Порядок и методика 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)
≤15,0	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:

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 = U_НП / h, где U_НП – 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

Похожие статьи на сайте:

Испытания трансформаторного масла: нормы и методики

Трансформаторы являются одной из главных составляющих комплекса оборудования многих энергетических (электростанций, подстанций, преобразовательных устройств) или промышленных предприятий. Для того чтобы избежать выхода из строя оборудования, нужно своевременно проводить испытания трансформаторного масла.

А точнее, производится проверка его качества. Периодический контроль трансформаторного масла является одной из составляющих технологического обслуживания промышленной техники на предприятиях. Основные характеристики трансформаторного масла, его чистота и полезные свойства определяют работоспособность трансформаторов.

Способность масла к сохранению первоначальных свойств в работающей технике на протяжении эксплуатации называется стабильностью трансформаторного масла. Если силовая техника не имеет дефектов и работает без сбоев, то характеристики нового масла практически не изменяются. Свежее трансформаторное масло имеет светлый цвет и определенные соответствует определенным нормативам, которые определяют его диэлектрические и физико-химические свойства. В процессе эксплуатации стабильность трансформаторного масла значительно снижается, появляются заметные изменения характеристик и масло темнеет.

Негативные показатели масла обнаруживают увеличенное кислотное число и повышенную зольность, наличие низкомолекулярных кислот. В загрязненном масле формируется осадок, который вместе с накопленными кислотными веществами разрушает бумажную изоляцию трансформатора и вступает в реакцию с металлами внутренних деталей.

Испытания являются определением начала процесса старения трансформаторного масла.

Такого рода техника в зависимости от вида и заложенных способностей может работать в самых разнообразных условиях и нагрузках. Исходя из того, что трансформаторы остаются эффективным источником преобразования энергии, очень важно сохранять надежность и продолжительность их эксплуатационного периода.

Причины поломок оборудования

Однако, даже при постоянном надзоре и проверках не удается избежать непредвиденных или, наоборот, плановых поломок и повреждений.

80 % всех известных причин отказа силовой техники спровоцированы загрязнением и окислением трансформаторного масла, то есть жидкой изоляции. Рассмотрим некоторые из этих причин в совокупности с предпосылками поломок, то есть влиянием устаревшего масла.

Наиболее распространенным вариантом повреждения трансформаторов общего назначения является повреждение высоковольтных маслонаполненных вводов, в которые попадает влага. Масло увлажняется, ухудшаются его изоляционные характеристики, в результате чего в масле могут возникнуть частичные разряды и возникает пробой.

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. Содержание серы рассчитывают только в процессе отработки технологии производства трансформаторного масла.

Таким образом, преимущества проведения испытаний и обследований трансформаторного масла перед запуском оборудования или в процессе его регулярного технического обслуживания, проявляются в возможностях вычисления его главных продуктивных качеств, условий эксплуатации и предотвращении серьезных загрязнений. В результате выполнения норм контроля качества и чистоты, предприниматель гарантирует надежность работы промышленного силового оборудования и использование качественного продукта за вложенные финансы.

На основании проведенных испытаний трансформаторного масла дается оценка его работоспособности, подготавливаются необходимые процедуры очистки и восстановления, а также составляются комплексные отчеты общего эксплуатационного состояния трансформаторного оборудования.

Оборудование для очистки и регенерации трансформаторного масла

Если в результате испытаний стало очевидно, что изоляционное масло силового оборудования пришло в непригодность, то для его очистки и регенерации нужно использовать специальное оборудование. Различные виды установок для очистки и регенерации отработанных трансформаторных масел отличаются количеством фильтрационных систем, производительностью, количеством потребляемой энергией и количеством обрабатываемой за раз рабочей жидкости. Чем больше развивается рынок технологий, тем более совершенными и доступными становится очистительное масляное оборудование.

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.

Проверка трансформаторного масла на пробой

Трансформаторное масло широко распространено в энергосистемах наших стран. Чем больше трансформаторов на энергообъекте, тем больше шансов, что химлаборатория не дремлет.

Ведь количество и периодичность испытаний масла обширно: после транспортировки, после переливки в емкости, после одного года хранения, после восстановления или очищения, подготовленное к доливке, а также испытывается масло, находящееся внутри оборудования (испытание в процессе эксплуатации).

Другое дело, что не весь перечень испытаний трансформаторного масла необходимо делать при каждом из вышеописанных изменений. А узнать что да как делать можно из местных норм испытаний электрооборудования вашей энергосистемы.

Если работаешь на объекте, то в принципе год от года масла одни и те же, лишь изредка закупят по программе модернизации новое оборудование и тогда может измениться устоявшийся уклад из-за смены марки масла.

А если работаешь в специализированной лаборатории куда эти масла свозят со всего “мира”, то тут уже начнется: разные классы напряжений, разные марки масел, разное электрооборудование, вплоть до того, что разные страны — разные нормы. Тут уже запутаться сложнее, хотя и опыта больше наработаешь.

Непривычно, конечно, что масло относится к электрооборудованию — но всё же это громадная часть и трансформаторов, и кабелей, и не стоит сбрасывать его со счетов.

Теперь непосредственно к проверке трансформаторного масла на пробой. Физически логика в следующем: при определенной величине подаваемого напряжения пробьется самое идеальное масло. Но, если масло пробилось — это не значит, что оно идеальное или не годное.

Для каждой марки масла нормировано число, ниже которого значение пробивного напряжения опускаться не должно. А если значение ниже, значит в масле содержатся примеси, посторонние частицы, которые нарушают электрическую прочность данного диэлектрического материала.

Кроме того важны условия при которых проба масла отбирается и испытывается. Для того, чтобы не возникало дополнительных вопросов и придумали стандарты. Но, они были не правы и вопросов возникло еще больше. *ирония*

Одним из документов, с которым стоит ознакомиться для более глубокого погружения в тему данного вопроса является ГОСТ Р МЭК 60156-2013 Жидкости изоляционные. Определение напряжения пробоя на промышленной частоте.

Вот отдельные выдержки из этого стандарта:

• подавать пробивное напряжение необходимо плавно, с помощью автоматического регулятора. Шаг ступенчатого изменения подаваемого напряжения не должен быть больше 2% от ожидаемого напряжения пробоя.
• напряжение стоит подавать плавно через повышающий трансформатор (в составе установки)
• во время реального пробоя может произойти разложение масла с выпадением продуктов разложения в само масло. Для того, чтобы этого избежать используются активные сопротивления (токоограничивающие), которые уменьшают силу тока при пробое. Ток КЗ должен быть не более 25мА.
• Размыкание цепи подачи напряжения должно осуществляться автоматически при возникновении устойчивой дуги с возможностью ручного отключения при наличии слышимых или видимых искровых разрядов.
• электроды должны быть отполированными и сферическими из латуни, бронзы или нержавеющей стали.
• в емкости с пробиваемой жидкостью может использоваться перемешивание (ручное (магнитной мешалкой) или автоматическое (крыльчатка со скоростью вращения до 300 об/мин). Также указывается, что разница замеров с перемешиванием и без не особо и отличается.
• испытательная камера в межиспытательный период должна быть заполнена жидкостью, аналогичной пробиваемой, а перед испытанием остатки жидкости должны быть удалены.
• для отбора проб стоит использовать стеклянные бутылки из коричневого стекла. Пластиковые контейнеры допускается использовать только один раз. Бутылки должны быть с завинчивающимися крышками для герметизации.
• для очистки бутылок от прошлой пробы используют подходящий растворитель, затем ополаскивают ацетоном, продувают теплым воздухом и хранят плотно закрытыми.

Кроме того, необходимо следить за отсутствием в пробе пузырьков. А само испытание состоит из последовательно осуществляемых пяти-шести пробоев одного образца. В протокол заносится среднее значение. На фото ниже проба масла перед испытанием на пробой.

Существующие установки сводят весь вышеописанный процесс почти до полного автоматизма. Так что остается только заливать масло и испытывать, а протокол прибор выдаст сам. Так например реализовано в установке АИМ-90.

В СТО 34.01-23.1-001-2017 есть таблицы со значениями пробивного напряжения по ГОСТ 6581:

• для масла свежего, подготовленного к заливке в новое электрооборудование
• масла регенерированного и очищенного к заливке в ЭО после ремонта
• масла эксплуатационного

Однако, есть одно но: важнее за нормы будет технические требования изготовителя масла. Особенно это касается импортных марок масел.

Испытание на пробой — это только верхушка айсберга под названием “испытания трансформаторного масла”.

Сохраните в закладки или поделитесь с друзьями

---

---

Если масло совсем плохо, то можно пробить и с помощью АИД-70

Последние статьи

---

Самое популярное

Проверка трансформаторного масла — Глоубкор. Оборудование для восстановления масел.

Трансформаторные масла выполняют изоляционную и теплоотводящую функцию. В высоковольтных выключателях этот продукт может использоваться также и для гашения дуги. Чтобы электрооборудование работало максимально надежно, необходимо следить за состоянием трансформаторного масла и в случае его ухудшения принимать оперативные меры. Для этого применяется проверка трансформаторного масла.

В ходе эксплуатации масла сталкиваются с рядом неблагоприятных факторов, среди которых стоит выделить воздействие высокой температур, кислорода воздуха и обводнение. Это приводит к так называемому «старению», сопровождающемуся ухудшением эксплуатационных параметров изоляционной жидкости.

Проверка трансформаторного масла – какие параметры требуют контроля

О старении трансформаторного масла можно судить по кислотному числу, количеству образуемого шлама и реакции водной вытяжки.

Кислотное число – это параметр трансформаторного масла, который показывает, сколько миллиграмм едкого кали необходимо для того, чтобы нейтрализовать кислотные соединения, содержащиеся в одном грамме нефтепродукта. В большинстве случаев по кислотному числу можно судить о степени старения трансформаторного масла и возможности его дальнейшей эксплуатации.

Выпадения шлама является результатом старения изоляционной жидкости. Это крайне нежелательное явление, поскольку шламы забивают каналы охлаждения и изоляции, откладываются на сердечниках трансформаторов. При этом ухудшается отведение тепла и изоляция токонесущих частей трансформатора.

Реакция водной вытяжки – это определение наличия в масле водорастворимых кислот и щелочей с помощью специальных индикаторов.

Если говорить о физических свойствах трансформаторного масла, то тут необходимо вспомнить об удельном весе и температуре вспышки.

Удельный вес трансформаторного масла не должен превышать удельный вес льда. Это необходимо для гарантированного обеспечения циркуляции изоляционной жидкости в холодную пору года. Даже в случае наличия и замерзания в масле воды, частички льда опустятся на дно бака, и не будут препятствовать его нормальному движению.

Что касается температуры вспышки, то она должна быть на столько высокой, чтобы при воздействии высоких температур трансформаторное масло не могло воспламениться. При ухудшении общего состояния масла температура вспышки может существенно снижаться.

Не менее важными являются также и электрические свойства трансформаторных масел. Электрическая прочность – это численный параметр, характеризующий способность диэлектрика противостоять пробою при воздействии напряженности электрического поля. Со временем диэлектрическая прочность трансформаторного масла снижается, поэтому этот параметр периодически контролируется при помощи специального маслопробойного аппарата.

Перед заливкой вводимых в эксплуатацию трансформаторов свежим маслом сначала необходимо провести испытания диэлектрической жидкости. Они включают проверку на наличие механических примесей, взвешенного угля, контроль цвета, стабильности против окисления. Также определяется тангенс угла диэлектрических потерь, температура застывания, температура вспышки, кинематическая вязкость, кислотное число, реакция водной вытяжки и натровая проба.

Оборудование для улучшения состояния трансформаторных масел

Если испытания трансформаторного масла показали критические значения нормируемых параметров, то его необходимо подвергнуть специальной обработке. Компания GlobeCore занимается производством и поставками оборудования для очистки и регенерации трансформаторных масел, а также обслуживания силовых трансформаторов. Установки GlobeCore мобильны, что позволяет проводить обработку изоляционных жидкостей непосредственно на месте эксплуатации, экологичны и энергоэффективны. GlobeCore всегда готова предложить лучшие решения в электроэнергетической отрасли!

Статьи

Порядок проверки трансформаторного масла

Использование трансформаторных масел в электрических установках четко регламентируется строгими правилами. Это связано с наличием определенных рисков при эксплуатации масла, например, нагревание под действием электрического тока, засорение фрагментами изоляции и насыщение влагой из окружающего пространства.

Тестирование трансформаторного масла

Даже только что произведенное трансформаторное масло перед заливкой в установку подлежит обязательной проверке. Проверяется жидкость в соответствии с требованиями ПЭУ и ПЭЭП. Для проверки берется либо только что полученное от производителя масло, либо смазочный материал, находящийся в трансформаторе. Масло сливают из установки, используя сливное отверстие. Его предварительно очищают, а также подготавливают специальную емкость. Она должна быть чистой, без влаги и обеспечивать герметичность.

Масло проверяется на пробойное напряжение. Для этого используют специальные аппараты (АМИ-80 или АИИ-70М) с маслобойными сосудами. Электрический ток подается на 2 латунных электрода диаметром 8 мм. Края электродов закруглены. Маслобойные сосуды имеют диаметр 25 мм, а просвет между электродами составляет 2,5 мм.

После заполнения сосуда маслом его следует перевернуть. Это позволяет удалить воздушные пузырьки. При использовании фарфоровой емкости ее предварительно окатывают маслом, аналогичным тому, которое исследуется. Заливать жидкость в сосуд нужно тонкой струйкой, чтобы избежать образования пузырей. После каждой обработки емкости маслом жидкость необходимо полностью сливать.

Заливать трансформаторное масло в сосуд для исследований необходимо таким образом, чтобы его уровень не превышал верхний край электрода более чем на 15 мм. После заливки следует подождать 20 минут, пока не удалятся все воздушные пузырьки.

Когда масло готово к исследованию, на электроды подается напряжение. Оно постепенно повышается со скоростью 1 — 2 кВ/с. Когда происходит пробой, напряжение снижается до 0. Спустя 10 минут необходимо сделать следующий замер. Всего нужно 6 раз измерить напряжение пробоя. В интервалах пространство между электродами очищается, а масло отстаивается. Для очистки масла от нагара используются чистые стержни, изготовленные из металла и стекла. Чтобы по полученным данным определить пробойное напряжение, необходимо вычислить среднее арифметическое между зафиксированными значениями. При этом первый замер не берется во внимание.

Когда необходимо проверять трансформаторное масло?

Согласно ПЭУ, проверка трансформаторного масла должна в обязательном порядке проводиться в таких случаях:

• перед заливкой в оборудование. При получении новой партии трансформаторного масла ее непременно нужно проверять на соответствие установленным параметрам. При изготовлении смазочной жидкости по определенным ТУ она тоже подлежит проверке, но по стандартам, оговоренным в ТУ именно для этого вещества;
• перед пуском оборудования. При этом в ходе проверки устанавливается:
  • пробойное напряжение масла;
  • содержание водорастворимых кислот;
  • наличие примесей;
  • температура вспыхивания и др.;
• при смешивании масел разных брендов. Даже если смешиваются качественные масла различных производителей, нет гарантии, что эксплуатационные характеристики полученной смеси будут соответствовать требованиям. В первую очередь, необходимо определить стабильность готовой смазочной жидкости. Она не должна быть ниже стабильности отдельных компонентов.

Периодичность тестирования трансформаторных масел

Чтобы определить периодичность проведения проверок конкретного трансформаторного масла, а также полноту проводимого тестирования, необходимо учитывать, в каком именно электрическом оборудовании будет эксплуатироваться смазочная жидкость. Здесь следует исходить из таких правил:

• при эксплуатации масла в силовых агрегатах, масляных электроаппаратах и автотрансформаторах тестирование должно проводиться так часто, как это описано в нормативной документации;
• нормативы регламентируют периодичность проверки трансформаторного масла, залитого в масляные выключатели;
• аналогичная норма действует и для тех смазочных жидкостей, которые используются в маслонаполненных вводах, а также трансформаторах измерительного типа.

Возврат к списку

Испытание трансформаторного масла — обзор методик

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:

Проверка и применение трансформаторного масла

Проверка и применение трансформаторного масла

29.08.2013

Используя трансформаторное масло в электрическом оборудовании, стоит учитывать строгие правила, предъявляемые к этому процессу. Повышение температуры от тока, воздействие горячей дуги, возможность попадания элементов изоляции и проникновения влаги из окружающей среды – всё это обуславливает опасность неосторожного обращения с маслом.

Как проверяется трансформаторное масло?

Прежде чем использовать только что изготовленное трансформаторное масло, необходимо проверить его. Предписания ПЭУ подразумевают специальные проверки смазочной субстанции, предшествующие наполнению электрического оборудования. Для проверки используются требования ПЭУ и ПЭЭП.

Тесты проводятся следующим образом: трансформаторное масло берется на пробу сразу после того, как продукт поступил с завода-производителя, либо берутся проверочные пробы субстанции, уже залитой в электрическое оборудование. В последнем случае продукт сливают из нижнего отделения трансформатора, предварительно очистив от загрязнений отверстие для слива. Необходимо заранее подготовить емкость, предназначенную для сбора масла – удалить грязь и влагу и обеспечить герметичность.

Трансформаторное масло имеет свой показатель пробивного напряжения, для определения которого используют специальные модели АМИ-80 либо АИИ-70М и маслобойные сосуды, оснащенные разрядниками. В этом оборудовании, включающем в состав два электрода, выполненных из латуни 8мм и имеющих скругленные края, проводится проверка. Диаметр маслобойного сосуда составляет 25мм, пространство между 2мя электродами – 250мм.

Предварительно нужно перевернуть емкость, наполненную взятым на пробу продуктом. Эта операция позволит исключить образование воздушных пузырьков. Если субстанция, предназначенная для испытаний, содержится в емкости из фарфора, её трижды окатывают маслом аналогичного вида, так же, как и электроды. Смазочная жидкость поступает на стенки сосуда тонкой струйкой, что предотвращает возникновение пузырьков воздуха. Каждый раз после обработки маслом, его сливают из сосуда без остатка.

При наливании испытуемой субстанции нужно следить, чтобы уровень не превышал верхний край электрода больше чем на 15мм. После наливания трансформаторное масло полагается оставить в покое на 15-20 минут, во время которых удаляться все пузырьки.

Далее постепенно повышается напряжение со скоростью 1-2кВ/с, до того момента, когда будет совершен пробой. Если у двух электродов возникла искра, это указывает на пробой. После этого следует уменьшить напряжение до 0, а затем снова повышать его до пробоя. Чтобы проверить трансформаторное масло, осуществляют шесть пробоев с перерывами в 5-10 минут. Зафиксировав пробой и снизив напряжение, нужно удалить из пространства между электродами частицы смазочной субстанции. Чистые стержни, выполненные из стекла и металла, удаляют «обуглероженое» трансформаторное масло помешиванием. Далее смазочный материал отстаивается на протяжении 10 минут, а потом напряжение снова повышают. В результате теста выявляется пробивное напряжение, которое является средним числом из всех пробоев, не считая первого.

Какому количеству проверок должно подвергаться трансформаторное масло во время приема и сдачи?

Предписания ПЭУ регламентируют обязательное тестирование масла в ряде случаев:

· до заливки в электрооборудование. Каждая партия масла, принятая от компании-производителя, обязательно должна проходить тесты на соответствие показателей установленным правилам. Если трансформаторное масло выполнено по иным ТУ, его все равно нужно проверить, но стандарты для тестов будут устанавливаться согласно ТУ конкретно этого продукта;

· до запуска этого оборудования. Тесты включают в себя выявление:

— напряжения до пробоя, которым обладает трансформаторное масло;

— попадания примесей;

— количество кислот, растворимых в воде;

— температуры, при которой происходит вспышка и т.д.;

· если трансформаторное масло от разных брендов смешивается в аппарате. Если в оборудование заливают кондиционные масла от разных брендов, получается смесь, которая может обусловить возникновение разных реакций. Поэтому очень важно проверить её показатели стабильности – результаты не должны иметь меньшую стабильность, чем каждый из компонентов смеси.

Часто ли надо проверять трансформаторное масло?

Частота проверок смазочной жидкости и объем мер, применяемых для анализа, находится в прямой зависимости от вида оборудования, на котором используется трансформаторное масло:

· для силовых установок, авто трансформаторов и электрических масляных аппаратов проверяется с частотой, указанной в нормативных документах;

· трансформаторное масло, применяемое в масляных выключателях, тестируется по нормативам;

· то же касается субстанций, используемых в трансформаторах для измерения и вариантов, применяемых в маслонаполненных вводах.