Методики испытания трансформаторного масла

Содержание

Испытание трансформаторного масла на пробой методика

Методики испытания трансформаторного масла

Трансформаторное масло – выполняет функцию изолятора и охладителя, является минеральным веществом, изготовляется путем очищения фракции нефти. В конструкции выключателя его применяют для гашения дуги и изоляции.

Перед фактическим использованием в рабочих целях масляную субстанцию подвергают лабораторным исследованиям и испытаниям, на предмет соответствия ГОСТ и специальным нормам технических условий.

Данные нормы закреплены в специальных таблицах регламентирующей технический процесс документации. Основных предметов исследования субстанции несколько, их и рассмотрим.

Старение масла

Использование масла приводит к потере им технических характеристик, процесс именуют старением. Масло, как живой организм, в процессе эксплуатации видоизменяется, а свои функции с каждым эксплуатационным периодом выполняет хуже.

Чтобы понять, что жидкость состарилась, в ней измеряют следующие показатели:

  • количество шлама;
  • кислотное число;
  • реакцию водной вытяжки.

Шлам при испытаниях виден в системе охладительных каналов, на электрооборудовании и на изоляции, где он обычно и откладывается. К его появлению приводит нарушение структуры вещества при старении.

Система, засоренная шламом, не охлаждается или делает это плохо, что приводит к ускоренной амортизации механических узлов (старению) самой системы. Подобное приводит к непредвиденным авариям (замыканиям, нарушениям целостности электросети) на оборудовании, которое исправно, согласно данным технического контроля.

Кислотное число – для трансформаторного масла определяется количественным содержанием калия в его составе.

Калий нужен для компенсации свободных кислотных соединений, при испытаниях определяют его количество в грамме тестируемого трансформаторного масла.

Если при анализе состава будет обнаружено, что калия в составе недостаточно, то принимается решение об отстранении трансформатора от работы. Постаревшее трансформаторное масло без калия говорит об отсутствии изоляции трансформатора, при этом появляются свободные токи, которые неизбежно разрушают устройство со временем.

Испытание вытяжкой – при помощи специальных индикаторов растворенную в воде пробу оценивают на содержание в ней свободных кислот и щелочей. Их излишек оповещает о старении, меняющимся цветом индикаторов.

Физические свойства

Физические свойства трансформаторного масла регламентируются техническим процессом и важны для его корректного выполнения.

Главными факторами, изучаемыми при анализе физических свойств, являются:

  • скорость образования льда – лед, формирующийся на поверхности, падает на дно, обеспечивая циркуляцию неработающего трансформатора. Нормальные условия предполагают, что удельный вес субстанции меньше чем удельный вес льда;
  • температура вспышки – она должна быть максимально высокой, ее снижение с течением времени делает трансформатор пожароопасным. Распадение структуры трансформаторного масла на составляющие приводит к резкому снижению температуры вспыхивания.

Если физические свойства трансформаторного масла нарушены, это говорит об усталости продукта и необходимости его замены.

Электрические свойства

Работа трансформатора безопасна, пока диэлектрическая прочность масла является нормальной. При снижении показателя со временем, работа трансформатора становится опасной для агрегата и людей эксплуатирующих его. Проверку производят маслопробойным агрегатом.

Прибор подключается к сети 220В, при вторичном напряжении в 60кВ. Жидкость заливают в фарфоровую емкость, внутрь которого помещены два дискообразных электрода, на расстоянии 2,5мм. Из жидкости отсасывают воду, воздух и иные мешающие проверке вещества. Помещаю жидкость в маслопробойник и оставляют на 20 минут, потом напряжение поднимают по несколько кВ в секунду.

Эксперимент проводится 6 раз, с промежутком в 10 минут. Первый результат отбрасывают, из оставшихся пяти высчитывают среднее арифметическое. Усредненный результат сравнивают с таблицами и выносят вердикт о его удовлетворительности.

При неудовлетворительных результатах проводят контрольную перепроверку, прежде чем принять окончательное решение.

Дополнительную информацию по данной теме вы можете почерпнуть из видео ниже:

Кроме основных испытаний, трансформаторное масло проверяют на содержание добавок, стабильность, окисление, прозрачность, вязкость и иные характеристики согласно техническим условиям. Надежность используемого продукта важный гарант безопасности, им нельзя пренебрегать.

Источник: https://Web-electric.ru/metodiki-ispytaniya-transformatornogo-masla

Испытания масла из трансформаторов в эксплуатации

Методики испытания трансформаторного масла

Подробности Категория: Практика

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.

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

Показатель качестваНоминальное напряжение трансформатораПредельно допустимые значения показателя качества
Перед заливкойПосле заливкиВ эксплуатации
Пробивное напряжение по ГОСТ 6581-75, кВ, не менееТрансформаторы до 15 кВ включительно302520
до 35 кВ включительно353025
от 110 до 150 кВ включительно656035
от 220 до 500 кВ включительно656045
750 кВ706555
Тангенс угла диэлектрических потерь, по ГОСТ-6581-75, %, не более при температуре 70/90 °ССиловые трансформаторы, высоковольтные вводы 110-150 кВ, 220-500 кВ, 750 кВ“/1,5 -/0,5 -/0,5-/2,0 -/0,7 “/0,710/15 7/10 3/5

Примечания: 1) за исключением масла марки ТКп (; 2) требования таблицы в некоторых случаях более высокие, чем согласно норм.

Предельные значения влагосодержания

Номинальное напряжение, кВ35 > U35 < U < 110110 < U < 220U > 220
Предельное влагосодержание в масле, г/т40353025

д) кислотное число

Метод определения стандартизирован в ГОСТ-5985-75 и МЭК 60296. Кислотное число выражено в мг КОН, необходимых для того, чтобы нейтрализовать общую кислотность в 1 г масла. Предельное максимальное значение для трансформаторов в эксплуатации установлено равным 0,25 мг КОН на 1 г масла.

Обычно встречающиеся невысокие значения кислотности не оказывают влияние на другие характеристики масла, но являются показателем, характеризующим старение масла. Чем больше состарилось масло, тем выше кислотное число. При кислотном числе выше 0,5 мг КОН на 1 г масла возможны резкие изменения.

Когда кислотное число достигает такого значения, при котором дальнейшая эксплуатация сопряжена с риском, рекомендуется заменить масло. В масле также содержаться водорастворимые кислоты. Их определение может производиться по методике, рекомендованной РД 34.43.105—89.

Предельная концентрация водорастворимых кислот в масле составляет 0,014 мг КОН/г масла. На практике значения кислотного числа и количества водорастворимых кислот очень редко превышают указанные значения.

Во многом это имеет место благодаря тому, что отечественные трансформаторы часто снабжаются, так называемыми, термосифонными фильтрами, содержащими адсорбент (обычно силикагель), через которые циркулирует масло.

е) поверхностное натяжение

Метод определения изложен в ИСО 6295, ГОСТ 5985-79. Определение состоит в оценке силы (в мН/м), необходимой для прорыва масло-водяной поверхности раздела в металлическом кольце в предписанных условиях.

Эта сила, связанная со свойствами капиллярности, изменяется в зависимости от состава масла и под воздействием продуктов разложения масла. Поверхностное натяжение зависит от степени старения и значения кислотного числа и свидетельствует о происходящих в масле изменениях.

В таблице   приведены рекомендуемые минимальные значения для масла в эксплуатации.

Уменьшение поверхностного натяжения ниже предписанных минимальных значений свидетельствует о глубоких изменениях физических и химических свойств масла вследствие его старения. В этих случаях предпочтительней заменить масло, нежели его регенерировать.

Минимальные значения поверхностного натяжения для масла в эксплуатации

Номинальное напряжение, кВU < 3535 < U< 7070 < U < 150U > 150
Минимальное значение поверхностного натяжения мН/м10121520

ж) механические примеси

Наличие механических примесей в масле, особенно при одновременном его увлажнении, может резко снизить электрическую прочность масла. Подробнее об этом см. главу 19 «Состояние изоляции в эксплуатации». Согласно ГОСТ 6370-83 и РТМ 34.70.

653 -производится фильтрование масла и определение процентного весового содержания твердых частиц в масле. Их количество не должно превышать 30 г/т (для трансформаторов напряжения 220 кВ и выше).

Более совершенным является метод МЭК, по которому определяется класс чистоты в зависимости от размеров частиц, которые могут по разному влиять на электрическую прочность

з) температура вспышки

Масло нагревают в закрытом тигле и подносят источник открытого пламени. Температура нагретого масла, при которой происходит вспышка и является температурой вспышки. Температура вспышки не должна быть ниже чем 125 °С (ГОСТ 6356-75).

и) определение газосодержания масла

Основным методом определения содержания растворенных в масле газов является метод, изложений в РД 34.43.107—95. Для трансформаторов с пленочной защитой общее газосодержание является показателем целостности пленки и уплотнений.
Общее газосодержание не должно превышать 4%. Определение состава растворенных в масле газов, что является одним из показателей состояния изоляции.

к) контроль растворимых продуктов окисления — растворимого шлама

Как показывает опыт, растворимый шлам в масле практически отсутствует, пока работает адсорбирующий фильтр. Руководящий документ РД 34.43.105—89 требует проводить периодический контроль этого параметра.

При этом используется тот факт, что шлам становиться нерастворимым при разбавлении масла Н-гептаном, но растворяется в смеси равных количеств толуола и 95 %-го этилового спирта. Ряд химических реакций позволяет определить количество шлама.

В эксплуатационном масле его должно быть не более 0,005% массы. В свежих и регенерированных маслах растворимый осадок должен отсутствовать.

л) определение количества антиокислительной добавки — ионола

Согласно РД-34.43.105—89 количество ионола в трансформаторном масле должно быть не менее 0,1 %. Известно, что при снижении концентрации ионола в масле до значения 0,05 % ионол начинает проявлять проокислительное действие, т. е. ускоряет окисление.
Все отечественные масла имеют в своем составе ионол в количестве 0,2-0,5%.

Источник: https://leg.co.ua/transformatory/praktika/ispytaniya-masla-iz-transformatorov-v-ekspluatacii.html

Методики испытания трансформаторного масла

Методики испытания трансформаторного масла
Трансформаторное масло – это минеральное вещество, которое выступает в роли очищенной фракции нефти. Такое средство выполняет роль остужающей и изоляционной среды. В выключателях оно необходимо для изоляции и гашения дуги. Для надежной работы оборудования без аварий, изоляционное масло трансформатора нужно правильно использовать.

Перед использованием субстанции обязательным является прохождение испытаний. Существуют специальные нормы и ГОСТ, исходя из которых проводятся анализы. Эти нормы и показатели указываются в специальных таблицах, на которые следует опираться при проведении работ.

Далее мы рассмотрим, с помощью каких методик производят испытание трансформаторного масла.

Оценка старения масла

За тот период, когда масло используется, оно теряет определенные свои показатели. Одним словом – стареет и его свойства изменяются. Как определить, что жидкость постарела? Методика проверки простая: как изменилось кислотное число, сколько шлама в нем образовалась и как реагирует водная вытяжка.

Кислотное число вещества – это определенное количество калия, который необходим для уничтожения и компенсации всех существующих свободных соединений кислоты, что входят в структуру одного грамма вещества.

Если испытать трансформаторное масло, то можно определить показания кислотного числа, который будет говорить об уровне старения продукции, а также о том можно ли такой трансформатор оставлять на работе для дальнейшей эксплуатации.

Из-за окисления вещества, трансформатор теряет изоляцию обмоток и может со временем разрушиться.

Шлам образовывается за счет старения вещества и если проводить испытание, то его можно увидеть в каналах охлаждения, на сердечниках конструкции, в изоляции и другом электрооборудовании, куда он отлагается.

Трансформатор со шламом плохо охлаждается, а изоляция такого оборудования выходит из строя и стареет намного быстрее.

Это в свою очередь может повергнуть к различным авариям, таким как замыкание в обмотке оборудования.

Проводя испытание водной вытяжки, можно определить присутствие кислот и щелочей, которые растворены в воде. Делается это благодаря индикаторам. Если трансформаторное масло содержит щелочь или кислоту, то специальные индикаторы изменяются в цвете.

Проверка физических свойств

Для надежной работы электрического оборудования существенную роль играют физические свойства масла. Если проверка этих свойств показала, что есть изменения, это означает, что оборудование вышло из строя, а трансформаторное масло устарело.

Лед, что образовывается в холодную погоду, когда трансформатор отключен, опускается на дно оборудования и обеспечивает циркуляцию субстанции. Удельный вес этого льда должен быть больше, чем удельный вес субстанции.

Для того чтобы трансформаторное масло не вспыхивало и не загоралось при больших перегрузках, его температура вспышки должна быть значительной. А при разложении вещества под действием местных нагревов температура вспышки может быстро понижаться.

Анализ электрических свойств

Безопасность работы электрического оснащения обеспечивает диэлектрическая прочность субстанции в трансформаторе. Этот показатель со временем снижается. Для того чтобы проверить этот показатель трансформаторное масло проходит испытание на пробой. Это делается за счет маслопробойного агрегата (на фото ниже).

Такой агрегат работает от сети, напряжением в 220 В. У конструкции вторичное напряжение равняется 60 кВ. Методика испытания состоит в следующем: прежде чем начать испытание жидкость выливают в фарфоровый сосуд, внутри которого установлены два электрода в форме диска.

Параметры электродов следующие: диаметр – 25 мм, толщина 8 мм. Между ними необходимо установить расстояние в 2,5 мм. Сосуд с субстанцией устанавливается в маслопробойный аппарат. Для того чтобы из него вышел воздух, жидкость находится в маслопробойнике 20 минут.

После этого со скоростью 1-2 кВ в секунду нужно поднять напряжение.

На видео ниже наглядно демонстрируется проведение испытательных работ:

Испытание имеет свою периодичность. Проводить анализ трансформаторного масла нужно 6 раз с перерывами между пробоями десять минут. Первый результат – это пробный, его показания не нужны.

Методика подсчета пробойного напряжения следующая: высчитывается среднее арифметическое из пяти последовательных пробоев.

Если испытание дало неудовлетворительный результат, то жидкость необходимо повторно испытать.

Прежде чем субстанцию заливать в оборудование его необходимо испытать на содержание механических добавок, на прозрачность и на стабильность от окисления.

Помимо этого необходимо будет установить тангенс угла диэлектрических потерь, кислотное число, действие водной вытяжки и температуру вспышки.

Из электрического оборудования, которое находилось без трансформаторного масла, со дна сосуда нужно отобрать остаточные пробы.

Напоследок рекомендуем просмотреть полезное видео по теме:

Вот мы и рассмотрели, с помощью каких методик производят испытание трансформаторного масла, его свойств. Надеемся, предоставленная информация была для вас интересной!

Рекомендуем прочитать:

Источник: https://samelectrik.ru/metodiki-ispytaniya-transformatornogo-masla.html

Порядок и методика испытания трансформаторного масла

Методики испытания трансформаторного масла

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)
≤15,030,0
От 15,0 до 35,035,0
От 60,0 до 150,055,0
От 220,0 до 500,060,0
750,065,0
  • 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:

  1. Получение образцов. Для отбора пробы необходимо руководствоваться соответствующими методическими указаниями.
  2. 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.
  3. 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.

Автоматический анализатор количества механических примесей ГРАН-152

  • Определение количества влаги, содержащейся в пробе. На основании этого показателя можно определить изоляционные свойства тестируемого продукта и получить информацию о допустимом сроке эксплуатации. По наличию влаги и ее количеству можно установить факт разгерметизации бака трансформатора и его частую работу в перегруженном режиме. Изображение автоматического прибора-анализатора, позволяющего установить количественное содержание влаги, приведено ниже.Измеритель содержания влаги Aquameter KFM 3000
  • Анализ, позволяющий определить состав растворенных в пробе газов (газосодержание). Этот показатель отражается на диэлектрической плотности трансформаторных масел. Ниже представлен мобильный аппарат-газоанализатор, позволяющий установить состав абсорбции.Переносной газоанализатор трансформаторного масла Transport X
  • Проба на наличие антиокислительных присадок. Результат анализа позволяет установить необходимость замены или регенерации испытуемого масла.
  • Определение устойчивости к окислению (стабильность диэлектрической смеси). Анализ производится путем обработки воздушной смесью пробы масла (при том допускается добавка специального катализатора). После этого снимаются характеристики после окисления и сравниваются с теми, что были изначально.

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.

Устройство контроля электрической прочности КПН-901

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.

Вы можете скачать и ознакомиться с более полной методикой определения пробивного напряжения трансформаторного масла по ссылке:

Объем и периодичность испытаний

Согласно действующим нормам масло испытывается в следующих случаях:

  1. 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.
  2. Перед запуском в работу. Проба из бака оборудования должна быть взята до включения трансформаторов или других устройств, использующих масло. Объем испытаний указывается производителем электрооборудования.
  3. 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.

Пример протокола испытаний трансформаторного масла

В протоколе содержится следующая информация:

  1. «Шапка», где отображается номер документа, его название, указывается марка масла и нормы испытания по определенному ГОСТу.
  2. Таблица с названием проводимых тестов и их результатами.
  3. Заключение экспертизы.
  4. Название и печать лаборатории, проводившей испытания, дата документа и подпись ответственного лица.

Подборка видео по теме

на сайте:

Обсудить на форуме

Источник: https://www.asutpp.ru/ispytanie-transformatornogo-masla.html

Испытания трансформаторного масла: нормы и методики

Методики испытания трансформаторного масла

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.

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

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. 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.

Установка УВР

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

Источник: https://oils.globecore.ru/maslyanyj-kordon-ispytaniya-transfor.html

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.