Початок arrow Практика arrow Содержание твердых частиц в трансформаторном масле

Содержание твердых частиц в трансформаторном масле

Зміст статті
Содержание твердых частиц в трансформаторном масле
Влияние частиц на электрическую прочность

В масле работающего трансформатора может содержаться некоторое количество твердых частиц. Наиболее опасными для изоляции являются проводящие частицы (металлы, углерод, влажные волокна и т. д.). Известны случаи повреждения трансформаторов, причиной которых являлось загрязнение масла твердыми частицами.

Источники образования твердых частиц, их состав

Степень опасности определяется количеством частиц, их размером и природой. По-видимому, более жесткое ограничение количества частиц должно быть для трансформаторов высших классов напряжения. Разработка таких нормативов требует проведения дополнительных исследований. Главными источниками образования частиц являются системы охлаждения, особенно насосы, а также процессы старения твердой изоляции и масла.
Характерным является неравномерное распределение частиц в масле трансформатора. Методы отбора проб и счета частиц приведены в публикации МЭК-60970 (Методы подсчета и определения размеров частиц в изоляционных жидкостях).
Обычно после сборки трансформатора на заводе в масле содержится большое количество частиц, главным образом волокон целлюлозы. Поэтому масло трансформаторов напряжением 220 кВ и выше перед испытаниями подлежит фильтрации. После монтажа на месте установки в эксплуатации фильтрация должна быть произведена повторно, т. к. в масле могут появиться частицы из системы охлаждения.
Во время эксплуатации с течением времени количество частиц в масле может возрасти. Характерный количественный состав частиц в зависимости от их размеров приведен в таблице 1.
В МЭК-60970 рекомендована процедура отбора пробы масла для определения количества частиц. Важно обеспечить чистоту сосуда для масла и вентиля, через который берется проба. Желателен отбор из движущегося потока масла. Отбор пробы из застойной зоны на дне бака может сильно исказить результат.
Повреждения трансформаторов вследствие наличия большого количества твердых частиц отмечались главным образом на трансформаторах сверхвысокого напряжения (СВН). Наибольшее число известных случаев повреждения имело место в масляных промежутках, например, с экрана высоковольтного ввода или отвода и пр., где отсутствовали барьеры.

Оценка результатов определения количества частиц

Рабочей группой Исследовательского комитета 12 СИГРЭ рекомендована классификация результатов определения количества частиц.
Результаты, оцененные согласно таблице 2, могут быть уточнены после проведения испытаний электрической прочности масла. Эти испытания должны быть проведены согласно МЭК-60156. Если результаты испытаний не будут соответствовать измеренному количеству частиц, испытания следует повторить. При этом должна быть применена методика, которая способна выявить влияние частиц.   Для рекомендаций принято «граничное» значение электрической прочности, сниженное на 30% или более по сравнению с новым маслом. Рекомендуются дальнейшие действия применительно к трансформаторам СВН, приведенные в таблице 3.
Таблица 1. Типичный пример количества твердых частиц в естественно загрязненном масле трансформатора

Кумулятивное число

Дифференциальное число

Размеры

Количество частиц в 100 мл,

Диапазоны раз-

Количество частиц, указанных

частиц, мкм

больших указанного размера

мера частиц, мкм

размеров в 100 мл

5

11600

5-15

10930

15

670

15-25

551

25

119

25-50

107

30

12

50-100

11

100

1

Более 100

1

Таблица 2. Уровни содержания твердых частиц в масле трансформаторов

 

Максимальное количество в 100 мл

Обозначение содержания частиц

Оценка

5 мкм

15 мкм

250

32

Нулевое

Уровень содержания частиц в растворителе в сосуде, предназначенном для отбора масла (согласно МЭК)

1000

150

Низкое

Масло высшей чистоты перед заводскими испытаниями и перед включением в эксплуатацию

32000

4000

Нормальное

Уровень содержания частиц типичный для трансформаторов в эксплуатации

130000

16 000

Предельное

Уровень содержания частиц имеющий место в значительном числе трансформаторов в эксплуатации

> 130 000

>16000

Высокое

Уровень, редко встречающийся и свидетельствующий о ненормальном состоянии

Таблица 3. Рекомендации при загрязненном масле

Уровень содержания частиц

Электрическая прочность

Рекомендации

Нормальный

Хорошая
Сниженная
Хорошая

Меры не требуются Определить тип частиц
Вероятно наличие грязи или сухих волокон. Повторить электрические испытания прочности по методике, позволяющей выявить эффект частиц

Граничный

Граничная Хорошая

Определить тип частиц. Определить влагосодержание, принять
решение о необходимости фильтрации Повторить определение количества частиц. Повторить испытания
прочности по методике для определения эффекта частиц

Высокий

Граничная

Исследовать источник образования частиц Рекомендуется обязательная фильтрация или замена масла



 
< Современные тенденции в совершенствовании технологии производства трансформаторных масел   Соединение отводов трансформатора >