиновом коврике, в резиновых перчатках. Производить работу с неисправной сигнализацией и блокировкой запрещается.
6.ТРЕБОВАНИЯ К ПЕРСОНАЛУ
Все лица, работающие по эксплуатации и техническому обслуживанию аппарата, должны быть предварительно обучены безопасным методам работы на данном аппарате и знать в соответствующем объеме “Межотраслевые правила по охране труда”. Лица, не прошедшие аттестации, к работе не допускаются.
Измерения по определению пробивного напряжения проводятся бригадой из 2-х человек с квалификационной группой по ТБ — III. Все члены бригады обязаны иметь с собой удостоверения по ТБ.
Все члены бригоды должны иметь с собой удостоверения по ТБ.
Лица, допустившие нарушения ПТБ и ПЭЭП, а также исказившие показания и точность измерений, несут ответственность в соответствии с Законодательством РФ и “Руководством по качеству” электротехнической лаборатории .
7.ПРОВЕДЕНИЕ ИЗМЕРЕНИЙ
7.1. Отбор пробы жидкого диэлектрика.
7.1.1. При отборе проб масла следует соблюдать следующие правила:
— избегать выполнения отбора при плохой погоде или соблюдать дополнительные меры предосторожности;
— использовать только специально подготовленную чистую и сухую посуду – герметично закрывающуюся;
— слить достаточное количество масла (не менее двух литров) для удаления загрязнений, которые могут находиться на пробоотборном патрубке;
— ополоснуть пробоотборную посуду отбираемым маслом (двукратно);
— наполнить сосуд не менее чем на 95% его вместимости, желательно использовать сухие шланги из силикона, которые погружают на дно посуды;
— герметично закрывать сосуд сразу после заполнения пробкой;
— проверить правильность маркировки этикетки;
— хранить образцы проб в тёмном прохладном месте;
— отбор проб из оборудования производится при обычном режиме работы или сразу после его отключения;
— после доставки пробы в лабораторию, необходимо подождать до тех пор, пока температура пробы не достигнет комнатной;
— жидкий диэлектрик вязкостью более 50 сСт при температуре +20° С в чистую сухую колбу (сосуд) объемом, достаточным для определения пробивного напряжения в шести отдельных порциях, если об этом не имеется других указаний в стандартах на конкретные изолирующие материалы.
7.2. Подготовка ячейки.
7.2.1. Промыть ячейку испытуемым диэлектриком (несколько раз) перед каждым испытанием. В нерабочем состоянии ячейку рекомендуется хранить заполненной жидким диэлектриком в чистом сухом месте, предохранять от попадания пыли. в тех случаях, когда обнаружено потемнение поверхности электродов, эти электроды должны быть демонтированы, отполированы замшей, промыты растворителем и вновь смонтированы. Зазор между электродами должен составлять 2,5±0,05 мм. Проверка зазора должна осуществляться шаблоном калибром.
7.3. Подготовка пробы .
7.3.1. Перед началом испытания необходимо визуально установить наличие или отсутствие воды в пробе. Если в пробе обнаружены капельки влаги, определение пробивного напряжения не проводят и качество материала квалифицируют как неудовлетворительное.
7.3.2. Сосуд с пробой несколько раз осторожно переворачивают вверх дном с тем, чтобы загрязнения равномерно распределились по всему объему жидкости. При этом избегают интенсивного встряхивания во избежании попадания в жидкость пузырьков воздуха. Непосредственно после этого ополаскивают ячейку, в том числе электроды, затем медленно заполняют ячейку, следя за тем, чтобы струя жидкости стекала по её стенке и не образовывалось пузырьков воздуха.
7.3. Определение пробивного напряжения
7.3.1 Проверить исходное положение органов управления: 1) аппарат заземлён; 2) рукоятка регулятора напряжения установлена против часовой стрелки до отказа; 3) автоматический выключатель находится в положении «отключено»; 4) рукоятка выключателя «защита» в положение защита.
7.3.2. Открыть крышку аппарата, установить ячейку с жидким диэлектриком и закрыть крышку.
7.3.3. Включить вилку шнура питания в сеть ( ~ ). При этом должна загореться подсветка зеленого сигнала
7.3.4. Нажать кнопку «вкл.» автоматического выключателя. При этом загорается красный сигнал.
7.3.5. Плавно вращая рукотку регулятора напряжения по часовой стрелке, повысить напряжение до пробоя (отсчёт вести по шкале киловольтметра, отградуированной в киловольтах эффективных).
7.3.6. Установить рукоятку регулятора напряжения в нулевое положение, отключить шнур питания, открыть дверцу и осторожно перемешать при помощи стеклянной палочки жидкость между электродами для удаления продуктов разложения из межэлектродного пространства, не допуская при этом образования воздушных пузырьков
7.3.7. При одном заполнении ячейки жидким диэлектриком осуществляют шесть последовательных пробоев с интервалами в 5 мин.
7.4. Обработка результатов испытаний.
Среднее арифметическое значение пробивного напряжения U пр в кВ:
, где
Uпр — величина, полученная при последовательных пробоях;
n — число пробоев.
Среднюю квадратическую ошибку du среднего арифметического значения пробивного напряжения вычисляют по формуле :
du = 
8.ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЯ
По результатам измерений оформляется Протокол определения пробивного напряжения и анализа трансформаторного масла.