CC BY
12ISSN 2223-4047
Вестник магистратуры. 2016. № 1(52). Т.1.
УДК 621.315 615.2
А.Ш. Хамидуллина, А.Ш., Хамидуллина, В.Ю. Саптиева
ВЛИЯНИЕ СВОЙСТВ МИНЕРАЛЬНОГО ИЗОЛЯЦИОННОГО МАСЛА НА РЕСУРС ТРАНСФОРМАТОРНОГО ОБОРУДОВАНИЯ
Настоящее время более 50% маслонаполненных трансформаторов имеют срок службы более 25 лет. Наиболее тяжелые последствия аварийных повреждений трансформаторов, как правило, связаны с дефектами в изоляции, основу которой составляют минеральное изоляционное масло и изоляционная бумага. Процесс износа целлюлозной изоляции является необратимым, т.е. восстановление механических свойств бумаги невозможно, а ее замена по стоимости сравнима со стоимостью нового трансформатора. В связи с этим важно постоянно контролировать состояние изоляционных материалов.
Ключевые слова: изоляционная бумага, минеральное изоляционное масло, деградация, трансформатор.
Процесс деградации целлюлозы в трансформаторе изучается давно и уже разработано множество теорий, постулатов и моделей этого процесса. Степень деструкции изоляции обычно характеризуется числом разрыва молекул целлюлозы или фактором старения п который может быть представлены через начальное и текущее значения степени полимеризации. При этом изоляция считается полностью изношенной, если число разрывов достигло 5. п = — 1 < 5
спк
Основными факторами деградации целлюлозы являются температура, вода, кислород и кислые продукты старения масла.
Существует достаточно много данных и лабораторных и практических убедительно доказывающих влияние продуктов старения масла на скорость деструкции целлюлозы. Процесс окисления углеводородной основы изоляционного трансформаторного масла происходит ступенчато: гидроперекиси, перекиси, спирты и фенолы, альдегиды и кетоны, карбоксильные соединения (кислоты), сложные эфиры органических кислот, нерастворимые осадки.
Процессы окисления в масле протекают в основном в направлении воздействия кислорода на уже окисленные молекулы, поэтому исходная молекула углеводорода окисляется многократно. Но в приведенной цепочке есть устойчивые конечные соединения которые накапливаются в масле и целлюлозной изоляции, и наиболее важны с точки зрения их разрушающего действия на целлюлозу.
Как уже было отмечено, образующиеся в масле кислоты способствуют деградации бумаги. При этом наиболее негативное влияние оказывают низкомолекулярные кислоты, более 95% которых адсорбируется бумагой. Именно низкомолекулярные кислоты, в отличие от высокомолекулярных, способствуют ускорению процесса гидролиза целлюлозы, это было показано еще у Р.А. Липштейна. Это положение подтверждено сегодня работами группы норвежских исследователей из SINTEF Energy Research, Тронхейм. В ходе лабораторного эксперимента искусственного старения образцов витковой изоляции и картона проверялось разрушающее действие на них отдельных органических кислот по снижению СП образцов. Отдельные кислоты добавлялись в исходное свежее масло в количестве 0.4 мгКОН/г. В течение трех недель старения при 130°С периодически отбирались образцы на СП.
Таким образом, для продления срока службы маслонаполненного оборудования минеральное масло должно своевременно подвергаться процедуре очистки от продуктов его окисления. Своевременное обслуживание изоляции направленное в основном на предотвращение и замедление ее старения. Начинать что-то делать с маслом ибумажной изоляцией после достижения кислотного числа 0,25 мгКОН/г уже поздно.
Эффективными считается применение on-line методов осушки, регенерации, дегазации масла работающих трансформаторов и периодическая обработка изоляции на отключенном трансформаторе.
Это известная методика oil-spray сушки и удаления продуктов старения масла из бумажной изоляции технологическим моющим маслом. В последнее время в зарубежной практике контроль процесса и критерий его окончания ведется не только по количеству извлеченной воды, но и количеству извлеченных кислот. Анализируется состав и количество жидкости, извлекаемое из ловушки вымораживания в процессе сушки. Кроме воды в ловушке удерживаются и низкомолекулярные кислоты, температура кипения которых близка к температуре кипения воды. И изменение во времени извлекаемых кислот явля-
© Хамидуллина А.Ш., Хамидуллина А.Ш., Саптиева В.Ю., 2016.
Вестник магистратуры. 2016. № 1(52). Т.1.
ISSN 2223-4047
ется критерием окончания сушки. Нельзя недооценивать и роль влаги в бумажной изоляции. При влажности бумаги в 4% скорость ее разрушения в 20 раз выше, чем при 0.5% при прочих равных условиях.
Библиографический список
1. Герасимова Л.С., Майорец А.И. Обмотки и изоляция силовых масляных трансформаторов. - М.: Энергия,
1969.
2. Овсянников А.Г. Стратегии ТО и Р и диагностика оборудования // Электрооборудование: эксплуатация и ремонт. - 2011. - № 2..
3. Силовые трансформаторы. Справочная книга / Под ред. С.Д. Лизунова, А.К. Лоханина. - М.: Энергоатом-издат, 2004.
4. Козлов В.К., Гарифуллин М.Ш. Методы оптической спектроскопии в диагностике состояния маслонапол-ненного электрооборудования // Энергетика Татарстана. - 2009. - № 2.
ХАМИДУЛЛИНА АЛИНА ШАУКАТОВНА - магистрант, Казанский государственный энергетический университет, Россия.
ХАМИДУЛЛИНА АЛИЯ ШАУКАТОВНА - магистрант, Казанский государственный энергетический университет, Россия.
САПТИЕВА ВИКТОРИЯ ЮРЬЕВНА - студент, Казанский государственный энергетический университет, Россия.
