ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Старение наела в процессе эксплуатации из "Регенерация трансформаторных масел" Трансформаторные масла, находяпщеся в энергосистемах, можно подразделить на следующие группы сырое — свежее товарное масло, соответствующее по качеству нормам ГОСТ или ТУ, или регенерированное сухое — подготовленное для заливки в высоковольтную аппаратуру (свежее, регенерированное, в том числе стабилизированное присадкой, и смесь масел), прошедшее осушку в специальных аппаратах (центрифугах, цеолитовых и вакуумных установках и т. п.). [c.14] Электрическая прочность масла, подготовленного в масляном хозяйстве для заливки в высоковольтную аппаратуру, должна быть на 5—10 ке/см выше электрической прочности, приведенной в нормах на масло после заливки в аппараты . [c.14] При длительной эксплуатации масло в трансформаторе изменяет свои физико-химические и эксплуатационные свойства ( стареет ) и показатели качества его достигают предельных значений по нормам, регламентируюш,им срок службы трансформаторного масла [2]. Старение масла происходит не только вледствие окисления составляющих его углеводородов кислородом воздуха под воздействием повышенной температуры и в присутствии металлов, но и под влиянием электрического поля, разложения в электрической дуге, обводнения, загрязнения механическими примесями и т. п. [c.16] При старении масла в результате окисления, преобладающего при эксплуатации в трансформаторе, а также под воздействием других факторов повышается кислотность, ухудшаются электроизоляционные свойства, а образующиеся осадки, осаждаясь на обмотках трансформатора, затрудняют отвод тепла от активных частей трансформатора. Различают осадки омыляемые и асфальтовые (неомыля-емые). Осадки первого типа растворяются в горячем масле, но выпадают из него при охлаждении. Они способны реагировать с окислами металлов, образуя соли. Асфальтовые осадки представляют собой нейтральные продукты окисления и полимеризации. Вследствие плохой растворимости они выпадают из горячего масла, осаждаясь на обмотках трансформаторов. Кроме осадков, в работающих маслах появляются свободные органические кислоты, растворимые в масле. [c.16] Процесс окисления масел в трансформаторах продолжителен, но ускоряется, как показывают наблюдения, при качестве масла, не удовлетворяющем требованиям ГОСТ или ТУ, а также при повышении температуры, наличии осадков в трансформаторном баке перед заливом свежего масла и по другим причинам. Окислению способствуют солнечный свет (в маслонаполненных вводах и маслоуказательных стеклах), вода, некоторые изоляционные материалы и металлы, в особенности медь. Для высоковольтного оборудования характерно наличие значительной медной поверхности, являющейся активным катализатором старения масла. При отсутствии кислорода металлы на масло не действуют. [c.16] При дальнейшей эксплуатации в масле начинают образовываться устойчивые продукты окисления низкомолекулярные органические кислоты, вода, а также некоторые органические перекиси. Процесс идет непрерывно, все нарастая и усиливаясь. Все свойства масла ухудшаются масло темнеет, из светло-желтого становится коричневым, а иногда и мутным, вследствие появления воды. Увеличиваются его кислотное число и зольность, появляются низкомолекулярные водорастворимые кислоты, а затем и осадки, представляющие собой твердые продукты полимеризации и конденсации, которые могут закупорить охлаждающие каналы и нарушить охлаждение трансформатора. [c.17] В заключительной стадии окисления некоторые продукты фенольного характера, образующиеся при окислении смол, начинают играть роль отрицательных катализаторов, тормозящих процесс окисления. [c.17] Скорость окисления, глубина его, а также характер образующихся продуктов зависят от химической природы масла, температуры, давления воздуха, величины поверхности соприкосновения масла с воздухом, от наличия веществ, способных каталитически ускорять или замедлять этот процесс, и т. д. [c.17] Выше было сказано, что скорость и направление окислительных процессов в масле зависят от температуры. При температуре 20—30° С и нормальном давлении окисление масла на воздухе идет медленно. С повышением температуры оно заметно ускоряется. Начиная с 60 С скорость окисления возрастает вдвое при дальнейшем повышении температуры на каждые 10° С. Понятно, почему уделяется так много внимания снижению температуры масла в трансформаторах. При глубоком вакууме, т. е. при почти полном отсутствии кислорода, масло не окисляется. Например, масло, находившееся 14 000 ч в вакууме, при 150 С, не содержало продуктов окисления. [c.17] Аналогичное вакууму действие оказывает азотная защита в трансформаторах при этом исключается контакт масла с кислородом и влагой воздуха и таким образом предотвращается окисление. Метод защиты трансформаторного масла азотной кислотой быстро распространяется в США, некоторых европейских странах и в нашей стране. [c.18] Окислительные процессы находятся в прямой зависимости от величины поверхности соприкосновения масла с воздухом. Чем больше эта поверхность, тем более благоприятные условия создаются для диффузии кислорода в объем масла и, следовательно, для окислительной полимеризации. [c.18] Металлы по каталитическому воздействию на окисление трансформаторных масел располагаются следующим образом медь, латунь (наиболее эффективные катализаторы), никель, железо, цинк, олово и алюминий (менее активные). Установлено также каталитическое действие солей только в начальном периоде. окисления масел. Затем соли разлагаются или адсорбируются продуктами окисления, нерастворимыми в масле, и выходят из сферы реакции. Металлы катализируют окисление в том случае, когда они образуют соли с кислотами, что чаще происходит в присутствии воды и кислорода воздуха. Каталитическое действие металла прекращается, если он покрывается защитной пленкой, образуемой продуктами окисления. [c.18] Помимо металлов и солей, окисление масел катализируют в той или иной мере органичедкие соединения. Они либо легко активируются и образуют с молекулярным кислородом перекиси, либо содержат в своем составе активные молекулы и являются, таким образом, первичными элементами в цепи реакций окисления. [c.18] Главным показателем, свидетельствующим о старении масел, является рост их кислотного числа, являющегося для трансформаторных масел критерием их годности. При этом необходимо иметь в виду не только величину кислотного числа, но и характер образуюпщхся кислот. Растворенные в масле кислоты, в особенности низкомолекулярные, по отношению к металлам более агрессивны, чем высокомолекулярные, и поэтому даже кислая реакция водной вытяжки из масла может быть причиной его смены, особенно когда в масле присутствует влага. В сухом масле даже низкомолекулярные кислоты не представляют серьезной опасности например, после 500 ч испытания коррозия меди, железа и стали маслами с кислотным числом до 1,5 л а КОН/г не превысила 0,03 мг на 1 поверхности металла. Эти же опыты показывают, что при содержании воды даже в малых количествах коррозия за указанный период достигает 0,70 мг на 1 см , т. е. превышает коррозию сухим маслом более чем в 20 раз. [c.18] Продолжительность работы масла, месяцы. . [c.19] Кислотное число, мг КОН/г. [c.19] На старение масел существенное влияние оказывают электрическое поле и вода. Установлено, что под воздействием электрического поля происходит ускоренное окисление масла. При этом отмечается повышенное образование воды в масле и увеличение количества асфальтенов в осадке, образовавшихся в результате старения масла в процессе эксплуатации (табл. 3). [c.19] В электрическом поле все химические реакции протекают наиболее энергично. Нейтральные молекулы масла поляризуются и более активно соединяются с кислородом в результате окисление масла усиливается и увеличивается количество шлама (табл. 4). [c.20] Тангенс угла диэлектрических по терь при 70° С, %. . [c.20] По данным М. В. Курлина, окисление масла в опытном трансформаторе под воздействием электрического поля приводило к более быстрому накоплению кислых продуктов, чем при окислении масла в тех же условиях, но в отсутствие электрического поля. Установлено, что в основном электрическое поле влияет на осадкообразование, причем действие его выражается в коагуляции образующихся при окислении осадков, находящихся в масле в мелкодисперсном состоянии. Это способствует более интенсивному их отложению в масляной системе. [c.20] Вернуться к основной статье