ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Устойчивость трансформаторных масел в электрическом поле из "Трансформаторное масло Издание 3" Отличительной особенностью применения трансформаторных масел по сравнению с другими видами масел является воздействие на них электрического поля при относительно невысокой температуре. [c.112] Данные о tgб и Вг масла с точки зрения конструктора представляют косвенный интерес и могут быть полезными лишь при рассмотрении характера изменения этих показателей в зависимости от напряжения, температуры и других условий. [c.113] В связи с этим при разработке требований к трансформаторным маслам очень существенно, чтобы были приняты во внимание те виды воздействия на масло, которые имеют место на практике. С этой точки зрения представляет интерес информация о поведении масел при длительном воздействии электрического поля такой напряженности, которая характерна для трансформаторов. [c.113] Для современного трансформаторостроения вполне очевидна тенденция к росту рабочих напряжений до 500, 750 кВ и выше [5.1], что приводит к необходимости обеспечить усиление продольной и главной катушечной и меж-витковой изоляции. Ограничения в массе и габаритных размерах трансформаторов, накладываемые возможностями их транспортировки, приводят к уменьшению изоляционных промежутков. Последнее связано с сужением масляных каналов и, следовательно, с повышением в них напряженности электрического поля. Таким образом, электрическое поле становится важным фактором старения масла, действие которого может проявляться в различных формах. [c.113] По характеру вызываемых изменений воздействия электрического поля могут быть как физического, так и химического порядка. К первым относятся такие, которые в конечном счете характеризуются отсутствием последействия, т. е. при снятии электрического поля полностью восстанавливаются первоначальные свойства масла. В других условиях под влиянием поля происходят необратимые преобразования углеводородных и других молекул трансформаторного масла, которые можно рассматривать как результат воздействий химического характера. [c.113] При работе трансформаторов поле такой напряженности создается в горизонтальных масляных каналах обмоток, в масляных промежутках главной изоляции, а также в пространстве между токоведущими частями (обмотки, щины, вводы высокого напряжения) и баком трансформатора (рис. 5.1 и 5.2). В момент испытаний напряженность поля в масляном канале у обмотки высшего напряжения в некоторых трансформаторах достигает 7 МВ/м. При эксплуатации трансформаторных маслонаполненных вводов, которые применяются в аппаратах на классы напряжения 35 кВ и выше, масляных выключателей и устройств для переключения трансформаторов под нагрузкой, жидкий диэлектрик также находится в зоне действия электрического поля.. [c.114] Долгое время существовало мнение, что электрическое поле не является фактором, оказывающим влияние на окисляемость трансформаторных масел. Исследования, выполненные в этой области в более поздний период, позволяют сделать иные выводы. [c.115] 2] на основании анализа большого статистического материала показано, что при окислении трансформаторного масла в поле напряженностью 1 МВ/м в лабораторном приборе (рис. 5.3) количество образовавшегося осадка оказалось на 18—20%, а кислотное число на 6—10% больше, чем в опытах без поля. [c.115] В количествах, достаточ-ных для анализа их обычными методами. Метод позволяет оценить кинетику поглощения маслом кислорода, а также изменения основных —химических и электрофизических — показателей масла (количества кислот, осадка, воды, и др.). [c.116] Окисление осуществляется непрерывно в течение 44 ч в присутствии катализаторов — листовой электролитической меди (0,2 см2 да ] масла) и спирали из низкоугле родистой стальной проволоки (0,3 см на 1 г масла). Температура окисления равна 100°С она поддерживается в результате погружения прибора до уровня его расширенной части в жидкостный термостат с постоянной температурой теплоносителя, несколько превышающей 100 °С. При применении этого метода учитывается улучшение теплопроводящих свойств трансформаторного масла в электрическом поле. Температура теплоносителя регулируется таким образом, чтобы после подачи высокого напряжения на электроды температура верхнего слоя масла в приборе составляла точно 100 °С. [c.116] ВИИ приложения к электродам действующего напряжения, равного 4,0 МВ/м. Во избежание ионизации газа, находящегося над поверхностью масла в приборе, на крышке термостата установлен круговой заземленный экран. [c.117] В первом приближении можно считать, что прибор представляет собой модель высоковольтной обмотки трансформатора, окруженную масляной изоляцией. [c.117] Сравнительное изучение характера окислительных процессов при наличии электрического поля и без него, проведенное по описанному выше методу на образцах типичных товарных трансформаторных масел, позволило обнаружить ряд интересных особенностей. Основные параметры этих масел приводятся в табл. 5.1. [c.117] При воздействии на окисляющееся масло электрического поля наблюдается не только ускорение этого процесса, но и изменение характера и соотношения конечных продуктов окисления (рис. 5.5, табл. 5.2). В частности, обнаружено более интенсивное образование воды в масле, превышающее в 4—5 раз соответствующие значения, полученные в опытах без поля. [c.117] Образование воды в результате окисления углеводородов масла, ускоряемое при наличии электрического поля, является одной из причин увлажнения масла при эксплуатации трансформаторов. Это, конечно, не исключает других источников увлажнения масла, находящегося в работающем трансформаторе, — из окружающего воздуха при соответствующих колебаниях температуры, из целлюлозной изоляции за счет ее подсушки или же в результате глубокого старения целлюлозы. При окислении масла в электрическом поле заметна тенденция к изменению состава осадка в сторону уменьшения относительного содержания оксикислот и увеличения количества асфальтенов. [c.119] Анализ показывает, что при окислении в контакте с медью в составе осадка появляются кристаллические компоненты, образующиеся параллельно с аморфной частью. Кристаллическая часть состоит из карбонатов меди и медных (солей) карбоновых кислот. Можно представить, что образование карбонатов происходит за счет взаимодействия меди с углекислым газом и водой, а солей карбоновых кислот—при взаимодействии окислов меди с гидроперекисями и карбоновыми кислотами. [c.119] В масле, которое подвергалось взаимодействию поля, видимые частицы осадка имеют значительно большие размеры (рис. 5.6). [c.119] НоЛагаетсй равномерным слоем, а образует отдельные участки продолговатой формы, которые близко отстоят друг от друга и ориентированы в направлении силовых линий поля. При окислении без электрического поля этого не наблюдалось. Локализация осадка на электродах прибора обусловлена движением частиц осадка под воздействием электрического поля [5.6]. [c.120] Основным источником образования осадков при окислении нефтяных трансформаторных масел являются ароматические углеводороды. Таким образом, можно полагать, что продукты окисления алканов и цикланов в образовании твердой фазы не участвуют, а если участвуют, то в очень незначительной степени. Однако алканы и цик-ланы, при окислении которых образуются свободные радикалы, инициируют окисление ароматических углеводородов. [c.120] Укрупнение частиц осадка, очевидно, можно связать с тем, что поскольку частицы заряжены, как и всякие коллоидные частицы, то под действием поля они приобретают индуцированный дипольный момент. Другие подобные им частицы, а также дипольные молекулы поворачиваются к первой частице полюсом обратного с ней знака, постепенно образуя вокруг нее оболочку. Таким образом, возникают сравнительно крупные сольватированные комплексы. [c.120] Вернуться к основной статье