CC BY
180
УДК 621.314
ЭКСПРЕСС-МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТЕПЕНИ ПОЛИМЕРИЗАЦИИ БУМАЖНОЙ ИЗОЛЯЦИИ ТРАНСФОРМАТОРОВ В ЛАБОРАТОРНЫХ УСЛОВИЯХ
Владимир Константинович Козлов
ФГБОУ ВПО «Казанский государственный энергетичский университет», 420066, Республика Татарстан, г. Казань, ул. Красносельская 51, доктор физико-математических наук, профессор, заведующий кафедрой электроэнергетических систем и сетей, тел. 519-42-71
Айдар Хайдарович Сабитов
ФГБОУ ВПО «Казанский государственный энергетичский университет», 420066 Республика Татарстан г. Казань, ул. Красносельская 51, старший преподаватель кафедры электроэнергетических систем и сетей, тел. (917)220-36-73, e-mail: sabitov_ah@mail.ru
В статье рассмотрен вопрос определения степени полимеризации бумажно-масляной изоляции трансформаторов оптическим методом исследования в видимой области спектра. Разработана методика определения степени полимеризации бумажно-масляной изоляции с помощью спектрального прибора для видимого диапазона на длине волны 650 нм.
Ключевые слова: степень полимеризации, интенсивность излучения, коэффициент отражения, диапазон, трансформатор.
RAPID METHOD FOR DETERMINING DEGREE OF POLYMERIZATION OF THE PAPER INSULATION OF TRANSFORMERS IN LABORATORY CONDITIONS
Vladimir K. Kozlov
KSPEU, 420066, Republic of Tatarstan, Kazan, 51 Krasnoselskaya St., Head of the sub - faculty department of electro energy systems and nets, Professor, tel. 519-42-71
Aidar K. Sabitov
KSPEU, 420066 Republic of Tatarstan, Kazan, 51 Krasnoselskaya St., Assistant Professor, department of electro energy systems and nets, tel. (917)220-36-73, e-mail: sabitov_ah@mail.ru
In the article the question of determining the degree of polymerization of paper-oil transformer insulation optical methods in the visible region of the spectrum. The technique of determining the degree of polymerization of paper-oil insulation using spectral instrument for the visible range at a wavelength of 650 nm.
Key words: the degree of polymerization, the radiation intensity, reflectivity range transformer.
В эксплуатации энергетических компаний находятся около половины трансформаторов отработавших запланированный срок службы. Многие из таких трансформаторов могут эксплуатироваться еще длительное время, однако, в этом случае должны предъявляться повышенные требования к методам диагностики их технического состояния. Как показывает опыт, основной причиной выхода из строя маслонаполненных электроаппаратов является ухудшение жидкой и твердой (бумажной) изоляции.
Согласно существующим нормативным документам, для оценки состояния бумажной изоляции требуется проводить исследование растворенных в масле фурановых соединений, а также определять степень полимеризации бумаги. Первая из этих методик является неэффективной, поскольку фурановые соединения разлагаются под действием кислой среды и адсорбируются термосифонным фильтром [1]. Существующие методы определения степени полимеризации бумаги предусматривают отбор образца изоляции с последующим его исследованием в химической лаборатории [2]. Существенным недостатком этоих методов является необходимость отбора пробы изоляции, что приводит к определенному разрушению витковой или барьерной изоляции. Кроме того, далеко не каждая лаборатория способна качественно провести подобное исследование. Существует так же метод определения прочности на излом при многократных перегибах, где образец закрепляют в зажимах так, чтобы он не выскальзывал во время испытания. Число двойных перегибов отсчитывают по счетчику. Данная методика трудоемкая и требует отбора образцов бумажно-масляной изоляции имеющих значительные размеры шириной (15,0±0,1) мм и длиной (97±1) мм или (100±1) мм. Отборы бумажно-масляной изоляции данных размеров с трансформаторов вносят образование проблемных участков внутри трансформатора, что в дальнейшем может привести к пробою внутренней изоляции [3].
На сегодняшний день разработан способ определения степени полимеризации бумажно-масляной изоляции трансформаторов на длинах волн в видимой области спектра 650^655 нм. [4]. Данный способ включает определение степени полимеризации бумажно-масляной изоляции трансформаторов путем определения спектров отражения на длинах волн 650^655 нм.
Нами были отобраны из трансформаторов 110 кВ и выше десять образцов электрокартона и трансформаторной бумажно-масляной изоляции с различным сроком эксплуатации.
По полученным результатам измерений был построен график зависимости степени полимеризации от коэффициента отражения электрокартона бумажно-масляной изоляции трансформаторов на длине волны 650 нм рис. 1.
2100 1900 1700 1500 1300 1100 900 700 500 300 100
4
*
СПэ = 4570.8 х р а=2578Д
0,5
0,6
0,7
0,8 0,9
Коэффициент отражения, р>
Рис. 1. Зависимость степени полимеризации от коэффициента отражения электрокартона на длине волны 650 нм.
Так же, по полученным результатам измерений был построен график зависимости степени полимеризации от коэффициента отражения трансформаторной бумаги на длине волны 650 нм рис. 2.
Рис. 2. Зависимость степени полимеризации от коэффициента отражения трансформаторной бумаги на длине волны 650 нм.
Разработанная методика измерений распространяется на бумажную изоляцию трансформаторов и устанавливает требования к содержанию и выполнению работ при измерении степени полимеризации бумажной изоляции в диапазонах от 250 до 1200 единиц для трансформаторной бумаги и от 250 до 2000 единиц для электрокартона оптическим методом. Оценка производится для трансформаторов 110 кВ и выше.
Методика аттестована в ФБУ «Государственный региональный центр стандартизации, метрологии и испытаний в Республике Татарстан» г. Казань. Номер свидетельства об аттестации 66-01.00267-2014.
Исследования проводились в рамках программы «Старт» благодаря финансированию Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере г.Москва и ГНО «Инвестиционно-венчурный фонд Республики Татарстан» г.Казань 2014 год на базе компании ООО НПП «Сакоса» г.Казань.
Выводы:
Разработанный метод основан на измерении коэффициента отражения от пробы бумажной изоляции на длине волны 650 нм с последующим расчетом результатов измерений степени полимеризации бумажно-масляной изоляции трансформатора.
Полученную методику можно применять в химических лабораториях как альтернативу химическим методам по определению степени полимеризации.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. РД 34.43.206-94. Методика количественного химического анализа определения содержания производных фуранов в электроизоляционных маслах методом высокоэффективной жидкостной хроматографии. ОРГРЭС Москва 1995.
2. ГОСТ 25438-82 Целлюлоза для химической переработки. Методы определения характеристической вязкости. Государственный комитет СССР по стандартам. -М.
3. ГОСТ 13525.2-80 Полуфабрикаты волокнистые, бумага и картон. Метод определения прочности на излом при многократных перегибах.
4. Патент РФ № 2013108547/07, 26.02.2013.
© В. К. Козлов, А. Х. Сабитов, 2015
