Температура вспышки и кипения трансформаторного масла
Безопасность функционирования мощных трансформаторных установок в значительной мере определяется качеством охлаждающей среды – трансформаторного масла. Приобретая данные нефтепродукты, важно знать (и доступным образом проверить) такие параметры, как температуру вспышки и кипения трансформаторного масла.Общие свойства и функции трансформаторного масла
Масло должно иметь следующие свойства:
- Отличные диэлектрические характеристики, гарантирующие минимальные потери мощности.
- Высокое удельное сопротивление, что улучшает изоляцию между обмотками.
- Высокую температуру вспышки и термическую стабильность, снижающие потери на испарение.
- Долгий срок службы и отличные характеристики старения даже при сильных электрических нагрузках.
- Отсутствие агрессивных компонентов в составе (в первую очередь, серы), что обеспечивает защиту от коррозии.
Цели применения:
- Изоляция между обмотками и другими токопроводящими частями трансформатора.
- Охлаждение частей трансформатора.
- Предотвращение окисления целлюлозы из бумажной изоляции обмотки.
Существует два типа трансформаторных масел: нафтеновые и парафиновые. Отличия между ними сведены в таблицу:
| Позиции для сравнения | Нафтеновое масло | Парафиновое масло |
| 1. | Низкое содержание парафина/воска | Высокое содержание парафина/воска |
| 2. | Температура застывания нафтенового масла ниже, чем у парафинового масла | Температура застывания парафинового масла выше, чем у нафтенового масла |
| 3. | Нафтеновые масла окисляются легче, чем парафиновые | Окисление парафинового масла меньше, чем нафтенового |
| 4. | Продукты окисления растворимы в масле | Продукты окисления нерастворимы в масле |
| 5. | Окисление сырой нефти на основе парафина приводит к образованию нерастворимого осадка, который увеличивает вязкость. Это приводит к снижению теплоотдачи, перегреву и сокращению срока службы | Хотя нафтеновые масла более легко окисляются, чем парафиновые, но продукты окисления растворимы в масле |
| 6. | Нафтеновые масла содержат ароматические соединения, которые остаются текучими при сравнительно низких температурах, вплоть до -40°C | — |
Температура вспышки трансформаторного масла
Данная характеристика представляет собой минимальное значение температуры, при которой начинается процесс парообразования.
Основными функциями трансформаторного масла являются изоляция и охлаждение трансформатора. Это масло устойчиво при высоких температурах и обладает отличными электроизоляционными свойствами. Именно поэтому такие масла используются в трансформаторах с целью изоляции токоведущих частей, находящихся под высоким напряжением, и их охлаждения.
Отсутствие нагрузки или её непроизводительные потери имеют тенденцию повышать температуру обмотки трансформатора и изоляцию вокруг обмотки. Повышение температуры масла происходит вследствие отвода тепла от обмоток.
Если температура вспышки масла ниже нормативной, то нефтепродукт испаряется, образуя внутри бака трансформатора углеводородные газы. В этом случае обычно срабатывает газовое реле Бухгольца. Оно является защитным устройством, которое монтируется во многих конструкциях силовых электрических трансформаторов, где предусмотрен внешний масляный резервуар.
Обычный диапазон температур вспышки трансформаторных масел – 135….145°С.
Температура кипения трансформаторного масла
Она зависит от химического состава фракций. Точка кипения парафинового масла, изготовленного из более стабильных к высоким температурам компонентов, составляет около 530°С. Нафтеновые масла кипят при 425°С.
Таким образом, выбирая состав охлаждающих сред, следует учитывать условия работы трансформатора и его производственные характеристики, в первую очередь, продолжительность включения и мощность.
Какая температура вспышки и кипения у трансформаторного масла
Безопасность функционирования мощных трансформаторных установок в значительной мере определяется качеством охлаждающей среды – трансформаторного масла. Приобретая данные нефтепродукты, важно знать (и доступным образом проверить) такие параметры, как температуру вспышки и кипения трансформаторного масла.
Общие свойства и функции трансформаторного масла
Масло должно иметь следующие свойства:
- Отличные диэлектрические характеристики, гарантирующие минимальные потери мощности.
- Высокое удельное сопротивление, что улучшает изоляцию между обмотками.
- Высокую температуру вспышки и термическую стабильность, снижающие потери на испарение.
- Долгий срок службы и отличные характеристики старения даже при сильных электрических нагрузках.
- Отсутствие агрессивных компонентов в составе (в первую очередь, серы), что обеспечивает защиту от коррозии.
Цели применения:
- Изоляция между обмотками и другими токопроводящими частями трансформатора.
- Охлаждение частей трансформатора.
- Предотвращение окисления целлюлозы из бумажной изоляции обмотки.
Существует два типа трансформаторных масел: нафтеновые и парафиновые. Отличия между ними сведены в таблицу:
| Позиции для сравнения | Нафтеновое масло | Парафиновое масло |
| 1. | Низкое содержание парафина/воска | Высокое содержание парафина/воска |
| 2. | Температура застывания нафтенового масла ниже, чем у парафинового масла | Температура застывания парафинового масла выше, чем у нафтенового масла |
| 3. | Нафтеновые масла окисляются легче, чем парафиновые | Окисление парафинового масла меньше, чем нафтенового |
| 4. | Продукты окисления растворимы в масле | Продукты окисления нерастворимы в масле |
| 5. | Окисление сырой нефти на основе парафина приводит к образованию нерастворимого осадка, который увеличивает вязкость. Это приводит к снижению теплоотдачи, перегреву и сокращению срока службы | Хотя нафтеновые масла более легко окисляются, чем парафиновые, но продукты окисления растворимы в масле |
| 6. | Нафтеновые масла содержат ароматические соединения, которые остаются текучими при сравнительно низких температурах, вплоть до -40°C | — |
Температура вспышки трансформаторного масла
Данная характеристика представляет собой минимальное значение температуры, при которой начинается процесс парообразования.
Основными функциями трансформаторного масла являются изоляция и охлаждение трансформатора. Это масло устойчиво при высоких температурах и обладает отличными электроизоляционными свойствами. Именно поэтому такие масла используются в трансформаторах с целью изоляции токоведущих частей, находящихся под высоким напряжением, и их охлаждения.
Отсутствие нагрузки или её непроизводительные потери имеют тенденцию повышать температуру обмотки трансформатора и изоляцию вокруг обмотки. Повышение температуры масла происходит вследствие отвода тепла от обмоток.
Если температура вспышки масла ниже нормативной, то нефтепродукт испаряется, образуя внутри бака трансформатора углеводородные газы. В этом случае обычно срабатывает газовое реле Бухгольца. Оно является защитным устройством, которое монтируется во многих конструкциях силовых электрических трансформаторов, где предусмотрен внешний масляный резервуар.
Обычный диапазон температур вспышки трансформаторных масел – 135….145°С.
Температура кипения трансформаторного масла
Она зависит от химического состава фракций. Точка кипения парафинового масла, изготовленного из более стабильных к высоким температурам компонентов, составляет около 530°С. Нафтеновые масла кипят при 425°С.
Таким образом, выбирая состав охлаждающих сред, следует учитывать условия работы трансформатора и его производственные характеристики, в первую очередь, продолжительность включения и мощность.
Трансформаторное масло – основные физико-химические свойства
Трансформаторное масло
Трансформаторное масло – это продукт нефтепереработки, который используется в электроэнергетике для изоляции токоведущих элементов и отведения тепла от нагревающихся частей трансформатора. Находят применение данные масла и в высоковольтных выключателях, где они помогают гасить электрическую дугу.
Для производства трансформаторных масел используются различные сорта нефти, каждый из которых имеет свой состав углеродов, водородов, серы, кислорода и азота. Качество исходного сырья оказывает прямое влияние на свойства полученного продукта.
Физико-химические свойства трансформаторного масла
Среди самых важных свойств трансформаторного масла необходимо первой упомянуть вязкость. Ее значение строго определяется и не должно отклоняться в ту или иную сторону. Только в этом случае обеспечивается хорошее охлаждение и разрыв электрической дуги.
Лучшее охлаждение трансформаторов достигается при меньшей вязкости. Но одновременно имеет место снижение температуры вспышки, что нежелательно. Рекомендуется искать «золотую середину».
При нагревании трансформаторного масла до некоторой температуры из него выделяется пар, который беспрепятственно смешивается с воздухом. А смесь загорается при поднесении к ней пламени. Такая температура получила название температуры вспышки. Она является хорошей характеристикой испаряемости масла. Известно, что выделение пара ведет к уменьшению объема жидкости и увеличению вязкости.
Определить, насколько качественно было промыто трансформаторное масло , можно за счет зольности. При сжигании всегда будет оставаться некоторое количество золы. Если оно превышает норму – нефтепродукт промылся некачественно.
Цвет позволяет на первых порах диагностировать эксплуатационное состояние масла. Свежий продукт имеет светло-желтый цвет. Темное масло не рекомендуется к применению и отправляется на химический анализ.
Наличие загрязнений (прозрачность) контролируется как в свежем, так и в старом трансформаторном масле. Для этого достаточно налить изоляционную жидкость в пробирку диаметром 35 мм и поочередно располагать ее на фоне белой и темной матовой поверхности при ярком освещении. Если в обоих случаях муть визуально отсутствует, то продукт классифицируется как прозрачный.
При потере эксплуатационных свойств трансформаторных масел рекомендуется проводить их очистку и регенерацию. Немецкая компания GlobeCore GmbH является одним из ведущих производителей оборудования для восстановления масел промышленного назначения. Посетив сайт globecore.ru, Вы всегда сможете выбрать подходящую установку регенерации: стационарную или передвижную, с необходимой степенью защиты и любой производительности.
Свойства трансформаторного масла (Таблица)
Таблица физические свойства трансформаторного масла
Температура t, °C | Плотность ρ, кг/м3 | cp, кДж/(кгК) | λ, Вт/(м’К) | а·108, м2/с | μ·104, Пас | v·106, м2/с | β·104, К-1 | Pr |
0 | 892,5 | 1,549 | 0,1123 | 8,14 | 629,8 | 70,5 | 6,80 | 866 |
10 | 886,4 | 1,620 | 0,1115 | 7,83 | 335,5 | 37,9 | 6,85 | 484 |
20 | 880,3 | 1,666 | 0,1106 | 7,56 | 198,2 | 22,5 | 6,90 | 298 |
30 | 874,2 | 1,729 | 0,1008 | 7,28 | 128,5 | 14,7 | 6,95 | 202 |
40 | 868,2 | 1,788 | 0,1090 | 7,03 | 89,4 | 10,3 | 7,00 | 146 |
50 | 862,1 | 1,846 | 0,1082 | 6,80 | 65,3 | 7,58 | 7,05 | 111 |
60 | 856,0 | 1,905 | 0,1072 | 6,58 | 49,5 | 5,78 | 7,10 | 87,8 |
70 | 850,0 | 1,964 | 0,1064 | 6,36 | 38,6 | 4,54 | 7,15 | 71,3 |
80 | 843,9 | 2,026 | 0,1056 | 6,17 | 30,8 | 3,66 | 7,20 | 59,3 |
90 | 837,8 | 2,085 | 0,1047 | 6,00 | 25,4 | 3,03 | 7,25 | 50,5 |
100 | 831,8 | 2,144 | 0,1038 | 5,83 | 21,3 | 2,56 | 7,30 | 43,9 |
110 | 825,7 | 2,202 | 0,1030 | 5,67 | 18,1 | 2,20 | 7,35 | 38,8 |
120 | 819,6 | 2,261 | 0,1022 | 5,50 | 15,7 | 1,92 | 7,40 | 34,9 |
Обозначения:
cp — удельная массовая теплоемкость, измеренная при постоянном давлении;
λ — коэффициент теплопроводности трансформаторного масла;
a — коэффициент температуропроводности;
μ — динамический коэффициент вязкости трансформаторного масла;
ν — кинематический коэффициент вязкости;
β — коэффициент обьемного расширения вещества трансформаторного масла;
Pr — критерий Прандтля.
Температура кипения моторного масла | АвтоЖидкость
Часто можно услышать про такое понятие, как температура кипения моторного масла. На что влияет этот параметр и как он связан с похожими определениями, наподобие температуры горения или вспышки – рассмотрим ниже.Температура вспышки моторного масла
Начнём рассматривать этот вопрос с минимальной температуры для трёх перечисленных в первом абзаце понятий и будем раскрывать их по возрастающей. Так как в случае с моторными маслами логически понять, какой же из пределов наступает первым, вряд ли получится.
При достижении температуры приблизительно в 210-240 градусов (в зависимости от качества базы и пакета присадок) отмечается точка вспышки моторного масла. Причём под словом «вспышка» подразумевается краткосрочное появление пламени без последующего горения.
Определяется температура воспламенения методом прогревания в открытом тигле. Для этого масло наливается в мерную металлическую чашу и разогревается без использования открытого пламени (например, на электрической плите). При достижении температуры, близкой к предполагаемой точке вспышки, при каждом поднятии на 1 градус над поверхностью тигля с маслом проводится источник открытого пламени (как правило, газовая горелка). Если испарения масла не вспыхивают, тигель прогревается на ещё 1 градус. И так до тех пор, пока не образуется первая вспышка.
Температура горения отмечается при такой отметке на термометре, когда пары масла не просто разово вспыхивают, а продолжают гореть. То есть горючие пары при нагревании масла выделяются с такой интенсивностью, что пламя на поверхности тигля не гаснет. В среднем подобное явление наблюдается через 10-20 градусов после достижения точки вспышки.
Для описания рабочих свойств моторного масла обычно отмечается только температура вспышки. Так как в реальных условиях температура горения практически никогда не достигается. Как минимум в том смысле, когда речь идёт об открытом, масштабном пламени.
Температура кипения моторного масла
Закипает масло при температуре примерно 270-300 градусов. Закипает в традиционном понятии, то есть с выделением пузырьков газа. Опять же, подобное явление крайне редко встречается в масштабе всего объёма смазочного материала. В поддоне масло никогда не достигнет этой температуры, так как двигатель откажет ещё задолго до достижения даже 200 градусов.
Кипят обычно небольшие скопления масла в наиболее горячих участках мотора и при явных сбоях в работе ДВС. Например, в головке блока цилиндров в полостях, близких к выпускным клапанам при нарушении в работе газораспределительного механизма.
Это явление крайне негативно сказывается на рабочих свойствах смазки. Параллельно образуются шламовые, сажевые или маслянистые отложения. Которые в свою очередь загрязняют мотор и могут стать причиной закупорки заборника масла или каналов смазки.
На молекулярном уровне в масле уже при достижении температуры вспышки происходят активные преобразования. Во-первых, из масла выпариваются лёгкие фракции. Это не только элементы базы, но и присадочные компоненты. Что само собой меняет свойства смазочного материала. И всегда не в лучшую сторону. Во-вторых, значительно ускоряется процесс окисления. А окислы в моторном масле – это бесполезный и даже вредный балласт. В-третьих, ускоряется процесс выгорания смазочного материала в цилиндрах двигателя, так как масло сильно разжижается и проникает в камеры сгорания в большем количестве.
Всё это сказывается в конечном итоге на ресурсе мотора. Поэтому, чтобы не доводить масло до кипения и не ремонтировать двигатель, необходимо внимательно следить за температурой. При отказе системы охлаждения или явных признаках перегрева масла (обильное образование шлама под клапанной крышкой и в поддоне, ускоренный расход смазки на угар, запах палёных нефтепродуктов при работе мотора) желательно провести диагностику и устранить причину образовавшейся проблемы.