CC BY
73
УДК 621. 315. 617. 2
В.ВЛеонов, ТА.Чичкарева
АНАЛИЗ СОДЕРЖАНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ
ПРИМЕСЕЙ В ТРАНСФОРМАТОРНОМ МАСЛЕ
Для обеспечения эксплуатационной надежности трансформаторов необходимы разработанные методики и технические средства контроля за состоянием масла, в том числе оценки наличия механических примесей в нем. Согласно ГОСТ6370-83 содержание механических примесей в трансформаторном масле недопустимо. Но методика испытаний, предусмотренная ГОСТ 6307-75, не может обеспечить объективную оценку состояния масла пр этому показателю, так как определение выполняется невооруженным глазом, и его результат зависит от характера и интенсивности освещения исследуемой пробы, от формы и гранулометрического состава включений.
В практике анализа загрязненности жидкостей механическими включениями известны следующие методы: визуальный, микроскопический, электронный, фотоэлектрический, ультразвуковой и др. Наиболее простыми являются визуальный и гравиметрический способы контроля загрязненности жидкости [1, 2]. Оба этих метода требуют пропускания определенного объема жидкости через фильтрующий материал, задерживающий частицы загрязнений. Наличие загрязнений на фильтре оценивается визуально или по приросту массы фильтра. Основным недостатком обоих методов является невозможность оценить гранулометрический состав загрязнений [1]. В то же время электрическая прочность трансформаторного масла в большей степени зависит от размеров частиц, чем от их массовой доли. В наибольшей степени электрическую прочность масла снижают крупные частицы примесей [3,4].
Существуют также методики для определения количества частиц загрязнений и их объемной концентрации [1, 2]. Сущность одного из методов заключается в измерении и подсчете под микроскопом частиц, осевших на дно кюветы из пробы исследуемого масла.
Гравиметрический метод, а также методы определения объемной концентрации и гранулометрического состава могут быть применены только в лабораторных условиях. Эти методы не гарантируют, что все частицы, находившиеся в исследуемой жидкости, выпадут на предметное стекло. Кроме того, может произойти коагуляция осевших частиц, что затрудняет определение их истинных размеров.
При использовании ультразвуковой установки для обнаружения и подсчета частиц загрязнений ультразвуковую волну пропускают через пробу жидкости. Проходя через однородную среду, волна отражается от частиц примесей, а энергия отраженной волны зависит от характера распределения загрязнений. Датчик преобразует отраженную звуковую волну в электрические сигналы, которые поступают на экран электронно-лучевой трубки. Число изображений частиц определенного размера подсчитывают визуально или электронными счетчиками. Установки такого типа могут работать только стационарно в условиях лаборатории и являются дорогостоящими [1].
Перечисленные методы и средства не позволяют оперативно получать достоверную информацию, но могут быть использованы при создании специальных приборов, а сами требования ГОСТ 6370-83 нуждаются в установлении норм чистоты. При длительной эксплуатации маслонаполненных трансформаторов трудно избежать значительного загрязнения масла твердыми примесями [5]. Контроль чистоты трансформаторного масла необходимо осуществлять в обязательном порядке для автотрансформаторов и трансформаторов негерметичной конструкции [5].
Проблема определения степени чистоты жидкости существует не только в электротехнике, но и в других отраслях промышленности.
Например, чистота рабочих жидкостей гидросистем нормируется ГОСТ 17216-71, разделяющим жидкости на 19 классов по степени чистоты. Для
каждого класса установлено допустимое количество частиц определенного! размера в объеме жидкости, равном 100 см3. Допускается следующее число] частиц механических включений при указанных размерах частиц (мкм): от 05 до 1 мкм - 800шт; свыше 1 до 2 - 400; свыше 2 до 5 - 32; свыше 5 до 10-8; свыше 10 до 25 - 4; свыше 25 до 50 - 1; свыше 50 до 100 - отсутствие; свыше 100 до 200 мкм и волокна - абсолютное отсутствие.
С увеличением класса чистоты допустимое количество загрязнений возрастает примерно вдвое. Присутствие частиц механических примесей размером свыше 50 мкм до 100 допускается при классе чистоты N 2, свыше 100 до 200 мкм - при классе N 5, присутствие волокон - с 6 класса и выше. С 6 класса нормируется также масса загрязнений в % от объема жидкости.
Известны и аналогичные зарубежные стандарты, устанавливающие классы чистоты. Среди них стандарты США, разработанные SAE, ASTM и AIA, спецификация MJLT2565-6B-61. Ь Англии применяются классы чистоты, установленные спецификацией фирмы "British Aircraft Cqrporation Ltd". Пределы загрязнения установлены и проектом международной организации по стандартизации ИСО/ТК [5].
Целесообразно использовать классы чистоты и для жидкостей, используемых в электротехнике. При установлении требуемого класса чистоты необходимо учитывать условия работы и требования, предъявляемые к различным видам электрооборудования. Для трансформаторного масла рекомендуется применять класс чистоты из тех, в которых не допускается присутствие механических примесей с размерами частиц свыше 50 мкм.
Для проведения анализа чистоты трансформаторного масла могут быть применены уже известные в практике приборы. Это переносной индикатор для оценки загрязненности топлива и масел механическими примесями АЗЖ-955, разработанный ГОСНИТИ (г. Москва). Индикатор состоит из блока электроники и фотоэлектрического датчика-щупа. Определяемые классы чистоты - от 00 до 17. Время анализа не превышает 1мин. Для оперативного контроля загрязненности жидкостей в рабочих условиях разработаны приборы ПРИЗ-М и ПРИЗ-Ц (ЦНИТИ, г.Москва), которыми при фильтровании заданного объема жидкости через сетку с заданным размером пор измеряют расходы в начальный и конечный моменты фильтрования. Количество загрязнений определяют по соотношению расходов. Диапазон размеров частиц - 25-200 мкм, определяемые классы чистоты - от 8 до 17 . Для количественного определения механических примесей с величиной частиц от 5 до 100 мкм применяют фотометрические приборы ПЖК-902 и ФС-151 (ИСХМ, г.Ростов-на-Дону). Продолжительность анализа составляет 10-15 мин.
Известен прибор контроля чистоты жидкостей ПКЖ-904В (НИТИ г. Саратов). Диапазон измеряемых частиц - от 5 до 200 мкм.
ВЫВОДЫ:
1. Для целей оценки содержания механических примесей в трансформаторной масле следует рекомендовать ГОСТ 17216-71.
2. Для осуществления измерений содержания механических примесей в трансформаторном масле возможно использование приборов, разработанных для этих целей и применяемых в машиностроительной и авиационной промышленности.
Переченьссылок
1. Коновалов В. М., Скрицкий В.Я., Рокшевский В.А. Очистка рабочих жидкостей в
гидроприводах станков -М.: Машиностроение, 1976.-288 с.
2. Рыбаков К.В., Коваленко В.П. Фильтрация авиационных масел и специальньных
жидкостей.-М.: Энергоатомиздат, 1988.-128 с.
3. Сканави Г.И. Физика диэлектриков. Область сильных полей. М.: Госфизматиздат.-
1958.-450 с. ■ ■
4. Поплавко Ю.М. Физика диэлектриков.-Киев.: Вища школа, 1980.-400 с.
5. Сви П. М. Контроль изоляций оборудования высокого напряжения.-М.:
Энергоатомиздат,1988.-128 с.
